不銹鋼制造船成本大,。因為工藝比較復雜,不銹鋼的切割,、焊接等要求工藝水平高,,會增加造船成本、延長造船周期,,從根本導致船價過高,。另外,現(xiàn)在的碳鋼材料對于一般的船舶而言已經(jīng)足夠用,,對于生銹等問題,,只要處理得當,完全可以滿足全壽命需要,。 我談?wù)劚锥? 第一,造船成本太高,,回報期太短,。 第二,不銹鋼加工難度高于普通鋼板,。非易損難修理的部件一般不用不銹鋼,。 第三,設(shè)備使用年限,,一般最大32年,,到期后拆除費時費力。 第四,,后期維修更換時難度大 航空母艦用鋼是怎樣生產(chǎn)出來的,?航母建造有多么難?甚至普通國家連建造航母所需要的鋼材都準備不出來,?;蛟S有人會反駁,航母用鋼不就是軍用輪船用鋼么,,有多么難,。如果了解航母對鋼材的嚴格要求的話,,就不會說出樣的話。吉利老總李書福曾經(jīng)說過這么一句話:“汽車的制造沒有什么難度,,不過是四個輪子加一個車廂”,。但時至今日,中國的國產(chǎn)車能夠提到人前的品牌寥寥無幾,,滿大街跑的都是日系車,、德系車以及美系車。技術(shù)含量和要求如此之低的汽車我們都不曾制造好,,就更不用說要求高精尖的航母了,。即使我們中國目前已經(jīng)在自主建造航母了,但我們依舊清楚與航母發(fā)達國家的差距,。 蓋房子沒有最基本的磚是不行的,,同樣建造航母沒有鋼材也是不行的。我國在最開始的時候,,根本就生產(chǎn)不出來造航母用的專業(yè)鋼材,。航母用鋼不僅僅要比一般輪船用鋼要求高,而且也比普通軍艦高出一大截,,畢竟是航母,。一般的航母用鋼最起碼應(yīng)具備這么幾個特點:更加堅固、有韌性,、低磁,、耐腐蝕,并且壽命更長,。這其中強硬是一切之本,,也就是強度。航母所用鋼材強度一般在450MPa—1100MPa之間,,至少也要達到500MPa—800MPa的標準,,才可以滿足航母的需求。換算成我們熟悉的單位,,差不多是一厘米的地方要能夠承受5000~8000公斤的沖擊力,。航母用鋼對強度的要求,由此可見,。 我們都知道,,合金鋼材的強度是要比普通鋼材高很多的。這也不是說要一味追求給航母鋼材中增加各種化學元素,,凡事都要有度,,過分強調(diào)合金性,必然會增加鋼材在延展性和冶煉成本上的難題,。并且在后期加工過程中,,高合金鋼材也是不容易被焊接的,。 另外,航母用鋼中為了保持低磁性還不能被添加進去太多的碳原料,。從鋼材生產(chǎn)角度與流程來說,,普通剛鋼材的生產(chǎn)流程和航母用鋼生產(chǎn)流程差別不大。只不過需要以合理的比例加入鎳,、鉻,、鋁、釩等元素,,才可以制造出專業(yè)的航母用鋼,。 美國人制造航母所用鋼材強度一般在850兆帕左右,他們用于制造航母的鋼材有兩種,,一種是HY系列特種鋼材,,另一種是HSLA型鋼材。其中的HY系列特種鋼材是美國航母制造使用最多的鋼材,,美國第一代大型航母和后來的整個尼米茲級航母基本上用的都是這種鋼材,。而HSLA型鋼材則是美國人在八十年代研制成功的新型高強度、高韌性結(jié)構(gòu)鋼,。據(jù)悉,,目前該型鋼已部分或全部取代HY-80鋼用于建造大型水面艦艇,也就是說當前美國新建造的水面艦艇基本上都是用這種鋼材制造的,。例如尼米茲級核航母的飛行甲板,,就主要由50毫米厚的HSLA-80鋼板組成。 我們中國的航母用鋼生產(chǎn)技術(shù)來自于俄羅斯,,屬于原來的蘇聯(lián)體系航母用鋼,。據(jù)悉,從本世紀初開始,,我國就已經(jīng)開始與俄羅斯談判,要引進俄羅斯的軍用特殊鋼生產(chǎn)技術(shù),。