【正文】 %～ 40%為中厚板。 2020 年我國的造船業(yè)在國際造船市場的份額將占到 20%，而屆時需要的船舶用鋼也在很大程度上提高。 通過設計，培養(yǎng)學生獨立工作的能力，綜合運用所學過的知識分 析和解決實際問題的能力，使所學的知識系統(tǒng)化、深入化為今后工作打下堅實的基礎。確定車間工作制度和年工作時間，計算了軋機的年產(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，如合理的設備間距、倉庫面積等，并畫出車間平面布置圖。湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 1 2020 屆 ?？飘厴I(yè)設計（論文）資料 第一部分 設計說明書 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 2 設計年產(chǎn)量 200萬噸的 3800mm寬厚板車間，以 Q235(6mm 3700mm 30000mm)鋼板為典型產(chǎn)品 摘要 本設計為年產(chǎn)量 200 萬噸的 3800mm 中 厚板車間，通過對中厚板市場的調研，介紹了中厚板的發(fā)展狀況，分析了中厚板的市場需求，并針對目前的技術狀況，制 定 出 了 合 理 的 產(chǎn) 品 大 綱 和 金 屬 平 衡 表 。分析車間的綜合經(jīng)濟指標。 中厚板設計的可行性研究 可行性研究是提高基本建設項目經(jīng)濟效益的重要手段。 工程機械行業(yè)用鋼 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 7 受中國制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的吸引，國際制造產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國大規(guī)模轉移，機械制造行業(yè)的鋼材消耗量也隨之呈逐年上升趨勢。 石油化工行業(yè)用鋼 隨著石油、化工、核能行業(yè)的不斷發(fā)展以及戰(zhàn)略油、氣儲備建設的需要，這些行業(yè)所需要的管線鋼、壓力容器鋼、鍋爐用鋼需求也在不斷增長。從 2020 年起，每年鋼結構用鋼量將以較高速度發(fā)展， 2020 年將達到 300 萬噸， 2020 年達到 600萬噸。 廠址選擇 隨著西部大開發(fā)的深入開展和中部崛起政策的落實，中西部地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)增長2020 年，中西部中厚板的 需求量將達到國內(nèi)總需求量的 35%以上，這將是一個誘人的潛在的巨大市場。 （ 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。有條件的要爭取軋機的專業(yè)化和產(chǎn)品系列化的發(fā)展，以利于提高軋機生產(chǎn)技術水平。 本車間的產(chǎn)品大綱如下表 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 10 表 產(chǎn)品大綱 序 號 產(chǎn) 品 規(guī) 格 代表鋼號 執(zhí)行標準 產(chǎn)品規(guī)格（厚 179。3000~31000 700000 35 SS400 、SS490 JIS GB3101 2 管線鋼 X56~X80 APISPEC5L 5~40179。3000~18000 100000 5 4 低合金結構鋼 低合金 高強度鋼 Q295 Q345 GB1591 5~100179。3000~18000 160000 8 6 壓力容器板 20R、 60MnR A20 A515 GB6654 ASTM 5~100179。3000~12020 100000 5 8 工程機械用鋼 A57 A65A871 ASTM 6~100179。3000~18000 40000 2 合計 20200000 編制金屬平衡表 成材率概念 用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分數(shù)稱為成材率。 K — 金屬消耗系數(shù)。金屬消耗指標通常以金屬消耗系數(shù)表示，它的含義是生產(chǎn)一噸合格鋼材需要的坯料量，其計算公式如下 [4]: QK G? （ ） 中厚板生產(chǎn)過程中金屬損失有兩種類型：一是物理損失，包括：切頭、切尾、切邊、過程廢品、取樣損失、改尺損失、成品放尺損失等。在成品鋼板中鋼板要切邊，其切損量大于型鋼的切損，一般在 10%~15%。3700mm179。