年產(chǎn)124萬噸的4100mm寬厚板車間設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：設(shè)計(jì)年產(chǎn)124萬噸的4100mm寬厚板車間設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：成型一班指導(dǎo)教師： （教授）目錄摘要：5第一章前言61.1中厚板發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢61.1.1中厚板軋機(jī)發(fā)展歷史61.1.2 中厚板生產(chǎn)現(xiàn)狀61.1.3中厚板發(fā)展主要問題71.1.4 中厚板軋機(jī)建設(shè)狀況71.1.5中厚板發(fā)展方向81.2國外中厚板發(fā)展概況81.2.1中厚板軋機(jī)概況81.2.2國外中厚板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r91.3在包頭新建中厚板廠的必要性和可行性91.3.1 原料供應(yīng)情況分析91.3.2區(qū)域輔助設(shè)施狀況101.4總結(jié)10第二章 產(chǎn)品大綱和金屬平衡表編制112

2、.1 產(chǎn)品大綱112.1.1產(chǎn)品方案112.1.2產(chǎn)品方案的編制原則112.1.3產(chǎn)品大綱112.2編制金屬平衡表12第三章 生產(chǎn)工藝流程的制定143.1工藝流程制定的依據(jù)143.2生產(chǎn)工藝流程15第四章 軋機(jī)的選擇、布置形式154.1 軋機(jī)選擇原則154.2軋機(jī)的類型164.3軋輥尺寸17第五章 設(shè)備間距的確定和車間的平面布置175.1設(shè)備間距的確定175.1.1 軋鋼機(jī)與加熱爐距離175.1.2軋機(jī)機(jī)架間距185.1.3 熱矯直機(jī)到精軋機(jī)的距離185.2車間的平面布置185.2.1車間布置原則185.2.2選擇金屬流程線18第六章 軋制制度的確定186.1制定軋制制度的原則和要求186.2

3、壓下規(guī)程的制定196.2.1道次壓下量的分配規(guī)律196.2.2 分配壓下量196.2.3確定速度制度206.3計(jì)算各道軋制溫度23第七章 軋制力能參數(shù)的確定247.1變形程度的計(jì)算247.2計(jì)算平均單位壓力287.3變形區(qū)長度計(jì)算297.4計(jì)算軋制壓力307.5計(jì)算各道次的軋制力矩307.5.1軋制力矩的計(jì)算：307.5.2總傳動(dòng)力矩的確定31第八章軋輥強(qiáng)度校核和電機(jī)能力檢測358.1軋制咬人校核358.2軋輥強(qiáng)度校核368.3電機(jī)過載過熱能力校核41第九章 車間年產(chǎn)量計(jì)算439.1典型產(chǎn)品軋制圖表439.2軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算449.3軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量459.4 軋鋼車間年產(chǎn)量的計(jì)算469.5

4、 車間平面布置與起重運(yùn)輸479.5.1 原料庫面積計(jì)算479.5.2 中間倉庫面積計(jì)算479.5.3 成品庫面積計(jì)算48第十章主輔設(shè)備的選擇及性能參數(shù)的確定4910.1加熱區(qū)設(shè)備選擇5010.2.矯直機(jī)主要技術(shù)參數(shù)確定5110.3冷床5210.4剪切機(jī)主要參數(shù)確定5310.5鋼區(qū)設(shè)備選擇54第十一章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)5611.1概述5611.2 各類材料消耗指標(biāo)5611.2.1金屬消耗5611.2.2燃料消耗5711.2.3電能消耗5711.2.4軋輥消耗5711.2.5水消耗5811.2.6潤滑油的消耗5811.2.7氧氣消耗5811.2.8耐火材料消耗58參考文獻(xiàn)59年產(chǎn)124萬噸的4100m

5、m中厚板車間設(shè)計(jì)摘要：我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是以包頭市及周邊地區(qū)為設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為124萬噸的4100寬厚板車間。在設(shè)計(jì)中以連鑄板坯為原料，SS400寬厚板為典型產(chǎn)品，產(chǎn)品規(guī)格為：2826005000（厚度寬度長度，mm)，占年產(chǎn)量11.5。我的設(shè)計(jì)分析了在包頭市及周邊地區(qū)建造一個(gè)中厚板廠的可行性與必要性，按設(shè)計(jì)要求制定產(chǎn)品大綱和金屬平衡表的編制，以典型產(chǎn)品為對象進(jìn)行了軋制制度、溫速度制度、軋制力以及軋制力矩的計(jì)算，對軋輥強(qiáng)度校核和電機(jī)能力檢測，最后完成車間平面圖的繪制。關(guān)鍵詞：中厚板；生產(chǎn)工藝；軋機(jī)的布置Design of 4100mm heavy plate plant with an a

6、nnual output of tonsAbstract：The design is based on the condition of Baotou area, designed annual output of tons of 4100 heavy plate plant. With the continuous casting slab as raw materials in the design, SS400 heavy plate as a typical product, product specifications: 28 x 2600 x 5000 (thickness *wi

7、dth * length, mm), the annual output 11.5%, accounting for.This design mainly analyzed in the Baotou area in the construction of medium and heavy plate plant of feasibility and necessity, combined with design conditions to complete the product plan and metal working out of balance sheet, the rolling

