【文章內(nèi)容簡介】 基礎(chǔ)自動化、完成程序壓下、物料跟蹤、事故檢測和報警的控制。有的實行包括生產(chǎn)管理級、生產(chǎn)控制級、過程控制級和設(shè)備控制級管理和控制。計算機管理和控制，是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)過程高度自動化，在現(xiàn)階段厚板生產(chǎn)發(fā)展的新技術(shù)，都與計算機相關(guān)。計算機控制給厚板生產(chǎn)帶來了極大的效率。2 產(chǎn)品大綱及技術(shù)要求 產(chǎn)品大綱設(shè)計年產(chǎn)量：212萬噸產(chǎn)品規(guī)格：10～14402000～4500～32000mm代表鋼種規(guī)格：GB353109MnNiDR品種：船板，管線材，橋梁板，鍋爐板，容器板，建筑結(jié)構(gòu)板原料：厚度為200 mm、200 mm、300 mm的連鑄坯、 按鋼種分類產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱代表鋼種執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)年產(chǎn)量/萬噸百分比/%鍋爐和壓力容器板09MnNiDR,18MnMoNbR,15GrMoRGB3531—201437橋梁板Q420qC/D/E,Q460qC/DBG/T714—200825工程機械鋼板NM500,NM550,NM600 Q550 Q690GB/T24186—200921管線鋼板L245,L290，L360，L390GB/T21237—200716低合金鋼板Q500A/D,Q550A/D/EGB1591—200841造船板AH500A32F40，DH500，EH500GB71247建筑板Q420GJB/D/E,Q460GJB/DGB/T19879—200525合計212100 產(chǎn)品按厚度分類大綱產(chǎn)品名稱10~1416~2022~2830~3941~6263~140合計/萬噸比例/%鍋爐和壓力容器板1012544237橋梁板261042125工程機械鋼板34633221管線鋼板12850016低合金鋼板5101076341造船板4681710247建筑板39652025合計284953452710212100 金屬平衡表產(chǎn)品名稱年需胚料/萬噸年產(chǎn)量/萬噸金屬消耗系數(shù)/%成材率/%燒損及氧化率/%切損/%軋廢/%小計/%鍋爐及壓力容器板37橋梁板25工程機械鋼板21管線鋼板16低合金鋼板41造船板47建筑板25合計2123 生產(chǎn)工藝流程及軋機的選擇 軋機的主要類型及布置形式 現(xiàn)代寬厚板的軋機設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求, 實現(xiàn)TMCP, 不僅要求軋機具有更大的軋制壓力和剛性, 而且要求控制冷卻系統(tǒng)要有較大的冷卻能力。因此, 沙鋼2寬厚板生產(chǎn)線設(shè)置了1臺四輥可逆式軋機, 并預(yù)留1臺立輥軋機的位置。國內(nèi)目前在用的寬厚板軋機從機架結(jié)構(gòu)上可分為二輥、三輥及四輥軋機，此外，還有PC軋機、HC軋機等新型軋機。根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，可以在軋機前或后設(shè)置立棍軋機。 二輥軋機二輥可逆式軋機一般不單獨作為成品軋機使用，常與一架四輥精軋機組成一臺雙機架中厚板軋機。這種軋機的工作輥直徑相對較大，允許的咬入角大，軋制壓力及傳動力矩也相對較大，但軋機的剛度小、產(chǎn)品的厚度精度較差，因此不適用于精軋機使用。隨著國內(nèi)軋機的更新?lián)Q代，這種軋機正在逐步退出歷史舞臺[6]。 三輥勞特式軋機三輥勞特式軋機由二輥可逆式軋機發(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。一般上下輥直徑為700～800 mm，中間輥直徑500～550 mm，輥身長度為1800～2300 mm。三輥勞特式軋機生產(chǎn)時，軋件在中間工作輥上下往復(fù)軋制，靠擺動升降臺上下遞送，在上通道軋制時，上輥為工作輥，下輥兼作支撐輥。在下通道軋制時，下輥為工作輥，上輥兼作支撐輥。與二輥軋機相比，尤其在可逆?zhèn)鲃由行枰蕾囍绷麟妱訖C調(diào)速的年代中，三輥勞特式軋機可采用造價較低的交流電機驅(qū)動，實現(xiàn)往復(fù)軋制，并通過采用飛輪是電機容量減小，故設(shè)備簡單，造價低，投資少。此中間輥受上下輥支撐，撓度較小，并且中輥易于更換，使得輥型配合較好，有利于提高鋼板厚度的精確性。此外，由于采用小直徑中間輥，可以顯著的降低軋制壓力和能耗并是鋼板易于延伸。但實際生產(chǎn)中，三輥勞特式軋機卻表現(xiàn)出明顯的缺點：中間輥直徑小且不傳動，因而咬入能力較??；軋機前后裝有升降臺，展寬軋制采用撥鋼機以角軋方式實現(xiàn)，限制了原料的單重，軋制鋼板長度較短，成材率較低；軋機剛度小，產(chǎn)品厚度精度差，不適用于軋制厚而寬的產(chǎn)品，常用于生產(chǎn)4～20 mm的中板。隨著國內(nèi)外四輥軋機的興起，這種軋機也逐漸被淘汰[6]。 