【導(dǎo)讀】包頭地區(qū)建造新的中厚板廠的可行性和必要性。結(jié)合設(shè)計(jì)條件及年產(chǎn)量要求完成。了10個(gè)產(chǎn)品品種、10個(gè)產(chǎn)品規(guī)格的產(chǎn)品方案表和金屬平衡表。項(xiàng)設(shè)備、原材料、動(dòng)力等利用程度的指標(biāo)。最后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制出了車間平

　　

【正文】 、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國(guó)家沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。 產(chǎn)品方案的編制原則及依據(jù) （ 1）產(chǎn)品方案的編制原則 1）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來(lái)發(fā)展的需要。 2） 產(chǎn)品的平衡，考慮全國(guó)各地的布局和配套加以平衡。 3） 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。 4） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 (2)編制依據(jù)： 1） 金屬與合金的品種、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)的車間就有很大差別，例如板 帶材生產(chǎn)車間和管棒型材生產(chǎn)車間就有根本的差別。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。 2） 年產(chǎn)量的大小 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 產(chǎn)量不僅決定工藝過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。例如，對(duì)于板材生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)量不大時(shí)，可采用單機(jī)架生產(chǎn)；而產(chǎn)量大時(shí)，采用連軋生產(chǎn)。 3） 投資與建設(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)展前景 。 產(chǎn)品大綱 1）產(chǎn)品品種 本車間生產(chǎn)的產(chǎn)品品種由 本車間生產(chǎn)的產(chǎn)品品種有碳素結(jié)構(gòu)鋼板、低合金結(jié)構(gòu)鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼 板、容器鋼板、管線鋼板、汽車大梁鋼板、機(jī)械工程用鋼及耐磨鋼板等 [4]。 2） 產(chǎn)品規(guī)格 厚度： 5~150mm max400mm 寬度： 900~3800mm 長(zhǎng)度： 3000~25000mm 單重： Max.~ 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 鋼種 原料規(guī)格 (厚 寬 長(zhǎng)/mm) 產(chǎn)品規(guī)格(厚 寬 /mm) 產(chǎn)量 萬(wàn)噸 /a % 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q345B 2002， 1003， 300 253， 300 15 2 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q390B 3002， 1002， 500 302， 500 15 10 3 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195 3001， 4002， 000 382， 000 12 8 4 低合金高強(qiáng)度鋼 Q295 3002， 2002， 500 302， 500 15 10 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 表 21 產(chǎn)品大綱 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品可完全按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)或中國(guó)有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)、檢驗(yàn)和交貨。各類產(chǎn)品以及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和代表鋼號(hào)詳見(jiàn)表 21。 原 料及金屬平衡表的編制 原料來(lái)源及規(guī)格 表 原料 來(lái)源及規(guī)格 項(xiàng)目 名稱 厚度 /mm 寬度 /mm 長(zhǎng)度 /mm 單重 /t 定尺坯 倍尺坯 定尺坯 倍尺坯 5 建筑結(jié)構(gòu)板 SN490B 3002， 0002， 300 182， 300 15 10 6 汽車大梁板 16MnL 2502， 0002， 480 202， 480 7 7 管線鋼 L245 2001， 8003， 000 163， 000 18 12 8 壓力容器板 Spv235 3002， 2002， 550 2 ， 600 15 10 9 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板 Q420A 2001， 5002， 200 202， 200 7 10 風(fēng)電用鋼 Q460CZ 2001， 7002， 400 202， 400 11 合計(jì) 150 100 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 連鑄板坯 200、 250、300 、 500 1200~2300 1500~3700 3， 800~7，400 ~19.91 ~39.82 自開(kāi)坯 ≥ 120 ≥ 1， 200 ≥ 1， 500 ≥ 編制金屬平衡表 （ 1）金屬平衡表編制依據(jù) 成品率是指成品重量與投料量相比的百分?jǐn)?shù)。