設(shè)計年產(chǎn)150萬噸的中厚板廠畢業(yè)設(shè)計說明書

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：設(shè)計年產(chǎn)150萬噸的中厚板廠姓 名：學(xué) 號：專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級： 指導(dǎo)教師： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書摘要此設(shè)計是以包頭地區(qū)為條件，設(shè)計年產(chǎn)量150萬噸的中厚板廠，分析了在包頭地區(qū)建造新的中厚板廠的可行性和必要性。結(jié)合設(shè)計條件及年產(chǎn)量要求完成了10個產(chǎn)品品種、10個產(chǎn)品規(guī)格的產(chǎn)品方案表和金屬平衡表。以鋼種為x70的連軋坯軋制中厚板。 第1章 是中厚板的國內(nèi)外發(fā)展概況和建廠可行性分析報告，總結(jié)了當(dāng)前世界各國中厚板生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)水平，包括設(shè)備、技術(shù)及理念等，然后進(jìn)行了建廠的可行性分析；第二、三章是對設(shè)計任務(wù)、生產(chǎn)品種及工藝流程進(jìn)行了確定，

2、制定了生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品方案；第四章對軋制規(guī)程進(jìn)行了介紹比如：壓下裝置、軋制速度制度、撓度、溫度制度，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的計算與制定；第五章對設(shè)計進(jìn)行各項力能參數(shù)的計算，包括軋制表的計算，也對軋輥強度和軋機主電機能力進(jìn)行了校核；第六章介紹了車間平面布置，選擇了加熱爐、主電室、軋輥間的配置，確定主要設(shè)備的間距；第七章是對設(shè)計車間產(chǎn)量進(jìn)行了計算，包括各設(shè)備的生產(chǎn)能力、車間平均小時生產(chǎn)能力及車間年生產(chǎn)能力；第八章編制了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定了車間內(nèi)各項設(shè)備、原材料、動力等利用程度的指標(biāo)。最后根據(jù)設(shè)計參數(shù)，繪制車間平面布置圖。 關(guān)鍵詞：中厚板；車間設(shè)計；生產(chǎn)工藝abstractthis design that

3、take the baotou area as a condition, has designed the annual yield of 1.5 million tons new medium and heavy plate factory, analysed the feasibility and necessity of the construction of a new plate factory in baotou area. combined design conditions and the requirements of annual yield,the design comp

4、letes 10 product varieties,10 product specifications and metal balance sheet table. a cogged ingot of x70 is used for the rolling medium plate.chapters 2 and 3 is a design task, the production process carried out to determine the species and to develop the production process and product solutions;.

5、the plans of the products,the sorts of the products,the process flow and technological demand are described in the second and third chapter. the fourth rolling regulations were introduced such as: pressure device, rolling speed system, temperature regime, and its detailed calculation and formulation

6、. the fifth chapter is about the calculation of the steel rolling,equipment capability,tool designing and intension verifying. the sixth chapter is about the choice of mostly and assistant equipment which according to equipment parameter. the outputs of workshop,which involve the average output of p

7、er hour and the whole year outputs were calculated in the eighth chapter. the tenth chapter is about the technical and economic targets including the use of equipments,raw materials and power. at last,the layout of workshop was drawed according to designing parameters.key words: medium plate ； works

8、hop designing； production technics i 目錄摘要iabstractii第一章 總論11.1 工程總述11.2 國內(nèi)外中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.2.1中厚板簡介11.2.2 中厚板的用途11.2.3 中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.2.4 國內(nèi)外中厚板新產(chǎn)品新工藝新技術(shù)的開發(fā)31.3 包頭建設(shè)中厚板車間的可行性與必要性分析41.3.1 原料供應(yīng)情況分析41.3.2區(qū)域輔助設(shè)施狀況5第二章 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱及技術(shù)要求72.1 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱72.2原料及金屬平衡表的編制92.2.1原料來源及規(guī)格92.2.2 編制金屬平衡表9第三章 生產(chǎn)工藝流程113.1 生產(chǎn)工藝流程

9、的制定依據(jù)113.2生產(chǎn)工藝流程圖及簡介123.4 典型產(chǎn)品的介紹和工藝制度143.4.1典型產(chǎn)品工藝制度15第四章 軋機及其參數(shù)的選擇174.1中厚板軋機型式174.2軋機參數(shù)選擇184.2.1 3800mm四輥可逆粗軋機的參數(shù)選擇184.2.2 4100mm四輥可逆精軋機的參數(shù)選擇194.3軋輥尺寸及材質(zhì)204.3.1軋輥的參數(shù)計算204.3.2軋輥撓度的計算21第五章 軋制規(guī)程的計算235.1制定壓下規(guī)程235.1.1咬入條件的計算245.1.2確定軋制方法245.1.3軋制工藝245.2軋制速度制度255.2.1確定速度圖形式255.2.2選擇各道次咬入、穩(wěn)定軋制、拋出轉(zhuǎn)速265.2.