后來經(jīng)過一番苦苦談判,,才從俄羅斯手中得到了蘇聯(lián)留下來的技術(shù)。最后再結(jié)合我國原本鋼生產(chǎn)技術(shù)和體系,,我國也就能夠生產(chǎn)制造出航母用鋼了,。據(jù)媒體報道,中國早在2012年8月,,就投產(chǎn)了能夠生產(chǎn)高強度特種鋼的130噸電渣爐,,能夠年產(chǎn)8套第三代核電站專用的電渣錠,以及最大單重100噸的航母用大寬厚高強度板坯6000噸的能力,。隨后中國又有了200噸級電渣爐和特寬厚板軋機,,完全可以采用自主生產(chǎn)的鋼材建造大型航空母艦,。 有一個廣泛傳說,就是俄羅斯航母用鋼如何特別先進,,如何特別厲害,,論據(jù)就是瓦良格號放了十幾年,回來一檢測,,無磁無銹,。其實,瓦良格號也是生銹的,,有圖為證,。航母用鋼的高要求,不在于是否生銹,,艦艇是否生銹不是鋼材性能的緣故,,而在于精心的保養(yǎng)。 正在紐波特.紐斯船廠建造的“肯尼迪號”核動力航空(福特級第二艘),,表面并沒有銹跡斑斑,,而是基本防銹漆涂層色。 航空母艦所用的鋼材(鋼板)從鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)角度來說,,生產(chǎn)流程與其它“中等合金含量高度鋼”并沒有任何差別,,并不需要特殊的冶金設(shè)備,而是使用最常見的基礎(chǔ)鋼鐵工業(yè)裝備就能將它生產(chǎn)出來,。 這張動圖是:鐵水罐將高爐冶煉出來的炙熱鐵水傾倒進煉鋼轉(zhuǎn)爐當中,。鐵水在轉(zhuǎn)爐當中經(jīng)過40分鐘左右的“氧化法”冶煉,再經(jīng)過初步合金化就出鋼,,生產(chǎn)效率非常高,! 建造一艘排水量10萬噸級別的超級航空母艦(尼米茲級),各種各樣的鋼板,、型材要54000噸左右,,這就需要一個批次的冶煉規(guī)模較大,所以就必須使用轉(zhuǎn)爐煉鋼來完成,。 表格里HSLA80/100就是航母用鋼(≤50就是飛行甲板用材的厚度),,航空母艦所用的鋼材合金成分不是很多,而且艦船用鋼材里的合金成分含量也要適宜,,并不是成分越復雜,、合金含量越高越好!因為成分越是復雜的鋼越難以冶煉,,需要將各種化學成分調(diào)整為最佳,,會增加很長的冶煉時間加大了冶煉成本,甚至稍有不慎,造成某個合金成分燒損處于“成分下限”要求之外,,那么整爐鋼就報廢了損失是巨大的,! 鋼材里的合金成分太高對后續(xù)的冷加工和焊接也造成了極大的麻煩,合金含量越高的鋼牌號理論上來說強度越是高,,強度很高的鋼很難進行滾卷,、沖壓成型,更嚴重的是難以焊接,!航空母艦鋼材焊接過程中要先將兩塊鋼板的邊緣銑成“>”狀,,兩塊鋼板之間要形成><狀態(tài),然后由自動焊接機開始焊接,,焊接過程焊線要略高于鋼板(俗稱:加強高)…焊線的強度要高于所焊接的鋼板,,如果焊接過程因為合金含量高造成了成分“燒損”,達不到技術(shù)要求,,那么焊接也就失敗了…所以,,航母用鋼在研制過程中就要以:化學成分適中、利于冶煉,,熱處理,、利于冷彎、滾卷,、焊接…等后續(xù)加工為原則,,而不是過分的強調(diào)自身的高強度。 轉(zhuǎn)爐冶煉完畢的鋼水不能馬上進行澆鑄,,還需要在“爐外精煉” 設(shè)備當中進行二次煉鋼,,圖片上是目前冶煉較高檔合金鋼的重要設(shè)備“LH法爐外精煉爐”,它的功能是將轉(zhuǎn)爐初步冶煉的鋼水再一次冶煉,,同時對初步冶煉的鋼水進行合金成分微調(diào)整達到最佳狀態(tài),,并且使用粒狀堿性造渣材料對鋼水進一步的洗滌、純凈,,將鋼水里的有害物降低極低的標準,。 