【正文】 平面布置，如合理的設(shè)備間距、倉(cāng)庫(kù)面積等，并畫出車間平面布置圖。并采取有效的環(huán)境保護(hù)措施，如車間的綠化、廢氣和廢渣的再回收等。 通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力，綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)分 析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、深入化為今后工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 近年來(lái)中厚板發(fā)展 由于近代船舶值在 ,橋梁建筑 ,石油化工等國(guó)內(nèi)工業(yè)的迅速發(fā)展 ,由于鋼板焊接構(gòu)建 ,焊接鋼管及型材的廣泛應(yīng)用 ,需要大量寬而長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)板材使寬厚板得到很快發(fā)展 ,目前寬厚板一日趨向合金化大型化 ,軋機(jī)日益趨重型化高速化自動(dòng)化 ,3m 以上的巨型寬厚板扎即成為生產(chǎn)寬厚板主流設(shè)備 ,新建的寬厚板長(zhǎng)期生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)量達(dá)到 200240 萬(wàn)噸 ,故此做寬厚 板的設(shè)計(jì)與研究食欲目前國(guó)內(nèi)外形勢(shì)所趨 ,耳聰中提高自身的能力 ,緊跟時(shí)代的步伐 . 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速的發(fā)展，將對(duì)中厚板鋼材的產(chǎn)量、質(zhì)量和品種提出更高的要求 . 造船業(yè)用鋼 近幾年來(lái)我國(guó)中小型內(nèi)河船只生產(chǎn)勢(shì)頭相當(dāng)強(qiáng)勁，特別是這兩年鐵路運(yùn)輸緊張，公路運(yùn)輸治理超載，運(yùn)費(fèi)上漲使一部分運(yùn)力向水路發(fā)展，造成對(duì)中小型船只的需求明顯上升。 2020 年我國(guó)的造船業(yè)在國(guó)際造船市場(chǎng)的份額將占到 20%，而屆時(shí)需要的船舶用鋼也在很大程度上提高。近年來(lái)全國(guó)機(jī)械行業(yè)用鋼的消費(fèi)量如表 。整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)用鋼中，用于鋼結(jié)構(gòu)的鋼材就達(dá) 260 萬(wàn)噸左右，其中 35%～ 40%為中厚板。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè)，到 2020 年，我國(guó)新建各種管線需用鋼約 3390 萬(wàn)噸～ 3540 萬(wàn)噸，平均每年消費(fèi) 340萬(wàn)噸～ 350 萬(wàn)噸，今后 5～ 10 年內(nèi)將有一個(gè)大的發(fā)展，這無(wú)疑給中厚板市場(chǎng)帶來(lái)極大的商機(jī) 。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣，除重要工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)外，民用建筑包括城市舊建筑物的改擴(kuò)建，廣大的農(nóng)村建筑更具有廣泛的潛在市場(chǎng)。 公路、鐵路橋梁用鋼 隨著交通的發(fā)展，近幾年乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)建設(shè)的鐵路、高速公路中離不開鐵路橋、公路橋，城市的發(fā)展必須建高架橋。 年度 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 機(jī)械用鋼 總消耗量 /萬(wàn)噸 2828 3044 3362 4000 預(yù)計(jì) 5000 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 8 可見(jiàn)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必將帶來(lái)對(duì)中厚板的大量需求，因此，建設(shè)以普通碳素板Q235 中厚板為典型產(chǎn)品，年產(chǎn) 150 萬(wàn)噸的 4100mm 寬厚板車間是可行的，其市場(chǎng)是廣闊的。