【正文】 步的戰(zhàn)略任務(wù)；應(yīng)更加關(guān)注成熟、先進以及前沿技術(shù)的應(yīng)用與推廣。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1 .3 國內(nèi)中厚板地位 中 厚板是重要的鋼材產(chǎn)品，一般占鋼材總量的 10%左右。我國是一個發(fā)展中國家，正在進行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于中厚板的需求一直非常強勁。 中厚板生產(chǎn)的特點是小批量、多品種、產(chǎn)品性能要求高、生產(chǎn)過程復(fù)雜。我國成立初期 ，只有鞍鋼擁有一臺 3 輥勞特式 2300 中板軋機， 產(chǎn)品也只有最初的碳素結(jié)構(gòu)鋼板。但是，其技術(shù)內(nèi)涵和產(chǎn)品的質(zhì)量水平與國際先進水平有很大的差距。 20 世紀 90 年代，鞍鋼首先引進了二手的 4300mm中厚板軋機，同時酒鋼、舞鋼也分別引進了 3000mm 和 3800mm 中厚板軋機，我國的中厚板生產(chǎn)開始向國際水平靠近。最近幾年，我國寶鋼、鞍鋼等單位采用自主集成和引進國外技術(shù)相結(jié)合的方式， 建成了一批 4000mm 以上的中厚板軋機，我國中厚板的工藝、裝備 和產(chǎn)品已經(jīng)逐步達到 國際先進水平。全部建成后，我國將具備中厚板生產(chǎn)能力近 1 億噸。主軋機實現(xiàn)了強力化和高強度，采用了厚度自動控制、板形控制、平面形狀控制等先進、實用的計算機控制系統(tǒng)。在輔助設(shè)備方面，我國引進和自主研發(fā)的強力矯直機、滾切式剪切機、超聲波探傷、熱處理設(shè)備等都達到了國際先進水平。這些鋼材已經(jīng)在我國經(jīng)濟、社會發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，對拉動我國經(jīng)濟發(fā)展，推動我國西部、北部、南部地區(qū)的社會進步提供了強力支撐。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)外對中厚板產(chǎn)品的需求也越來越大 ，總之，建設(shè)一個中厚板廠對國民經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展有極其重要的 作 用 。 產(chǎn)品方案一般是在設(shè)計任務(wù)書中加以規(guī)定的，或由設(shè)計者深入實際調(diào)查統(tǒng)計提出方案，然后經(jīng)主管部門批準確定，產(chǎn)品方案 是進行車間設(shè)計的 主要依據(jù)， 根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝 。 (2) 要考慮地區(qū)之間產(chǎn)品 的平衡。做到供應(yīng)適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。如果條件具備，努力爭取軋機向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利于提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。 (5) 要適應(yīng)當前改革開放的經(jīng)濟形勢需要，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場。但是，我們在設(shè)計中不可能對每一個品種、規(guī)格及狀態(tài)都進行詳細的工藝計算。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 計算產(chǎn)品的選擇 原則 ： (1) 有代表性 表 2— 1 產(chǎn)品方案列表 產(chǎn) 品名稱 鋼 種 規(guī) 格范圍 （ mm） 產(chǎn)量 （ 萬 噸 ） 比例（ %） 技 術(shù)標準 碳素結(jié)構(gòu)鋼板 Q195~Q275 （ 5~40）179。（ 12020~18000） 30 15 ISO ASTM JIS 高強度低合金板 Q34 Q390B Q420 、 Q460 （ 5~40） 179。（ 20200~5000） 20 10 ASTM ISO 船板 A32 、 A36 D3 D36 E40 （ 5~40） 179。（ 20200~25000） 25 ZC GB 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板 45 、 50 30Mn2 （ 5~40） 179。（ 12020~18000） 40 20 YB ASTM 鍋爐鋼板 20g 、 16Mng 12Cr1MoVg （ 5~40） 179。（ 2020~25000） 15 ASTM YB 容器鋼板 20R 、 16MnR 15CrMoR （ 5~40） 179。（ 12020~18000） 20 10 ASTM ISO JIS 橋梁用鋼板 Q235q、 Q345q Q420q、 16Mnq （ 5~40） 179。（ 20200~25000） 20 10 ASTM ISO 汽車大梁板 16MnL 16MnREL （ 5~20） 179。（ 12020~18000） 15 ASTM GB ISO 管線鋼 X65 、 X70 X80 （ 5~40） 179。