10、3計算各道次純軋時間275.2.4確定各道次間隙時間285.3溫度規(guī)程的制定295.3.1溫度規(guī)程的確定29第六章 力能參數(shù)計算326.1確定各道變形抗力326.1.1各道變形程度的計算326.1.2計算各道平均變形速度336.1.3變形抗力的計算346.2軋制壓力的計算356.2.1計算各道變形區(qū)長度356.2.2計算各道平均單位壓力366.2.3計算各道總壓力376.3確定各道次傳動力矩386.3.1傳動力矩的組成386.3.2按軋制力計算軋制力矩396.3.3附加摩擦力矩的確定406.3.4空轉(zhuǎn)力矩的確定436.3.5計算傳動力矩446.4繪制軋制圖表446.5軋輥強度校核466.5.2

11、 粗軋機校核466.5.3精軋機校核486.6電機能力校核506.6.1粗軋機電機校核506.6.2精軋機電機校核516.7軋鋼機工作圖表52第七章 車間的平面布置及主要設(shè)備距離537.1 車間的平面布置537.1.1車間布置原則537.1.2選擇金屬流程線537.1.3生產(chǎn)設(shè)備的布置537.2加熱爐、主電室、軋輥間的配置547.3主要設(shè)備間距的確定55第八章 工作時間及年產(chǎn)量計算578.1車間工作制度和工作時間的確定578.2軋鋼機產(chǎn)量計算578.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算578.2.2軋鋼機平均小時產(chǎn)量58第九章 主輔設(shè)備的選擇及性能參數(shù)的確定619.1加熱爐的選擇619.1.1推鋼式加熱爐

12、619.1.2步進(jìn)式加熱爐639.2 高壓水除鱗裝置649.3 立輥機架659.4 粗軋機入口推床（粗軋機出口、精軋機入出口）659.5 3800mm四輥可逆粗軋機659.6 4100mm四輥可逆精軋機679.7 剪切設(shè)備的選擇689.7.1切頭剪689.7.2雙邊剪699.7.3定尺剪、火焰切割機699.8 軋機機架的選擇709.9 軋輥壓下裝置的選擇719.10 軋輥平衡裝置的選擇729.11 矯直機的選擇739.12冷卻設(shè)備的選擇749.13冷床759.14在線超聲波探傷裝置769.15起重運輸設(shè)備的選擇779.15.1輥道選擇779.15.2起重機選擇79參考文獻(xiàn)81致謝82第一章 總

13、論1.1 工程總述（1）項目名稱: 設(shè)計年產(chǎn)150萬噸的中厚板廠（2）項目概述：經(jīng)過對國內(nèi)外中厚板市場現(xiàn)狀的分析以及前景的預(yù)測，綜合對當(dāng)?shù)馗鞣N物料供應(yīng)、能源等其它資源的分析，我們選擇區(qū)域與資源優(yōu)勢居一體的內(nèi)蒙古包頭地區(qū)作為建廠廠址，設(shè)計一座年產(chǎn)量150萬噸中厚板車間，以25mm×3200mm，x70管線鋼為其典型產(chǎn)品，并且能夠生產(chǎn)規(guī)格齊全、性能優(yōu)良，能滿足市場需求的產(chǎn)品。1.2 國內(nèi)外中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1中厚板簡介 中厚鋼板：厚度大于4mm的鋼板屬于中厚鋼板。其中，厚度4.0-20.0mm的鋼板稱為中厚板， 厚度20.0-60.0mm的稱為厚板，厚度超過60.0mm的為

14、特厚板。1.2.2 中厚板的用途中厚板主要用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁等行業(yè)，并且隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)其需求量非常之大，范圍也十分廣。（1）造船鋼板：用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。（2）橋梁用鋼板用于大型鐵路橋梁。要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。 （3）鍋爐鋼板：用于制造各種鍋爐及重要附件，由于鍋爐鋼板處于中溫（350以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣腐蝕，要求保證一定強度，還要有良好的焊接及冷彎性能。（4）壓力容器用鋼板：主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲運的壓力容器或其它

15、類似設(shè)備，一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，溫度在-20450范圍內(nèi)工作，要求容器鋼板除具有一定強度和良好塑性和韌性外，還必須有較好冷彎和焊接性能。（5）汽車大梁鋼，用于制造汽車大梁（縱梁、橫梁）用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由汽車大梁形狀復(fù)雜，除要求較高強度和冷彎性能外，要求沖壓性能好。1.2.3 中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（1） 主軋機的型式從機架的結(jié)構(gòu)來看有二輥可逆式、三輥勞特式、四輥可逆式、萬能式和復(fù)合式之分，而現(xiàn)代建設(shè)的軋機大部分是四輥可逆式和萬能式，而二輥可逆式和三輥勞特式在現(xiàn)代軋機建設(shè)中已不多見。新建設(shè)中厚板軋機寬度尺寸在三米以上；四輥

16、軋機的結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定和成熟，為了增加軋機強度和剛度，增大機架牌坊立柱斷面尺寸和重量、支撐輥直徑，以承受更大的軋制力。一般單位軋制力都在20mn/mm以上，單位功率在2kw/mm以上，剛度在20mn/mm以上。軋機尺寸在3500mm以上，軋制速度達(dá)57.8m/s，牌坊主柱截面在9000cm2以上，每片單重達(dá)300t噸以上，并采用快速換輥裝置。換一次工作軋輥只8-15min，換支撐輥只1h之內(nèi)。主傳動采用交流電動機，帶有hagc、彎工作軋輥pc或cvc板形控制裝置及近接射線測厚儀。（2）加熱爐步進(jìn)式加熱爐被公認(rèn)為當(dāng)代最先進(jìn)的爐型。老生產(chǎn)線中只有鞍鋼厚板、武鋼軋板、濟(jì)鋼中厚板、邯鋼中板采用， 而新建在