四輥軋機四輥軋機是由兩個直徑較小的工作輥和兩個直徑較大的支撐輥所組成，上下工作輥由兩臺直流或交流變頻電機可逆?zhèn)鲃?。與二輥軋機或三輥勞特式軋機相比，四輥軋機的剛度大、軋制規(guī)格范圍廣、產(chǎn)品尺寸精度高、在產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量等方面占有明顯的優(yōu)勢，因此雖然這種軋機的設(shè)備重量及投資大，但仍然逐步成為國內(nèi)外軋機的主要軋機形式，既可以用于粗軋機，又可以用于精軋機[6]。四輥軋機規(guī)格一般按照工作輥的名義輥身長度來標(biāo)稱。 二輥軋機軋制示意圖 三輥勞特式軋機軋制示意圖 四輥軋機軋制示意圖 PC軋機四輥可逆式軋機和立輥軋機的主要性能參數(shù)見下表： 軋機參數(shù)表軋機名稱（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/ms1主傳動交流電機功率/KW四輥可逆式軋機100Φ1600/15004900Φ3200/30904750110210000附著式立輥軋機45Φ1000/90060021200 PC軋機PC（Pair Crossed），是1979年由日本三菱公司和新日鐵聯(lián)合研發(fā)的新型四輥軋機，其上下軋輥成對交叉。作為軋輥的交叉方式，主要有支撐輥成對交叉、工作輥成對交叉和工作輥及支撐輥成對交叉三種。前兩種實際中很少應(yīng)用，主要采用工作輥和支撐輥都成對交叉的PC軋機。其優(yōu)點如下：（1）由于其調(diào)整輥縫時不僅不會產(chǎn)生工作輥的強制撓度，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。（2）不需要工作輥磨出原始輥型曲線。（3）配合液壓彎輥可進行大壓下量軋制，不受板形限制。 HC軋機HC（High Crown Control）軋機（），是20世紀(jì)70年代初日本日立公司和新日鐵合作研發(fā)的六輥軋機。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。 HC軋機HC軋機通過中間輥的橫移，可以適應(yīng)軋制時板寬的變化，實現(xiàn)軋機較大橫向剛度，使得板形控制能力得到很大的提高，具有以下優(yōu)點：（1）熱凸度的有效補償。HC軋機可以通過中間輥的橫移使得工作輥的熱凸度得到有效補償，消除了新輥上機所帶來的麻煩。（2）大壓下的軋制實現(xiàn)。HC軋機中間輥的橫移設(shè)計，使其具有傳統(tǒng)四輥軋機所不能達(dá)到的橫向剛度，從而保證了軋機板形控制的穩(wěn)定性，可以采用小輥頸的工作輥軋制，進而為大壓下軋制的可能創(chuàng)造了條件。（3）邊部減薄現(xiàn)象的緩解。HC軋機通過中間輥的橫移可以減小工作輥的撓曲變形和壓扁變形，同時HC軋機可以使用較小的工作輥直徑，從而顯著的減小了邊部減薄現(xiàn)象。（4）邊部裂紋缺陷的減輕。由于HC軋機可以實現(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。綜上所述，本設(shè)計粗軋機和精軋機均選用PC軋機。 軋機的布置形式目前，世界上寬厚板軋機的布置主要有單機架和雙機架兩種形式。 單機架布置在寬厚板軋機生產(chǎn)線上，采用一架軋機完成全部的軋制道次。采用的機型有二輥可逆式、三輥勞特式和四輥可逆式軋機。如上所述，二輥及三輥勞特式軋機已經(jīng)逐漸被淘汰，目前單機架布置采用的軋機主要機型為四輥可逆式軋機。與雙機架相比，單機架布置設(shè)備投資低，軋線長度短，車間面積小，相對同規(guī)格雙機架軋機而言，軋機產(chǎn)量較低。此外，由于單機架軋機需要兼顧開坯及成品軋制作用，輥耗高，設(shè)備維護量相對較大。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，軋制沖擊及壓下機構(gòu)長期的長行程運動對設(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]。 雙機架布置雙機架布置是指在軋制線上設(shè)置有粗軋機和精軋機，分別完成粗軋和精軋階段的軋制工序。雙機架組合形式通常有二輥可逆+三輥勞特、三輥勞特+四輥可逆、二輥可逆+四輥可逆或粗軋和精軋均為四輥可逆軋機等多種形式。隨著用戶對產(chǎn)品內(nèi)在及外形質(zhì)量要求的不斷提高，以及設(shè)備、控制技術(shù)的不斷進步，目前最廣泛使用的機型已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p機架四輥可逆軋機。在雙機架布置形式中，開坯與成品軋制的任務(wù)有粗軋機和精軋機分別承擔(dān)。在設(shè)備配置上，粗軋機以大開口度、大扭矩及低速大壓下為特征，所軋制的中間坯厚度較厚，因此可不用配置彎輥、竄輥等板形控制機構(gòu)。而精軋機需實現(xiàn)最終產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和精度，因此需要配置完善的板形控制機構(gòu)。此外兩架軋機在工作輥直徑、機械壓下機構(gòu)、傳動裝置方面也有所不同。