【正文】 板的表面質量。但輻射管加熱受燒嘴功率的限制，為了獲得均勻的爐溫，輻射管加熱的燒嘴布置數(shù)量較多，配置設備較復雜，維護量相對較大。輥底式熱處理爐的優(yōu)點（1）可以連續(xù)生產，機械化程度高。（2）可以采用輻射管無氧化加熱技術，減少了外界空氣進入爐膛的可能性，最大限度的減少了鋼板的表面氧化，從而有效的保證鋼板的表面質量，實現(xiàn)了對鋼板的無氧化加熱。（3）高精度的溫度控制技術，可以按照不同產品規(guī)格要求，實施相應的溫度。（4）精確的跟蹤技術，鋼板在輥底式爐上的整個處理過程采用計算機全自動控制。綜上所述，本設計采用輻射管加熱無氧化輥底式爐。 淬火機 淬火處理淬火工藝是將鋼加熱到AC3或AC1點以上某一溫度，保溫一定時間，然后在水或油等介質中快速冷卻的熱處理工藝。淬火的主要目的是把加熱后的工件快速冷卻，將其組織由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，并在隨后經適當溫度回火處理，獲得所需要的綜合性能。 寬厚板淬火機寬厚板崔淬火機按照結構形式可以分為壓力式和輥式兩種。 壓力式淬火機的特點（1） 淬火時鋼板靜止，處理鋼板的最大規(guī)格為（36～100）400016000mm，冷卻速度高，淬火后鋼板的均勻性較差，鋼板頭尾無溫差。（2）淬火后鋼板的平直度、表面質量較好，淬火效率較高。（3）設備結構簡單，操作方便，能耗相對較低。 輥式淬火機的特點（1）輥式淬火機淬火時鋼板連續(xù)移動，處理鋼板的最大規(guī)格為（8～150）5300125000 mm，冷卻速度高，并且淬火后鋼板的均勻性較好，鋼板頭尾溫差為40～100℃。（2）淬火后鋼板的平直度、表面質量較好，淬火效率較高。（3）設備結構、操作復雜，能耗較大。根據(jù)本設計實際情況，選擇輥式淬火機。 車間自動化裝置目前，世界寬厚板軋機的形式已經向著高剛度、高自動化和低消耗的方向發(fā)展。因此，為了適應這一發(fā)展趨勢，本車間除工藝、設備等方面的改進外，也考慮了計算機控制系統(tǒng)的采用和加強。 本設計考慮到目前的自動化水平，并結合國內外的現(xiàn)有技術，主要考慮了相關設備之間工藝操作控制及安全保護方面的要求，同時以提高產品質量、提高勞動生產率及節(jié)約能源為目標，采取以下措施：（1） 四輥粗軋機采用輥縫自動設定APC（Automatic Position Control），四輥精軋機采用液壓厚度自動 控制（AGC），并在軋機上采用計算機控制軋制。（2） 步進梁式加熱爐采用計算機自動控制燃料燃燒、爐溫和人機對話及報 表，對節(jié)奏進行控制，使之與軋制節(jié)奏匹配。（3） 軋線上配以完善的檢測設。（4） 水、電、燃油等能源動力方面必要的自動計量裝置。 四輥軋機電動APC和液壓AGC電動壓下裝置用于軋制過程中輥縫的調整。其特點是調整范圍比較大，啟動制動頻繁。因此電動壓下裝置應采用低慣量的傳動系統(tǒng)，以適應頻繁啟動制動；壓下速度采用調速系統(tǒng)滿足工作需要，一般為3～25～50mm/s，壓下時采用3～25mm/s，快速提升采用25～50mm/s液壓AGC（Automatic Gauge Control）用于載鋼精確調節(jié)輥縫，也可智能精確設定輥縫，還能進行變截面的IP（Image Plate）板軋制以及厚度自動控制、變剛度控制、壓力控制及多重過載保護和過行程保護；下置式的液壓AGC還能對軋線標高進行調整，對下輥系修磨量進行補償。