【文章內(nèi)容簡介】 10 耐磨鋼 254,769 231,840 16 生產(chǎn)工藝的制定 工藝流程制定的依據(jù) [4] 將各種化學(xué)成分、形狀不同的鋼錠、鋼坯和連鑄坯軋成形狀和性能都符合要求的鋼板，需要一系列的工序，這些工序的組合和順序叫做軋鋼生產(chǎn)工藝流程。顯然，不同的軋制產(chǎn)品有不同的流程。 盡管由若干工序組成的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程是比較復(fù)雜的， 但工序的取舍不是任意的，工藝設(shè)計的任務(wù)就是掌握制定工藝流程的原則，正確地選擇工序內(nèi)容和確定各個基本工序的主要參數(shù)，以達(dá)到獲得產(chǎn)量高、質(zhì)量好、消耗低的目的。制定工藝流程的主要依據(jù)是： （ 1） 產(chǎn)品的技術(shù)條件：通常在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼材品種規(guī)格、技術(shù)條件、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精度、鋼錠內(nèi)部組織與性能及表面質(zhì)量都做出了明確的規(guī)定。顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝過程的首要依據(jù)。因?yàn)檫_(dá)到產(chǎn)品的技術(shù)要求是我們組織生產(chǎn)的出發(fā)點(diǎn)。 （ 2) 鋼種的加工性能：鋼錠加工工藝 性能包括了鋼錠變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性以及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中的難易程度，決定并影響了我們對金屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。因此，鋼錠加工工藝性能是制定工藝過程的首要依據(jù)。 （ 3）生產(chǎn)規(guī)模大?。阂话闵a(chǎn)規(guī)模大小有兩個含義，即企業(yè)規(guī)模大小和品種批量的多少。企業(yè)規(guī)模的大小決定了工藝過程是一 17 次成材還是兩個階段生產(chǎn)的問題。至于批量的多少主要反映在選取設(shè)備的技術(shù)條件、產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品的工藝過程無顯著影響。 （ 4） 產(chǎn)品成本：成本是生產(chǎn)效果的綜合反映， 是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼錠加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高，其生產(chǎn)過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會相應(yīng)提高。反之，產(chǎn)品成本則下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反應(yīng)。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)。 （ 5）工人的勞動條件：工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危機(jī)勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。否則，因采取妥善的防護(hù)措施。 應(yīng)當(dāng)說明，上述制定工藝過程的各項(xiàng)依據(jù)是相互聯(lián)系、相互影響的。在確定工藝過程時應(yīng)該進(jìn)行綜合的 考慮，任何片面的強(qiáng)調(diào)某一方面的做法都會給生產(chǎn)帶來不良的影響。 生產(chǎn)工藝流程 被稱為軋制生產(chǎn)過程中的各種化學(xué)成分，不同形狀的鋼錠，鋼坯和開花的形狀和性能，以滿足要求的鋼材，通過一系列的所需步驟，對這些過程的組合和順序。顯然，不同的產(chǎn)品具有不同的軋制工藝。 正確的制定過程中軋制車間工藝設(shè)計的重要組成部分。連軋生產(chǎn)工藝開發(fā)的主要目的是為了獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品符合要求，其次要確保質(zhì)量，在追求高收益率的基礎(chǔ)上，磨，可以做各種原材料，降低材 18 料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確的產(chǎn)品制定過程合理化進(jìn)程，磨意義的作用。高品 質(zhì)，低消費(fèi)過程中制定的總體要求，產(chǎn)品。 