17、建的生產(chǎn)線中有13條選用此爐型， 比起我國原先普遍使用的推鋼式加熱爐在提高板坯質(zhì)量、減少氧化、燒損等方面大大前進(jìn)了一步。從與軋制產(chǎn)能匹配角度和軋制品種考慮， 寶鋼的5.0m 軋機設(shè)置了2 座，首鋼4.3m 軋機設(shè)置了3 座。（3）快冷裝置在生產(chǎn)高等級、高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品時， 一般都采用控制軋制技術(shù)工藝。此技術(shù)的應(yīng)用必須有良好的冷卻系統(tǒng)相配合， 新建和在建的生產(chǎn)線大多都裝備了先進(jìn)的快冷系統(tǒng)。裝置一般都采用dq+u 形管層流的冷卻型式， 一些老生產(chǎn)線近幾年也對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造， 目前酒鋼中板采用adco 氣霧冷卻， 鞍鋼厚板、新余中板、舞陽厚板、武鋼軋板等采用u 形管層流冷卻， 首鋼中板、

18、南鋼中板采用直流式層流冷卻， 都屬于比較先進(jìn)實用的裝備。（4）熱矯直機2005 年以前大都采用輥式矯直機， 此型式由于受輥徑和輥距的配合限制， 所以矯直板厚有一定范圍， 一般最厚與最薄之比為4， 新生產(chǎn)線中大都采用有張力機能的新型矯直機。其矯直最厚與最薄之比可以達(dá)到25， 而且矯直力也可以增加一倍。也有些老生產(chǎn)線對原有的矯直機進(jìn)行了改造， 如濟(jì)鋼中厚板采用了從法國進(jìn)口的11 輥四重式矯直機， 效果較好，矯直精度達(dá)1.5mm/m。（5）冷床由于以前大多數(shù)生產(chǎn)線采用拉鋼冷床， 非但容易劃傷鋼板， 也容易造成鋼板冷卻不均勻。新建生產(chǎn)線的冷床大都采用步進(jìn)格板式或盤輥式， 有足夠的面積放置鋼板， 不需要

19、在冷床前進(jìn)行熱剪分段， 對提高成材率有利。也有一些老生產(chǎn)線對冷床進(jìn)行了改進(jìn)， 如柳鋼采用步進(jìn)式冷床， 浦鋼和濟(jì)鋼采用了盤輥式， 效果都不錯2。1.2.4 國內(nèi)外中厚板新產(chǎn)品新工藝新技術(shù)的開發(fā)近幾年我國的中厚板品種開發(fā)主要圍繞一些專用鋼板的鋼質(zhì)純凈化、低碳高強化、耐高溫、耐高壓、耐斷裂、耐腐蝕等方面展開， 并取得了長足的進(jìn)步:( 1) 新產(chǎn)品開發(fā)有15 家企業(yè)能生 產(chǎn)x65 級別的管線鋼， 8 家能生產(chǎn)x70 級， 寶鋼、鞍鋼、舞鋼、武鋼、濟(jì)鋼等具備了生產(chǎn)x80 級的能力， 其中寶鋼、鞍鋼、武鋼已能大批量生產(chǎn)， 并于2005 年完成了x100 級的試驗室工作。寶鋼、舞鋼、武鋼、鞍鋼、馬鋼等能生產(chǎn)

20、高級別的海洋石油平臺用鋼。以及corten 耐候橋梁板、bhw35 高壓鍋爐板、p20 塑料用模具板、n19 低溫板、ah32-eh36 級和f 級船板、ht80 高強板，百萬千瓦火電及核電用特厚鋼板、25萬千伏安以上變壓器用高磁感低鐵損取向硅鋼等高附加值產(chǎn)品已經(jīng)相繼開發(fā)。（2）新技術(shù)的應(yīng)用 1）熱送熱裝技術(shù)為了節(jié)能和提高爐子加熱能力，新建廠都很注意煉鋼連鑄和軋鋼加熱之間板坯運輸、保溫及調(diào)度等關(guān)系，做到生產(chǎn)管理一貫制，做到熱裝熱送率達(dá)40%-70%以上，熱裝溫度達(dá)450-680以上，噸鋼燃耗降至0.8gj以下，并在板坯倉庫內(nèi)設(shè)置保溫坑或罩，盡可能提高板坯裝爐溫度。目前，日本已實現(xiàn)了直接軋制，使

21、燃料達(dá)到零耗。2）控軋控冷技術(shù)將控軋與快冷有效地相結(jié)合在一起是中厚板生產(chǎn)技術(shù)的一大進(jìn)步，這種工藝可顯著地改善鋼板性能，降低生產(chǎn)成本與節(jié)約貴重合金元素。而中厚板軋機最適合于控軋控冷工藝，許多鋼板都可用此工藝生產(chǎn)，某些方面其性能超過熱處理鋼板，有的廠已實現(xiàn)控軋率達(dá)60%以上。條件好的廠以tmcp為主，而一般廠均以cr生產(chǎn)。目前等軋方式都采用在軋機前后延伸輥道上多塊鋼板軋制來實現(xiàn)。3)板形控制技術(shù)這是一項鋼板三維立體形狀的控制技術(shù)，目標(biāo)是生產(chǎn)出尺寸偏差非常小、切頭尾和切邊極少、矩形、近似矩形及齊邊（不切邊或銑邊）、性能均一的平直鋼板。此技術(shù)可擴(kuò)大產(chǎn)品，生產(chǎn)出各種異形板。因此，該控制已成為中厚板生產(chǎn)技

