【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 等方面存在嚴(yán)重不足，還不能很好地滿足市場(chǎng)需求。從產(chǎn)量來(lái)看，至2010 年底，全國(guó)可以生產(chǎn)、試生產(chǎn)的中厚板軋機(jī)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(fù)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(jī)共67 套。67 套軋機(jī)共生產(chǎn)中板、厚板、特厚板6 947 萬(wàn)t，比2009 年增加1 萬(wàn)t。其中，中板4 萬(wàn)t， 萬(wàn)t；厚板2 萬(wàn)t，增加418 萬(wàn)t； 萬(wàn)t， 萬(wàn)t。2004—2010 [4]。2010 萬(wàn)t，比2009 %； 萬(wàn)t，%； 萬(wàn)t，%。數(shù)據(jù)顯示后金融危機(jī)時(shí)期國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中板、特厚板的需求上升，而對(duì)厚板的需求略降，中板的出口去向主要是韓國(guó)和其他亞州國(guó)家且以造船板為主。目前，國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)5 000mm 及以上寬厚板線6 條，計(jì)劃及在建8 條，寬厚板總產(chǎn)能已超出市場(chǎng)承受能力，產(chǎn)能過(guò)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(jìn)口，少數(shù)產(chǎn)品為國(guó)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(guó)內(nèi)先進(jìn)的5 000mm及以上軋機(jī)將大有作為。由此可見(jiàn),建設(shè)一所的5m 級(jí)寬厚板廠在品種、規(guī)格、裝備、工藝、精度及所產(chǎn)厚板的實(shí)物質(zhì)量諸方面都提高了相當(dāng)大的水平, 從任何意義上講, 均非屬重復(fù)建設(shè)而是填補(bǔ)空缺之舉。市場(chǎng)的需求, 時(shí)不我待, 輸油氣與船舶用材的高峰已經(jīng)到來(lái)。為這些行業(yè)提供國(guó)內(nèi)尚不能提供的材料, 已屬燃眉之急。因此, 應(yīng)是抓住機(jī)遇,而不要喪失機(jī)遇。 應(yīng)是盡快決斷, 而不要貽誤戰(zhàn)機(jī)。建造5m 級(jí)寬厚板廠,以期及時(shí)贏得市場(chǎng), 為國(guó)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(jì)任務(wù)書的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時(shí)制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程，確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)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(chǎng)需求（當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)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(jí)車間生產(chǎn)情況）；（3）為生產(chǎn)所列產(chǎn)品當(dāng)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(jì)指標(biāo)。隨著我國(guó)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(shì)使高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼、海洋石油平臺(tái)工程用鋼的需求不斷擴(kuò)大, 對(duì)鋼鐵制造業(yè)提出了新的要求。加強(qiáng)對(duì)船板鋼的發(fā)展趨勢(shì)、生產(chǎn)技術(shù)特別是高強(qiáng)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(guó)的管線用鋼起步較晚，到20世紀(jì)90年代從日本進(jìn)口了數(shù)百萬(wàn)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(kāi)發(fā),利用管道輸送效率高、成本低的特點(diǎn),大直徑焊管必將迅速增加。今后國(guó)內(nèi)對(duì)輸送管線發(fā)展的趨勢(shì)是采用高壓輸送大口徑直縫焊管,其對(duì)鋼的強(qiáng)度、韌性均有更高的要求。我國(guó)應(yīng)加緊開(kāi)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(jī)械設(shè)備容器等。我國(guó)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(wàn)t/a,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)需求。特別是厚度＞40 mm的高強(qiáng)、耐低溫沖擊的壓力容器用鋼板仍需進(jìn)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水平的提高,國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑得到了快速的發(fā)展, 特別是大型場(chǎng)館和工業(yè)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)業(yè)已成為發(fā)展趨勢(shì)[7]。建筑鋼板多以普碳鋼板為主，由于國(guó)家社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于增長(zhǎng)階段, 因此國(guó)內(nèi)建筑用鋼的市場(chǎng)是非常可觀的。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(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)施其發(fā)展又促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)代橋梁的發(fā)展與進(jìn)步不僅要求鋼材品種、規(guī)格和強(qiáng)度級(jí)別齊全,而且對(duì)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(guó)交通建設(shè)的迅猛發(fā)展,對(duì)橋梁板的需求量正在逐漸增加?？紤]以上品種的市場(chǎng)需求以及軋機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)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(hào)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(xué)成分表鋼種化學(xué)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(jì)指標(biāo)中的材料消耗指標(biāo)，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(duì)節(jié)約金屬、降低產(chǎn)品成本有重要意義。金屬消耗指標(biāo)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(jì)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(guò)程中金屬損失有兩種類型：一是物理?yè)p耗，包括：切頭、切尾、切邊、過(guò)程廢品、取樣損失、改尺損失、成品放尺損失等。