摘要:通過上面最簡單、粗略的介紹了潛艇用鋼的冶煉和板坯生產流程就可以知道,沒有先進的鋼鐵冶煉設備根本沒法生產潛艇鋼,而這些設備和基礎設施建設,需要幾百億美元的鉅額資金投入和雄厚的科技保障。現代化肥的基礎“合成氨”生產,需要在高溫高壓環境下才能完成,而生產“合成氨”的球罐和高壓管道,則完全是潛艇耐壓殼鋼和大口徑炮管鋼生產工藝的衍生技術 ,只有完全掌握了潛艇耐壓殼鋼生產工藝和大口徑火炮炮管制造工藝,才能製造出來“合成氨”反應設備。

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

潛艇用鋼材是目前海軍艦艇最高等級的,就連核航母都採用,早年間的“尼米茲級”頭一個批次就是使用了HY80這樣的核潛艇用鋼建造的。

潛艇鋼生產是一個複雜的過程,不是我們業界外人士想象的那樣,有鍊鋼爐、有軋鋼設備……就能生產出來的,這需要在設備上有巨大的投資,還需要有豐富的冶煉工藝沉澱。

潛艇用鋼的冶煉不似水面艦艇用鋼,可以採用轉爐+LH爐外精煉工藝冶煉出來的,冶煉潛艇用鋼的設備基本上是電弧爐和爐外精煉爐雙聯才能完成。

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

爲什麼要用電弧爐而不是通常使用的轉爐?因爲電是“二次能源”本身沒有雜質,並且電供應穩定,電弧加熱方式產生的發熱值也大大高於氧氣,這樣可以更好的融化鋼水裏的其它需要加入的有色難融金屬。圖片上就是目前普遍使用的電弧爐,採用三相交流式,使用三根石墨電極,由卡頭和齒調控制它在爐內部分的高度……電弧加熱時,電極周圍產生的溫度高達6000度!任何難溶解的金屬都會被融化,這樣才能更好的與鋼水融合,使鋼材合金成分均勻而不至於出現“偏析”這樣的鍊鋼缺陷。

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

潛艇鋼冶煉的關鍵設備:鋼包爐外精煉爐,也叫:VOD。是目前大規模生產高檔鋼材的先進設備。

鋼水在電弧爐中溫度合適、基本合金成分在限內就可以出鋼,盛在鋼水包內的鋼水還不能直接澆鑄,需要在VOD爐內進行二次冶煉和二次合金化,也就是通常所說的爐外精煉,要將鋼水包穩定的放置在VOD爐內進行真空脫氣和去夾渣作業,就是將鋼水在電弧爐內冶煉過程中出現的有害氣體、氧化夾雜等物去除掉,使鋼水更加純淨,同時還要使用氬氣等“惰性氣體”將鋼水內的夾渣帶到鋼水面上渣面內……這是一個必要的過程,現代潛艇潛深都在300~600米,要承受極大的海水壓力!如果鋼水不純淨勢必會出現:氣泡、夾渣、白點……等冶煉缺陷,這將嚴重的影響後續的板材/型材生產,有缺陷的鋼材要是用在潛艇上會出現艇毀人亡!

潛艇用鋼材大部分都是模鑄生產工藝,而非連鑄生產。也就是說要模鑄成13.1噸的扁鋼錠(板材用)和8.3噸的方錠(球扁鋼用)模鑄鋼錠在軋製過程前需要反覆的開坯工序,這樣板坯和板材壓縮比才大,最終的鋼板內部纔會更加緻密!這個道理就和我們喫的麪條一樣,機器壓出來的切面,肯定沒有擀麪杖擀出來的麪條勁道。而且模鑄錠可以進行保溫緩冷,否則會出現鋼錠冷卻溫度不均勻出現拉裂現象,潛艇鋼都是高檔鋼材,因爲拉裂造成了損失將是巨大的。所以,潛艇鋼這類的艦船用高級鋼材仍然採用鋼錠摸鑄錠這樣的傳統工藝,雖然費時費力,但是質量有保障。

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

這張照片就是經過“初軋開坯機”軋製出來的板坯,初軋機的軋輥直徑在1150㎜,只有這樣粗的軋輥才能碾壓出300~500㎜厚度的大型板坯。大型“初軋機”是重要的鋼鐵工業生產裝備,沒有它的存在就不能生產高檔鋼材,而全世界可以製造初軋機的國家沒有幾個!

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

大型鋼錠被開坯後出來的板坯,也能馬上就可以軋製成鋼板的,需要進行精整、定尺工序,爲下面的軋製鋼板工作做準備。圖片上就是通過去除表面氧化層(通常採用噴砂處理)和定尺後的鋼坯,下一步才能進行鋼板軋製工序。

通過上面最簡單、粗略的介紹了潛艇用鋼的冶煉和板坯生產流程就可以知道,沒有先進的鋼鐵冶煉設備根本沒法生產潛艇鋼,而這些設備和基礎設施建設,需要幾百億美元的鉅額資金投入和雄厚的科技保障!缺一不可,這根本就是強大的國力支撐,沒有國力支撐就是想生產也沒法!這還僅僅是到了板坯階段,後續的板材(型材)軋製、熱處理、超聲波探傷……每一步都需要大量金錢的投入和技術支持。這些事情沒有半個世紀以上的國家重工業化時間是根本達不到的!

所以,能生產潛艇用鋼的國家都是工業化很早的國家,再就是我們這樣艱苦奮鬥、不甘人下的國家才能生產!

核潛艇耐壓殼體鋼材是怎樣生產出來的?

有看官會問:花了這麼大的資金投入就爲了生產出來潛艇用鋼代價太高昂了吧?!

其實,潛艇用鋼冶煉、軋製生產技術和工藝,以至後來的潛艇耐壓殼體的製造工藝,也是現代石化/化肥工業耐壓設備的製造基礎。

舉一個實例:印度的耕地面積排名世界第二,有150多萬平方公里,是其國土面積的一半以上,耕地土壤的質量也普遍高於我國,但是印度糧食單產不及我國的一半!就是因爲印度是化肥大量進口國,而我國是世界上化肥第一生產大國和最大化肥出口國。現代化肥的基礎“合成氨”生產,需要在高溫高壓環境下才能完成,而生產“合成氨”的球罐和高壓管道,則完全是潛艇耐壓殼鋼和大口徑炮管鋼生產工藝的衍生技術 ,只有完全掌握了潛艇耐壓殼鋼生產工藝和大口徑火炮炮管制造工藝,才能製造出來“合成氨”反應設備……而印度在這兩項軍工生產沒有充分的掌握! 土地不施肥怎麼可能獲得高產穩產?所以印度每年都要進口大量的化肥。

反觀我國,現在食品極大的豐富,這些都是糧食產量提高所帶來的,而軍工生產在這裏起到了隱形的作用!所以,我們今天喫的飽、喫的好,也有軍工科技人員的貢獻,我們要感謝他們!

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