22、術(shù)中一項不可或缺的新穎工藝。1.3 包頭建設(shè)中厚板車間的可行性與必要性分析1.3.1 原料供應(yīng)情況分析 內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市擁有豐富的鐵、稀土、鈮等多種金屬共生礦床的礦區(qū)，歸包頭市管轄，是包頭五個區(qū)之一稱為白云礦區(qū)。蒙古語稱“白云博格都”，意為“富饒的神山”。位于包頭市正北約150公里處，白云鄂博礦山東西延伸約20余公里，相對高度約200米，稀土資源儲量占全國的97%，為除中國以外世界總儲量的5倍多。白云鄂博礦是一座世界罕見的多金屬共生礦床，分布在東西長18公里，南北寬約3公里，總面積48平方公里的范圍內(nèi)?，F(xiàn)已探明礦體內(nèi)蘊藏著175多種礦物，71多種元素。礦物種類主要有鐵、鈮和稀土礦物。其中鐵礦

23、儲量14億噸，鈮礦儲量660萬噸，稀土礦工業(yè)儲量3600萬噸，占全世界的36%，占全國的90%以上，因而被譽為“稀土之鄉(xiāng)”。另外，還蘊藏著銅、石英石、瑩石、磷灰石、軟錳礦等多種礦物。白云鄂博現(xiàn)在是包頭鋼鐵公司的主要原料基地，對包頭市和自治區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用。白云鄂博鐵礦是包鋼的主要原料基地，是舉世聞名的稀土之鄉(xiāng)。1957年2月27日建礦，經(jīng)過“七五”、“八五”擴(kuò)建改造，現(xiàn)已形成年產(chǎn)礦石1200多萬噸的現(xiàn)代化大型露天礦山，擁有固定資產(chǎn)原值16億元以上，設(shè)備總重量3萬噸，職工總數(shù)6000多人。 白云鄂博鐵礦有著得天獨厚的資源優(yōu)勢，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)175種礦物，71種元素，具有或可能具有綜合利

24、用價值的元素有26種。探明鐵礦石儲量14億噸，形成主礦、東礦、西礦、東介勒格勒4個工業(yè)礦床，全區(qū)礦化范圍達(dá)48平方公里。稀土資源居世界第一位，占世界已探明儲量的77%，我國總儲量的95%以上。鈮資源居世界第二位。此外，在礦體的上盤，還蘊藏著1.5億噸的富鉀板巖，平均品位達(dá)氧化鉀12.14%。稀土、鈮與鐵共生，多種物質(zhì)成份共存，形成了白云鄂博鐵礦獨特的礦床類型。1.3.2區(qū)域輔助設(shè)施狀況（1）交通運輸狀況 包頭以“水旱碼頭”而聞名。如今，它已經(jīng)成為連接華北、西北的重要公路、鐵路、航空交通樞紐。 包頭的公路交通四通八達(dá)，已形成網(wǎng)絡(luò)。北京至銀川的110國道、包頭至南寧的210國道貫穿全市。被稱為塞外

25、第一橋的黃河公路大橋，長810米，寬12米，橋梁經(jīng)久牢固，造型別致，使黃河南北變通途。 呼包高速公路西起包頭東興，東至呼和浩特羅家營，全長146.6公里，是我國少數(shù)民族地區(qū)最早建設(shè)的高速公路之一。貫通我國華北、西北地區(qū)的大動脈京包、包蘭鐵路在包頭接軌，旅客列車東南行可直達(dá)北京、上海、寧波；西行可直達(dá)銀川、蘭州；南下可直達(dá)太原、西安。呼市到東勝、包頭到集寧的當(dāng)日往返列車以及包頭市內(nèi)的包白（白云鄂博）、包石（石拐）和環(huán)城等鐵路，連接著包頭市各區(qū)旗縣。（2）水資源條件 包頭市區(qū)可利用的供水水源有:地下水資源、水庫水和黃河水。包頭市地表水總量為0.9憶平方米（不包括黃河過境水），地下水補給量為8.6億

26、平方米。從50年代起，包頭就開始了大規(guī)模的水資源開發(fā)，先后修建了黃河水源地多處以及奧陶窯子、團(tuán)結(jié)渠、民生渠、石登口、畫匠營水源地等較大的黃河水堤工程，進(jìn)行了大規(guī)模的水資源開發(fā)。還因包頭毗鄰黃河，所以供水量比較充沛。（3）能源供應(yīng)包頭地區(qū)有著良好的煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，豐富的賦存和易于開采的煤炭資源。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、東勝、卓資山三大煤田，保有資源儲量達(dá)1217.85億噸，約占全區(qū)保有資源總量的54.39%。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。而且本地煤田規(guī)模大，宜于露天或大型機械化礦井開采，是理想的能源重點開發(fā)區(qū)。包頭周邊地區(qū)天然氣資源總量

27、10.7萬億立方米，居中國第一位。特別是蘇里格氣田天然氣儲量達(dá)到5000億立方米以上，該氣田不僅是中國的第大氣田，而且列入世界知名大氣田行列，包頭距該氣田僅有200公里，包頭市工業(yè)、居民生活均已采用了清潔的天然氣能源。（4）總結(jié) 在白云鐵礦的充足原料的支持下，結(jié)合便利的交通情況，可以使產(chǎn)品迅速的輻射到全國。充足的能源、資源使產(chǎn)品的成本大幅度下降。因此在包頭建設(shè)中厚板廠是可行的。第二章 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱及技術(shù)要求2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)大綱 產(chǎn)品方案是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品方案一經(jīng)確定，車間的類型及性質(zhì)即已確定。 編制一個

