【導(dǎo)讀】計(jì)了年產(chǎn)150萬(wàn)噸冷軋薄板鋼廠的生產(chǎn)車間。典型產(chǎn)品為Q235B，20鋼,08Al冷軋薄板。該車間的主體設(shè)備包括：酸洗機(jī)組、五機(jī)架冷連軋機(jī)組、連續(xù)退火機(jī)組、單機(jī)架。四輥式平整機(jī)組、橫切、縱切及卷曲機(jī)組等。產(chǎn)品具有使用規(guī)格范圍寬、厚度精確、尺。寸偏差小、表面光潔、板形好、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)以年產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合各產(chǎn)品?；死滠埍“宓纳a(chǎn)工藝，綜合了各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并繪制車間平面圖。明書還包括專題研究論文：合金軋制板材的再結(jié)晶組織觀察與分析。

　　

【正文】 01700 12003000 50 08Al 8001700 12003000 50 20 8001700 12003000 50 生產(chǎn)方案 生產(chǎn)方案就是生產(chǎn)方法。本設(shè)計(jì)主要參考鞍山鋼鐵股份有限公司 1700mm 冷軋廠的工藝設(shè)計(jì)。典型產(chǎn)品為 1550mm 薄鋼板。生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)：生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案時(shí)主要考慮以下四點(diǎn) [3]： 、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求：品種和規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設(shè)計(jì)的車間就有很大的差別，若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。 ：產(chǎn)量不僅 決定工藝過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備的選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。 3. 投資、建設(shè)速度、機(jī)械化與自動(dòng)化程度、勞動(dòng)條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來(lái)的發(fā)展。 ，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可比照一個(gè)工藝比較成熟的廠。 根據(jù)以上所述的原則，參照現(xiàn)有的生產(chǎn)方法，選擇的生產(chǎn)方案是五機(jī)架全連續(xù)軋制冷軋帶鋼生產(chǎn)方法。同時(shí)生產(chǎn)實(shí)踐和國(guó)外技術(shù)發(fā)展表明 :鹽酸酸洗效率高，質(zhì)量好，不浸蝕帶鋼基體，廢酸可以再生。所以酸洗機(jī)組均采用鹽酸酸洗而不再用硫酸酸洗。 產(chǎn)品性質(zhì) 為了更好的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 軋制和熱處理我們對(duì)產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行了分析，見(jiàn)表 22。 表 22 典型產(chǎn)品鋼牌號(hào)的化學(xué)成分，質(zhì)量百分?jǐn)?shù) wt.% 牌號(hào) 碳 C 硅 Si 錳 Mn 硫 S 磷 P 其他 Q235B ～ ≤ ～ ≤ ≤ 08Al ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ Al ≤ ~ 20 ~ ~ ~ ≤ ≤ Cr、 Ni、 Cu≤ 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 3 冷軋薄板軋制工藝過(guò)程 軋制工藝過(guò)程 工藝制度是生產(chǎn)的核心，它貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。工藝制度的合理程度直接影響著工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種很多，生產(chǎn)工藝流程亦各有持點(diǎn)。 