【文章內(nèi)容簡介】 分段冷卻的方法來改變軋輥的徑向膨脹分布。在高精度的中厚板軋機板形控制系統(tǒng)中，這三種方法相互結(jié)合，能夠消除復雜的板形缺陷。板形控制系統(tǒng)主要由軋輥熱凸度計算模塊、軋輥磨損計算模塊、預設(shè)定計算模塊、自適應(yīng)計算模塊等構(gòu)成。（5）中厚板平面形狀控制技術(shù)強力且響應(yīng)性能高的液壓AGC 系統(tǒng)和配有自動寬度控制的近置式軋邊機等設(shè)備在中厚板生產(chǎn)中的應(yīng)用，豐富了鋼板平面形狀的控制方法，促進了平面形狀控制技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過在中間變形道次進行板坯變厚度軋制以及利用附設(shè)的立輥軋機，國外一些著名企業(yè)相繼開發(fā)出各種平面形狀控制軋制技術(shù)，如厚邊展寬軋制法( MAS 軋制法)、“狗骨”軋制法(簡稱DBR 軋制法)、薄邊展寬軋制法、無切邊軋制法等多種控制方法。這些方法雖然應(yīng)用原理和變形特點不同，但均可以達到控制鋼板平面形狀的目的，有效地提高了中厚板成材率。（6) 熱處理工藝熱處理的目的是通過加熱、保溫和冷卻使鋼板獲得所要求的金相顯微組織，從而提高其力學性能和加工性能。雖然采用控制軋制和控制冷卻可以取代傳統(tǒng)正火或調(diào)質(zhì)等熱處理工藝采用在線直接淬火可以取代傳統(tǒng)的淬火工藝，但至今尚未能全部取代產(chǎn)品的熱處理工藝。同時熱處理的產(chǎn)品具有整批性能穩(wěn)定的優(yōu)點。 某些軋制性能不合的產(chǎn)品，可采用熱處理措施予以挽救。 某些用戶還會制定產(chǎn)品必須經(jīng)過熱處理交貨。因此，熱處理工序在現(xiàn)代化中厚板生產(chǎn)中式必不可少的。（1）項目名稱:年產(chǎn)量230萬噸的5300寬厚板廠。（2）分析概況：經(jīng)過對國內(nèi)與國外市場的分析與預測，結(jié)合對當?shù)刭Y源、原料、地理等條件綜合分析，我們選擇上海地區(qū)作為建廠廠址，設(shè)計一座年產(chǎn)量230萬噸寬厚板廠，且以5300寬厚板為典型產(chǎn)品。上海港位于長江三角洲前緣，居我國18000 公里大陸海岸線的中部、扼長江入?？?，地處長江東西運輸通道與海上南北運輸通道的交匯點，是我國沿海的主要樞紐港，我國對外開放，參與國際經(jīng)濟大循環(huán)的重要口岸。上海市外貿(mào)物資中99%經(jīng)由上海港進出，每年完成的外貿(mào)吞吐量占全國沿海主要港口的20%左右。上海港也是世界著名港口，2006年貨物吞吐量位居世界第一，集裝箱吞吐量世界第三。上海港依江臨海，以上海市為依托、長江流域為后盾，經(jīng)濟腹地廣闊，全國31個省市（包括臺灣?。┒加胸浳锝?jīng)過上海港裝卸或換裝轉(zhuǎn)口。上海港的水陸交通便利，集疏運渠道暢通，通過高速公路和國道、鐵路干線及沿海運輸網(wǎng)可輻射到長江流域甚至全國，對外接近世界環(huán)球航線，處在世界海上航線邊緣。另外，上海還有發(fā)達的航空運輸。寬厚板的運輸是一項很中還要的問題，大于4000mm的寬厚板只能進行水路運輸，上海市靠海的這一地理優(yōu)勢有效解決了這一問題，也是上海成為重要的經(jīng)濟地區(qū)的一個主要因素。上海是一所高校和科研機構(gòu)云集的城市，各方面人才眾多，有專業(yè)的科研人員，同時上海是一座歷史久遠的工業(yè)城市，便利的水上交通是它成為一座與世界接軌的大都市，掌握擁有最尖端的技術(shù)，掌握最前沿的資料，用雄厚的經(jīng)濟實力不斷向世界展示著它的實力。 在上海建造寬厚板廠不但可以提供足夠的技術(shù)支持，同時也可以提供一支技術(shù)實力雄厚的工人隊伍，是建廠的最佳選擇。、電資源 上海地區(qū)水資源豐富，地區(qū)河湖眾多，水網(wǎng)密布，境內(nèi)水域面積697平方公里，上海河網(wǎng)大多屬黃浦江水系，主要有黃浦江及其支流蘇州河、川揚河、淀浦河等。