【正文】 為了去除軋制過程中生成的次氧化鐵皮，在軋機(jī)前后都需要安裝高壓水噴頭。消除氧化鐵皮的方法很多，在舊的中厚板軋機(jī)上曾經(jīng)采用投入竹枝、荊條、食鹽等方法去除初生氧化鐵皮，但效果不好，以后也曾經(jīng)采用專門的二輥軋機(jī)、立輥軋機(jī)給鋼坯（或鋼錠）以小的變形量使氧化鐵皮與金屬分離，然后用高壓水或高壓空氣將氧化鐵皮沖去。但其投資較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修較難，熱量單耗大，并且由于支持梁妨礙輻射，使板坯上下表面往往仍有一些溫度差。20世紀(jì)60年代以前主要采用上部、下部加熱段，上部均熱鍛的三段推鋼式連續(xù)加熱爐，20世紀(jì)70年代后已采用預(yù)熱、加熱、均熱各段上下都加熱的五段推鋼式或步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐 ，使?fàn)t子全部都成為燃燒區(qū)，加熱能力從三段式的80～100t/h對(duì)于某些高合金鋼鋼錠，加熱還可以使鋼中的化學(xué)成分得到均勻擴(kuò)散[3]。清理方法分熱狀態(tài)下清理和冷狀態(tài)下清理兩種。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。（2）鋼種的加工工藝性能 它包括鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性以及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。（3）切斜的測(cè)量 測(cè)量鋼板的寬度在軋制方向上的垂直投影長度或者鋼板 對(duì)角線之差的二分之一。金屬消耗指數(shù)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鋼錠或鋼坯量。 編制理由如下： 近年來,中國進(jìn)口的中厚板品種多為高技術(shù)含量、高附加值的專用板,如高強(qiáng)度船板、大跨度橋梁板、高強(qiáng)度低溫壓力容器板、高強(qiáng)度電站鍋爐板、工程機(jī)械用板、海上石油平臺(tái)用板、管線鋼板等?？偵蟼€(gè)條件，選擇包頭地區(qū)作為建廠廠址合理第二章 產(chǎn)品方案編制 產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成或選擇 各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計(jì)劃。%。這為建廠后原材料、輔助材料的開采和運(yùn)輸提供了非常便利的條件。筆者認(rèn)為中國中厚專用板的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量不可能在短期內(nèi)有較大提高和改善,在2006年之前,中國市場(chǎng)新增專用板需求量仍將由國外進(jìn)口產(chǎn)品代替或占有大部分?jǐn)?shù)量。中厚板的市場(chǎng)需求主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)加強(qiáng)事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)安全的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目如能源工業(yè)建設(shè)的需要。 以日本為例,日本中厚板軋機(jī)裝備水平及其生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新,首先是日本中厚板軋機(jī)厚度自動(dòng)控制,它采用了由高響應(yīng)性的液壓AGC系統(tǒng)、γ射線測(cè)厚儀等傳感器, 以及高精度數(shù)學(xué)模型構(gòu)成的計(jì)算機(jī)厚度控制系統(tǒng)。2003年首鋼中厚板軋鋼廠實(shí)施工藝升級(jí)改造后,強(qiáng)化了加熱能力、軋制能力( 70 MN的3. 5 m軋機(jī)) 、快速冷卻能力和AGC系統(tǒng)等,已上升為以生產(chǎn)中檔產(chǎn)品為主的中厚板軋鋼廠,即產(chǎn)品強(qiáng)度以345C /D /E級(jí)以上的為主,專用板以高強(qiáng)船板、橋梁、容器、高層建筑和管線(X65 以下)為主,取消了普碳和一般低合金板產(chǎn)品。