制訂生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有以下的幾點： 1 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求； 2 根據(jù)產(chǎn)品的質量要求； 3 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求。 典型產(chǎn)品的工藝流程 典型產(chǎn)品 Q235 鋼種的工藝流程為：連鑄坯加熱 → 除鱗 → 軋制 → 矯直 → 冷卻 → 剪切 → 表面檢查和修磨 → 標記 → 入庫。為節(jié)省工程初期的金投入，擬在達產(chǎn)期內(nèi)建設第二座步進式加熱爐。對于普碳板 Q235，普通軋制時一般加熱到 1100℃~1250℃ ，若采用控制軋制時，出于對縮短軋制過程中的待溫時間和細化奧氏體晶粒的雙重要求的考慮，一般采用低溫加熱溫度，即 1050℃ 左右。 2）除鱗 除鱗是將在加熱時生成的氧化鐵皮（初生氧化鐵皮）去處干凈，以免壓入鋼板表 面形成表面缺陷。 湖南工業(yè)大學專科畢業(yè)設計 16 3）軋制 通常把雙機座布置的第一臺軋機稱為粗軋機，第二臺軋機稱為精軋機。 進行縱軋成材，稱為延伸軋制。 4）軋制中再生氧化鐵皮的去除 軋件在軋制過程中也易產(chǎn)生氧化鐵皮，可采用機架上的高壓水除鱗裝置去除軋件上的再生氧化鐵皮，一般第一道軋制均進行除鱗。 加速冷卻鋼板的厚度一般在 10~12mm 以上。 對 CR 軋制及其它控軋鋼板，以及那些含碳量或合金含量較高的結構鋼、工具鋼等軋后不宜噴水降溫的鋼板，在通過 ACC 裝置時，不予噴水。對溫度較低的鋼板取較小值，對溫度較高的鋼板取較大值。 7） 鋼板冷卻 熱矯后的鋼板一般在 600~900℃ 左右進入冷床。一般情況下，鋼板在冷床上的橫向間隔為 100~300mm；鋼板的橫向間隔應隨厚度或軋件單重的增加逐漸加大，將單位負荷控制在冷床允許的限度內(nèi)。 8） 剪切 冷卻后的鋼板由輥道輸送，進入剪切線。 雙邊剪中的移動剪根據(jù)設定的成品寬度預先調定位置 ，左右剪機根據(jù)板厚調整剪刃間隙，鋼板由設于剪機左右前后的四對夾送輥，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度 的剪切步伐，剪切鋼板的兩邊。試樣剪切過程中產(chǎn)生的廢料則通過輸送帶送至廢料框或廢料坑內(nèi)收集。 9） 定尺后鋼板的表面檢查和修磨 為了確保成品鋼板的外觀質量，在剪切線后設有鋼板表面檢查站，對剪切標記后的鋼板進行最后的外觀檢查。 10） 成品鋼板的入庫、存放和發(fā)運 經(jīng)剪切、檢查、修磨、標志后的合格產(chǎn)品，根據(jù)入庫計劃，決定進入哪一個成品庫。 1870 年美國投產(chǎn)了世界上第一臺四輥可逆軋機。而且因為工作輥直徑小，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，提高了產(chǎn)量。 D 為支撐輥長度（ mm） ,d 為工作輥直徑（ mm）， L為輥身長度（ mm）。 因雙機架布置的中厚板車間是把粗軋和精軋分到兩個機架上去完成，它不僅產(chǎn)湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 19 量高，而且產(chǎn)品表面質量、尺寸精度和板形都比較好，還延長了軋輥壽命。 四輥軋機上下工作輥分別采用各自的直流電機來驅動，兩個工作軋輥由直流電機通過萬向接軸單獨驅動，軋輥的速度同步有電器設備來保證。四輥可逆軋機采用液壓港式平衡裝置。 （ b）輥徑尺寸計算 由于采用滾動軸承，故輥頸 d=（ ~） D，選 d= D=540mm。 取其重車率為 10 ％ ， 故 最 小 直 徑 1minD ? 1848mm。 輥頸長度 l 與輥頸直徑之比為 ~，去 / ? ，則 l =918mm。為了獲得良好的加工表面、抵抗局部變形的抗力以及高壓、高速下軋輥不知劇烈磨損而影響帶后和板形的能力、熱軋板的工作輥多采用無限冷硬鑄鐵軋輥 [6]，四輥面硬度 ≥65 。為了便于換滾，軸承內(nèi)圈與軋輥輥頸采用動湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 21 配合。 本車間用五液壓缸來平衡，上支撐輥軸承座、壓下螺絲及平衡杠桿的重量用一個大液壓缸平衡，上工作輥系和上支撐輥本身的重量用 4 個小液壓缸平衡。 換輥裝置 使用閉式牌坊的軋機換輥時，軋輥沿軸向從牌坊的窗口中進出。 軋 輥冷卻設備 為了減少軋輥的磨損、提高軋輥的使用壽命，必須對中厚板軋機軋輥進行冷卻。 