與單機架相比，雙機架軋機中每架軋機的功能相對單一，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。從國內(nèi)外各種軋機布置的使用效果來看，尤其是在軋機產(chǎn)能、產(chǎn)品質(zhì)量的實現(xiàn)等方面，雙機架軋機均比單機架軋機略勝一籌，因此目前雙機架布置占據(jù)主導(dǎo)地位。但如場地或設(shè)備投資等受到限制，或預(yù)定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一時，單機架布置也能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，因此國內(nèi)外也有很多中厚板工廠根據(jù)自身的需要選擇單機架軋機[6]。本設(shè)計綜合各方面考慮，選擇雙機架布置。 軋鋼機的選擇原則 軋機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車間生茶具有非常重要的作用。軋機選擇的主要依據(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)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言，軋機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。在選擇軋機時，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）有利于軋機的機械化，自動化的實現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善；（5）軋機結(jié)構(gòu)型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；（6）備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化；（7）有良好的綜合經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。目前，由于機械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進步，現(xiàn)在的主要軋機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。為我們選用軋機進行生產(chǎn)提供了方便的條件。 寬厚板的加熱設(shè)備及高壓水除鱗系統(tǒng) 加熱爐寬厚板車間為鋼材熱加工車間，原料的加熱工序必不可少，加熱工序主要設(shè)備就是加熱爐。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。加熱爐的熱工操作應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行。如在軋機正常生產(chǎn)時。軋制節(jié)奏較快，要求提高加熱爐的產(chǎn)量，爐溫可按上限控制。當(dāng)軋機生產(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。加熱原料時要保證燒透，即保證加熱時間。為使加熱爐內(nèi)溫度分布合理應(yīng)注意調(diào)節(jié)爐膛壓力，保證出料端爐膛壓力為零或微正壓，以使?fàn)t內(nèi)氣氛保持暢通。加熱的目的：（1）降低變形抗力，提高鋼的塑形，便于塑形加工。（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。（3）改善金屬的內(nèi)部組織。寬厚板——作為一種比較獨特的軋制產(chǎn)品，因原料品種、規(guī)格較多，所以對加熱設(shè)備也有一定的特殊要求。根據(jù)不同產(chǎn)品的產(chǎn)品大綱可選加熱爐爐型主要有4種：推鋼式連續(xù)加熱爐、步進梁式連續(xù)加熱爐、均熱爐和車底式加熱爐。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。雖然均熱爐與車底爐從結(jié)構(gòu)和布置上有很大區(qū)別，但兩者的加熱制度比較接近，都為專設(shè)裝出料設(shè)備的間歇性加熱爐，均熱爐對板坯的規(guī)格范圍和形狀限制的比較嚴(yán)格，燒嘴數(shù)量較少，溫度均勻性較差。 爐型的比較（1）對板坯尺寸、形狀的要求步進梁式連續(xù)加熱爐對板坯的最短長度要求一般不小于1700mm，相應(yīng)板坯的最大長度也比較長。推鋼式連續(xù)加熱爐有一個推鋼比限制，即推鋼長度/板坯厚度小于200～250 mm，如果推鋼長度要核算允許的板坯最小厚度。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。此外，在板坯厚度較厚、推鋼長度較長時板坯側(cè)面形狀盡量呈凸?fàn)?。車底式加熱爐對板坯尺寸、形狀沒有特殊要求。（2）加熱質(zhì)量步進梁式連續(xù)加熱爐如果選用拖入機裝出料，那么板坯在裝出料及爐內(nèi)輸送過程中板坯與支撐塊之間沒有滑動，板坯下表面很少產(chǎn)生劃傷?；顒恿汉凸潭航?