其計(jì)算公式 [5]為 %100??? QWQA （ 21） 其中 A—— 成品率，％； Q—— 投料量（原料重量）， t ； W —— 金屬的損失重量， t。； 成品率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生 產(chǎn)技術(shù)水平的高低。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以 下幾種： 1）燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過(guò)程中的燒損與加熱溫度和時(shí)間有關(guān)系，加熱溫度越 高，時(shí)間越長(zhǎng)，燒損量就越大。燒損率一般在 1%～ 5%。 2）切損：切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。本車間產(chǎn)品切損均為 %～ 6％。 3）軋廢：軋件各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問(wèn) 題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。如軋漏，軋卡，超差，浪形，軋扭，腰薄， 耳子，性能不合格等。它與車間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。軋廢率 一般在 1%～ 3%[5]。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 表 金屬平衡表 編號(hào) 鋼種 原料重量 /kg 成品重 量 /kg 燒損 /% 燒損 /% 軋廢 /% 金屬消耗系數(shù) /% 成材率 /% 1 Q345B 2795 2535 2 Q390B 6345 5711 3 Q195 6556 5966 4 Q295 6355 5770 5 SN490B 2863 2600 6 16MnL 4856 4361 7 L245 4220 3836 8 SPV235 5914 5305 9 Q420A 2495 2245 10 Q460CZ 3312 3014 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 第三章 生產(chǎn)工藝流程的制定 生產(chǎn)工藝流程 圖 生產(chǎn)工藝流程圖 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介： 合格的定尺或倍尺冷坯通過(guò)電動(dòng)過(guò)跨小車將其從連鑄車間運(yùn)送到軋鋼車間的板坯庫(kù)。合格的定尺或可直接入爐的倍尺熱坯則是通過(guò)連鑄車間的板坯熱送輥道將其逐塊送到本車間的板坯入爐輥道上，經(jīng)稱重后由推鋼機(jī)退至加熱爐內(nèi)加熱。 定尺長(zhǎng)度比較小的板坯，其倍尺坯料首先在車間內(nèi)經(jīng)過(guò)板坯二次切割，由人工火焰切割成定尺長(zhǎng)度，然后在板坯庫(kù)的上料輥道上清除毛刺。 坯料在加熱爐內(nèi)加熱到 1100~1250℃。 但對(duì)于微合金化鋼采用控制軋制的情況，出于縮短軋制過(guò)程中的待溫時(shí)間和細(xì)化奧氏體晶粒的雙重要求，一般需采用低溫加熱溫度，即 1050℃ 左右。加熱溫度和加熱時(shí)間的控制應(yīng)保證微合金化成分檢查修磨臺(tái)架 雙邊剪和剖分剪 成品庫(kù) 橫移檢查磨模臺(tái)架 涂漆線 壓力矯直機(jī) 超聲波探傷 熱處理線 切頭剪 冷矯直機(jī) 板坯二次切割線 步進(jìn)式加熱爐 高壓水除鱗 3800mm 四輥粗軋機(jī) 3800mm 四輥精軋機(jī) 加速冷卻裝置 熱矯直機(jī) 冷床 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 在奧氏體中的部分固溶和奧氏體晶粒的均勻化。 加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。在通過(guò)除鱗箱時(shí)，由壓力約21MPa 的高壓水噴除板坯上、下表面的氧化鐵皮，然后經(jīng)軋機(jī)前輸入輥道輸送至3800mm 四棍粗軋機(jī)進(jìn)行粗扎軋制。 在粗軋機(jī)前后設(shè)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)置有推床。 一般情況下，普通軋 制、控制軋制過(guò)程都包含成形軋制、展寬軋制和延長(zhǎng)軋制三個(gè)基本階段 。 . 對(duì)于特殊情況下，還可采用 完全橫軋 、 完全縱軋 、角軋 縱軋法等一系列的軋制方法，通過(guò)控制軋制的過(guò)程得到所需的產(chǎn)品。 在精軋機(jī)與熱矯直機(jī)之間設(shè)有一套鋼板加速冷卻系統(tǒng)。加速冷卻鋼板的厚度一般在 10mm 以上。鋼板在成品軋制的最后一個(gè)道次拋鋼后，由輥道運(yùn)送，按照給定的速度直接進(jìn)入 ACC 裝置。