8、 surface, temperature system, speed system, deformation and calculation of rolling torque of rolling pressure system, taking the typical product as the object, on the strength of the roller and rolling mill main motor ability was checked, and carried out to determine the parameters of the equipment

9、and auxiliary equipment selection, finally finished painting workshop of planar graphsKeywords: plate; The production process; mill layout.第一章前言1.1中厚板發(fā)展進(jìn)程中厚鋼板至今已有300多年的歷史，它是不可缺少的鋼材，廣泛用于管道，壓力容器，海上采礦，先進(jìn)的武器，建筑，機(jī)械等領(lǐng)域的一個(gè)國家現(xiàn)代化的品種。它的種類和用途很多，使用很寬的溫度要求（-200600），可以滿足復(fù)雜的環(huán)境要求（耐腐蝕，耐熱性），高強(qiáng)度要求（強(qiáng)度和韌性，可焊性好）。隨著工業(yè)的發(fā)展，

10、對板材產(chǎn)品，從數(shù)量和種類是非常高的質(zhì)量要求1。1.1.1我國軋機(jī)的發(fā)展我國第一套三輥勞特式軋機(jī)建于1937年。前蘇聯(lián)援助成立后，我們的板材生產(chǎn)，技術(shù)也在不斷改進(jìn)，目前已建成2450毫米板軋機(jī)，2700毫米板軋機(jī)，15套三輥研磨機(jī)。 20世紀(jì)70年代，中國的寬厚板軋機(jī)開始的方向板，1979開發(fā)的舞陽鋼鐵由我國自行設(shè)計(jì)制造的第一套4100毫米板軋機(jī)建成鋼結(jié)構(gòu)廠房;首鋼用于引進(jìn)國外3400毫米寬厚板軋機(jī)設(shè)備。這兩組特殊鋼廠主要用于生產(chǎn)以滿足核動(dòng)力艦艇和潛艇，以及大型民用工程機(jī)械，鋼鐵船舶生產(chǎn)的時(shí)間。1.1.2 中厚板生產(chǎn)現(xiàn)狀1993年我國中厚板產(chǎn)量高達(dá)1020萬t，已經(jīng)居全球第一。2005年我國消費(fèi)

11、量和產(chǎn)量均達(dá)5000萬噸以上，占全球一半以上，為日、美、德、俄4國之和還多。2007年共生產(chǎn)中厚板8640萬噸，較2006年的7973萬噸增加39.6%，占全國所有鋼材生產(chǎn)總量(78525萬噸)的29.32%，已超過2002年全部鋼材產(chǎn)量（7564萬噸），相當(dāng)于一些發(fā)達(dá)國家全年鋼材總產(chǎn)量?？焖僭鲩L的時(shí)期是2007年一月到五月，中厚板產(chǎn)量在五個(gè)月內(nèi)的產(chǎn)量是4383.4萬噸，為2006年同期產(chǎn)量(3227.5萬噸)的136%。自1995年開始，中國中厚板出口量超過進(jìn)口量，一直保持到2000年，達(dá)6年之久。自2001年開始，進(jìn)口量超過出口量，達(dá)4年之久。自2005年開始，出口量又超過進(jìn)口量，我國己成

12、為全球中厚板出口的國家之一。與此同時(shí)，我國在最近幾年內(nèi)建設(shè)了一大批中厚板軋機(jī)。就中厚板軋機(jī)來說，在2005年到2010年已建成或預(yù)計(jì)建成的中厚板軋機(jī)就有30套，其中4米級(jí)特寬厚板軋機(jī)4套(在此以前我國沒有5米特寬厚板軋機(jī))，3米厚板軋機(jī)6套，2米卷軋機(jī)中厚板軋機(jī)4套，3米級(jí)中厚板軋機(jī)17套2。1.1.3我國中厚板的問題 近年來，中國的冶金設(shè)備及寬厚板生產(chǎn)技術(shù)一直顯著的進(jìn)步，但必須承認(rèn)，整個(gè)設(shè)計(jì)和制造中的幾個(gè)核心技術(shù)與國際先進(jìn)水平我們自己的板坯連鑄機(jī)和中厚板軋機(jī)存在較大的差距：一是，板坯和磨粉機(jī)設(shè)備主要是在結(jié)晶器振動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)整輥縫和厚度公差和平整度控制之間的差距;其次，自動(dòng)化控制系統(tǒng)，特別是

13、自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)：三，冶金，連鑄和軋制工藝。目前，先進(jìn)的阻隔片的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的研究在我國的發(fā)展，該國仍有效整合科技資源。工程設(shè)備的設(shè)計(jì)，開發(fā)和制造設(shè)備，成套自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及鋼廠和鋼鐵冶金用戶持有相應(yīng)的研究機(jī)構(gòu)一定的技術(shù)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究和發(fā)展機(jī)會(huì)。重復(fù)引進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，國內(nèi)技術(shù)的全面發(fā)展是很難有機(jī)會(huì)進(jìn)步和發(fā)展，國內(nèi)設(shè)計(jì)單位和工廠只能得到機(jī)會(huì)合作，設(shè)計(jì)和制造基地，在國外掌握核心技術(shù)。因此，有效地強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新和自主集成，促是我國的板坯連鑄與軋鋼的技術(shù)和裝備取得持續(xù)的進(jìn)步的關(guān)鍵之舉2。1.1.4 我國軋機(jī)的發(fā)展（1）5米級(jí)特寬厚板軋機(jī)2007年江蘇沙鋼集團(tuán)5000mm軋機(jī)投產(chǎn)，按雙機(jī)架設(shè)置

