年產(chǎn)量80萬噸的中厚板車間設(shè)計(jì)

1、西安建筑科技大學(xué)西安建筑科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目年產(chǎn) 80 萬噸熱軋中厚板車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué) 號院（系）冶金工程系專 業(yè)材料成型及控制工程指導(dǎo)教師時 間2015 年 3 月 10 日設(shè)計(jì)說明本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量 80 萬噸的中厚板車間，通過對中厚板市場的調(diào)研，介紹了中厚板的發(fā)展?fàn)顩r，分析了中厚板的市場需求，并針對目前的技術(shù)狀況，制定出了合理的產(chǎn)品大綱和金屬平衡表。以典型產(chǎn)品Q235,Q345,Q235GJ（10mm3000mm6000mm、20mm3000mm9000mm、50mm3250mm6000mm）鋼板為基礎(chǔ)，通過確定典型產(chǎn)品的工藝流程，確定了軋機(jī)的布置形

2、式和車間各設(shè)備的選用，并制定出典型產(chǎn)品合理的壓下規(guī)程，計(jì)算出軋制力能參數(shù)，如：軋制力的計(jì)算、變形抗力的計(jì)算和傳動力矩的計(jì)算等。校核軋輥強(qiáng)度并計(jì)算電機(jī)的容量，以選用合適的軋輥和電機(jī)。確定車間工作制度和年工作時間，計(jì)算了軋機(jī)的年產(chǎn)量，根據(jù)典型產(chǎn)品的工藝和軋件的尺寸等，確定車間平面布置，如合理的設(shè)備間距、倉庫面積等，并畫出車間平面布置圖。分析車間的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。并采取有效的環(huán)境保護(hù)措施，如車間的綠化、廢氣和廢渣的再回收等。關(guān)鍵詞：中厚板車間，產(chǎn)品大綱，金屬平衡表，軋制力，傳動力矩Design NotesThe design for the annual production of 80 millio

3、n tons of plate plant, plate market research, the development of the plate, the plate market demand, and the current state of technology, to develop aa reasonable outline of the products and metal balance sheet. Typical product Q235 ,Q345,Q235GJ(10mm 3000mm 6000mm, 20mm 3000mm 9000mm, 50mm 3250mm 60

4、00mm) steel-based, to determine the typical products of the process, to determine the the mill arrangement of workshop equipment selection, and to develop typical products and reasonable reduction procedures to calculate the rolling force parameters, such as: rolling force calculation, the calculati

5、on of the deformation resistance and transmission torque calculation. The check rolls intensity and calculate the capacity of the motor to the appropriate choice of rolls and motor. To determine workshop work systems and working hours, calculated the annual production of the mill, according to the t

6、ypical product of the process and the size of the rolling determine workshop layout, such as device spacing, warehouse area, and draw the workshop floor plan . Analysis of the economic indicators of the workshop. And to take effective environmental protection measures, such as the greening of the wo

7、rkshop, waste gas and waste recycling and so on.Keywords: plate workshop, outline, metal balance sheets, rolling force, deformation resistance, drive torque第 頁目錄1 綜述 .11.1 中厚板定義及分類 .11.2 國內(nèi)外中厚板發(fā)展現(xiàn)狀.11.2.1 我國中厚板發(fā)展現(xiàn)狀 .11.2.2 國外中厚板發(fā)展?fàn)顩r .21.3 國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平差距 .21.4 我國中厚板軋機(jī)發(fā)展歷史.21.5 現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)中的新技術(shù).31.6 中厚板車間現(xiàn)狀

8、及發(fā)展趨勢 .51.6.1 主軋機(jī)的型式 .51.6.2 加熱爐 .51.6.3 快冷裝置 .61.6.4 熱矯直機(jī) .61.6.5 冷床 .61.7 中厚板行業(yè)存在的主要問題與對策.61.7.1 存在的主要問題 .71.7.2 解決方案 .71.8 建設(shè)中厚板廠的可行性和必要性分析.71.8.1 市場的需求情況 .71.8.2 韓城簡介 .81.8.3 資源狀況 .81.8.4 交通狀況 .81.8.5 總結(jié) .91.9 設(shè)計(jì)的目的及意義 .92 產(chǎn)品大綱及金屬平衡表編制 .92.1 生產(chǎn)規(guī)模 .92.2 產(chǎn)品大綱的制定 .92.2.1 制定產(chǎn)品方案的主要原則 .92.2.2 產(chǎn)品大綱其主要

9、內(nèi)容 .102.3 產(chǎn)品方案 .102.3.1 生產(chǎn)品種 .102.3.2 典型產(chǎn)品 .112.4 技術(shù)要求 .12第 I 頁2.4.1 尺寸及允許偏差 .122.4.2 典型產(chǎn)品的化學(xué)成分及力學(xué)性能 .132.5 坯料及金屬平衡表的編制 .152.5.1 坯料尺寸 .152.5.2 成材率概念 .163 生產(chǎn)工藝流程 .173.1 生產(chǎn)工藝流程的制定依據(jù) .173.2 生產(chǎn)工藝流程圖 .183.3 中厚板的工藝流程簡述 .183.3.1 坯料的選擇 .183.3.2 坯料的檢查與清理 .183.3.3 坯料的加熱 .183.3.4 除鱗 .193.3.5 軋制 .193.3.6 二次氧化鐵皮

10、的去除 .193.3.7 軋后冷卻 .193.3.8 熱矯直 .203.3.9 鋼板冷卻 .203.3.10 剪切 .203.3.11 定尺后鋼板的表面檢查和修磨 .213.3.12 成品鋼板的入庫、存放和發(fā)運(yùn) .214 生產(chǎn)設(shè)備選擇 .214.1 主設(shè)備的選擇 .214.1.1 中厚板軋機(jī)型式 .214.1.2 軋機(jī)的布置 .224.1.3 中厚板軋機(jī)參數(shù)確定 .224.2 軋輥尺寸及材質(zhì) .234.2.1 軋輥的參數(shù)計(jì)算 .235 軋制規(guī)程的制定 .245.1 中厚板工藝計(jì)算 .245.2 制定壓下規(guī)程 .255.2.1 壓下制度 .255.2.2 壓下量分配原則 .255.2.3 確定軋