28、車間的產(chǎn)品方案一般是由下達(dá)設(shè)計任務(wù)書的領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)負(fù)責(zé)的，由有關(guān)部門根據(jù)對擬建車間的要求在設(shè)計任務(wù)書中作出明確的規(guī)定，但在我國有時編制產(chǎn)品方案也由設(shè)計部門來考慮。產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容包括： 車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)規(guī)模； 各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中占的比例等。表21 典型產(chǎn)品序號鋼種成品規(guī)格厚/寬/長（mm）年產(chǎn)量（萬噸）所占比例（%）1x7025×32002315%表2.2中厚板產(chǎn)品大綱序號產(chǎn)品名稱代表鋼號執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)原料規(guī)格(厚×寬×長/mm)產(chǎn)品規(guī)格(厚×寬/mm)產(chǎn)量萬t/a%1碳素結(jié)構(gòu)鋼q195,q235gb700500×

29、1500×410040×310018.2122造船板a， b， d， egb712500×1500×300050×320019.8133管線鋼x70x80api spec 5l250×1500×300030×320023154低合金高強度鋼q295， q345gb1591500×1500×300060×280011.885建筑結(jié)構(gòu)板q235gj sn490byb4104-2000jis g3136500×1500×300050×320016.6116鍋爐板

30、16mnq 20qgb713300×1800×320020×350015107壓力容器板 20rspv235gb6554jis g3115250×1500×300010×360011.888汽車大梁板06til 16mnlgb3273500×1500×300012×26008.669工程機械用鋼ste460din17102500×1500×300070×4100151010耐候鋼q235nhgb/t4171300×1800×320028×3100

31、10.27合計1501002.2原料及金屬平衡表的編制2.2.1原料來源及規(guī)格表2.3 原料來源及規(guī)格 項目名稱厚度/mm寬度/mm長度/mm單重/t定尺坯定尺坯連鑄板坯250，300，50014002300250036002.8119.91自開坯1201，2001，5001.662.2.2 編制金屬平衡表（1）金屬平衡表編制依據(jù)成品率是指成品重量與投料量相比的百分?jǐn)?shù)。其計算公式5為 （2-1）其中a成品率，；q投料量（原料重量），t ；w 金屬的損失重量，t。；成品率是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要

32、有以下幾種：1）燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過程中的燒損與加熱溫度和時間有關(guān)系，加熱溫度越高，時間越長，燒損量就越大。燒損率一般在1%5%。2）切損：切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。本車間產(chǎn)品切損均為0.1%6。3）軋廢：軋件各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。如軋漏，軋卡，超差，浪形，軋扭，腰薄，耳子，性能不合格等。它與車間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。軋廢率一般在1%3%5。表2.3 金屬平衡表編號 產(chǎn)品 單根原料 成品 燒損/% 切損/% 軋廢/% 金屬消耗 成

33、材率/% 重量/kg 重量/kg 系數(shù)/% 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 2223 2022 1.6 6.0 1.4 1.099 91.02 造船板 17550 15917 1.4 6.2 1.7 1.103 90.73 管線鋼 8775 7976 1.7 5.8 1.6 1.100 90.94 低合金結(jié)構(gòu)板 17550 15953 1.3 6.0 1.8 1.100 90.95 建筑結(jié)構(gòu)板 17550 15988 1.8 6.1 1.0 1.098 91.16 鍋爐板 1769 1396 1.6 6.0 1.4 1.099 91.07 壓力容器板 8775 8002 1.7 6.1 1.0 1.096 9

34、1.2 8 汽車大梁板 17550 15925 1.3 6.0 1.7 1.099 91.0 9 工程機械用鋼 17550 15935 1.9 5.8 1.5 1.101 90.810 耐磨鋼板 13966 12709 1.8 6.0 1.2 1.099 91.0第3章 生產(chǎn)工藝流程3.1 生產(chǎn)工藝流程的制定依據(jù)制訂生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機的高產(chǎn)量，并能夠降低各種原料材料消耗，降低生產(chǎn)成本。 盡管由若干工序組成的產(chǎn)品生產(chǎn)過程是比較復(fù)雜的，但工序的取舍不是任意的。工藝設(shè)計的任務(wù)就是要掌握制訂工藝過程的原則，正確選擇工序內(nèi)容和確定各個基本

35、工序的主要參數(shù)，以達(dá)到獲得產(chǎn)量高、質(zhì)量好、消耗低的目的。制訂工藝過程的主要依據(jù)是： (1)產(chǎn)品的技術(shù)條件 即產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸精度、鋼的內(nèi)部組織與性能及表面質(zhì)量等要達(dá)到的某種要求。 (2)鋼種的加工工藝性能鋼的加工工藝性能包括了鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中和難易程度，決定并影響了我們對金屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。 (3)生產(chǎn)規(guī)模的大小 一般生產(chǎn)規(guī)模包括企業(yè)規(guī)模的大小和品種批量的多少。企業(yè)規(guī)模的大小決定了工藝過程中采用作業(yè)還是冷錠作業(yè)的問題，是一次成材還是二階段生產(chǎn)的問題。批量的多少主要反映在選取設(shè)備的