但是最主要的仍然是滿足用戶表面形狀(包括規(guī)格)和使用性能這兩方面的要求,因此,中厚板生產(chǎn)技術(shù)也主要是圍繞著這兩個(gè)方面進(jìn)行開發(fā)研究。本設(shè)計(jì)通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，簡(jiǎn)單介紹了中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了建廠的可行性。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是制定了產(chǎn)品大綱，確定了生產(chǎn)工藝流程，選擇了軋機(jī)及輔助設(shè)備。鋼鐵產(chǎn)品的現(xiàn)代技術(shù)主要有四個(gè)方面,即鋼質(zhì)潔凈技術(shù)、微合金化技術(shù)、晶粒細(xì)化技術(shù)和尺寸、表面精準(zhǔn)化技術(shù)。目前,國內(nèi)新建中厚板廠和主要骨干企業(yè)均采用了一批新技術(shù),開發(fā)了一批新產(chǎn)品,如舞陽厚板廠、鞍鋼厚板廠和濟(jì)鋼中厚板廠等開發(fā)出了X70管線、550D超低碳貝氏體高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼等一大批技術(shù)含量高、質(zhì)量等級(jí)高的產(chǎn)品。厚度自動(dòng)控制有3個(gè)要點(diǎn), 一是采用彈跳方程等數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)高精度設(shè)定二是采用絕對(duì)值A(chǔ)GC控制鋼板全長的厚度精度三是通過道次間、板坯間的實(shí)測(cè)值與模型計(jì)算值的對(duì)比實(shí)現(xiàn)模型自學(xué)習(xí)。(2)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需要。(3)今后中國新建中厚板軋機(jī)應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)寬度大于4000～5000 mm的寬板軋機(jī),同時(shí)要努力開發(fā)專用板軋制技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān)工作。包頭的水資源也十分豐富，黃河在包頭區(qū)域內(nèi)流程216公里。煤炭以長焰煤為主，煤質(zhì)優(yōu)良，具有低硫、低灰、高發(fā)熱量的特點(diǎn)。 本車間依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，經(jīng)過對(duì)同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取具有代表性 的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品 。這些鋼板主要來自日本、韓國、德國、獨(dú)聯(lián)體國家和中國的臺(tái)灣省。其計(jì)算公式為： （）式中 K—金屬消耗系數(shù)；Q—投入坯料重量(噸)；G—合格產(chǎn)品重量(噸)。（4）不平度的測(cè)量 將鋼板自由放在平臺(tái)上，除鋼板本身重量外不施加任何壓力，測(cè)量鋼板與直尺之間的最大距離。它反映了金屬在加工過程中的難易程度界定并影響了選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其他因素有關(guān)的。熱狀態(tài)清理一般為火焰清理。生產(chǎn)中厚板用的加熱爐按其結(jié)構(gòu)分為連續(xù)式加熱爐、室式加熱爐和均熱爐三種。座，大幅度提高到150～300t/h因此目前厚板軋機(jī)的加熱爐仍然是這兩種形式存在。這種方法雖然可以獲得較好的清除氧化鐵皮效果，但是投資較大。在粗軋、精軋過程中都要對(duì)軋件噴幾次高壓水。粗軋操作方法主要有： 全縱軋法――當(dāng)板坯寬度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。 精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制，包括厚度、板型、表面質(zhì)量、性能控制。軋制過程與二輥可逆式軋機(jī)相同。這也是我選此軋機(jī)的主要原因。在需要時(shí)粗軋機(jī)還可以獨(dú)立生產(chǎn)，較靈活。