【導(dǎo)讀】鐵工業(yè)的發(fā)展水平。中厚板生產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是以高強(qiáng)、專用特殊板為主，生產(chǎn)技術(shù)。³25000mm³6000-12021mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼板Q345B為典型產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)通過查閱相關(guān)。文獻(xiàn)資料，簡單介紹了中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了建廠的可行性。定了產(chǎn)品大綱，確定了生產(chǎn)工藝流程，選擇了軋機(jī)及輔助設(shè)備。并根據(jù)典型產(chǎn)品重點(diǎn)制。定了壓下規(guī)程，計(jì)算了輥形，校核了軋輥及主電機(jī)。最后用CAD以1:200的比例畫出

　　

【正文】 原料在加熱前要進(jìn)行表面清理。清理方法分熱狀態(tài)下清理和冷狀態(tài)下清理兩種。熱狀態(tài)清理一般為火焰清理?；鹧媲謇頇C(jī)安裝在連鑄機(jī)（或開坯機(jī)）和切割機(jī)（或大型剪斷機(jī)）之間，對(duì)坯料進(jìn)行全面的剝皮處理，清理深度一般為 ～ 5mm。全面剝皮清理可以保證板坯 的表面質(zhì)量，但金屬消耗較大。冷狀態(tài)清理方法有局部火焰清理，風(fēng)鏟鏟削，砂輪研磨，機(jī)床加工，電弧清理的等，對(duì)缺陷嚴(yán)重部分亦可用切割方法去除。由于板坯表面缺陷被隱藏自愛氧化鐵皮之下或位于皮下區(qū)域，因此是比較難以發(fā)現(xiàn)的。解決這個(gè)問題的最合理的辦法是生產(chǎn)無缺險(xiǎn)連鑄坯，即生產(chǎn)既無表面缺陷有無內(nèi)部缺陷的高溫連鑄坯。 原料加熱 原料加熱的目的是使軋制原料在軋制時(shí)有號(hào)的塑性和低的變形抗力。對(duì)于某些高合金鋼鋼錠，加熱還可以使鋼中的化學(xué)成分得到均勻擴(kuò)散 [3]。 生產(chǎn)中厚板用的加熱爐按其結(jié)構(gòu)分為連續(xù)式加熱爐、室式加熱爐和均 熱爐三種。均熱爐用于有鋼錠軋制特厚鋼板。室式加熱爐適用于特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼的坯或錠，生產(chǎn)比較靈活。連續(xù)式加熱爐適用與少品種、大批量生產(chǎn)，加熱坯料的重量一般小于 30t。 由于現(xiàn)代中厚板軋機(jī)一經(jīng)很少使用鋼錠作為原料，因此作為鋼錠加熱的主要設(shè)備 —均熱爐或車底式爐在中厚板車間已很少見或不是主要的了。從發(fā)展的趨勢(shì)來看，中厚板生產(chǎn)今后也會(huì)和其他產(chǎn)品一樣走向連鑄 — 連軋的技術(shù)道路，但目前來看還只能是達(dá)到連 鑄 — 熱送軋制或連鑄 — 熱裝軋制的水平，也就是說，加熱爐即使在全部以連鑄坯為原料的中厚 板廠中也是不能取消的。 用于板坯加熱的連續(xù)式加熱爐主要是推鋼式連續(xù)加熱爐和步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐。 20世紀(jì) 60 年代以前主要采用上部、下部加熱段，上部均熱鍛的三段推鋼式連續(xù)加熱爐，20 世紀(jì) 70 年代后已采用預(yù)熱、加熱、均熱各段上下都加熱的五段推鋼式或步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐 ，使?fàn)t子全部都成為燃燒區(qū)，加熱能力從三段式的 80～ 100t/h座，大幅度提高到 150～ 300t/h座。 在加熱爐的質(zhì)量控制上為了減少黑印，在推港式加熱爐中都采用了熱滑軌全架空加內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 熱爐，消除了冷卻管與板坯的直接接觸，提高了坯料加熱的均勻性。但其主要缺 點(diǎn)是板坯下表面容易在推鋼前進(jìn)時(shí)被擦傷和易于翻爐。板坯尺寸和爐子長度（亦即爐子產(chǎn)量），也受到限制，而且排空困難，勞動(dòng)條件差。采用步進(jìn)梁式加熱爐可以避免以上缺點(diǎn)。特別是板坯受到四面加熱，加熱均勻，有利于消除下表面的劃傷和適應(yīng)板坯厚度尺寸的變化，即使薄板坯爐子長度仍然可以很大。