年產(chǎn)量80萬噸的中厚板車間設(shè)計(jì)

西安建筑科技大學(xué)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(hào)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(shí)間2023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(duì)中厚板市場(chǎng)的調(diào)研，介紹了中厚板的開展?fàn)顩r，分析了中厚板的市場(chǎng)需求，并針對(duì)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〔10mm×3000mm×6000mm、20mm×3000mm×9000mm、50mm×3250mm×6000mm〕鋼板為根底，通過確定典型產(chǎn)品的工藝流程，確定了軋機(jī)的布置形式和車間各設(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(dòng)力矩的計(jì)算等。校核軋輥強(qiáng)度并計(jì)算電機(jī)的容量，以選用適宜的軋輥和電機(jī)。確定車間工作制度和年工作時(shí)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(cāng)庫(kù)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(dòng)力矩DesignNotesThedesignfortheannualproductionof80milliontonsofplateplant,platemarketresearch,thedevelopmentoftheplate,theplatemarketdemand,andthecurrentstateoftechnology,todevelopaareasonableoutlineoftheproductsandmetalbalancesheet.TypicalproductQ235,Q345,Q235GJ(10mm×3000mm×6000mm,20mm×3000mm×9000mm,50mm×3250mm×6000mm)steel-based,todeterminethetypicalproductsoftheprocess,todeterminethethemillarrangementofworkshopequipmentselection,andtodeveloptypicalproductsandreasonablereductionprocedurestocalculatetherollingforceparameters,suchas:rollingforcecalculation,thecalculationofthedeformationresistanceandtransmissiontorquecalculation.Thecheckrollsintensityandcalculatethecapacityofthemotortotheappropriatechoiceofrollsandmotor.Todetermineworkshopworksystemsandworkinghours,calculatedtheannualproductionofthemill,accordingtothetypicalproductoftheprocessandthesizeoftherollingdetermineworkshoplayout,suchasdevicespacing,warehousearea,anddrawtheworkshopfloorplan.Analysisoftheeconomicindicatorsoftheworkshop.Andtotakeeffectiveenvironmentalprotectionmeasures,suchasthegreeningoftheworkshop,wastegasandwasterecyclingandsoon.Keywords:plateworkshop,outline,metalbalancesheets,rollingforce,deformationresistance,drivetorque目錄1綜述11.1中厚板定義及分類11.2國(guó)內(nèi)外中厚板開展現(xiàn)狀1我國(guó)中厚板開展現(xiàn)狀1國(guó)外中厚板開展?fàn)顩r21.3國(guó)內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平差距21.4我國(guó)中厚板軋機(jī)開展歷史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)狀及開展趨勢(shì)5主軋機(jī)的型式5加熱爐5快冷裝置6熱矯直機(jī)6冷床61.7中厚板行業(yè)存在的主要問題與對(duì)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7市場(chǎng)的需求情況7韓城簡(jiǎn)介8資源狀況81.8.4交通狀況8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9制定產(chǎn)品方案的主要原那么9產(chǎn)品大綱其主要內(nèi)容102.3產(chǎn)品方案10生產(chǎn)品種10典型產(chǎn)品112.4技術(shù)要求12尺寸及允許偏差12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15坯料尺寸15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(jiǎn)述18坯料的選擇18坯料的檢查與清理18坯料的加熱18除鱗19軋制19二次氧化鐵皮的去除19軋后冷卻19熱矯直20鋼板冷卻20剪切20定尺后鋼板的外表檢查和修磨21成品鋼板的入庫(kù)、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21中厚板軋機(jī)型式21軋機(jī)的布置22中厚板軋機(jī)參數(shù)確定224.2軋輥尺寸及材質(zhì)23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25壓下制度25壓下量分配原那么25確定軋制方法25分配壓下量265.3確定速度制度26速度制度26加速時(shí)間計(jì)算27等速時(shí)間計(jì)算28減速時(shí)間計(jì)算28軋制時(shí)間計(jì)算28空轉(zhuǎn)加速時(shí)間計(jì)算29空轉(zhuǎn)減速時(shí)間計(jì)算295.4各道次軋制溫度確實(shí)定29開軋溫度29各道次軋制溫降計(jì)算295.5各道次計(jì)算30各道次平均變形速率30確定各道次變形抗力31各道次應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)32各道次平均單位壓力的計(jì)算33計(jì)算各道次總壓力345.6傳動(dòng)力矩計(jì)算34軋制力矩的計(jì)算35附加摩擦力矩的計(jì)算36空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算38動(dòng)力距的計(jì)算38各道次傳動(dòng)總力矩的計(jì)算395.7典型產(chǎn)品1405.8典型產(chǎn)品2435.9典型產(chǎn)品3456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47工作輥強(qiáng)度校核48支承輥強(qiáng)度校核49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軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算52典型產(chǎn)品Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算53典型產(chǎn)品Q345低合金高強(qiáng)度鋼小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算53典型產(chǎn)品Q235GJ建筑用鋼板小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算537.2軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量的計(jì)算537.3年方案工作小時(shí)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(cè)設(shè)備的選擇599車間平面布置599.1車間平面布置原那么609.2生產(chǎn)設(shè)備的布置609.3金屬流程線確實(shí)定609.4設(shè)備間距確實(shí)定60加熱爐及前后設(shè)備間距61軋機(jī)后設(shè)備間距61其他設(shè)備間距619.5倉(cāng)庫(kù)面積確實(shí)定61確定原料倉(cāng)庫(kù)面積61確定成品倉(cāng)庫(kù)面積629.6車間其它設(shè)施面積確實(shí)定62操縱臺(tái)的布置62主電室的布置63軋輥堆放場(chǎng)地63運(yùn)輸通道639.7軋鋼車間廠房組成及立面尺寸確實(shí)定63廠房跨度布置64廠房跨度大小64柱距尺寸64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)65金屬消耗65燃料消耗65電能消耗66軋輥消耗66水的消耗66壓縮空氣消耗66潤(rùn)滑油消耗67蒸汽消耗67氧氣消耗67耐火材料消耗6710.2綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)67日歷作業(yè)率67成材率67合格率68勞動(dòng)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69節(jié)能69綜合利用70參考文獻(xiàn)71致謝721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(guó)防建設(shè)等方面，其品種繁多，使用溫度區(qū)域較廣(-200～600℃)，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(guó)民經(jīng)濟(jì)開展不可缺少的鋼材品種。由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速開展，拉動(dòng)了中厚板市場(chǎng)的需求并促進(jìn)了中厚板行業(yè)的快速開展。雖然近幾年我國(guó)的中厚板軋機(jī)開展較快,產(chǎn)品和工藝裝備的升級(jí)也如雨后春筍。但要真正生產(chǎn)高檔次的鋼板,仍有一些差距。目前,國(guó)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(chǔ)罐和石油平臺(tái)用鋼等，仍不能滿足需求。所以我國(guó)的中厚板生產(chǎn)也同我國(guó)的鋼鐵工業(yè)一樣,需要有一個(gè)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(tái)等；包容類包括鍋爐、容器、管線及罐等；特殊用途類包括坦克、防彈板、復(fù)合板、不銹板及工具模具板等。1.2國(guó)內(nèi)外中厚板開展現(xiàn)狀1.2.1我國(guó)中厚板開展現(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(guó)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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)開展和建設(shè)所需的很大一局部高強(qiáng)度高等級(jí)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、品種板卻供給缺乏,局部產(chǎn)品如儲(chǔ)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(guó)內(nèi)當(dāng)前中厚板產(chǎn)品的低檔次競(jìng)爭(zhēng),解決中厚板生產(chǎn)在數(shù)量、質(zhì)量及品種上的供需矛盾,開展重點(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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展需求,提高產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。當(dāng)前,國(guó)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)興旺國(guó)家根本無差距的背景下,中厚板軋后輔助工序及技術(shù),尤其是提高鋼板強(qiáng)度和性能等級(jí)的軋后熱處理技術(shù),已成為國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)廠家提高產(chǎn)品檔次和競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。1.2.2國(guó)外中厚板開展?fàn)顩r目前，國(guó)外中厚板生產(chǎn)和軋機(jī)建設(shè)已進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期，新建軋機(jī)寥寥可數(shù)，產(chǎn)量那么有減無增，但品種增多，產(chǎn)量提高、本錢下降，自動(dòng)化程度越來越高。