液壓AGC主要有以下特點：響應速度快，控制精度高，慣性小；過載保護簡單、可靠；根據(jù)需要可改變軋機的當量剛度，實現(xiàn)對軋機從恒輥縫到恒壓力的控制，以適應各種軋制工藝要求；較機械壓下的傳動效率高；實現(xiàn)平面形狀(MAS)軋制，通過改變邊部斷面形狀并配合轉鋼軋制生產出的矩形鋼板切邊量減少；實現(xiàn)糾偏及鐮刀彎控制，保證正常軋制，減少損失；進行支撐輥及油膜軸承偏心補償，提高鋼板厚度精度。計算機控制的電動APC和液壓AGC應具有以下功能：（1）軋制規(guī)程的在線設定及在線計算；（2）安全保護（過負荷與過行程等）；（3）機架剛度、軋輥偏心度及支撐輥軸承油膜變化的補償；（4）道次間輥縫給定精度的自動修正；（5）軋輥輥縫位置的設定及自動控制（APC）；（6）鋼板厚度（縱軋后階段）自動控制（AGC）；（7）軋輥的自動調零；（8）人機對話及報表。 在線檢測措施及儀表 在線檢測的主要措施（1）板坯的外形尺寸檢查一般通過測量裝置或人工測量方式進行測量，高等級鋼種還需要對板坯進行人工表面撿查。（2）軋后鋼板的外形尺寸檢查一般借助測厚儀、測寬儀和鋼板外形儀等自動化儀表完成測量。（3）在生產線冷床或檢修修磨臺架處，對于厚度超差的鋼板用千分尺、游標卡尺或超聲波測厚儀進行側厚檢查。（4）在精整區(qū)域，要用自動或手動超聲波探傷儀，采用離線或在線方式進行內部質量檢測。（5）對于剪切或切割后的鋼板，要進行鋼板外形尺寸的檢測，一般采用人工或三點式測厚儀、儀等成品檢測儀表。（6）對于入庫前的成品鋼板，在良好的照明條件下，人工對上下表面、進行目視檢查。（7）對于厚板的修磨補焊，根據(jù)需要進行磁粉探傷或者滲透探傷。平直度和標記質量等。（8）精整剪切或切割后的鋼板需送入檢驗中心（或檢驗室等處）進行試樣檢化驗。 在線檢測儀表寬厚板生產線上的儀表配置應能滿足自動控制的需要，同時避免儀表功能重復造成浪費。典型儀表配置如下：（1）冷、熱金屬探測器——用于檢測冷態(tài)和熱態(tài)金屬的位置，控制有關設備的運轉操作，分別位于加熱爐上料輥道、出料輥道、除鱗箱、軋機及矯直機、冷床、減切線，要求反應迅速，環(huán)境適應性強，工作性能穩(wěn)定。（2）測壓儀——用于四輥軋機的軋制壓力檢測，具有常規(guī)過負荷能力，要求反應迅速，精度高，工作特性穩(wěn)定，可靠耐用，自動顯示記錄。（3）測溫儀——用于檢測坯料或軋件溫度，分別位于由加熱爐出爐至矯直機區(qū)域，部分參加軋機及AGC等系統(tǒng)工作，要求溫度范圍適當，工作精確穩(wěn)定，反應迅速，能自動顯示記錄。（4）平面形狀檢測儀——平面形狀檢測儀主要安裝在軋機前或者剪切線上。安裝在軋機前后的檢測儀用于將平面形狀信號反饋給軋機過程設定規(guī)程，從而控制軋件的平直度。安裝在剪切線上的檢測儀用于計算最佳檢測量。從檢測原理上來講二者基本相同，由于在軋件前后軋件溫度非常高，本身發(fā)光，不需要另加電源。而剪切線上的鋼板溫度較低，本身不能發(fā)光，需要在輥道上安裝電源。測量單元系統(tǒng)由鋼板上側安裝的CCD（ChargeCoupled Device）攝像頭測量單元和鋼板下側背光照明用下部光源構成。鋼板邊部位置分別設置兩個攝像頭，呈三角方式測量，用于修正鋼板的上下變動量。形狀測定鋼板速度測量儀與用戶及其上安裝的激光測速儀或測量輥的脈沖信號相對應，可在速度測量儀發(fā)生故障時切換為輥道脈沖信號后測量。（5）測厚儀——用于四輥軋機前后軋件厚度檢測，射源CS137，要求反應迅速，精度高，工作可靠穩(wěn)定，防護性好，自動顯示記錄。（6）在線超聲波探傷UST（Ultrasonic Testing）裝置——設置在定尺剪前輸入輥道上，可對厚度允許范圍內的鋼板進行全面超聲波探傷。其優(yōu)點有利于在定尺剪前檢查出鋼板缺陷，提高成材率。但要求有較大冷卻能力的冷床，使被檢查的鋼板溫度降到足夠低。另外要配置較多探頭，以保證UST能適應生產節(jié)奏的要求。