建设宝钢的故事：热连轧机的制造

宝钢的故事5

#改革开放后的技术引进

#宝钢的故事

改革开放前中国热轧板的生产情况

板材（钢板）是最重要的钢材品种，板材在发达国家钢材产品中的占比达到60%以上。

在板材生产过程中，采用生产效率高、轧制质量好、生产成本低的连续式热带钢轧机是最有效的办法。

1980年，我国共生产钢材2716万吨，其中中厚板286万吨，薄板242万吨。但是我国钢板的产量与国民经济发展的要求相比，相差还甚远。

仅薄板一项来说，1976年到1980年，国内消耗量为1297.5万吨，生产量为731.2万吨，进口为686.1万吨，自给率只有56.4%。

虽然我国薄板生产从1949年的0.4万吨发展到1980年的242万吨，年平均增长率达到25.84%，但薄板的年平均需水增长率却达到32.38%，需求远远超过生产的发展速度。

我国钢板产量低，特别是薄板产量低，根本原因是生产薄板的技术装备落后。

截至1983年，我国建成的热轧宽带钢轧机仅有五套：

1、鞍钢2800/1700毫米半连续式热带钢轧机；

苏联援助设备，技术水平是50年代初的水平。

2、上钢一厂2300/1200毫米半连续式热带钢轧机；

3、本钢1700毫米四分之三连续式热带钢轧机；

本国企业仿制苏联设备生产的热带钢轧机，技术水平改进不大。

4、武钢1700毫米四分之三连续式热带钢轧机；

从日本购买的具有70年代水平的热带钢轧机，是当时中国最先进的热轧机。

5、太钢2300/1700毫米炉卷式热带钢轧机。

技术水平低，产量低。

我国生产的钢板长期无法满足本国的需求，每年需要从国外大量进口钢板。

1980年前，中国每年进口的薄钢板数量在100万吨以上，进口量甚至都超过了本国的产量水平。

1980年后，中国薄钢板的进口量迅速增长，甚至达到了每年300万吨左右的规模。

热连轧机是典型的重大技术装备。

热连轧机单套产能大，装备数量少。

宝钢2050mm热连轧机的设计产能是400万吨/年，单套轧机的产量超过了1980年全国242万吨的生产规模。

宝钢热轧项目不仅对宝钢本身的盈利能力具有决定性作用，对中国钢铁工业整体的产品结构都有重大影响。

正是因为如此，热连轧机是宝钢二期中的核心项目。

通过宝钢热连轧机的联合设计、合作制造掌握热连轧机的制造技术，对中国钢铁工业具有重大意义。

宝钢热轧项目决策过程

2050mm热连轧机是宝钢建设中最关键的项目，它既是成品轧机，又是向2030mm冷轧机提供坯料，保证冷轧产品质量的关键轧机。

如何建设宝钢2050mm热连轧工程，面临三种选择：

1、一是继续一期的做法，“甚至连厕所”都全部买进；

2、二是依靠我国自己力量独立研制；

3、三是技贸结合、引进技术、合作制造。

三种方案在一定范围内，曾有过长时间地激烈争论。在决策前，从中央到部委，从宝钢到制造单位进行了反复的研究分析、论证和考察，最终经中央拍板，逐步取得一致的意见。

1982年冶金部、机械部两部曾就宝钢二期工程设备立足国内研制的可行性组织专家进行了论证。

1、完全依靠本国力量设计制造具有世界先进水平的重大技术装备难度极大。

虽然我国机械工业经过30多年的建设，已具有相当规模，门类也比较齐全，具有一定的成套设备研制开发和供货能力，也曾为国内许多部门提供过包括“九大设备”等冶金成套设备在内的一大批重要成套设备，但与工业发达国家相比，我国机电产品的质量、品种、成套水平仍存在很大差距，多数产品的技术和性能，比工业发达国家落后二三十年。组织大型工程成套设备的技术水平低，系统设计能力差。

我国的装备制造企业工艺装备落后，大多为使用了二三十年的常规机床，精度差、效率低，几乎没有数控机床；管理水平落后，生产周期长，难以保证宝钢工程建设所需现代化冶金装备的要求，完全立足国内显然是不可能的。

