158萬噸寬厚板車間設(shè)計

新建158萬噸寬厚板車間設(shè)計摘要：中厚板軋機是軋鋼行業(yè)中的主力軋機，其裝備水平及擁有量是一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。因此，中厚鋼板是國民經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的鋼材品種，各國對中厚板生產(chǎn)都很重視。本設(shè)計書闡述了新建一個6~150×1200~3500×~32000mm的寬厚板車間設(shè)計的基本過程。主要內(nèi)容包括：制定產(chǎn)品大綱、生產(chǎn)工藝流程、產(chǎn)品技術(shù)指標；確定軋機主要參數(shù)和工藝制度；力能參數(shù)計算、主要輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的計算；車間布置和主要經(jīng)濟技術(shù)指標以及環(huán)境保護，并對電機進行能力驗算和校核。設(shè)計主要產(chǎn)品及其產(chǎn)量：碳素板48萬噸，船用板20萬噸，橋梁板20萬噸，建筑板20萬噸，容器板30萬噸，鍋爐板20萬噸。其代表規(guī)格為：Q235_8×3000×27450mm的碳素板。生產(chǎn)所用的板坯為200mm、240mm和300mm厚的連鑄坯。本設(shè)計共計算了5種厚度的產(chǎn)品的壓下規(guī)程，分別為:8mm的碳素板、12mm的建筑板、20mm的船用板、50mm的容器板和70mm的橋梁板。關(guān)鍵詞：寬厚板壓下規(guī)程車間設(shè)計TheNewdesignofawide-thickplateworkshopwithannualcapacityof1.35milliontonAbstract：Platemillisthemainrollingmillindustry,andownershipofitsequipmentlevelisthelevelofacountry'sironandsteelindustryanimportantsymbol.Therefore,thethicksteelplateisessentialfornationaleconomicdevelopment,steelvarieties,countriesattachgreatimportancetoplateproduction.Thispapermainlyintroducesthebasicprocessofawideheavyplateworkshopwithannualcapacityof1.58millionton.Thedeviationofproduct,theprocess,themainparameterofthemill,thecalculationsofparameterandtheselectionofmainaidedequipment.Thelayoutfigureoftheworkshopandmaintechnologyandeconomyindexareshowedinthispaper.Mainproductsandtheiroutput:Carbonisunnatural0.48millionton,theboatuses0.200milliontonofboard,bridgeboardbuilds0.20milliontonofboard,0.20milliontonofcontainerboard,0.30milliontonofboilerplate0.20millionton.ThepersonrepresentsspecificationBy:Q235_8×3000×27400mmcarbonboard.Thethicknessproducingthewhatbeusedslabis200mm,240mmsand300mmareincludingthecastingblank.Designthatdirectiverules,differencehavingcalculated5kindsthicknessproductspressingdownontogetherareoriginally:8mmcarbonboard,12mmbuildingboard,20mmboatsuseboard,50mmcontainerboardand70mmbridgesboard.Keywords:Wide-thickplateRollingscheduleThedesignofWorkshop中厚板主要用于船艦、橋梁、鍋爐、容器、石油化工、工程機械及國防建設(shè)等方面，其品種繁多，使用溫度區(qū)域較廣(200~600℃)，使用環(huán)境復(fù)雜(耐侯性、耐蝕性等)，使用要求高(強韌性、焊接性等)。因此，中厚鋼板是國民經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的鋼材品種，各國對中厚板生產(chǎn)都很重視。世界發(fā)達國家中厚板的需求量占鋼材總量的14%~16%，我國目前中厚板的生產(chǎn)量占鋼材總量11%~13.4%。中厚板軋機是軋鋼行業(yè)中的主力軋機，其裝備水平及擁有量是一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。一、國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展概況（一）國內(nèi)中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展近幾年來，國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)技術(shù)均有了長足的進步。