【正文】 支承輥采用碳素鍛鋼 [5]。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。 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。 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)。 輥頭尺寸由于采用單鍵槽輥頭，故輥頭直徑 D1=D10=990mm。軋輥長度一般取為： l=(～ )d。 軋輥輥頸裝滾動(dòng)軸承，其尺寸一般取為： d=(～ )D。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/= ～ 。故支撐輥直徑 D1=? 1650~1800mm。 支承輥直徑 DB=1800mm(L/DB=3000/1800=)，輥身長度 L=3000mm。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=～ 。 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。 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。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。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。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)。 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。 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。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)。 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）。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]。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。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。 本 設(shè)計(jì)中用了四輥可逆式軋機(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。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。 全橫軋法 ――當(dāng)板坯長度達(dá)到毛板寬度要求時(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。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。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。 所以采用全橫軋法 。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋 — 縱軋法。 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。 軋制是中厚板生產(chǎn)的鋼板形成階段。 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。噴水除磷是在箱體內(nèi)完成的，起到安全和防水濺的作用?，F(xiàn)在要保證噴口壓力在 15～ 20MPa 以上?，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。 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。 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。 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。 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。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。采用步進(jìn)梁式加熱爐可以避免以上缺點(diǎn)。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。座。 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。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。均熱爐用于有鋼錠軋制特厚鋼板。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]。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。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?；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。清理方法分熱狀態(tài)下清理和冷狀態(tài)下清理兩種。在機(jī)械性能試驗(yàn)前，先施行熱處理，然后再拋丸和油漆。 中厚板生產(chǎn)工藝流程 一般中厚板生產(chǎn)工藝流程 看 圖 所示 [8]。 （ 5） 工人的勞動(dòng)條件 工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高其生產(chǎn)工藝就越復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動(dòng)力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本也必然會(huì)相應(yīng)提高。至于批量的多少主要反應(yīng)在選擇設(shè)備的技術(shù) 水平、產(chǎn)品成本的高低上，而對(duì)產(chǎn)品的工藝過程無明顯影響。因此鋼的加工工藝性能是制訂工藝過程的重要依據(jù)。 （ 2） 鋼種的加工工藝性能 它包括鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性以及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它第一產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度，鋼的內(nèi)部組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的 技術(shù)要求是制訂工藝過陳的首要依據(jù)。若沒序號(hào) 鋼種 金屬消耗 年產(chǎn)量 (萬噸 ) 原料重量(萬噸 ) 消耗系數(shù) K（ %） 成材率(%) 燒損 比例 切損 比例 軋廢 比例 1 SS400 2 21 2 15MnCuCr 3 14 3 Q235q 14 4 AH32 3 7 5 X56 7 6 16Mng 14 7 A203 3 14 8 Q345 4 14 14 9 A572 4 21 10 A656 14 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 有規(guī)定時(shí)，一般按國家標(biāo)準(zhǔn)訂貨的鋼板按本標(biāo)準(zhǔn)表 的規(guī)定。 