世界上中厚板貿(mào)易比擬活潑，產(chǎn)量和消費(fèi)量均約為8000萬噸。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(guó)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(guó)外寬厚板生產(chǎn)技術(shù)的開展與國(guó)內(nèi)相比，還采用了以下先進(jìn)技術(shù):采用板坯去毛刺機(jī)，保證了板坯質(zhì)量；采用去磁機(jī)，保證了低溫用鋼板性能；采用在線磨輥，減少了換輥次數(shù)；除鱗設(shè)備能力提高，提高了鐵皮去除能力；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)；整個(gè)車間的檢測(cè)手段齊全，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了根底。1.3國(guó)內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平差距由于歷史原因，我國(guó)目前大局部中厚板軋機(jī)生產(chǎn)線的總體裝備水平與國(guó)外先進(jìn)水平存在一定的差距。主要表達(dá)在：1)規(guī)模小，裝備水平低；2)加熱爐大局部為推鋼式，加熱能力和質(zhì)量保證能力差；3)后部精整能力缺乏，因陋就簡(jiǎn)，如矯直機(jī)(幾乎沒有冷矯)，縱剪能力到達(dá)30mm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局部工廠沒有配備；4)核心技術(shù)不精、不專，主要表達(dá)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(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝、產(chǎn)品不多。與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)比擬，國(guó)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3500mm軋機(jī)、鞍鋼的4300mm軋機(jī)和寶鋼的5000mm軋機(jī)等陸續(xù)投產(chǎn)；首秦公司的4300mm軋機(jī)，天津、唐鋼和福建三明的3500mm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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)我國(guó)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(huì)起到極大的促進(jìn)作用。1.4我國(guó)中厚板軋機(jī)開展歷史我國(guó)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(guó)成立后，我國(guó)的中厚板生產(chǎn)裝備和工藝技術(shù)水平有了很大提高和開展。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(guó)板材生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。七十年代后，我國(guó)的中厚板軋機(jī)開始向?qū)挵迕娣较蜷_展，1978年在舞陽鋼廠建成了我國(guó)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(guó)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(shí)核動(dòng)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(jí)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。此外正在建設(shè)兩個(gè)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(guó)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)和裝備水平開展方面。二十世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)企業(yè)屢次對(duì)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)根本已以三輥加四輥或雙四輥軋機(jī)為主，根本解決了三輥勞特式軋機(jī)尺寸偏小，鋼板寬度窄，長(zhǎng)度短，尺寸偏差大、板形差以及原材料和能源消耗本錢高、經(jīng)濟(jì)效益差等問題。從我國(guó)中厚板軋機(jī)的開展歷程可以看出，我國(guó)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)為主的開展歷程。1.5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)今中厚板仍在向前開展，在中厚板的生產(chǎn)中，國(guó)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(dòng)控制〔AGC〕〔包括高響應(yīng)液壓AGC、監(jiān)控AGC、絕對(duì)AGC技術(shù)等〕、近距離布置的射線測(cè)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，立輥采用寬度自動(dòng)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。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?zé)霟崽幚硇录夹g(shù)，近年，日本JFE公司開發(fā)了在線可進(jìn)行回?zé)霟崽幚淼男录夹g(shù)，HOP〔在線熱處理工藝：heattreatmentatonlineprocess〕。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(jí)鋼的完全在線生產(chǎn)。因而，解除了傳統(tǒng)熱處理爐能力限制，高級(jí)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(gè)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(chǔ)存形變能，即采用傳統(tǒng)控軋工藝〔CCR〕?？刂评鋮s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(dòng)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)，到達(dá)快速冷卻條件下的動(dòng)態(tài)相變點(diǎn)，并同時(shí)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(duì)軋制后的坯料進(jìn)行外表處理．包括修磨和酸洗。然后按需要將坯料疊臺(tái)，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)度的上下來確定當(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(duì)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)果說明，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(chǎng)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，連接根底自動(dòng)化、過程自動(dòng)化、質(zhì)檢、ERP等系統(tǒng)，建立了由數(shù)據(jù)庫(kù)、通信效勞器和客戶端組成的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(shí)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，自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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)狀及開展趨勢(shì)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)大局部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(guó)創(chuàng)立了第一臺(tái)生產(chǎn)中厚板的三輥勞特式軋機(jī)。1891年美國(guó)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(duì)或兩對(duì)立輥的可逆式軋機(jī)。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(dòng)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(shí)〔一般小于200mm〕，可采用兩段式爐。但當(dāng)坯料斷面較厚時(shí)，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、開展最快的爐型。和推送式連續(xù)加熱爐相比，步進(jìn)爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：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。生產(chǎn)能力大，爐底強(qiáng)度可以到達(dá)800~1000kg/(m2·h)，與推送式爐相比，加熱等量的料坯，爐子長(zhǎng)度可以縮短10%~15%。爐子長(zhǎng)度不受推送比的限制，不會(huì)產(chǎn)生拱料、粘連現(xiàn)象。爐子的靈活性大，在爐長(zhǎng)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。單面加熱的步進(jìn)式爐沒有水管黑印，不需要均熱床。兩面加熱的情況比擬復(fù)雜，對(duì)黑印的影響要看水管絕熱良好與否而定。由于坯料不在爐底滑道上滑動(dòng)，料坯的下面不會(huì)有劃痕。軋機(jī)故障或停軋時(shí)，能踏步或?qū)⑽锪贤顺鰻t膛，以免料坯長(zhǎng)期停留爐內(nèi)造成氧化和脫碳?？梢詼?zhǔn)確計(jì)算和控制加熱時(shí)間，便于實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)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)說明，在同樣小時(shí)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(jí)、高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品時(shí)，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(duì)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到達(dá)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，也有足夠的面積放置鋼板，不需要在冷床前進(jìn)行熱剪分段，對(duì)提高成材率有利。1.7中厚板行業(yè)存在的主要問題與對(duì)策有關(guān)調(diào)查顯示截止2023年5月，國(guó)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；其中并不包括工程擱淺以及暫未完工的產(chǎn)線。值得注意的是，目前國(guó)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(shí)間已經(jīng)超過1年。換句話說，當(dāng)前國(guó)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(chǎng)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2023年里，國(guó)內(nèi)鋼廠中厚板生產(chǎn)線根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存在的主要問題品種規(guī)格多而到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品少。我國(guó)可以說是世界板帶材生產(chǎn)大國(guó)，但是中低檔產(chǎn)品過多，實(shí)物質(zhì)量到達(dá)國(guó)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。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(dòng)生產(chǎn)率低，產(chǎn)品質(zhì)量也很難到達(dá)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)。