包頭地處西部，水電資源豐富，交通便利，氣候條件適宜，故把廠址選在包頭，加之其附近的白云鄂博鐵礦含量豐富，其地理位置在西部范圍內(nèi)是 絕無(wú)僅有的。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 9 第二章 中厚板產(chǎn)品方案 編制產(chǎn)品大綱 制定產(chǎn)品方案的主要原則： （ 1） 滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)軋制產(chǎn)品的需要，特別是根據(jù) 市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)于鋼材的需要。要正確處理長(zhǎng)遠(yuǎn)與當(dāng)前，局部和整體的關(guān)系。 （ 3） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)的合理分工。 （ 4） 考慮建廠地區(qū)資源及環(huán)境條件，物資和材料等到運(yùn)輸?shù)那闆r，逐步完善和配套起我國(guó)自己獨(dú)立 的軋鋼生產(chǎn)體系。 產(chǎn)品大綱是車間今后組織生產(chǎn)的依據(jù)，其主要內(nèi)容包括： 1） 車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模； 2） 各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3） 各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占得比例。 寬 179。1200~3700179。1500~3800179。1200~3600179。1200~3600179。1200~3600179。1200~3600179。1200~2020179。1200~3200179。1200~3600179。它反映了軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中金屬的收得情況 [2]，其計(jì)算公式如下： 11 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 %Q W GA Q Q K?? ? ? ? ? ?（ ） 式中 A — 成材率， %； Q — 原料重量， t。 G — 合格產(chǎn)品重量， t。 影響成材率的主要因素是生產(chǎn)過(guò)程中的各種金屬損失。 金屬平衡分析 金屬消耗是軋鋼車間生產(chǎn)中最重要的消耗，通常它占產(chǎn)品成本的一半以上，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。二是化學(xué)損耗，包括：倍尺連鑄坯在高溫時(shí)切割時(shí)的割渣、鋼坯在加熱過(guò)程中表面氧化產(chǎn)生一次氧化鐵皮、高溫軋件在空氣中產(chǎn)生的二次氧化鐵皮等。 影響切頭、切尾、切邊損失的因素有：鋼材品種、坯料種類、及坯料尺 寸的精確度等。 通常，在同樣條件下，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合金鋼材的金屬消耗比生產(chǎn)普通鋼材的金屬消耗要高，而且個(gè)軋鋼廠的金屬消耗系數(shù)，因其產(chǎn)品品種、生產(chǎn)工藝、技術(shù)操作、管理水平等不同而不同 [2]。 根據(jù)典型產(chǎn)品的尺寸 6mm179。30000mm 和產(chǎn)品所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) GB/T709,確定出其尺寸偏差，如表 ： 表 Q235 鋼板的尺寸偏差 鋼種 厚度偏差 (mm) 寬度偏差 (mm) 長(zhǎng)度偏差（ mm） Q235 177。具有較高的勞動(dòng)條件。 一般中厚板生產(chǎn)工藝流程如圖 所示。在機(jī)械性能試驗(yàn)前，先施行熱處理，然后再拋丸和油漆。 生產(chǎn)工藝流程概述如下： 1）板坯加熱 原料加熱的目的是使坯料軋制時(shí)有好的塑性和低的變形抗力。其中，一座為推鋼式加熱爐，兩座為步進(jìn)梁式加熱爐。 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) (或裝鋼機(jī) )推至加熱爐內(nèi)加熱。 加熱的工藝操作包括對(duì)加熱溫度、加熱速度、加熱時(shí)間等工藝參數(shù)的控制以及對(duì)爐溫制度、爐 內(nèi)氣氛和爐壓等參數(shù)的控制。 熱坯料和冷坯料將盡可能分爐加熱，力求實(shí)現(xiàn)低燃耗和均勻加熱，并降低坯料在爐內(nèi)的氧化燒損。