11、制方法 .255.2.4 分配壓下量 .265.3 確定速度制度 .26第 II 頁5.3.1 速度制度 .265.3.2 加速時間計(jì)算 .275.3.3 等速時間計(jì)算 .285.3.4 減速時間計(jì)算 .285.3.5 軋制時間計(jì)算 .285.3.6 空轉(zhuǎn)加速時間計(jì)算 .295.3.7 空轉(zhuǎn)減速時間計(jì)算 .295.4 各道次軋制溫度的確定 .295.4.1 開軋溫度 .295.4.2 各道次軋制溫降計(jì)算 .295.5 各道次計(jì)算 .305.5.1 各道次平均變形速率 .305.5.2 確定各道次變形抗力 .315.5.3 各道次應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù) .325.5.4 各道次平均單位壓力的計(jì)算 .3

12、35.5.5 計(jì)算各道次總壓力 .345.6 傳動力矩計(jì)算 .345.6.1 軋制力矩的計(jì)算 .355.6.2 附加摩擦力矩的計(jì)算 .365.6.3 空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 .385.6.4 動力距的計(jì)算 .385.6.5 各道次傳動總力矩的計(jì)算 .395.7 典型產(chǎn)品 1 .405.8 典型產(chǎn)品 2 .435.9 典型產(chǎn)品 3 .456 軋輥強(qiáng)度及電機(jī)能力校核 .476.1 咬入條件的校核 .476.2 軋輥強(qiáng)度校核 .476.2.1 工作輥強(qiáng)度校核 .486.2.2 支承輥強(qiáng)度校核 .496.2.3 工作輥與支撐輥的接觸應(yīng)力校核 .506.3 電機(jī)能力校核 .517 軋鋼機(jī)產(chǎn)量計(jì)算 .527.1

13、軋機(jī)小時產(chǎn)量計(jì)算 .527.1.1 典型產(chǎn)品 Q235 碳素結(jié)構(gòu)鋼小時產(chǎn)量計(jì)算 .537.1.2 典型產(chǎn)品 Q345 低合金高強(qiáng)度鋼小時產(chǎn)量計(jì)算 .537.1.3 典型產(chǎn)品 Q235GJ 建筑用鋼板小時產(chǎn)量計(jì)算.53第 III 頁 7.2 軋鋼機(jī)平均小時產(chǎn)量的計(jì)算 .537.3 年計(jì)劃工作小時數(shù) .547.4 軋鋼機(jī)年產(chǎn)量 .548 軋鋼車間輔助設(shè)備的選擇 .548.1 加熱爐的選擇 .558.2 高壓水除鱗機(jī)的選取 .558.3 剪切機(jī)的選擇 .568.4 矯直設(shè)備的選擇 .578.5 冷卻設(shè)備的選擇 .588.6 起重運(yùn)輸設(shè)備的選取 .598.7 無損檢測設(shè)備的選擇 .599 車間平面布置

14、 .599.1 車間平面布置原則 .609.2 生產(chǎn)設(shè)備的布置 .609.3 金屬流程線的確定 .609.4 設(shè)備間距的確定 .609.4.1 加熱爐及前后設(shè)備間距 .619.4.2 軋機(jī)后設(shè)備間距 .619.4.3 其他設(shè)備間距 .619.5 倉庫面積的確定 .619.5.1 確定原料倉庫面積 .619.5.2 確定成品倉庫面積 .629.6 車間其它設(shè)施面積的確定 .629.6.1 操縱臺的布置 .629.6.2 主電室的布置 .639.6.3 軋輥堆放場地 .639.6.4 運(yùn)輸通道 .639.7 軋鋼車間廠房組成及立面尺寸的確定 .639.7.1 廠房跨度布置 .649.7.2 廠房跨

15、度大小 .649.7.3 柱距尺寸 .649.7.4 吊車軌面高度 .6410 車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .6510.1 各類材料消耗指標(biāo) .6510.1.1 金屬消耗 .6510.1.2 燃料消耗 .65第 IV 頁10.1.3 電能消耗 .6610.1.4 軋輥消耗 .6610.1.5 水的消耗 .6610.1.6 壓縮空氣消耗 .6610.1.7 潤滑油消耗 .6710.1.8 蒸汽消耗 .6710.1.9 氧氣消耗 .6710.1.10 耐火材料消耗 .6710.2 綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) .6710.2.1 日歷作業(yè)率 .6710.2.3 成材率 .6710.2.4 合格率 .6810.2.5 勞

16、動生產(chǎn)率 .6811 軋鋼廠的環(huán)境保護(hù)與綜合利用 .6811.1 環(huán)境保護(hù) .6811.2 軋鋼廠的節(jié)能與綜合利用 .6911.2.1 節(jié)能 .6911.2.2 綜合利用 .70參考文獻(xiàn) .71致謝 .72 第 0 頁1 綜述中厚板主要用于船艦、橋梁、鍋爐、容器、石油、化工、工程機(jī)械及國防建設(shè)等方面，其品種繁多，使用溫度區(qū)域較廣(-200600)，使用環(huán)境復(fù)雜(耐侯性、耐蝕性等)，使用要求高(強(qiáng)韌性、焊接性等)，因此，中厚鋼板是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的鋼材品種。由于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，拉動了中厚板市場的需求并促進(jìn)了中厚板行業(yè)的快速發(fā)展。雖然近幾年我國的中厚板軋機(jī)發(fā)展較快, 產(chǎn)品和工藝裝備的升級也

17、如雨后春筍。但要真正生產(chǎn)高檔次的鋼板, 仍有一些差距。目前, 國內(nèi)外石油、天然氣系統(tǒng)需求的高強(qiáng)、高壓、耐候、耐蝕和抗裂等特殊要求的管線、石油儲罐和石油平臺用鋼等，仍不能滿足需求。所以我國的中厚板生產(chǎn)也同我國的鋼鐵工業(yè)一樣, 需要有一個從量到質(zhì)、從大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。1.1 中厚板定義及分類中厚板是工程中常用的一類厚度遠(yuǎn)小于平面尺寸的板件。中厚板按尺寸規(guī)格可分為中板、厚板、特厚板等。其中，4-20mm 者為中板；20-60mm 者為厚板；60mm 以上者為特厚板。按用途可分為結(jié)構(gòu)、包容及特殊等三大類。其中，結(jié)構(gòu)類包括船艦、建筑、工程機(jī)械、橋梁及采油平臺等；包容類包括鍋爐、容器、管線及罐等；特殊用途類包

