【正文】 75第十章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 77 各類材料消耗指標(biāo) 77 77 78 78 78 78 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 79第十一章 中厚板廠的環(huán)境保護(hù) 81 綠化 81 各類有害物質(zhì)的控制與防治 81參考文獻(xiàn) 84致謝 85第一章 總論 工程總述（1）項(xiàng)目名稱: 設(shè)計(jì)年產(chǎn)150萬噸的中厚板廠（2）項(xiàng)目概述：經(jīng)過對國內(nèi)外中厚板市場現(xiàn)狀的分析以及前景預(yù)測，綜合對當(dāng)?shù)馗鞣N物料供應(yīng)、能源等其它資源的分析，我們選擇區(qū)域與資源優(yōu)勢居一體的唐山曹妃甸地區(qū)作為建廠廠址，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)量150萬噸中厚板車間，以25mm3300mm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。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：設(shè)計(jì)年產(chǎn)150萬噸的中厚板廠專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：成型072班 摘要本設(shè)計(jì)是以包頭地區(qū)為條件，設(shè)計(jì)了年產(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。最后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制出了車間平面布置圖。 中厚板的用途中厚板主要用于建筑工程、機(jī)械制造、容器制造、造船、橋梁等行業(yè)，并且隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)其需求量非常之大，范圍也十分廣。（2）橋梁用鋼板用于大型鐵路橋梁。由汽車大梁形狀復(fù)雜，除要求較高強(qiáng)度和冷彎性能外，要求沖壓性能好。軋機(jī)尺寸在3500mm以上，軋制速度達(dá)5~，牌坊主柱截面在9000cm2以上，每片單重達(dá)300t噸以上，并采用快速換輥裝置。老生產(chǎn)線中只有鞍鋼厚板、武鋼軋板、濟(jì)鋼中厚板、邯鋼中板采用， 而新建在建的生產(chǎn)線中有13條選用此爐型， 比起我國原先普遍使用的推鋼式加熱爐在提高板坯質(zhì)量、減少氧化、燒損等方面大大前進(jìn)了一步。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， 目前酒鋼中板采用ADCO 氣霧冷卻， 鞍鋼厚板、新余中板、舞陽厚板、武鋼軋板等采用U 形管層流冷卻， 首鋼中板、南鋼中板采用直流式層流冷卻， 都屬于比較先進(jìn)實(shí)用的裝備。（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。寶鋼、舞鋼、武鋼、鞍鋼、馬鋼等能生產(chǎn)高級(jí)別的海洋石油平臺(tái)用鋼。2）控軋控冷技術(shù)將控軋與快冷有效地相結(jié)合在一起是中厚板生產(chǎn)技術(shù)的一大進(jìn)步，這種工藝可顯著地改善鋼板性能，降低生產(chǎn)成本與節(jié)約貴重合金元素。日本TMCP有快冷裝置的稱之為水冷型，而不用快冷的稱之為非水型。因此，該控制已成為中厚板生產(chǎn)技術(shù)中一項(xiàng)不可或缺的新穎工藝。 包頭建設(shè)中厚板車間的可行性與必要性分析 原料供應(yīng)情況分析 內(nèi)蒙古自治區(qū)擁有豐富的鐵、稀土、鈮等多種金屬共生礦床的礦區(qū)，歸包頭市管轄，是包頭五個(gè)區(qū)之一稱為白云礦區(qū)。礦物種類主要有鐵、鈮和稀土礦物。白云鄂博鐵礦是包鋼的主要原料基地，是舉世聞名的稀土之鄉(xiāng)。包頭的公路交通四通八達(dá)，已形成網(wǎng)絡(luò)。貫通我國華北、西北地區(qū)的大動(dòng)脈京包、包蘭鐵路在包頭接軌，旅客列車東南行可直達(dá)北京、上海、寧波；西行可直達(dá)銀川、蘭州；南下可直達(dá)太原、西安。此外，艾不蓋河、哈德門溝、昆都侖河、五當(dāng)溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。