豐富的水資源為上海的工業(yè)農(nóng)業(yè)提供了可靠的保障。鋼鐵生產(chǎn)需要大量的水資源，而上海地區(qū)豐富的水資源為其提供了另一個優(yōu)勢上海是一座歷史悠久的沿海重工業(yè)城市，大的發(fā)電廠很多，其中水力發(fā)電站就有22座，遠遠滿足了該地區(qū)的生產(chǎn)和生活需求。穩(wěn)定的電力資源同樣保障了生產(chǎn)的順利進行。 建造新的中厚板廠的必要性在寬厚板領(lǐng)域中最有代表性的兩大用戶是大口徑長距離輸油氣管線用鋼板和大型船舶制造業(yè)用寬、長厚板。它們的共同要求是高強度、高韌性( 特別是低溫下的高沖擊韌性) 和在不預熱的條件下進行大輸入熱量的焊接( 簡稱“易焊”)。而我國在這些鋼種中, 有的是品種空白( 如直縫焊管用鋼、海洋平臺用鋼) , 有的是性能牌號偏低( 如不能生產(chǎn)DH36 以上的高級船板以及能承受三向拉應(yīng)力的船用和橋梁用鋼板) , 有的是規(guī)格尺寸不能滿足要求。到目前為止，國內(nèi)中厚板軋機與熱連軋機的總產(chǎn)能已超過了1 億t。從數(shù)量上看，寬厚板及中板產(chǎn)品完全可以滿足市場需求，因此，各生產(chǎn)廠之間存在一定的競爭。但大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)量雖大，但品種、規(guī)格、質(zhì)量和性能等方面存在嚴重不足，還不能很好地滿足市場需求。從產(chǎn)量來看，至2010 年底，全國可以生產(chǎn)、試生產(chǎn)的中厚板軋機共70 套；首鋼本部中厚板因搬遷于2010 年7 月停產(chǎn)，湘潭寬厚板2010 年10 月份才熱負荷試車，張家港華偉中板因故全年停產(chǎn)，因此2010 年全年生產(chǎn)、試生產(chǎn)的中厚板軋機共67 套。67 套軋機共生產(chǎn)中板、厚板、特厚板6 947 萬t，比2009 年增加1 萬t。其中，中板4 萬t， 萬t；厚板2 萬t，增加418 萬t； 萬t， 萬t。2004—2010 [4]。2010 萬t，比2009 %； 萬t，%； 萬t，%。數(shù)據(jù)顯示后金融危機時期國際市場對中板、特厚板的需求上升，而對厚板的需求略降，中板的出口去向主要是韓國和其他亞州國家且以造船板為主。目前，國內(nèi)已投產(chǎn)5 000mm 及以上寬厚板線6 條，計劃及在建8 條，寬厚板總產(chǎn)能已超出市場承受能力，產(chǎn)能過剩已成必然。但是，高附加值、高質(zhì)量、超寬超厚及性能穩(wěn)定的專用厚板仍需進口，少數(shù)產(chǎn)品為國外廠家壟斷，如X100 以上的管線板、橋梁及建筑用的變截面鋼板（LP）、高性能船板及海洋工程用鋼等，在這些領(lǐng)域，國內(nèi)先進的5 000mm及以上軋機將大有作為。由此可見,建設(shè)一所的5m 級寬厚板廠在品種、規(guī)格、裝備、工藝、精度及所產(chǎn)厚板的實物質(zhì)量諸方面都提高了相當大的水平, 從任何意義上講, 均非屬重復建設(shè)而是填補空缺之舉。市場的需求, 時不我待, 輸油氣與船舶用材的高峰已經(jīng)到來。為這些行業(yè)提供國內(nèi)尚不能提供的材料, 已屬燃眉之急。因此, 應(yīng)是抓住機遇,而不要喪失機遇。 應(yīng)是盡快決斷, 而不要貽誤戰(zhàn)機。建造5m 級寬厚板廠,以期及時贏得市場, 為國增效。這既是用戶的期待, 也是我們應(yīng)該努力的方向。第二章 產(chǎn)品大綱及相關(guān)技術(shù)要求 產(chǎn)品大綱產(chǎn)品大綱是設(shè)計任務(wù)書的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制定產(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)。寬厚板品種主要有以下幾種：造船鋼板、管線用鋼板、壓力容器用鋼板、鍋爐鋼板、建筑構(gòu)件鋼板、橋梁鋼板、模具鋼板、耐大氣腐蝕鋼板等。