14、先建精軋機(jī)架，單機(jī)架建成后再建設(shè)第二機(jī)架。到了2008年第二機(jī)架建成后，兩套軋機(jī)年生產(chǎn)能力可達(dá)360多萬噸。同事鞍山鋼鐵集團(tuán)在新廠區(qū)開始建設(shè)5500 、5000mm雙機(jī)架特寬厚板軋機(jī)，預(yù)計(jì)生產(chǎn)能力可達(dá)到200多萬噸。（2）4米級(jí)寬厚板軋機(jī)在2006年以前，我們國家也就有3臺(tái)4米級(jí)寬厚板軋機(jī)。其中鞍山鋼鐵集團(tuán)的4300mm軋機(jī)在2001年時(shí)改進(jìn)了機(jī)架和主電。2006年初首鋼集團(tuán)開始投產(chǎn)撫寧雙機(jī)架4300mm軋機(jī)，2007年初浦鋼新區(qū)開始投產(chǎn)雙機(jī)架4200mm軋機(jī)。（3）中厚板爐卷軋機(jī) 2004年底到 2005年初，南京鋼鐵集團(tuán)的中厚板爐卷軋機(jī)開始投產(chǎn)，預(yù)計(jì)生產(chǎn)能力可達(dá)310多萬噸。這是用中厚度板

15、坯連鑄機(jī)和現(xiàn)代化爐卷軋機(jī)相結(jié)合形成連鑄連軋生產(chǎn)線3。1.1.5中厚板發(fā)展方向(1)寬厚板的生產(chǎn)我國新上的寬厚板軋機(jī)主要以3400mm、3900mm、4200mm、6000mm四輥單機(jī)架或雙機(jī)架為主，其中5.5米軋機(jī)兩套，4200mm軋機(jī)一套，3900mm軋機(jī)3套，3600mm軋機(jī)8套。(2)控制軋制技術(shù)在生產(chǎn)高等級(jí)和高技術(shù)產(chǎn)品時(shí)，一般都用控制軋制技術(shù)。采用此技術(shù)應(yīng)該有比較好的冷卻系統(tǒng)來配合生產(chǎn).一些老生產(chǎn)線最近幾年也對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造，目前先進(jìn)冷卻技術(shù)有ADCO氣霧冷卻， U形管層流冷卻，直流式層流冷卻。(3)爐外精煉技術(shù)當(dāng)生產(chǎn)特殊鋼材產(chǎn)品時(shí)，必須提高鋼水純凈度。爐外精煉工序很重要。05年以

16、前只有寶鋼和鞍鋼等鋼廠可以對供轉(zhuǎn)爐的鐵水進(jìn)行爐外精煉。目前的生產(chǎn)線中絕大部分將煉鋼、連鑄、軋鋼各工序有機(jī)地結(jié)合。整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了熱銜接，有利于降耗、降成本。1.2國際中厚板的生產(chǎn)狀況1.2.1中厚板軋機(jī)概況外國鋼鐵集團(tuán)有150多套軋機(jī)。總共可生產(chǎn)1.4億噸。可以達(dá)到市場需求。因此國外近幾年很少建新的中厚板軋機(jī)。在軋機(jī)規(guī)格方面，加大軋機(jī)規(guī)格為發(fā)展普遍趨勢。世界上4400 mm中厚板軋機(jī)有20套，4800 mm以上中厚板軋機(jī)有17套，6000 mm厚板軋機(jī)有12套。國外現(xiàn)代化中厚板廠大多數(shù)都設(shè)有在線超聲波探傷裝置。1.2.2國外的生產(chǎn)技術(shù)原料板坯以連鑄坯為主，盡量增大原料單重，普遍采用熱送熱裝技

17、術(shù)。日本中厚板軋機(jī)的原料熱裝率達(dá)到71%以上。裝入溫度一般達(dá)到780。板坯多采用步進(jìn)式加熱爐加熱，微機(jī)控制，以出鋼機(jī)出料，避免黑印與劃傷。普遍采用粗除磷和精除磷，提高出口水壓，除磷效果較佳。中厚板軋機(jī)一般選用大剛度機(jī)架，大功率電機(jī)，軋制力大，以雙四輥形式為主。國外主電機(jī)功率達(dá)到8700KW2臺(tái)，以利于實(shí)施低溫大壓下量軋制，并配有液壓AGC和軋制過程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。采用控軋控冷等先進(jìn)技術(shù)來對厚度638 mm和強(qiáng)度級(jí)別相對較低的鋼板進(jìn)行生產(chǎn)。對厚度38 mm以上，強(qiáng)度級(jí)別較高的鋼板則采用調(diào)制處理后直接淬火、回火工藝，以保證鋼板性能。中厚板軋機(jī)壓下系統(tǒng)廣泛采用液壓AGC，及橫向板型計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了

