中厚板軋制車間設(shè)計

1.前言

建國以來到2000年前后我國厚板軋機發(fā)展比較緩慢，這一時期我國共計擁有25套中厚板軋機，其原設(shè)計能力為1600萬t/a左右。鞍鋼1958年投產(chǎn)的半連續(xù)軋板廠和武鋼1968年投產(chǎn)的軋板廠的2800/2800mm厚板軋機，這兩套厚板軋機均為原蘇聯(lián)設(shè)計和制造，是當時我國最大和比較完善的中厚板生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為（4～50）×1000～2500×（4000～18000）mm。

50、60年代大煉鋼鐵時期和其后，我國自行設(shè)計制造了一大批2300～2800mm中厚板軋機并建于各省骨干鋼鐵企業(yè)中。舞陽鋼鐵公司1978年建成投產(chǎn)一套4200mm特厚板軋機，完全由國內(nèi)自力更生進行設(shè)計和制造建設(shè)的。90年代初期上海浦鋼、鞍鋼、邯鋼、首鋼（秦皇島廠）引進的4200、4300、3000、3450mm四套厚板軋機及生產(chǎn)線的二手設(shè)備，國內(nèi)做必要改造并補齊相應(yīng)配套設(shè)施而較快地建成投產(chǎn)。

我國到2000年前后已有的25套中厚板軋機按輥身長度劃分情況如下：6套輥身長度3450～4300mm軋機；5套輥身長度2800～3000mm軋機；14套輥身長度2300～2500mm軋機。

從以上軋機分析，有14套軋機的輥身長度為2300～2500mm，從而在半個世紀以來我國所生產(chǎn)的寬度2000mm及以下中厚鋼板占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位，鋼板厚度主要是5（6）～25mm。這就是至今我們習(xí)慣于把中厚板、厚板、寬厚板軋機籠統(tǒng)地稱為中厚板軋機的原因。而現(xiàn)在，為了和國際接軌以統(tǒng)稱為厚板軋機前面冠以輥身長度為宜。

在僅擁有25套厚板軋機的年代，能生產(chǎn)的鋼板寬度到3000mm的軋機為6套，能生產(chǎn)板寬到4100mm的軋機僅有2套（鞍鋼、舞鋼）；能生產(chǎn)鋼板厚度100mm以上的軋機有3套（鞍鋼、舞鋼、濟鋼），舞鋼4200mm特厚板軋機設(shè)計最大產(chǎn)品厚度為250mm、試生產(chǎn)過最大厚度達300mm。舞鋼4200mm特厚板軋機和鞍鋼的4300mm厚板軋機都生產(chǎn)國防工業(yè)和造艦艇用的厚鋼板；舞鋼為三峽工程生產(chǎn)了船閘用95×3750×12000mm的厚鋼板。

上述的25套厚板軋機經(jīng)幾次技術(shù)改造普遍都裝備了厚度控制系統(tǒng)，各中厚板廠在三輥勞特式更新為四輥式軋機時普遍將軋輥長度加長了。這批厚板軋機改造后其產(chǎn)品品種、鋼板尺寸精度、板材的性能質(zhì)量等都有所擴大和提高，尤其受市場需求的拉動產(chǎn)量普遍提高，25套厚板軋機實際年產(chǎn)量超過2000萬t。但是，由于受原來種種條件的限制，其技術(shù)裝備水平還是不高，有些重要的新技術(shù)還難以采用，其產(chǎn)量、品種、規(guī)格及尺寸精度、產(chǎn)品質(zhì)量等方面都還遠不能滿足國民經(jīng)濟各部門的發(fā)展需要和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的要求。這就是從2001年開始至今還在大批地建設(shè)新型現(xiàn)代化厚板軋機的緣故，尤其是建4100mm以上寬厚板軋機。

原有的這25套厚板軋機除個別的被拆除或淘汰之外，在下面第2節(jié)中均列入相應(yīng)輥身長度級別的一覽表中。鞍鋼半連軋廠1996年原地進行改造時已將原來2800/1700mm半連續(xù)軋機拆除。