因此本軋機(jī)的工作輥直徑DW=1000mm (L/DW=3000/1000=3)，%，則工作輥的最小直徑Dmin=940mm,故工作輥直徑D=940~1000mm。因此工作輥輥頸直徑dW=1000=500mm(d/D=)；支承輥輥頸直徑dB=1800=990mm(d/D=)。熱軋板帶軋機(jī)的工作輥多采用鑄鐵軋輥，其中以無限冷硬鑄鐵軋輥使用效果最佳，它的表面硬度約為HS=55～85。它的作用是調(diào)整上軋輥的位置，保證給定每道次的壓下量。這樣，當(dāng)軋件咬入軋輥時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊。開口式機(jī)架由機(jī)架底座與可裝拆的上橫梁組成。軋制較薄鋼板時(shí)，為了防止鋼板降溫過快通常采用較小的冷卻水量。～22176。由于鋼坯在加熱時(shí)坯料尺寸要膨脹，由線性膨脹公式 （）式中—軋件膨脹后的尺寸；—軋件冷尺寸；—膨脹系數(shù)；—軋件軋制時(shí)溫度； —測(cè)量時(shí)的溫度；本設(shè)計(jì)中典型產(chǎn)品的坯料尺寸：20018002500，開軋的溫度為1120℃，參考資料，膨脹系數(shù)為?=16106。RSRS8 、RSRS10道次，去n1=20rpm, n2=55rpm n3=20rpm。 （）。軋件拋出時(shí)間t3=n3n2/b=1515/60=0。v= 各道次的平均變形速度（s1）粗軋精軋12345678912345（5）求各道的變形抗力 典型Q345B和16Mn實(shí)質(zhì)是一個(gè)鋼種， Q345B變形抗力曲線變形抗力的確定可先根據(jù)相應(yīng)道次的變形速度、軋制溫度由該鋼種的變形抗力曲線查出變形程度為30％時(shí)的變形抗力，再經(jīng)過修正計(jì)算即可得出該道次實(shí)際變形程度時(shí)的變形抗力。代入后可求得Mm1=。加速軋制時(shí)的動(dòng)力矩：=60340247。因此有： （）式中b—主電機(jī)的減速度，b=60rpm/s。2,388kNm主電機(jī)的校核分為主電機(jī)的過載校核及電機(jī)發(fā)熱校核。電機(jī)發(fā)熱校核。(1)工作輥輥身彎曲應(yīng)力用下式計(jì)算： （）式中 p—作用于軋輥上的軋制力；b—板帶經(jīng)該道次后的寬度；D—輥身直徑，按重車后的最小直徑計(jì)算，D=940mm。半徑方向產(chǎn)生的正應(yīng)力在接觸表面的中部最大，其值可按下式計(jì)算。本車間典型產(chǎn)品的周期時(shí)間計(jì)算公式： 軋鋼機(jī)工作圖表 軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算 軋鋼機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量稱為軋鋼機(jī)的生產(chǎn)率。因此 。但由于技術(shù)上的原因，或者生產(chǎn)管理上的原因，會(huì)造成軋機(jī)非計(jì)劃停工。年工作時(shí)間表如下：日歷時(shí)間（h/a）年修時(shí)間（h/a）操作時(shí)間（h/a）換輥及換剪刃時(shí)間（h/a）計(jì)劃產(chǎn)時(shí)間（h/a）機(jī)械電氣故障停產(chǎn)時(shí)間（h/a）總計(jì)效工作間（h/a）日歷作業(yè)率（%）年修計(jì)劃檢修合計(jì)換支撐輥換工作輥及剪刃8760360416776798428215774112876454車間年產(chǎn)量是指一年內(nèi)軋鋼車間各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量，以綜合小時(shí)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)中采用3座步進(jìn)式加熱爐。(3) 加熱爐產(chǎn)量計(jì)算按爐子生產(chǎn)率可按下式計(jì)算： ()式中P—有效爐底強(qiáng)度，Kg/(m2?h),查資料可知連續(xù)式加熱爐的爐底強(qiáng)度為700~900 Kg/(m2?h),這里取P=850 Kg/(m2?h)。故步進(jìn)式加熱爐的產(chǎn)量t/h。出料方式有單排料和雙排料，本車間采用雙排料，所以爐子寬度為： ()式中 l— 來料最大長度，～，取l=；c — 料與爐墻間的空隙距離，~。T—年有效工作時(shí)間，h。但是，由于上述原因造成的軋機(jī)時(shí)間損失，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)中通常就用時(shí)間利用系數(shù)K2來表示。