国内市场占有率超50% 山钢日照“卷”出超大宽厚比“世界样板”

2024年01月22日 16:44:58 中国冶金报·中国钢铁新闻网贾林海 刘加军

每一张钢板都有自己的秉性。单板最薄3.5毫米、最宽3250毫米,厚度公差控制精度达到±0.05毫米,不平度≤3毫米/米,强度级别在355兆帕~1100兆帕……一项项“硬核”指标让山钢日照公司3500毫米炉卷产线被贴上了“不可复制、不可替代”的标签。

在中国仅有的4条中厚板炉卷产线中,山钢日照于2019年4月份投产的3500毫米炉卷产线当属后起之秀。这条年轻产线只用了不到4年的时间,就生产出中国最薄、最宽的薄规格钢板,具备了中厚板全品类生产能力。

近日,《中国冶金报》记者一行走进山钢日照,探寻其3500毫米炉卷产线薄规格钢板的“夺冠之道”。

图为山钢日照公司炉卷产线。(本报记者 朱亚明 摄)

干别人不敢干的事

这是一项前所未有的挑战。我国3500毫米规格炉卷产线稀有,且生产极薄规格钢板并不顺利。作为山东省唯一一条中厚板炉卷产线,山钢日照没有任何技术和经验可以借鉴。作为后进者,这张进入炉卷产线薄规格产品市场的“门票”并不好拿。

“上炉卷轧机是一回事,最大化发挥其在薄规格钢板生产上的优势,同时弱化轧材需去头去尾、整体成材率不高的劣势,这又是一回事。”时任山钢日照公司党委书记、总经理张润生(现任山钢股份副总经理、山钢日照董事长)用“难以逾越的鸿沟”来形容。

“窄!工艺窗口要求非常窄!”山钢日照公司副总经理孙卫华颇有感触地说,“超薄钢板生产具有温降快、温差大、头尾塑性差等难点,对生产工艺、设备精度、操作控制等都有着近乎苛刻的要求。”

严苛到何种程度?“热轧讲究‘趁热打铁’,温度越高越好轧,但因为又要薄,越薄温度下降得越快。”在山钢日照中厚板厂副经理乔松看来,超薄钢板“很难伺候”。

图为山钢日照公司炉卷产线加热炉加热钢坯出钢口。

“温度一高,表面质量稳定性就差,生成氧化铁皮多,对钢板低温韧性也有影响。”山钢日照中厚板厂生产技术室主任刘德红补充说,“从轧制成功率来说,应该高温轧,但从表面质量和性能控制来说,温度又不宜太高。”

温降、温差、塑性,如何设计、坯料多长、轧制多久、温度怎么定……那段时间,他们每天“沉”在现场,一项接着一项琢磨,再逐步细化到方案上,锱铢必较,精益求精。

“我们走了不少弯路。”刘德红说,“最终,我们把轧制温度波动控制在了±10摄氏度之内。而普通钢板的轧制温度波动在±20摄氏度就可以了。”

控温,只是薄规格钢板生产遇到的众多困难中的一个,攻克这个难题却是他们靠成百上千次试验换来的。

“首次”是《中国冶金报》记者在山钢日照采访时听到最多的一个词。在这条产线上,山钢日照采用了加热炉高炉煤气双蓄热燃烧技术、炉卷轧机CVCplus窜辊技术、第五代卷取炉技术、预矫直技术、超快冷技术、强力重型冷热矫直机双辊盒技术6项新技术。

“这些技术都是国内第一次用在炉卷产线上。”乔松说,“其中,CVCplus窜辊技术是在世界范围内第一次用在炉卷产线上。通过这项技术,我们解决了板形平直度及厚度公差精准控制的难题,轧制性能合格率超过99%。”

经过不断摸索,他们确立了“高均匀性加热+高适应性轧制+高精准性热矫直”的技术路线,首创了“卷轧—预矫—冷却—双辊系热矫”工艺,形成了一套极薄宽、窄公差、高平直度、高韧性、高表面质量系列钢板生产关键技术,攻克了轧制稳定性、板形控制、厚度精度、高性能指标合格率等多项行业关键共性难题。