我國現(xiàn)有和在建（含計劃建）的厚板軋機按軋機輥身長度3000mm以下及3000mm以上分類：(1)我國3000mm以下中厚板軋機

序號公司（工廠）名投產(chǎn)/改造時間軋機規(guī)格和型式設(shè)計軋機能力*1產(chǎn)品規(guī)格

（mm）（mm）

粗軋機精軋機（萬噸/年）厚度寬度

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1鞍鋼集團公司中板廠粗軋改造：2000

精軋改造：1993.92500二輥2450四輥60（120）4.5-221400-2000

2安陽鋼鐵集團公司中板廠2006粗軋

1996精軋2800四輥2800四輥100（150）6-401400-2440

3五礦營口中板有限責(zé)任公司2003.3粗軋

1988.12精軋2800二輥（二手）2500四輥65（120）4.5-401500-2500

4天津天盾中板廠19942400四輥2400四輥1005-251400-2000

5天津鋼鐵公司中板廠2500四輥（新）2500四輥（新）60（100）5-251600-2000

6濟南鋼鐵公司中板廠2005.2粗軋更新

1989精軋2500四輥2500四輥65（100）5-251400-2000

7海第一鋼鐵公司中板廠19722300二輥2300四輥256-201600-2000

8南京鋼鐵集團公司中板廠1994.9

2006.12更新粗軋2800四輥（更新）2700四輥

（2500）

更換主電機80（100）5-25（30）1400-2100以上

9馬鞍山鋼鐵集團公司中板廠1975.42350二輥2450四輥50（100）6-301500-2000

10太原鋼鐵集團公司五軋廠1966.82300二輥2300四輥406-201600-2000

11酒泉鋼鐵公司中板廠1998.92800四輥50（90）6-601500-2500

12新余鋼鐵公司中板廠1994.9/2008改造2500四輥2900四輥（新）1605-1001600-2800

13重慶鋼鐵公司第五軋鋼廠1984.4/20032750二輥（更新）2450四輥65（120）6-401500-2000

14昆明鋼鐵公司第二軋鋼廠19712300三輥306-251400-2000

15韶關(guān)鋼鐵公司中板廠1996.122500四輥55（80）6-401400-2000

16唐山建城鋼鐵公司中厚板廠2350四輥506-401500-2000

17江蘇西城（江陰）鋼鐵公司2007年2800四輥6010-501500-2500

18江蘇飛達公司中厚板廠約2005年11月約2800四輥6010-501500-2500

19福鼎龍安鋼鐵公司20062800二輥2350四輥805-251400-2000

產(chǎn)能合計1255（1685）

注：（）中為實際產(chǎn)能或可達到產(chǎn)能

上述中中3000mm以下厚板軋機按輥身長度分類如下：

13套輥身長度2300～2500mm軋機，產(chǎn)能745（1065）萬t/a；6套輥身長度2700～2900mm軋機，產(chǎn)能510（620）萬t/a；合計19套2300～2900mm軋機，產(chǎn)能1255（1685）萬t/a。

（2）3000mm以上厚板軋機

序號公司（工廠）名投產(chǎn)/改造時間軋機規(guī)格和型式設(shè)計軋機能力*1產(chǎn)品規(guī)格

（mm）（mm）

粗軋機精軋機（萬噸/年）厚度寬度

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1鞍鋼新軋鋼有限公司厚板廠1993.7/2003.94300四輥100（130）6-1501400-4100