車間生產(chǎn)工藝流程圖 板坯加熱 配置 3 座加熱爐，加熱爐選用步進(jìn)式加熱爐，板坯采用冷料裝爐和熱料裝爐兩種方式，其中熱裝溫度為 400～ 700℃ 。 清除氧化鐵皮 加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。在通過除鱗箱時，由壓力約 21MPa 的高壓水噴除板坯上、下表面的氧化鐵皮，然連鑄板坯 加熱 粗扎 精軋 控制冷卻 高壓水除鱗 熱矯直 冷床冷 卻 表面檢查、 修磨 切頭尾、 分段 切邊、刨分 切定尺、取樣 自動打印、噴印 中厚板產(chǎn)品 表面噴丸處理 淬火 自動超 聲波探 傷 熱處理 人工超聲 波探傷 火焰切定 尺取樣 冷矯直 19 后經(jīng)粗軋機(jī)前輸入輥道輸送至四輥粗軋機(jī)處進(jìn)行粗軋軋制。 軋制 （ 1） 軋制過程經(jīng) 過粗軋機(jī)和精軋機(jī)兩架軋機(jī)完成，采用可逆式軋制。在粗軋機(jī)前后設(shè)置有回轉(zhuǎn)輥道和推床；在精軋機(jī)前設(shè)置有回轉(zhuǎn)輥道，前后設(shè)有推床。 （ 2）軋制中再生氧化鐵皮的噴除軋件在軋制過程中，可用機(jī)架上的高壓水除鱗裝置去其上的再生氧化鐵皮。 軋后加速冷卻 在精軋機(jī)與熱矯直機(jī)間設(shè)有一套鋼板加速冷卻系統(tǒng)。鋼板通過ACC 裝置時，上、下兩面同時噴水進(jìn)行加速冷卻，使鋼板的溫度快速下降。鋼板通過 ACC 裝置的速度約 ~，在噴冷的同時，還由側(cè)面以約 的中壓水噴吹清除鋼板表面的汽化層，保證冷卻效果。 鋼的軋后精整工序 （ 1）熱矯直 鋼板一般在 600~850℃ 進(jìn)行熱矯，較薄的鋼板溫度可能降低至500~550℃ ，較厚的鋼板可接近 800~900℃。矯直速度是根據(jù)鋼板的矯直溫度、厚度及強(qiáng)度性能等因素確定的，速度范圍為 0~。鋼板在矯直機(jī)上一般矯直 1 道，特殊情況下可采用 3 道。 （ 2）鋼板冷卻： 熱矯后的鋼板一般在 600~900℃ 左右進(jìn)入冷床。 寬厚板的熱處理 寬厚鋼板熱處理 有 正火，淬火和回火（淬火和回火）的主要途 20 徑，正火和控制冷卻 +正火，回火，回火 +退火，直接淬火（ DQ），直接淬火和回火。其中，最大的是處理板正火，正火 +回火，熱處理產(chǎn)品占 70％左右，周圍的一切，淬火板，占 15％左右，其他，如回火 15％。 藝流程如下： DQ(在線直接淬火 ) 軋后鋼板（包括厚度大于 25mmTMCP 鋼板） 正火 淬火（輥底壓力淬火機(jī)） 控制冷卻（弱水冷、風(fēng)冷或空冷） 回火（輥底式或步進(jìn)梁式熱處理爐或罩式爐） 矯直（冷矯或壓力矯） 冷床冷卻 21 車間的平面布置和軋機(jī)的選擇 車間的平面布置 車間布置原則 （ 1） 符合要求的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程線是合理的。 （ 2）有利于生產(chǎn)和占地面積小，運(yùn)輸線路短，以減少周期時間和提高生產(chǎn)率。 （ 3），以確保操作方便，安全生產(chǎn)。 （ 4）避免相互交叉的金屬流線和其他物資運(yùn)輸線。 （ 5）考慮未來發(fā) 展的余地 選擇金屬流程線 綜合考慮車間的長度及空間布局，特別是精整跨與加熱跨的合理布置，所以車間的金屬流動形式采用直線移動式。 生產(chǎn)設(shè)備的布置 [5] 將車間布置為 9 跨，原料跨、加熱跨、主軋跨、冷床跨、剪切跨、精整跨、熱處理跨、成品跨、軋輥跨。 22 表 生產(chǎn)設(shè)備布置表 項(xiàng)目 序號 名稱 主要設(shè)備 1 原料跨 火焰切割機(jī)、橫移小車 2 加熱跨 步進(jìn)式加熱爐、輥道 3 主軋跨 3800mm,4100mm 四輥精軋機(jī)、高壓水除鱗、推床、輥道 4 冷床跨 冷床、輥道 5 剪切跨 切頭剪、雙邊剪、超聲波探傷儀 6 精整跨 修磨臺架、翻鋼機(jī)、輥道橫移裝置、矯直機(jī) 7 熱處理跨 熱處理爐、熱處理冷床、淬火機(jī)、矯直機(jī) 8 成品跨 輥道、橫移裝置 9 軋輥跨 磨床、冷卻裝置 23 1 原料庫 2 步進(jìn)式加熱爐 3 輥道 4 軋機(jī) 5 冷床 6 剪切機(jī) 7 修磨臺架 8 矯直機(jī) 9 成品跨 10 軋輥跨 11 熱處理跨 圖 車間設(shè)備 軋機(jī)的類型及布置形式 [14] 寬厚板軋機(jī)的選擇原則 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)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言，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，一般要注意，考慮一下原則： （ 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； 24 （ 4）有利于軋機(jī)的機(jī)械化，自動化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善； （ 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。 