18、板型動(dòng)態(tài)自動(dòng)控制要求，軋出切頭切尾少、切邊少、同板差非常小的鋼板。從而可以提高產(chǎn)品的精度和成材率。國際上的熱處理設(shè)施比較齊全和先進(jìn)。熱處理量也大（主要是各類專用板量大），廣泛采用輥底式或雙步進(jìn)式熱處理爐型，采用先進(jìn)的無氧化帶有爐內(nèi)保護(hù)氣氛的熱處理方式。采用矯直范圍大高性能熱矯并配有控冷設(shè)施，提高鋼板性能與平直度，減少矯直道次81.3對在包頭市建立中厚板廠的必要性和可行性分析1.3.1 原料供應(yīng)情況分析 包頭市有世界最大的稀土礦床（白云鄂博鐵礦所），白云鄂博鐵礦資源：種類多、儲(chǔ)量大、分布集中、易于開采，尤以金屬礦產(chǎn)得天獨(dú)厚。白云鄂博已發(fā)現(xiàn)礦物74種，礦產(chǎn)類型14個(gè)。主要金屬礦有：鐵、稀土、鈮、鈦

19、、錳、金、銅等30個(gè)礦種，6個(gè)礦產(chǎn)類型。1.3.2區(qū)域輔助設(shè)施狀況（1）交通運(yùn)輸狀況包頭市為中國重要的交通樞紐，京包鐵路，包蘭鐵路，包西鐵路，包環(huán)鐵路、包神鐵路等在此交匯。包頭市有多個(gè)火車站，最主要的是包頭站和包頭東站。（2）水資源條件包頭市可以引用地表水總量達(dá)0.9億立方米。地下水補(bǔ)給量為8.6億立方米。自50年代開始，包頭市便開始了開發(fā)水資源，相繼建立了黃河水源地多處較大的黃河提水工程，然后修筑了昆都侖水庫。所以都滿足了包頭市及周邊地區(qū)的生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水的需要。第二章 產(chǎn)品大綱和金屬平衡表編制2.1 產(chǎn)品大綱2.1.1產(chǎn)品方案 產(chǎn)品方案包括車間生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年常量計(jì)劃。設(shè)

20、計(jì)軋鋼車間依據(jù)為任務(wù)書，并通過對包頭鋼鐵集團(tuán)的實(shí)習(xí)和研究來選取具有代表性規(guī)格的產(chǎn)品作為典型產(chǎn)品。 通常在實(shí)際生產(chǎn)中為了達(dá)到用戶的要求，形狀、規(guī)格和性能是所有產(chǎn)品都必須要滿足的要求。所以各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號(hào)、化學(xué)成分等，國家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國標(biāo)和企標(biāo)，如果國家沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。2.1.2編制要求產(chǎn)品方案是進(jìn)行其它工藝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，所以軋制工藝設(shè)計(jì)首先從擬定車間產(chǎn)品方案開始。 1） 符合國家對產(chǎn)品的需求，在這個(gè)條件下，根據(jù)車間生產(chǎn)工藝和設(shè)備的特點(diǎn)和市場的要求進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。2） 生產(chǎn)能力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，消耗指數(shù)比較低，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低。3） 為了達(dá)到產(chǎn)品的平衡，應(yīng)該把當(dāng)前和長

21、遠(yuǎn)的需求協(xié)調(diào)發(fā)展。2.1.3產(chǎn)品大綱本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是根據(jù)我國已有生產(chǎn)線的實(shí)際調(diào)查和詳細(xì)可信的市場調(diào)研確定出來的，可以滿足市場對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，也有足夠的市場前景6。產(chǎn)品大綱表2-1-3 序號(hào) 產(chǎn)品名稱代表鋼號(hào)原料規(guī)格(mm)厚寬長執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量（萬t）百分比（%）1碳素結(jié)構(gòu)鋼SS40068022003600400014000GB/T709JIS GB310114.2611.52橋梁用板Q2352533008000GB/T714 18.6153優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼SS49056015004200300018000GB-T711-20086.254造船板 AH32812015003800300018000G

22、B7123.7235機(jī)械工程用鋼StE4605022003600600016000DIN1710225.4220.56建筑結(jié)構(gòu)板 A572、A573830015003800300018000ASTM6.257壓力容器板16MnR、 15CrMoR510012003600300018000GB6654JIS G3115ASTM12.4108耐大氣腐蝕板15MnCuCr810015003800300018000GB417214.88129鍋爐鋼板 16Mng、A20215015003800300018000GB7139.92810低合金高強(qiáng)度鋼Q34568022003600600016000GB1

23、59112.4102.2金屬平衡表金屬平衡表的編制通常根據(jù)任務(wù)書來設(shè)計(jì)的，對世界各地的鋼鐵企業(yè)所能達(dá)到的先進(jìn)指標(biāo)進(jìn)行參考，計(jì)算產(chǎn)品的成品率和金屬平衡表的編制時(shí)要參考包鋼中厚板車間的具體情況。金屬消耗是軋鋼車間中最重要的消耗，一般占產(chǎn)品成本的一半以上，降低金屬消耗對節(jié)約金屬，降低產(chǎn)品成本有重要意義2。金屬消耗的多少一般用金屬消耗系數(shù)來表示，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(jì)算公式如下： K=W/Q或K=1/b （2-1） 式中 b成材率，%； W金屬損失量，t； Q原料重量，t； K金屬消耗系數(shù)。軋鋼車間生產(chǎn)中厚板時(shí)通常有兩種金屬損失：一是物理損耗。二是化學(xué)損耗。為了研究金屬消耗