出鋼機(jī)由低位運(yùn)行進(jìn)入爐內(nèi)，根據(jù)板坯位置定位，托起板坯出爐，并準(zhǔn)確地將板坯放在出爐輥道上。初生氧化鐵皮要在軋制開始階段去處，因?yàn)檫@時(shí)氧化鐵皮尚未壓入鋼中，易于去處，同時(shí)清除面積小。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)粗軋機(jī)前輸入輥道輸送至四輥粗軋機(jī)處進(jìn)行粗軋軋制。粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。綜合軋制法分為三步：首先縱軋 1~2 道次平整板坯，稱為成形軋制；然后轉(zhuǎn) 90176。因此，在粗軋機(jī)前后設(shè)置有回轉(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)有推床。一般在粗軋機(jī)的壓下約占 80％，在精軋機(jī)上約占 20％。此外，原則上在展寬軋制完成，縱軋（延伸軋制）開始前，控制每 個(gè)階段待溫后以及成品道次前后均進(jìn)行除鱗操作。 對(duì)于那些要求進(jìn)一步提高強(qiáng)度或改善焊接性能和低溫韌性的產(chǎn)品，以及那些要求抗氫致裂紋 (HIC)或抗硫化物應(yīng)力腐蝕 (SSCC)的產(chǎn)品，在完成控制軋制后即進(jìn)入ACC 裝置進(jìn)行加速冷卻。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。 6）熱矯直 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℃ 。 矯直機(jī)的壓下量主要取決于鋼板的矯直溫度，一般在 ~ 的范圍內(nèi)選取。此外，確定壓下量時(shí)還要考慮板厚的影響，厚度較薄的鋼板壓下量大，較厚者壓下量小。經(jīng)過(guò)控制軋制和控制冷卻的鋼板，對(duì)其可能產(chǎn)生的不平直度，應(yīng)消除到標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍以內(nèi)。 本車間配置一寬一窄二座步進(jìn)式冷床和一座特厚板冷床。 鋼板在冷床上逐塊排放，并可根據(jù)長(zhǎng)度以 1 至 4 排的形式排放。 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)離開冷床。 需要緩冷的鋼板由吊車吊至緩冷區(qū)堆放，采用堆垛或堆垛后壓蓋方式緩冷，堆垛高度不大于 1500mm，緩冷溫度約 400~600℃ 。 為了標(biāo)示試樣號(hào)，以及在后續(xù)剪切或下線處理時(shí)便于識(shí)別，在鋼板進(jìn)入剪切區(qū)之前，將其在取樣位置上和 “ 子板 ” 上自動(dòng)標(biāo)記出鋼板號(hào)和其它有關(guān)參數(shù) (在此設(shè)備建設(shè)之前，由人工完成 )。 鋼板在雙邊剪輸入輥道上經(jīng)激光射線示位，并以升降橫移裝置或推板對(duì)中后，準(zhǔn)備進(jìn)行剪切。 鋼板切邊后，送至定尺剪前，由升降橫移或擺動(dòng)橫移裝置靠齊側(cè)邊，首先將鋼板前端切齊 (成直角 )，藉助剪機(jī)前后的測(cè)長(zhǎng)輥，按要求剪成定尺長(zhǎng)度。由剪切間內(nèi)的試樣剪 (預(yù)留 )切成毛樣，再通過(guò)輸送帶送入檢驗(yàn)中心。 各臺(tái)剪機(jī)切下的板邊廢料，均 由其下方的輸送帶送至廠房外收集。如不需進(jìn)行熱處湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 18 理 (二期 )，則可通過(guò)橫移吊車返回到剪切線上，進(jìn)行后續(xù)工序 (表面檢查和修磨、標(biāo)記 )；如需要熱處理，則通過(guò)預(yù)留的過(guò)跨平車送入熱處理跨。 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。先進(jìn)行上表面的檢查和修磨，再經(jīng)翻板機(jī)翻轉(zhuǎn) 180?，檢查下表面并修磨。鋼板通過(guò)輥道、橫移臺(tái)架、橫移吊車輸送至相應(yīng)跨間后，由跨內(nèi)吊車直接吊至指定堆存地點(diǎn)。本車間 采用四輥可逆式軋機(jī)。它是由一對(duì)小直徑工作輥和一對(duì)大直徑支撐輥組成，由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作輥。它具有二輥可逆軋機(jī)生產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又由于有支撐輥使軋機(jī)輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。