寬厚板軋機(jī)的型式 用于寬厚板生產(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，采用可逆、調(diào)速軋制，由上輥進(jìn)行壓下量調(diào)整，具有咬入角大、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 年美國創(chuàng)建了世界上第一臺勞特式軋機(jī)，專 門用于中厚板 25 生產(chǎn)。這類軋機(jī)是由上下兩個大直徑輥和中間一個小直徑輥所組成，上下輥由交流電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、齒輪座帶動，為主動輥；而中輥可升降，為從動輥，靠上下輥摩擦帶動。軋制過程由軋機(jī)的兩個動作完成的，利用中輥升降和升降臺實(shí)現(xiàn)軋件的往返軋制，無需軋輥正反轉(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，因此咬入能力較強(qiáng)，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，現(xiàn)已大部分被淘汰。 (3)四輥可逆式軋機(jī) 1870 年美國投產(chǎn)了世界上第一臺四輥可逆式軋機(jī)。它是由一對小直徑工作輥和一對大直徑支撐輥組成，由直流電機(jī)驅(qū)動工作輥或支撐輥。軋制過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?，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，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)萬能式軋機(jī) 萬能式軋機(jī)是一種在四輥（或二輥）可逆式軋機(jī)的一側(cè)或兩側(cè)帶有立輥的軋機(jī)。萬能式軋機(jī)始于 1907 年，是用來生產(chǎn)齊邊鋼板， 26 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 時才能起作用，而當(dāng) B/H 大于 70 時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，所以自 20 世紀(jì) 70 年代后新建軋機(jī)一般已不再使用立輥軋機(jī)。 故本設(shè)計中 軋機(jī)使用了現(xiàn)在主流軋機(jī)型式：四輥可逆式軋機(jī)。 軋機(jī)的布置形式 寬厚板車間軋機(jī)布置有 3種形式，即單機(jī)架布置、雙機(jī)架布置和連續(xù)式多機(jī)架布置。 單機(jī)架布置生產(chǎn)是指在一架軋機(jī)上完成中厚板的軋制。軋機(jī)可選用四輥式和萬能式中厚板軋機(jī)。適于對產(chǎn)量要求不高、對產(chǎn)品質(zhì)量要求較寬的鋼板生產(chǎn)。 雙機(jī)架布置生產(chǎn)是指在 2架軋機(jī)上完成中厚板的軋制，將粗軋與精軋分到 2個機(jī)架上分別完成。目前雙機(jī)架布置均采用雙四輥布置。 連續(xù)式多機(jī)架布置生產(chǎn)是指在全連續(xù)式、半連續(xù)式、 3/4連續(xù)式布置的多架軋機(jī)上完成中厚板的軋制。 綜上所述， 寬 厚板軋機(jī)的發(fā)展趨勢是：二輥可逆式軋機(jī)不再興建，三輥勞特式軋機(jī)落后已被淘汰，四輥可逆式軋機(jī)廣泛應(yīng)用。在機(jī)架布置上，則四輥雙機(jī)架布置是主要形式。 27 軋輥主要參數(shù)的確定 軋輥尺寸的確定 四輥式軋機(jī)分為工作輥和支撐輥，工作輥是用來直接完成軋制過程的，其直徑較小；大直徑的為支承輥，其作用是改善工作輥的強(qiáng)度及剛度條件。每個軋輥都是由輥身、輥頸和輥頭組成的。軋輥的尺寸參數(shù)包括輥身直徑、輥身長度、輥頸尺寸和輥頭尺寸等。其中輥身直徑和輥身長度是表征軋輥尺寸的基本參數(shù) 。 按照軋輥的咬入條件，工作輥的輥徑應(yīng)滿足下列 要求： Dg≥△h/1 cosɑ (41） 式中 Dg— 軋輥的工作直徑； △h — 壓下量； ɑ— 最大允許咬入角，熱軋鋼板時 ɑ 值為 18～ 22。 工作輥輥身長度可用下式確定： L=b max+△ (42） 式中 b max— 所軋板帶的最大寬度， mm； △ — 隨板帶寬度而異的余量。 當(dāng) b max200mm 時取為 50mm，當(dāng) b max200mm 時取為 100～ 200mm。具體取值時尚應(yīng)考慮軋機(jī)的裝機(jī)水平、有無張力和工人的操作水平等因素。 軋輥材質(zhì)的選擇 鑒于軋輥輥面硬度與軋輥的強(qiáng)度、剛度