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。企業(yè)中技術(shù)素質(zhì)低的職工多，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。我國(guó)中厚板生產(chǎn)企業(yè)的職工中，文化程度不一，某些小企業(yè)，工程技術(shù)人員過少，只能生產(chǎn)老舊產(chǎn)品。1.7.2解決方案調(diào)整品種結(jié)構(gòu)，開發(fā)新產(chǎn)品目前我國(guó)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(chǎng)上占有一席之地。以人為本，銳意創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，科技的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)。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(gè)素質(zhì)高、懂管理、善經(jīng)營(yíng)的人才群體，這樣一個(gè)企業(yè)才能長(zhǎng)遠(yuǎn)的開展下去。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(shì)：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，防止重復(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)開展精品名牌戰(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)本錢，有利于參與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)的需求情況近些年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中厚板的需求一直保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),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(dòng)因素是根底設(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)的蓬勃開展。中厚板的市場(chǎng)需求主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)加強(qiáng)事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)平安的根底設(shè)施建設(shè)工程如能源工業(yè)建設(shè)的需要。(2)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需要。(3)中國(guó)造船工業(yè)異軍突起,已成為世界第三大造船國(guó),對(duì)中厚板需求大量增加。(4)傳統(tǒng)行業(yè)開展的需要。(5)橋梁建設(shè)的需要。鑒于我國(guó)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(jiǎn)介韓城是我的家鄉(xiāng)，古稱“龍門〞。陜西省所轄的副地級(jí)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?，F(xiàn)在是陜西省方案單列市，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)開展迅猛，循環(huán)經(jīng)濟(jì)占據(jù)主導(dǎo)地位，形成了煤炭、焦化、鋼鐵、電力等四大支柱產(chǎn)業(yè)，年生產(chǎn)能力分別到達(dá)700萬噸、500萬噸、600萬噸，電力裝機(jī)容量270萬千瓦，中國(guó)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(guó)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(yíng)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(guó)道縱貫?zāi)媳?，市鄉(xiāng)公路根本普及，各干線四通八達(dá)。新建成的國(guó)家乙級(jí)韓城客運(yùn)站日發(fā)車240輛，直達(dá)西安、太原、鄭州等省會(huì)城市。西安至侯馬鐵路與108國(guó)道并行，在韓城域內(nèi)設(shè)有站臺(tái)5個(gè)，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(guó)首家縣〔市〕發(fā)往北京的唯一客運(yùn)列車。由國(guó)家投資40多億元的閻禹高速公路全線貫穿，這一切帶動(dòng)韓城社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速開展。截止2023年底，韓城建成過境高速公路全長(zhǎng)37公里、國(guó)道67.8公里、省道34.4公里，境內(nèi)縣道全長(zhǎng)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，未來將會(huì)擁有便利的出行方式。而且作為多年前韓城以煤炭為主開展了大量線路，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(dòng)力和低廉的物價(jià)，特別是有強(qiáng)力的能源，可以使產(chǎn)品本錢降低，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)根底和專業(yè)知識(shí)分析問題，解決問題的能力。并對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和檢驗(yàn)，把大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)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(shí)，并且熟悉設(shè)計(jì)過程。相信在以后的工作中會(huì)帶來很大的幫助。2產(chǎn)品大綱及金屬平衡表編制2.1生產(chǎn)規(guī)模本次車間設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)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)品方案的主要原那么制定產(chǎn)品方案的主要原那么如下：1)滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)開展對(duì)軋制產(chǎn)品的需要，特別是根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供給和優(yōu)先保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)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(zhǎng)遠(yuǎn)與當(dāng)前，局部和整體的關(guān)系。做到供給適當(dāng)，品種平衡，產(chǎn)銷對(duì)路，布局合格，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(zhēng)取軋機(jī)的專業(yè)化和產(chǎn)品系列化的開展，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(guó)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(duì)外開放，對(duì)內(nèi)搞活的新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的需要，要根據(jù)車間工藝設(shè)備的情況，力爭(zhēng)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(guó)際市場(chǎng)。2.2.2產(chǎn)品大綱其主要內(nèi)容產(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。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。表2-1按鋼種分配的產(chǎn)品方案表序號(hào)產(chǎn)品名稱鋼號(hào)尺寸(厚×寬×長(zhǎng)/mm)國(guó)標(biāo)產(chǎn)量萬噸/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專用鋼板建筑用鋼板Q235GJ,SN490B〔4.5-50〕×〔1600-3250〕×〔4000-18000〕ASTM,JIS,G313312154造船用板AH32，DH32，AH36，DH36〔4.5-50〕×〔1600-3250〕×〔4000-18000〕GB71216205橋梁板Q345qC〔4.5-50〕×〔1600-3250〕×〔4000-18000YB168及YB(T)10GB/T714ASTM1215合計(jì)80100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(duì)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)遵循以下原那么：有代表性；通過所有工序；所計(jì)算的產(chǎn)品要與實(shí)際接近；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(hào)尺寸〔厚×寬×長(zhǎng)〕mm執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量〔萬噸〕比例〔％〕碳素結(jié)構(gòu)鋼Q23510×3000×6000GB7002430低合金高強(qiáng)度鋼Q34520×3000×9000GB/T1591-941620建筑用鋼板Q235GJ50×3250×6000ASTM,JIS,G31334050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)要求產(chǎn)品的技術(shù)要求就是為了滿足使用上的需要而對(duì)產(chǎn)品提出的在規(guī)格和技術(shù)性能，如外形、尺寸，外表狀態(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(shí)需方應(yīng)明確厚度偏差的控制類型。假設(shè)沒有規(guī)定時(shí)，一般按國(guó)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〕鋼板厚度負(fù)偏差以下寬度的厚度允許正偏差≤1500＞1500～2000＞2000～2500＞2500～3000＞3000～3500＞3500＞5～80.600.200.200.400.500.600.80＞8～100.700.200.300.400.400.600.80＞10～160.750.250.250.350.450.550.85＞16～250.800.200.300.400.500.700.90＞25～400.900.200.300.400.700.801.00＞40～801.000.300.400.600.700.901.00＞801.500.300.500.700.901.001.00表2-4寬度及長(zhǎng)度偏差〔mm〕寬度允許偏差切割狀態(tài)長(zhǎng)度允許偏差鋼板長(zhǎng)度﹢15剪切±20≤600000﹢25火焰切割﹢30＞6000002.4.2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(hào)和化學(xué)成分〔熔煉分析〕應(yīng)符合表2-5規(guī)定表2-5鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分〔熔煉分析〕牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分，%脫氧方法CMnSiSP不大于Q235A0.14～0.220.30～0.6510.300.0500.045F、b、ZB0.12～0.200.30～0.7010.045C≤0.80.35～0.800.0400.040ZD≤0.170.0350.035TZ注：Q235A、B級(jí)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)牌號(hào)等級(jí)拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)屈服點(diǎn)б，N/mm2抗拉強(qiáng)度бbN/mm2伸長(zhǎng)率б，s%溫度V型沖擊功〔縱向〕J鋼材厚度〔直徑〕，mm鋼材厚度〔直徑〕，㏕≤16＞16～40＞40～60＞60～100＞100～150＞150≤1616～40＞＞40～60＞60～100＞100～150＞150不小于不小于不小于Q235A235225215205195185375～500262524232221B2027C0D-20〔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(huì)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/T1591-2023