產(chǎn)品大綱的原則如下：（1）市場需求（當前市場對相應(yīng)產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量上的要求及數(shù)量上的供需差異情況)；（2）生產(chǎn)所列產(chǎn)品所需坯料供應(yīng)的可能性（上級車間生產(chǎn)情況）；（3）為生產(chǎn)所列產(chǎn)品當前技術(shù)上的可能性（產(chǎn)品性能、精度保證）；（4）設(shè)備合理利用，有好的技術(shù)經(jīng)濟指標。隨著我國造船、海洋石油產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展, 船板鋼的需求日益增加, 另外船舶向大型化、高速化方向發(fā)展的趨勢使高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼、海洋石油平臺工程用鋼的需求不斷擴大, 對鋼鐵制造業(yè)提出了新的要求。加強對船板鋼的發(fā)展趨勢、生產(chǎn)技術(shù)特別是高強船板鋼的生產(chǎn)控制技術(shù)的研究, 成為寬厚板企業(yè)的重中之重[5]。我國的管線用鋼起步較晚，到20世紀90年代從日本進口了數(shù)百萬噸管線鋼板，用以建造重要的輸送油、氣管線[6]。為適應(yīng)城市煤氣化和海洋石油天然氣的開發(fā),利用管道輸送效率高、成本低的特點,大直徑焊管必將迅速增加。今后國內(nèi)對輸送管線發(fā)展的趨勢是采用高壓輸送大口徑直縫焊管,其對鋼的強度、韌性均有更高的要求。我國應(yīng)加緊開發(fā)符合API要求的X42～X80管線用鋼板,以滿足管線用鋼發(fā)展的要求。這種鋼板一般用于制造石油化工的球罐、油氣罐及化工機械設(shè)備容器等。我國壓力容器用鋼板隨著石油化工和核能的發(fā)展其潛力很大,而目前生產(chǎn)能力僅為30萬t/a,遠遠滿足不了國內(nèi)需求。特別是厚度＞40 mm的高強、耐低溫沖擊的壓力容器用鋼板仍需進口。建筑用鋼包括線材、棒材( 主要指鋼筋) 、板材、型鋼、鋼管和涂鍍層板等品種。隨著科學技術(shù)的進步和人們生活水平的提高,國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑得到了快速的發(fā)展, 特別是大型場館和工業(yè)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)業(yè)已成為發(fā)展趨勢[7]。建筑鋼板多以普碳鋼板為主，由于國家社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還將在較長時間內(nèi)處于增長階段, 因此國內(nèi)建筑用鋼的市場是非?？捎^的。橋梁鋼板是制造橋梁結(jié)構(gòu)件專用的厚鋼板，用于架造鐵路橋梁、公路橋梁、跨海大橋等。橋梁作為交通運輸?shù)闹匾O(shè)施其發(fā)展又促進了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)代橋梁的發(fā)展與進步不僅要求鋼材品種、規(guī)格和強度級別齊全,而且對耐候性、抗層狀撕裂和鋼質(zhì)穩(wěn)定性、高綜合性等提出了更高要求。隨著我國交通建設(shè)的迅猛發(fā)展,對橋梁板的需求量正在逐漸增加?？紤]以上品種的市場需求以及軋機的實際生產(chǎn)能力設(shè)計產(chǎn)品方案，該產(chǎn)品方案主要是以船板鋼為主要生產(chǎn)品種，但是隨著目前產(chǎn)品性能要求的不斷提高，二期建設(shè)完成后合金鋼等高附加值鋼材的產(chǎn)量比例也將不斷提高。、。 