18、括坦克、防彈板、復(fù)合板、不銹板及工具模具板等。1.2 國內(nèi)外中厚板發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 我國中厚板發(fā)展現(xiàn)狀隨著近年來改造或新建中厚板軋制生產(chǎn)線的相繼投產(chǎn) ,目前國內(nèi)中厚板軋線數(shù)量眾多 ,軋機(jī)規(guī)模和產(chǎn)能很大, 且企業(yè)技術(shù)水平層次不一, 導(dǎo)致國內(nèi)普通中厚板產(chǎn)品 ,尤其是低檔次普通中厚板產(chǎn)品已趨向飽和, 甚至過剩。而國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)所需的很大一部分高強(qiáng)度高等級中厚板產(chǎn)品,如高強(qiáng)度艦船用板、 壓力容器板、工程機(jī)械用板、管線用板等專用板、品種板卻供應(yīng)不足 , 部分產(chǎn)品如儲罐用壓力容器板等高性能中厚板產(chǎn)品仍主要依靠進(jìn)口。改變國內(nèi)當(dāng)前中厚板產(chǎn)品的低檔次競爭,解決中厚板生產(chǎn)在數(shù)量、 質(zhì)量及品種上的供需矛盾,發(fā)

19、展重點(diǎn)必須由提高產(chǎn)量轉(zhuǎn)向改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ,提高質(zhì)量和擴(kuò)大高性能、高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn),從而更好地滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需求 ,提高產(chǎn)品參與國際競爭的實(shí)力。當(dāng)前 ,國內(nèi)中厚板企業(yè)在冶煉和軋制裝備及技術(shù)日益提高 ,與鋼鐵技術(shù)發(fā)達(dá)國家基本無差距的背景下 ,中厚板軋后輔助工序及第 1 頁技術(shù),尤其是提高鋼板強(qiáng)度和性能等級的軋后熱處理技術(shù),已成為國內(nèi)中厚板生產(chǎn)廠家提高產(chǎn)品檔次和競爭力的必然選擇。1.2.2 國外中厚板發(fā)展?fàn)顩r目前，國外中厚板生產(chǎn)和軋機(jī)建設(shè)已進(jìn)入一個穩(wěn)定時期，新建軋機(jī)寥寥可數(shù)，產(chǎn)量則有減無增，但品種增多，產(chǎn)量提高、成本下降，自動化程度越來越高。世界上中厚板貿(mào)易比較活躍，產(chǎn)量和消費(fèi)量均約為 80

20、00 萬噸。近幾年日本產(chǎn)量約為 900 萬噸，約占鋼材產(chǎn)量的 10，占板材產(chǎn)量的 20。世界上生產(chǎn)中厚板的大國已經(jīng)完成了中厚板軋機(jī)的調(diào)整工作，使中厚板軋機(jī)的整體性能明顯提高。 國外寬厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與國內(nèi)相比，還采用了以下先進(jìn)技術(shù): (1) 采用板坯去毛刺機(jī)，保證了板坯質(zhì)量；(2) 采用去磁機(jī)，保證了低溫用鋼板性能；(3) 采用在線磨輥，減少了換輥次數(shù)； (4) 除鱗設(shè)備能力提高，提高了鐵皮清除能力；(5) 軋制產(chǎn)品種類增多，增添了錐形、梯形、圓形、差厚、差寬、防撓及帶肋等異形板生產(chǎn)；(6) 整個車間的檢測手段齊全，為實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。1.3 國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平差距由于歷史原因，我

21、國目前大部分中厚板軋機(jī)生產(chǎn)線的總體裝備水平與國外先進(jìn)水平存在一定的差距。主要體現(xiàn)在：1)規(guī)模小，裝備水平低；2)加熱爐大部分為推鋼式，加熱能力和質(zhì)量保證能力差；3)后部精整能力不足，因陋就簡，如矯直機(jī)(幾乎沒有冷矯)，縱剪能力達(dá)到 30 mm 以上的不多，且剪切質(zhì)量差。在線無損探傷線、熱處理和噴丸等工藝大部分工廠沒有配備；4)核心技術(shù)不精、不專，主要體現(xiàn)在控溫、輥型設(shè)計(jì)、水冷和控制軋制等，尤其是獨(dú)特的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝、產(chǎn)品不多。與國外先進(jìn)企業(yè)比較，國內(nèi)中厚板軋鋼廠盡管在裝備上存在著一定的差距，但近幾年一些大鋼廠正在逐步引進(jìn)、消化和改造一批中厚板生產(chǎn)設(shè)備和工藝，如首鋼和濟(jì)鋼的 3 500

22、 mm 軋機(jī)、鞍鋼的 4 300 mm 軋機(jī)和寶鋼的 5 000 mm 軋機(jī)等陸續(xù)投產(chǎn)；首秦公司的 4300 mm 軋機(jī)，天津、唐鋼和福建三明的 3 500mm軋機(jī)等一大批即將投產(chǎn)的中厚板軋機(jī)，將逐漸參與中厚板的市場競爭，這對我國的中厚板生產(chǎn)企業(yè)提升整體裝備水平、提升產(chǎn)品檔次和質(zhì)量將會起到極大的促進(jìn)作用。第 2 頁1.4 我國中厚板軋機(jī)發(fā)展歷史我國的第一套中厚板軋機(jī)于 1936 年在鞍鋼建成，屬于三輥勞特式軋機(jī)。新中國成立后，我國的中厚板生產(chǎn)裝備和工藝技術(shù)水平有了很大提高和發(fā)展。先后建成了重鋼 2440mm 中厚板軋機(jī)、武鋼 2800mm 中厚板軋機(jī)等 13 套三輥勞特式軋機(jī)，為我國板材生產(chǎn)奠

23、定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。七十年代后，我國的中厚板軋機(jī)開始向?qū)挵迕娣较虬l(fā)展，1978 年在舞陽鋼廠建成了我國自行設(shè)計(jì)制造的第一套 4200mm 厚板軋機(jī)，首鋼引進(jìn)了國外 3300mm 二手寬板軋機(jī)設(shè)備。這兩套軋機(jī)主要用于生產(chǎn)特殊鋼板，滿足了當(dāng)時核動力設(shè)備、艦船、潛艇、大型工程機(jī)械和民用鋼制造船舶生產(chǎn)的需要。近年來，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，新建或改建 3500mm 軋機(jī)有 10 套。除寶鋼 5000mm 軋機(jī)已開工建設(shè)以外，還有兩地?cái)M新建 5m 以上軋機(jī)(寧波建龍和江蘇沙鋼)，舞陽鋼廠也籌劃 4800mm 軋機(jī)建設(shè)工作。寶鋼的 5米級寬厚板軋，一期建成一精軋機(jī)架，能力為 140 萬 t，二期建成后為 180 萬t。此

