【正文】 ...... 26 ..................................................................................... 27 ........................................................................................ 28 十一、總結(jié)與收獲 .......................................................................................................... 29 附錄一 ........................................................................................................................... 31 1 序言 中厚板是重要的建筑鋼材品種，廣泛用于機(jī)械制造、 橋梁、 廠房、 電站、 城市公共建筑等，由于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，拉動了中厚板市場的需求并促進(jìn)了中厚板行業(yè)的快速發(fā)展。近 3 年，全國新上馬寬厚板軋機(jī)共 29 條，產(chǎn)能達(dá)到 11 539 萬 t ，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向更寬更厚的方向傾斜，且由原始的普碳鋼板向高強(qiáng)度品種鋼發(fā)展。 近幾年，全國中厚板消費(fèi)量隨鋼材消費(fèi)總量的增加呈快速增長態(tài)勢。 近年來，在既不沿江、 也不沿海的地區(qū)，陸續(xù)建設(shè)了一批中厚板軋機(jī)，由于受運(yùn)輸限制，均選擇了 3500、 3800 mm 兩種機(jī)型，同時部分鋼鐵企業(yè)正新建幾條 5000 mm 生產(chǎn)線，使國內(nèi)中厚板產(chǎn)能大幅度提高。 因此本廠擬建設(shè)年產(chǎn)量 60 萬噸中厚板生產(chǎn)工藝，典型產(chǎn)品： 20?2800mm 橋梁結(jié)構(gòu)板，鋼號 Q345q。 表 13 典型產(chǎn)品化學(xué)成分 牌號 質(zhì)量等級 同一數(shù)字 代號 化 學(xué) 成 分 % C Si Mn F S Als 不大于 Q345q D L13454 ≤ ≤ ~ ≥ 技術(shù)要求： 表 13 中的酸溶鋁（ Als）可以用測定總含鋁量代替，此時鋁含量應(yīng)不小于 %。殘余元素鉻、鎳、銅含量應(yīng)各不大于 %。 16Mnq 經(jīng)3 供需雙方協(xié)議，其含碳量可不大于 %， Mn 含量可以大于 %。鋼板不得有肉眼可見的收縮、疏松、氣泡、夾雜和裂縫等缺陷。對橋梁鋼板低倍組織級別由雙方協(xié)議商定。如有上述表面缺陷允許清理，清理深度從實(shí)際尺寸算起，不應(yīng)大于鋼材厚度公差之半，并應(yīng)保證最小厚度。 二、原料選擇 過去我國中小企業(yè)中的中厚板廠多采用扁錠為原料。因此本次車間設(shè)計(jì)原料采用連鑄坯。要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。 連鑄坯尺寸為：厚 /寬 /長 （ mm） ： 220*1500*1800， 。上述眾多的設(shè)計(jì)內(nèi)容由一個專業(yè)來完成是困難的，一般不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容由相應(yīng)的專業(yè)設(shè)計(jì)部門來擔(dān)任。 鑒于本次時間的倉促，本設(shè)計(jì)對于車間的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)甚少，只是簡單的敘述了下工藝流程，及相關(guān)設(shè)備參數(shù)的選取和校核，以及簡單的車間平面圖。 圖 31 生產(chǎn)工藝流程圖 5 （ 1）板坯庫內(nèi)工藝流程 本次車間設(shè)計(jì)共設(shè)兩個板坯庫，連鑄車間運(yùn)送來的板坯通過汽車運(yùn)送到 或 板坯庫內(nèi)，由主廠房起重機(jī)吊運(yùn)下坯。 （ 2）裝爐、加熱及出爐 本次車間設(shè)計(jì)共設(shè)兩座雙排式加熱爐；加熱爐區(qū)完成上料后的板坯根據(jù)入爐計(jì)劃分別送至各個加熱爐的裝爐輥道上，由推鋼機(jī)或裝鋼機(jī)送入加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，坯料熱裝爐的溫度在 500℃之間。 加熱的工藝操作包括對加熱溫度、加熱速度、加熱時間等工 藝參數(shù)的控制以及對爐溫制度、爐內(nèi)氣氛和爐壓等的控制，坯料加熱到 1150℃。加熱保溫到工藝溫度后，由鋼錠夾鉗將鋼錠吊運(yùn)至爐后的鋼錠翻轉(zhuǎn)裝置上，將鋼錠翻轉(zhuǎn)到加熱爐爐后輥道上，鋼錠稱重后，通過爐后運(yùn)送輥道運(yùn)送至除鱗機(jī)前。除鱗 或者鋼溫不滿足工藝要求時，可由返回輥道送回至板坯庫內(nèi)。一般情況下，普通熱軋、控制軋制過程都包含成形軋制、展寬軋制和延長軋制三個基本階段。因此根據(jù)本次的鋼種和成品規(guī)格選用控制軋制。在成形軋制 和展寬軋制中，軋制速度應(yīng)在基速以下（軋件短）；在縱軋或軋長階段，隨著軋件溫度的下降、厚度減小及長度的增加，應(yīng)逐道減小壓下量及提高軋制速度。對于軋廢、軋損品，視軋廢、軋損品外6 形，可在軋機(jī)區(qū)吊下或者送到后道工序處理。一般情況下，第一道軋制前均進(jìn)行除鱗。 （ 5）熱矯直機(jī) 鋼板一般在 600~800℃進(jìn)行熱矯，本次鋼板在 800℃進(jìn)行熱矯直。 （ 6）冷卻 本次采用一座步進(jìn)式冷床進(jìn)行冷卻，共設(shè)置一個厚度≤ 50mm 的步進(jìn)式冷床；鋼板在冷床上逐塊排放，根據(jù) 鋼板長度以 2 排的形式排放。 （ 7）探傷 在冷床的出口處，設(shè)置有在線連續(xù)式的超聲波探傷裝置。超聲波探傷裝置采用多通道寬束脈沖反射式探頭，探傷頻率 5MHz，可對厚度 ?60mm 的鋼板進(jìn)行全板面 (100%)自動連續(xù)探傷。剪切線上首先采用一臺切頭分段剪對鋼板 進(jìn)行頭尾剪切或分段；其后布置有雙邊剪，用于切除鋼板兩側(cè)的毛邊。然后鋼板由輥道運(yùn)輸?shù)蕉ǔ呒?，將鋼板剪切成所要求的定尺長度。采用 3 道次、逐道次改變壓下量，將鋼板的不平直度消除到要求的范圍以內(nèi)。在冷矯直機(jī)入口和出口處7 設(shè)有吸塵裝置，可在矯直前和矯直過程 中清除鋼板上表面的氧化鐵皮。不能預(yù)堆垛的鋼板以及修磨后的鋼板，標(biāo)記后將直接進(jìn)入成品庫。 8 四、軋機(jī)類型的選擇和布置 單機(jī)架中厚板軋機(jī)國外只有一種類型 ,即四輥式。雙機(jī)架軋機(jī)有三輥式加四輥式、二輥式加四輥式及四輥式加四輥式等 3 種型式。三輥9 式加四輥式軋機(jī)的主要缺點(diǎn)是三輥勞特式軋機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)依然沒有克服。四輥式加四輥式與二輥式加四輥式軋機(jī)相比，前者生產(chǎn)鋼板質(zhì)量好、產(chǎn)量高、靈活性大、備品備件少，但設(shè)備噸位重，投資大。 然而 ,連鑄生產(chǎn)的迅速發(fā)展 ,大部分中厚板軋機(jī)已不再采用鋼錠作為原料 ,故不存在軋制鋼錠時四輥式軋機(jī)受咬入角限制的問題。由坯料尺寸和成品尺寸粗軋機(jī)選擇四輥可逆式： 3500 四輥可逆式軋機(jī)。 圖 41 軋制車間布置示意圖（ 5 為軋機(jī)的布置） 1原料庫； 2步進(jìn)式加熱爐； 3輥道； 4粗軋機(jī)； 5精軋機(jī)； 6熱矯直機(jī)； 7冷床； 8冷矯直機(jī)； 9剪切； 10探傷； 11收集臺； 12成品庫 （ 1）輥身長度 L 輥身長度計(jì)算公式： L=Bmax+a。 所以 D1=L/=1000mm， D2=D1*=2020mm。 則工作輥： d1=*1000mm=700mm， l1=*700mm=630mm； 支撐輥： d2=*2020mm=1400mm， l2=*1400mm=1260mm。 現(xiàn)代四輥中厚板軋機(jī)要求軋輥具有以下性能： (1)高的耐滾動疲勞性能。加熱至 1000。 (3)復(fù)合層接合能力強(qiáng)。 1. 工作輥 粗軋機(jī)主要任務(wù)是對軋件的寬展和延伸，對表面質(zhì)量不作出太高的要求。傳統(tǒng)上采用高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥。 