（7）板形檢測儀——目前寬厚板生產中較為常用的板形檢測儀一般是基于光學原理開發(fā)的。根據(jù)光學投影原理，光線通過遮光板沿鋼板縱向投射到鋼板鋼板表面，會形成界限分明的明暗兩個區(qū)域，而明暗的分界線會因鋼板表面形狀的變化而異。利用這樣的裝置，運動鋼板的板形可以通過分界線所呈現(xiàn)的變化而間接得到反映。使用激光三角法、激光莫爾法等激光檢測法成為該類版型儀的主流。 計算機控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構成的系統(tǒng)。本寬厚板車間設計采用四級計算機控制，即生產管理、生產控制、工藝控制和設備控制。其工藝控制如下：（1）板坯庫計算機控制——板坯庫采用位置圖控制方式的計算機自動控制。位置圖控制方式是利用計算機程序來表示具體過程各部分之間在時間和空間上相互關系的位置或符號。首先各計算機終端收集連鑄坯或鍛坯的有關數(shù)據(jù)，并對其中的各有關事件及其結果進行通訊聯(lián)系，并對來料和庫坯的板坯進行定位堆垛、加工處理和軋制選定等多種作業(yè)的管理與控制。（2）加熱爐的跟蹤控制——加熱爐區(qū)域的板坯跟蹤控制是在軋制線過程控制計算機的直接參與下，根據(jù)設置在各自爐內板坯的跟蹤控制和操作人員在系統(tǒng)中給定的稱量、裝爐、出爐記錄，自動設定推鋼機推鋼。（3）軋制線的跟蹤控制——軋制線的跟蹤控制是依靠高速熱金屬檢測器和軋機的測壓儀表來實現(xiàn)對特殊的軋制方法和復雜的軋件能準確、迅速的完成跟蹤控制。（4）精整線的跟蹤控制——鋼板在精整線實現(xiàn)控制所需的信息在板坯入爐時就傳遞給生產控制計算機。精整線的跟蹤采用冷金屬檢測器CMD（Cold Metal Detector）和光電開關等儀表進行控制，同時可在各操作室顯示器上顯示作業(yè)指標及上道工序的實際數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)異?？筛淖冏鳂I(yè)指示成品庫的管理——成品庫的管理是依靠生產控制計算機的聯(lián)機數(shù)據(jù)庫，根據(jù)在線生產的加工進展情況和用戶的合同信息，自動協(xié)調下線垛位的選定、產品替換、廢次品補償?shù)仁马?，確定鋼板的垛位及轉入出廠系統(tǒng)。4 工藝布置方案、流程及制度 工藝布置方案 寬厚板生產的主要特點（1）軋鋼車間主作業(yè)線長；（2）品種繁多，性能各異，質量要求高；（3）需要展寬軋制、往返軋制；（4）工廠內臨時庫區(qū)多，物流瓶頸變化頻繁，難以預測；（5）精整區(qū)域工序及工藝路徑多，往復物流、交叉物流多；（6）鑄坯及鋼板都是逐塊、逐張堆垛的，庫位、庫區(qū)管理與行車作業(yè)復雜；（7）潛在的瓶頸多，且瓶頸常隨品種、規(guī)格的變化而“漂移”。 寬厚板工廠平面布置概略車間平面布置主要指設備和實施按選定的生產工藝流程確定平面布置。平面布置的合理與否對于設備生產能力的發(fā)揮、工人操作安全、生產周期的長短及生產率的高低有著很大的影響，在平面布置時應當從實際出發(fā)求得最大合理的布置。優(yōu)良的工廠布置可以獲得長期的經濟運行效果。摩爾評價工廠布置的標準主要有以下幾點：（1）最簡化的生產物流；（2）最少的物料搬運費用；（3）最快捷的改變工藝流程；（4）最有效的利用空間；（5）最安全、舒適和稱心的工作環(huán)境；（6）避免不必要的投資；（7）激發(fā)員工的勞動熱情?？梢詺w納為“物流順暢、過程均衡、生產高效”這一通用原則。我們把從加熱爐開始、經過軋制、軋后加速冷卻、熱矯直、冷床冷卻、表面檢查和修磨、剪切、標記，一直到成品收集為止的連續(xù)生產線成為主生產線。