《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》

注：Q345最新標(biāo)準(zhǔn)GB/T1591-2023

相對(duì)于老標(biāo)準(zhǔn)，最明顯的一個(gè)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(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)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(duì)于Q345鋼材的檢測(cè)，一方面是鋼材的元素含量是否到達(dá)國(guó)標(biāo)要求，最重要的一方面是通過專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)鋼材的機(jī)械性能〔屈服強(qiáng)度、拉伸試驗(yàn)〕是否到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)成分

Q345A：C≤0.20，Mn

≤1.70，Si≤0.50，P≤0.035，S≤0.035；Q345B：C≤0.20，Mn

≤1.70，Si≤0.50，P≤0.035，S≤0.035；Q345C：C≤0.20，Mn

≤1.70，Si≤0.50，P≤0.030，S≤0.030，Al≥0.015；

Q345D：C≤0.18，Mn

≤1.70，Si≤0.50，P≤0.030，S≤0.025，Al≥0.015；

Q345E：C≤0.18，Mn

≤1.70，Si≤0.50，P≤0.025，S≤0.020，Al≥0.015；

Q345A、B、C、D、E均含Nb≤0.07，V≤0.15，Ti≤0.20，Cr≤0.30，Ni≤0.012，Mo≤0.10。

類同命名Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。這是等級(jí)的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已！

Q345A級(jí)，是不做沖擊;Q345B級(jí)，是20度常溫沖擊;Q345C級(jí)，是0度沖擊;Q345D級(jí)，是－20度沖擊;Q345E級(jí)，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/T1591-2023