2首鋼秦皇島板材有限公司1993.33450四輥50（80）6-501000-3000

（二手）

3首鋼總公司厚板廠1996.12/2003.13500四輥60（100）6-501500-3200

（更新）

4舞陽鋼鐵公司特厚板廠19784200四輥80（120）8-2501500-4000

5邯鄲鋼鐵集團公司第一中板廠1993.93000四輥50（90）5-251400-2500

（二手）

6濟南鋼鐵公司厚板廠1998.2/2001.123200四輥3500四輥）80（200）6-1001500-3200

（二手）（新）

7新疆八一鋼鐵公司厚板廠*2計劃2008.124200四輥3500四輥100（140）6-802000-4000

（二手）

8武漢鋼鐵集團公司軋板廠1968.8/1999.32800四輥3000四輥808-501500-2700

9柳州鋼鐵公司中板廠1998.7精軋（更新）

2004粗軋3000四輥3000四輥60（120）6-601500-2500

10南鋼3500中厚板卷廠2004.9——3500爐卷軋機100卷：2.5-20

板：4.5-501600-2500

1600-3200

11韶鋼3450中厚板廠2005.3——3450四輥式100板：9-401500-3200

12安陽鋼鐵公司3450中厚板（卷）廠2005.9——3450爐卷軋機110（卷：2.5-20）

板：4.5-50（1500-2500）

1500-3200

13新余鋼鐵公司3800厚板廠2005.43800四輥3800四輥80（120）6-1001500-3560

14華菱股份湘潭鋼鐵公司1號3800厚板廠2005.103800四輥3800四輥120（140）6-1201500-3600

15華菱股份湘潭鋼鐵公司2號3800厚板廠2008.8——3800四輥100（8）12-1201500-3600

16寶鋼集團公司5000寬厚板廠FM：2005.3

RM：2008.125000四輥5000四輥1805-150900-4800

（400）

17首鋼秦皇島板材公司4300寬厚板廠2006.104300四輥4300四輥120（180）5-1001500-4100

18沙鋼集團公司5000寬厚板廠（1號線）2006.12——5000四輥1505-150900-4800

19舞鋼公司4100厚板廠2007.24100四輥4100四輥100（120）6-801500-3900

20鞍鋼集團公司營口5500/5000寬厚板廠2008年底5500四輥5000四輥2005-150900-5300

（400）

21五礦營口中板有限公司寬厚板廠計劃2009年8月5000四輥5000四輥2005-150900-4800

（400）

22包鋼集團公司3800厚板廠2007年9月（3800四輥）3800四輥120（150）6-1001500-3600

23萊鋼集團公司4300厚板廠2008年12月4300四輥4300四輥1805-1001500-4100

24武鋼集團鄂城4300厚板廠2008年10月（4300四輥）4300四輥120（160）5-1001500-4100

25寶鋼集團羅涇4200厚板廠2008年3月4200四輥4200四輥1605-2001800-4000

26天津鋼鐵公司中板廠（塘沽新建）2006年6月3500四輥3500四輥1506-602000-3300

27邯鋼集團3500第二中厚板廠2006年6月3500四輥1006-501500-3200

（80）

28唐山中厚板材有限公司3500中厚板廠2006年8月3500四輥3500四輥1505-802000-3300

29太鋼集團臨汾公司中厚板廠2005（粗）3400四輥3300四輥1206-801500-3000

/2007（精）

30河北普陽鋼鐵公司中厚板廠2005.103500四輥806-501500-3200

31河北敬業(yè)集團軋鋼公司2006年二季度3000四輥3000四輥1005-501000-2700

32河北文豐實業(yè)中板廠2004年二季度2800二輥3000四輥80（120）6-601500-2600

33河南安陽永興鋼鐵公司2005年一期（3500四輥）3500四輥80（120）6-601500-3200

34河南西峽漢冶中板廠2005.8二手3200四輥3500四輥1206-1201500-3300

35江蘇無錫兆順中厚板廠2005年3300四輥3300四輥1206-601500-3000

（3500）（3500）

36河南南陽漢冶鋼鐵公司厚板廠2008年3800四輥1208-1201500-3000

37貴州水城鋼鐵公司中厚板廠3500四輥1006-601500-3300

（100）

38福建三明鋼鐵公司中厚板廠2007年3月（3000四輥）3000四輥80（120）5-501000-2700

39重鋼公司長壽新廠址厚板廠計劃20094100四輥4100四輥1806-1201500-3800

/2010年

40河北敬業(yè)集團軋鋼公司計劃2009年（3800四輥）3800四輥150（180）6-601600-3600

41沙鋼集團5000寬厚板廠（二號線）計劃2009年7月5000四輥1755-502500-4800

42河南漢冶鋼鐵公司厚板廠2008年底4100四輥4100四輥130（180）6-1201500-3800

43邯鋼集團第三中厚板廠預(yù)計2009年3500四輥1006-1001500-3300

44江蘇興澄特鋼公司中厚板卷廠計劃2009年9月3500爐卷軋機100卷：2.5-20

板：5-501500-2500

1500-3200

45江西九江鋼鐵公司中厚板廠預(yù)計2009年9月3500四輥3500四輥1306-601500-3300

46廣東珠海奧裕豐鋼鐵公司厚板廠預(yù)計2009年10月3500四輥3500四輥1406-601500-3300

47寧波鋼鐵有限公司寬厚板廠計劃2009年9月4300四輥4300四輥1605－1501300-4100

