【正文】 家的厚板軋機(jī)的技術(shù)裝備也不斷更新改造，同時竟相開發(fā)新品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量及收得率，在國際市場爭奪大的份額。習(xí)慣上，寬厚板材按照厚度可以分為寬厚板、厚板、特厚板。既使相同用途的鋼板，對材質(zhì)要求也不盡相同。進(jìn)入21 世紀(jì)以來，大型造船業(yè)，海洋工程，橋梁、大口徑石油、天然氣輸送管線、大型壓力容器和貯罐、重型建筑結(jié)構(gòu)(特別是高層、防火、耐侯、大跨度和非對稱的空間結(jié)構(gòu)用途、機(jī)械工程的技術(shù)進(jìn)步和旺盛需求，極大地拉動了寬厚板的發(fā)展，低合金、高強(qiáng)度的寬厚板的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步。 Rolling schedule。從總體上說，達(dá)到了高產(chǎn)低耗。依據(jù)年工作時間和軋機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算出年生產(chǎn)量，并提出各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)以及對環(huán)境保護(hù)的措施。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)量為212萬噸的寬厚板生產(chǎn)車間，其典型產(chǎn)品為GB353109MnNiDR，代表產(chǎn)品規(guī)格為1340009000mm。世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展歷程表明，寬厚板的生產(chǎn)水平及材料所具有的水平也是國家鋼鐵材料水平的一個重要標(biāo)志。設(shè)計(jì)中對年工作時間進(jìn)行了合理安排，使車間的生產(chǎn)能力最大化。本車間的設(shè)計(jì)特點(diǎn)包括：工藝領(lǐng)先，設(shè)備先進(jìn)，產(chǎn)品強(qiáng)度高，機(jī)械性能好，并極大優(yōu)化了對環(huán)保的保護(hù)。 The design of workshop。因而世界各國都把寬厚板的品種、質(zhì)量作為衡量一個國家鋼鐵工業(yè)綜合水平的尺度。寬厚板不僅種類多，而且具有使用溫度區(qū)域較廣、環(huán)境復(fù)雜，要求高特點(diǎn)。即使相同用途的鋼板，對材質(zhì)的要求也不盡相同，因此，可以說中厚板是多品種、用途廣泛的代表性鋼材，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要地位，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。隨著用戶對鋼板的質(zhì)量和性能不斷提出越來越高的要求，促使鋼鐵工業(yè)不斷推出新技術(shù)和開發(fā)新鋼種，以滿足市場需要。近幾年在我國周邊建成或正在建設(shè)的5m 的寬厚板軋機(jī)有：俄羅斯的MMK 和OMK 集團(tuán)，韓國的浦項(xiàng)、現(xiàn)代制鋼、東國制鋼集團(tuán)公司，印度的Essar、Jindal鋼鐵公司和泰國的Canadoil鋼鐵公司。60年代后期至70年代初期厚板軋機(jī)的領(lǐng)先地位轉(zhuǎn)向日本，這時期日本建有4724mm(186in)雙機(jī)架四輥式厚板軋機(jī)5套（其中1 套的粗軋機(jī)為5335mm）。日本在兩三年內(nèi)建了4套5450mm～5500mm特寬厚板軋機(jī)，是對UOE 焊管市場和造船板的用戶作了超前估計(jì)，而投產(chǎn)后至今的市場需求卻有別于預(yù)計(jì)情況。制造Φ1422mm UOE 焊管用鋼板和30萬t 級油輪用鋼板最大寬度為4500mm。(2) 鋼板最大軋制長度及定尺長度厚板軋機(jī)一般為50m，而川崎水島廠最長達(dá)58m，新日鐵大分廠最長達(dá)63m。