設(shè)計年產(chǎn)140萬噸的中厚板廠設(shè)計說明

1、科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：設(shè)計年產(chǎn)量140萬噸的中厚板廠專 業(yè)：材料成型與控制工程班 級：成型06-1班設(shè)計年產(chǎn)量為140萬噸的中厚板廠摘 要中厚板是冶金產(chǎn)品中的重要產(chǎn)品之一，它的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量代表了一個國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平。中厚板生產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是以高強、專用特殊板為主，生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢是以TMCP和微合金化為主，輔之以滿足下游用戶特殊需要的探傷、噴丸和熱處理等工藝。本次設(shè)計是以地區(qū)為建廠地點，設(shè)計年產(chǎn)量為140萬噸的中厚板廠，以12mm×25000mm×6000-12000mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼板Q345B為典型產(chǎn)品。本設(shè)計通過查閱相關(guān)文獻資料，簡單介紹了

2、中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了建廠的可行性。設(shè)計主要容是制定了產(chǎn)品大綱，確定了生產(chǎn)工藝流程，選擇了軋機與輔助設(shè)備。并根據(jù)典型產(chǎn)品重點制定了壓下規(guī)程，計算了輥形，校核了軋輥與主電機。最后用CAD以1:200的比例畫出車間平面圖。關(guān)鍵詞 中厚板 生產(chǎn)工藝 軋機 平面布置The design of the medium plate plant with the annual output of 1,400,000 tonsAbstractMedium plate is one of the important products in metallurgy field, the level of its

3、manufacture and the quality of product represent the development level of steel industry of the country. The medium plate manufacturing technology will develop fast along with the development of the steel industry and change of the requirement of the downstream industry. The tendency of the medium p

4、lates product development is mainly on the high-strength, special utility ones, tendency of the manufacturing technology is mainly on the TMCP and microalloy technology, subsidiary technology are the detection, blast grit, and heat treatment which meets the special requirement of the downstream cust

5、omers. This design can be divided into 9 chapters, mainly introduced are the development of medium plate in our country, the necessity and reliability of this plant in Baotou area,Design production capacity of 1，400，000 tons of plate plant to 12mm × 2500mm × 600012000mm of Q345B carbon str

6、uctural steel products for the typicalproduct. The design information through access to relevant literature, product schedule, process, equipment, table of rolling, annual output, subsidiary equipment, strength test and the test of the engine power, and the last chapter is the layout of the workshop

7、.Keywords: medium plate; process of manufacture; rolling mill; plane layo目錄摘要IAbstractII第一章我國中厚板生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展11.1 我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11.2中厚板在國外的發(fā)展?fàn)顩r21.3 建廠可行性和必要性的分析21.3.1市場需求情況21.3.2資源情況31.3.3 交通情況31.3.4能源情況31.3.5 場址選擇4第二章產(chǎn)品方案編制52.1產(chǎn)品方案依據(jù)與產(chǎn)品方案的編制原則與方法52.2 金屬平衡表制定52.2.1成材率概念52.2.2金屬消耗分析62.3 產(chǎn)品的技術(shù)要求72.4 尺寸與外形

8、的測量72.4.1 尺寸與允許偏差72.4.2 產(chǎn)品的化學(xué)成分8第三章中厚板工藝過程與其制定93.1 工藝過程制訂的依據(jù)93.2 中厚板生產(chǎn)工藝流程93.3 原料表面缺陷的清理103.4 原料加熱103.5除磷123.6軋制123.6.1粗軋123.6.2精軋13第四章中厚板軋機主要性能參數(shù)選擇144.1 中厚板軋機型式144.2 中厚板軋機布置154.3 中厚板軋機參數(shù)確定154.3.1 軋輥154.3.2 軋輥軸承與軸承座164.3.3 壓下與平衡裝置174.3.4 機架174.3.5 換輥裝置174.3.7除鱗設(shè)備184.3.8軋制冷卻設(shè)備18第五章中厚板壓下規(guī)程制定195.1 中厚板壓

9、下規(guī)程制定195.2 壓下規(guī)程設(shè)計195.3軋機主電機校核295.3.1轉(zhuǎn)矩圖與力矩圖分析295.4驗算電機容量305.4.1電機的參數(shù)305.4.2電機的校核30第六章軋輥強度校核336.1 中厚板軋輥的強度計算特點336.2 軋輥強度校核336.3兩輥輥面接觸應(yīng)力計算35第七章軋機生產(chǎn)能力計算377.1 軋鋼機工作圖表377.2 軋機小時產(chǎn)量計算377.2.1軋機小時產(chǎn)量計算377.2.2 軋鋼機平均小時產(chǎn)量387.3軋機年產(chǎn)量計算387.3.1車間工作制度和工作時間的確定397.3.2計算年軋鋼機產(chǎn)量39第八章輔助設(shè)備408.1 加熱設(shè)備選擇408.2 剪切機選擇418.2.1雙邊剪41

10、8.2.2剖分剪428.2.3定尺剪428.3 矯直設(shè)備選擇438.4 冷卻設(shè)備448.4.1 冷床448.4.2 冷床主要參數(shù)確定458.4.3 翻板機選擇468.5 起重運輸設(shè)備選擇468.5.1 輥道選擇468.5.2 起重設(shè)備選擇468.6 定尺鋼板的表面檢查和修磨478.7鋼板的收集、堆放與包裝478.7.1 鋼板收集應(yīng)遵循的原則478.7.2 堆放應(yīng)注意事項48第九章中厚板車間平面布置499.1 平面布置的原則499.2 金屬流程線的確定499.3 設(shè)備間距的確定499.4 倉庫面積計算509.4.1 原料倉庫面積計算519.4.2 成品倉庫面積確定519.5 車間其他設(shè)施面積的確