48江蘇興澄特鋼公司寬厚板廠計劃2010年2月4300四輥4300四輥1656－300900-4100

49華菱股份湘鋼5000/5000寬厚板廠預(yù)計20105000四輥5000四輥2006－400900-4800

/2011年

50沙鋼5000/5000寬厚板廠（3號線）預(yù)計2011年5000四輥5000四輥2205－300900-4800

51唐鋼集團公司5000寬厚板廠預(yù)計2010年10月5000四輥150（5）6－150900-4800

52天津鋼鐵公司5000寬厚板廠預(yù)計2011年5000四輥150（5）6－150900-4800

53首鋼寶業(yè)公司（樂亭）寬厚板廠預(yù)計2011年5000四輥5000四輥200（5）6－150900-4800

54寶鋼股份羅涇分公司5000寬厚板廠預(yù)計20105000四輥5000四輥1605－200900-4800

/2011年

55廣西防城港鋼鐵項目寬厚板軋機預(yù)計20105500四輥5500四輥～2505－150900-5300

/2011年（5000）（400）

56舞鋼公司5000/5000寬厚板軋機預(yù)計2010年5000四輥5000四輥180（220）5－400900-4800

57濟鋼集團公司4300寬厚板廠預(yù)計2010年4300四輥4300四輥1805－1001500-4100

產(chǎn)能合計7320（8190）

注：*1.（）中為實際產(chǎn)能或可能達到的產(chǎn)能。

*2.浦鋼公司的厚板廠為2010年上海世博會已停產(chǎn)，4200/3500厚板軋機設(shè)備遷建在八一鋼廠。

*3.序號42-46、51-53、55軋機的設(shè)計產(chǎn)能、產(chǎn)品規(guī)格是參照同類軋機的。

*4.受世界性金融危機影響，上述中在建和計劃建的厚板軋機投產(chǎn)時間可能有變化。

上述中3000mm以上厚板軋機已投產(chǎn)的37套軋機按輥身長度分：20套輥身長度3000～3500mm軋機，產(chǎn)能1870（2280）萬t/a；5套輥身長度3800mm軋機，產(chǎn)能540（630）萬t/a；9套輥身長度4100～4300mm軋機，產(chǎn)能1090（1370）萬t/a；3套輥身長度5000mm軋機，產(chǎn)能530萬t/a。合計37套3000～5000mm軋機，產(chǎn)能4030（4810）萬t/a。在建及計劃建的20套軋機分類如下：6套輥身長度3500～3800mm軋機，產(chǎn)能720（750）萬t/a；4套輥身長度4100～4300mm軋機，產(chǎn)能685萬t/a；10套輥身長度5000～5500mm軋機，產(chǎn)能1885（1925）萬t/a；合計20套在建及計劃建軋機，產(chǎn)能3290（3360）萬t/a。

我國現(xiàn)代厚板軋機是21世紀開始建設(shè)，雖然時間上較晚但建設(shè)速度很快，已建和在建4100mm以上厚板軋機為24套，其中以4300mm和5000mm軋機規(guī)格較多

現(xiàn)代厚板軋機主要參數(shù)（實例）

序號軋機技術(shù)參數(shù)5000mm寬厚板軋機4300mm厚板軋機

粗軋機精軋機*1粗軋機*1精軋機

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1軋機型式四輥可逆式四輥可逆式四輥可逆式四輥可逆式

2工作輥尺寸（mm）Φ1240/1140×5100Φ1210/1110×5300Φ1210/1110×4300Φ1210/1110×4600

3支撐輥尺寸（mm）Φ2300/2100×4950Φ2300/2100×4950Φ2200/2000×4200Φ2200/2000×4200

4軋制壓力（工作、kN）1000001000009000090000

5軋機模數(shù)(kN/mm)≥8500（實測）8400（測試）≥9000≥9000

6主電機功率、轉(zhuǎn)數(shù)2×8000KW2×10000KW2×7200KW2×9000KW

0±40/80r/min0±50/120r/min0±40/80r/min0±50/120r/min

7最大軋制速度（m/s）0±2.6/5.2±3.0/7.3±2.53/5.06±3.16/7.60

8最大軋制額定2×19102×19102×17202×1720

力矩(kN-m)最大2×3820(O.L200%)22×3820(O.L200%)2×4300(O.L225%)2×4300(O.L225%)

×4775(O.L250%)2×4298(O.L225%)

9機械行程最大開口度1100最大開口度550最大開口度400最大開口度400

壓下（mm）（新輥）（新輥）（新輥）（新輥）

速度（mm/s）最大70mm/s最大50mm/s最大25mm/s最大25mm/s

10液壓柱塞直徑（mm）Φ1650Φ1650Φ1580Φ1580

壓下系統(tǒng)壓力（BAR）max.290max.290max.290max.290

(AGC)最大、有效行程（mm）95/8595/85110110

位置精度（mm）0.010.01速度5mm/s速度5mm/s

11工作輥彎輥力（kN/側(cè)）……max.4000kN/側(cè)……max.4000kN/側(cè)

12工作輥移動……±150mm（CVCPLUS）……±150mm(SMARTCROWN)

13工作輥換輥方式快速換輥快速換輥快速換輥快速換輥

注：*1軋機出口設(shè)立輥

上述中所列厚板軋機最大軋制壓力為100000kN、單位輥身長度軋制力達20kN/mm和20.9kN/mm，單位輥身長軋機功率為2.0kW/mm和2.09kW/mm，均超過日本20世紀70年代所建的厚板軋機。厚板軋機剛度模數(shù)為8500～9000kN/mm，這項參數(shù)接近日本現(xiàn)有2套5500mm厚板軋機的9467kN/mm。