主生產線的布置方式，從本質上說可以分為兩類，即“直線型”或“貫穿型”與“折返型”。典型的“直線型”。典型的“折返型”。采用“直線型”布置，軋制鋼板和成品鋼板的頭尾方向不發(fā)生改變。而采用“折返型”布置，軋制鋼板和成品鋼板的頭尾方向是否改變，取決于折返數(shù)：一次或三次（也有作業(yè)線達到5次）折返時，將改變頭尾方向（即軋制鋼板的頭部成為成品鋼板的尾部）；兩次或四次折返時，不會改變頭尾方向。 直線型布置“直線型”布置要求場地有足夠的長度，而“折返型”布置對場地的要求較廣泛，可視場地的長度和寬度以及合理選擇生產線上的折返位置，通過一次或多次折返進行布置。選擇一次折返時，折返位置通常選擇在冷床出口處；選擇多次折返時，折返位置可以靈活掌握，可安排在剪切線入口處、剪切設備之間或剪切線出口，還可以安排在剪切后的精整線上。從上述可以看出，“直線型”布置具有生產流程通暢、生產線和輔助設施布置簡單緊湊、內部物料搬運效率和場地利用率高等特點。這種布置使車間長度長，建設投資大?！罢鄯敌汀辈贾每蓽p少車間長度和面積，節(jié)省投資，軋制流線比較合理，可滿足生產工藝的要求。本設計選擇“直線型”布置方案。 工藝流程 寬厚板生產工藝流程寬厚板生產的主要工藝流程如下：坯料準備→加熱→高壓水除鱗→粗軋→二次除鱗→精軋→層流冷卻→矯直→冷床冷卻→超聲波探傷→切頭、切尾→定尺→檢查→包裝→入庫有時候根據(jù)用戶的要求，鋼板的交貨狀態(tài)相應的不同。一般鋼板質量要求高時，往往需要熱處理。寬厚板生產工藝流程[27]。 工藝流程簡述首先選擇合理的原料種類、形狀、尺寸及表面清理,為寬厚板生產提供合格的坯料，除特厚板用鋼錠或鍛坯外，一般均用連鑄坯。在連鑄車間經火焰清理、標記、測長、稱重后的合格連鑄板坯和表面質量、內部質量合格的熱連鑄板坯由輥道運送到板坯庫。從卸料輥道上用吊車按計算機在吊車操作室終端上顯示的位置進行堆放，其堆放形式有三種：（1）熱的連鑄板坯可存放在保溫坑內；（2）當連鑄機和熱軋機的生產計劃相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經中間 輥道直接送到加熱爐的裝料輥道進行熱裝爐；（3）在技術成熟時，熱坯也可以從來料輥道經設在中間輥道上的邊部加熱器進行加熱后直接送至軋機輥道進行軋制。在鍛壓廠經冷卻、清理、標記后的合格鍛坯用載重汽車運入本廠板坯庫，同樣由吊車按終端上顯示的位置進行堆放。根據(jù)生產計劃的要求，計算機對選用板坯進行最佳化處理，使板坯庫吊車以最小的工作量進行裝爐操作，板坯由吊車吊到上料輥道按裝爐順序由輥道將板坯運到指定的加熱爐后，再用推鋼機將板坯推入步進梁式加熱爐進行加熱。板坯在加熱爐內加熱到1100～1200℃出爐，輸送至高壓水除鱗裝置，除掉氧化鐵皮再送到錐形輥道，用推床夾正后，送入四輥可逆軋機粗軋。縱軋、橫軋均能在錐形輥道上以旋轉形式來實現(xiàn)。在粗軋機上獲得精軋所需的鋼板寬度與厚度，送往PC精軋機上軋成所需要的鋼板尺寸，其終軋溫度不低于800～850℃。為確保軋制精度和控制板形，在精軋機組上設立了動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動控制系統(tǒng)，并選用了PC軋機。成品毛坯經精軋機后輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)冷卻后，送入四重十一輥熱矯直機進行矯直，終矯溫度不低于600℃。出矯直機后，進入冷床進行冷卻。當鋼板冷至150℃左右，下冷床進行上表面檢查，檢查合格的板坯經翻板后進行在線超聲波探傷；檢查不合格的鋼板在修磨輥道上進行修磨。修磨合格后經翻板送下一道工序。厚度在50 mm以上的鋼板翻板后經探傷送火焰切割區(qū)進行火焰切割，然后再進行下