但其投資較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修較難，熱量單耗大，并且由于支持梁妨礙輻射，使板坯上下表面往往仍有一些溫度差。因此目前厚板軋機(jī)的加熱爐仍然是這兩種形式存在。 圖 一般中厚板生產(chǎn)流 程 為了減少在出爐時(shí)板坯表面的損傷，現(xiàn)代厚板軋機(jī)加熱爐的出料都采用出鋼機(jī)以代替斜坡滑架和緩沖器進(jìn)行出料的方式。 連續(xù)式加熱爐不能對(duì)少量板坯作特殊加熱，故在有些厚板廠中為了需要加工一些批原料檢查 原料清理 加熱 除鱗 軋制 矯直 冷卻 表面檢查修磨 橫切 切邊 定尺切 火焰切 正火 矯直 表面形狀檢查 力學(xué)性能試驗(yàn) 標(biāo)記 入庫 發(fā)貸 熱處理鋼板 表面形狀檢查 力學(xué)性能試驗(yàn) 標(biāo)記 入庫 發(fā)貸 一般用途鋼板 力學(xué)性能試驗(yàn) 拋丸 油漆 表面形狀檢查 標(biāo)記 入庫 發(fā)貸 拋丸底層涂料鋼板 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 量不大的特厚鋼板、復(fù)合鋼板，還同時(shí)建有一、二座室式加熱爐，由機(jī)械手完成出裝爐作業(yè)。 提供優(yōu)質(zhì)的加熱板坯除要選擇合理的加熱爐型外，還要靠合理的熱工制度來保證，它包括確定加熱溫度、加熱速度、加熱時(shí)間、爐溫制度及爐內(nèi)氣氛等。合理的熱工制度就是要能提供滿足軋機(jī)產(chǎn)量需要、溫度均勻、不產(chǎn)生各種加熱缺陷、表面氧化鐵皮最少的鋼坯，同時(shí)能使燃料 比耗最低。 除磷是將在加熱時(shí)生成的氧化鐵皮（初生氧化鐵皮）去除干凈，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。初生氧化鐵皮要在軋制開始階段去除，因?yàn)檫@時(shí)氧化鐵皮尚未壓入鋼中，易于去除，同時(shí)消除面積少。 消除氧化鐵皮的方法很多，在舊的中厚板軋機(jī)上曾經(jīng)采用投入竹枝、荊條、食鹽等方法去除初生氧化鐵皮，但效果不好，以后也曾經(jīng)采用專門的二輥軋機(jī)、立輥軋機(jī)給鋼坯（或鋼錠）以小的變形量使氧化鐵皮與金屬分離，然后用高壓水或高壓空氣將氧化鐵皮沖去。這種方法雖然可以獲得較好的清除氧化鐵皮效果，但是投資較大?，F(xiàn)代化的中厚板軋機(jī)上 已經(jīng)普遍采用造價(jià)低廉的高壓水除磷箱，它能滿足清除初生氧化鐵皮的需要，這種情況已成定局。用高壓水泵將高壓水供給除磷箱，水壓過去一般在 10～ 12MPa左右，這一壓力偏低。現(xiàn)在要保證噴口壓力在 15～ 20MPa 以上。對(duì)合金鋼板因氧化鐵皮與鋼板間結(jié)合較牢，要求高壓水壓力取高值。噴水除磷是在箱體內(nèi)完成的，起到安全和防水濺的作用。除磷裝置的噴嘴可以根據(jù)板坯的厚度來調(diào)整噴水的距離，以獲得更好的效果。 為了去除軋制過程中生成的次氧化鐵皮，在軋機(jī)前后都需要安裝高壓水噴頭。在粗軋、精軋過程中都要對(duì)軋件噴幾次高壓水。 軋制是中厚板生產(chǎn)的鋼板形成階段。中厚板的軋制可分為除磷、粗軋、精軋 3 個(gè)段。 粗軋 粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需要的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求，可以有多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋 — 縱軋法。 本車間采用先除鱗去除表面的氧化鐵皮，由于坯料長度等于成品的寬度，所以橫軋內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 到底。 所以采用全橫軋法 。粗軋操作方法主要有： 全縱軋法 ――當(dāng)板坯寬度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，但鋼板組織和性能存在嚴(yán)重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌 性太低。 橫軋 縱軋法 ――當(dāng)板坯寬度小于毛板寬度而長度又大于毛板寬度時(shí)采用。其優(yōu)點(diǎn)是板坯寬度與鋼板寬度可靈活配合，鋼板的橫向性能有所提高（因橫向延伸不大），各向異性有所改善；缺點(diǎn)是軋機(jī)產(chǎn)量低。 縱軋 橫軋法 ―― 當(dāng)板坯長度小于毛板寬度時(shí)采用。由于兩個(gè)方向都得到變形且橫向延伸大，鋼板的性能較高。 