24、情況，任何軋鋼車間都要按期進(jìn)行金屬平衡分析工作，對期間金屬消耗諸因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出金屬消耗變化的影響因素，采取切實(shí)可行的對策、措施，盡力降低金屬消耗，提高車間的綜合經(jīng)濟(jì)效益6。表2-2金屬消耗系數(shù)表序號(hào)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1SS4001.020.614.2614.7110.290.72Q2351.230.918.620.32109.2891.53SS4901.03.50.86.26.7108.1192.54AH320.931.03.724.07109.6591.25StE4601.13.61.125.4227.

25、51108.2392.46 A572、A5731.03.86.26.26.64107.1893.3716MnR、 15CrMoR1.1312.412.413.05105.2595.0815MnCuCr2.542.114.8816.53107.4490.09 16Mng、A2020.941.29.9210.45105.3894.910Q3451.13.90.912.413.26109.991.0第三章 生產(chǎn)工藝流程的制定3.1制定生產(chǎn)工藝的原則 合理的生產(chǎn)過程，應(yīng)保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書的質(zhì)量和產(chǎn)量，具有最低的消耗，最小的設(shè)備，廠房面積最小的，最低的成本，并有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和有助于今后的發(fā)展，良好

26、的工作條件和最佳的經(jīng)濟(jì)效果。制定生產(chǎn)工藝主要是基于以下幾點(diǎn)：（1）依據(jù)生產(chǎn)方案的要求。由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)9。（2）根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。為達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的產(chǎn)品需求，要采用對應(yīng)的操作進(jìn)行生產(chǎn)，從而使產(chǎn)品達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。（3）根據(jù)車間的生產(chǎn)力要求。車間生產(chǎn)狀況不同索要滿足的要求也不一樣。通常在生產(chǎn)一樣的產(chǎn)品時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模大的車間，工藝相對復(fù)雜。因此，生產(chǎn)力的設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)過程的起點(diǎn)。3.2生產(chǎn)工藝流程 第四章 選擇軋機(jī)4.1 軋機(jī)選擇原則軋機(jī)是全金屬軋制變形的主要設(shè)備，是關(guān)鍵的代表車

27、間的生產(chǎn)技術(shù)水平，不同于其他植物類型。因此，選擇合理的軋制廠車間生產(chǎn)中起著非常重要的作用。軋機(jī)選擇原則：根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量和產(chǎn)量的要求來選定成品或半成品軋機(jī)的類型和尺寸，并輔助、起重運(yùn)輸和附屬設(shè)備，然后根據(jù)現(xiàn)場各種因素的要求最后加以平衡選定。軋鋼車間設(shè)計(jì)內(nèi)容是：確定軋機(jī)的結(jié)構(gòu)，機(jī)架的主要參數(shù)，它的數(shù)量安排。在軋機(jī)的選擇。目前，由于機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，在軋鋼生產(chǎn)中越來越進(jìn)步，主要廠現(xiàn)在刪除一些特殊的目的，基本上趨于系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。4.2軋機(jī)的類型軋機(jī)可按軋輥的排列和數(shù)目分類，也可按機(jī)架的排列方式分類。1）二輥結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛。它分為可逆式和不可逆式。前者有初軋機(jī)、軌梁軋機(jī)、中厚板軋機(jī)等

28、。不可逆式有鋼坯連軋機(jī)、疊軋薄板軋機(jī)、薄板或帶鋼冷軋機(jī)、平整機(jī)等。80年代初最大的二輥軋機(jī)的輥徑為1500毫米，輥身長3500毫米，軋制速度37米/秒。2）勞特式三輥上下輥傳動(dòng),中間輥浮動(dòng),軋件從中輥的上面或下面交替通過。因中輥的直徑小，可減少軋延力。常用于軋制軌梁、型鋼、中厚板，也可用于小鋼錠開坯。這種軋機(jī)漸為四輥軋機(jī)所取代3）四輥工作輥直徑較小,傳遞軋制力矩,軋延壓力由直徑較大的支承輥承受。這種軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是相對剛度高、壓下量大、軋延力小，可軋制較薄的板材。有可逆和連軋兩種，廣泛用作中厚板軋機(jī)、板帶熱軋或冷軋機(jī)以及平整機(jī)等。4）萬能軋機(jī)萬能軋機(jī)是在二輥可逆軋機(jī)，三輥勞特逆軋機(jī)配置成卷筒或相對