2、完全从外部引进不合适。

继续按照宝钢一期建设的路子完全引进，不仅要花大量外汇，工程投产后永远脱不了对外依赖和被控制的局面，而且使国内制造又一次失去引进和学习国外先进技术的机会。

3、技贸结合，联合设计，合作制造

可行的方式是技贸结合，联合设计，合作制造。

以宝钢建设为契机带动国内装备制造工业的进步是一个极好的机遇。

通过向国外先进制造企业学习可以扭转长期落后的局面。

在建设途径的认识上，开始由购买设备制造逐步转向搞合作制造，最后形成技贸结合，“联合报价、联合设计、联合制造”的“三联”合作模式。

这个方案得到了国务院的充分肯定。

正是在中央领导同志的直接关怀下，经过近一年零四个月的艰苦谈判，通过“货比三家”，最终选择德国西马克公司作为宝钢2050mm热连轧机的供货商和合作制造的伙伴。1984年12月21日，由中国机械设备进出口总公司代表中国重型机械总公司与西马克公司签订了技术合作合同。

这个合同所规定的成套设备技术水平先进，技术转让条件优惠，价格也比较合理。

合同总价4.7亿美元，其中中方合作制造设备259项，共计14814.51吨，占设备总重量的38.6%。

这套轧机由第二重型机器厂承制粗轧区设备，第一重型机器厂承制板坯库、精轧区及卷取区设备，沈阳重型机器厂承制精整区设备，太原重型机器厂承制冶金起重设备，哈尔滨电机厂承制大型电机，天津电气传动研究所负责电控传动，通用公司负责水处理设备。

宝钢热轧项目的技术引进与国际上技术转让的做法有哪些突破？

在宝钢热轧项目的技术引进中，中国首创了“联合设计、合作制造”的方式，相比于国际上常规的技术转让做法，在引进技术的深度上有了极大的提高。

“联合设计、合作制造”的方式更有利于我国的装备制造企业掌握技术，极大加快了我国技术人员掌握热连轧机设计和制造技术的速度，而不仅仅是购买了一套图纸。

国际技术转让的常规做法

当时国际上转让技术的普遍方法是签订长期技术合同。

二战后美国的冶金装备制造企业技术水平最高，是日本和德国冶金设备制造企业引进技术的来源。

当时日本的三家主要冶金装备企业菱、石川岛播磨、日立及联邦德国的三家主要冶金装备企业萨克、西马克、德马克就先后美国的麦斯塔、维•尤那特及保罗-诺克斯公司签订长期技术合同，购买技术图纸及制造可权。

西马克公司与美国维•尤那特公司签订了10年长期技术合作合同后，取得了维•尤那特公司全套轧机制造图纸，同时维•尤那特公司又接受西马克公司派遣10名技术骨干去美国进行培训，学习相关技术。

长期合同规定，西马克公司除支付一笔可观的购买技术的费用外，每制造一套设备要再向维•尤那特公司支付7%％合同金额的制造许可费用。

在宝钢二期工程中，中国引进热连轧机技术相比日本和德国二战后从美国引进技术，程度要更深。

中国在引进技术时，不仅是购买技术图纸，而且包括了联合设计以及设计之前的技术培训。

通过技术培训和联合设计，使我国的技术人员能以最快的速度掌握现代热连轧机的技术，并且直接应用到宝钢热连轧机的实际设计中。

利用有利的贸易条件，让外国企业帮我们的技术人员“扶上马，送一程”，尽快形成本国的技术能力。

出国培训和联合设计

中国重型机械总公司作为西马克公司的合作伙伴，派出各合作制造厂的大量设计、生产技术人员去联邦德国培训，进行联合设计、合作制造工作。

出国培训和联合设计的收获是巨大的，特别是对刚刚打开国门接触世界先进技术水平的冶金设备技术人员。

1、西马克公司提供了详细的技术资料：

西马克公司提供了别的厂商不愿提供的有关技术资料，如总体设计图纸、一些关键设备的结构图和计前方法等。

在参观计算机中心、地下油库、管理中心等关键部位时，德方都能给我们做详细解释及表演。

2、实地参观德国钢铁工业的现场生产设备

西马克公司安排我国的技术人员参观了德国钢铁工业，使我们对联邦德国的工艺、设备、加工制造和组织管理方面有了一些感性认识，获得了过去很难得到的一些联邦德国工厂实际生产的数据及宝贵资料。