11、定529.5.1 操縱臺位置選擇529.5.2 主電室529.5.3 軋輥堆放場地529.5.4 運輸通道的確定529.6 中厚板車間廠房組成與立面尺寸確定539.6.1 廠房跨度布置539.6.2 廠房跨度大小539.6.3 柱距尺寸539.7 車間經(jīng)濟技術(shù)指標549.8各類材料的消耗指標549.9綜合技術(shù)經(jīng)濟指標549.9.1日歷作業(yè)率549.9.2有效作業(yè)率549.9.4合格率559.9.5勞動生產(chǎn)率55第十章軋鋼廠的環(huán)境保護與綜合利用5610.1軋鋼廠的環(huán)境保護5610.1.1綠化5610.1.2各種有害物質(zhì)的控制與防治5610.1.3噪音的防治5610.1.4水質(zhì)的處理5710.2軋

12、鋼廠的節(jié)能和綜合利用5710.2.1軋鋼廠的節(jié)能5710.2.2加熱爐的余熱利用5710.2.3氧化鐵皮的利用5710.2.4廢酸的利用58參考文獻59致6062 / 70第一章 我國中厚板生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展1.1 我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1中厚板產(chǎn)品具有品種多、用途廣和批量小等特點,面對的用戶較為廣泛,由此造成其生產(chǎn)工藝也相對復(fù)雜多變。但是最主要的仍然是滿足用戶表面形狀(包括規(guī)格)和使用性能這兩方面的要求,因此,中厚板生產(chǎn)技術(shù)也主要是圍繞著這兩個方面進行開發(fā)研究。鋼鐵產(chǎn)品的現(xiàn)代技術(shù)主要有四個方面,即鋼質(zhì)潔凈技術(shù)、微合金化技術(shù)、晶粒細化技術(shù)和尺寸、表面精準化技術(shù)。這四方面的技術(shù)集成后的目標

13、是保證鋼材性能最佳和生產(chǎn)成本最低。鋼質(zhì)潔凈技術(shù)是冶煉專業(yè)的工作,但后三個方面的技術(shù)將與軋制工藝技術(shù)緊密相關(guān)。微合金化的設(shè)計與軋制工藝緊密配合,形成細晶強化。實踐證明:細晶強化改變了以往碳當(dāng)量的強化機理;微合金元素V、N2V、Nb和Ti等合金元素的不同組合,在一定的軋制工藝條件下,以彌散強化、固溶強化的方式提高鋼材的綜合性能。首鋼在近幾年的品種鋼開發(fā)中,運用V、N2V、Nb和Ti等合金元素,與軋鋼工藝結(jié)合,較好地開發(fā)了高強板、Z向板、管線用鋼和橋梁板等控軋控冷產(chǎn)品。2003年首鋼中厚板軋鋼廠實施工藝升級改造后,強化了加熱能力、軋制能力( 70 MN的3. 5 m軋機) 、快速冷卻能力和AGC系統(tǒng)

14、等,已上升為以生產(chǎn)中檔產(chǎn)品為主的中厚板軋鋼廠,即產(chǎn)品強度以345C /D /E級以上的為主,專用板以高強船板、橋梁、容器、高層建筑和管線(X65 以下)為主,取消了普碳和一般低合金板產(chǎn)品。目前,國新建中厚板廠和主要骨干企業(yè)均采用了一批新技術(shù),開發(fā)了一批新產(chǎn)品,如舞陽厚板廠、鞍鋼厚板廠和濟鋼中厚板廠等開發(fā)出了X70管線、550D超低碳貝氏體高強結(jié)構(gòu)鋼等一大批技術(shù)含量高、質(zhì)量等級高的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的開發(fā)和更高級產(chǎn)品的開發(fā)研制,標志著中國的中厚板行業(yè)已經(jīng)從規(guī)模效益型向品種質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變,標志著隨著工藝裝備的提高,工藝技術(shù)以微合金化和控軋控冷為主的結(jié)合日趨成熟,標志著隨著冶煉、連鑄、軋制技術(shù)的提高逐步

15、可以滿足高檔產(chǎn)品的國產(chǎn)化。我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)近幾年的發(fā)展可以用產(chǎn)量、品種板比例、成材率和工序能耗等主要指標來考核。,前三項指標逐年提高、最后一項指標逐年下降。下一階段中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以品種、規(guī)格、專用板和特殊條件板為核心。發(fā)展趨勢為鋼質(zhì)的潔凈化、低碳高強化、適合大線能量焊接以與綜合性能優(yōu)良。對于特殊用途板還要求耐高溫、耐高壓、抗裂和耐蝕等性能,中厚板生產(chǎn)要圍繞著這些產(chǎn)品開發(fā)核心技術(shù)。1.2中厚板在國外的發(fā)展?fàn)顩r 以日本為例,日本中厚板軋機裝備水平與其生產(chǎn)技術(shù)的改進與創(chuàng)新,首先是日本中厚板軋機厚度自動控制,它采用了由高響應(yīng)性的液壓AGC系統(tǒng)、射線測厚儀等傳感器, 以與高精度數(shù)學(xué)模型構(gòu)成的計

16、算機厚度控制系統(tǒng)。厚度自動控制有3個要點, 一是采用彈跳方程等數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)高精度設(shè)定二是采用絕對值A(chǔ)GC控制鋼板全長的厚度精度三是通過道次間、板坯間的實測值與模型計算值的對比實現(xiàn)模型自學(xué)習(xí)。還有就是平直度和板禿度的控制, 為了保證鋼板的平直度, 需嚴格控制各道次的板凸度。日本的中厚板軋機除配備必要的輥型和實施設(shè)計合理的軋制規(guī)程外, 還具備WRB、WRS等控制手段.再就是寬度和平面形狀控制，為減少切頭、切尾、切邊量, 日本各中厚板廠都開發(fā)了平面形狀控制技術(shù), 鋼板軋后盡可能接近矩形。JFE水島廠開發(fā)的MAS軋制方法, 可定量地預(yù)測軋后鋼板的平面形狀, 在成形軋制或展寬軋制的最后一個道次, 將鋼板