鋼板通過(guò) ACC 裝置時(shí)，上、下兩面同時(shí)噴水進(jìn)行加速冷卻，使鋼板的溫度由約 700~800℃ (即奧氏體區(qū)或雙相區(qū) )快速下降至約400~650℃ 。 鋼板通過(guò) ACC 裝置的速度 約 ~，在上、下兩面噴冷的同時(shí)，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~。 熱矯后的鋼板一般在 600~900℃ 左右進(jìn)入冷床。鋼板在冷床上，在無(wú)相對(duì)摩擦、不受劃傷的情況下通過(guò)，溫度下降至 100~150℃ 左右時(shí)離開(kāi)冷床。 然后再經(jīng)過(guò)檢查修磨臺(tái)架 人工對(duì) 鋼板 上下表面、邊部 、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查 。 冷卻后的鋼板由輥道輸送，進(jìn)入剪切線。小于 50mm 厚的鋼板首先經(jīng)過(guò)切頭剪，切除頭尾 “舌形 ”和 “魚(yú)尾 ”部分，并視板長(zhǎng)和板形情況進(jìn)行分段處理，為后續(xù)的邊部剪切做好準(zhǔn)備。雙邊剪中的移動(dòng)剪根據(jù)設(shè)定的成品寬度預(yù)先調(diào)定位置，左右剪機(jī)根據(jù)板厚調(diào)整剪刃間隙，鋼板由設(shè)于剪機(jī)左右前后的四對(duì)夾送輥，送入雙內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 邊剪并以每分鐘最大 30 次的剪切頻率及每刀剪切長(zhǎng)度 的剪切步伐，剪切鋼板的兩邊。 經(jīng)過(guò)剪切后的鋼板再經(jīng)過(guò)超聲波探傷儀進(jìn)行探傷，合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序，不合格的產(chǎn)品依據(jù)缺陷的程 度做進(jìn)一步的后續(xù)處理。 探傷合格的 鋼板在輸送過(guò)程中通過(guò)表面檢查站時(shí)，在良好的照明條件下，人工對(duì)上下表面、邊部、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合的鋼板，送至剪后橫移修磨臺(tái)架，根據(jù)缺陷類別，決定對(duì)鋼板進(jìn)行修磨、矯直或其它處理 。 需要熱處理的鋼板再進(jìn)行調(diào)質(zhì)工藝后，再進(jìn)入涂漆工序， 采用油漆標(biāo)記和鋼印標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容可包括公司標(biāo)志、鋼號(hào) (鋼種及鋼級(jí) )、鋼板號(hào) 、 熔煉號(hào)、尺寸及重量等，對(duì)經(jīng)行業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)可生產(chǎn)的專用鋼板，如管線板、船板、鍋爐板、海洋平臺(tái)板等，必要時(shí)標(biāo)印出會(huì)員標(biāo)記。 涂漆完畢后由過(guò)跨小車將其運(yùn)至成品 庫(kù)。 控制軋制 控制軋制原理 根據(jù)熱軋過(guò)程中變形奧氏體再結(jié)晶狀態(tài)和相變機(jī)制的不同 ， 一般將控制軋制劃分為三個(gè)階段 :在奧氏體再結(jié)晶區(qū)的控制軋制 —— 奧氏體再結(jié)晶型控制軋制 ；在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的控制軋制 —— 奧氏體未再結(jié)晶型控制軋制 ； 在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)的控制軋制 —— 兩相區(qū)控制軋制。在再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí) ， 為控制變形奧氏體的再結(jié)晶數(shù)量 ， 應(yīng)盡可能達(dá)到完全再結(jié)晶 ， 在設(shè)備能力許可的條件下 ， 在高溫區(qū)采取盡可能大的道次壓下量 ， 提高道次變形量 (一般要求≥ 15%～ 20%， 最小≥ 10% ) ， 以增加奧 氏體的再結(jié)晶數(shù)量 ， 細(xì)化晶粒。再結(jié)晶區(qū)軋制的終軋溫度應(yīng) 1000 ～ 1050 ℃ ， 總變形量應(yīng)控制在 60% 以上。在部分再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí) ， 得到的奧氏體晶粒不均勻 ， 特別是在某一特定變形量的條件下 ， 由于應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移 ， 在奧氏體中產(chǎn)生少量特大晶粒 ， 引起組織中出現(xiàn)嚴(yán)重的混晶現(xiàn)象 ， 導(dǎo)致鋼板性能下降 ， 因此要采取待溫、快冷等手段防止在部分再結(jié)晶區(qū)軋制。對(duì)于低合金鋼 ， 部分再結(jié)晶區(qū)的溫度范圍一般認(rèn)為是≥ 950～ 1000 ℃。在未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí) ， 鋼不發(fā)生奧氏體再結(jié)晶過(guò)程 ， 變形使奧氏體晶粒拉長(zhǎng)、壓扁 ， 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 并在 晶粒內(nèi)形成變形帶。變形奧氏體的晶界是奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時(shí)優(yōu)先形核的部位 ， 被拉長(zhǎng)的奧氏體晶粒將阻礙鐵素體晶粒長(zhǎng)大。隨著變形量加大 ， 晶體