二是化學(xué)損耗，包括：倍尺連鑄坯在高溫切割時(shí)的割渣、鋼坯在加熱過(guò)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(guò)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(shí)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(gè)過(guò)程中，金屬消耗經(jīng)過(guò)多次加熱和冷卻。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在生產(chǎn)的全過(guò)程中，金屬燒損量最高可以達(dá)到5～6%。燒損與加熱時(shí)間、加熱溫度、爐氣氣氛 、鋼的化學(xué)成分等因素有關(guān)，實(shí)踐證明，加熱溫度越高，在高溫下停留時(shí)間越長(zhǎng)，爐內(nèi)氧氣氣氛越強(qiáng)，金屬燒損越多。、[8]，表示加熱溫度，保溫時(shí)間對(duì)金屬燒損的影響。軋制過(guò)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(jì)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(duì)鋼材要求不一樣。因此造成的金屬清理?yè)p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(dāng)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(jìn)行金屬平衡分析工作，對(duì)期間金屬消耗諸因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出金屬消耗變化的影響因素，采取切實(shí)可行的對(duì)策、措施，盡力降低金屬消耗，提高車間的綜合經(jīng)濟(jì)效益。： 金屬消耗系數(shù)編號(hào)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%%%4424500%%12%5154000%%%6404600%%%7203800%%%8184000%%%9123800%%%10124000%%%11424600%%%12104600%%%1364000%%%14203900%%%第三章 軋機(jī)的布置及工藝流程的制定軋機(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。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對(duì)車間生茶具有非常重要的作用。 軋機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程。對(duì)軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)而言，軋機(jī)選擇的內(nèi)容是：確定軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要參數(shù)，選用軋機(jī)機(jī)架數(shù)即布置形式。在選擇軋機(jī)時(shí)，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(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人的勞動(dòng)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(jiǎn)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)。目前，由于機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進(jìn)步，現(xiàn)在的主要軋機(jī)除去一些特殊用途外，基本上都已經(jīng)趨于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化了。為我們選用軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)提供了方便的條件。用于中厚板生產(chǎn)的軋機(jī)有以下四種：二輥可逆式軋機(jī)、三輥勞特式軋機(jī)、四輥可逆式軋機(jī)和萬(wàn)能式軋機(jī)。（1）二輥可逆式軋機(jī)二輥可逆式軋機(jī)于1850年前后用于生產(chǎn)中厚板，現(xiàn)在多用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用可逆、調(diào)速軋制，理由上輥進(jìn)行壓下量調(diào)整，具有咬入角打、壓下量大、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。此外上輥抬起高度大，軋機(jī)重量不受限制，所以對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，既可以軋制大鋼錠也可以軋制板坯。但是二輥軋機(jī)的輥系剛度較差，鋼板厚度公差大。因此一般只適于生產(chǎn)厚規(guī)格的鋼板，而更多的是用作雙機(jī)布置中的粗軋機(jī)座。（2）三輥勞特式軋機(jī)1864年美國(guó)創(chuàng)建了世界上第一臺(tái)勞特式軋機(jī)，專門用于中厚板生產(chǎn)。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)。軋制過(guò)程由軋機(jī)的兩個(gè)動(dòng)作完成的，利用中輥升降和升降臺(tái)實(shí)現(xiàn)軋件的往返軋制，無(wú)需軋輥正反轉(zhuǎn)；利用上輥進(jìn)行壓下量調(diào)整。得到每道次的壓下量。三輥勞特式軋機(jī)設(shè)備投資少、建廠快、軋機(jī)輥系剛度比二輥可逆式軋機(jī)大，因而生產(chǎn)的鋼板精度也高些。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?，F(xiàn)已大部分被淘汰。（3）四輥可逆式軋機(jī)1870年美國(guó)投產(chǎn)了世界上第一臺(tái)四輥可逆式軋機(jī)。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)工作輥或支撐輥。軋制過(guò)程與二輥可逆式軋機(jī)相同。它具有二輥可逆式軋機(jī)生產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又由于有支撐輥使軋機(jī)輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。而且因?yàn)楣ぷ鬏佒睆叫。沟迷谙嗤堉茐毫ο履苡懈蟮膲合铝?，軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜，和二輥可逆式軋機(jī)相比如果軋機(jī)開(kāi)口度相同，四輥可逆式軋機(jī)將要求有更高的廠房，這些都增加了投資。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于軋機(jī)生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機(jī)。（4）萬(wàn)能式軋機(jī)萬(wàn)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)。萬(wàn)能式軋機(jī)始于1907年，是用來(lái)生產(chǎn)齊邊鋼板，以提高成材率的。但實(shí)踐證明立輥軋邊只在寬厚比（B/H）小于60～70時(shí)才能起作用，而當(dāng)B/H大于70時(shí)用立輥軋邊很容易產(chǎn)生縱向彎曲，不僅起不到齊邊作用反而使操作復(fù)雜，容易造成事故。并且立輥與水平輥要實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行還要增加電氣設(shè)備和操作的復(fù)雜性。中厚板尤其是寬厚板由于B/H大，所