角軋 縱軋法 ――當(dāng)軋機(jī)強(qiáng)度及咬入能力較弱（如三輥勞特軋機(jī)）時(shí)或板坯較窄時(shí)采用。 全橫軋法 ――當(dāng)板坯長度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。 精軋 精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制，包括厚度、 板型、表面質(zhì)量、性能控制。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。通常把雙機(jī)座布置的第一臺(tái)軋機(jī)稱為粗軋機(jī)，第二臺(tái)軋機(jī)稱為精軋機(jī)。對(duì)兩架軋機(jī)壓下量分配上的要求是希望在兩架軋機(jī)上的軋制節(jié)奏盡量相等，這樣才能提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 第四章 中厚板軋 機(jī)主要性能參數(shù)選擇 中厚板軋機(jī)型式 用于中厚板生產(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)。 本 設(shè)計(jì)中用了四輥可逆式軋機(jī)。 四輥可逆式軋機(jī) 1870 年美國投產(chǎn)了世界上第一臺(tái)四輥可逆式 軋機(jī) 看 圖 。它是由一對(duì)小直徑工作輥和一對(duì)大直徑支撐輥組成，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作輥。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)，又由于由支承輥使軋機(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，提高了產(chǎn)量。這種軋機(jī)的缺點(diǎn)是采用大功率直流電機(jī)，軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜，和二輥可逆軋機(jī)相比如果軋機(jī)開口度相同，四輥可逆軋機(jī)將要求有更高的廠房，這些都增大了投資 [3]。 圖 四輥可逆式軋機(jī)軋制過 程示意圖 （左邊為第一道軋制、右邊第二道軋制） 四輥可逆式軋機(jī)用 d/DL 表示，或簡單用 L 表示。 D 為支承輥直徑（ mm）， d 為工作輥直徑（ mm）， L 為軋輥輥身長度（ mm）。四輥可逆式軋機(jī)的尺寸范圍： D=1300～2400mm， d=800～ 1200mm， L=2800～ 5500mm。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于這類內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 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)。這也是我選此軋機(jī)的主要原因。 表 四輥可逆式軋機(jī)參數(shù)范圍 表示形式 工作輥直徑 d（ mm） 支承輥直徑 D（ mm） 軋輥輥身長度 L（ mm） d/D L 800～ 1200 1300～ 2400 2800～ 5500 中厚板軋機(jī)布置 中厚板車間的布置形式有三種：即單機(jī)座布置、雙機(jī)座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置。我在本設(shè)計(jì)中用的是雙機(jī)座可逆式布置形式（粗、精軋機(jī)都采用四輥可逆式）。 雙機(jī)座布置 雙機(jī)座布置的中厚板車間是把粗軋和精軋分到兩個(gè)機(jī)架上去完成，它不僅產(chǎn)量高（一臺(tái)四輥軋機(jī)可達(dá) 100104t/a，一臺(tái)二輥和一臺(tái)四輥軋機(jī)可達(dá) 150104t/a，二臺(tái)四輥軋機(jī)約為 200104t/a），而且產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和板形都比較好還延長了軋輥適 用壽命。雙機(jī)座布置中精軋機(jī)伊利諾采用四輥軋機(jī)以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而粗軋機(jī)可分別采用二輥可逆式軋機(jī)或四輥可逆式軋機(jī)。二輥可逆式軋機(jī)有投資少、輥徑大、利于咬入的優(yōu)點(diǎn)，雖然它剛性差，但作為粗軋機(jī)影響還不大，尤其在用鋼錠直接軋制時(shí)。