“我们还首次提出了超大宽厚比中厚钢板集成工艺、薄规格钢板板形控制专有工艺和低残余应力控制特殊工艺,解决了制约我国钢铁行业超大宽厚比薄规格中厚钢板生产的核心工艺技术难题。”张润生颇为自豪地说。

2022年12月26日,中国金属学会组织召开山钢日照“超大宽厚比薄规格中厚钢板高效炉卷产线关键工艺装备技术研发及应用”科技成果评价会。由中国工程院院士干勇、王国栋、毛新平等专家组成的评委会一致认为:“该项目总体技术达到国际领先水平。”

刘德红指着成果评价证书上“评价意见”那一栏,兴奋地向《中国冶金报》记者说:“不是局部领先,也不是个别技术领先,而是项目总体技术达到国际领先水平,这很不容易。”

如今,山钢日照3500毫米炉卷产线不仅是我国唯一可批量稳产4毫米×2800毫米以上钢板的产线,实现了薄规格9Ni钢板、邮轮钢板、穹顶钢及超高强钢等高附加值产品的节约型减量化TMCP(热机械控制工艺)/DQ(直接淬火)工艺高效生产,还是我国唯一不限量供应6毫米~8毫米薄宽E级高韧性钢板的产线。

目前,山钢日照3500毫米炉卷产线生产的4毫米~7毫米薄规格钢板的国内市场占有率超过50%,2023年前11个月产量达到15.4万吨,产品效益是常规产品的3倍。

接别人“没法接、不敢接”的订单

“我们能批量生产超薄钢板后,成为了行业‘搅局者’。”乔松所谓的“搅局”,是因为目前能生产薄规格板材的企业基本都存在限制接单的情况,如一批订单中的薄规格产品占比不能超过10%。

“量太大了,别人干不过来,但我们来者不拒,要多少有多少。”乔松认为,“玩”好薄板并不容易。更重要的是,山钢日照炉卷产线对设计极限的突破,把他们推向了发现需求、引领需求甚至创造需求的地位。

“凡是存在的需求,就是合理的,就一定有解决方案。”在孙卫华看来,生产更薄、更宽的钢板给下游用户带来了更高性价比、更经济性的选择,“我们让客户用上了原来想用但生产不出来的钢板。”

船舶行业是4毫米~7毫米薄规格钢板的主要应用领域之一。随着我国船舶工业的发展,4毫米~7毫米薄规格钢板的应用需求也在不断增长,对薄规格钢板的要求也越来越高。

前段时间,被誉为中日友谊之船的第三代192客位中日航线客滚船“鉴真号”顺利下水。“‘鉴真号’项目用钢由山钢日照整船供应,涉及上千个规格,且交货周期很短,在4个月内要完成22000吨钢材交付,特别是用户对厚度公差有着极其严格的要求。”全程参与该项目的山钢日照中厚板厂专家赵显鹏说,“船在海上走,重心一定要稳,遇到极端天气就不会晃得厉害,乘客舒适度也能大幅提升。”

“‘鉴真号’不仅要求钢板表面像纸一样光滑,还要求厚度公差控制在±0.2毫米以内,但我们的厚度公差可以控制在±0.05毫米。”赵显鹏打了个比方,“如果在钢板上放一张A4纸,厚度就不符合要求了。这恰恰是我们拿下订单的关键,对厚度公差的精准控制让我们能接别人‘没法接、不敢接’的订单”。”