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。L 表示，或者簡(jiǎn)單用 L表示。四輥可逆軋機(jī)的尺寸范圍： D=1300～ 2400，d=800～ 1200， L=2800～ 5500。 中厚板軋機(jī)的布置 中厚板車間的布置形式有三種，既單機(jī)座布置、雙機(jī)座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置 [5]。所以本中厚板設(shè)計(jì)采 用雙機(jī)架布置，且粗軋機(jī)和精軋機(jī)均為四輥可逆式軋機(jī)。本車間的主傳動(dòng)裝置包括以下幾個(gè)部件：電動(dòng)機(jī)、萬(wàn)向接軸和軋輥。這種主機(jī)列沒(méi)有減速器和齒輪座，減少了傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩和損耗，縮短了啟動(dòng)和軋制時(shí)間，因此能提高可逆式軋機(jī)的產(chǎn)量。這種接軸的優(yōu)點(diǎn)是：聯(lián)軸節(jié)可以在任一方向上允許被連接的電動(dòng)機(jī)軸與軋輥軸線成一定角度來(lái)傳遞力矩。 四輥中厚板軋機(jī)的工作機(jī)座的結(jié)構(gòu) 四輥板帶軋機(jī)的工作機(jī)座一般包括下列幾個(gè)組成部分： 1）軋輥組件（也稱輥系）：軋輥、軸承、軸承等零部件組成； 2）機(jī)架部分：由左右機(jī)架、上下連接橫梁、軌座等構(gòu)件組成； 3）壓下平衡裝置； 4）軋輥的軸向調(diào)整或固定裝置。 取其重車率為 ％，則工作輥的最小直徑 minD ==980mm，故工作輥直徑D= 980 ~ 1080mm? 。 輥頸長(zhǎng)度 l 與輥頸直徑之比為 ~[6]，取 / ? ，則 l =918mm。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 20 （ 2）支撐輥尺寸計(jì)算 （ a）輥身尺寸計(jì)算 支撐輥的輥身長(zhǎng) 1L =3800mm, 11/LD一般為 ~，取 11/LD=，則： 1D = 1L /=3800/=2054mm。 故支撐輥直徑1D= 2054 ~ 1848 mm? ； （ b）輥徑尺寸計(jì)算 輥頸直徑 1d = 1D =1130mm,1l = =960mm。 取其重車率為 ％，則工作輥 的最小直徑 minD =980mm，故工作輥直徑D= 980 ~ 1080mm? ； （ b）輥徑尺寸計(jì)算 由于采用滾動(dòng)軸承，故輥頸 d=（ ~） D，選 d= D=540mm。 （ c）輥頭尺寸計(jì)算 采用單鍵槽 輥頭，輥頭直徑 1D =D10=1070mm。 軋輥材質(zhì) 一般來(lái)說(shuō)，工作輥對(duì)硬度的要求是首位的。 板帶軋機(jī)的支撐輥對(duì)強(qiáng)韌性的要求較高，而對(duì)硬度的要求則不如工作輥，故選四輥 軋機(jī)支撐輥的材質(zhì)為合金段鋼 60CrMnCo，其硬度 HS=60。它有兩個(gè)外調(diào)整緩和一個(gè)內(nèi)調(diào)整環(huán)，使四列錐柱與外套間隙相等，以保持工作時(shí)受力相等。 軸承材料的選擇，支撐輥軸承座常用 ZG35，工作輥軸承為 ZG45。 平衡與壓下裝置 1）平衡裝置 平衡裝置的用途是 [7]： （ 1）保證上軋輥軸承座緊貼著壓下螺絲，消除壓下螺絲與周乘座的間隙，以免軋制時(shí)產(chǎn)生沖擊載荷； （ 2）保證消除壓下螺絲與螺母間的有害間隙，也即將因螺絲自重產(chǎn)生的上間隙轉(zhuǎn)化為托起螺絲時(shí)產(chǎn)生的下間隙； （ 3）對(duì)四輥軋機(jī)來(lái)講還應(yīng)考慮消除上支撐輥軸承與軸承間的有害間隙，即將軸承座的上間隙轉(zhuǎn)化為上間隙。 2）壓下裝置 采用電動(dòng)機(jī)械壓下，液壓 AGC 調(diào)節(jié)。而牌坊是機(jī)架的主體部件，因閉式牌坊具有較高的強(qiáng)度和剛度，故本車間選用閉式牌坊。 軋制區(qū)其它設(shè)備 采用橫移平臺(tái)式快速換輥裝置。去處二次氧化鐵皮的高壓水集管設(shè)置在軋機(jī)前后。軋制較薄鋼板時(shí)，為了防止鋼板降溫過(guò)快通常采用較小的冷卻水量。 旋轉(zhuǎn)輥道、側(cè)導(dǎo)板 設(shè)置在軋機(jī)前后的輥道輥除了可與軋機(jī)軋輥協(xié)調(diào)一致地轉(zhuǎn)動(dòng)之外，在展寬軋制時(shí)還可以起到使板坯轉(zhuǎn)向的作用。