因?yàn)殇撳V厚度大，壓下量的增加往往受咬入角限制，二軋制力又不高，適合用二輥可逆式軋機(jī)。采用四輥可逆式軋機(jī)作粗軋機(jī)不僅年產(chǎn)量更高，而且粗、精軋道次分配合理，送入精軋機(jī)的軋件斷面尺寸比較均勻，為在精軋機(jī)上生產(chǎn)高精度鋼板提供了好條件。在需要時(shí)粗軋機(jī)還可以獨(dú)立生產(chǎn)，較靈活。但采用四輥可逆軋機(jī)作粗軋機(jī)為 保證咬入和傳遞力矩，需要大工作輥直徑，因而軋機(jī)比較笨重，廠房高度相應(yīng)的要增加，投資增大。目前由于對(duì)厚板尺寸精度和質(zhì)量要求越來越高；因而兩架四輥軋機(jī)的型式日益受到重視。 中厚板軋機(jī)參數(shù)確定 軋輥 （ 1） 軋輥參數(shù)確定 [4]， 3000 四輥熱軋鋼板軋機(jī)的軋輥分為工作輥和支承輥，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(gè)軋輥都由輥身、輥頸、輥頭三部分組成。 一般來說，工作輥經(jīng)較小時(shí)，軋輥的扭轉(zhuǎn)角度會(huì)影響鋼板的質(zhì)量。為了保證軋輥的扭轉(zhuǎn)剛度， 在選擇軋輥直徑時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮輥身長度的。軋輥輥身長度與軋輥直徑之比通常取為：工作輥 L/DW=～ ；支承輥 L/DB=～ 。因此本軋機(jī)的工作輥直徑DW=1000mm (L/DW=3000/1000=3) ，取其重車率為 % ，則工作輥的最小直徑內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 Dmin=940mm,故工作輥直徑 D=? 940~1000mm。 支承輥直徑 DB=1800mm(L/DB=3000/1800=)，輥身長度 L=3000mm。 取其重車率為 10%，故最小直徑 Dmin=1650mm。故支撐輥直徑 D1=? 1650~1800mm。 支承輥輥頸主要取決于滾系的剛度。剛度過小，上下工作輥將產(chǎn)生啃邊現(xiàn)象而破壞軋制過程，常用支承輥直徑為 DW/DB=1/ ～ 1/= ～ 。本 車間 軋機(jī)為DW/DB=970/1725=。 軋輥輥頸裝滾動(dòng)軸承，其尺寸一般取為： d=(～ )D。因此工作輥輥頸直徑dW=1000=500mm(d/D=)；支承輥輥頸直徑 dB=1800=990mm(d/D=)。軋輥長度一般取為： l=(～ )d。因此工作輥 輥頸 長度 lW=1000=850mm，支承輥 輥頸 長度 lB=1800=1530mm。 輥頭尺寸由于采用單鍵槽輥頭，故輥頭直徑 D1=D10=990mm。如表 。 表 軋輥參數(shù)尺寸 軋輥名稱 工作輥 支承輥 軋輥直徑 (mm) 1000 1800 輥頸直徑 (mm) 500 990 輥頸長度 (mm) 850 1530 輥頭直徑 (mm) 990 990 （ 2） 軋輥材質(zhì) ： 為保證軋輥抗彎強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度所需的機(jī)械性能 以及軋材表面加工質(zhì)量和軋輥耐磨性能，均需通過選擇一定的軋輥材質(zhì)和隨后的熱處理工藝來實(shí)現(xiàn)。毫無疑問，正確選擇軋輥的材質(zhì)具有十分重要的意義。 板帶軋機(jī)生產(chǎn)的特點(diǎn)是尺寸精度要求高，產(chǎn)品要求相當(dāng)高的表面光潔度和表面質(zhì)量，軋制常在高溫下進(jìn)行，同時(shí)還承受巨大的軋制壓力和力矩的作用。為此，對(duì)軋輥的基本要求是：高的表面硬度和耐磨性，輥面的硬化層應(yīng)有足夠的厚度，高的強(qiáng)度及抗壓扁能力。熱軋板帶軋機(jī)的工作輥多采用鑄鐵軋輥，其中以無限冷硬鑄鐵軋輥使用效果最佳，它的表面硬度約為 HS=55～ 85。支承輥對(duì)強(qiáng)韌性的要求較高，而對(duì)硬度的要 求則不如工作輥（熱軋支承輥的硬度約為 HS=45～ 50）。支承輥采用碳素鍛鋼 [5]。 表 軋輥材質(zhì) 軋輥 類別 輥面工作層特點(diǎn) 硬度范圍（ HS） 主要用途 工作輥 無限冷硬鑄鐵軋輥 有適中的耐磨性、抗熱烈性及強(qiáng)度 55～ 85 各種熱軋板帶鋼軋機(jī)工作輥 支承輥 鍛鋼軋輥 支承輥用，強(qiáng)度高，耐磨 55～ 90 支承輥 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 軋輥軸承及軸承座 四輥熱軋鋼板軋機(jī)的軋輥軸承具有重載、高溫的特點(diǎn)，所以要求采用的軸承能夠承受很大的載荷，有良好的潤滑和冷卻