（ 12020~18000） 15 ASTM GB 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 將所有的各類產(chǎn)品進行分類編組，從每組中找出一至幾種產(chǎn)量較大、產(chǎn)品品種、工藝特點等有代表性。 (2) 通過所有工序 所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是每一種計算產(chǎn)品都通過各 工序，而是對所有計算產(chǎn)品綜合來看的。因此，編制產(chǎn)品方案，確定計算產(chǎn)品及年產(chǎn)量分配是工藝設(shè)計的主導(dǎo)。 4800179。 2020 179。 3000179。 4100179。 3500179。） 180176。 “15”是碳含量成分 %， “Cr”是成分含有一定化學元素 鉻 ， “Mo”是成分含有一定化學元素 鉬 ， “R”是 容器板容的第一個字母 。 表 2— 10 15CrMoR 鋼化學成 份 C Si Mn Cr Mo S、 P ～ ～ ～ ～ ～ ≤ 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 產(chǎn)品的執(zhí)行標準與技術(shù)要求 產(chǎn)品 執(zhí)行標準 有 JIS G310 ASTM、 JIS G311中國船級社標準 ，客戶另有要求的按 所簽的合同中的要求執(zhí)行。根據(jù)設(shè)計規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟指標的要求，考慮當時當?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。若產(chǎn)品質(zhì) 量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。 （ 3） 年產(chǎn)量的大小 產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。應(yīng)在不對環(huán)境造成破壞的同時，用最小的投資，產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益與社會效益。 （ 1） 單機架軋 在當前的中厚板生產(chǎn)中仍然占據(jù)著重要的地位 ,采用二輥式、三輥式、四輥式或萬能式軋機 .現(xiàn)代以四輥可逆軋機用的最多 .它集中了輥和三輥勞特軋機的優(yōu)點 .降低了軋 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 制力 ,又大大增強了軋機的剛性 .因此 ,這種軋機適合于軋制各種尺寸的中厚板 ,尤其是寬度較大 ,精度和板形要求較嚴的中厚板 ,但是軋機的價格較高 。它把粗軋和精軋兩個階段的不同任務(wù)和要求分到兩個機架上完成 .其主要優(yōu)點 :不僅軋機產(chǎn)量高 ,而且無論是表 面質(zhì)量還上尺寸精度或板形都較好，延長了軋輥的使用壽命 ,縮減換輥的次數(shù)。 生產(chǎn)方案確定 綜合個方面的因素 ,現(xiàn)在的中厚板生產(chǎn)還多采用的是雙機架軋機 . 由于三輥勞特式軋機已經(jīng)很落后，已經(jīng)是被淘汰的設(shè)備。軋機布置采用順列式。舊式軋機上為破除氧化鐵皮還有采用二輥除鱗機，實踐表明其效果不大，故現(xiàn)已極少采用，一般都采用高壓水除鱗 。 生產(chǎn)方式 中厚板生產(chǎn)方式可分為：單機架軋制、雙機架軋制以及連軋。 這是現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要型式，該生產(chǎn)方式把粗軋和精軋兩階段的不同任務(wù)和要求分到兩機架上完成。 生產(chǎn)工藝流程的 選擇 生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按順序排列起來。 合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該在保證完成設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，同時具有最低的消耗，最少的設(shè)備，最小的車間面積，最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟效益和較好的勞動條件。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。 (3）根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求 為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件的要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。 金屬壓力加工產(chǎn)品的工藝流程有共同性大致可歸納幾個主要工序：鑄錠、坯料準備、加熱、軋制、軋制后冷卻、熱處理、精整等。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 船 板 鋼 A36 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ?? 粗軋（ 25021017013510372 ） ? ?? 精軋（ 725239302420） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標志 ? ?? 包裝入庫。 