特别热装，既牵涉到连铸又牵涉到热轧，过去在国内讨论了很长时间也没有掌握要领。这次通过参观讨论，基本上摸清了热装的技术问题，解决了在国内长期解决不了的问题。

在参观考察中，我们还看到了一些过去没有看到过的工艺设备和新技术，开阔了眼界，增加了感性认识。例如在蒂森厂看到的热轧切头飞剪切头最优化系统、带钢断面形状检测仪、自动打捆线、卷曲范围大的移出式卷取机。

我国钢铁工业的技术水平比较落后，对于很多先进技术和先进装备只有书面认识，通过参观德国钢铁工业获得了大量的现场感性认识，知道了先进装备和先进技术是什么，是如何生产的，对如何提升我国钢铁工业的技术设备水平也有巨大价值。

3、进行热连轧机的联合设计

我们与西马克公司的联合设计，基本上是边讲、边议、边看，同时做一些必要的试验。

德方设计首先从总体考虑，确定设计指导方针，对工艺要求、自动化控制、节能、降低成本、提高产品质量等一系列问题进行深入的了解与考虑，并且有机地联系在一起，作出合理的决策。

在此之前，我国技术人员并不清楚外方是如何进行设计的。此次与西马克公司进行联合设计，从参数选择和计算开始，先搞软件再讨论硬件，问题搞得比较清楚，也比较深入。

通过联合设计，我国技术人员不仅弄清楚了热连轧机及板坯连铸机的方案，并且学到了不少先进技术和工艺知识，对一些关键设备的运行情况也有深刻的印象。

通过培训和联合设计，我国的技术人员基本上掌握了总体设计的方法步骤，能够根据工艺要求搞总体设计。

同时，我们对西马克公司的工厂情况、设备水平、技术改造和技术生产管理也作了深入了解。

总之，我们感到这些收获只搞合作制造不搞联合设计是得不到的。

这次联合设计、联合报价是根据中国机械进出口总公司与西马克公司签订的备忘录进行的。中德双方都比较好地执行了备忘录。

对我国重型机械企业的设备和管理方法改造

根据联合设计、合作制造的合同，西马克公司派出工程师对我国承担热连轧机设备制造任务的重型机械企业进行详细的考察，并提出详细的设备改造建议。

西马克公司工艺工程师考察中方合作制造厂后，针对中方合作制造工艺中的薄弱环节提出的71个技术关键问题，我们拟定了146项技术改造措施。这次技术改造虽然规模不是很大，但是针对性强，技术起点高，使我国重机行业制造工艺技术登上一个新的台阶。

1、修复、改造机床，提高加工精度，购置大型数控机床，迈入数控时代

当时我国重机厂的大型铣镗加工设备都是苏联制造的，已是使用20多年的老设备，精度达不到合作制造产品的要求，必须按照西马克公司的标准修复，提高加工精度。

一重、二重、沈重三厂共修复铣镗床35台。在提高精度的基础上，又在机床、回转工作台、分度头上配装数显装置160多台。

同时，各厂都新増了一批大型数控龙门式、落地式铣镗加工中心。

一重共改造和引进了近十台数控机床，包括卧式和立式加工中心、数控铣镗床、数控键槽拉床、大型数控轧辊磨床，改造了8m重型车床，配上日本法那克6TB数控系统。

二重购进大型数控龙门铣镗床，数控镗床、鼓形齿滚齿机，精密滚齿、划线机、精密分度头、内螺纹旋风铣头。

沈重也购进了一批数控机床。

这些措施不仅保证了合作制造任务的完成，还使我国重机行业机械加工进入了数控时代。

2、引进 ABS 先进刀具，改造刀具系统，建立刀具预调室

发挥数控机床高效率、高精度功能必须采用先进的刀具系统，为此，许多重机厂采用装有陶瓷、高硬合金不重磨刀片、刀杆可以方便组合连接的刀具，使得机床能够根据加工工艺程序自动更换刀具，减少工件的装卡次数和时间。

各厂在引进 ABS 刀具系统的同时整顿刀具标准，推行刀具改革，推广机卡装配式不重磨组合刀具，特别是机夹不重磨可转位车刀、刨刀和铣刀盘等，彻底消除“单刀飞”的现象。

有的制造厂的组合刀具刀体与刀头之比能达到1:50以上。在组建刀具预调室的同时，实施机夹刀具集中调整、维护管理。刀具系统的改造对提高加工精度和机床效率都具有十分重要的意义。