產(chǎn)品方案表編號類型鋼種原料規(guī)格/mm產(chǎn)品規(guī)格/mm所占比例/%1船板鋼16Mn2500350450042460015%2船板鋼16Mn2700200430020440010%3船板鋼16Mn280032045005046008%4普碳鋼Q2352400300430042450010%5普碳鋼Q235210025040001540005%6普碳鋼Q235250034045004046005%7管線鋼X65250030036002038005%8管線鋼X70270020038001840005%9管線鋼X80260020037001238005%10壓力容器16 Mng280018039001240008%11模具鋼5CrMnMo250030045004246005%12高壓鍋爐板20 g270020045001046005%13耐大氣腐蝕板SMA40025002004500640009%14橋梁板Q345280026038002039005% 化學成分表鋼種化學成分 %16MnC: ～% 、Mn:～、Si:～、S≤、P≤Q235C:～% 、Mn:～、Si≤、S≤、P≤X65 C≤、Si≤、Mn:～、P≤、S≤、V≤、Nb≤X70C≤、Si≤、Mn≤、P≤、S≤、V≤、Nb≤X80C≤、Si≤、Mn≤、P≤、S≤、V≤、Nb≤16MngC:～ 、Si：、Mn：～、 P≤、 S≤20gC≤、Si:、Mn:～、P≤、S≤SMA400 C≤、Si:、Mn≤、P≤、S≤、Cr≤、Cu:～、Ni:Q345 C≤、Mn:、Si≤、P≤ 、S≤、Al≥、 V ：、Nb:、Ti: 金屬平衡金屬消耗是車間技術(shù)經(jīng)濟指標中的材料消耗指標，是軋鋼生產(chǎn)中最重要的消耗，通常占產(chǎn)品成本的一半以上（80%），設(shè)法降低金屬消耗，對節(jié)約金屬、降低產(chǎn)品成本有重要意義。金屬消耗指標通常以金屬消耗系數(shù)表示，其含義是生產(chǎn)一噸合格鋼材需要的鋼錠或鋼坯量。其計算公式如下： K=W/Q或K=1/b （21）式中 b：成材率，%；Q：原料重量，t；W：各種原因造成的金屬損失量，t；K：金屬消耗系數(shù)。中厚板生產(chǎn)過程中金屬損失有兩種類型：一是物理損耗，包括：切頭、切尾、切邊、過程廢品、取樣損失、改尺損失、成品放尺損失等。二是化學損耗，包括：倍尺連鑄坯在高溫切割時的割渣、鋼坯在加熱過程中表面氧化產(chǎn)生的一次氧化鐵皮、高溫軋件在空氣中產(chǎn)生的二次氧化鐵皮等。(1) 燒損：燒損是指金屬在高溫下加熱表面被氧化的損失（含爐內(nèi)及成型過程的二次氧化） 。一次氧化鐵皮為主。一般一次加熱燒損2~3%。量與時間和溫度有關(guān)。與材質(zhì)，坯料種類，爐型和加熱制度等有關(guān)。從鋼錠到合格產(chǎn)品的整個過程中，金屬消耗經(jīng)過多次加熱和冷卻。據(jù)統(tǒng)計，在生產(chǎn)的全過程中，金屬燒損量最高可以達到5～6%。燒損與加熱時間、加熱溫度、爐氣氣氛 、鋼的化學成分等因素有關(guān)，實踐證明，加熱溫度越高，在高溫下停留時間越長，爐內(nèi)氧氣氣氛越強，金屬燒損越多。、[8]，表示加熱溫度，保溫時間對金屬燒損的影響。軋制過程中，金屬一次加熱，軋制所形成的氧化損失一般在2～3%左右。 （2）切損：切損包括切頭、切尾、切邊和由于質(zhì)量不合格而且除所造成的金屬消耗，切損主要與鋼種、鋼材種類及其要求、坯料尺寸計算的精確程度以及選用的原料狀況有關(guān)，在鋼材中鋼板要切邊，其切邊損失量是切損的主要損失因素。（3）清理表面損失：清理金屬表面的損失包括原料表面缺損處理，酸洗以及軋后成品表面缺損處理的金屬損失。由于鋼種和清理方法不同，以及對鋼材要求不一樣。因此造成的金屬清理損失也不同。一般在1～3%的范圍內(nèi)。（4）軋廢：軋廢是指操作不當出現(xiàn)事故出的廢品（帶鋼跑偏造成廢鋼）與坯料質(zhì)量，加熱質(zhì)量，成型操作及均衡生產(chǎn)等有關(guān)，通常為1%左右。為了研究金屬消耗情況，任何軋鋼車間都要按期進行金屬平衡分析工作，對期間金屬消耗諸因素進行統(tǒng)計分析，找出金屬消耗變化的影響因素，采取切實可行的對策、措施，盡力降低金屬消耗，提高車間的綜合經(jīng)濟效益。： 金屬消耗系數(shù)編號產(chǎn)品原料重量/t燒損/%切損/%軋廢/%成品重量/t金屬消耗系數(shù)成材率/%1424600%%%2204400%%%3504600%%