通過爐外精煉后的鋼水要進入“連鑄” 工序,早年間生產(chǎn)航母用鋼時,,要把鋼水澆鑄成大型鋼錠,,并且要在鋼錠模內(nèi)緩冷、保溫很長一段時間,,因為航母用鋼的鋼錠都非常的大,每一個通常都在13.1噸(板材用)和8.3 噸(球扁鋼用),,這樣大的鋼錠冷卻要均勻,,否則會因為局部熱脹冷縮造成鋼錠外表和內(nèi)部拉裂,要是這樣整個鋼錠也就報廢了,損失同樣是巨大的,!但是,,模鑄工藝投資大,鋼錠模,、澆鑄底盤,、中心鑄管、各種耐火磚,,都是巨大的資金投入,,并且效率太低!在1970年代隨著鋼鐵工業(yè)的進步,,“連續(xù)鑄造法”替代了模鑄法,,成為目前鋼坯生產(chǎn)的主要工藝手段。 圖片上就是傳統(tǒng)的“模鑄法”工藝,,方形鋼錠模是澆鑄型材所用方錠,,早年間航母的球扁鋼(就是“龍骨”)用錠也是這樣生產(chǎn)出來是,模鑄法現(xiàn)在仍然用在潛艇耐壓殼體用鋼生產(chǎn)工序,,模鑄出來的鋼錠內(nèi)部更加致密,,再經(jīng)過“初軋機”碾壓成鋼坯,鋼的強度就更高了,!目前大型鋼鐵企業(yè)模鑄法都用在更高檔鋼材生產(chǎn)工藝上,。 圖片里是“企業(yè)號” 核動力航母的飛行甲板用板材,寬度超過5米,、長度超過25米,、厚度為50毫米,航母用鋼板有好幾個規(guī)格,,其中飛行甲板是重中之重,,三個足球場大的面積需要用鋼板8000噸左右,而且必須是超寬超長的,!目的就是要在鋪設(shè)飛行甲板時減少焊縫和鉚接點,,造船行業(yè)有一個術(shù)語叫做“累積誤差”,這個術(shù)語的解釋就是:兩塊鋼板對在一起焊接過程會出現(xiàn)高度誤差,,這是不可避免的,,但要控制在誤差范圍之內(nèi),如果是焊縫過多就會出現(xiàn)“累積誤差”,,一旦超過了范圍就會給艦載機起降造成不安全的影響,!所以,航母甲板的鋼板必須要超寬超長,,也就是減少“累積誤差”的影響,,平順的飛行甲板則有利于艦載機的安全起降,至于說飛行甲板的厚度也是在滿足強度要求下盡量的要薄一些,太厚的鋼板會增加航母自身的“死重量”,,“死重量”會消耗很大的反應(yīng)堆輸出功率,,嚴重的降低了航速和航程,所以飛行甲板不能太厚,。 飛行甲板用鋼材是航母用鋼材當中生產(chǎn)要求最高的,,由于是超寬超長的一般軋機根本不能勝任,非得是軋輥長度在5500毫米的鋼板軋機才行,,但是“5500毫米寬厚板軋機”是超級鋼鐵工業(yè)裝備,,目前世界只有7臺!沒有此型軋機的國家,,就是因為這道門檻被擋在了自主全部生產(chǎn)航母用鋼的門檻之外,,只有花費巨額資金去有此軋機的國家去購買飛行甲板用鋼材,還要看人家的臉色,。 總之,,能否生產(chǎn)出來航母用鋼材體現(xiàn)了一個國家鋼鐵工業(yè)技術(shù)水平,關(guān)鍵是這個國家是否擁有全套的鋼鐵工業(yè)設(shè)備,,而這些重型機械設(shè)備的制造更是體現(xiàn)了這個國家的整體重工業(yè)實力,,目前世界上可以全部生產(chǎn)各種規(guī)格航母用鋼的國家僅4個,也是世界上總體工業(yè)能力最強的4個,。其他國家要想在航母用鋼上有所突破就必要進行高投入改善鋼鐵工業(yè)設(shè)備和提高從業(yè)人員的素質(zhì)才行,! |
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