3、组建配管工段，购置配管工艺机具，提高配管质量

现代高水平的自动化机械设备，配有大量的液压、润滑、气动系统，这些系统的管道配置纵横交错，配管的好坏直接影响到机械功能的发挥和设备的美观。

我国此前不重视配管工艺，而在西方发达国家已经形成一个专门的工序，设置配管工段并配有专门的设备、专职的技术人员和技术工人。

根据合作制造合同的规定，中方派出的技术人员学习了西马克的配管技术，并组建了配管工段，引进配管小车。

配管的清洗也是重机厂的薄弱环节，各合作制造厂改造了管材酸洗生产线，推行包括酸洗、水洗和钝化或冷磷化处理的工艺。

引进西马克的配管技术后，我国重机行业的配管技术有了明显的进步。

4、加强焊接工艺装备的改造和建设，重视表面处理工艺，解决合作生产中的特殊焊接工艺问题

宝钢2050mm热连轧机焊接件占70％以上，这也是世界上重型机械生产发展的特点。

焊接件已不再仅仅是毛坯，而是不经加工或少量加工就可直接进入装配的零、部件，因此对焊接件的要求也越来越高。

提高焊接件生产的质量和效率，必须从单纯的焊接工序向前后延伸，从系统着眼。

提高焊接件生产质量和效率的措施主要有以下几个方面：

增建焊前钢板预处理线和焊接件喷丸室，进行钢板或焊接件表面处理。

增加和推广使用数控切割机或光电跟踪切割机，提高下料精度。

大力推行 CO2气体保护焊，引进窄间隙埋弧焊机，提高焊接效率，减少焊接热输入量，控制焊接变形。

增添焊接变位机和伸臂式操作机等焊接辅助器械，改善焊缝质量。

解决合作制造中的特殊焊接工艺问题。

通过改造，各厂焊接车间装备和焊接工艺水平的都发生了重大变化，进人了世界先进行列。

5、抓好技术培训、狠抓文朋生产、完善制度管理、养成良好习惯

持证上岗针，选拔优秀的工人进行技术操作培训，熟练地掌握操作技术和技能，充分发挥这些先进工艺的优越性。

完善管理制度，持续教育，养成良好习慣

热连轧机合作制造结果

宝钢2050mm热连轧机的合作制造是十分成功的！

通过合作制造，我国的技术人员基本掌握了现代热连轧机的设计。

我国的重型机械制造企业不仅圆满完成了合作制造任务，而且利用此次制造宝钢热连轧机的机会改造了企业的硬件设备，学习了西马克公司的质量和管理体系，达到了西马克公司的质量标准。

在宝钢2050mm热连轧机的合作制造中，我国各制造厂共承担了设备总重约40％合作制造任务。

按国务院重大办要求，中方的合作制造工作要进入核心设备。由于宝钢担心中方制造厂设备制造质量不过关，坚决不同意中方合作制造对成品质量起决定作用的精轧机座。

因此，我国的制造企业除承担全部辊道等设备外，第二重型机器厂承制了粗轧区4台粗轧机中的2台粗轧机R1及R3，第一重型机器厂承制了3台卷取机中的1台备品卷取机等核心设备。

一重、二重、沈重、哈电等制造厂都按期完成了制造任务，并将设备运抵宝钢，制造质量完全符合联邦德国要求。

特别值得一提的是粗轧区R3与R4两个机座是连轧机，结构相同，并列排放，一台由德国制造，另一台则由二重制造。二重制造的R3轧机不仅内在质量完全符合德国标准，而且外观质量也与德国产品R4完全相同，难分彼此，宝钢对此也十分满意。

又如一重制造的热轧关键设备卷取机卷简，宝钢曾担心制造质量，用作备品，但制造完成并经各方检验，完全符合德方标准后，宝钢将其直接安装在生产线上使用，效果很好。

宝钢2050mm热连轧机采取了与国外总承包公司联合报价、联合设计、引进技术、合作制造的方式，这是我国首次在重大技术装备上采取这种方式，实践证明是成功的、正确的。

宝钢2050mm热连轧机组的装备和业绩可堪称为当今现代化热轧机组的典范，也是我国大型成套设备研制与国外合作成功的典范。

宝钢2050mm热连轧机生产情况

宝钢2050mm热连轧机的技术处于世界先进水平。

宝钢2050mm热连轧机的建设，一开始就瞄准世界最先进的水平。其连铸板坯热装热送技术、步进式分段加热炉技术、粗轧宽度自动控制系统、R3粗轧机交流变频传动矢量控制技术、精轧切头最佳化控制技术、精轧液压自动厚度控制系统、精轧板形自动控制系统、微张力控制系统、带踏步控制的液压助卷辊卷取机以及通过四级计算机实现管理、生产、过程、基础自动化控制等，无疑都是当代先进热轧技术的亮点。