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Q235GJQ235GJ是一種建筑結(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(jí)厚度/mmCSiMnPSB6～100≤0.20≤0.55≤1.60≤0.025≤0.015C6～100≤0.20≤0.55≤1.60≤0.025≤0.015D6～100≤0.18≤0.55≤1.60≤0.020≤0.015E6～100≤0.18≤0.55≤1.60≤0.020≤0.015力學(xué)性能屈服強(qiáng)度ReH/〔MPa〕厚度6-16≥345厚度＞16-35345-465厚度＞35-50335-455厚度＞50-100325-445抗拉強(qiáng)度Rm/(MPa):490-610伸長(zhǎng)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+T≤0.42≤0.44≤0.29≤0.29TMCP≤0.38≤0.44≤0.24≤0.26鋼板的包裝、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2.5.1坯料尺寸表2-8坯料來源及規(guī)格工程名稱厚度/mm寬度/mm長(zhǎng)度/mm單重/t定尺坯定尺坯連鑄板坯100～5001400～23002500～36002.81～19.91自開坯≥120≥1200≥1500≥1.66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(duì)于提高成品率和降低生產(chǎn)本錢也是很重要的。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(hào)鋼種鋼號(hào)規(guī)格〔mm〕坯料規(guī)格〔mm〕1碳素結(jié)構(gòu)鋼Q23510×3000×6000100×1500×27002低合金高強(qiáng)度鋼Q34520×3000×9000150×1500×27003建筑用鋼板Q235GJ50×3250×6000200×2000×27002.5.2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：〔2—1〕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)，成材率的上下反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的上下。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加熱溫度和時(shí)間有關(guān)系，加熱溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，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0.1﹪～6﹪.軋廢：軋件各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及外表介質(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1﹪～3﹪。表2-10金屬平衡表編號(hào)鋼種單根原料重量/kg成品重量/kg燒損／％切損／％軋廢／％金屬消耗系數(shù)／％成材率／％1碳素結(jié)構(gòu)鋼222320221.66.01.41.09991.02低合金高強(qiáng)度36.01.81.10090.93專用板建筑用86.11.01.09891.14造船46.21.71.10390.75橋梁95.81.51.10190.83生產(chǎn)工藝流程3.1生產(chǎn)工藝流程的制定依據(jù)制訂生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的根底上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能夠降低各種原料材料消耗，降低生產(chǎn)本錢。盡管由假設(shè)干工序組成的產(chǎn)品生產(chǎn)過程是比擬復(fù)雜的，但工序的取舍不是任意的。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)就是要掌握制訂工藝過程的原那么，正確選擇工序內(nèi)容和確定各個(gè)根本工序的主要參數(shù)，以到達(dá)獲得產(chǎn)量高、質(zhì)量好、消耗低的目的。制訂工藝過程的主要依據(jù)是：〔1〕產(chǎn)品的技術(shù)條件即產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸精度、鋼的內(nèi)部組織與性能及外表質(zhì)量等要到達(dá)的某種要求?！?〕鋼種的加工工藝性能鋼的加工工藝性能包括了鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中和難易程度，決定并影響了我們對(duì)金屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。〔3〕生產(chǎn)規(guī)模的大小一般生產(chǎn)規(guī)模包括企業(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作業(yè)還是冷錠作業(yè)的問題，是一次成材還是二階段生產(chǎn)的問題。批量的多少主要反映在選取設(shè)備的技術(shù)水平，產(chǎn)品本錢的上下上，而對(duì)產(chǎn)品的工藝過程無顯著的影響。(4)產(chǎn)品本錢本錢是生產(chǎn)效果的綜合反映，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)工藝過程必然就愈復(fù)雜，生產(chǎn)中的各種消耗就愈高，產(chǎn)品本錢必然會(huì)相應(yīng)提高。反之，本錢下降。(5)工人的勞動(dòng)條件工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)平安，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。上述制定工藝過程的各項(xiàng)依據(jù)是相互聯(lián)系，相互影響的，在確定工藝過程時(shí)必須綜合考慮。3.2生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程圖如下3-1：圖3-1中厚板生產(chǎn)工藝流程3.3中厚板的工藝流程簡(jiǎn)述3.3.1坯料的選擇本車間設(shè)計(jì)的坯料選擇選用連鑄坯。3.3.2坯料的檢查與清理〔1〕鑄坯常見缺陷連鑄板坯常見的缺陷有:外表縱裂紋、外表橫裂紋、星狀裂紋、皮下氣泡和夾雜、鼓肚、內(nèi)部裂紋、中心偏析和中心疏松、非金屬夾雜等?！?〕坯料外表檢查鑄坯外表狀況檢查，傳統(tǒng)上都是由人工在切割前后，用肉眼進(jìn)行直觀檢查，然而為了提高檢查精度，開發(fā)了熱外表缺陷檢測(cè)裝置。鑄坯坯的熱外表缺陷檢測(cè)裝置有使用探頭線圈的渦流探傷裝置和利用自發(fā)廣或照明光的光學(xué)探傷裝置。本設(shè)計(jì)采用人工檢查和超聲波探傷檢查?！?〕坯料的外表清理鑄坯外表存在的缺陷，除一些比擬輕的缺陷因其在加熱過程中被氧化掉，不會(huì)影響鋼板質(zhì)量不需清理外，尺寸超過一定限度的缺陷都需要采用某種清理方法，將其去除掉，以免影響鋼板質(zhì)量或造成廢品。常用的清理方法有火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪磨研、機(jī)床加工、電弧清理等。本設(shè)計(jì)采用火焰清理的方法。3.3.3坯料的加熱熱軋鋼材時(shí)，軋制前必須將原材料加熱到一定的溫度，其目的是提高鋼的塑形，降低其變形抗力，改善金屬內(nèi)部組織與性能，以保證軋制工藝的順利進(jìn)行。因此坯料加熱是熱軋鋼材生產(chǎn)中的重要工序。本車間接收的連鑄坯均為根據(jù)生產(chǎn)方案安排的合格定尺坯或倍尺坯，合格的定尺或可直接入爐的倍尺熱坯那么是通過連鑄車間的板坯熱送輥道將其逐塊送到本車間的板坯入爐輥道上，經(jīng)稱重后由推鋼機(jī)(或裝鋼機(jī))推至加熱爐內(nèi)加熱。