精軋輥工作條件相對較好，熱影響及機(jī)械沖 擊較小，因而材質(zhì)選擇時，應(yīng)主要考慮軋輥的耐作輥的材質(zhì)大部分為高鎳鉻無限冷硬復(fù)合鑄鐵軋輥。 2. 支撐輥 支撐輥在材料性能上要滿足 3 個條件： (1)有高的強(qiáng)度、低的彈性壓扁和不易產(chǎn)生撓變形； (2)輥身表面具有高的耐疲勞性能，耐剝落、耐 掉皮性能要好； (3)耐磨性能好。近幾年來， 5％鉻復(fù)合鑄鋼和鍛鋼支撐輥受到好評，這種材質(zhì)的支撐輥不但耐磨性優(yōu) 良，而且在一個服役后期，仍然不影響板形的控 制；另一方面，其突出的優(yōu)點(diǎn)是輥面抗11 疲勞性能 較好。因此選用 Cr5 復(fù)合鍛鋼支撐輥。950~248。950~248。1900~248。1900~248。700*630 248。 ) 25 23 22 21 17 11 由于本車間采用的是四輥可逆式軋機(jī)，其軋制速度可調(diào)，由表 51 可知可以采用低速咬入，所以實(shí)際的最大咬入角可以增大到 22~25176。因此要入不成問題。 12 Pmax= :l。 表 52 常用軋輥材質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力（單位： MPa） 鑄鐵 合金鑄鐵 球墨鑄鐵 碳素鑄鋼 碳素鍛鋼 合金鍛鋼 70~80 80~90 100~120 100~120 120~140 140~200 △ h≤ 2D（ PmaxpB ） 2 52 式中 : Pmax— 是按式 51 計(jì)算所得到的結(jié)果， N； p— 平均單位軋制力， MPa。 綜合考慮（ 1）咬入條件；（ 2）軋輥強(qiáng)度；（ 3）電機(jī)能力的限制。在粗軋機(jī)上進(jìn)行寬展軋制 4 道次，即粗軋 4 道次；使坯料的寬度等于成品的寬度；然后再轉(zhuǎn) 90176。從粗軋進(jìn)入精軋時應(yīng)設(shè)計(jì)輥道用于鋼板的降溫，因?yàn)榫埖拈_軋溫度應(yīng)在 950℃一下。在縱軋階段，立輥軋邊控制板坯的寬度，直至縱軋成形。 因此，開始 3 道的壓下率需小些，可在 14%左右， 3 道次要考慮軋件表面質(zhì)量及尺寸精度，壓下率可在 10%左右，其它各道可在 18%左右。 軋制后軋件尺寸計(jì)算公式： h2*b2*l2=h1*b1*l1；其中， h b l2表示某道次軋制后軋件的厚度、寬度、長度， h b l1 表示某道次軋制前軋件的厚度、寬度、長度。 在中厚板生產(chǎn)中由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖。由于咬入能力很富余，且要入時速度高更有利于軸承油膜的形成，故采用穩(wěn)定速度咬入。為了減少反轉(zhuǎn)時間，一般采用較低的拋出速度 n2，取 n2=20r/min，但個別間隙時間長的道次可取 n2=40r/min。 圖 51 梯形速度圖 如圖 51 所示，每道軋制延續(xù)時間 tj=tzh+t0，其中 t0 為間隙時間， tzh 為純軋時間，tzh=t1+t2。n2b 55 故減速段長 l2=t2v2，而 t1 = l。t2v2v1 56 對 4 道取 n1=n2=20（因軋件短），即 t2=0。 14 例： 計(jì)算橫扎第二道次軋制時間， n1=20r/min、 n2=20r/min、 D=1m、 b=60r/min、 l= 計(jì)算結(jié)果： v1=*1*20/60m/s=； V2=（ 20+20） /2**1/60m/s=； t2=0； t1=（ ） /=； 其余各道次數(shù)據(jù)見 附錄一 。對四輥軋機(jī)，有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 不用推床定心時（ L） t0= 需推床定心時 （ L《 8m） t0=6s （ L8m） t0=4s 在控制軋制時，為完成再結(jié)晶，在高溫區(qū)軋制時，間隙時間取長些。 根據(jù) Q345q 的元素組成，由于含碳量的增加而珠光體增加，所以奧氏體化溫度不宜太高，以免奧氏體晶粒粗大，再結(jié)晶后晶粒多且粗大，一般出爐溫度控制在 1150?C— 1200?C，因此確定出爐溫度為 1200?C，高壓水除鱗及輥道降溫一般取 50?C，故開軋溫度為 1150?C。從粗軋到精軋之間，軋件需要冷卻，冷卻速度定為 4?C/s，則冷卻時間大概是 38s，共降溫 150?C。 例： 第二道次軋制溫度的計(jì)算， z=+3（ s） =、 T1=1100℃、 h=220mm 計(jì)算結(jié)果：