我國5000mm及4300mm四輥軋機支承輥最大直徑為2300mm及2200mm，日本上世紀共建有4套5500mm四輥寬厚板軋機，其支承輥直徑為2400mm。

我國5000mm及4300mm寬厚板軋機最大軋機速度為7.0～7.6m/s，已超過日本JFE水島廠5500mm寬厚板軋機7.5m/s的最大速度。

厚板軋制的效能和質(zhì)量關(guān)鍵取決于軋機本身的剛度、軋機的力能參數(shù)及所具備的功能，在此基礎(chǔ)上要有良好的軟件及先進的操作技術(shù)。現(xiàn)代厚板軋機應(yīng)具備的特性和控制功能主要是：

（1）軋機牌坊及其整體的剛度高；

（2）軋機具有足夠大的軋制壓力，能進行控制軋制；

（3）粗軋道次軋機能輸出大的力矩，而成品軋制階段速度要高，這必然要求主電機功率要大；

（4）必需配備有功能很強的液壓AGC系統(tǒng)；

（5）工作輥液壓彎輥系統(tǒng)也是必備的，工作輥竄動（WRS）隨板型控制方式而設(shè)；

（6）選擇先進實用的板型控制（凸度及平直度控制）系統(tǒng)；

（7）附設(shè)立輥用于頭尾液壓短行程控制（SSC）及全長自動寬度控制（AWC）；

（8）運用Hy.AGC或者再加上立輥SSC，用于板坯粗軋前幾道次矩形化軋制，即平面形狀控制。

我國近10年來新建并投產(chǎn)的厚板軋機其裝備水平按軋機規(guī)格在3500mm以上的軋機基本都具有現(xiàn)代化水平。3500mm這一級有3套中厚板卷軋機（爐卷軋機或預(yù)留卷取爐），其裝備水平較高并設(shè)有立輥及AWC系統(tǒng)。在3800mm這級厚板軋機中也有3套軋機具有現(xiàn)代化裝備水平。已生產(chǎn)和新投產(chǎn)的4100～4300mm寬厚板軋機有9套，其中新建軋機（含軋機更新）為6套，軋機本體都具備現(xiàn)代化的裝備水平，然而以兩套雙機架軋機，即4200/4200mm及4300/4300mm寬厚板軋機的技術(shù)裝備程度及軋制工藝控制功能都比較完善，水平也比較高。從現(xiàn)代化的技術(shù)裝備和軋制工藝控制軟硬件功能的完善程度及控制水平來看，5000/5000mm和5500/5000mm寬厚板軋機是我國當代兩套最高水平和最完善的寬厚板軋機。生產(chǎn)技術(shù)方面的進步：一、自動厚度控制裝置—液壓AGC現(xiàn)代厚板軋機都設(shè)有兩套壓下系統(tǒng)。一套是高速電動機械壓下系統(tǒng)，它是由兩臺直流電動機通過渦輪減速機、壓下螺栓和螺母在空載下調(diào)整輥縫。另一套是低速高精度的壓下系統(tǒng)，在負載下調(diào)整輥縫，實現(xiàn)厚度自動控制，以消除在加熱中“黑印”所造成的縱向厚度不均并可達到高精度的成品厚度公差，以及提高成材率。液壓AGC的特點是壓下速度快、壓下加速快，壓下精確度高。二、彎輥裝置板厚精度（縱、橫向厚度）和板型是衡量板帶鋼幾何尺寸精度和兩大指標?？v向厚度差的控制是通過液壓AGC完成，而橫向厚度差和板型的控制是用預(yù)壓彎輥來實現(xiàn)。彎輥裝置可用補償軋輥在軋制過程中產(chǎn)生的磨損和凸度，以提高寬度方向的板厚的均勻性與改善板型。并可為減少換輥次數(shù)。三、快速換輥現(xiàn)代寬厚板軋機都設(shè)快速換輥裝置。工作輥換輥一般采用小車橫移快速換輥，更換一對工作輥需6～10分鐘。換支撐輥是通過液壓和電驅(qū)動的換輥滑車進行。為了配合快速換輥需要盡可能節(jié)約輔助時間，因此相應(yīng)要求：1）軋機主電機設(shè)有爬行速度及準確的停車系統(tǒng)。2）軸承采用液壓鎖緊。3）換輥時需要拆卸的潤滑、液壓、冷卻水和高壓水等有關(guān)管道需選用成組快速接頭。4）導(dǎo)衛(wèi)板、拉水板等隨軸承座一同移出或另設(shè)移動機構(gòu)。四、計算機控制及配置完善的軋制線自動檢測裝置六十年代國外厚板軋機早已實現(xiàn)了單機計算機控制。七十年代以后，應(yīng)用更普遍，實現(xiàn)了全線的計算機控制，有的還裝備了計劃、管理及生產(chǎn)的三級計算機控制系統(tǒng)。軋制線自動檢測裝置如測壓、測溫、測厚、測寬、測長等對保證及時檢測軋制過程中的軋件參數(shù)，以便隨時進行軋機的調(diào)整和控制，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量是十分必要的。另外用計算機控制根據(jù)軋制條件的變化，最佳地調(diào)節(jié)軋制過程，對每塊鋼板跟蹤并可提高軋機產(chǎn)量。2.工藝流程概述加熱的目的是為了提高塑性，降低變形抗力；板坯加熱時宜采用步進底式連續(xù)加熱爐；加熱溫度應(yīng)控制在1250℃左右，以保證開軋溫度達到1200℃的要求。另外，為了消除氧化鐵皮和麻點以提高加熱質(zhì)量，可采用“快速、高溫、小風(fēng)量、小爐壓”的加熱方法。該法除能減少氧化鐵皮的生成外，還提高了氧化鐵皮的易除性。