17、縱向斷面軋成設(shè)定形狀, 從而保證軋后鋼板最接近于矩形。在此基礎(chǔ)上, 為進一步控制鋼板的寬度, 提高寬度精度, 以與實現(xiàn)鋼板側(cè)面矩形化控制(防止鼓形), 1984年水島廠設(shè)置了附屬立輥, 在可逆軋制的任意道次可進行動態(tài)立輥軋制。此外, 由于采用液壓AWC、短行程控制等技術(shù), 可控制鋼板頭尾部和全長的寬度精度。1.3 建廠可行性和必要性的分析1.3.1市場需求情況近些年國市場對中厚板的需求一直保持增長態(tài)勢, 尤其是從2000年開始, 這一需求攀升速度急劇加快, 最主要的拉動因素是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用鋼結(jié)構(gòu)、造船工業(yè)、橋梁建設(shè)、油氣開發(fā)與輸送等行業(yè)的蓬勃發(fā)展。中厚板的市場需求主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)

18、加強事關(guān)國家經(jīng)濟安全的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目如能源工業(yè)建設(shè)的需要。(2)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需要。(3)中國造船工業(yè)異軍突起,已成為世界第三大造船國,對中厚板需求大量增加。(4)傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的需要。(5)橋梁建設(shè)的需要。結(jié)論和建議(1)通過對中國中厚板市場供求形勢分析可以看出在2005 - 2006年,中國中厚板產(chǎn)能包括熱軋機產(chǎn)能都會表現(xiàn)出突發(fā)式增長,這也是近幾年鋼鐵企業(yè)板坯連鑄機建設(shè)和投產(chǎn)數(shù)量增多的直接原因。預(yù)計到2006年之后,國中厚板市場供求緊局面將會得到改變或供需趨于平衡。(2)從國中厚板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看出,目前中國中厚板專用板比例還不足20% ,而國外專用板的比重在40% 70%,所以今后中國專用板

19、的需求會有較大增長,初步估計到2010年中國專用板需求量會由目前的500多萬噸增至2000萬噸左右。筆者認為中國中厚專用板的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量不可能在短期有較大提高和改善,在2006年之前,中國市場新增專用板需求量仍將由國外進口產(chǎn)品代替或占有大部分數(shù)量。(3)今后中國新建中厚板軋機應(yīng)重點建設(shè)寬度大于40005000 mm的寬板軋機,同時要努力開發(fā)專用板軋制技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān)工作。在鋼種的冶煉工藝上盡量滿足專用板鋼種的需求,同時研發(fā)添加一定量微合金元素的新鋼種。積極推廣控制軋制( TMCP)技術(shù),通過控制軋制溫度、冷卻工藝、變形量控制以與鋼材成分調(diào)整來控制相變過程以與鋼材的組織類型、形態(tài)和分布以提高

20、鋼材的力學(xué)性能和研究開發(fā)新的品種。1.3.2資源情況的自然資源得天獨厚，蘊藏有稀土、鐵、煤炭、鋁、金、鈮等54種金屬、非金屬和能源化工原料。其中最為著名的白云鄂博礦山是舉世罕見的金屬共生礦山。鐵的探明儲量約為10億多噸，鈮的儲量居全國之首，稀土儲量居世界之最。稀土儲量不僅巨大而且品位高，生產(chǎn)成本低，占到全國稀土儲量的91.6%，占世界已探明儲量的54.2%稀土產(chǎn)量（以氧化稀土記）占世界總產(chǎn)量的60%，是名副其實的“稀土之鄉(xiāng)”。這為建廠后原材料、輔助材料的開采和運輸提供了非常便利的條件。的水資源也十分豐富，黃河在區(qū)域流程216公里。為的工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供了充足的水源。1.3.3 交通情況位于

21、華北、西北交通要道，是中國西部開發(fā)帶上的一個經(jīng)濟支撐點。交通運輸、郵電通信業(yè)十分發(fā)達。1.3.4能源情況地區(qū)預(yù)測煤炭儲量達12250億噸，居全國第二位。地區(qū)有著良好的煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，豐富的賦存和易于開采的煤炭資源。周圍煤炭資源主要集中在鄂爾多斯盆地，包含準格爾旗、卓資山三大煤田。保有資源儲量達1217.85億噸，約占全區(qū)保有資源總量的54.39%。煤炭以長焰煤為主，煤質(zhì)優(yōu)良，具有低硫、低灰、高發(fā)熱量的特點。而且本地煤田規(guī)模大，宜于露天或大型機械化礦井開采，是理想的能源重點開發(fā)區(qū)。穩(wěn)定的煤源保證了電力的正常運轉(zhuǎn)，蒙西電網(wǎng)覆蓋自治區(qū)中西部地區(qū)，供電面積占自治區(qū)域的56%。十一五期間電力投資又形成

22、了相當(dāng)規(guī)模的新增生產(chǎn)能力。1.3.5 場址選擇市地處高原的南端，陰山山脈橫貫市區(qū)中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三個地形區(qū)域。黃河流經(jīng)該市南緣，屬溫帶大陸氣候。年平均氣溫6.4，年降水量310mm，無霜期110142天?？偵蟼€條件，選擇地區(qū)作為建廠廠址合理第二章 產(chǎn)品方案編制2.1產(chǎn)品方案依據(jù)與產(chǎn)品方案的編制原則與方法產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計劃。本車間依據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。實際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個