29、的側(cè)面相對的輥式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)的出口的入口側(cè)。設(shè)置磨邊機(jī)的目的是生產(chǎn)鋼包邊，修剪以后需要提高產(chǎn)量和生產(chǎn)率。但實(shí)踐證明，由于軋邊容易使鋼產(chǎn)生橫向彎曲，產(chǎn)生了小于60至70只卷邊厚度工作12。4.3軋輥尺寸工作輥輥身長度已經(jīng)確定，是4100毫米。支撐筒長度與工作輥筒長度的選擇是一致的，都4100毫米。由實(shí)驗(yàn)式：K =L / D其中L - 輥身長度，mm;D - 輥直徑，mm;L / D比是一個(gè)重要的參數(shù)反映了軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)相同的軋輥直徑，L / D是不一樣的，同樣的壓力式軋機(jī)軋輥下受到彎曲應(yīng)力是不同的。的L / D較小時(shí)，增加剛度軋機(jī)，以提高軋制產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)光，薄壁鋼板也是可能的。所以，現(xiàn)代

30、軋機(jī)。作為產(chǎn)品的增加的精度要求，L / D值是逐漸減小的趨勢。對于四輥軋機(jī)工作輥，K取3.82，直徑D為D = L / K = 4100/3.48，取D到1178毫米。輥式粉碎機(jī)的四個(gè)支承輥，K取1.93，D = L / K = 4100/1.93的直徑D，取D到2224毫米。在軋制過程中，軋輥表面由于磨損，在一定時(shí)間后會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，那么你就需要重型車輛或重磨，每次重車量0.55MM，為0.010.5毫米修磨量。同時(shí)降低了軋輥的直徑在一定程度上，該輥是不再使用。讓重型車輛用新的側(cè)傾率通常是滾動(dòng)的百分比，它的價(jià)值是：中厚板軋機(jī)57。經(jīng)過重型車輛軋輥直徑1120,22007.第五章 確定主設(shè)

31、備的間距和車間布置原則5.1設(shè)備間距的確定5.1.1 軋機(jī)到加熱爐的距離從軋鋼機(jī)到軋機(jī)之間由高壓水除鱗裝置，故計(jì)算軋鋼機(jī)與加熱爐距離應(yīng)由坯料的最大長度加上粗軋機(jī)軋出的最大長度，并且在加上一定的余值即可。L=5.1.2軋機(jī)機(jī)架間距我所設(shè)計(jì)的車間，采用雙機(jī)架軋機(jī)布置形式，粗軋機(jī)選擇四輥可逆軋機(jī)，精軋機(jī)也選擇四輥可逆軋機(jī)。軋機(jī)機(jī)架間的距離等于粗軋機(jī)軋出長度與精軋機(jī)軋出長度之和，再加上一定余值。所以軋機(jī)機(jī)架間距選擇為60m。5.1.3 熱矯直機(jī)到精軋機(jī)的距離L=2.511.5=30m參照包鋼寬厚板廠，熱矯直機(jī)到精軋機(jī)的距離取30m5.2車間的平面布置5.2.1車間布置原則（1）滿足生產(chǎn)工藝的要求，使生

32、產(chǎn)流程線合理。 （2）有利于生產(chǎn)，使占地面積小，運(yùn)輸線短，為了縮短周期時(shí)間，提高工作效率。 （3）以確保操作簡便，安全生產(chǎn)。 （4）金屬流線和其他物資運(yùn)輸線不能重復(fù)。 （5）考慮余地的未來發(fā)展。第六章 制定軋制制度6.1制定軋制制度的依據(jù)（1）根據(jù)生產(chǎn)車間的實(shí)際情況來提高產(chǎn)量，盡量全部發(fā)揮全部軋機(jī)能力來提高產(chǎn)量的途徑是：壓下量的增加、軋制道次的減少、速度機(jī)制的確定、減少站址周期、縮短換輥時(shí)間、提高作業(yè)率以及合理選擇原料增加坯重等。對于四輥可逆式軋機(jī)來說主要是通過增加壓下量來減少軋制道次。一方面要求充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，另一方面又要求保證設(shè)備安全和操作方便，這就是只能在設(shè)備能力允許的條件下去努力提

33、高產(chǎn)量。（2）在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質(zhì)量：中厚板的精軋階段對于保證中厚板的性能、表面質(zhì)量、板形以及尺寸精度都有重要的作用。中厚板的板型質(zhì)量和厚度精度的確定，應(yīng)該滿足板凸度的原則，根據(jù)這個(gè)原則來制定軋制道次的壓下量。6.2壓下規(guī)程的制定減少程序板制造商計(jì)劃，組織，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)施，因此如何開發(fā)和優(yōu)化的時(shí)間表草案是一個(gè)問題的制造商一直都在關(guān)注。制定壓下規(guī)程的主要依據(jù)是： （1）符合車間生產(chǎn)的要求; （2）確保設(shè)備安全; （3）各傳遞負(fù)載盡可能均勻，以避免虎頭蛇尾; （4）保證良好的平整度。 所以板擴(kuò)大和延伸的幾個(gè)階段之前通過軋制規(guī)程設(shè)有一個(gè)階段，采取軋溫度的優(yōu)點(diǎn)是高，厚的特點(diǎn)，最大限度地磨，用大量