圖 冷軋工藝流程 原料（熱軋板卷） 酸洗 淬火，堿、酸洗 檢查清理 淬火，堿、酸洗 冷軋 電解清洗 冷軋 平整 連續(xù)鍍鋅 脫碳退火 退火 退火 剪切 平整 成品退火 平整 橫剪 橫剪 涂層機(jī)組 拉伸熱平 檢查重卷 縱剪 橫剪 連續(xù)鍍錫 矯直 不銹鋼板 拋光 入庫(kù) 包裝 鍍錫板 普通深沖板 電工硅鋼板 鍍鋅板 涂層板 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 普通薄鋼板一般采用厚度為 ~6mm 的熱軋帶鋼作為冷軋坯料。冷軋的生產(chǎn)工藝流程是：熱軋板卷 (原料 )— 酸洗 — 冷軋 — 脫脂 — 退火 — 平整 — 剪切 — 成品交貨。 冷軋工藝流程 [4]如圖 各工藝流程環(huán)節(jié)簡(jiǎn)介 軋聯(lián)合機(jī)組 ： 原 料 卷 開(kāi) 卷 橫 剪 拉 矯焊 接 入 口 活 套酸 洗 出 口 活 套 剪 邊 橫 剪五 機(jī) 架 連 軋 卷 取 退火機(jī)組 ： 開(kāi) 卷 焊 接 電 解 清 洗 連 續(xù) 退 火入 口 活 套 出 口 活 套 卷 取 ： 入 口 張 力 輥 組 平 整 出 口 張 力 輥 組開(kāi) 卷 卷 取 ： 開(kāi) 卷 剪 邊廢 邊 卷 取去 毛 刺 頭 尾 剪 切堆 垛焊 接 拉 矯 打 印 涂 油分 卷 卷 取 捆 扎上 卷 (1)橫切機(jī)組 ： 開(kāi) 卷上 卷 圓 盤 剪 邊 打 印活 套 測(cè) 厚發(fā) 出 分 選 信 號(hào)矯 直飛 剪精 矯質(zhì) 量 檢 查發(fā) 出 分 選 信 號(hào)涂 油 分 選 優(yōu) 質(zhì) 品 ( 次 品 ) 堆 垛發(fā) 出 自 動(dòng) 分 選 信 號(hào)輥 道 輸 出 (2)縱切機(jī)組 ： 開(kāi) 卷 裁 條 引 帶 剪 切 卷 取 酸洗 熱軋廠運(yùn)送來(lái)的熱軋鋼卷，是在高溫下進(jìn)行軋 制和卷取的，帶鋼表面在該條件下生成的氧化鐵皮，能夠很牢固地覆蓋在帶鋼的表面上，并掩蓋著帶鋼表面的缺陷。若將這 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 些帶著氧化鐵皮的帶鋼直接送到冷軋機(jī)去軋制，則其一，在大壓下量的條件下進(jìn)行軋制，會(huì)將氧化鐵皮壓入帶鋼的基體，影響冷軋板的表面質(zhì)量及加工性能，甚至造成廢品；其二，氧化鐵皮破碎后進(jìn)入冷卻潤(rùn)滑軋輥的乳化液系統(tǒng)，損壞了循環(huán)設(shè)備，縮短了乳化液的使用壽命；其三，損壞了表面粗糙度很低、價(jià)格昂貴的冷軋輥 ， 因此，帶鋼在冷軋之前，必須清除其表面氧化鐵皮，除掉有缺陷的帶鋼。 清除 板 帶鋼表面氧化鐵皮及切掉有缺陷部分的 板 帶鋼，這 一工序通常由連續(xù)酸洗機(jī)組來(lái)完成。 在冶金工廠， 薄板鋼 酸洗設(shè)備目前有 3 種型式，即半連續(xù)酸洗機(jī)組，連續(xù)臥式酸洗機(jī)組和連續(xù)塔式酸洗機(jī)組。 酸洗機(jī)組型式的選擇，要根據(jù)具體的條件來(lái)確定。當(dāng)機(jī)組生產(chǎn)的帶鋼品種較多，而生產(chǎn)能力不太大時(shí)，建議選擇推式酸洗較好，因?yàn)橥剖剿嵯礄C(jī)組設(shè)備費(fèi)用較低、造價(jià)便宜、占地面積小、操作簡(jiǎn)化，在熱軋帶鋼卷重量為 15~30t 時(shí)，年產(chǎn)可望達(dá)到 50~60 萬(wàn) t。當(dāng)要求機(jī)組年產(chǎn)達(dá)到 100~200 萬(wàn) t 時(shí)，那么最佳選擇是連續(xù)臥式酸洗機(jī)組。 連續(xù)臥式酸洗機(jī)組，這種酸洗機(jī)組所以被稱為連續(xù)的，是因?yàn)閹т撨B續(xù)地通過(guò)盛 有酸溶液的酸洗槽。為了使過(guò)程連續(xù)，將后一卷帶鋼的端頭與前一卷帶鋼的尾端焊接起來(lái)，再?gòu)乃嵯床弁ㄟ^(guò)，待帶鋼卷到一定重量，切斷帶鋼，并把卷成的帶鋼卷卸下。連續(xù)酸洗機(jī)組根據(jù)工作性質(zhì)可分為 3 部分或稱 3 段；其中，上料、拆卷、破碎鋼 板 表面氧化鐵皮、矯 直 、切頭切尾、焊接、光整為原料準(zhǔn)備段；拉矯、酸洗、漂洗、烘干為酸銑工藝段；剪邊、涂泊、卷取及卸下帶鋼卷為酸洗成品段。連續(xù)酸洗機(jī)組的 3 段，也可按照帶鋼的運(yùn)行方向，稱之為頭部、中部、尾部。 由于機(jī)組各段工作性質(zhì)的特殊性和工作速度上的差異，所以要將這 3 段緊密地聯(lián)系起來(lái)，實(shí)際上是不可 能的。為了保證各段工作的獨(dú)立性，滿足酸洗段的連續(xù)運(yùn)行，特在機(jī)組每?jī)啥沃g各設(shè)立一個(gè)活套車，以儲(chǔ)備一定數(shù)量的 板 帶鋼。 板 帶鋼的儲(chǔ)量是不固定的，在準(zhǔn)備 板 帶鋼 (上料 )，卸下 板 帶鋼卷 (卸料 )及生產(chǎn)的期間內(nèi)，儲(chǔ)備量會(huì)增大或減少。 圖 3 33 為兩種連續(xù)酸洗機(jī)組的示意圖。