23、品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和部性能的要求。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗與包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標準規(guī)定，如國標、冶標、企標等，如果國家沒有標準規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。產(chǎn)品方案的編制原則與方法（1）國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。（2）產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。（4）考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。本設(shè)計產(chǎn)品方案表2.1 編制理由如下：近年來,中國進口的中厚板品種多為高技術(shù)含量、

24、高附加值的專用板,如高強度船板、大跨度橋梁板、高強度低溫壓力容器板、高強度電站鍋爐板、工程機械用板、海上石油平臺用板、管線鋼板等。這些鋼板主要來自日本、國、德國、獨聯(lián)體國家和中國的省。從近幾年中國寬厚板進口數(shù)量增加趨勢可以看出,如果中國中厚板生產(chǎn)企業(yè)不能在立足于提高專用板質(zhì)量和改善品種結(jié)構(gòu)上做文章,寬厚專用板市場就有可能被進口產(chǎn)品所占據(jù)。2.2 金屬平衡表制定2.2.1成材率概念用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分數(shù)稱為成材率。它反應(yīng)了軋鋼生產(chǎn)過程中金屬的收得情況，其計算公式為：（2.1）式中 b成材率，% ；表2.1產(chǎn)品大綱序號產(chǎn)品名稱鋼種 執(zhí)行標準產(chǎn)品規(guī)格年產(chǎn)量(萬噸)百分比(%)厚度(mm

25、)寬度 (mm)長度(mm)1碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、SS400、GB/T709JIS GB31018-1001500-38003000-1800021152耐大氣腐蝕板15MnCuCrGB41728-1001500-38003000-1800014103橋梁結(jié)構(gòu)用鋼 Q235q、Q345qGB7148-1201500-38003000-1800014104造船板A32、AH32GB7128-1201500-38003000-18000755管線鋼X56、X80APISPEC5L8-3001500-38003000-18000756鍋爐鋼板 16Mng、A202GB7138-2001500-380

26、03000-1800014107壓力容器鋼板 16Mng、A203GB66548-4001500-38003000-1800014108低合金高強度鋼 Q295、Q345GB15918-4001500-38003000-1800014109建筑結(jié)構(gòu)板 A572、A573ASTM8-3001500-38003000程機械用鋼 A572、A656ASTM8-2001500-38003000計8-4001500-38003000原料重量，t ；W各種原因造成的金屬損失量，t ；G合格產(chǎn)品重量，t ；K金屬消耗系數(shù)。影響成材

27、率的主要因素是生產(chǎn)過程中的各種金屬損失。因此，提高成材率的途徑就是減少這種損失。2.2.2金屬消耗分析金屬消耗是中厚板生產(chǎn)中最重要的消耗，通常它占產(chǎn)品成本的一半以上，因此降低金屬消耗對節(jié)約金屬、降低產(chǎn)品成本有重要意義。金屬消耗指數(shù)通常以金屬消耗系數(shù)表示，它的含義是生產(chǎn)一噸-合格鋼材需要的鋼錠或鋼坯量。其計算公式為：（2.2）式中 K金屬消耗系數(shù)；Q投入坯料重量(噸)；G合格產(chǎn)品重量(噸)。金屬消耗一般由下列的金屬損耗所組成：（1）燒損；（2）切頭、切尾、切邊造成的損失；（3）清理表面損耗（包括酸洗損耗）；（4）軋廢；（5）由于加熱、精整造成的缺陷以與鋼號混亂所造成的損失等。表2.2是本車間的金

28、屬平衡表。序號鋼種金屬消耗年產(chǎn)量(萬噸)原料重量(萬噸)消耗系數(shù)K（%）成材率(%)燒損 比例切損 比例軋廢 比例1SS4001.020.62121.74108.6992.0215MnCuCr1.230.91426.23109.2891.53Q235q1.03.50.81423.78108.1192.54AH320.931.0717.54109.6591.25X561.13.61.1723.81108.2392.4616Mng1.03.80.81417.15107.1893.37A2031.130.91416.84105.2595.08Q3452.542.11414107.4490.09A57

29、20.941.22125.29105.3894.910A6561.13.90.91426.37109.991.0表2.2金屬平衡表2.3 產(chǎn)品的技術(shù)要求產(chǎn)品的技術(shù)要求就是為了滿足使用上的需要而對產(chǎn)品提出的在規(guī)格和技術(shù)性能，如外形、尺寸，表面狀態(tài)、力學(xué)性能、工藝性能、物理化學(xué)性能、金屬部組織和化學(xué)成分等方面的要求。產(chǎn)品標準一般包括有品種標準、技術(shù)條件、試驗標準等方面的容102.4 尺寸與外形的測量（1）厚度的測量切邊鋼板：在距邊部不小于15mm的任意位置。不切邊鋼板：在距邊部不小于40mm的任意位置。（2）鐮刀彎的測量測量鋼板軋制方向側(cè)邊與同方向兩端點直線之間距離的最大值。在產(chǎn)品呈凹形一側(cè)測量。

30、（3）切斜的測量測量鋼板的寬度在軋制方向上的垂直投影長度或者鋼板 對角線之差的二分之一。（4）不平度的測量將鋼板自由放在平臺上，除鋼板本身重量外不施加任何壓力，測量鋼板與直尺之間的最大距離。2.4.1 尺寸與允許偏差（1）鋼板的厚度允許偏差如下表。訂貨時需方應(yīng)明確厚度偏差的控制類型。若沒有規(guī)定時，一般按國家標準訂貨的鋼板按本標準表2.3的規(guī)定。表2.3厚度偏差（單位mm）鋼板厚度負偏差以下寬度的厚度允許正偏差1500>15002000>20002500>25003000>30003500>3500>580.600.200.200.400.500.600.80