34、減少的能力，然后軋制力矩是一大制約因素，軋制力是一個(gè)主要的限制因素，經(jīng)過幾道次所軋的板形，軋制力逐漸降低。6.2.1道次壓下量的分配規(guī)律壓下量的分配規(guī)律圖6-2-1本次所設(shè)計(jì)的車間生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足（b）的分配規(guī)律6.2.2 分配壓下量道次操作軋制方式出口厚度 /mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋250160021001轉(zhuǎn)鋼橫軋2002000210050202橫軋155260021004522.53轉(zhuǎn)鋼縱軋119260027143623.24縱軋90260035892924.35縱軋68260047512224.4精軋6縱軋54260059821420.57縱軋442600

35、73421018.58縱軋3826008502613.69縱軋3426009502410.510縱軋3126001042138.811縱軋2926001114026.412縱軋2826001153813.46.2.3確定速度制度（1）生產(chǎn)中厚板時(shí)：通常所軋的軋件比較長，為了使軋制簡單，通常采用梯形速度圖。（2）根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇軋機(jī)的平均加速度a40r/min和平均減速度b60r/min。本次設(shè)計(jì)的壓下規(guī)程：粗軋階段15道次壓下量比較大，采用低速咬入， ny20 r/min的咬入速度，nd40 r/min的穩(wěn)定軋制速度，np20 r/min的拋出速度；精軋階段：612道次壓下量

36、較小，采用咬入速度ny20r/min，穩(wěn)定軋制速度nd60r/min，拋出速度 np40r/min。（3）計(jì)算各道純軋時(shí)間純軋時(shí)間包含軋制時(shí)間、穩(wěn)定軋制時(shí)間和減速軋制時(shí)間。 代入數(shù)值ny20 r/min、nd40 r/min、np20 r/min 、D=1120mm計(jì)算得出：粗軋階段第一道次 1.59 s第二道次 =1.59s第三道次=1.62s第四道次=2.28s第五道次=2.81s精軋階段將數(shù)值ny20 r/min、nd60 r/min、np40 r/min 、D=1120mm代入計(jì)算得出：第六道次=2.01s第七道次=2.39s第八道次=2.73s第九道次=3.01s第十道次=3.27s

37、第十一道次 =3.47s第十二道次=3.59s（4）確定各道間隙時(shí)間開始軋制的三道次板坯比較短，不用使用推床定心，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和以往的經(jīng)驗(yàn)，確定間隙時(shí)間為2.5s，在四輥軋機(jī)往復(fù)軋制中需要使用推床定心，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和包鋼廠的情況，當(dāng)板坯長度l8m時(shí)，間隙時(shí)間為6s，當(dāng)l8m時(shí)，間隙時(shí)間為4s，故各道次間隙時(shí)間分別如下：t1=2.5s t2=2.5s t3=2.5s t4=6s t5=6s t6=6st7=6s t8=4s t9=4s t10=4s t11=4s t12=4s 6.3計(jì)算各道軋制溫度典型產(chǎn)品鋼SS400在加熱爐中加熱到1220，除了空氣冷卻的高壓水規(guī)模設(shè)施和轉(zhuǎn)印過程可以由50降低

38、。 粗軋:t=12.9z/hT1/10004 (6-3-1) 精軋:t=17.2z/hT1/10004 （6-3-2） 式中T1軋制前一道次的絕對溫度，K Z輻射時(shí)間，s h軋制前一道次的軋后厚度，mm粗軋階段輻射散熱引起的溫度降可由近似公式（6-3-1）計(jì)算：則第一道次溫降：第一道次軋后溫度為：t1=1170-0.92=1169.08第二道次：第二道次軋后溫度為：t1=1169.08-1.14=1167.94第三道次：第三道次軋后溫度為：t1=1167.94-1.47=1166.47第四道次：第四道次軋后溫度為：t1=1166.47-3.85=1162.62第五道次：第五道次軋后溫度為：t1

39、=1162.62-5.37=1157.25精軋階段開軋溫度為1050輻射散熱引起的溫度降可由近似公式（6-3-2）計(jì)算：第六道次：第六道次軋后溫度為：t1=1050-6.21=1043.79第七道次：第七道次軋后溫度為：t1=1043.79-8.03=1035.76第八道次：第八道次軋后溫度為：t1=1035.76-7.72=1028.04第九道次：第九道次軋后溫度為：t1=1028.04-9.09=1018.95第十道次：第十道次軋后溫度為：t1=1018.95-10.25=1008.7第十一道次：第十一道次軋后溫度為：t1=1008.7-11.18=997.52第十二道次：第十二道次軋后溫

40、度為：t1=997.52-11.73=985.79第七章 軋制力能參數(shù)的確定7.1變形程度的計(jì)算 軋輥線速度：v=nD/60 式中n軋輥的轉(zhuǎn)速，r/min; D軋輥直徑，mm。平均變形速度 式中： R為工作軋輥半徑； h壓下量； v軋件出口速度。則粗軋階段v為：粗軋階段第一道次：由第一道=3.11s-1 t=1169.08 查得s=91Mpa，再由壓下率20%查得修正系數(shù)K0.98。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.9891=89.18Mpa。第二道次：由第二道=3.75s-1 t=1167.94 查得s=90Mpa，再由壓下率22.5%查得修正系數(shù)K0.98。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=