24、外正在建設(shè)兩個寬爐卷軋機(jī)(南鋼 3500mm 和安鋼 3500mm，能力分別為120 萬 t 和 110 萬 t)。改造之后，我國軋機(jī)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變化，形成以 4m以上的寬厚板軋機(jī)領(lǐng)銜中厚板行業(yè)的格局。在工藝技術(shù)和裝備水平發(fā)展方面。二十世紀(jì)八十年代，國內(nèi)中厚板生產(chǎn)企業(yè)多次對原先建設(shè)的三輥勞特式中板軋機(jī)進(jìn)行了不同方式的改造，改造后的軋機(jī)基本已以三輥加四輥或雙四輥軋機(jī)為主，基本解決了三輥勞特式軋機(jī)尺寸偏小，鋼板寬度窄，長度短，尺寸偏差大、板形差以及原材料和能源消耗成本高、經(jīng)濟(jì)效益差等問題。從我國中厚板軋機(jī)的發(fā)展歷程可以看出，我國中厚板軋機(jī)經(jīng)歷了從三輥勞特式軋機(jī)為主到以四輥軋機(jī)為主的發(fā)展歷程。1

25、.5 現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)中的新技術(shù)盡管金融危機(jī)影響到中厚板，但是現(xiàn)今中厚板仍在向前發(fā)展，在中厚板的生產(chǎn)中，國內(nèi)外采用了一些新技術(shù)，根據(jù)資料查詢，中厚板采用的新技術(shù)舉例如下。采用了高水平的控制軋制和控制冷卻工藝。如在置于精軋機(jī)后的加速冷卻裝置上采用噴射冷卻和層流冷卻組合形式，使其可實(shí)現(xiàn)直接淬火（DQ） ，具有冷卻速率調(diào)節(jié)范圍廣和高冷卻速率等特點(diǎn)。 采用了多功能厚度控制技術(shù)。如高精度多點(diǎn)式設(shè)定模型、厚度液壓自動控制（AGC） （包括高響應(yīng)液壓 AGC、監(jiān)控 AGC、絕對 AGC 技術(shù)等） 、近距離布置的射線測厚儀，可以生產(chǎn)變厚度（LP）鋼板。采用 MAS 軋制法與近距離布置的立輥相結(jié)合，立輥采用寬度自

26、動控制(AWC)短行程（SSC）技術(shù)，進(jìn)行平面形狀控制，可大幅度提高成材率和鋼板寬度控制精度。第 3 頁采用了連續(xù)可變凸度（CVC）和垂直面雙軸承座丁作輥彎輥系統(tǒng)(WRB)配合的板形控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)板凸度和板平直度的綜合控制，有利于提高鋼板的成材率和厚度的均勻性。采用了在線回火熱處理新技術(shù)，近年，日本 JFE 公司開發(fā)了在線可進(jìn)行回火熱處理的新技術(shù)，HOP（在線熱處理工藝：heat treatment at online process） 。2004 年世界首次福山厚板廠應(yīng)用。HOP 是將大容量感應(yīng)加熱裝置和直接淬火裝置直接連接，可以進(jìn)行在線淬火回火處理，實(shí)現(xiàn)高級鋼的完全在線生產(chǎn)。因而，解除了

27、傳統(tǒng)熱處理爐能力限制，高級鋼的生產(chǎn)能力得到了大幅度提高，交貨期也大大縮短。采用了細(xì)晶化高強(qiáng)度厚板生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)厚規(guī)格的細(xì)晶中厚板是中厚板生產(chǎn)的一個難度很大的問題，生產(chǎn)該產(chǎn)品采用控制軋制工藝，其特點(diǎn)是高溫奧氏體溫度區(qū)間大變形，通過再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒，即實(shí)行再結(jié)晶控軋（RCR） ；低溫奧氏體溫度區(qū)間，奧氏體晶粒累積形變（或稱硬化未再結(jié)晶奧氏體） ，儲存形變能，即采用傳統(tǒng)控軋工藝（CCR） 。控制冷卻工藝的特點(diǎn)為軋后快速冷卻，提高過冷度，提高相變驅(qū)動能，增加鐵素體形核率。采用低碳當(dāng)量成分設(shè)計(jì)，新一代中厚板冷卻技術(shù)，在常規(guī)的軋制溫度范圍內(nèi)完成軋制后，使鋼材由終軋溫度急速快冷，迅速通過奧氏體區(qū)，達(dá)到

28、快速冷卻條件下的動態(tài)相變點(diǎn)，并同時停止超快速冷卻。利用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)厚板，主要有不銹鋼復(fù)合鋼板制造技術(shù)和連鑄坯復(fù)合生產(chǎn)超厚鋼板技術(shù)。用軋制法生產(chǎn)復(fù)合鋼板的制造工藝為：首先，利用軋制方法得到需要厚度的熱軋母材和不銹鋼包覆材料用以組裝復(fù)合板坯。其次，對軋制后的坯料進(jìn)行表面處理包括修磨和酸洗。然后按需要將坯料疊臺，在真空室內(nèi)將四周焊接，制成組裝板坯。然后以低速太壓下熱軋組裝板坯，使母材和包覆不銹鋼粘合，得到復(fù)合鋼板。采用了中厚板軋制過程基于灰色關(guān)聯(lián)度的厚度修正方法，由于中厚板軋制過程傳統(tǒng)道次修正方法穩(wěn)定性較差，提出了基于灰色關(guān)聯(lián)度的道次修正算法。通過灰色關(guān)聯(lián)度模型計(jì)算出最近生產(chǎn)的 n 塊鋼板所有道次以

29、及當(dāng)前正在軋制的鋼板前 m 道次與當(dāng)前軋制道次軋制力自學(xué)習(xí)系數(shù)的關(guān)聯(lián)度，根據(jù)關(guān)聯(lián)度的高低來確定當(dāng)前道次和后續(xù)道次的自學(xué)習(xí)系數(shù)，并通過道次修正對后續(xù)輥縫進(jìn)行二次調(diào)整，以獲取精確的目標(biāo)出口厚度。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，產(chǎn)品目標(biāo)出口厚度的命中率提高了 2.5%3.0%，具有很高的現(xiàn)場應(yīng)用價(jià)值。采用了中厚板廠制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，中厚板廠 MES 系統(tǒng)以業(yè)務(wù)處理模型為核心，連接基礎(chǔ)自動化、過程自動化、質(zhì)檢、ERP 等系統(tǒng)，建立了由數(shù)據(jù)庫、通信服務(wù)器和客戶端組成的 3 層體系結(jié)構(gòu)，滿足了系統(tǒng)高效、穩(wěn)定和可擴(kuò)展等需求。上線以后，解決了工序間協(xié)調(diào)運(yùn)作、生產(chǎn)信息及時傳遞、生產(chǎn)過程優(yōu)化等問題，將生產(chǎn)管理模式由人工粗放式