31、>8100.700.200.300.400.400.600.80>10160.750.250.250.350.450.550.85>16250.800.200.300.400.500.700.90>25400.900.200.300.400.700.801.00>40801.000.300.400.600.700.901.00>801.500.300.500.700.901.001.00（2）鋼板的寬度與長度偏差如下表2.4：表2.4寬度與長度偏差（單位mm）寬度允許偏差切割狀態(tài)長度允許偏差鋼板長度+150剪切+2006000+250火焰切割+300>

32、60002.4.2 產(chǎn)品的化學(xué)成分典型產(chǎn)品的化學(xué)成分如下表2.5：表2.5典型產(chǎn)品GB/T 1591-1994標準規(guī)定的Q345B鋼板的化學(xué)成份和力學(xué)性能鋼號執(zhí)行標準化學(xué)成分，%力學(xué)性能Psb,mma,MPab,MPa,%Q345BGB/T 1591-19940.040.04161635355050345325295275470630172123第三章 中厚板工藝過程與其制定3.1 工藝過程制訂的依據(jù)（1）產(chǎn)品的技術(shù)條件 通常在產(chǎn)品標準中規(guī)定了鋼材品種規(guī)格，技術(shù)條件，產(chǎn)品性能檢驗等容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它第一產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度，鋼的部組織與性能以與表面質(zhì)量

33、都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要制訂工藝過的首要依據(jù)。因此達到產(chǎn)品技術(shù)要我們組織生產(chǎn)的出發(fā)點。（2）鋼種的加工工藝性能 它包括鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性以與形成缺陷的傾向性等容。它反映了金屬在加工過程中的難易程度界定并影響了選擇工序容和確定工藝參數(shù)。因此鋼的加工工藝性能是制訂工藝過程的重要依據(jù)。（3）生產(chǎn)規(guī)模大小 一般生產(chǎn)規(guī)模大小有兩個含義，即企業(yè)規(guī)模的大小和品種批量的多少，企業(yè)規(guī)模的大小決定了工藝過程中采用熱錠作業(yè)還是冷錠作業(yè)的問題，是一次成材還是二個階段生產(chǎn)的問題。至于批量的多少主要反應(yīng)在選擇設(shè)備的技術(shù)水平、產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品的工藝過程無明顯影響。（4）產(chǎn)品成本 成本是生產(chǎn)效

34、果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高其生產(chǎn)工藝就越復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本也必然會相應(yīng)提高。反之，則產(chǎn)品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其他因素有關(guān)的。（5）工人的勞動條件 工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危與勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。否則應(yīng)采取妥善的防護措施。3.2 中厚板生產(chǎn)工藝流程一般中厚板生產(chǎn)工藝流程看圖3.1所示8。流程中生產(chǎn)的拋丸底層涂料鋼板是未經(jīng)熱處理的，但船用和橋梁用鋼板有的需要正火熱處理后進行拋丸底層涂料處理

35、。在機械性能試驗前，先施行熱處理，然后再拋丸和油漆。3.3 原料表面缺陷的清理原料在加熱前要進行表面清理。清理方法分熱狀態(tài)下清理和冷狀態(tài)下清理兩種。熱狀態(tài)清理一般為火焰清理?；鹧媲謇頇C安裝在連鑄機（或開坯機）和切割機（或大型剪斷機）之間，對坯料進行全面的剝皮處理，清理深度一般為0.55mm。全面剝皮清理可以保證板坯的表面質(zhì)量，但金屬消耗較大。冷狀態(tài)清理方法有局部火焰清理，風(fēng)鏟鏟削，砂輪研磨，機床加工，電弧清理的等，對缺陷嚴重部分亦可用切割方法去除。由于板坯表面缺陷被隱藏自愛氧化鐵皮之下或位于皮下區(qū)域，因此是比較難以發(fā)現(xiàn)的。解決這個問題的最合理的辦法是生產(chǎn)無缺險連鑄坯，即生產(chǎn)既無表面缺陷有無部缺

36、陷的高溫連鑄坯。3.4 原料加熱原料加熱的目的是使軋制原料在軋制時有號的塑性和低的變形抗力。對于某些高合金鋼鋼錠，加熱還可以使鋼中的化學(xué)成分得到均勻擴散3。生產(chǎn)中厚板用的加熱爐按其結(jié)構(gòu)分為連續(xù)式加熱爐、室式加熱爐和均熱爐三種。均熱爐用于有鋼錠軋制特厚鋼板。室式加熱爐適用于特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量與合金鋼的坯或錠，生產(chǎn)比較靈活。連續(xù)式加熱爐適用與少品種、大批量生產(chǎn)，加熱坯料的重量一般小于30t。由于現(xiàn)代中厚板軋機一經(jīng)很少使用鋼錠作為原料，因此作為鋼錠加熱的主要設(shè)備均熱爐或車底式爐在中厚板車間已很少見或不是主要的了。從發(fā)展的趨勢來看，中厚板生產(chǎn)今后也會和其他產(chǎn)品一樣走向連鑄連

37、軋的技術(shù)道路，但目前來看還只能是達到連鑄熱送軋制或連鑄熱裝軋制的水平，也就是說，加熱爐即使在全部以連鑄坯為原料的中厚板廠中也是不能取消的。用于板坯加熱的連續(xù)式加熱爐主要是推鋼式連續(xù)加熱爐和步進梁式連續(xù)加熱爐。20世紀60年代以前主要采用上部、下部加熱段，上部均熱鍛的三段推鋼式連續(xù)加熱爐，20世紀70年代后已采用預(yù)熱、加熱、均熱各段上下都加熱的五段推鋼式或步進梁式連續(xù)加熱爐 ，使?fàn)t子全部都成為燃燒區(qū)，加熱能力從三段式的80100t/h·座，大幅度提高到150300t/h·座。在加熱爐的質(zhì)量控制上為了減少黑印，在推港式加熱爐中都采用了熱滑軌全架空加熱爐，消除了冷卻管與板坯的直接