包頭周圍煤炭資源主要集中在鄂爾多斯盆地，包含準(zhǔn)格爾、東勝、卓資山三大煤田，%。包頭唯一一座50萬千伏安變電站位于稀土高新區(qū)希望工業(yè)園區(qū)內(nèi)。（4）總結(jié)在白云鐵礦的充足原料的支持下，結(jié)合便利的交通情況，可以使產(chǎn)品迅速的輻射到全國。北方的鞍鋼、安鋼、舞陽、太不銹等，南方的寶鋼、武鋼、重鋼等均有一定的知名度，并且都做出了自己的特色產(chǎn)品。日本、韓國及歐美國家的板管比達(dá)到60%以上，而我國的板管比例同鋼鐵發(fā)達(dá)國家相比仍有一定的差距，仍需要進(jìn)一步提升。（2）船板行業(yè)在全球造船業(yè)中，韓國、日本和中國是最大的三家造船國，目前定單總量超過5 000 萬t 。同時(shí)，由于船運(yùn)市場不斷升溫，船舶租賃經(jīng)營市場旺盛，船舶修理量上升，亦加大了船用中厚板用量。受中國造船能力限制，近期中國海運(yùn)集團(tuán)被迫將8條13300標(biāo)準(zhǔn)箱集裝箱船訂單交給韓國三星重工，該筆訂單金額高達(dá)106億港元，這也表明韓國在世界造船市場仍居領(lǐng)先優(yōu)勢。由于08年韓國船用厚板的缺口更大，而韓國和日本鋼鐵業(yè)界也不愿過多擴(kuò)大產(chǎn)能，因此，可以預(yù)見，韓國將對中國的中厚板需求產(chǎn)生更大的依賴。目前國外發(fā)達(dá)工業(yè)國家鋼結(jié)構(gòu)面積占總建筑面積40 %以上，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的25 %～40 %左右。與此同時(shí)，對中厚板的需求必會(huì)呈現(xiàn)上升趨勢。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們物質(zhì)生活的不斷提高，對精神生活的需求會(huì)更加迫切。（4）電力和橋梁建設(shè) 發(fā)電設(shè)備目前處于國家建設(shè)超常規(guī)發(fā)展特殊時(shí)期，2005 年新增發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量將達(dá)到5 000 萬kW ，拉動(dòng)電站用鋼需求。比如安徽省望東長江公路大橋項(xiàng)目、內(nèi)蒙古自治區(qū)額布都格口岸哈拉哈河界河公路橋項(xiàng)目等已經(jīng)通過可行性研究，正在籌備建設(shè)。（6）油氣運(yùn)輸行業(yè)隨著我國天然氣資源的開發(fā)和石油需求的大幅增長，今后十幾年將是我國油氣輸送業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，這就需要使用大量高性能的專用中厚板來制造管道和儲(chǔ)油罐等油氣輸送用品。（8）大飛機(jī)項(xiàng)目2008年國家投資2000億作為資金支持啟動(dòng)了大飛機(jī)項(xiàng)目，同時(shí)在上海和西安成立了相應(yīng)的集團(tuán)公司作為保障，這就必然需求特種性能的中厚板作為發(fā)展大飛機(jī)項(xiàng)目的基礎(chǔ)材料保障[3]。104t/a。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號(hào)、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械性能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，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。4） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。例如，對于板材生產(chǎn)來說，產(chǎn)量不大時(shí)，可采用單機(jī)架生產(chǎn)；而產(chǎn)量大時(shí)，采用連軋生產(chǎn)。各類產(chǎn)品以及對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和代表鋼號(hào)詳見表21。影響成品率的因素是各工序的各種損失。2）切損：切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。如軋漏，軋卡，超差，浪形，軋扭，腰薄，耳子，性能不合格等。