41、ks=0.9890=88.2Mpa。第三道次：由第三道=4.33s-1 t=1166.47 查得s=91Mpa，再由壓下率23.2%查得修正系數(shù)K0.99。故改道次實(shí)際變形抗力為：s1=ks=0.9991=90.09Mpa。第四道次：由第四道=5.10 s-1 t=1162.62 查得s=90Mpa，再由壓下率24.3%查得修正系數(shù)K0.99。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.9990=89.1Mpa。第五道次：由第五道=5.88 s-1 t=1157.25 查得s=98Mpa，再由壓下率24.4%查得修正系數(shù)K0.99。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.9998=97.02Mpa精軋

42、階段v為：第六道次：由第六道=9.12 s-1 t=1043.79 查得s=120Mpa，再由壓下率20.5%查得修正系數(shù)K0.98。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=k=0.98120=117.6Mpa第七道次：由第七道=9.59 s-1 t=1035.76 查得s=122Mpa，再由壓下率18.5%查得修正系數(shù)K0.96。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.96122=117.12Mpa第八道次：由第八道=8.88 s-1 t=1028.04 查得s=121Mpa，再由壓下率13.6%查得修正系數(shù)K0.90。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.90121=108.9Mpa第九道次：由第九道=

43、8.25 s-1 t=1018.95 查得s=120Mpa，再由壓下率10.5%查得修正系數(shù)K0.84。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.84120=100.8Mpa第十道次：由第十道=7.92 s-1 t=1008.7 查得s=118Mpa，再由壓下率18.8%查得修正系數(shù)K0.97。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.97118=114.46Mpa第十一道次：由第十一道=7.01 s-1 t=997.52 查得s=120Mpa，再由壓下率6.4%查得修正系數(shù)K0.75。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.75120=90Mpa第十二道次：由第十二道=5.21 s-1 t=987.5

44、9 查得s=118Mpa，再由壓下率3.4%查得修正系數(shù)K0.70。故改道次實(shí)際變形抗力為：s=ks=0.7118=82.6Mpa圖7-17.2計(jì)算平均單位壓力圖7-2 由圖可知1.25 1.28 1.3 1.321.32 1.26 1.2 1.21.1 1.0 0.9 0.8 k=1.15s=128.2 =129.83 =134.68 =135.25=147.28 =170.40 =161.62 =150.28=127.51 =131.63 =93.15 = 75.997.3變形區(qū)長度計(jì)算 L1=167.33 L2=158.74 L3=141.99L4=127.44 L5=110.99 L6

45、=88.54L7=74.83 L8=57.97 L9=47.33L10=40.99 L11=33.47 L12=23.667.4計(jì)算軋制壓力 道次/Mpa/mm/mm/N1128.201600167.33343222129.832000158.74412183134.682600141.99497204135.25 2600127.44448145147.28 2600110.99425016170.40 260088.54392267161.60 260074.83314408150.28 260057.97226509127.51 260047.331569110131.63 260040

46、.99140281193.15 260033.4781061275.99 260023.6646747.5軋制力矩的計(jì)算7.5.1軋制力矩的計(jì)算： (7-5-1)式中p軋制壓力； 軋件力臂系數(shù)，對熱軋中厚板取0.420.50，粗軋道次取大值，隨著軋件變薄取小值；15道次取0.50,612道次取0.42. 變形區(qū)長度。第一道： 第二道： 第三道： 第四道： 第五道： 第六道： 第七道： 第八道： 第九道： 第十道： 第十一道： 第十二道：7.5.2總傳動(dòng)力矩的確定軋鋼車間使用的電動(dòng)機(jī)軸總傳動(dòng)力矩： (7-5-2) 式中： 軋制力矩； 附加摩擦力矩； 空轉(zhuǎn)力矩； 動(dòng)力矩； 電機(jī)到軋輥的傳動(dòng)比，由于

47、采用直流電機(jī)，=1。(1)摩擦力矩的確定 (7-5-3)式中：軋輥軸承中的摩擦力矩； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。 式中：支撐輥軸承的摩擦系數(shù)，取=0.005；各道次軋制壓力，MN； 支撐輥輥頸直徑，粗軋機(jī)=1300mm； 精軋機(jī)=1300mm工作輥輥身直徑，粗軋機(jī)=1120mm；精軋機(jī)=1120mm支撐輥輥身直徑，粗軋機(jī)=2200mm；精軋機(jī)=2200mm則得出：粗軋 精軋 (7-5-4)式中： 傳動(dòng)效率系數(shù)，該軋機(jī)無減速器及齒輪座（由兩臺(tái)電 機(jī)分別直接驅(qū)動(dòng)上下軋輥），其等于萬向接軸的傳動(dòng)效 率。，故取0.94。則可得：粗軋 精軋（2）空轉(zhuǎn)力矩的確定本設(shè)計(jì)取粗、精軋機(jī)的最大軋制速分別取3m/s和4m/s。主電機(jī)轉(zhuǎn)速由下式確定V=nD/60 (7-5-5)式中：D 工作輥?zhàn)畲笾睆?n主電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 由此可得粗軋機(jī)最大轉(zhuǎn)速51rpm，精軋機(jī)最大轉(zhuǎn)速68rpm。則取=02550rpm=03060rpm主電機(jī)額定功率PH的確定由下式 （7-5-6）式中： 額定力矩； 額定轉(zhuǎn)速； 傳動(dòng)