鹿島廠厚板軋機(jī)設(shè)計(jì)最大鍛制板坯重50t，可軋制鋼板最大單重為40t。 軋制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（1）控制軋制技術(shù)控制軋制技術(shù)是通過控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數(shù)來調(diào)整鋼的組織狀態(tài)，從而達(dá)到改善鋼板性能的一項(xiàng)技術(shù)。20世紀(jì)70年代初該項(xiàng)技術(shù)剛開發(fā)成功，日本新日鐵大分廠用此技術(shù)軋制出具有良好韌性的X65鋼板?？乩浼夹g(shù)目前之所以在厚板軋機(jī)中得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗戎苯佑稍偌訜岷蟮牡容S奧氏體加速冷卻產(chǎn)生更大的強(qiáng)韌化效果，并且在可以進(jìn)一步細(xì)化鐵素體的同時使珠光體分布均勻，消除帶狀珠光體并且有可能形成細(xì)貝氏體組織。近年來又被用于開發(fā)高層建筑用厚壁鋼板、海洋平臺用鋼板、儲罐用板等，目前采用TMCP工藝技術(shù)生產(chǎn)的厚板占全部厚板的比例日本最高，在45 %左右。目前，已普遍開始在采用工作輥彎輥裝置的基礎(chǔ)上將應(yīng)用于熱帶軋機(jī)的PC(雙交叉輥技術(shù)) 、CVC(連續(xù)可變凸度軋機(jī))WRS(工作輥移動技術(shù))應(yīng)用于厚板軋機(jī)。有關(guān)資料顯示，此軋機(jī)在板形控制方面取得了較好的效果。20世紀(jì)70年代末日本川崎水島廠開發(fā)了MAS平面形狀控制法，根據(jù)預(yù)測模型在成形和展寬軋制階段對板坯厚度斷面給予變化的壓下量進(jìn)行形狀控制，使鋼板在軋制終了時的形狀接近矩形。不僅日本幾套主要的厚板軋機(jī)，如君津廠和京濱廠軋機(jī)應(yīng)用了類似于水島廠的MAS平面形狀控制方法, 芬蘭、英國、瑞典的厚板軋機(jī)也采用了MAS技術(shù)。探傷裝置的布置方式有：1)在線布置。2)離線布置。設(shè)在與剪切線平行的輥道上，如日本的君津、鹿島、扇島、水島等。滿足大型海洋工程和造船業(yè)、大型橋梁、大口徑石油、天燃?xì)廨斔凸芫€、大型壓力容器和儲罐、重型建筑結(jié)構(gòu)(特別是高層、防火、耐侯、大跨度和非對稱的空間結(jié)構(gòu)用途)、大型水利電力、核能和機(jī)械工程的技術(shù)進(jìn)步和旺盛需求,極大地拉動了高等級寬厚板生產(chǎn)的發(fā)展。而在2000年的時候，從2003年以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國內(nèi)也相繼投產(chǎn)了一批具有世界先進(jìn)水平的特寬厚板軋機(jī)，之后一直到2007年我國特厚板的產(chǎn)量也以每年百分之三十幾的速度增長。 4)開發(fā)并工程應(yīng)用X70和X80抗大應(yīng)變管線鋼、40HIC 管線鋼，X100～120超高強(qiáng)度管線鋼穩(wěn)定化，耐蝕X70厚壁管線鋼產(chǎn)品。 8)減少Q(mào)235～Q345級不同厚度的中厚板成分系列，并降低生產(chǎn)成本。 （2） 軋機(jī)剛度不斷增大現(xiàn)代厚板軋機(jī)工作機(jī)座的基本特點(diǎn)是具有高剛度，以滿足板寬增加和控制軋制所要求的較低變形溫度。此外，軋制速度的提高可以縮短軋制周期，使軋機(jī)的生產(chǎn)率得到提高，減少鋼板因頭尾溫差不均而引起的鋼板厚度差，控制終軋溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。液壓彎輥板形控制系統(tǒng)在提高板形質(zhì)量的同時，也實(shí)現(xiàn)板形動態(tài)自動控制。日本率先開發(fā)了MAS平面形狀控制法，通過給予變化的壓下量對板坯厚度斷面進(jìn)行形狀控制，使鋼板成品為最佳矩形，%。