合格的定尺或可直接入爐的倍尺熱坯則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)退至加熱爐內(nèi)加熱。加熱溫度和加熱時(shí)間的控制應(yīng)保證微合金化成分在奧氏體中的部分固溶和奧氏體晶粒的均勻化。 一般情況下，普通軋制、控制軋制過程都包含成形軋制、展寬軋制和延長軋制三個(gè)基本階段。鋼板在成品軋制的最后一個(gè)道次拋鋼后，由輥道運(yùn)送，按照給定的速度直接進(jìn)入ACC裝置。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~。冷卻后的鋼板由輥道輸送，進(jìn)入剪切線。探傷合格的鋼板在輸送過程中通過表面檢查站時(shí)，在良好的照明條件下，人工對上下表面、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，決定對鋼板進(jìn)行修磨、矯直或其它處理。在再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)， 為控制變形奧氏體的再結(jié)晶數(shù)量， 應(yīng)盡可能達(dá)到完全再結(jié)晶， 在設(shè)備能力許可的條件下， 在高溫區(qū)采取盡可能大的道次壓下量， 提高道次變形量(一般要求≥15%～ 20%， 最小≥10% ) ， 以增加奧氏體的再結(jié)晶數(shù)量， 細(xì)化晶粒。在未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí)， 鋼不發(fā)生奧氏體再結(jié)晶過程， 變形使奧氏體晶粒拉長、壓扁， 并在晶粒內(nèi)形成變形帶。 軋制過程中超細(xì)晶粒的控制晶粒細(xì)化可以有效地同時(shí)提高材料的強(qiáng)度和韌性。超細(xì)奧氏體晶粒結(jié)構(gòu)將大大提高晶界界面的面積， 從而有效地提高了鐵素體形核的速率而細(xì)化了最終鐵素體晶粒的尺寸。在熱軋過程中， 重要的工藝參數(shù)包括溫度、應(yīng)變速度和應(yīng)變量。因此要想在大的Z 參數(shù)條件下通過動(dòng)態(tài)再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)奧氏體晶粒尺寸的細(xì)化， 必要條件是積累足夠大的應(yīng)變?chǔ)? εεc) 來克服動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程發(fā)生。為了板型控制的需要， 可以在最后一個(gè)道次之前的道次誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程， 而在最后一個(gè)道次施加一個(gè)較小的變形來調(diào)整板型[7]。這種冷卻方法穿透性好，一般在水汽膜比較厚的條件下采用。這種噴嘴冷卻能力強(qiáng)，冷卻較為均勻，但是需要很高的水壓，冷卻能力的調(diào)節(jié)范圍較窄，而且對水質(zhì)要求高。目前，鋼板熱軋后的層流冷卻一般采用板層流(水幕冷卻) 和管層流(U 形管層流) 兩種方式。中厚板熱處理工藝流程見下圖[8]。(2)即有利于生產(chǎn)又使占地面積小，運(yùn)輸線短，以求縮短周期、提高生產(chǎn)率。綜合考慮車間的長度及空間布局，特別是精整跨與加熱跨的合理布置，所以車間的金屬流動(dòng)形式采用直線移動(dòng)式。此外上輥抬起高度大，軋機(jī)重量不受限制，所以對原料的適應(yīng)性強(qiáng)，既可以軋制大鋼錠也可以軋制板坯。這類軋機(jī)是由上下兩個(gè)大直徑輥和中間一個(gè)小直徑輥所組成，上下輥由交流電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、齒輪座帶動(dòng)，為主動(dòng)輥；而中輥可升降，為從動(dòng)輥，靠上下輥摩擦帶動(dòng)。但這類軋機(jī)由于中輥直徑小、從動(dòng)，因而咬入能力較弱，采用角軋法軋制，成材率低，軋機(jī)輥系的剛度還不夠大，因此產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。軋制過程與二輥可逆式軋機(jī)相同。（4）萬能式軋機(jī) 萬能式軋機(jī)是一種在四輥（或二輥）可逆軋機(jī)的一側(cè)或兩側(cè)帶有立輥的軋機(jī)。中厚板尤其是寬厚板由于B/H大，所以自20世紀(jì)70年代厚新建軋機(jī)一般已不再使用立輥軋機(jī)。