38、接觸，提高了坯料加熱的均勻性。但其主要缺點是板坯下表面容易在推鋼前進時被擦傷和易于翻爐。板坯尺寸和爐子長度（亦即爐子產(chǎn)量），也受到限制，而且排空困難，勞動條件差。采用步進梁式加熱爐可以避免以上缺點。特別是板坯受到四面加熱，加熱均勻，有利于消除下表面的劃傷和適應(yīng)板坯厚度尺寸的變化，即使薄板坯爐子長度仍然可以很大。但其投資較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修較難，熱量單耗大，并且由于支持梁妨礙輻射，使板坯上下表面往往仍有一些溫度差。因此目前厚板軋機的加熱爐仍然是這兩種形式存在。原料檢查原料清理加熱除鱗軋制矯直冷卻表面檢查修磨橫切切邊定尺切火焰切正火矯直表面形狀檢查力學(xué)性能試驗標記入庫發(fā)貸熱處理鋼板表面形狀檢查力學(xué)

39、性能試驗標記入庫發(fā)貸一般用途鋼板力學(xué)性能試驗拋丸油漆表面形狀檢查標記入庫發(fā)貸拋丸底層涂料鋼板圖3.1 一般中厚板生產(chǎn)流程為了減少在出爐時板坯表面的損傷，現(xiàn)代厚板軋機加熱爐的出料都采用出鋼機以代替斜坡滑架和緩沖器進行出料的方式。連續(xù)式加熱爐不能對少量板坯作特殊加熱，故在有些厚板廠中為了需要加工一些批量不大的特厚鋼板、復(fù)合鋼板，還同時建有一、二座室式加熱爐，由機械手完成出裝爐作業(yè)。提供優(yōu)質(zhì)的加熱板坯除要選擇合理的加熱爐型外，還要靠合理的熱工制度來保證，它包括確定加熱溫度、加熱速度、加熱時間、爐溫制度與爐氣氛等。合理的熱工制度就是要能提供滿足軋機產(chǎn)量需要、溫度均勻、不產(chǎn)生各種加熱缺陷、表面氧化鐵皮最

40、少的鋼坯，同時能使燃料比耗最低。3.5除磷除磷是將在加熱時生成的氧化鐵皮（初生氧化鐵皮）去除干凈，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。初生氧化鐵皮要在軋制開始階段去除，因為這時氧化鐵皮尚未壓入鋼中，易于去除，同時消除面積少。消除氧化鐵皮的方法很多，在舊的中厚板軋機上曾經(jīng)采用投入竹枝、荊條、食鹽等方法去除初生氧化鐵皮，但效果不好，以后也曾經(jīng)采用專門的二輥軋機、立輥軋機給鋼坯（或鋼錠）以小的變形量使氧化鐵皮與金屬分離，然后用高壓水或高壓空氣將氧化鐵皮沖去。這種方法雖然可以獲得較好的清除氧化鐵皮效果，但是投資較大?，F(xiàn)代化的中厚板軋機上已經(jīng)普遍采用造價低廉的高壓水除磷箱，它能滿足清除初生氧化鐵皮的需要，這種

41、情況已成定局。用高壓水泵將高壓水供給除磷箱，水壓過去一般在1012MPa左右，這一壓力偏低?，F(xiàn)在要保證噴口壓力在1520MPa以上。對合金鋼板因氧化鐵皮與鋼板間結(jié)合較牢，要求高壓水壓力取高值。噴水除磷是在箱體完成的，起到安全和防水濺的作用。除磷裝置的噴嘴可以根據(jù)板坯的厚度來調(diào)整噴水的距離，以獲得更好的效果。為了去除軋制過程中生成的次氧化鐵皮，在軋機前后都需要安裝高壓水噴頭。在粗軋、精軋過程中都要對軋件噴幾次高壓水。3.6軋制軋制是中厚板生產(chǎn)的鋼板形成階段。中厚板的軋制可分為除磷、粗軋、精軋3個段。3.6.1粗軋粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需要的寬度并進行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求

42、，可以有多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋縱軋法。本車間采用先除鱗去除表面的氧化鐵皮，由于坯料長度等于成品的寬度，所以橫軋到底。所以采用全橫軋法。粗軋操作方法主要有： 全縱軋法當(dāng)板坯寬度達到毛板寬度要求時采用。它的優(yōu)點是產(chǎn)量高，但鋼板組織和性能存在嚴重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌性太低。 橫軋-縱軋法當(dāng)板坯寬度小于毛板寬度而長度又大于毛板寬度時采用。其優(yōu)點是板坯寬度與鋼板寬度可靈活配合，鋼板的橫向性能有所提高（因橫向延伸不大），各向異性有所改善；缺點是軋機產(chǎn)量低。 縱軋-橫軋法當(dāng)板坯長度小于毛板寬度時采用。由于兩個方向都得到變形且橫向延伸大，鋼板的性能較高