這樣，軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量的公式可如下式： ()式中 a1，a2……an—不同品種在產(chǎn)量中的百分?jǐn)?shù)（%）；Ab—標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品小時(shí)產(chǎn)量（噸/時(shí)）；X1，X2……Xn—不同品種的勞動(dòng)量換算系數(shù)。其中小時(shí)產(chǎn)量為常用的生產(chǎn)率指標(biāo)。KK2—與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，其中μμEE2為兩軋輥的泊松比和彈性模量，對(duì)于粗軋機(jī)和精軋機(jī)的工作輥選用的材質(zhì)均為無線冷硬鑄鐵軋輥，HS≥65，支撐輥的材質(zhì)為合金鍛鋼，HS=55~90,取HS=60，根據(jù)工作輥與支承輥的材質(zhì)查得E1=150GPa、μ1=、E2=206GPa、μ2=，由其可得：=106N，所以粗軋機(jī)的接觸正應(yīng)力為：另外接觸區(qū)還存在接觸切應(yīng)力τ，接觸表面的最大切應(yīng)力τmax=。Wn—輥頭的抗扭彎曲系數(shù)，取決于輥頭的結(jié)構(gòu)型式，本車間采用單鍵槽的輥頭（如圖所示），Wn=，前面已算出D1=990mm。第六章 軋輥強(qiáng)度校核 中厚板軋輥的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)軋輥強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)：（1）軋制時(shí)板帶位于軋輥正中，軋制力按均布載荷對(duì)待，軸承兩側(cè)支反力相等；（2）輥身直徑沿輥身長度方向不變，故輥身危險(xiǎn)斷面必在輥身中央處；（3）輥頸及輥頭的危險(xiǎn)斷面均在傳動(dòng)側(cè)。 軋制時(shí)間表道次空載加速時(shí)間/s咬入軋件后的加速時(shí)間t2/s等速軋時(shí)間t3/s帶料減速時(shí)間t4/s制動(dòng)時(shí)間t5/sRS100RS2RS3RS4RS5RS6RS7RS8RS9FS11FS21FS311FS41FS51(2) 主電機(jī)發(fā)熱校核通常采用等效法，即等效電流法、等效轉(zhuǎn)矩法和等效功率法。轉(zhuǎn)矩為M5因此有：；； （）通過計(jì)算，各道次空載加速時(shí)間咬入軋件后的加速時(shí)間t穩(wěn)速軋制時(shí)的時(shí)間t帶料減速時(shí)間t：由于四輥可逆軋機(jī)的工作特點(diǎn)，本車間選用的主電機(jī)采用調(diào)速范圍大、慣性力矩小的交流電機(jī)。375=312KN?m；由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分不僅僅是軋輥，還有其他的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，故粗軋時(shí)：加速軋制時(shí)的動(dòng)力矩：= =（+）=272KN?m；減速軋制時(shí)的動(dòng)力矩：= =（+312）=407KN?m；（10）因粗軋機(jī)和精軋機(jī)選用同一軋機(jī)，所以同粗軋機(jī)加速軋制時(shí)的動(dòng)力矩：= =（+）=272KN?m；減速軋制時(shí)的動(dòng)力矩：= =（+312）=407KN?m；（11）最大傳動(dòng)力矩例如對(duì)于RS1道2782KN?m；同理可計(jì)算得各道的最大軋制力矩，將其結(jié)果列于上表中 中厚板壓下規(guī)程軋制表道次軋制方法軋件尺寸(mm)壓下量軋制速度(r/min)純軋時(shí)間(s)間隙時(shí)間(s)hblΔhΔ%穩(wěn)速拋出粗軋0除鱗1軋邊5015152橫軋17415153橫軋14525002935204縱軋120250031602535205縱軋98250022352066縱軋802500474018 35202．8167縱軋64250059251620552068縱軋50250075841422552069縱軋382500997912245520410縱軋30250012640855204進(jìn)行水淋冷卻至925℃（冷卻速度10℃/s，）0除鱗3025