最终,山钢日照不仅高质量生产并定制配送了这批迄今为止控制规格最复杂的订单产品,还提前5天交付,助力用户抢回了工期。

为提高材料利用率,一些船舶用户对船舶用钢有“一张钢板一个规格”的要求。正因此,“整船供应”成为一种能力的象征,这也是山钢日照公司的“拿手好戏”。

图为山钢日照公司炉卷产品在冷床冷却。

成功供货“鉴真号”带来的品牌效应如涟漪般散开,上海外高桥造船有限公司找到了山钢日照,希望能为其供应豪华邮轮用钢。

“造好邮轮,堪比造航母。”因设计建造难度极高,大型邮轮与大型液化天然气运输船、航空母舰一起,被誉为造船工业“皇冠上最耀眼的明珠”。

大型邮轮设计满载排水量超过10万吨,其中钢结构重量约占3万吨~5万吨。一般而言,10万吨的大型邮轮需约1万吨4毫米~7毫米厚、2400毫米~3500毫米宽的薄板,用在上层建筑区域。由于船体甲板以上有多层上层建筑,船体重心位置相对较高,为保证船体安全,必须精确控制船体重心,因此对钢板重量有着严格的要求,需要大量薄规格窄公差钢板。

“我们为该项目生产了4毫米×3000毫米和5毫米× 3050毫米的豪华邮轮用钢,产品表面零缺陷、内应力均匀、不平度良好、公差控制在±0.05毫米,达到国际领先水平。”山钢日照中厚板厂党委书记、经理刘朋说。

在桥梁建造领域,山钢日照生产的超薄钢板同样为下游用户带去了新的选择。

大型桥梁钢设计的原平板最薄为4毫米,此前国内没有企业可以生产,因此一直用热连轧开平板代替。“如果用开平板,桥梁载重越多,焊缝受力就越大,桥梁的服役周期就会缩短,质量、安全都有风险。”赵显鹏说。

图为山钢日照公司炉卷产线成品收集磁吊正在吊运产品。

为此,山钢日照研发人员主动与G104济南黄河大桥、雄商高铁济宁黄河特大桥等项目施工单位联系,向他们提供了4毫米桥梁钢整体解决方案,助力我国首次实现向大型桥梁项目供应4毫米中厚板原平板;板形和表面质量良好,残余应力小,填补了国内空白。

2020年,国内某机械公司找到山钢日照,希望为其开发360吨电动矿卡车斗用板。该矿车主要针对澳大利亚市场,是我国首次批量出口的360吨级大型电动轮矿车。

“原来,车斗用钢板需要几张焊接起来使用,中间有一道焊缝,而我们一张钢板就能直接压出一个车厢来。”赵显鹏说,“一张钢板就解决了客户的技术问题、成本问题和材料寿命问题。”

“这样一来,不仅整车重量轻了,斗也能挖得更多了。”孙卫华补充说,“也无需再进行焊接工艺,避免了原来容易出现裂纹的问题。”

让每张钢板走过上千道“质量门”

投产时间短,但高端客户对钢板质量的要求越来越高,怎么办?山钢日照选择以“质”取胜。

2020年,山钢日照实施了涵盖全工序、全方位、全岗位,以信息化、智能化驱动的“质量门”管理模式。

“‘门’是在整个产品生产流程中设立的一系列质量关键控制点,每个‘门’都要对人、机、料、法、环、测等影响质量控制的因素和产品质量进行检查、把关。”孙卫华说,“如果上道工序合格,就可以从‘门’里走向下道工序,如果不合格,就会被拒之‘门’外。”钢日照公司炉卷产线双边剪作业

图为山钢日照公司炉卷产线双边剪作业中。

山钢日照全流程建立了2178个“质量门”,涉及59个工序、301个岗位。所有出厂钢板必须按照外观、物性、成分进行综合判定,确保100%经过检验。

“第一道‘门’设立于原料进场验收,最后一道‘门’在客户手上。”孙卫华介绍,当用户拿到钢板时,这张钢板已经走过2000多道“门”。

在“质量门”管理模式下,质量标准成为山钢日照人心里的“硬杠杠”。自实施“质量门”管理模式以来,山钢日照经营质量效益提升明显,为擦亮企业高端品牌提供了有力支撑。

在管理效益方面,通过“质量门”,山钢日照实现了质量管理从局部到整体、定性到定量、经验管理到大数据管理、粗放到精益、人工到智能、事后到事前的转变,带动了质量理念的进步、精品文化的塑造、人员素质的提升。