連續(xù)酸洗機(jī)組的工藝操作過(guò)程是：被送到機(jī)組的鋼 板 卷，經(jīng)帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機(jī)的開(kāi)卷機(jī)將鋼 板 端頭拆開(kāi)、矯直并被送入鍘刀剪切掉帶鋼頭尾，再將切完頭尾的帶鋼送入閃光對(duì)焊機(jī)，將前后兩條帶鋼的端頭焊接起來(lái)，焊接處的焊 縫 通過(guò)焊機(jī)自身的光整機(jī) (拉刀 )進(jìn)行光 整。然后拉料輥將 板 帶鋼送入頭部活套車 (坑 )中貯存，以備酸洗工藝段生產(chǎn)。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 貯存在頭部活套內(nèi)的鋼 板 由拉料輥拉出，并被連續(xù)地送入酸洗槽進(jìn)行 酸 洗。酸洗后清除掉氧化鐵皮的鋼板在漂洗槽中經(jīng)高壓水沖洗、毛刷刷洗除去鋼 板從 酸洗槽中帶出的殘酸，再進(jìn)入烘干裝置將帶鋼表面烘干，然后經(jīng)拉料輥將帶鋼送入尾部活套之中。 貯存在尾部活套內(nèi)的帶鋼經(jīng)拉料輥拉出，送入圓盤剪進(jìn)行剪邊。被剪下來(lái)的毛邊用圓盤剪下方的碎邊剪剪碎，裝箱運(yùn)走。剪邊的鋼 板 經(jīng)涂油機(jī)涂油之后，由浮動(dòng)式張力卷取機(jī)將鋼 板 卷成鋼卷。當(dāng)鋼板卷到規(guī)定重量時(shí)，則使用尾部的剪切機(jī)將鋼 板 切斷 。被切斷的鋼 板 卷好之后，經(jīng)打捆，并用步進(jìn)式或鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)送入軋鋼工段．以進(jìn)行冷軋生產(chǎn)。 鹽酸作為酸洗介質(zhì)在臥式酸洗機(jī)組普遍采用。在近 20 年來(lái)興建的高速機(jī)組上除安有兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)、兩臺(tái)圓盤剪、大儲(chǔ)量的活套裝置、兩臺(tái)卷取機(jī)之外，還配備了電子計(jì)算機(jī)，以控制機(jī)組的整個(gè)工藝操作。 圖 32 高 生產(chǎn)率的酸洗機(jī)組 1帶有彎曲輥、給料裝置和五輥矯直機(jī)的開(kāi)卷機(jī)； 2雙鍘刀剪； 3用于焊接前精確剪切頭尾的鍘刀剪； 4帶光整的焊機(jī)； 5拉料輥； 6拉矯； 7張力裝置； 8入口活套裝置； 9酸洗槽； 10清洗槽； 11烘干裝置； 12出口活套裝置； 13張緊臺(tái)架； 14圓盤碎邊剪； 15涂油裝置； 16剪； 17卷取機(jī) 圖 33 中等生產(chǎn)率的鹽酸酸洗機(jī)組 6金屬結(jié)構(gòu)；其他標(biāo)號(hào)與圖 31 相同 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 冷軋 冷軋是冷軋 板 帶鋼生產(chǎn)中一個(gè)最重要的工序。熱軋 板帶 鋼經(jīng)過(guò)一定程度的冷軋變形獲得了厚度很薄、尺寸精確、表面光潔和板形平直的冷硬狀態(tài)鋼 板 ，再經(jīng)過(guò)以后熱處理和精整就能使帶鋼具有良好的力學(xué)性能和加工性能或優(yōu)良的電磁性能。另外，鍍涂層處理還可使得鋼 板 具有良好的抗腐蝕性能，從而使冷軋鋼 板 在汽車、儀表、家用電器，食品罐頭，輕工和建筑等行業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。由此，冷軋工序的工藝設(shè)備條件也就決定了該冷軋 薄板 廠的規(guī)模和技術(shù)質(zhì)量水平。 冷軋機(jī)是冷軋生產(chǎn)的主體設(shè)備。為了滿足冷軋 薄板 生產(chǎn)的品種、規(guī)格、質(zhì)量及不同生產(chǎn)規(guī)模的要求，冷軋 薄板 生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從單張到成卷生產(chǎn)的變革。由可逆式連軋到全連續(xù)以及聯(lián)合機(jī)組的發(fā)展中，形成了各種形式和不同特色的冷軋機(jī)?，F(xiàn)代冷軋機(jī)的裝備水平也有了很大提高，并趨向高效率、高質(zhì)量、連續(xù)化和自動(dòng)化。冷軋機(jī)成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中高效率生產(chǎn)設(shè)備之一，是鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展和裝備水平提高的 一個(gè)重要標(biāo)志。 冷軋?jiān)O(shè)備： 冷軋?jiān)O(shè)備由入口側(cè)鋼卷接受及運(yùn)送裝置、開(kāi)卷機(jī)、軋機(jī)、卷取機(jī)和鋼卷輸出裝置等機(jī)械設(shè)備以及各個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、控制、檢測(cè)儀表和潤(rùn)滑等裝置所組成（如圖 34）。