這種方法可以生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性能為一體的鋼板品種，生產(chǎn)出用常規(guī)軋制加上熱處理組合方法所無法達(dá)到要求的造船板和管線鋼板。計(jì)算機(jī)控制給厚板生產(chǎn)帶來了極大的效率。根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，可以在軋機(jī)前或后設(shè)置立棍軋機(jī)。 三輥勞特式軋機(jī)三輥勞特式軋機(jī)由二輥可逆式軋機(jī)發(fā)展而來，是由兩個直徑相同的上下支撐輥和一個直徑較小的中間工作輥所組成，上下輥為不可逆?zhèn)鲃?，中間工作輥可以升降，靠上下輥摩擦帶動。與二輥軋機(jī)相比，尤其在可逆?zhèn)鲃由行枰蕾囍绷麟妱訖C(jī)調(diào)速的年代中，三輥勞特式軋機(jī)可采用造價較低的交流電機(jī)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)往復(fù)軋制，并通過采用飛輪是電機(jī)容量減小，故設(shè)備簡單，造價低，投資少。隨著國內(nèi)外四輥軋機(jī)的興起，這種軋機(jī)也逐漸被淘汰[6]。 二輥軋機(jī)軋制示意圖 三輥勞特式軋機(jī)軋制示意圖 四輥軋機(jī)軋制示意圖 PC軋機(jī)四輥可逆式軋機(jī)和立輥軋機(jī)的主要性能參數(shù)見下表： 軋機(jī)參數(shù)表軋機(jī)名稱（臺數(shù)）最大軋制壓力/MN工作輥規(guī)格/mm支承輥規(guī)格/mm工作行程/mm最大軋制速度/m其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）由于其調(diào)整輥縫時不僅不會產(chǎn)生工作輥的強(qiáng)制撓度，而且也不會在工作輥和支撐輥間由于邊部撓度而產(chǎn)生過量的接觸應(yīng)力，所以可獲得很寬的板形和凸度控制范圍，具有較大的控制能力。其原理為通過上下中間輥沿著相反的方向的相對橫移，改變工作輥與中間輥的接觸長度，使得工作輥和支撐輥在板寬范圍之外脫離接觸，從而消除有害接觸彎矩，由此工作輥彎輥的控制效果得到了大幅度增強(qiáng)。HC軋機(jī)中間輥的橫移設(shè)計(jì)，使其具有傳統(tǒng)四輥軋機(jī)所不能達(dá)到的橫向剛度，從而保證了軋機(jī)板形控制的穩(wěn)定性，可以采用小輥頸的工作輥軋制，進(jìn)而為大壓下軋制的可能創(chuàng)造了條件。由于HC軋機(jī)可以實(shí)現(xiàn)大壓下軋制，減少了軋制道次，從而可以在材料硬化且邊部開裂之前軋到所設(shè)定的厚度，抑制了邊裂缺陷。采用的機(jī)型有二輥可逆式、三輥勞特式和四輥可逆式軋機(jī)。當(dāng)軋制大鋼錠等特厚坯料時，容易對成品軋制的質(zhì)量、精度造成影響，如大塊氧化鐵皮的影響，軋制沖擊及壓下機(jī)構(gòu)長期的長行程運(yùn)動對設(shè)備零部件間隙的影響等，同時軋制開口度較大，軋機(jī)上無法配置與彎輥、竄輥等現(xiàn)代化板形控制系統(tǒng)，較難兼顧薄板和厚板軋制[6]。在雙機(jī)架布置形式中，開坯與成品軋制的任務(wù)有粗軋機(jī)和精軋機(jī)分別承擔(dān)。與單機(jī)架相比，雙機(jī)架軋機(jī)中每架軋機(jī)的功能相對單一，故障率也相對較低，同時也有利于達(dá)到和保持產(chǎn)品的精度。 軋鋼機(jī)的選擇原則 軋機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，是代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平、區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。