對(duì)于熱送熱裝的板坯，由于生產(chǎn)方案安排無法入爐加熱或當(dāng)軋線出現(xiàn)故障無法入爐加熱時(shí)，熱板坯應(yīng)進(jìn)入緩冷坑中保溫。加熱的工藝操作包括對(duì)加熱溫度、加熱速度、加熱時(shí)間等工藝參數(shù)的控制以及對(duì)爐溫制度、爐內(nèi)氣氛和爐壓等參數(shù)的控制。3.3.4除鱗除鱗是將在加熱時(shí)生成的氧化鐵皮〔初生氧化鐵皮〕去處干凈，以免壓入鋼板外表形成外表缺陷。初生氧化鐵皮要在軋制開始階段去處，因?yàn)檫@時(shí)氧化鐵皮尚未壓入鋼中，易于去處，同時(shí)去除面積小。本車間采用高壓水除鱗，加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。在通過除鱗箱時(shí)，由壓力約21MPa的高壓水噴除板坯上、下外表的氧化鐵皮，然后經(jīng)粗軋機(jī)前輸入輥道輸送至四輥粗軋機(jī)處進(jìn)行粗軋軋制。3.3.5軋制本車間是單機(jī)架生產(chǎn)，先將板坯展寬到所需的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸，再進(jìn)行質(zhì)量控制，包括厚度、板形、外表質(zhì)量、性能控制。本車間采用綜合軋制法，即橫軋—縱軋法。首先縱軋1～2道次平整板坯，稱為成形軋制；然后轉(zhuǎn)90°進(jìn)行縱軋成材，稱為延伸軋制。3.3.6熱矯直鋼板一般在600～850℃進(jìn)行熱矯，較薄的鋼板溫度可能降低至500～550℃，較厚的鋼板可接近800～900℃。矯直速度是根據(jù)鋼板的矯直溫度、厚度及強(qiáng)度性能等因素確定的，速度范圍為0～2.5m/sec。矯直機(jī)的壓下量主要取決于鋼板的矯直溫度，一般在1.0～5.0mm的范圍內(nèi)選取。對(duì)溫度較低的鋼板取較小值，對(duì)溫度較高的鋼板取較大值。此外，確定壓下量時(shí)還要考慮板厚的影響，厚度較薄的鋼板壓下量大，較厚者壓下量小。鋼板在矯直機(jī)上一般矯直1道，特殊情況下可采用3道。經(jīng)過控制軋制和控制冷卻的鋼板，對(duì)其可能產(chǎn)生的不平直度，應(yīng)消除到標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍以內(nèi)。3.3.7鋼板冷卻熱矯后的鋼板一般在600～900℃左右進(jìn)入冷床。鋼板在冷床上逐塊排放，并可根據(jù)長(zhǎng)度以1至4排的形式排放。一般情況下，鋼板在冷床上的橫向間隔為100～300mm；鋼板的橫向間隔應(yīng)隨厚度或軋件單重的增加逐漸加大，將單位負(fù)荷控制在冷床允許的限度內(nèi)。鋼板在冷床上，在無相對(duì)摩擦、不受劃傷的情況下通過，溫度下降至100～150℃左右時(shí)離開冷床。對(duì)于某些特殊用途的鋼種，如高等級(jí)管線鋼等，需要進(jìn)行緩冷。需要緩冷的鋼板由吊車吊至緩冷區(qū)堆放，采用堆垛或堆垛后壓蓋方式緩冷，堆垛高度不大于1500mm，緩冷溫度約400～600℃。3.3.8剪切冷卻后的鋼板由輥道輸送，進(jìn)入剪切線。為了標(biāo)示試樣號(hào)，以及在后續(xù)剪切或下線處理時(shí)便于識(shí)別，在鋼板進(jìn)入剪切區(qū)之前，將其在取樣位置上和“子板〞上自動(dòng)標(biāo)記出鋼板號(hào)和其它有關(guān)參數(shù)(在此設(shè)備建設(shè)之前，由人工完成)。小于50mm厚的鋼板首先經(jīng)過切頭剪，切除頭尾“舌形〞和“魚尾〞局部，并視板長(zhǎng)和板形情況進(jìn)行分段處理，為后續(xù)的邊部剪切做好準(zhǔn)備。鋼板在雙邊剪輸入輥道上經(jīng)激光射線示位，并以升降橫移裝置或推板對(duì)中后，準(zhǔn)備進(jìn)行剪切。雙邊剪中的移動(dòng)剪根據(jù)設(shè)定的成品寬度預(yù)先調(diào)定位置，左右剪機(jī)根據(jù)板厚調(diào)整剪刃間隙，鋼板由設(shè)于剪機(jī)左右前后的四對(duì)夾送輥，送入雙邊剪并以每分鐘最大30次的剪切頻率及每刀剪切長(zhǎng)度max.1300mm的剪切步伐，剪切鋼板的兩邊。鋼板切邊后，送至定尺剪前，由升降橫移或擺動(dòng)橫移裝置靠齊側(cè)邊，首先將鋼板前端切齊(成直角)，藉助剪機(jī)前后的測(cè)長(zhǎng)輥，按要求剪成定尺長(zhǎng)度。試樣在定尺剪上剪切，并由專用的輸送裝置送至試樣剪切區(qū)。由剪切間內(nèi)的試樣剪(預(yù)留)切成毛樣，再通過輸送帶送入檢驗(yàn)中心。試樣剪切過程中產(chǎn)生的廢料那么通過輸送帶送至廢料框或廢料坑內(nèi)收集。各臺(tái)剪機(jī)切下的板邊廢料，均由其下方的輸送帶送至廠房外收集。大于50mm厚的鋼板在線外用火焰切割機(jī)和人工剪切和取樣。如不需進(jìn)行熱處理(二期)，那么可通過橫移吊車返回到剪切線上，進(jìn)行后續(xù)工序(外表檢查和修磨、標(biāo)記)；如需要熱處理，那么通過預(yù)留的過跨平車送入熱處理跨。3.3.9定尺后鋼板的外表檢查和修磨為了確保成品鋼板的外觀質(zhì)量，在剪切線后設(shè)有鋼板外表檢查站，對(duì)剪切標(biāo)記后的鋼板進(jìn)行最后的外觀檢查。鋼板在輸送過程中通過外表檢查站時(shí)，在良好的照明條件下，人工對(duì)上下外表、邊部、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合的鋼板，送至剪后橫移修磨臺(tái)架，根據(jù)缺陷類別，決定對(duì)鋼板進(jìn)行修磨、矯直或其它處理。在檢查修磨臺(tái)架上，鋼板由人工直接進(jìn)行外表檢查。先進(jìn)行上外表的檢查和修磨，再經(jīng)翻板機(jī)翻轉(zhuǎn)180，檢查下外表并修磨。0成品鋼板的入庫(kù)、存放和發(fā)運(yùn)經(jīng)剪切、檢查、修磨、標(biāo)志后的合格產(chǎn)品，根據(jù)入庫(kù)方案，決定進(jìn)入哪一個(gè)成品庫(kù)。鋼板通過輥道、橫移臺(tái)架、橫移吊車輸送至相應(yīng)跨間后，由跨內(nèi)吊車直接吊至指定堆存地點(diǎn)。4生產(chǎn)設(shè)備選擇4.1主設(shè)備的選擇4.1.1中厚板軋機(jī)型式用于中厚板生產(chǎn)的軋機(jī)有以下四種：二輥可逆式軋機(jī)、三輥勞特式軋機(jī)、四輥可逆式軋機(jī)和萬能式軋機(jī)。本設(shè)計(jì)中用了四輥可逆式軋機(jī)。四輥可逆式軋機(jī)1870年美國(guó)投產(chǎn)了世界上第一臺(tái)四輥可逆式軋機(jī)。它是由一對(duì)小直徑工作輥和一對(duì)大直徑支撐輥組成，由直流電機(jī)驅(qū)開工作輥。軋制過程與二輥可逆式軋機(jī)相同。它具有二輥可逆式軋機(jī)生產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又由于由支承輥使軋機(jī)輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。而且因?yàn)楣ぷ鬏佒睆叫?，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，提高了產(chǎn)量。這種軋機(jī)的缺點(diǎn)是采用大功率直流電機(jī)，軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜，和二輥可逆軋機(jī)相比方果軋機(jī)開口度相同，四輥可逆軋機(jī)將要求有更高的廠房，這些都增大了投資。四輥可逆式軋機(jī)用d/D×L表示，或簡(jiǎn)單用L表示。D為支承輥直徑〔mm〕，d為工作輥直徑〔mm〕，L為軋輥輥身長(zhǎng)度〔mm〕。四輥可逆式軋機(jī)的尺寸范圍：D=1300～2400mm，d=800～1200mm，L=2800～5500mm。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于軋機(jī)生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機(jī)。軋輥棍身長(zhǎng)度L應(yīng)大于所軋鋼板的最大寬度bmax，即L=bmax+△式中△-棍身長(zhǎng)度余量，由于本設(shè)計(jì)熱軋故取上限。