43、。 角軋-縱軋法當(dāng)軋機強度與咬入能力較弱（如三輥勞特軋機）時或板坯較窄時采用。 全橫軋法當(dāng)板坯長度達到毛板寬度要求時采用。 3.6.2精軋精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制，包括厚度、板型、表面質(zhì)量、性能控制。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。通常把雙機座布置的第一臺軋機稱為粗軋機，第二臺軋機稱為精軋機。對兩架軋機壓下量分配上的要希望在兩架軋機上的軋制節(jié)奏盡量相等，這樣才能提高軋機的生產(chǎn)能力。第四章 中厚板軋機主要性能參數(shù)選擇4.1 中厚板軋機型式用于中厚板生產(chǎn)的軋機有以下四種：二輥可逆式軋機、三輥勞特式軋機、四輥可逆式軋機和萬能式軋機。本設(shè)計中用了四輥可逆式軋機。四輥可逆式軋機 1

44、870年美國投產(chǎn)了世界上第一臺四輥可逆式軋機看圖4.1。它是由一對小直徑工作輥和一對大直徑支撐輥組成，由直流電機驅(qū)動工作輥。軋制過程與二輥可逆式軋機一樣。它具有二輥可逆式軋機生產(chǎn)靈活的優(yōu)點，又由于由支承輥使軋機輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。而且因為工作輥直徑小，使得在一樣軋制壓力下能有更大的壓下量，提高了產(chǎn)量。這種軋機的缺點是采用大功率直流電機，軋機設(shè)備復(fù)雜，和二輥可逆軋機相比如果軋機開口度一樣，四輥可逆軋機將要求有更高的廠房，這些都增大了投資3。圖4.1 四輥可逆式軋機軋制過程示意圖（左邊為第一道軋制、右邊第二道軋制）四輥可逆式軋機用d/D×L表示，或簡單用L表示。D為支承輥直徑（

45、mm），d為工作輥直徑（mm），L為軋輥輥身長度（mm）。四輥可逆式軋機的尺寸圍：D=13002400mm，d=8001200mm，L=28005500mm。四輥軋機是軋機中最大的，由于這類軋機生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機。這也是我選此軋機的主要原因。表4.1四輥可逆式軋機參數(shù)圍表示形式工作輥直徑d（mm）支承輥直徑D（mm）軋輥輥身長度L（mm）d/D ×L800120013002400280055004.2 中厚板軋機布置中厚板車間的布置形式有三種：即單機座布置、雙機座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置。我在本設(shè)計中用的是雙機座可逆式布置形式（粗、精軋機都采用四輥可逆式）。

46、雙機座布置 雙機座布置的中厚板車間是把粗軋和精軋分到兩個機架上去完成，它不僅產(chǎn)量高（一臺四輥軋機可達100×104t/a，一臺二輥和一臺四輥軋機可達150×104t/a，二臺四輥軋機約為200×104t/a），而且產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和板形都比較好還延長了軋輥適用壽命。雙機座布置中精軋機伊利諾采用四輥軋機以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而粗軋機可分別采用二輥可逆式軋機或四輥可逆式軋機。二輥可逆式軋機有投資少、輥徑大、利于咬入的優(yōu)點，雖然它剛性差，但作為粗軋機影響還不大，尤其在用鋼錠直接軋制時。因為鋼錠厚度大，壓下量的增加往往受咬入角限制，二軋制力又不高，適合用二輥可逆式軋機。采

47、用四輥可逆式軋機作粗軋機不僅年產(chǎn)量更高，而且粗、精軋道次分配合理，送入精軋機的軋件斷面尺寸比較均勻，為在精軋機上生產(chǎn)高精度鋼板提供了好條件。在需要時粗軋機還可以獨立生產(chǎn)，較靈活。但采用四輥可逆軋機作粗軋機為保證咬入和傳遞力矩，需要大工作輥直徑，因而軋機比較笨重，廠房高度相應(yīng)的要增加，投資增大。目前由于對厚板尺寸精度和質(zhì)量要求越來越高；因而兩架四輥軋機的型式日益受到重視。4.3 中厚板軋機參數(shù)確定4.3.1 軋輥（1）軋輥參數(shù)確定4，3000四輥熱軋鋼板軋機的軋輥分為工作輥和支承輥，工作輥是用來直接完成軋制過程的，其直徑較?。淮笾睆降臑橹С休?，其作用是改善工作輥的強度與剛度條件。每個軋輥都由輥身

48、、輥頸、輥頭三部分組成。一般來說，工作輥經(jīng)較小時，軋輥的扭轉(zhuǎn)角度會影響鋼板的質(zhì)量。為了保證軋輥的扭轉(zhuǎn)剛度，在選擇軋輥直徑時應(yīng)同時考慮輥身長度的。軋輥輥身長度與軋輥直徑之比通常取為：工作輥L/DW=2.54.0；支承輥L/DB=1.32.5。因此本軋機的工作輥直徑DW=1000mm (L/DW=3000/1000=3)，取其重車率為9.2%，則工作輥的最小直徑Dmin=940mm,故工作輥直徑D=9401000mm。支承輥直徑DB=1800mm(L/DB=3000/1800=1.67)，輥身長度L=3000mm。取其重車率為10%，故最小直徑Dmin=1650mm;故支撐輥直徑D1=165018

49、00mm;支承輥輥頸主要取決于滾系的剛度。剛度過小，上下工作輥將產(chǎn)生啃邊現(xiàn)象而破壞軋制過程，常用支承輥直徑為DW/DB=1/2.51/1.6=0.40.62。本車間軋機為DW/DB=970/1725=0.56。軋輥輥頸裝滾動軸承，其尺寸一般取為：d=(0.50.6)D。因此工作輥輥頸直徑dW=0.5×1000=500mm(d/D=0.5)；支承輥輥頸直徑dB=0.55×1800=990mm(d/D=0.55)。軋輥長度一般取為：l=(0.831.0)d。因此工作輥輥頸長度lW=0.85×1000=850mm，支承輥輥頸長度lB=0.85×1800=153