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 22 側導板是用來將軋件準確地導向至軋機中心線上進行軋制而設置在軋機前后的一種裝置。 加熱爐產(chǎn)量計算 按爐子生產(chǎn)率可按下式計算： 1000PFQ? （ ） 式中 P — 有銷爐底強度， 2/( )Kg m h ，查資料可知推鋼式連續(xù)加熱爐的爐底強度為 600~800 2/( )Kg m h ，這里取 P =750 2/( )Kg m h ，連續(xù)式加熱爐的爐底強度為 700~900 2/( )Kg m h ，這里取 P =850 2/( )Kg m h 。 加熱時均采用雙排布料，則推鋼式加熱爐的產(chǎn)量 Q =2179。 c — 料間或料與墻間空隙距離，取為 。 推鋼機選擇 軋鋼車間常用的加熱爐推鋼機有螺旋式、齒條式及液壓式，本車間采用液壓式推鋼機。3t ； f — 摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)與爐內(nèi)溫度及爐底狀況等因素有關，一般 f可取 ~，這里取 f=。 2） 速度選擇 推鋼機速度大小取決于坯料斷面形狀及尺寸、爐子的產(chǎn)量要求以及出料方式 等因素。通?；赝怂俣葹橥其撍俣鹊亩?[2]，故返回速度 v=。 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 24 剪切機選擇 雙邊剪 雙邊剪由切邊剪輸入輥道 ,切邊剪設備 ,切邊剪輸出輥道組成 . 雙邊剪由激光 對中 裝置、磁力對中裝置、 滾切式雙邊剪三 部分組成。 雙邊剪由激光 對中 裝置、磁力對中 裝置、 滾切式雙邊剪三 部分組成。冷床的作用在于將軋件從軋后 800℃左右冷卻到 100℃ ~150℃以下，同時使軋件在冷卻過程中按既定方向運行并使之在運輸過程中不致彎曲。 本車間的冷床均采用步進式，它由一套不僅機構組成。另外一個作用是可以在軋線和剪切線之間行程緩沖。另外一個作用是可以在軋線和剪切線之間行程緩沖。 鋼板修磨臺架選擇 鋼板檢查修磨臺架 用于將鋼板從剪切跨輸送到收集區(qū)。 主要技術參數(shù)如下： ? 型式： 輥鏈式 ? 鋼板長度方向分組： 2 組 ? 鋼板寬度方向分組： 2 組 ? 鋼板寬度方向分組點： 翻板機入口處 ? 承載能力： 2?8?20t ? 分配鏈寬度： 20m ? 鏈條升降： 液壓缸驅動 ? 鏈條升降行程： 100/+50mm(相對于輥道面 ) ? 提升時間： 5s ? 鏈條水平移動驅動： 電動 ? 鏈條水平移動速度： 40m/min ? 鏈條數(shù)量： 20 條 ? 鏈條間距： 1000mm ? 鏈條在輸入、輸出輥道段可以繞轉軸抬起。 鋼板檢查修磨臺架可分為左右兩組，適用于不同長度的鋼板。 粗軋的作用 主要是延伸，而且軋件溫度較高，可采用大壓下量。m B /mm H /mm L /mm RS1 D→T 0 1500 2768 1416 2365 RS2 ← 4 2768 1870 6 2566 3435 RS3 D→ 2 2768 2367 1 6 2557 3213 RS4 ← 2768 2996 4 6 2532 2908 RS5 D→T 2768 3700 0 6 2242 2329 RS6 ← 3700 3690 2 17 3516 3397 RS7 D→ 3700 5125 1 6 4032 3540 軋件待溫 FS1 D→ 3700 7671 6 6804 5165 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 31 0 FS2 ← 3700 11655 4 7191 4423 FS3 D→ 11 3700 16423 4 5933 2814 FS4 ← 3700 23160 4 6676 2995 FS5 D→ 6 3700 30108 4 5895 2216 符號說明：（ 1） D ：除鱗道次； （ 2） T ：轉鋼道次； （ 3） → ：表示向下游軋制； （ 4） ← ：向上游軋制。15 ? 60=,故. 12 8 4 7 .8 3 9 .6 1 .2 7( 2 0 0 1 6 0 .4 ) 5 4 0 s? ??? ? ?? ； 同理可計算得各道的平均變形速度，將結果列于表 。179。179。 由于精軋機各道的單位壓力均大于 200Mpa,故計算總壓力時需考慮彈性壓扁時的接觸弧長度，采用迭代法用下式計算： p Bl p? ， （ ） 式中 22, 11( 8 ) 8l R h R p R pEE??????? ? ? ? （ ） 無限冷硬鑄鐵的彈性模量 E=150Gpa，泊松比 ? =； 例如：對于 FS1道 ,l =，則 ,p =179。 把 ,p 代入式（