當(dāng)bmax＞2500mm時(shí)，△=200-400mm那么L=bmax+△=3250+250=3500mm。故本車間選用3500mm四輥可逆軋機(jī)。4.1.2軋機(jī)的布置中厚板車間的布置形式有三種：即單機(jī)座布置、雙機(jī)座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置。我在本設(shè)計(jì)中用的是單機(jī)架軋機(jī)。一個(gè)機(jī)架既是粗軋機(jī)，又是精軋機(jī)，在一個(gè)機(jī)架上完成由原料到成品的軋制過程，稱之為單機(jī)架軋機(jī)。單機(jī)座布置的軋機(jī)可以選用任何一種厚板軋機(jī)，由于粗精軋?jiān)谝患苌贤瓿?，產(chǎn)品質(zhì)量較差，軋輥壽命短，但投資省、建廠快，適用于產(chǎn)量要求不高，對(duì)產(chǎn)品尺寸精度要求較寬的中型鋼鐵企業(yè)。綜合各方面因素，本車間采用單機(jī)架布置。4.1.3中厚板軋機(jī)參數(shù)確定3500mm四輥可逆軋機(jī)參數(shù)選擇四輥可逆軋機(jī)用于將加熱后的板坯軋制到成品鋼板要求的尺寸和性能。該軋機(jī)主要有以下主要特點(diǎn)：(1)用于板形控制和平直的CVCPlus(2)工作輥彎輥和串輥；(3)快速工作輥換輥裝置；(4)快速機(jī)械壓下系統(tǒng)；(5)液壓AGC凋節(jié)；(6)入口和出口配有高壓水槍除鱗；(7)工作輥，支承輥輥身冷卻水系統(tǒng)：(8)軋機(jī)前后有水霧式煙塵抑制裝置。其主要技術(shù)參數(shù)如下表4-1：表4-13500軋機(jī)參數(shù)選擇工程參數(shù)工程參數(shù)軋機(jī)形式四輥可逆機(jī)械壓下速度0～40mm/s輥縫軋制力81450KN機(jī)械壓下電機(jī)AC23325KW軋制速度Max5.39m/s壓下螺絲S850360mm工作輥尺寸Φ103033500mm牌坊重量～300t支承輥尺寸Φ200033500mm牌坊中心距5400mm液壓壓下精度±10μm排放立柱斷面尺寸9003950mm軋機(jī)開口度～400mm排放高度～9120mm液壓AGC缸尺寸Φ145031350mm牌坊頸縮量～2318900KN/mm液壓AGC行程80mm主電機(jī)234500KW液壓AGC工作壓260bar主電機(jī)速度0～±40/100rpm液壓AGC響應(yīng)時(shí)間～30ms額定力矩231180KNm液壓壓下精度±10μm最大過載力矩232385KNm機(jī)械壓下提升行程～680mm切斷力矩233283KNm4.2軋輥尺寸及材質(zhì)4.2.1軋輥的參數(shù)計(jì)算軋輥的主要參數(shù)為輥身直徑、輥身長(zhǎng)度、輥頸尺寸和輥頭尺寸?！?〕輥身的直徑。中厚板軋機(jī)的輥身直徑應(yīng)滿足以下條件:Dg≥式中Dg：軋輥工作直徑；△h為軋輥壓下量；α最大允許咬入角；α=15~22°根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，四輥軋機(jī)的工作輥的棍身長(zhǎng)L與棍身直徑D之比一般為2.5-4.0，這里取L/D=4，棍身長(zhǎng)度為3500mm，故：D=3500/4=900mm重車率一般為5%--10%本次取其重車率為9％，那么工作輥的最小直徑D=0.9D=810mm，故工作輥直徑D=810-900mm，取900mm?！?〕軋輥的輥身長(zhǎng)度由所軋鋼板的寬度確定。輥身長(zhǎng)度由公式L=b+a確定，其中b－鋼板最大寬度，a－余量?！?〕工作輥、支撐輥尺寸輥頸尺寸為輥頸直徑d和輥頸長(zhǎng)度l。由于采用滾動(dòng)軸承，故：輥頸d=〔0.50～55〕D選d=0.5d=0.5×900=450mm，頸長(zhǎng)度l與輥頸直徑之比為0.83～1.0，取l/d=0.85，那么l=382.5mm工作輥輥輥頭尺寸計(jì)算：由于采用萬向接軸的扁平型輥頭，故輥頭直徑D1=D-〔5～10〕=D-10=900-10=890mm支撐輥身輥尺寸計(jì)算:支承輥的棍身長(zhǎng)L1=3500,L1/D1一般為1.30～2.50，取L1/D1=2.00，那么：D1=L1/2.00=1750mm取重車率為9%，故最小直徑D1min=1575mm，故支撐輥直徑D1=1575～1750mm，取1700mm。支撐輥輥頸尺寸計(jì)算：輥頸直徑d1=0.55D1=489.5mm，l1=0.85d1=416mm本設(shè)計(jì)選擇如表4-2.表4-2輥頸直徑和輥頸長(zhǎng)度選擇軋機(jī)軋輥輥頸直徑〔mm〕輥頸長(zhǎng)度〔mm〕單機(jī)架粗精軋工作輥450382.5支承輥489.5416(4)輥頭尺寸輥頭尺寸根據(jù)連接軸的型式而定。本設(shè)計(jì)采用萬向接軸的扁平型棍頭。其尺寸計(jì)算如下：D1=890mms=〔0.25～0.28〕D1=0.25×890=225mma=〔0.50～0.60〕D1=0.55×890=490mmb=〔0.15～0.20〕D1=0.15×890=135mmc=〔0.5～1.0〕b=0.8×135=110mm(5)軋輥材質(zhì)工作輥支材質(zhì)的選擇對(duì)硬度的要求是首位的。對(duì)工作輥主要要求有：良好的加工外表、抵抗局部變形的能力、高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度以及高壓高速下軋輥不致磨損而影響板厚和板型；在熱軋中厚板中工作輥材質(zhì)以鑄鐵為主，硬度可到達(dá)Hs70~80。支撐輥材質(zhì)的選擇:軋制中對(duì)支撐輥主要要求有：剛度要好，較高的疲屈服強(qiáng)度；好的應(yīng)力狀態(tài)和抗裂紋擴(kuò)展能力；好的耐磨性。本設(shè)計(jì)采用合金鋼作為支撐輥材質(zhì)，其硬度可到達(dá)Hs50~55。5軋制規(guī)程的制定5.1中厚板工藝計(jì)算中厚板工藝計(jì)算包括壓下制度、速度制度、溫度制度。計(jì)算的中心內(nèi)容是根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)、原料的條件、生產(chǎn)設(shè)備的能力，確定由一定的坯料軋制成所需鋼板的變形制度，確定所需采用的軋制方法、軋制道次及道次的變形量等制度。再進(jìn)行設(shè)備強(qiáng)度和電機(jī)校核。5.2制定壓下規(guī)程5.2.1壓下制度壓下制度主要是確定軋制道次及每道次的壓下量。壓下規(guī)那么直接關(guān)系軋機(jī)的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，因此合理的壓下制度既要充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高產(chǎn)量，又要保證質(zhì)量，并且要操作方便，設(shè)備平安。在設(shè)備能力允許條件下提高產(chǎn)量的途徑有提高壓下量、縮減軋制道次、確定合理速度規(guī)程、縮短軋制周期、減少換輥時(shí)間、提高作業(yè)率及合理選擇原料增加坯重等。主要是合理分配壓下量。提高道次壓下量，減少軋制道次。5.2.2壓下量分配原那么金屬塑性實(shí)踐證明，道次壓下率超過50%時(shí)，金屬塑性就不是限制壓下量的主要因素。咬入條件根據(jù)公式△hmax=D〔1-cosαmax〕，對(duì)于熱軋板帶時(shí)α=15°～22°，取α=20°。可得軋制時(shí)，需滿足咬入條件：△h＜△hmax=D〔1-cos20°〕式中，△h為每道次壓下量；△hmax為最大壓下量；D為工作輥直徑。所以，△h＜△hmax=54mm軋輥強(qiáng)度軋輥強(qiáng)度通常是限制壓下量的主要因素，為滿足軋輥強(qiáng)度要求，金屬對(duì)軋輥總壓力必須小于軋輥強(qiáng)度所決定的最大允許壓力；在四輥軋機(jī)上由于支撐輥輥身強(qiáng)度最大，往往還需要考慮支撐輥輥頸的彎曲強(qiáng)度。5.2.3確定軋制方法由于采用單機(jī)架軋制，粗精軋?jiān)谝粋€(gè)機(jī)架上完成。將板坯展寬到所需要的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸，再往成品方向軋制。本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品的軋制選擇綜合軋制法。綜合軋制法即橫軋一縱軋法。