50、0mm。輥頭尺寸由于采用單鍵槽輥頭，故輥頭直徑D1=D-10=990mm;如表4.2。表4.2軋輥參數(shù)尺寸軋輥名稱工作輥支承輥軋輥直徑(mm)10001800輥頸直徑(mm)500990輥頸長度(mm)8501530輥頭直徑(mm)990990（2）軋輥材質(zhì)：為保證軋輥抗彎強度、接觸強度所需的機械性能以與軋材表面加工質(zhì)量和軋輥耐磨性能，均需通過選擇一定的軋輥材質(zhì)和隨后的熱處理工藝來實現(xiàn)。毫無疑問，正確選擇軋輥的材質(zhì)具有十分重要的意義。板帶軋機生產(chǎn)的特點是尺寸精度要求高，產(chǎn)品要求相當(dāng)高的表面光潔度和表面質(zhì)量，軋制常在高溫下進行，同時還承受巨大的軋制壓力和力矩的作用。為此，對軋輥的基本要：高的表面

51、硬度和耐磨性，輥面的硬化層應(yīng)有足夠的厚度，高的強度與抗壓扁能力。熱軋板帶軋機的工作輥多采用鑄鐵軋輥，其中以無限冷硬鑄鐵軋輥使用效果最佳，它的表面硬度約為HS=5585。支承輥對強韌性的要求較高，而對硬度的要求則不如工作輥（熱軋支承輥的硬度約為HS=4550）。支承輥采用碳素鍛鋼5。表4.3軋輥材質(zhì)軋輥類別輥面工作層特點硬度圍（HS）主要用途工作輥無限冷硬鑄鐵軋輥有適中的耐磨性、抗熱烈性與強度5585各種熱軋板帶鋼軋機工作輥支承輥鍛鋼軋輥支承輥用，強度高，耐磨5590支承輥4.3.2 軋輥軸承與軸承座四輥熱軋鋼板軋機的軋輥軸承具有重載、高溫的特點，所以要求采用的軸承能夠承受很大的載荷，有良好的潤

52、滑和冷卻，摩擦系數(shù)小、剛性好。因此，工作輥與支承輥都采用滾動軸承。目前，四輥軋機上常用的滾動軸承型式是四列圓錐滾柱軸承與球面圓錐滾柱軸承，因為這類軸承不僅能承受和大的徑向載荷，同時可承受一定的軸向載荷。本軋機上的工作輥與支承輥都采用四列圓錐滾柱軸承。4.3.3 壓下與平衡裝置（1）壓下裝置：軋機的壓下裝置，也稱上輥調(diào)整裝置。它的作用是調(diào)整上軋輥的位置，保證給定每道次的壓下量。手動壓下裝置主要用于型鋼軋機和線材軋機上。液壓壓下裝置是軋機壓下裝置中最先進的一種形式。但根據(jù)國外資料介紹，在熱連軋帶鋼軋機上，考慮到厚度精度的要求和設(shè)備投資的經(jīng)濟合理性，沒有必要在連軋機上配置液壓壓下裝置。電動壓下裝置的

53、特點：小調(diào)整量；調(diào)整精度高；帶鋼壓下；動作快，靈敏度高；平行度要求高。（2）上軋輥平衡裝置：軋機的平衡裝置通常分為重錘平衡、彈簧平衡和液壓平衡。在四輥板帶軋機上，主要采用液壓平衡，僅在小型四輥軋機上采用彈簧平衡。平衡裝置的作用是：當(dāng)軋輥間沒有軋件時，由于上軋輥與其軸承座的重力作用，在軸承座與壓下螺絲之間、壓下螺絲與螺母的螺紋之間均會產(chǎn)生間隙。這樣，當(dāng)軋件咬入軋輥時，會產(chǎn)生沖擊。為防止出現(xiàn)這種狀況，在軋機上設(shè)置上軋輥平衡裝置，使軸承座緊貼壓下螺絲端部并消除螺紋之間的間隙。大多數(shù)軋機的平衡裝置還兼有抬升上輥的作用。4.3.4 機架軋鋼機機架是工作機座的重要部件，軋輥軸承座與軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機

54、架上。機架要承受軋制力，必須有足夠的強度和剛度。機架的主要型式有開口式和閉口式兩種。閉口式機架包括左、右立柱與上、下橫梁的一整體鑄件，其優(yōu)點是具有較好的強度與剛度。這種型式的機架，換輥不方便，換輥時，軋輥是沿其軸向方向從機架窗口中抽出或裝入，這種軋機一般都設(shè)有專用的換輥裝置。開口式機架由機架底座與可裝拆的上橫梁組成。一般用于換輥次數(shù)較頻繁的橫列式型鋼軋機上。機架的材料通常采用ZG35。澆注后必須進行時效處理，消除鑄造應(yīng)力，同時還必須進行探傷，保證沒有縮孔、裂紋等缺陷。4.3.5換輥裝置使用閉式牌坊的軋機換輥時，軋輥沿軸向從牌坊的窗口中進出，采用橫移平臺式快速換棍裝置。4.3.7除鱗設(shè)備用于取出一次氧化鐵皮的除鱗設(shè)備通常裝在離加熱爐出爐輥道較近的地方。去除二次氧化鐵皮的高壓水集管設(shè)置在軋機前后。4.3.8軋制冷卻設(shè)備為了減少軋輥的磨損、提高軋輥的使用壽命，必須對中厚板軋機軋輥進行冷卻。軋制較薄鋼板時，為了防止鋼板降溫過快通常采用較小的冷卻水量。軋輥冷卻水使用工業(yè)用水，其壓力為0.20.8MPa。第五章 中厚板壓下規(guī)程制定5.1 中厚板壓下規(guī)程制定制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：（1）在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下分配率（h/h）與確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；（2）制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