除鱗是將坯料表面的爐生和次生氧化鐵皮清除干凈以免軋制時壓入鋼板表面產(chǎn)生缺陷，它是保證鋼板表面質(zhì)量的關(guān)鍵工序。爐生氧化鐵皮采用大立輥側(cè)壓并配合高壓水的方法清除，沒有大立輥時采用高壓水除鱗箱除鱗也能滿足除鱗要求。次生氧化鐵皮則采用軋機前后的高壓水噴頭噴高壓水的方法來清除。

板坯的軋制有粗軋和精軋之分，但粗軋與精軋之間無明顯的劃分界限。在單機架軋機上一般前期道次為粗軋，后期道次為精軋；對雙機架軋機通常將第一架稱為粗軋機，第二架稱為精軋機。粗軋階段主要是控制寬度和延伸軋件。精軋階段主要使軋件繼續(xù)延伸同時進行板形、厚度、性能、表面質(zhì)量等控制。精軋時溫度低、軋制壓力大，因此壓下量不宜過大。

中厚板軋后精整主要包括矯直、冷卻、劃線、剪切、檢查及清理缺陷，必要時還要進行熱處理及酸洗等，這些工序多布置在精整作業(yè)線上，由輥道及移送機縱橫運送鋼板進行作業(yè)，且機械化自動化水平較高。1）矯直：矯直主要是使板型平直，矯直溫度依鋼板厚度及終軋溫度的不同在650-1000℃之間。熱矯直機，隨著對于優(yōu)質(zhì)寬厚板矯直的要求，二輥矯直機逐步被四輥矯直機所取代。因為四輥矯直機可使輥徑和輥距減小，增強支持輥，厚板和薄板可共用一臺，四輥矯直機可提高矯直質(zhì)量，又減少矯直機數(shù)量，若四輥矯直機滿足不了要求時，還可采用拉力或壓力矯直機。而壓力機比輥式矯直機更適合于特厚鋼板的矯直。冷矯直機除用作熱矯后的補矯外，主要用于矯直合金鋼板。因為合金板往往軋后須立即進行緩冷等處理，冷矯一般是離線進行。2）冷卻、檢查、劃線：完成軋制工序的鋼板，進入控冷裝置用水幕直接淬火，快速冷卻至600℃左右，以提高板材的屈服強度。然后50mm以下鋼板用輥式熱矯直機消除板材彎曲等缺陷，進入寬冷床冷卻至150℃左右，做超聲波探傷，然后便可檢查、劃線，除表面檢查外，現(xiàn)在還采用在線超聲波探傷以檢查鋼板的內(nèi)部缺陷。劃線操作逐漸由人工向機械化自動化方面發(fā)展，國外采用自行式自動量尺劃線機和利用測量輥的固定式量尺劃線機，與計算機控制系統(tǒng)相結(jié)合，使精整操作更為合理。3）剪切：鋼板經(jīng)檢查、劃線后進行剪切，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴大，人們特別重視剪切線設(shè)備性能與布置方式。圓盤剪的最大剪切厚度已由200mm擴大到26mm，剪切速度由50-80m/min提高到100-120m/min。橫切剪型式由鍘刀剪和搖擺剪改進為滾切剪，以及雙邊剪和橫切剪的聯(lián)合剪切機組。50mm厚度以上的鋼板可采用在線的連續(xù)氣割方法和刨床切斷的方法。4）熱處理：根據(jù)需要對某些中厚板要想得到特殊或較高的組織性能，必須進行軋后熱處理。熱軋鋼板的主要熱處理方式有?；?、?；踊鼗?、調(diào)質(zhì)、退火及緩冷等。?；幚砟艿玫捷^細而均勻的鐵素體晶粒及碳化物分布，保證較高的綜合機械性能，調(diào)質(zhì)(淬火加回火)是厚板常用的熱處理方式之一，常用于厚度大于15—20mm以上的有特殊要求的碳素及合金結(jié)構(gòu)鋼板。矯直后的鋼板一般在600～900℃進入冷床,鋼板在冷床上逐塊排放,當溫度≤140℃時自動下冷床,在冷床出口的輥道上人工檢查鋼板的上表面質(zhì)量,在此輥道的下面設(shè)置地下檢查室,通過反射鏡對鋼板下表面進行檢查,對有缺陷的鋼板發(fā)出信號或跟蹤標志,在剪切線的尾部設(shè)有翻板檢查修磨臺架。下冷床后,鋼板自動運送到雙邊剪進行對中并剪切成設(shè)定的寬度,再經(jīng)定尺剪剪切成設(shè)定的長度。剪切后,鋼板進入自動標志機,進行鋼板邊部側(cè)噴、噴印、打鋼印標志,然后進行鋼板的收集、打包、入庫處理。