30、管理轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)精細(xì)化管理，提高了生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)效率。這些新技術(shù)的采用，使得現(xiàn)代中厚板軋機(jī)越來越趨于大型化，精密化，自第 4 頁動化。以滿足鋼板控制軋制技術(shù)的要求，能夠生產(chǎn)高強(qiáng)度的合金鋼板。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使軋機(jī)提高了自動化控制程度。中厚板軋機(jī)普遍采用了液壓AGC（鋼板厚度自動控制系統(tǒng)）。中厚板的精度和生產(chǎn)效率也大幅度提高。1.6 中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.6.1 主軋機(jī)的型式從機(jī)架的結(jié)構(gòu)有二輥可逆式、三輥勞特式、四輥可逆式、萬能式和復(fù)合式，現(xiàn)代建設(shè)的軋機(jī)大部分是四輥可逆式和萬能式，二輥可逆式和三輥勞特式在現(xiàn)代已經(jīng)很少。新建設(shè)的中厚板軋機(jī)寬度尺寸在三米以上，四輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定和成熟。二

31、輥可逆式軋機(jī)于 1850 年前后最早用于生產(chǎn)中厚板。1864 年美國創(chuàng)建了第一臺生產(chǎn)中厚板的三輥勞特式軋機(jī)。1891 年美國鋼鐵公司霍姆斯特德廠，為了提高鋼板厚度的精度，投產(chǎn)了世界上第一套四輥可逆式厚板軋機(jī)。近年來中厚板的質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)都大大提高了，舊式二輥可逆式和三輥勞特式軋機(jī)由于輥系剛性不夠大，軋制精度不高，已被淘汰。四輥可逆式軋機(jī)是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的中厚板軋機(jī)，適于軋制各種尺寸和規(guī)格中厚板，尤其是寬度較大，精度和板形要求較嚴(yán)的中厚板。這種軋機(jī)兼?zhèn)涠伜腿佨垯C(jī)的特點(diǎn)，支承輥與工作輥分工合作，即降低了軋制壓力，又大大增強(qiáng)了軋機(jī)剛性。萬能式軋機(jī)是在板帶一側(cè)或兩側(cè)帶有一對或兩對立輥的可逆式軋機(jī)。

32、由于立輥的存在，可以生產(chǎn)齊邊鋼板，不再剪邊，降低了金屬的消耗，提高了成材率。1.6.2 加熱爐加熱爐按物料在爐內(nèi)運(yùn)動的方式可分為推送式加熱爐、步進(jìn)式爐、輥底式爐、轉(zhuǎn)底式爐、鏈?zhǔn)綘t等。推送式連續(xù)加熱爐仍是應(yīng)用最廣泛的形式。根據(jù)爐溫制度又可分為兩段式加熱爐、三段式加熱爐、多點(diǎn)供熱式加熱爐。擋坯料厚度不大時（一般小于200mm） ，可采用兩段式爐。但當(dāng)坯料斷面較厚時，兩段式連續(xù)加熱爐就不能適應(yīng)要求。三段式連續(xù)加熱爐采取預(yù)熱期、加熱期、均熱期的三段溫度制度。斷面尺寸較大物料的加熱多采取三段連續(xù)加熱爐。由于軋機(jī)產(chǎn)量的不斷增加，要求爐子產(chǎn)量相應(yīng)增加，出現(xiàn)了多點(diǎn)供熱的連續(xù)加熱爐。這種爐子的爐溫制度扔屬于三段

33、式溫度制度的特點(diǎn)，可根據(jù)材料品種不同靈活調(diào)整各段的供熱分配。步進(jìn)式加熱爐被公認(rèn)為當(dāng)代最先進(jìn)的爐型，也是各種機(jī)械化爐底爐中使用最廣、發(fā)展最快的爐型。和推送式連續(xù)加熱爐相比，步進(jìn)爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：第 5 頁（1）可以加熱各種形狀的料坯，特別適合推送式爐不便加熱的大板坯和異型坯。（2）生產(chǎn)能力大，爐底強(qiáng)度可以達(dá)到 8001000kg/(mh)，與推送式爐相比，加熱等量的料坯，爐子長度可以縮短 10%15%。（3）爐子長度不受推送比的限制，不會產(chǎn)生拱料、粘連現(xiàn)象。（4）爐子的靈活性大，在爐長不變得情況下，通過改變坯料之間的距離，就可以改變爐內(nèi)料塊的數(shù)目，適應(yīng)產(chǎn)量變化的需要。（5）單面加熱的步進(jìn)式爐沒有水

34、管黑印，不需要均熱床。兩面加熱的情況比較復(fù)雜，對黑印的影響要看水管絕熱良好與否而定。（6）由于坯料不在爐底滑道上滑動，料坯的下面不會有劃痕。（7）軋機(jī)故障或停軋時，能踏步或?qū)⑽锪贤顺鰻t膛，以免料坯長期停留爐內(nèi)造成氧化和脫碳。（8）可以準(zhǔn)確計(jì)算和控制加熱時間，便于實(shí)現(xiàn)過程的自動化。步進(jìn)式爐存在的缺點(diǎn)是，和同樣生產(chǎn)能爐的推送式爐相比，造價(jià)高 15%20%；其次，步進(jìn)式爐（兩面加熱的）爐底支撐水管較多，水耗量和熱耗量超過同樣生產(chǎn)能爐的推送式爐。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在同樣小時產(chǎn)量下，步進(jìn)式爐的熱耗量逼推送式爐高 160kj（以每 1kg 鋼計(jì)） 。1.6.3 快冷裝置在生產(chǎn)高等級、高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品時

35、，一般都采用控制軋制技術(shù)工藝。此技術(shù)的應(yīng)用必須有良好的冷卻系統(tǒng)相配合，新建和在建的生產(chǎn)線大多都裝備了先進(jìn)的快冷系統(tǒng)。裝置一般都采用 DQ+U 形管層流的冷卻型式，一些老生產(chǎn)線近幾年也對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造。1.6.4 熱矯直機(jī)2005 年以前大都采用輥式矯直機(jī)，此型式由于受輥徑和輥距的配合限制，所以矯直板厚有一定范圍，一般最后與最薄之比為 4，新生產(chǎn)線中大都采用有張力機(jī)能的新型矯直機(jī)。其矯直最后與最薄之比可以達(dá)到 25，而且矯直力也可以增加一倍。1.6.5 冷床由于以前大多數(shù)生產(chǎn)線采用拉鋼冷床，非但容易劃傷鋼板，也容易造成鋼板冷卻不均勻。新建生產(chǎn)線的冷床大都采用步進(jìn)格板式或盤輥式，也有足夠的面積