所謂橫軋即是鋼板的延伸方向與原料的縱軸方向相垂直的軋制。綜合軋制法，一般分為三步；首先縱軋1-3道次平整扳坯，稱為成形軋制；使板坯的寬度延伸到所需的板寬，稱為展寬軋制；接下來轉(zhuǎn)90度進(jìn)行縱軋成材，稱為延伸軋制。綜合軋制法是生產(chǎn)中厚板中最常用的方法。其優(yōu)點(diǎn)是：板坯寬度不受鋼板寬度的限制，可以根據(jù)原料情況任意選擇。比擬靈活，由于軋件在橫向有一定的延伸，改善了鋼板的橫向性能。通常連鑄坯的規(guī)格尺寸比擬少，因此更適合采用綜合軋制法。5.2.4分配壓下量以Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼為例：坯料尺寸：100×1500×2700產(chǎn)品尺寸：10×3000×6000成品率為90%根據(jù)體積不變?cè)淼贸觯?0×3000×6000=100×1500×L×0.9L=1333取2倍尺取L=2700mm坯料尺寸為:100×1500×2700mm四輥可逆式中厚板軋制中厚板時(shí)，由于不受咬入條件的限制，在采用連鑄坯或初軋坯作為原料時(shí)，除鱗道次之后，可用大壓下量軋制，然后隨著鋼坯溫度降低，壓下量逐漸減小，最后1～2道次為了保證板形和厚度精度也要采用較小壓下量。軋制道次n：=8.7，單機(jī)架奇數(shù)道次，取n=9.按經(jīng)驗(yàn)分配壓下量如下表5-1。表5-1壓下規(guī)程軋制道次軋制方法尺寸〔mm〕壓下量△h〔mm〕壓下率△h%厚寬長(zhǎng)0除鱗10015002700——1橫軋702700214330302橫軋50270030002028.63縱軋363000375014284縱軋27.5300049098.523.65縱軋21300064286.523.56縱軋16.5300081814.521.47縱軋13.530009999318.18縱軋11.5300011738214.89縱軋103000134991.513.05.3確定速度制度5.3.1速度制度中厚板軋機(jī)有兩種速度制度，三角形速度圖和梯形速度圖。本設(shè)計(jì)橫軋采用三角形速度圖，縱軋采用梯形速度圖。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取平均加速度為a=40rpm/s，平均減速度為60rpm/s。由于咬入能力充裕，故采用高速穩(wěn)定咬入，軋輥咬入和拋出轉(zhuǎn)速一般在20～60rap和20～30rap范圍內(nèi)。最末一道拋出速度可選用最高拋出速度〔可等于最高速度〕。故1到2道次咬入速度n1=25rap，穩(wěn)定軋制速度n2=40rap，拋出速度n3=25rap。3到8道次咬入速度n1=30rap，穩(wěn)定軋制速度n2=50rap，拋出速度n3=30rap。第9道次咬入速度n1=30rap，穩(wěn)定軋制速度n2=50rap，拋出速度n3=50rap。如下表5-2.表5-2速度表咬入速度n1〔rap〕穩(wěn)定軋制速度n2〔rap〕拋出速度n3(rap)1到2道次2540253到8道次305030第9道次305050其中，加速度a=40rpm/s2,減速度b=60rpm/s2。公式：t1=(n2-n1)/at2=[60L/πd+n12/2a+n32/2b-(a+b)n22/2ab]/n2t3=(n2-n3)/bt4=n1/bt5=n3/b其中，L-軋件長(zhǎng)度〔mm〕；d工作輥直徑〔mm〕；t1-加速軋制時(shí)間；t2-等速軋制時(shí)間；t3-減速軋制時(shí)間；t4-空轉(zhuǎn)加速；t5-空轉(zhuǎn)減速。間隙時(shí)間取2到6s。5.3.2加速時(shí)間計(jì)算加速時(shí)間計(jì)算由公式：t1=(n2-n1)/a故：第一道次的加速時(shí)間為：t1=〔40-25〕/40=0.375s第二道次的加速時(shí)間為：t1=〔40-25〕/40=0.375s第三道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第四道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第五道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第六道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第七道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第八道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s第九道次的加速時(shí)間為：t1=〔50-30〕/40=0.5s5.3.3等速時(shí)間計(jì)算等速時(shí)間計(jì)算由公式：t2=[60L/πd+n12/2a+n32/2b-(a+b)n22/2ab]/n2，其中工作輥直徑d=900mm。故：第一道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×2143〕/900π+252/〔2×40〕+252/〔2×60〕-[(40+60)×402]/〔2×40×60〕}/40=0.633s第二道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×3000〕/900π+252/〔2×40〕+252/〔2×60〕-[(40+60)×402]/〔2×40×60〕}/40=1.085s第三道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×3750〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=0.925s第四道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×4909〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=1.42s第五道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×6428〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=2.06s第六道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×8181〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=2.81s第七道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×9999〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=3.08s第八道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×11738〕/900π+302/〔2×40〕+302/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=4.32s第九道次的等速時(shí)間為：t2={〔60×13499〕/900π+302/〔2×40〕+502/〔2×60〕-[(40+60)×502]/〔2×40×60〕}/50=5.33s。5.3.4減速時(shí)間計(jì)算減速時(shí)間計(jì)算由公式：t3=(n2-n3)/b。故：第一道次的減速時(shí)間為：t3=(40-25)/60=0.25s第二道次的減速時(shí)間為：t3=(40-25)/60=0.25s第三道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第四道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第五道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第六道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第七道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第八道次的減速時(shí)間為：t3=(50-30)/60=0.34s第九道次的減速時(shí)間為：t3=(50-5