主體設(shè)備滾切式雙邊剪和滾切定尺剪,可以剪切最大厚度50mm。3.工藝參數(shù)計算3.1壓下規(guī)程：主要參數(shù)連鑄坯初軋坯加熱爐爐膛寬度厚度寬度厚度寬度170、200、230、250、2801000,1200,1250,1350,1450,1550,1650，2000110-3501150-15509000軋機冷床寬度最大壓力輥身長度工作輥輥身直徑支撐輥輥身直徑8000噸4300ф1020/ф925×4300ф1800/ф1650×430040m板坯尺寸范圍：130~280×1150~2000×2600~4000坯料最大重量20t，綜合成材率86～90％，加熱燒損1.0~1.5%3.1.1選擇坯料我國按厚度分類方法如下:0.001—0.2mm箔材，0.2—4mm薄板，4—20mm中板，20—60mm厚板,60—500mm特厚板,則所設(shè)計的產(chǎn)品為中厚板。因為連鑄坯更加節(jié)能，組織和性能好，成材率高，主要用于生產(chǎn)厚度小于80mm中厚板，所以產(chǎn)品所選的坯料用連鑄坯。選擇坯料是中厚板生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一。坯料選擇是否合理，將影響軋機的生產(chǎn)率、鋼板質(zhì)量及成本，應(yīng)予重視。坯料的尺寸選取要遵循一定的原則：原料的厚度尺寸在保證鋼板壓縮比的前提下應(yīng)盡可能少；原料的寬度尺寸應(yīng)盡量大，使橫扎操作容易；原料的長度應(yīng)盡可能接近原料的最大允許長度。設(shè)計中厚板產(chǎn)品：20g鍋爐鋼板，產(chǎn)品規(guī)格：h×b×l=20×3000×6000mm，鋼密度7.85，產(chǎn)品重量：，單坯料重量。鑒于坯料重量過小，經(jīng)推算可采取三倍尺軋制。原料厚度的選擇：為保證板材的組織性能，根據(jù)實際情況壓縮比不小于三，對一般用途的鋼板取6~8倍。成品厚度尺寸為20mm，20×8=160mm，接近170mm，因此原料厚度應(yīng)取170mm；原料寬度的選擇：展寬比取1.5，成品寬度為3000mm。3000/1.5=2000，因此寬度取2000mm；原料長度的選擇：坯料質(zhì)量=產(chǎn)品質(zhì)量÷成材率÷燒損率l0=3.26×3÷0.17÷2÷7.85≈3664mm故，原料長度取為3700mm。綜上所述，將原料尺寸定為170mm×2000mm×3700mm。3.1.2軋制方法中厚板軋制方法有很多種，包括全橫軋、全縱軋、橫-縱軋、縱-橫軋、角軋法、MAS軋制法等?？v軋法：鋼板的延伸方向與原料(鋼錠或鋼坯)縱軸方向相一致的軋制方法。原料的寬度稍大于或等于成品鋼板的寬度時采用。橫軋法：鋼板的延伸方向與原料的縱軸方向相垂直的軋制方法。板坯長度大于或等于鋼板寬度時采用。本次設(shè)計考慮其原料寬度應(yīng)先達到所需寬度及性能優(yōu)越等方面，選擇橫-縱軋制法，即先橫軋展寬到所需的寬度，在縱軋到底，得到所需長度，而且在性能方面也可以保證其各向異性，不像全橫軋、全縱軋各向同性，產(chǎn)品性能較差。3.1.3確定軋制道次本設(shè)計采用單機架的四輥可逆式軋機?？筛鶕?jù)經(jīng)驗，取13次。設(shè)計軋制總道次為13道，1—4橫軋，5—13為縱軋，道次壓下量分配、每道次寬展、壓下率以及各道次軋制力計算見下表。其中盡量考慮到最后1—2道次壓下率較小。3.1.4計算各道次壓下量、變形率及寬展校核咬入能力熱軋中厚板中咬入角取15°~22°，低速咬入時取α=20°，則最大壓下量Δhmax=D(1﹣cosα)=1020×(1－cos20°)=61.51mm,故咬入不成問題。