在選擇軋機(jī)時，一般要注意，考慮一下原則[9]：（1）在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊； （2）有較高的生產(chǎn)率和設(shè)備利用系數(shù)；（3）保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能；（4）有利于軋機(jī)的機(jī)械化，自動化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善；（5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡單，維修方便；（6）備品備件更換容易，并利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化；（7）有良好的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。加熱爐熱工操作直接關(guān)系到坯料加熱的質(zhì)量和產(chǎn)量。當(dāng)軋機(jī)生產(chǎn)不正常時，不僅要控制爐溫，而且要注意保持爐壓，避免過熱過燒以及嚴(yán)重氧化。（2）使坯料內(nèi)外溫度均勻，避免在軋件內(nèi)部出現(xiàn)溫度應(yīng)力。寬厚板車間原料板坯長度較短，鋼種較多，連續(xù)式加熱爐的主要特點(diǎn)是：多為兩排或三排布料，爐子較窄且長，沿爐長方向分多段控制以適應(yīng)多種加熱制度的需要等。推鋼式連續(xù)加熱爐對板坯最小長度要求可以短到1600 mm，相應(yīng)板坯最大長度也比較短。活動梁和固定梁交替變位支撐板坯，可以是板坯的水管黑印減少到最小。車底式加熱爐中板坯有無水冷墊塊支撐，幾乎沒有黑印產(chǎn)生，板坯溫度均勻性最好。但加熱完成后，如車間出料設(shè)備能力足夠，就可以連續(xù)出爐，其瞬時能力比較大。在板坯規(guī)格范圍不大的情況下，建議采用步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐。但由于爐型要適應(yīng)各種的坯料規(guī)格，在實(shí)際生產(chǎn)中可能會出現(xiàn)一些單一的爐型為軋機(jī)供料的情況，將影響軋機(jī)產(chǎn)能的發(fā)揮。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐。隨著中厚板軋制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，先后開發(fā)了多種方法來去除板坯表面的氧化鐵皮，其中以高壓水除鱗效果最佳。 高壓水除鱗裝置寬厚板軋鋼車間的高壓水除鱗裝置一般位于加熱爐出口側(cè)，安裝在除鱗輥道區(qū)。除鱗裝置的入出口都裝有可快速拆裝的擋水幕，以防止除鱗水外濺。上集管的高度可調(diào)，以保證噴嘴與板坯表面的距離不變，即除鱗水對板坯表面的打擊力保持恒定[6]。根據(jù)矯直機(jī)的功能不同，輥式矯直機(jī)分為預(yù)矯直機(jī)、熱矯直機(jī)、冷矯直機(jī)及熱處理矯直機(jī)。一般來說，熱矯直機(jī)的矯直溫度為550～1000℃，矯直鋼板厚度為8～50mm，矯直速度為1～ m/s。熱處理矯直機(jī)布置在正火或回火熱處理線后面，用于矯直熱處理后不平整的鋼板，矯直溫度為常溫～500℃，所以熱矯直機(jī)同時具有熱矯直機(jī)和冷矯直機(jī)的功能。而全液壓四重輥式矯直機(jī)能滿足上面的要求[6]。一般要求鋼板冷卻后的溫度在150℃以下。 鏈爪滑動式冷床鏈爪滑動式冷床由具有固定間距的軌梁和帶爪的鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)組成。其缺點(diǎn)是由于鋼板溫度較高，與鏈條直接接觸，鏈條潤滑困難，導(dǎo)致磨損嚴(yán)重，鏈條的維護(hù)量大，故障頻繁，故很少使用這種冷床。活動梁及格柵可通過液壓或電動升降傳動裝置及移送傳送機(jī)構(gòu)使其上下運(yùn)動，達(dá)到鋼板冷卻及輸送的目的。（2）冷床的冷卻面積能適應(yīng)各種不同寬度鋼板的冷卻要求，能得到充分利用。但步進(jìn)式冷床也有自身的缺點(diǎn)：設(shè)備重量較大，造價昂貴，維修困難等。故合理選擇和配置鋼板剪切機(jī)是發(fā)揮精整線能力的首要條件。 