【正文】 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目：設(shè)計年產(chǎn) 150 萬噸的中厚板廠 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 I 摘要 此 設(shè)計是以 包頭 地區(qū)為條件， 設(shè)計年產(chǎn)量 150 萬噸 的中厚板廠 ，分析了在包頭地區(qū)建造新的中厚板廠 的可行性 和必要性 。 第一章 是中厚板 的國內(nèi)外發(fā)展概況 和 建廠可行性分析 報告 ，總結(jié)了當(dāng)前世界各國中厚板 生產(chǎn)技術(shù)的先進水平，包括設(shè)備、技術(shù)及 理念等，然后進行了建廠的可行性分析； 第二 、三 章是對設(shè)計任務(wù)、生產(chǎn)品種及工藝流程進行了確定，制定了生產(chǎn)工藝 和 產(chǎn)品方案； 第 四 章 對軋制規(guī)程進行了介紹比如：壓下裝置 、 軋制速度制度 、 撓度 、 溫度制度，并對其進行了詳細的計算與制定 ； 第 五 章 對設(shè)計 進行 各項 力能參數(shù)的計算，包括軋制表的計算 ，也對軋輥強度和軋機主電機能力進行了校核； 第 六 章介紹了車間平面布置， 選擇了 加熱爐、主電室、軋輥間的配置， 確定主要 設(shè)備的間距； 第 七 章是對 設(shè)計車間 產(chǎn)量進行了計算，包括各設(shè)備的生產(chǎn)能力、車間平均小時生產(chǎn)能力及車間年生產(chǎn)能力； 第 八 章編制了 技術(shù)經(jīng)濟指標，確定了車間內(nèi)各項設(shè)備、原材料、動力等利用程度的指標。 3200mm， X70 管線鋼為其典型產(chǎn)品，并且能夠生產(chǎn)規(guī)格齊全、性能優(yōu)良，能滿足市場需求的產(chǎn)品。 （ 1）造船鋼板：用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。 （ 3）鍋爐鋼板：用于制造各種鍋爐及重要附件，由于鍋爐鋼板處于中溫（ 350℃以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣腐蝕，要求保證一定強度，還要有良好的焊接及冷彎性能。 中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 （ 1） 主軋機的型式 從機架的結(jié)構(gòu)來看有二輥可逆式、三輥勞特式、四輥可逆式、萬能式和復(fù)合式之分，而現(xiàn)代建設(shè)的軋機大部分是四輥可逆式和萬能式，而二輥可逆式和三輥勞特式在現(xiàn)代軋機建設(shè)中已不多見。換一次工作軋輥只 815min，換支撐輥只 1h之內(nèi)。從與軋制產(chǎn)能匹配角度和軋制品種考慮， 寶鋼的 軋機設(shè)置了 2 座，首鋼 軋機設(shè)置了 3 座。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 （ 4）熱矯直機 2020 年以前大都采用輥式矯直機， 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， 一般最厚與最薄之比為 4， 新生產(chǎn)線中大都采用有張力機能的新型矯直機。新建生產(chǎn)線的冷床大都采用步進格板式或盤輥式， 有足夠的面積放置鋼板， 不需要在冷床前進行熱剪分段， 對提高成材率有利。以及 CORTEN 耐候橋梁板、 BHW35 高壓鍋爐板、 P20 塑料用模具板、 N19 低溫板、 AH32EH36 級和 F 級船板、 HT80 高強板，百萬千瓦火電及核電用特厚鋼板、 25萬千伏安以上變壓器用高磁感低鐵損取向硅鋼等高附 加值產(chǎn)品已經(jīng)相繼開發(fā)。而 中厚板軋機最適合于控軋控冷工藝，許多鋼板都可用此工藝生產(chǎn)，某些方面其性能超過熱處理鋼板，有的廠已實現(xiàn)控軋率達 60%以上。此技術(shù)可擴大產(chǎn)品，生產(chǎn)出各種異形板。位于包頭市正北約 150公里處， 白云鄂博礦 山東西延伸約 20余公里，相對高度約 200 米， 稀土資源 儲量占全國的 97%，為除中國以外世界總儲量的 5 倍多。其中鐵礦儲量 14 億噸，鈮礦儲量 660萬噸，稀土礦工業(yè)儲量 3600 萬噸，占全世界的 36%，占全國的 90%以上，因而被譽為“稀土之鄉(xiāng)”。 1957 年 2月 27 日建礦，經(jīng)過“七五”、“八五”擴建改造，現(xiàn)已形成年產(chǎn)礦石 1200 多萬噸的現(xiàn)代化大型露天礦山，擁有固定資產(chǎn)原值 16億元以上，設(shè)備總重量 3 萬噸， 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 5 職工總數(shù) 6000 多人。