橋梁鋼板 16Mnq 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ??? 粗軋（ 340290245200155110 ） ? ?? 精軋（ 1107651413430） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標志 ? ?? 包裝入庫。 生產(chǎn)工藝敘述 中厚板生產(chǎn)工藝流程基本為：連鑄坯 →加熱→高壓水除鱗→粗軋→精軋→在線快速冷卻→熱矯直→冷床冷卻→檢查修磨切頭、切尾取試樣、切定尺和切邊→噴印→ (熱處理 )→ 包裝入庫。由表31 可以看出，鋼錠缺陷最多，只是在軋制特厚板或某些特殊鋼時，以及在舊軋機上得不到半皮原料時才 使用鋼錠。近幾年來，連鑄坯已經(jīng)逐漸取代了 鑄 軋坯，現(xiàn)在的中厚板生產(chǎn)大部分都是采用連鑄坯做為原料。 （ 1）表面質(zhì)量 連續(xù)鑄軋坯料表面應(yīng)保證無偏析瘤、裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，表面光潔平整。 （ 2）內(nèi)部質(zhì)量 坯料內(nèi)部缺陷，成分、組織不均，對加工過程及產(chǎn)品質(zhì)量影響極大，易造成大量廢品。 軋制中厚板所用的的板坯，都是寬高比較大的矩形坯。隨著冶金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯得到了廣泛的推廣，連鑄坯已成為現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要原料。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 根據(jù)我們國生產(chǎn)實踐表明，實際上，對一般用途的鋼板宜選用 6～ 8 倍以上。 所以，考慮到本設(shè)計的年產(chǎn)量及熱軋時的溫降的限制選擇坯料厚度分別為 120mm、 120mm、 250mm、 340mm、 400mm，軋制產(chǎn)品厚度為 5mm、 10mm、 20mm、 30mm、 40mm。 無初軋機及開坯機的中小型企業(yè)及特厚半生產(chǎn)。扁錠高鋼種不受限制坯料尺寸規(guī)格都可靈活選擇。 大型企業(yè)鋼中共品種較多及規(guī)格特殊的鋼坯，生產(chǎn)厚板且可用橫軋方法。 以前 尚只使用鎮(zhèn)靜鋼，鋼種受一定的限制，但是近幾年又開發(fā)了很多鋼種。受結(jié)晶限制鋼坯規(guī)格難靈活變化，連鑄工藝要求高，技術(shù)含量很高，難掌握。 壓 鑄 坯 總消耗小，質(zhì)量比連鑄坯好，組織均勻致密，表面質(zhì)量好，設(shè)備簡單，投資少規(guī)格變化靈活性大。 適于中小型企業(yè)及特殊鋼生產(chǎn)。 中厚板用的是加熱爐按其構(gòu)造分為連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種。故在多品種大批量生產(chǎn)的車間，除連續(xù)加熱爐外，往往同時設(shè)有室狀爐。對于表面質(zhì)量要求較高的板帶而言，為了消除氧化鐵皮和麻點的缺陷，提高加熱質(zhì)量是重要的一環(huán)，我國總結(jié)的“快速、高溫、大風量、小爐壓”的燒鋼經(jīng)驗，對于缺乏高壓水除磷設(shè)備的老工廠來說是清除氧化鐵皮的有效方法。以便送到下道工序進行除磷。坯料加熱主要是確定加熱溫度、加熱速度、加熱時間、燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)及輔助設(shè)備選擇。且熱軋終軋溫 度需大于 850℃，故本次設(shè)計 產(chǎn)品加熱溫度選擇為 1200℃，軋制溫度 1150℃。加 熱時間 （如 Q2350t=179。計算產(chǎn)品的加熱制度見表 32: 表 32 計算產(chǎn)品的加熱制度 計算產(chǎn)品 坯料 厚度 mm 加熱 速度 Min/mm 加熱 溫度 ℃ 加熱 時間 h 粗軋 溫度 ℃ 終軋 溫度 ℃ 開矯 溫度 ℃ 終矯 溫度 ℃ 碳素結(jié)構(gòu)鋼板 Q235 120 1200 1150 960 700 600 低合金高強結(jié)構(gòu)鋼板 Q390 120 1200 1150 961 705 600 船板鋼 A36 250 1200 1150 963 710 610 橋梁用鋼板 16Mnq 250 1200 1150 963 710 610 壓力容器板 15CrMoR 400 1200 1150 963 720 620 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 除鱗 鋼坯在高溫下，其表面 的元素與空氣中的氧氣發(fā)生化學生成氧化物。在板坯表面形成氧化鐵皮，如果該氧化鐵皮不去除，在軋制過程中就會被軋輥壓入板坯，直接影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。 清除表面氧化鐵皮的方法很多， 各方法的對比如表 33 表 33 鋼板的各種除磷方法 序 號 除 磷 方 法 優(yōu) 缺 點 1 投以竹枝 、杏條 ,食鹽等物爆破清除表面鐵皮 簡單有效，但不易除凈，勞動條件差，環(huán)境臟污。 對碳鋼有效，但是不易除凈 3 粗軋機軋輥上刻槽穴凹坑，籍穴中的水產(chǎn)生高壓蒸汽以掃除。 4 用一臺二輥式機架加高壓水除磷 投資的，效果不是顯著，現(xiàn)已很少采用 5 采用一 臺大立輥機架軋邊并加高壓水除磷 可調(diào)板坯寬度及加工側(cè)邊對鋼錠原料使用，但投資