36、放置鋼板，不需要在冷床前進(jìn)行熱剪分段，對提高成材率有利。1.7 中厚板行業(yè)存在的主要問題與對策第 6 頁有關(guān)調(diào)查顯示截止 2014 年 5 月，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)擁有中厚板產(chǎn)線 77 條，設(shè)計(jì)產(chǎn)能合計(jì) 9242 萬噸/年；其中并不包括項(xiàng)目擱淺以及暫未完工的產(chǎn)線。值得注意的是，目前國內(nèi)有 5 家鋼廠 7 條中厚板生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能合計(jì) 472 萬噸/年處于停產(chǎn)狀態(tài)，其中 5 條產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能合計(jì) 372 萬噸/年停產(chǎn)時間已經(jīng)超過 1年。換句話說，當(dāng)前國內(nèi)中厚板有效生產(chǎn)線為 70 條，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 8770 萬噸/年。中厚板市場的疲弱表現(xiàn)是許多生產(chǎn)企業(yè)停產(chǎn)、減產(chǎn)的主要原因，在 2013年里，國內(nèi)鋼廠中厚板生產(chǎn)線

37、基本常年處于虧損狀態(tài)，許多企業(yè)不得不增加減產(chǎn)力度。1.7.1 存在的主要問題（1）品種規(guī)格多而達(dá)到國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品少。我國可以說是世界板帶材生產(chǎn)大國，但是中低檔產(chǎn)品過多，實(shí)物質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品很少，品種結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化。（2）工藝技術(shù)裝備水平低。除了幾家大中型骨干企業(yè)裝備較新，大多數(shù)小企業(yè)還是沿用 50、60 年代陳舊落后設(shè)備。不但能耗高、環(huán)保治理差、原輔材料消耗高、勞動生產(chǎn)率低，產(chǎn)品質(zhì)量也很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，某些技術(shù)含量高的產(chǎn)品更是無法生產(chǎn)。（3）重復(fù)引進(jìn)的工藝技術(shù)裝備多，而消化吸收創(chuàng)新的少。（4）企業(yè)中技術(shù)素質(zhì)低的職工多，勞動生產(chǎn)率低。我國中厚板生產(chǎn)企業(yè)的職工中，文化程度不一，某

38、些小企業(yè)，工程技術(shù)人員過少，只能生產(chǎn)老舊產(chǎn)品。1.7.2 解決方案（1）調(diào)整品種結(jié)構(gòu)，開發(fā)新產(chǎn)品目前我國中厚板產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)不盡合理，中低檔品種產(chǎn)量過剩；高附加值、高技術(shù)含量的品種又缺乏。應(yīng)大力開發(fā)高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品，才可以在市場上占有一席之地。（2）以人為本，銳意創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)的競爭，科技的競爭，歸根結(jié)底是人才的競爭。解決好員工隊(duì)伍的培訓(xùn)，解決好人才的引進(jìn)、培養(yǎng)、使用，要調(diào)整和完善人才結(jié)構(gòu)，逐步形成一個素質(zhì)高、懂管理、善經(jīng)營的人才群體，這樣一個企業(yè)才能長遠(yuǎn)的發(fā)展下去。（3）強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集團(tuán)大型化企業(yè)集團(tuán)大型化的優(yōu)勢：第一是資金重組，資源可以重新配置，有利于統(tǒng)一規(guī)劃，產(chǎn)品合理分工，避免重

39、復(fù)建設(shè)；第二是專業(yè)人才可以合理使用，能夠形成產(chǎn)、學(xué)、研一體化科技開發(fā)隊(duì)伍，企業(yè)自主開發(fā)能力增強(qiáng)，有利于企業(yè)發(fā)展精品名牌戰(zhàn)略；第三是企業(yè)大型化后，籌措資金渠道多，能進(jìn)行較大規(guī)模技術(shù)改造，可以調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，有利于參第 7 頁與國內(nèi)外市場競爭等。1.8 建設(shè)中厚板廠的可行性和必要性分析1.8.1 市場的需求情況近些年國內(nèi)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)及輸送等行業(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) 加強(qiáng)事關(guān)國家

40、經(jīng)濟(jì)安全的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)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。鑒于我國中厚板生產(chǎn)的現(xiàn)狀及需求，新建一套生產(chǎn) 80 萬噸具有世界先進(jìn)水平的中厚板廠是非常必要的。 1.8.2 韓城簡介韓城是我的家鄉(xiāng)，古稱“龍門” 。陜西省所轄的副地級市。位于陜西省東部黃河西岸，關(guān)中盆地東北隅，是一座重要的能源工業(yè)城市。現(xiàn)在是陜西省計(jì)劃單列市，總面積 1621 平方公里，人口 40 萬。1.8.3 資源狀況韓城能源工業(yè)發(fā)展迅猛，循環(huán)經(jīng)濟(jì)占據(jù)主導(dǎo)地位，形成了煤炭、焦化、鋼鐵、電

41、力等四大支柱產(chǎn)業(yè)，年生產(chǎn)能力分別達(dá)到 700 萬噸、500 萬噸、600 萬噸，電力裝機(jī)容量 270 萬千瓦，中國 500 強(qiáng)企業(yè)、陜西第一、生產(chǎn)能力 300 萬噸的龍門鋼鐵集團(tuán)；境內(nèi)有年產(chǎn)原煤 400 萬噸的陜西韓城煤業(yè)公司、總裝機(jī)240 總裝機(jī)容量 240 萬千瓦的韓城二電廠、中國 500 強(qiáng)企業(yè)、陜西第一、生產(chǎn)能力 300 萬噸的龍門鋼鐵集團(tuán)。韓城擁有足夠的能源而且韓城鋼廠主營鋼鐵、鐵礦，可以很好的提供原料，且韓城臨近黃河，水資源豐富。韓城土地資源豐富，更方便建廠，可以用同樣的資金建設(shè)更大的廠房。1.8.4 交通狀況 韓城 108 國道縱貫?zāi)媳保朽l(xiāng)公路基本普及，各干線四通八達(dá)。新建成的

42、國家乙級韓城客運(yùn)站日發(fā)車 240 輛，直達(dá)西安、太原、鄭州等省會城市。西安第 8 頁至侯馬鐵路與 108 國道并行，在韓城域內(nèi)設(shè)有站臺 5 個，運(yùn)輸專線 40 余里，年可向外運(yùn)輸貨物 800 萬噸，韓城至北京的始發(fā)列車是全國首家縣（市）發(fā)往北京的唯一客運(yùn)列車。由國家投資 40 多億元的閻禹高速公路全線貫通，這一切帶動韓城社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。截止 2010 年底，韓城建成過境高速公路全長 37 公里、國道 67.8 公里、省道 34.4 公里，境內(nèi)縣道全長 129.833 公里，鄉(xiāng)道 216.786 公里，村道 1776.579 公里，專用車道 69.068 公里。而且韓城飛機(jī)廠正在籌備過程中，