設(shè)備是生產(chǎn)工藝操作的基礎(chǔ)。這些單體設(shè)備的形式、精度和控制技術(shù)等裝備水平是直接與生 圖 34 冷連軋機(jī)設(shè)備組成圖 1步進(jìn)梁； 2鋼卷小車； 3剝帶機(jī)； 4預(yù)開(kāi)卷機(jī)； 5雙柱頭開(kāi)卷機(jī)； 6測(cè)厚儀； 7連軋機(jī)； 8液壓壓下缸； 9斜楔調(diào)整裝置； 10橫切機(jī)； 11卷取機(jī)； 12助卷機(jī) 產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量相連系的。而上述設(shè)備的有機(jī)配合和協(xié) 調(diào)作用更是直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的發(fā)揮和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。現(xiàn)代高效率、高質(zhì)量的冷軋生產(chǎn)都是把這些設(shè)備的操作與 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 過(guò)程控制納入到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)下工作的。 在軋機(jī)入口側(cè)接受酸洗過(guò)的熱軋鋼卷并將鋼卷運(yùn)送到開(kāi)卷機(jī)前和在出口側(cè) ， 把鋼卷運(yùn)出軋制線，一般都采用鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)或步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)。臺(tái)板的結(jié)構(gòu)形式有鞍座式、 平 板式，弧板式和槽形幾種，以適應(yīng)立式或臥式鋼卷的運(yùn)送。步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)采用液壓操作，具有工作平穩(wěn)可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等待點(diǎn)，是一種用途廣泛、經(jīng)濟(jì)性高的大鋼卷運(yùn)輸設(shè)備 (圖35)，廣泛用于冷軋各機(jī)組的進(jìn)出料運(yùn)輸 和過(guò)路運(yùn)輸。 圖 35 槽形步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī) 1固定梁； 2活動(dòng)梁； 3平行四連桿機(jī)構(gòu)； 4升降缸； 5移動(dòng)缸 開(kāi)卷機(jī)的作用是把鋼卷帶頭引出并矯平送入軋機(jī)和在軋制中提供足夠的開(kāi)卷張力。其結(jié)構(gòu)形式常見(jiàn)有雙錐頭式、雙柱頭式和懸臂式 3 種 (圖 36)。 雙錐頭式、雙柱式開(kāi)卷機(jī)用來(lái)對(duì)軋制線上運(yùn)送的鋼卷進(jìn)行開(kāi)卷。雙錐頭結(jié)構(gòu)有剛性和脹縮式兩種，剛性錐頭開(kāi)卷機(jī)只產(chǎn)生很小的張力，錐頭容易壓傷內(nèi)層鋼卷，故很少使用。脹縮式錐頭插入鋼卷后脹緊，從而能形成較大的張力，常用于軋機(jī)或 平 整機(jī)的開(kāi)卷。 雙柱式開(kāi)卷機(jī)的柱頭較長(zhǎng)地 插入鋼卷內(nèi)徑，如 1700 連軋機(jī)的開(kāi)卷柱頭一側(cè)行程為80mm，這樣就不會(huì)在很大開(kāi)卷張力時(shí)，引起鋼卷內(nèi)層的損傷。并且開(kāi)卷速度較高，張力大，工作 平 穩(wěn)。 懸臂式開(kāi)卷機(jī)的卷 筒 通常為斜楔脹縮式，由液壓驅(qū)動(dòng)芯軸來(lái)帶動(dòng)斜楔和套 筒 作鈾向移動(dòng)，使卷 筒 脹縮。有的在卷 筒 懸臂端設(shè)置活動(dòng)的外支承架，使懸臂式開(kāi)卷機(jī)可以承重大重量鋼卷，形成較大的開(kāi)卷張力并容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。 一般軋機(jī)上只裝一臺(tái)開(kāi)卷機(jī)，為了減少開(kāi)卷的輔助操作時(shí)間，則采取預(yù)開(kāi)卷或兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)工作方式，以滿足軋機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的要求。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè)