【正文】 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 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(zhuān)門(mén)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。 所以采用全橫軋法 。它是由一對(duì)小直徑工作輥和一對(duì)大直徑支撐輥組成，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作輥。采用四輥可逆式軋機(jī)作粗軋機(jī)不僅年產(chǎn)量更高，而且粗、精軋道次分配合理，送入精軋機(jī)的軋件斷面尺寸比較均勻，為在精軋機(jī)上生產(chǎn)高精度鋼板提供了好條件。 軋輥輥頸裝滾動(dòng)軸承，其尺寸一般取為： d=(～ )D。熱軋板帶軋機(jī)的工作輥多采用鑄鐵軋輥，其中以無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥使用效果最佳，它的表面硬度約為 HS=55～ 85。 支承輥直徑 DB=1800mm(L/DB=3000/1800=)，輥身長(zhǎng)度 L=3000mm。 表 四輥可逆式軋機(jī)參數(shù)范圍 表示形式 工作輥直徑 d（ mm） 支承輥直徑 D（ mm） 軋輥輥身長(zhǎng)度 L（ mm） d/D L 800～ 1200 1300～ 2400 2800～ 5500 中厚板軋機(jī)布置 中厚板車(chē)間的布置形式有三種：即單機(jī)座布置、雙機(jī)座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無(wú)明顯的界限。 軋制是中厚板生產(chǎn)的鋼板形成階段。 圖 一般中厚板生產(chǎn)流 程 為了減少在出爐時(shí)板坯表面的損傷，現(xiàn)代厚板軋機(jī)加熱爐的出料都采用出鋼機(jī)以代替斜坡滑架和緩沖器進(jìn)行出料的方式。均熱爐用于有鋼錠軋制特厚鋼板。 （ 5） 工人的勞動(dòng)條件 工藝過(guò)程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。 尺寸及允許偏差 （ 1） 鋼板的厚度允許偏差如下表。 金屬平衡表制 定 成材率概念 用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為成材率。穩(wěn)定的煤源保證了電力的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，蒙西電網(wǎng)覆蓋自治區(qū)中西部地區(qū)，供電面積占自治區(qū)域的 56%。積極推廣控制軋制 ( TMCP)技術(shù) ,通過(guò)控制軋制溫度、冷卻工藝、變形量控制以及鋼材成分調(diào)整來(lái)控制相變過(guò)程以及鋼材的組織類(lèi)型、形態(tài)和分布以提高鋼材的力學(xué)性能和研究開(kāi)發(fā)新的品種。日本的中厚板軋機(jī)除配備必要的輥型和實(shí)施設(shè)計(jì)合理的軋制規(guī)程外 , 還具備 WRB、 WRS 等控制手段 .再就是寬度和平面形狀控制，為減少切頭、切尾、切邊量 , 日本各中厚板廠(chǎng) 都開(kāi)發(fā)了平面形狀控制技術(shù) , 鋼板軋后盡可能接近矩形。鋼質(zhì)潔凈技術(shù)是冶煉專(zhuān)業(yè)的工作 ,但后三個(gè)方面的技術(shù)將與軋制工藝技術(shù)緊密相關(guān)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 ： 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 140萬(wàn)噸的中厚板廠(chǎng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 9 專(zhuān) 業(yè)：材料成型及控制工程 班 級(jí)：成型 061 班 指導(dǎo)教師： 講師內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 140 萬(wàn)噸的中厚板廠(chǎng) 摘 要 中厚板是冶金產(chǎn)品中的重要產(chǎn)品之一，它的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量代表了一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平。這四方面的技術(shù)集成后的目標(biāo)是保證鋼材性能最佳和生產(chǎn)成本最低。還有就是平直度和板禿度的控制 , 為了保證鋼板的平直度 , 需嚴(yán)格控制各道次的板凸度。在鋼種的冶煉工藝上盡量滿(mǎn)足專(zhuān)用板鋼種的需求 ,同時(shí)研發(fā)添加一定量微合金元素的新鋼種。而且本地煤田規(guī)模大，宜于露天或大型機(jī)械化礦井開(kāi)采，是理想的能源重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)。從近幾年中國(guó)寬厚板進(jìn)口數(shù)量增加趨勢(shì)可以看出 ,如果中國(guó)中厚板生產(chǎn)企業(yè)不能在立足 于提高專(zhuān)用板質(zhì)量和改善品種結(jié)構(gòu)上做文章 ,寬厚專(zhuān)用板市場(chǎng)就有可能被進(jìn)口產(chǎn)品所占據(jù)。 （ 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。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。 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。因此目前厚板軋機(jī)的加熱爐仍然是這兩種形式存在。在粗軋、精軋過(guò)程中都要對(duì)軋件噴幾次高壓水。 精軋 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。這也是我選此軋機(jī)的主要原因。因此本軋機(jī)的工作輥直徑DW=1000mm (L/DW=3000/1000=3) ，取其重車(chē)率為 % ，則工作輥的最小直徑內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 Dmin=940mm,故工作輥直徑 D=? 940~1000mm。為此，對(duì)軋輥的基本要求是：高的表面硬度和耐磨性，輥面的硬化層應(yīng)有足夠的厚度，高的強(qiáng)度及抗壓扁能力。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=)。在需要時(shí)粗軋機(jī)還可以獨(dú)立生產(chǎn)，較靈活。軋制過(guò)程與二輥可逆式軋機(jī)相同。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。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。座，大幅度提高到 150～ 300t/h熱狀態(tài)清理一般為火焰清理。它反映了金屬在加工過(guò)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)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 金屬消耗一般由下列的金屬損耗所組成： （ 1） 燒損； （ 2） 切頭、切尾、切邊造成的損失； （ 3） 清理表面損耗（包括酸洗損耗）； （ 4） 軋廢； （ 5） 由于加熱、精整造成的缺陷以及鋼號(hào)混亂所造成的損失等。 實(shí)際生產(chǎn)中為了滿(mǎn)足用戶(hù)客觀(guān)上的使用要求，每個(gè)品種都必須滿(mǎn)足形狀、尺寸規(guī)格和 部性能的要求。為包頭的工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供了充足的水源 。 (3)中國(guó)造船工業(yè)異軍突起 ,已成為世界第三大造船國(guó) ,對(duì)中厚板需求大量增加。這些產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和更高級(jí)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制 ,標(biāo)志著中國(guó)的中厚板行業(yè)已經(jīng)從規(guī)模效益型向品種質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變 ,標(biāo)志著隨著工藝裝備的提高 ,工藝技術(shù)以微合金化和控軋控冷為主的結(jié)合日趨成熟 ,標(biāo)志著隨著冶煉、連鑄、軋制技術(shù)的提高逐步可以滿(mǎn)足高檔產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化。并根據(jù)典型產(chǎn)品重點(diǎn)制定了壓下規(guī)程，計(jì)算了輥形，校核了軋輥及主電機(jī)。最后用 CAD 以 1:200 的比例畫(huà)出車(chē)間平面圖。 我國(guó)中厚板生產(chǎn)技術(shù)近幾年的發(fā)展可以用產(chǎn)量、品種板比例、成材率和工序能耗等主要指標(biāo)來(lái)考核。 (4)傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的需要。 交通情況 包頭位于華北、西北交通要道，是中國(guó)西部開(kāi)發(fā)帶上的一個(gè)經(jīng)濟(jì)支撐點(diǎn)。因而，各類(lèi)產(chǎn)品的分類(lèi)、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(guó)家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國(guó)標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國(guó)家沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 可由生產(chǎn)廠(chǎng)家和客戶(hù)商定 。表 是本 車(chē)間 的金屬平衡表。因此鋼的加工工藝性能是制訂工藝過(guò)程的重要依據(jù)?；鹧媲謇頇C(jī)安裝在連鑄機(jī)（或開(kāi)坯機(jī)）和切割機(jī)（或大型剪斷機(jī)）之間，對(duì)坯料進(jìn)行全面的剝皮處理，清理深度一般為 ～ 5mm。座?，F(xiàn)代化的中厚板軋機(jī)上 已經(jīng)普遍采用造價(jià)低廉的高壓水除磷箱，它能滿(mǎn)足清除初生氧化鐵皮的需要，這種情況已成定局。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，但鋼板組織和性能存在嚴(yán)重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌 性太低。它具有二輥可逆式軋機(jī)生產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又由于由支承輥使軋機(jī)輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。但采用四輥可逆軋機(jī)作粗軋機(jī)為 保證咬入和傳遞力矩，需要大工作輥直徑，因而軋機(jī)比較笨重，廠(chǎng)房高度相應(yīng)的要增加，投資增大。軋輥長(zhǎng)度一般取為： l=(～ )d。 板帶軋機(jī)生產(chǎn)的特點(diǎn)是尺寸精度要求高，產(chǎn)品要求相當(dāng)高的表面光潔度和表面質(zhì)量，軋制常在高溫下進(jìn)行，同時(shí)還承受巨大的軋制壓力和力矩的作用。軋輥輥身長(zhǎng)度與軋輥直徑之比通常取為：工作輥 L/DW=～ ；支承輥 L/DB=～ 。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于這類(lèi)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 軋機(jī)生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機(jī)。 全橫軋法 ――當(dāng)板坯長(zhǎng)度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。 為了去除軋制過(guò)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。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。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]。成本的高低在一定程度上也是工藝過(guò)程是否合理的反映。 （ 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(zhǎng)度或者鋼板 對(duì) 角線(xiàn)之差的二分之一。這些鋼板主要來(lái)自日本、韓國(guó)、德國(guó)、獨(dú)聯(lián)體國(guó)家和中國(guó)的臺(tái)灣省。煤炭以長(zhǎng)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)。 (3)今后中國(guó)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(kāi)發(fā)專(zhuān)用板軋制技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān)工 作。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 AGC 控制鋼板全長(zhǎng)的厚度精度三是通過(guò)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)。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)。中厚板生產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是以高強(qiáng)、專(zhuān)用特殊板為主，生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是以 TMCP 和微合金化為主，輔之以滿(mǎn)足下游用戶(hù)特殊需要的 探傷、噴丸和熱處理等工藝。微合金化的設(shè)計(jì)與軋制工藝緊密配合 ,形成細(xì)晶強(qiáng)化。 JFE 水島廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的 MAS 軋制方法 , 可定量地預(yù)測(cè)軋后鋼板的平面形狀 , 在成形軋制或展寬軋制的最后一個(gè)道次 , 將鋼板縱向斷面軋成設(shè)定形狀 , 從而保證軋后鋼板最接近于矩形。 資源情況 包頭的自然資源得天獨(dú)厚，蘊(yùn)藏有稀土、鐵、煤炭、鋁、金、鈮等 54 種金屬、非金屬和能源化工原料。十一五期間電力投資又形成了相當(dāng)規(guī)模的新增生產(chǎn)能力。它反應(yīng)了軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中金屬的收得情況，其計(jì)算公式為： %100K1%100QG%100Q WQb ??????? （ ） 式中 b— 成材率， % ； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 表 產(chǎn)品大綱 序號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 鋼種 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品規(guī)格 年產(chǎn)量(萬(wàn)噸 ) 百分比(%) 厚度(mm) 寬度 (mm) 長(zhǎng)度 (mm) 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q23SS400、 GB/T709 JIS GB3101 8100 15003800 300018000 21 15 2 耐大氣腐蝕板 15MnCuCr GB4172 8100 15003800 300018000 14 10 3 橋梁結(jié)構(gòu)用鋼 Q235q、Q345q GB714 8120 15003800 300018000 14 10 4 造船板 A3 AH32 GB712 8120 15003800 300018000 7 5 5 管線(xiàn)鋼 X5 X80 APISPEC5L 8300 15003800 300018000 7 5 6 鍋爐鋼板 16Mng、A202 GB713 8200 15003800 300018000 14 10 7 壓力容器鋼板 16Mng、A203 GB6654 8400 15003800 300018000 14 10 8 低合金高強(qiáng)度鋼 Q29Q345 GB1591 8400 15003800 300018000 14 10 9 建筑結(jié)構(gòu)板 A57A573 ASTM 8300 15003800 300018000 21 15 10 工程機(jī)械用鋼 A57A656 ASTM 8200 15003800 300018000 14 10 11 合計(jì) ── ── 8400 15003800 300018000 140 100 Q－原料重量， t ； W－各種原因造成的金屬損失量， t ； G－合格產(chǎn)品重量， t ； K－金屬消耗系數(shù)。訂貨時(shí)需方應(yīng)明確厚度偏差的控制類(lèi)型。否則應(yīng)采取妥 善的防護(hù)措施。室式加熱爐適用于特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼的坯或錠，生產(chǎn)比較靈活。 連續(xù)式加熱爐不能對(duì)少量板坯作特殊加熱，故在有些厚板廠(chǎng)中為了需要加工一些批原料檢查 原料清理 加熱 除鱗 軋制 矯直 冷卻 表面檢查修磨 橫切 切邊 定尺切 火焰切 正火 矯直 表面形狀檢查 力學(xué)性能試驗(yàn) 標(biāo)記 入庫(kù) 發(fā)貸 熱處理鋼板 表面形狀檢查 力學(xué)性能試驗(yàn) 標(biāo)記 入庫(kù) 發(fā)貸 一般用途鋼板 力學(xué)性能試驗(yàn) 拋丸 油漆 表面形狀檢查 標(biāo)記 入庫(kù) 發(fā)貸 拋丸底層涂料鋼板 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 量不大的特厚鋼板、復(fù)合鋼板，還同時(shí)建有一、二座室式加熱爐，由機(jī)械手完成出裝爐作業(yè)。中厚板的軋制可分為除磷、粗軋、精軋