36、技術(shù)水平，產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品的工藝過程無顯著的影響。 (4)產(chǎn)品成本 成本是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。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)工藝過程必然就愈復(fù)雜，生產(chǎn)中的各種消耗就愈高，產(chǎn)品成本必然會相應(yīng)提高。反之，成本下降。 (5)工人的勞動條件 工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。 上述制定工藝過程的各項依據(jù)是相互聯(lián)系，相互影響的，在確定工藝過程時必須綜合考慮。3.2生產(chǎn)工藝流程圖及簡介檢查修磨臺架雙邊剪和剖分剪成品庫橫移檢查磨模臺架涂漆線（預(yù)留）壓力矯直機超聲波探傷熱處理線（預(yù)留）切頭剪冷矯直機 板坯切割步

37、進(jìn)式加熱爐高壓水除鱗 粗軋機 精軋機加速冷卻裝置熱矯直機冷床控制軋制控制冷卻立輥軋制圖3-1 生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程簡介： 合格的定尺或倍尺冷坯通過電動過跨小車將其從連鑄車間運送到軋鋼車間的板坯庫。合格的定尺或可直接入爐的倍尺熱坯則是通過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)稱重后由推鋼機退至加熱爐內(nèi)加熱。定尺長度比較小的板坯，其倍尺坯料首先在車間內(nèi)經(jīng)過板坯二次切割，由人工火焰切割成定尺長度，然后在板坯庫的上料輥道上清除毛刺。坯料在加熱爐內(nèi)加熱到11001250。但對于微合金化鋼采用控制軋制的情況，出于縮短軋制過程中的待溫時間和細(xì)化奧氏體晶粒的雙重要求，一般需采用低溫

38、加熱溫度，即1050左右。加熱溫度和加熱時間的控制應(yīng)保證微合金化成分在奧氏體中的部分固溶和奧氏體晶粒的均勻化。加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。在通過除鱗箱時，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)軋機前輸入輥道輸送至3800mm四棍粗軋機進(jìn)行粗扎軋制。在粗軋機前后設(shè)有回轉(zhuǎn)輥道和推床；在精軋機前設(shè)置有回轉(zhuǎn)輥道，前后設(shè)置有推床。 一般情況下，普通軋制、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。.對于特殊情況下，還可采用完全橫軋、完全縱軋、角軋-縱軋法等一系列的軋制方法，通過控制軋制的過程得到所需的產(chǎn)品。在精軋機與熱矯直機之間設(shè)有一套鋼板加速冷卻系

39、統(tǒng)。加速冷卻鋼板的厚度一般在10mm以上。鋼板在成品軋制的最后一個道次拋鋼后，由輥道運送，按照給定的速度直接進(jìn)入acc裝置。鋼板通過acc裝置時，上、下兩面同時噴水進(jìn)行加速冷卻，使鋼板的溫度由約700800(即奧氏體區(qū)或雙相區(qū))快速下降至約400650。鋼板通過acc裝置的速度約0.52.5m/s，在上、下兩面噴冷的同時，還由側(cè)面以約1.0mpa的中壓水噴吹清除鋼板表面的汽化層，保證冷卻效果。鋼板一般在600850進(jìn)行熱矯，較薄的鋼板溫度可能降低至500550，較厚的鋼板可接近800900。矯直速度是根據(jù)鋼板的矯直溫度、厚度及強度性能等因素確定的，速度范圍為02.5m/s。熱矯后的鋼板一般在6

40、00900左右進(jìn)入冷床。鋼板在冷床上，在無相對摩擦、不受劃傷的情況下通過，溫度下降至100150左右時離開冷床。然后再經(jīng)過檢查修磨臺架人工對鋼板上下表面、邊部、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查。冷卻后的鋼板由輥道輸送，進(jìn)入剪切線。小于50mm厚的鋼板首先經(jīng)過切頭剪，切除頭尾 “舌形”和“魚尾”部分，并視板長和板形情況進(jìn)行分段處理，為后續(xù)的邊部剪切做好準(zhǔn)備。雙邊剪中的移動剪根據(jù)設(shè)定的成品寬度預(yù)先調(diào)定位置，左右剪機根據(jù)板厚調(diào)整剪刃間隙，鋼板由設(shè)于剪機左右前后的四對夾送輥，送入雙邊剪并以每分鐘最大30次的剪切頻率及每刀剪切長度max.1300mm的剪切步伐，剪切鋼板的兩邊。經(jīng)過剪切后的鋼板再經(jīng)過超聲波

41、探傷儀進(jìn)行探傷，合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序，不合格的產(chǎn)品依據(jù)缺陷的程度做進(jìn)一步的后續(xù)處理。探傷合格的鋼板在輸送過程中通過表面檢查站時，在良好的照明條件下，人工對上下表面、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架，根據(jù)缺陷類別，決定對鋼板進(jìn)行修磨、矯直或其它處理。需要熱處理的鋼板再進(jìn)行調(diào)質(zhì)工藝后，再進(jìn)入涂漆工序，采用油漆標(biāo)記和鋼印標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容可包括公司標(biāo)志、鋼號(鋼種及鋼級)、鋼板號、熔煉號、尺寸及重量等，對經(jīng)行業(yè)協(xié)會認(rèn)可生產(chǎn)的專用鋼板，如管線板、船板、鍋爐板、海洋平臺板等，必要時標(biāo)印出會員標(biāo)記。涂漆完畢后由過跨小車將其運至成品庫。3.4 典型產(chǎn)品的介紹和

