06Ni9 鋼板預成型生產線工藝設計

孟祥敏

（南京廣建設計工程有限公司，江蘇 南京 210035）

近年來，隨著國內LNG(液化天然氣)事業的發展，以9Ni 鋼為主材的LNG 儲罐在國內制造需求量也越來越大。目前，世界上建造的9Ni 鋼儲罐越來越多，9Ni 鋼已經是國際上廣泛使用的低溫儲罐鋼種。06Ni9 鋼（即9Ni 鋼）是美國國際鎳公司產品研究實驗室于1944 年開發的含鎳9%的低碳鋼。由于其強度高和良好的低溫韌性及焊接性能，自1982年后，逐步取代了Ni-Cr 不銹鋼，成為低溫儲罐的主材。

LNG 儲罐用9Ni 鋼由于成材率低，國內技術不成熟，一直以來都依賴進口，為了改變這種狀況，國內一些鋼廠也進行了9Ni 鋼研制。2010 年，南鋼攻克了多爐連澆、深脫磷和探傷難題，成功軋制出9Ni 鋼，2011 年，接到一個16 萬立方的LNG 儲罐的供貨訂單，其供貨要求是，在產品出廠前應做好9Ni 鋼罐板的預成型工作。南鋼雖然攻克了9Ni 鋼軋制的難題，但是由于9Ni 鋼強度高、制造要求高等特點，預成型工作的條件還不具備。為了抓住這次發展良機，提高企業的市場競爭力，南鋼決定建設一條專門的9Ni 鋼罐板預成型生產線，來保證該批9Ni 鋼罐板訂單的供貨以及今后開拓市場帶來的長期穩定的9Ni 鋼罐板供貨。我公司已承擔該項目的設計工作。

1 生產工藝

為節約投資，縮短工期，經與南鋼相關部門商討，決定將9Ni 鋼罐板預成型加工線放在現有A 廠房第五跨區域內，此廠房建成投入使用不久，配套設施完善，現代化程度高，且具備鐵路、公路和水路運輸條件，交通運輸十分便利。將預成型加工線放在此處，無論從投資角度還是物流運輸來看，都是比較合理的。

1.1 工藝流程

LNG 罐板的預成型加工，主要包括罐板的切割、焊接坡口的切削和罐板的預卷成型。預成型生產線的來料鋼板為經過表面拋丸預處理的9Ni 鋼板，主要的工藝流程如圖1 所示。

圖1 9Ni 鋼板預成型生產線的工藝流程

1.2 工藝布置

9Ni 鋼罐板預成型加工線擬布置在廠房第五跨東側、第18 軸線與35 軸線之間，廠房跨度33m，長度約204m，總面積為6732m2。根據加工的工藝流程，從第18 軸線起，分別為待加工鋼板貯存區、鋼板銑坡口區（在自行式坡口加工區預留激光切割機位置）、卷板區、油漆區、成品包裝及發貨區。受廠房現有條件限制，鋼板切割區布置在第五跨的西側，現有等離子切割機的北端。9Ni 鋼罐板原材料經中板廠第四跨的拋丸機預處理后，由過跨車送入第五跨金貿公司的待加工鋼板貯存區貯存，或由中厚板卷廠拋丸機預處理后直接用汽車運至待加工鋼板貯、存區貯存。成品從第五跨廠房的北端運出。

1.3 生產能力

根據南鋼有關部門對中建鋼構和無錫大明的考察，9Ni鋼板預成型生產線的生產能力計算如下：

一臺坡口機每天約加工一件LNG 罐內罐壁板，加工線配置2 臺坡口機，按每天24 小時三班工作制，月加工量為1（件/臺·天）×2（臺）×30（天）=60 件。罐板重約4.46 噸/件，月加工量約為267.6 噸。16 萬立方的LNG 罐內罐壁板數量為267 件，總重量約1192 噸?？紤]機床可能出現的設備故障處理以及必要的保養和維護，約需150 天完成一個LNG 罐內罐壁板預成型加工。另外，上述加工能力的測算是按LNG 罐內罐加工量最大的壁板加工量進行測算的，不含內罐壁加強圈、內罐底板邊緣板、二次底板邊緣板、熱角保護等加工件。用來測算加工周期的壁板重量占所有LNG 罐內罐需加工工件總重量的82.47%。

2 主要工藝設備及其技術參數

根據加工件的基本尺寸和加工要求，9Ni 鋼罐板預成型加工線所使用到的主要工藝設備有：

（1）數控精細等離子切割機1 臺，工作臺面5.5m×28m。1 臺等離子切割機配2 個火焰割炬，采用風管除塵方式。工作臺面上可同時放2 張鋼板，1 張正在加工，另1 張等待加工，以提高工作效率。

（2）自行式坡口機2 臺，機型為900 型，屬于重切削機型，用于加工大尺寸板材的背面坡口時，無須翻轉板材。其主要技術參數如表1 所示。

（3）XBJ-1600/ 1200 刨銑邊機各1 臺，用于將帶鋼邊緣加工出一定角度的坡口和鈍邊，以提高焊接的穩定性。

表1 自行式坡口機主要技術參數

其主要技術參數如表2 所示。

（4）W11S-70×3200 萬能卷板機1 臺，用于板材的卷取成型。

其主要技術參數如表3 所示。

（5）其他設備。主要包括16t/5t 橋式起重機1 臺，跨度為31m，工作級別A7 級，配有真空吸盤吊具1 臺，用于車間內板材的上下料。輸入、輸出輥道，涂裝設備1 臺，噴涂間工件運輸用簡易平板車1 臺以及配套刀具和修理用砂輪機。

3 工藝設計特點

06Ni9 鋼板預成型生產線工藝設計是在現有廠區設備線進行完善和改進而形成的，該生產線工藝設計具有以下幾個特點：

表2 XBJ-1600/ 1200 刨銑邊機主要技術參數

表3 W11S-70×3200 萬能卷板機主要技術參數

（1）從設備方面來看，新配置的W11S-70×3200 型卷板機能夠滿足9Ni 鋼的強度和屈服極限要求，數控精細等離子切割機可以提高加工精度。9Ni 鋼內罐壁板的長度大多在11m 以上，其焊接坡口的加工要求比較高，必須采用切削方式，配備相應長度的加工坡口用的銑邊機和滿足弧形罐板坡口加工的自行式坡口機。為防止9Ni 鋼鋼板被磁化的問題，原廠房內起重機配備的磁盤吊均已換成真空吸盤。

（2）從環保角度來看，噴涂間內設置通風凈化裝置，廢氣經過處理后達標排放；生產中產生的廢鋼邊角料回收利用，有效節約資源；生產中無工業廢水排放。

4 結語

06Ni9 鋼板預成型生產線在工藝設計、平面布置、設備等方面具有先進性和代表性，是國內生產06Ni9 鋼板的一個重要生產基地，基本能夠滿足國內市場需求，為公司帶來相當可觀的經濟效益。