在社会效益方面,通过以信息化、智能化驱动,山钢日照生产控制更精准,全流程更加绿色低碳,节能降耗效果突出。2021年、2022年,山钢日照万元总产值综合能耗分别比创建“质量门”前降低28%、25%。

“通过实施‘质量门’,山钢日照4毫米~7毫米极限薄规格产品质量控制达到了同类型产线领先水平。”孙卫华说。

为用户提供薄规格钢板“超市”

“今天在山钢,真切体会到了‘以用户为中心’这句话的内涵,确实让我很感动!”2023年9月份的一天,一位船板钢用户在朋友圈里晒出了凌晨3点山钢日照中厚板厂职工赶订单的场景。

原来,前段时间,山钢日照接到了山东威海某船厂电话,对方想采购一批高端船板钢,但订单涉及极限规格产品多、生产难度较大、配套能力要求高。

“别的企业望而却步,但这正是我们扩大朋友圈、树立好口碑的机会!”山钢日照当即接下订单。他们主动协调用户,发挥协同优势,开启绿色通道。加热、轧制、精整……各道工序依次接过“接力棒”,快速高效组织生产,最终成功交付订单。

山钢日照公司炉轧制辊加工车削中

图为山钢日照公司炉卷轧制辊加工车削中。

“你们在生产、配送、保供、服务等各方面立下了一个标杆。”赵显鹏向《中国冶金报》记者展示了微信群里用户对他们的评价。在驻守用户现场时,他几次听到用户说:“你们不用来了,钢板很好用。”

好评如潮的背后,是山钢日照对“一张钢板、一份承诺”理念的深刻践行。同时,山钢日照依托QCDVS机制(Q即质量、C即成本、D即交付、V即产品系列化、S即服务),深入了解不同用户对钢板的个性化需求,从生产组织、订单交付、质量控制、售后服务等方面有针对性地采取措施,不断提高整单交付的能力,让“整船交付、整塔交付、整桥交付”成为常态。

图为山钢日照公司产线职工进行钢板下表面质量检测。

“我们在执行QCDVS机制的基础上,还深入推进了‘三个一’模式。”孙卫华解释道,具体包括一个战略协议,管方向;一个清单(QCDVS服务清单),管落地;一个中心(协同研发中心),管未来。下一步,山钢日照将推进用户“三个一”模式全覆盖。

作为炉卷产线界的后进者,山钢日照在拓展客户方面有着天然困难,但凭借其对薄规格钢板品质精益求精的追求,这位后起之秀在4毫米~7毫米薄规格钢板领域强势称雄。

截至目前,山钢日照3500毫米炉卷产线的4毫米~7毫米钢板已先后应用于“神州第一挖”徐工700吨液压挖掘机,助力我国成为全球第4个具备700吨级以上液压挖掘机研发制造能力的国家;应用于北方股份NTE360A电动轮矿用车,让中国制造的大型矿车首次出口到澳大利亚高端市场;应用于亚洲最大铁路枢纽工程——北京丰台火车站等重大工程项目。

“我们始终致力于把薄规格钢板的配套能力做到最好、最强,用户到了山钢日照就像到超市一样,所有薄规格产品我们应有尽有。”刘朋说。

“我们要持续开发极限薄宽规格高端产品全流程控制技术,突破进口装备极薄4毫米设计极限,实现中厚板炉卷轧线核心工艺高精度控制和数字化转型。”张润生认为,下一步,山钢日照要在推动国家基础建筑、工程机械、交通运输、能源环保等领域关键核心材料的国产化上贡献力量,为提高中国钢铁工业的全球竞争力而发力。

“这是属于山钢人的荣耀之作,希望越来越多的用户能使用和认可我们的超薄钢板。”张润生说。

余下全文


责任编辑:韩利

山东日照中厚板

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