1前言
根据2006年实施的国际海事组织MSC.215(82)决议,各种类型的总吨数500吨以上的船舶专用海水压仓水罐和150m以上散装货船的双舷侧位置,应执行新保护涂层性能标准(PSPC)的规定。日本JFE钢铁公司制造销售船用型钢的不等边不等厚角钢(NAB)和球扁钢。为满足PSPC性能要求,对船用型钢的局部形状进行改动。
2 PSPC要求的船用型钢的形状
PSPC对船用钢材的要求是,“钢材表面涂层均匀,涂层干燥膜厚度达到要求的公称厚度,并且具有足够的附着力。为此,要除掉钢材的锐边。”具体规定是,“钢材的边缘应是最少2mm的圆边或是进行三道次研磨,或是相同或更好方法加工的边缘。”。船用型钢断面端部形状不满足上述规定时,在涂层前,要用研磨砂轮
进行处理,或进行两次预涂层。这样便影响了工期和提高了成本。因此,在船用型钢制造阶段必须采取措施,使型钢断面端部形状满足上述规定。图1是代表性的船用型钢NAB的断面形状。NAB的角部以及短边端部(分别是图1的①和②),都是需要达到PSPC要求的部位。
NAB的制造流程如图2所示。NAB的形状上下左右非对称,所以,热轧制造NAB时,使用专门设计孔型的上下轧辊进行轧制。NAB角部本来是直角形状,由于该部位可通过轧辊压下直接成形,并且该部位和NAB短边内侧端部的形状是常规的圆弧,所以,轧制船用NAB时,经改变孔型形状,使船用NAB的角部带有圆弧,可满足PSPC的“钢材边缘应是最少2mm的圆边”的规定。船用NAB短边外侧端部是不能用轧辊直接轧制成形的部位,并且与一般的圆弧形状不同,应采取另外的措施。
船用NAB短边外侧端部的设计形状是圆弧终止的形状,并且在轧制时因轧材尺寸变化,有时会产生复合圆弧形状,所以,要根据PSPC的“钢材边缘是进行三道次研磨边缘,或是相同或更好方法加工的边缘。”的规定,研究满足该规定的措施。日本船舶海洋工学会的项目研究委员会关于圆弧终止形状和复合圆弧形状提出了如下的建议:
◆关于曲率半径2mm的圆弧终止形状。侧面圆弧终止部的斜角θ大于150°时,与三道次研磨边缘的效果同等或更好。
◆关于表观曲率半径2mm以上的复合圆弧形状。局部大曲率部位的最小曲率半径大于1.5mm时,与三道次研磨边缘的效果同等或更好。
JFE钢铁采取了使船用NAB满足上述建议的措施。
3船用NAB的短边外侧端部达到PSPC规定的措施
如前所述,常规轧制的型钢短边外侧端部的圆弧终止和复合圆弧处容易形成不连续的形状,所以很难形成达到PSPC规定的形状。为解决这个问题,JFE钢铁开发出图4所示的轧制船用型钢的成形辊。将该开发辊配置在轧制线上,解决了上述问题。该开发辊的断面是圆弧形状和与圆弧连接的直线形状构成的凹形断面。该直线与圆弧端部的切线一致。热轧时,轧材沿圆周通过成形辊,被压下轧制,可使船用型钢短边外侧端部,成形为要求的形状。
图5是利用本开发成形辊轧制的船用型钢短边形状。由于轧材沿圆周通过成形辊,被压下轧制,使船用型钢短边形状成形为连续的圆滑形状,制造出满足PSPC规定的轧制状态船用型钢。 (惠子)