尺寸及允許偏差 （ 1） 鋼板的厚度允許偏差如下表。 （ 3） 切斜的測(cè)量 測(cè)量鋼板的寬度在軋制方向上的垂直投影長度或者鋼板 對(duì) 角線之差的二分之一。 （ 2） 鐮刀彎的測(cè)量 測(cè)量鋼板軋制方向側(cè)邊與同方向兩端點(diǎn)直線之間距離 的最大值。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括有品種標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容 [10] 尺寸及外形的測(cè)量 （ 1） 厚度的測(cè)量 切邊鋼板：在距邊部不小于 15mm 的任意位置。表 是本 車間 的金屬平衡表。其計(jì)算公式為： GQK? （ ） 式中 K— 金屬消耗系數(shù)； Q— 投入坯料重量 (噸 )； G— 合格產(chǎn)品重量 (噸 )。 金屬消耗分 析 金屬消耗是中厚板生產(chǎn)中最重要的消耗，通常它占產(chǎn)品成本的一半以上，因此降低金屬消耗對(duì)節(jié)約金屬、降低產(chǎn)品成本有重要意義。 影響成材率的主要因素是生產(chǎn)過程中的各種金屬損失。 金屬平衡表制 定 成材率概念 用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)稱為成材率。這些鋼板主要來自日本、韓國、德國、獨(dú)聯(lián)體國家和中國的臺(tái)灣省。 （ 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）產(chǎn)品的平衡，考 慮全國各地的布局和配套加以平衡。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號(hào)、化學(xué)成分、品 種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械性能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交 貨狀態(tài)等，國家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國家沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 可由生產(chǎn)廠家和客戶商定 。 本車間依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，經(jīng)過 對(duì)同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取具有代表性 的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品 。年平均氣溫 ℃，年降水量 310mm，無霜期 110～ 142 天。 場(chǎng)址選擇 包頭市 地處內(nèi)蒙古高原的南端，陰山山脈橫貫市區(qū)中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三個(gè)地形區(qū)域。穩(wěn)定的煤源保證了電力的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，蒙西電網(wǎng)覆蓋自治區(qū)中西部地區(qū)，供電面積占自治區(qū)域的 56%。煤炭以長焰煤為主，煤質(zhì)優(yōu)良，具有低硫、低灰、高發(fā)熱量的特點(diǎn)。包頭周圍煤炭資源主要集中在鄂爾多斯盆地，包含準(zhǔn)格爾旗、東勝、卓資山三大煤田。 能源情況 內(nèi)蒙古地區(qū)預(yù)測(cè)煤炭儲(chǔ)量達(dá) 12250 億噸，居全國第二位。 交通情況 包頭位于華北、西北交通要道，是中國西部開發(fā)帶上的一個(gè)經(jīng)濟(jì)支撐點(diǎn)。包頭的水資源也十分豐富，黃河在包頭區(qū)域內(nèi)流程 216公里。稀土儲(chǔ)量不僅巨大而 且品位高，生產(chǎn)成本低，占到全國稀土儲(chǔ)量的 %，占世界已探明儲(chǔ)量的 %稀土產(chǎn)量（以氧化稀土記）占世界總產(chǎn)量的 60%，是名副其實(shí)的“稀土之鄉(xiāng)”。其中最為著名的白云鄂博礦山是舉世罕見的金屬共生礦山。積極推廣控制軋制 ( TMCP)技術(shù) ,通過控制軋制溫度、冷卻工藝、變形量控制以及鋼材成分調(diào)整來控制相變過程以及鋼材的組織類型、形態(tài)和分布以提高鋼材的力學(xué)性能和研究開發(fā)新的品種。 (3)今后中國新建中厚板軋機(jī)應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)寬度大于 4000～ 5000 mm的寬板軋機(jī) ,同時(shí)要努力開發(fā)專用板軋制技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān)工 作。 (2)從國內(nèi)中厚板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看出 ,目前中國中厚板專用板比例還不足 20% ,而國外專用板的比重在 40% ～ 70%,所以今后中國專用板的需求會(huì)有較大增長 ,初步估計(jì)到 2021年中國專用板需求量會(huì)由目前的 500 多萬噸增至 2021 萬噸左右。 結(jié)論和建議 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 (1)通過對(duì)中國中厚板市場(chǎng)供求形勢(shì)分析可以看出在 2021 2021 年 ,中國中厚板產(chǎn)能包括熱軋機(jī)產(chǎn)能都會(huì)表現(xiàn)出突發(fā)式增長 ,這也是近幾年鋼鐵企業(yè)板坯連鑄機(jī)建設(shè)和投產(chǎn)數(shù)量增多的直接原因。 (4)傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的需要。 (2)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需要。 建廠可行性和必要性的分析 市場(chǎng)需求情況 近些年國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中厚板的需求一直保持增長態(tài)勢(shì) , 尤其是從 2021 年開始 , 這一需求攀升速度急劇加快 , 最主要的拉動(dòng)因素是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用鋼結(jié)構(gòu)、造船工業(yè)、橋梁建設(shè)、油氣開發(fā)及輸送等行業(yè)的蓬勃發(fā)展。在此基礎(chǔ)上 , 為進(jìn)一步 控制鋼板的寬度 , 提高寬度精度 , 以及實(shí)現(xiàn)鋼板側(cè)面矩形化控制 (防止鼓形 ), 1984年水島廠設(shè)置了附屬立輥 , 在可逆軋制的任意道次可進(jìn)行動(dòng)態(tài)立輥軋制。日本的中厚板軋機(jī)除配備必要的輥型和實(shí)施設(shè)計(jì)合理的軋制規(guī)程外 , 還具備 WRB、 WRS 等控制手段 .再就是寬度和平面形狀控制，為減少切頭、切尾、切邊量 , 日本各中厚板廠