42、工藝制度x70 是國外20 世紀(jì)70 年代初發(fā)展起來的一種微合金高強度管線鋼，采用控軋控冷工藝，得到以針狀鐵素體為主的組織，強度、韌性和焊接性等性能非常好，已在工程中大量使用，技術(shù)已很成熟。早期的管線鋼一直采用c、mn、si 型的普通碳素鋼，在冶金上側(cè)重于性能，對化學(xué)成分沒有嚴(yán)格的規(guī)定。自60 年代開始，隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大，開始采用低合金高強鋼（ hsla），主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。這類鋼的化學(xué)成分：c 0.2%，合金元素 3% 5%；20 世紀(jì)60 年代末70 年代初，美國石油組織在api 5lx 和api 5ls標(biāo)準(zhǔn)中提出了微合金控軋鋼x56、x60、x65 三種鋼。這

43、種鋼突破了傳統(tǒng)鋼的觀念，碳含量為0.1%-0.14%，在鋼中加入 0.2% 的nb、v、ti 等合金元素，并通過控軋工藝使鋼的力學(xué)性能得到顯著改善。到1973 年和1985 年，api 標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了x70 和x80 鋼，而后又開發(fā)了x100 管線鋼，碳含量降到0.01%-0.04%，碳當(dāng)量相應(yīng)地降到0.35 以下，真正出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。x70管線鋼成分要求: 管線鋼要求具有高屈服強度、高韌性、高焊接性、耐低溫性、耐腐蝕性、抗海水和hssc 性能等, 根據(jù)性能要求, 確定x70 的化學(xué)成分設(shè)計如下表所示表3-2 x70的化學(xué)成分 牌號 c si mn p s nb x

44、70 0.035-0.080.10-0.301.40-1.600.0150.0050.025-0.045 v ti mo ni cu als0.04-0.060.010-0.0200.10-0.20-0.015-0,0453.4.1典型產(chǎn)品工藝制度 實驗方案主要圍繞以下幾個方面設(shè)計：冶金成分對管線鋼組織性能的影響，控制軋制工藝對管線鋼組織性能的影響，控制冷卻工藝對管線鋼組織性能的影響，x70管線鋼奧氏體的再結(jié)晶行為。 具體軋制工藝制度如下所述： (1)加熱制度：加熱過程主要考慮ti，nb微合金元素與鋼中的c，n形成細(xì)小彌散的碳氮化合物，并可有效地釘軋在奧氏體晶界，阻礙晶粒長大，降低奧氏體的初始

45、晶粒度。試驗采用的加熱溫度是1250。 (2)粗軋制度：粗軋機組軋制，要在奧氏體再結(jié)晶的溫度區(qū)間進(jìn)行，由于ti，nb的加入，x70管線鋼的再結(jié)晶溫度提高，粗軋機組和精軋機組之間距離長，有充分時間再結(jié)晶，可以適當(dāng)考慮增加中間坯厚度，減少粗軋機組的壓下量，粗軋階段的道次變形量和總變形量分別為lo和60，進(jìn)而增加精軋機組的壓下量，能滿足再結(jié)晶區(qū)控軋要求，從而達(dá)到細(xì)化y晶粒的作用。 (3)精軋制度：加大變形量，可增加y晶粒中的滑移帶和位錯密度，增大晶界有效面積，為鐵素體相變形核創(chuàng)造有利條件，從而得到彌散而細(xì)小的鐵素體晶粒，提高鋼的強度和改善鋼的韌性?？紤]再結(jié)晶的需要，本階段累計變形量按60考慮，主要考

46、慮等溫溫度、入精軋溫度、終軋溫度、壓下量等條件對最終組織形成的影響。 (4)層流冷卻制度：控制冷卻階段是決定鋼材性能的最后工序，通過對層流冷卻參數(shù)的合理選擇，并與控制軋制有機地結(jié)合起來，才能起到細(xì)化晶粒、改善組織的最佳效果，從而最終實現(xiàn)在不降低韌性的前提下進(jìn)步提高鋼材強度的目的。主要考慮開始冷卻溫度、冷卻速度和冷卻停止溫度對x70管線鋼的影響。第四章 軋機及其參數(shù)的選擇4.1中厚板軋機型式 用于中厚板生產(chǎn)的軋機有以下四種：二輥可逆式軋機、三輥勞特式軋機、四輥可逆式軋機和萬能式軋機 (1)二輥可逆式軋機 二輥可逆式軋機于1850年前后用于生產(chǎn)中厚板，現(xiàn)在多用直流電機驅(qū)動，采用可逆、調(diào)速軋制，理由

47、上輥進(jìn)行壓下量調(diào)整，具有咬入角打、壓下量大、產(chǎn)量高的優(yōu)點。此外上輥抬起高度大，軋機重量不受限制，所以對原料的適應(yīng)性強，既可以軋制大鋼錠也可以軋制板坯。但是二輥軋機的輥系剛度較差，鋼板厚度公差大。因此一般只適于生產(chǎn)厚規(guī)格的鋼板，而更多的是用作雙機布置中的粗軋機座。 (2)三輥勞特式軋機 1864年美國創(chuàng)建了世界上第一臺勞特式軋機，專門用于中厚板生產(chǎn)。這類軋機是由上下兩個大直徑輥和中間一個小直徑輥所組成，上下輥由交流電機經(jīng)減速機、齒輪座帶動，為主動輥；而中輥可升降，為從動輥，靠上下輥摩擦帶動。軋制過程由軋機的兩個動作完成的，利用中輥升降和升降臺實現(xiàn)軋件的往返軋制，無需軋輥正反轉(zhuǎn)；利用上輥進(jìn)行壓下量