鈮資源居世界第二位。如今，它已經(jīng)成為連接華北、西北的重要公路、鐵路、航空交通樞紐。 呼包高速公路西起包頭東興，東至呼和浩特羅家營，全長 公里，是我國少數(shù)民族地區(qū)最早建設(shè)的高速公路之一。包頭市地表水總量為 （不包括黃河過境水），地下水補給量為 億平方米。包頭周圍煤炭資源主要集中在鄂爾多斯盆地，包含準格爾、東勝、卓資山三大煤 田，保有資源儲量達 億噸，約占全區(qū)保有資源總量的 %。特別是蘇里格氣田天然氣儲量達到 5000 億立方米以上，該氣田不僅是中國的第大氣田，而且列入世界知名大氣田行列，包頭距該氣田僅有 200 公里，包頭市工業(yè)、居民生活均已采用了清潔的天然氣能源。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第二章 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱及技術(shù)要求 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱 產(chǎn)品方案是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。 表 2— 1 典型產(chǎn)品 序號 鋼種 成品規(guī)格 厚 /寬 /長（ mm） 年產(chǎn)量 （萬噸） 所占比例（ %） 1 X70 25179。寬/MM) 產(chǎn)量 萬 T/A % 1 碳素結(jié) 構(gòu) 鋼 Q195, Q235 GB700 500179。 1500179。 3000 30179。 2800 8 5 建筑結(jié)構(gòu)板 Q235GJ SN490B YB41042000 JIS G3136 500179。 1800179。 3000 10179。 2600 6 9 工程機械用鋼 STE460 DIN17102 500179。 1800179。； 成品率是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生 產(chǎn)技術(shù)水平的高低。燒損率一般在 1%～ 5%。 項目 名稱 厚度 /mm 寬度 /mm 長度 /mm 單重 /t 定尺坯 定尺坯 連鑄板坯 250， 300，500 1400~2300 2500~3600 ~ 自開坯 ≥ 120 ≥ 1， 200 ≥ 1， 500 ≥ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10 3）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。 表 金屬平衡表 編號 產(chǎn)品 單根原料 成品 燒損 /% 切損 /% 軋廢 /% 金屬消耗 成材率 /% 重量 /kg 重量 /kg 系數(shù) /% 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 2223 2022 2 造船板 17550 15917 3 管線鋼 8775 7976 4 低合金結(jié)構(gòu)板 17550 15953 5 建筑結(jié)構(gòu)板 17550 15988 6 鍋爐板 1769 1396 7 壓力容器板 8775 8002 8 汽車大梁板 17550 15925 9 工程機械用鋼 17550 15935 10 耐磨鋼板 13966 12709 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 11 第三章 生產(chǎn)工藝流程 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)量的基礎(chǔ)上追求軋機的高產(chǎn)量，并能夠降低各種原料材料消耗，降低生產(chǎn)成本。 (2)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。批量的多少主要反映在選取設(shè)備的技術(shù)水平，產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品的工藝過程無顯著的影響。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 12 (5)工人的勞 動條件 工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。 