（1）輥身的直徑。輥徑直徑：d/D=~； （）輥徑長度: l/D=~； （）(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)采用合金鋼作為支撐輥材質(zhì)，其硬度可達(dá)到Hs50~55[9]【10】。m每側(cè)最大彎輥力/MN軋機(jī)開口度/mm主電機(jī)容量/kw約4002455057502第五章 主要設(shè)備距離的確定根據(jù)車間的年產(chǎn)鋼總量，以及選用的步進(jìn)式加熱爐的的爐型，并且能源介質(zhì)用混合焦?fàn)t煤氣作為燃料，部分連鑄坯長度在5m以上，參照全國同類車間設(shè)計(jì)參數(shù)，初步選定爐子有效長度為16米。Lmin=L軋max+（2~3）L坯 （51） Lmin：加熱爐和軋機(jī)的最小距離L軋：第一架軋機(jī)中軋件長度故選擇軋鋼機(jī)與加熱爐的縱向距離為49m[11]。 合金鋼成分化學(xué)允許偏差表63 單軋鋼板的厚度允許偏差（N類、普通精度）/mm[13]公稱厚度下列公稱寬度的厚度允許偏差≤15001500~25002500~40004000~4800~177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。進(jìn)行寬展軋制6道次，使坯料的寬度等于成品的寬度，然后再轉(zhuǎn)90176。 軋制階段工藝計(jì)算 軋機(jī)組壓下規(guī)程的制定（1）粗軋機(jī)組壓下規(guī)程的制定 粗軋階段前幾道次由于軋件溫度高、速度低，軋制壓下量大，此時(shí)咬入條件可能成為限制壓下量的因素。并且軋輥工作直徑取最小值940mm，= 940 （1cos22176。則帶入數(shù)據(jù)得：f=(1150℃)=本設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品為Q195，開軋溫度：1100℃， 取室溫t為25℃，坯料規(guī)格為：500 mm1500 mm3800mm，產(chǎn)品規(guī)格為40mm3100mm，查閱有關(guān)資料，當(dāng)碳鋼加熱溫度在0℃～1200℃時(shí)取膨脹系數(shù)α=15106，出爐坯料立輥軋一道，然后轉(zhuǎn)90176。在精軋階段，立輥軋邊控制板坯的寬度，直至縱軋成形。為保證帶鋼機(jī)械性能，防止晶粒過度長大，終軋變形程度即最后一架相對壓下量應(yīng)不低于10%，為保證產(chǎn)品尺寸精度，最后一道的壓下量又不宜過大，因此，精軋最后一架相對壓下量一般取為10%～19%。表71 變形分配表道次軋制方法軋機(jī)軋件尺寸mm壓下量穩(wěn)定轉(zhuǎn)速Nd(r/min)拋出轉(zhuǎn)速np(r/min)hbl0除鱗除鱗箱203213538641橫軋四輥170386425493320202橫軋四輥141330033002920203縱軋四輥116330047752530204縱軋四輥91330062492530205縱軋四輥66330082982540206縱軋四輥53330099251340407縱軋四輥433300123461050408縱軋四輥333300153391050409縱軋四輥283300180785604010縱軋四輥2533002024736040（1）中厚板生產(chǎn)中由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖。（3）計(jì)算各道純軋時(shí)間第一道次：其純軋時(shí)間包括加速軋制時(shí)間、穩(wěn)定軋制時(shí)間和減速軋制時(shí)間。加熱溫度的選擇應(yīng)依鋼種的不同而不同。高溫時(shí)的軋制溫度降可按輻射熱計(jì)算，而且認(rèn)為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量大致可以與變形功所轉(zhuǎn)換的熱量相抵消。第5道次軋出的軋件送至控制冷卻區(qū)，控制冷卻區(qū)采用水幕冷卻，冷卻速度達(dá)40℃/S。余類同，計(jì)算結(jié)果如壓下規(guī)程表41所示。同樣可得其余各道變形抗力如下：σs2＝、σs3＝、σs4＝、σs5＝、σs6＝、σs7＝112Mpa、σs8＝、σs9＝120Mpa、σs10＝。 軋機(jī)主電機(jī)能力校核欲確定主電機(jī)功率，必須首先確定傳動(dòng)軋輥的力矩。m；第2道： ＝27097＝4306 KNm、5029 KNm、 1653 KN萬向接軸在傾角α＜31