43、未來將會擁有便利的出行方式。而且作為多年前韓城以煤炭為主發(fā)展了大量線路，可以是貨物方便的運(yùn)輸。1.8.5 總結(jié) 韓城擁有充足的原料，便利的交通，廣闊的土地，充足的勞動力和低廉的物價(jià)，特別是有強(qiáng)力的能源，可以使產(chǎn)品成本降低，更方便的進(jìn)行生產(chǎn)。綜上條件，在韓城建設(shè)中厚板廠是可行的。1.9 設(shè)計(jì)的目的及意義 本設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識分析問題，解決問題的能力。并對大學(xué)所學(xué)知識進(jìn)行整理和檢驗(yàn)，把大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用到實(shí)際中。通過本次設(shè)計(jì)可以更好地掌握所學(xué)知識，并且熟悉設(shè)計(jì)過程。相信在以后的工作中會帶來很大的幫助。第 9 頁2 產(chǎn)品大綱及金屬平衡表編制2.1 生產(chǎn)規(guī)模

44、 本次車間設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個年產(chǎn) 80 萬噸的熱軋中厚板車間。2.2 產(chǎn)品大綱的制定 產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程，確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。中厚板品種主要有以下幾種：碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金高強(qiáng)度鋼，建筑用板，造船板，橋梁板等。 2.2.1 制定產(chǎn)品方案的主要原則 制定產(chǎn)品方案的主要原則如下：1)滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對軋制產(chǎn)品的需要，特別是根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對于鋼材的需要。2)考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前，局部和整體的關(guān)系。做到供應(yīng)適當(dāng)，品種平衡，產(chǎn)銷對路，布局合格

45、，要防止不過軋機(jī)特點(diǎn)，不顧車間具體工藝設(shè)備條件一哄而上，一哄而下的傾向。3)考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)的合理分工。有條件的要爭取軋機(jī)的專業(yè)化和產(chǎn)品系列化的發(fā)展，以利于提高軋機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平。4)考慮建廠地區(qū)資源及環(huán)境條件，物資和材料等到運(yùn)輸?shù)那闆r，逐步完善和配套起我國自己獨(dú)立的軋鋼生產(chǎn)體系。5）要逐步解決產(chǎn)品品種和規(guī)格老化問題，要適應(yīng)當(dāng)前對外開放，對內(nèi)搞活的新的經(jīng)濟(jì)形勢的需要，要根據(jù)車間工藝設(shè)備的情況，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)的一些出口產(chǎn)品，走向國際市場。2.2.2 產(chǎn)品大綱其主要內(nèi)容第 10 頁 產(chǎn)品大綱的主要內(nèi)容包括如下：1）車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模

46、。2）各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格。3）各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占得比例。2.3 產(chǎn)品方案2.3.1 生產(chǎn)品種 本車間生產(chǎn)的鋼種有：碳素鋼 、低合金高強(qiáng)度鋼、建筑板、船用板和橋梁板。其產(chǎn)品分配見表 2-1。第 11 頁表 2-1 按鋼種分配的產(chǎn)品方案表產(chǎn)量序號產(chǎn)品名稱鋼號尺寸(厚寬長/mm)國標(biāo)萬噸/t比例%1碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195-Q275（4.5-50）（1600-3250）（4000-18000）GB70024302低合金高強(qiáng)度鋼Q345 系列，Q390，Q420 等（4.5-50）（1600-3250）（4000-1800）GB/T1591-9416203建筑用鋼板Q235GJ, SN49

47、0B（4.5-50）（1600-3250）（4000-18000）ASTM,JIS, G313312154 專 用 鋼 板造船用板AH32，DH32，AH36，DH36（4.5-50）（1600-3250）（4000-18000）GB7121620第 12 頁注：本車間所有產(chǎn)品均以熱軋態(tài)交貨。2.3.2 典型產(chǎn)品本車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、狀態(tài)、規(guī)格組合起來有很多種，在設(shè)計(jì)中并不能針對每一種產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。所以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類，從中選擇典型的產(chǎn)品（在合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量、和工藝特點(diǎn)方面有代表）作為計(jì)算產(chǎn)品。選擇計(jì)算產(chǎn)品應(yīng)遵循以下原則：（1）有代表性；（2）通過所有工序；（3）所計(jì)算的產(chǎn)

48、品要與實(shí)際接近；（4）計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。 故本次設(shè)計(jì)選擇的典型產(chǎn)品如下：表 2-2 典型產(chǎn)品表鋼種鋼號尺寸（厚寬長）mm執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量（萬噸）比例（）碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2351030006000GB7002430低合金高強(qiáng)度鋼Q3452030009000GB/T1591-941620建筑用鋼板Q235GJ5032506000 ASTM,JIS, G313340505橋梁板Q345qC（4.5-50）（1600-3250）（4000-18000YB168及YB(T)10GB/T714ASTM1215 合計(jì)80100第 13 頁合計(jì)80100注：本車間生產(chǎn)所有產(chǎn)品均以熱軋態(tài)交貨。2.4 技術(shù)要求

49、 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、金屬內(nèi)部組織和化學(xué)成分等方面的要求。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括有品種標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容2.4.1 尺寸及允許偏差 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(biāo)準(zhǔn)訂貨的鋼板按本標(biāo)準(zhǔn)表 2-3 的規(guī)定。表 2-3 厚度偏差（mm）以下寬度的厚度允許正偏差鋼板厚度負(fù)偏差1500150020002000250025003000300035003500580.600.200.200.400.500.600.808100.70

50、0.200.300.400.400.600.8010160.750.250.250.350.450.550.8516250.800.200.300.400.500.700.9025400.900.200.300.400.700.801.0040801.000.300.400.600.700.901.00801.500.300.500.700.901.001.00表 2-4 寬度及長度偏差（mm）寬度允許偏差切割狀態(tài)長度允許偏差鋼板長度15剪切206000第 14 頁0025300火焰切割060002.4.2 典型產(chǎn)品的化學(xué)成分及力學(xué)性能（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235鋼的牌號和化學(xué)成分（熔煉分析）應(yīng)