48、調(diào)整。得到每道次的壓下量。 三輥勞特式軋機設(shè)備投資少、建廠快、軋機輥系剛度比二輥可逆式軋機大，因而生產(chǎn)的鋼板精度也高些。但這類軋機由于中輥直徑小、從動，因而咬入能力較弱，采用角軋法軋制，成材率低，軋機輥系的剛度還不夠大，因此產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要?，F(xiàn)已大部分被淘汰。 (3)四輥可逆式軋機 1870年美國投產(chǎn)了世界上第一臺四輥可逆式軋機。它是由一對小直徑工作輥和一對大直徑支撐輥組成，由直流電機驅(qū)動工作輥或支撐輥。軋制過程與二輥可逆式軋機相同。它具有二輥可逆式軋機生產(chǎn)靈活的優(yōu)點，又由于有支撐輥使軋機輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。而且因為工作輥直徑小，使得在相同軋制壓力下能有更大的

49、壓下量，軋機設(shè)備復(fù)雜，和二二輥可逆式軋機相比如果軋機開口度相同，四輥可逆式軋機將要求有更高的廠房，這些都增加了投資。四輥軋機是軋機中最大的，由于軋機生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機。 (4)萬能式軋機 萬能式軋機是一種在四輥（或二輥）可逆軋機的一側(cè)或兩側(cè)帶有立輥的軋機。萬能式軋機始于1907年，是用來生產(chǎn)齊邊鋼板，以提高成材率的。但實踐證明立輥軋邊只在寬厚比( b/h)小于6070時才能起作用，而當(dāng)b/h大于70時用立輥軋邊很容易產(chǎn)生縱向彎曲，不僅起不到齊邊作用反而使操作復(fù)雜，容易造成事故。并且立輥與水平輥要實現(xiàn)同步運行還要增加電氣設(shè)備和操作的復(fù)雜性。中厚板尤其是寬厚板由于b/h大，

50、所以自20世紀(jì)70年代厚新建軋機一般已不再使用立輥軋機。 故現(xiàn)在設(shè)計的中厚板軋機中使用了現(xiàn)在主流軋機型式：四輥可逆式軋機。4.2軋機參數(shù)選擇 參考包鋼選擇3800mm四輥可逆粗軋機與4100mm四輥可逆精軋機，參數(shù)如下：4.2.1 3800mm四輥可逆粗軋機的參數(shù)選擇 四輥可逆粗軋機用于將加熱后的板坯軋制到要求的尺寸和性能。該軋機具有以下主要特點： (1) 具有工作輥快速更換裝置； (2) 電動機械壓下： (3) 液壓agc調(diào)節(jié)； (4) 入口和出口配有高壓水槍除鱗。 (5) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統(tǒng)。 其主要技術(shù)參數(shù)如下表4.1:表4.1 3800mm軋機參數(shù)選擇項目參數(shù)項目參數(shù)軋機形式

51、：四輥可逆機械壓下速度：040mm/s輥縫軋制力：81,450kn機械壓下電機：ac2×325kw軋制速度：max5.39m/s壓下螺絲：s850×60mm工作輥尺寸：1,030×3800mm牌坊重量：300t支撐輥尺寸：2,000×3800mm牌坊中心距：5400mm液壓壓下精度：±10um牌坊立柱斷面尺寸：900×950mm軋機開口度：400mm牌坊高度：9120mm液壓agc缸尺寸：1450×1350mm牌坊縮頸量：2×18900kn/mm液壓agc行程：80mm主電機：2×3500kw液壓agc工

52、作壓：260bar主電機速度：0±40/100rpm液壓agc響應(yīng)時間：30ms額定力矩：2×1194knm液壓壓下速度：20mm/s最大軋制力矩：2×2385knm液壓壓下精度：±10um最大過載力矩：2×2385knm機械壓下提升行程：680mm切斷力矩：2×3283knm4.2.2 4100mm四輥可逆精軋機的參數(shù)選擇四輥可逆精軋機用于將加熱后的板坯軋制到成品鋼板要求的尺寸和性能。該軋機主要有以下主要特點： (1) 用于板形控制和平直的cvcplus (2) 工作輥彎輥和串輥； (3) 快速工作輥換輥裝置； (4) 快速機械壓下系統(tǒng)； (5) 液壓agc凋節(jié)； (6) 入口和出口配有高壓水槍除鱗； (7) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統(tǒng)： (8)軋機前后有水霧式煙塵抑制裝置。其主要技術(shù)參數(shù)如下表4.2：表4.2 4100mm軋機參數(shù)選擇軋機數(shù)目選擇參數(shù)軋機數(shù)目選擇參數(shù)軋機型式四輥可逆式液壓壓下精度±10um最大軋制力89500kn(agc缸)機械壓下提升行程680mm輥縫軋制力80,800kn機械壓下速度040mm/s彎輥力max3,000kn/側(cè)機械壓下