斜刀片式剪切機(jī)斜刀片式剪切機(jī)一般由傳動部分、離合部分、機(jī)架部分、曲軸或偏心軸部分、上下刀架組成，用帶飛輪的異步電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)減速機(jī)或皮帶輪以及開式齒輪傳動，曲軸使上剪床沿著機(jī)架的滑道作往復(fù)運(yùn)動來完成剪切過程。（2）剪切力相對較小，能耗低。 圓盤式剪切機(jī)圓盤式剪切機(jī)主要由傳動系統(tǒng)、機(jī)箱、機(jī)座、調(diào)整系統(tǒng)、刀片和碎邊剪系統(tǒng)組成。（3）主傳動多采用直流雙電機(jī)，經(jīng)中間同步軸傳動兩對刀盤，可根據(jù)不同鋼板的厚度和不同鋼板的強(qiáng)度極限來靈活選擇剪切速度，同時還可以低速爬行處理剪切事故，保持了電機(jī)功率的成分利用。其剪切鋼板的切口光滑、板材變形小、切邊平直度高、能耗小、壽命長、產(chǎn)量高，特別使用適用于寬厚板的切邊、切頭尾及切定尺和縱向切分。（4）滾切剪有快速換剪刃裝置，換刀時間短。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇滾切式剪切機(jī)。 熱處理爐 概述所謂熱處理，簡言之就是對鋼板進(jìn)行加熱和冷卻的熱處理過程。 熱處理爐的分類寬厚板熱處理爐形式的選擇是熱處理工藝成功的關(guān)鍵。周期式間歇性生產(chǎn)的熱處理爐，主要用做鋼板的正火、回火及調(diào)質(zhì)等熱處理。輻射管加熱，爐內(nèi)通入氮?dú)獾缺Ｗo(hù)氣體，在爐內(nèi)形成惰性氣體，可以防止鋼板的氧化，提高鋼板的表面質(zhì)量。（3）高精度的溫度控制技術(shù)，可以按照不同產(chǎn)品規(guī)格要求，實(shí)施相應(yīng)的溫度。淬火的主要目的是把加熱后的工件快速冷卻，將其組織由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，并在隨后經(jīng)適當(dāng)溫度回火處理，獲得所需要的綜合性能。（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能耗相對較低。根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，選擇輥式淬火機(jī)。（2） 步進(jìn)梁式加熱爐采用計(jì)算機(jī)自動控制燃料燃燒、爐溫和人機(jī)對話及報 表，對節(jié)奏進(jìn)行控制，使之與軋制節(jié)奏匹配。其特點(diǎn)是調(diào)整范圍比較大，啟動制動頻繁。 在線檢測措施及儀表 在線檢測的主要措施（1）板坯的外形尺寸檢查一般通過測量裝置或人工測量方式進(jìn)行測量，高等級鋼種還需要對板坯進(jìn)行人工表面撿查。（5）對于剪切或切割后的鋼板，要進(jìn)行鋼板外形尺寸的檢測，一般采用人工或三點(diǎn)式測厚儀、儀等成品檢測儀表。（8）精整剪切或切割后的鋼板需送入檢驗(yàn)中心（或檢驗(yàn)室等處）進(jìn)行試樣檢化驗(yàn)。（3）測溫儀——用于檢測坯料或軋件溫度，分別位于由加熱爐出爐至矯直機(jī)區(qū)域，部分參加軋機(jī)及AGC等系統(tǒng)工作，要求溫度范圍適當(dāng)，工作精確穩(wěn)定，反應(yīng)迅速，能自動顯示記錄。從檢測原理上來講二者基本相同，由于在軋件前后軋件溫度非常高，本身發(fā)光，不需要另加電源。形狀測定鋼板速度測量儀與用戶及其上安裝的激光測速儀或測量輥的脈沖信號相對應(yīng)，可在速度測量儀發(fā)生故障時切換為輥道脈沖信號后測量。但要求有較大冷卻能力的冷床，使被檢查的鋼板溫度降到足夠低。利用這樣的裝置，運(yùn)動鋼板的板形可以通過分界線所呈現(xiàn)的變化而間接得到反映。其工藝控制如下：（1）板坯庫計(jì)算機(jī)控制——板坯庫采用位置圖控制方式的計(jì)算機(jī)自動控制。（3）軋制線的跟蹤控制——軋制線的跟蹤控制是依靠高速熱金屬檢測器和軋機(jī)的測壓儀表來實(shí)現(xiàn)對特殊的軋制方法和復(fù)雜的軋件能準(zhǔn)確、迅速的完成跟蹤控制