定尺長度比較小的板坯，其倍尺坯料首先在車間內(nèi)經(jīng)過板坯二次切割，由人工火焰切割成定尺長度，然后在板坯庫的上料輥道上清除毛刺。 加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。 . 對于特殊情況下，還可采用完全橫軋、完全縱軋、角軋 縱軋法等一系列的軋制方法，通過控制軋制的過程得到所需的產(chǎn)品。鋼板通過 ACC 裝置時，上、下兩面同時噴水進行加速冷卻，使鋼板的溫度由約 700~800℃ (即奧氏體區(qū)或雙相區(qū) )快速下降至約400~650℃。 熱矯后的鋼板一般在 600~900℃左右進入冷床。小于 50mm 厚的鋼板首先經(jīng)過切頭剪，切除頭尾 “舌形”和“魚尾”部分，并視板長和板形情況進行分段處理，為后續(xù)的邊部剪切做好準備。 需要熱處理的鋼板再進行調(diào)質(zhì)工藝后，再進入涂漆工序，采用油漆標記和鋼印標記，標記內(nèi)容可包括公司標志、鋼號 (鋼種及鋼級 )、鋼板號、熔煉號、尺寸及重量等，對經(jīng)行業(yè)協(xié)會認可生產(chǎn)的專用鋼板，如管線板、船板、鍋爐板、海洋平臺板等，必要時標印出會員標記。自 60 年代開始，隨著 輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大，開始采用低合金高強鋼（ HSLA），主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。 X70管線鋼成分要求 : 管線鋼要求具有高屈服強度、高韌性、高焊接性、耐低溫性、耐腐蝕性、抗海水和 HSSC 性能等 , 根據(jù)性能要求 , 確定 X70 的化學(xué)成分設(shè)計如下表所示 表 32 X70的化學(xué)成分 典型產(chǎn)品工藝制度 實驗方案主要圍繞以下幾個方面設(shè)計：①冶金成分對管線鋼組織性能的影響，②控制軋制工藝對管線鋼組織性能的影響，③控制冷卻工藝對管線鋼組織性能的影響，④ X70管線鋼奧氏體的再結(jié)晶行為。 (3)精軋制度：加大變形量，可增加 Y晶粒中的滑移帶和位錯密度，增大晶界有效面積，為鐵素體相變形核創(chuàng)造有利條件，從而得到彌散而細小的鐵素體晶粒，提高鋼的強度和改善鋼的韌性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 17 第四章 軋機及其參數(shù)的選擇 用于中厚板生產(chǎn)的軋機有以下四種：二輥可逆式軋機、三輥勞特式軋機、四輥可逆式軋機和萬能式軋機 (1)二輥可逆式軋機 二輥可逆式軋機于 1850 年前后用于生產(chǎn)中厚板，現(xiàn)在多用直流電機驅(qū)動，采用可逆、調(diào)速軋制，理由上輥進行壓 下量調(diào)整，具有咬入角打、壓下量大、產(chǎn)量高的優(yōu)點。 (2)三輥勞特式軋機 1864 年美國創(chuàng)建了世界上第一臺勞特式軋機，專門用于中厚板生產(chǎn)。 三輥勞特式軋機設(shè)備投資少、建廠快、軋機輥系剛度比二輥可逆式軋機大，因而生產(chǎn)的鋼板精度也高些。它是由一對小直徑工作輥和一對大直徑支撐 輥組成，由直流電機驅(qū)動工作輥或支撐輥。四輥軋機是軋機中最大的，由于軋機生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機。并且立輥與水平輥要實現(xiàn)同步運行還要增加電氣設(shè)備和操作的復(fù)雜性。該軋機具有以下主要特點： (1) 具有工作輥快速更換裝置； (2) 電動機械壓下： (3) 液壓 AGC 調(diào)節(jié)； (4) 入口和出口配有高壓水槍除鱗。 60mm 工作輥尺寸： Ф 1,030179。 950mm 軋機開口度： ～ 400mm 牌坊高度： ～ 9120mm 液壓 AGC缸尺寸： Ф 1450179。 40/100rpm 液壓 AGC響應(yīng)時間： ～ 30ms 額定力矩： 2179。 2385kNm 機械壓下提升行程： ～ 680mm 切斷力矩： 2179。 10um 最大軋制力 89500KN(AGC缸 ) 機械壓下提升行程 ～ 680mm 輥縫軋制力 80,800kN 機械壓下速度 0～ 40mm/s 彎輥力 Max3,000Kn/側(cè) 機械壓下電機 AC2179。 10um 牌坊中心距 5400mm 工作輥尺寸 Ф 1,120179。 10um 牌坊縮頸量 2179。 2,385kNm 液壓 AGC行程 80mm 切斷力矩 2179。 （ 1）輥身的直徑。 (3) 輥徑尺寸 輥徑尺寸為輥徑直徑 d和輥徑長度 l。支撐輥材質(zhì)的選擇 :軋制中對支撐輥主要要求有：剛度要好，較高的疲屈服強度；好的應(yīng)力狀態(tài)和抗裂紋擴展能力；好的耐磨性。理論和實驗都表明，軋制時工作輥的實際撓度比支承