2050mm热轧厂从1989年8月3日投产到2009年12月累计产量达到9420万吨，年平均471万吨。2006年创记录的达到592.58万吨，超过设计年产量400万吨的48%。

设计板带材产品品种500种左右，现在生产品种已逾1000种。

宝钢2050mm热连轧机的质量品种产量各项指标均突破设计指标。

宝钢2050mm热轧机组的工艺技术和设备选型是正确的，设计、制造是精良的，生产操作和设备管理是出色的。

我国带钢热连轧机的创新发展

2050mm热轧合作制造成功的示范效果，使全国各钢铁企业都对中方质量恢复信心，在以后国内各钢铁企业从国外购买大型轧机设备时，积极效仿宝钢的模式，全部实现合作制造，绝大部分设备都留在国内制造。

如鞍钢1780mm热连轧机、武钢2300mm热连机，太钢2300mm热连轧机以及 CSP 轧机、厚板轧机等大部分设备都由一重、二重等设备制造厂制造。

宝钢三期1580mm热连轧机的合同由日本三菱集团获得，其中粗轧机及卷取机由一重承制，精轧机7个机座中二重提供5个，三菱提供2个，全部主电机均由哈电提供。

宝钢三期后建设的上钢一厂1780mm不锈钢轧机由日本三菱集团承制，但其中的设备除定宽轧机由三菱公司提供外，粗轧机、七机架精轧机中的5个机座、2台卷取机，以及辊道等全部由二重合作制造，精轧机中的其余2个机座由上重提供，全部齿轮机座及复合减速机由南京高速齿轮机厂（以下简称南高齿）承制。全部主电机则由上海电机厂承制。

宝钢1880mm硅钢热连轧机也是由三菱集团承制的，其轧机设备全部由常冶、一重通过合作制造提供。

通过2050mm热连轧机的联合设计、合作制造工作，以及以后多套轧机的合作制造，我国重机行业不断进行技术改造，制造能力大幅提升，现在一重、二重、上重等重机厂都有强大的冷、热加工和设计能力。类似2050mm热轧水平的热连轧机都能自行设计制造，而且制造周期也大为缩短，一般一套热连轧机的设计、制造周期为18个月左右，已为全国钢铁企业生产了数十套热连轧机，对我国钢铁工业的腾飞起到重大作用。

2006年一重为武钢设计、制造的1580mm现代化硅钢热连轧机，从签订合同到设备全部供货只用了13个月。当年2050mm热轧从签订合同到设备交货则需要48个月。

据统计，从1980年开始到2011年止，我国共建成投产或在建的带钢热连轧生产线有111套。

其中，引进或合作制造的有52套（包括引进二手设备梅钢1422mm、太钢1549mm、沙钢1700mm、柳钢2030mm和我国自行设计制造的本钢1700mm，由国外改造的5套轧机）、其年产能力达到13375万吨/13555万 吨（仅为44套统计数）。

自主集成、设计、制造的热连轧生产线已有59套，其年产能力8360万吨/8980万吨：（仅为34套轧机统计数）。

鞍钢ASP1700mm是首套自行设计并技术总负责，拥有完全知识产权的热连轧生产线。

济钢1700mm、鞍钢2150mm、唐山国丰1450mm热带钢轧机也采用了 ASP 中薄板坯连铸连轧工艺技术。鞍钢2150mm轧机代表了 ASP 的最新发展。

我国已具各自主设计、研发热连轧机的能力，能够为国内外用户提供个案并具有技术总承包能力。除个别设备和配套件，为保证整体运行良好、还需境外采购外，我国已具备热连轧机全规格、成线的自主设计、制造、集成和工程总承包的能力，已具备装备国内所有500万吨级以上钢铁企业的能力。

宝钢二期工程热连轧设备的合作制造是中国通过引进技术掌握重大技术装备的一次实践。

经过机械工业部、冶金工业部等各部门的努力，我们基本掌握了现代热连轧机的设计和制造技术。

此后中国的机械工业不仅有能力为钢铁企业提供具有世界先进水平的热连轧机，而且极大降低了中国钢铁企业从国外购买热连轧机的价格。

掌握技术是中国钢铁企业发展的根本。