51、符合表 2-5 規(guī)定表 2-5 鋼的牌號和化學(xué)成分（熔煉分析） 化學(xué)成分，% Si S P 牌號 等級 C Mn 不大于 脫氧 方法A0.140.220.300.6510.050B0.120.200.300.7010.0450.045F、b、ZC 0.80.0400.040Z Q235D0.170.350.80 0.300.0350.035TZ注：Q235A、B 級沸騰鋼錳含量上限為 0.60%。成品鋼材、商品鋼坯的化學(xué)成分允許偏差應(yīng)符合表 2-6 規(guī)定。 表 2-6 鋼材的拉伸和沖擊試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)屈服點(diǎn) ，N/mm伸長率 ，s%鋼材厚度（直徑） ，mm鋼材厚度（直徑） ，牌號等級16

52、164040606010100150抗拉強(qiáng)度bN/mm161640406060100150溫度V 型沖擊功（縱向）J第 15 頁0150100150不小于不小于不小于AB20C0Q235D235225215205195185375500262524232221-20 27 （2）低合金高強(qiáng)度鋼 Q345Q345（16Mn）是一種鋼材的材質(zhì)。它是低合金鋼，廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等。Q 代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的 345，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在 345 左右。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1591-2008 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 注：Q345

53、 最新標(biāo)準(zhǔn) GB/T1591-2008 相對于老標(biāo)準(zhǔn)，最明顯的一個變化就是Mn 元素含量的變化，從原來的 1.0-1.60 更正為1.70，取消了最小值的限定。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)現(xiàn)，科技的不斷進(jìn)步，各種微量元素在鋼板中的應(yīng)用也更加廣泛，Mn 含量不再是影響鋼材強(qiáng)度和機(jī)械性能的唯一因素。所以中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會聯(lián)合發(fā)布實(shí)施的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)，取消 Mn 含量區(qū)間的限定，只規(guī)定最大值。對于 Q345 鋼材的檢測，一方面是鋼材的元素含量是否達(dá)到國標(biāo)要求，最重要的一方面是通過專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測鋼材的機(jī)械性能（屈服強(qiáng)度、拉伸試驗(yàn)）是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。 化學(xué)成分Q345

54、A：C0.20，Mn 1.70，Si0.50，P0.035，S0.035；Q345B：C0.20，Mn 1.70，Si0.50，P0.035，S0.035；Q345C：C0.20，Mn 1.70，Si0.50，P0.030，S0.030，Al0.015； Q345D：C0.18，Mn 1.70，Si0.50，P0.030，S0.025，Al0.015； Q345E：C0.18，Mn 1.70，Si0.50，P0.025，S0.020，Al0.015； Q345A、B、C、D、E 均含Nb0.07，V0.15，Ti0.20，Cr0.30，Ni0.012， Mo0.10。第 16 頁 類同命名 Q

55、345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。這是等級的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已！ Q345A 級，是不做沖擊;Q345B 級，是 20 度常溫沖擊;Q345C 級，是 0 度沖擊;Q345D 級，是20 度沖擊;Q345E 級，是40 度沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同。在板材里，屬低合金系列。在低合金的材質(zhì)里，此種材質(zhì)為最普通的。Q345 過去的一種叫法為：16Mn。 Q345 的外部執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：GB709，內(nèi)部執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T1591-2008 由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的原因，此種鋼板允許負(fù)公差交貨。(3)建筑用鋼板 Q235GJ Q235GJ 是一種

56、建筑結(jié)構(gòu)用鋼，鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T709 的規(guī)定，負(fù)偏差限定為-0.3mm。 化學(xué)成分 鋼的化學(xué)成分（熔煉分析）應(yīng)符合表 2-7 的規(guī)定：表 2-7 鋼的化學(xué)成分（熔煉分析）質(zhì)量等級厚度/mmCSiMnPSB61000.200.551.600.0250.015C61000.200.551.600.0250.015D61000.180.551.600.0200.015E61000.180.551.600.0200.015力學(xué)性能屈服強(qiáng)度 ReH/（MPa）厚度 6-16345厚度16-35 345-465厚度35-50 335-455厚度50-100 325-445抗拉

57、強(qiáng)度 Rm/(MPa):490-610伸長率 A（%）：22碳當(dāng)量碳當(dāng)量（CE) CE（%）=C+ Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm) Pcm（%）=C+ Si/30+ Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/60+Mo/15+V/10+5B 鋼板的碳當(dāng)量（CE) 可用焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm) 替代交貨狀態(tài) 規(guī)定厚度下的碳當(dāng)量 CE（%） 規(guī)定厚度下的接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm) 50mm 50-100mm 50mm 50-100mmAR、N、NR、N+T0.420.440.290.29 TMCP0.380.440.240.26鋼板的包裝、

58、標(biāo)志、質(zhì)量證明書應(yīng)符合 GB/T247 的規(guī)定。2.5 坯料及金屬平衡表的編制第 17 頁2.5.1 坯料尺寸表 2-8 坯料來源及規(guī)格長度/mm單重/t項(xiàng)目名稱厚度/mm寬度/mm定尺坯定尺坯連鑄板坯10050014002300250036002.8119.91自開坯120120015001.66 用連鑄方法生產(chǎn)板坯，不僅縮短了冶金生產(chǎn)過程，更主要的是可以提高板坯的質(zhì)量，因?yàn)檫B鑄坯的物理化學(xué)均勻性比初軋坯好，這對于提高成品率和降低生產(chǎn)成本也是很重要的。連鑄板坯雖然受批量、材質(zhì)等限制，但是具有單重大、成材率高、生產(chǎn)周期短、材質(zhì)均勻、節(jié)能、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選用連鑄坯作為原料。 故本設(shè)計(jì)典型

59、產(chǎn)品選擇的坯料如下表 2-9 所示。 表 2-9 典型產(chǎn)品選擇的坯料序號 鋼種 鋼號 規(guī)格（mm）坯料規(guī)格（mm） 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235103000600010015002700 2低合金高強(qiáng)度鋼 Q345203000900015015002700 3 建筑用鋼板Q235GJ5032506000200200027002.5.2 成材率概念 用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)稱為成材率。它反映了軋鋼生產(chǎn)過程中金屬的收得情況，其計(jì)算公式如下： （21） %100QWQA 式中 A成材率，%；Q原料重量，t；W各種原因造成的原料損失量，t；成材率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成材率的高低反映了生產(chǎn)

60、組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。影響成材率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以下幾種： 燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過程中的燒損與第 18 頁加熱溫度和時間有關(guān)系，加熱溫度越高，時間越長，燒損量就越大。燒損率一般在 1%5%。 切損：切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼鐵切損主要與鋼種坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。本車間產(chǎn)品切損均為 0.16.軋廢：軋件各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。如軋漏，軋卡，超差，軋扭，性能不合格等。它與車間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。軋廢率一般在 13。表 2- 10 金屬平衡表編