纵向变截面钢板的发展和应用

　　LP(10ngitudinal profiled)钢板为纵向变截面钢板，也称为楔形钢板，是在轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度的钢板[1-4]。

　　由于LP钢板可根据承受载荷的情况来改变其厚度，因而可优化桥梁、船体、建筑等结构断面的设计，不仅可减少钢材用量、减少焊接次数，而且可通过连接处的等厚化改善操作性，如省略垫板和锥度加工等[4-6]。LP钢板是一种减量化、节约型钢板，因而得到国内外厂家和用户的青睐。

　　1 LP钢板的发展

　　LP钢板的轧制技术和生产是随着液压伺服系统和自动控制水平的提高而发展起来的，特别是高精度液压缸控制系统的应用，实现了轧制过程中的动态连续变辊缝。日本川崎制铁公司水岛厚板厂开发并于1978年开始应用于生产的水岛平面形状自动控制方法，是最早的纵向变截面轧制技术[7-9]。法国于1983年轧制出LP钢板，并应用于索姆河跨桥上[10]。1993年，日本钢铁制造公司JFE Steel Co(其前身为川崎制铁公司)开始生产单向变厚度LP钢板，1996年研制成功双向变厚度LP钢板，2000年投产8mm/m LP钢板，2001年生产出双台阶LP钢板，现已能生产8种变截面LP钢板。LP钢板的厚度最小为lOmm，最大厚度为80mm，最大宽度为5000mm。JFE公司生产的LP钢板长度为6～20m，最大重量为18t[3,10]。日本JFE公司生产LP钢板的钢种和等级如表1所示。JFE公司已能生产多种级别的造船和桥梁建设用钢板。随着桥梁建设和造船业的发展，欧洲各钢厂也相继开发了LP钢板的轧制技术，表2为日本JFE公司、德国迪林根公司(Dillinger Hutte GTS)和捷克维特科维策(VIT-KOVICE)钢铁厂生产的LP钢板的情况比较[1-4,9-11]。

　　2 LP钢板的应用

　　2.1造船

　　1993年，日本JFE公司生产的LP船板首次应用于船只建造上。到2002年，JFE公司生产的LP钢板已有5800t应用于船只建造上。近年来，LP钢板在船只建造上的应用不断增加[4]。表2中日本JFE公司生产的LP。、LP。、LP，和LP。是应用于造船上的典型LP钢板，LP。是单向厚度变化的LP钢板，而LP：在头部或尾部有一个等截面的平台，等截面部分便于与普通钢板或其他类型LP型钢板的焊接;LP，和LP。是在同一个方向存在2个台阶的厚度变化的LP钢板[5,12-14]。图1为LP钢板用于船只船舱横向隔壁的实际效果，船舱的横向隔壁从底部到顶部厚度不断减薄，以便在满足设计要求的同时，尽量减轻船只结构的重量。传统的制造方法如图la所示，不同厚度的钢板通过焊接，以满足从底部向上应力不断减少的要求，实现结构重量部分减轻的目的;图1b为纵向两个不同厚度的差厚钢板和普通钢板焊接成所要求的产品，与图1a相比，在达到重量减轻的同时，焊缝的数量也相应减少。图1c为纵向变厚度(LP)钢板，在厚度方向上厚度连续变化，达到重量最大程度地减轻，省去了连接过程的大量焊缝，同时LP钢板的力学性能更加均匀[12]。