展寬道次中，為了滿足控制軋制的要求，同時利用高溫塑性實現(xiàn)大壓下，其壓下量的主要限制條件是設(shè)備的負荷和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。再在軋制過程中，前幾道次采用大一些壓下，最后幾道為了保證質(zhì)量和板形，逐漸減小壓下量。對于二、四輥軋機，不受咬入條件的限制，除鱗道次之后可采用大壓下量軋制，隨鋼坯溫度降低逐漸變小，最后幾道次為保證板型和厚度精度，用較小的壓下量。本次設(shè)計壓下量分配見表1-1。計算各道次變形程度各道變形程度計算結(jié)果列于表，以第一道次為例，以下以此類推計算各道變形程度。計算結(jié)果列于表1-1中。各道次寬展計算寬展計算應(yīng)用巴費契諾夫公式，式中：f=0.8(1.05-0.0005)；—軋件溫度；—第i道次的寬展量(mm)；—第i道次的壓下量(mm)；R—軋輥半徑(mm)；H—軋件軋前厚度(mm)。本次設(shè)計f取0.42，R取1020mm,計算結(jié)果列于表1-1。3.2溫度制度軋制時間可逆式中厚板軋機咬入速度ny取20rpm，拋出np取20rpm平均加速度a=40rpm/s平均減速度b=60rpm/s三角形速度圖梯形速度圖橫軋軋階段,軋制道次軋件較短，可以采用三角形速度計算，分析得出：和是加速和減速軋制時間，計算公式如下：最大轉(zhuǎn)速式中L—這一道次軋制后的長度(mm)D—工作輥的直徑(mm)純軋制時間道次1234nd（rpm）48.6950.7953.2856.29tz(s)1.201.281.391.51而縱軋階段由于坯料達到一定長度，可采用梯形速度計算，分析得出：和是加速和減速軋制時間，是穩(wěn)定軋制時間，穩(wěn)定軋制速度道次5678910111213nd（rpm）68.5477.4187.3596.85105.86113.20120.26127.55133.27計算公式如下：是間隙時間，它由經(jīng)驗取值，一般間隙時間取3～6s本次設(shè)計取6s，翻鋼時間取5s。各道次時間計算結(jié)果列于表1-1中。軋制溫度溫度是影響鋼板組織性能的最主要因素，要控制組織和性能，就必須首先在生產(chǎn)過程中控制溫度制度。特別是四輥軋機，隨著軋制溫度的提高，冷卻速度達不到要求，需要進行人為姜文來達到需求的軋制溫度，以保證軋制過程的順利進行和產(chǎn)品的性能要求。道次△t（℃）1-2.5992-2.8893-3.2584-3.7285-9.0166-8.2787-11.158-13.8779-16.99310-20.81111-23.08712-30.15913-26.071為了防止過熱、過燒、原始奧氏體晶粒粗大和不均勻等缺陷，根據(jù)鐵碳相圖及現(xiàn)場實際，終軋軋溫度要控制在950℃以上，制定開軋溫度為1170℃，終軋溫度為990℃。對于軋制厚板中溫度的確定，因為實際生產(chǎn)中有高壓水除鱗，溫度的制定主要按以下方法考慮：溫度大于1000時，主要以輻射和高壓水冷卻方式降溫，對流和傳到散熱大致與變形熱能相抵消，同時，軋件的面積大小也影響著溫降。計算各道次輻射溫降的公式為：式中：z—輻射時間，即該道次軋制延續(xù)時間(s)h—軋后的厚度(mm)—前一道的絕對溫度(K)但該公式并未考慮高壓水和冷卻水的作用，高壓水和冷卻水的冷卻效果要比輻射溫降效果明顯。各道次的溫度計算結(jié)果見表1-1中。3.3軋制力計算計算各道次平均單位壓力、總壓力根據(jù)熱軋厚板的生產(chǎn)，計算軋制力使用E.kelund公式。平均單位軋制力的計算公式為：式中：m—表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)，計算式為：K—