國內(nèi)中厚板生產(chǎn)技術(shù)的進步主要體現(xiàn)在:(1)連鑄板坯迅速增加，厚板連鑄比已占絕對優(yōu)勢，鋼錠與初軋板坯被淘汰，且鋼的純凈度大大提高，鋼材表面質(zhì)量光潔，清理量很少；(2)加熱爐采用了步進梁式，并使用出鋼機，實現(xiàn)了熱裝熱送操作，使熱裝率>40%；(3)軋機加大，剛度增加，主傳動容量擴大，適應(yīng)了控軋與板形控制的要求，并完善了HAGC裝置和板形控制裝置，成材率顯著提高；(4)已普遍采用快冷裝置，并與TMCP相結(jié)合，已成為一項必需的設(shè)備；(5)采用附設(shè)立輥軋機的生產(chǎn)廠家越來越多，該軋機在平面板形控制過程中可減少切邊量；(6)實行控軋控冷，使熱矯直機能力加強，并采用組合式矯直機，使矯直范圍擴大；(7)冷床采用步進格板式和輥盤式，使鋼板下表面劃傷減少；(8)已開始積極采納超聲波探傷法檢查鋼板內(nèi)部缺陷；(9)采用剪切線用滾切式雙邊剪和定尺剪,不但剪切質(zhì)量好，且生產(chǎn)率高，滿足了軋機能力的要求；(10)成品鋼板的噴字、打印、貼標等工作已取消了人工操作；(11)取樣與廢邊收集、鋼板檢驗及成品倉庫管理等均納入了自動化系統(tǒng)。從上述分析可見，國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)技術(shù)正逐年完善，且有很大的進步。目前，我國中厚板軋機仍處于結(jié)構(gòu)調(diào)整中，有的生產(chǎn)廠正在進行改造，有的在完善后部精整工序，有的準備淘汰。另外,我國在大力發(fā)展以生產(chǎn)中厚板為主、一直縱軋到底的單爐卷軋機，準備新建3套，新增中厚板產(chǎn)能約達300萬噸，還在籌建3500~5500mm軋機6套，這勢必使國內(nèi)中厚板市場競爭更加激烈。（二）國外中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展國外中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與國內(nèi)相比，還采用了以下先進技術(shù):(1)采用板坯去毛刺機，保證了板坯質(zhì)量；(2)采用去磁機，保證了低溫用鋼板性能；(3)采用在線磨輥，減少了換輥次數(shù)；(4)增加高壓水壓力，提高了鐵皮清除能力；(5)為滿足用戶的一些特殊需要,增添了錐形、梯形、圓形、差厚、差寬、防撓及帶肋等異形板生產(chǎn)；(6)整個車間的檢測手段齊全，為實現(xiàn)自動化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。目前，國外中厚板生產(chǎn)和軋機建設(shè)已進入一個穩(wěn)定時期，新建軋機廖廖可數(shù)，產(chǎn)量則有減無增，但品種增多，質(zhì)量提高，成本下降，自動化程度越來越高。二、對中厚板技術(shù)改造和發(fā)展的建議（一）加熱建議對現(xiàn)有加熱爐普遍進行蓄熱式節(jié)能改造，有條件的廠家可改為步進式，提高加熱質(zhì)量和能力。推廣熱送熱裝工藝，盡量提高裝爐溫度。同時，也要做好不同的熱裝溫度對鋼板性能和表面質(zhì)量影響的研究。（二）軋機線有條件的廠家應(yīng)將三輥勞特軋機改為四輥軋機。濟鋼中板廠在2004年完成三輥粗軋機更換為四輥軋機的改造。新上現(xiàn)代化軋機要考慮控軋工藝和開發(fā)產(chǎn)品的需要，選用高性能、高剛度軋機。主電機容量也要大一些。厚度精度和板形控制要吸收國外成熟的經(jīng)驗，可選用彎輥、WRS、PC或CVC等型式。采用MAS或TFP等軋制法，配置AGC和近距離γ射線測厚反饋系統(tǒng)等，以提高鋼板精度和成材率。老軋機改造要考慮安裝AGC和盡量完善測溫、測厚、測寬等裝置，實現(xiàn)過程自動化。新建廠要充分考慮TMCP裝置，或者軋后直接淬火和回火裝置;老廠改造要結(jié)合現(xiàn)有軋機裝備情況和開發(fā)的品種確定冷卻裝置。軋制線可考慮上立輥和自動寬度控制裝置(AWC)、測溫、測壓、測厚、測平直度等檢測裝置，也可考慮設(shè)置測旁彎用儀表和目前正在開發(fā)的在線鋼板表面缺陷檢測系統(tǒng)。（三）精整線矯直機的設(shè)計要充分考慮控軋控冷和生產(chǎn)高強度鋼板和薄規(guī)格板的需要，選用適合高屈服強度鋼板的高剛度和矯直范圍較大的矯直機，實現(xiàn)一次性矯直?？紤]到薄規(guī)格冷板的補充矯直，可上冷矯直機；對厚板軋機還要上壓力矯直機。新建廠要充分考慮生產(chǎn)厚規(guī)格鋼板和超產(chǎn)時冷床的冷卻能力，設(shè)計大面積冷床，國內(nèi)冷床的面積普遍不夠。根據(jù)鋼板的厚度選用盤輥、步進或載鏈式冷床。盤輥式冷床，造價相對較低。若受條件限制不能增加冷床面積，也可設(shè)計大風(fēng)機或采取其他降溫措施，保證鋼板溫度<150℃,不在藍脆溫度剪切。關(guān)于剪切線，有條件的廠家縱剪要考慮將鍘刀式改為滾切式雙邊剪機；受資金、場地限制和規(guī)格相對較小的中板廠也可以改為圓盤剪，橫剪也要改為滾切式。新上現(xiàn)代化寬厚板軋機應(yīng)考慮剖分剪與雙邊剪等的組合方式，鋼板形狀識別和平直度檢測裝置,以及超聲波探傷和自動噴印打印裝置。對于大于40mm或50mm鋼板還要安裝火焰切割機；用電磁吊或吸盤收集鋼板以及板庫定位管理系統(tǒng)等，整個精整線要滿足軋機最大產(chǎn)量的要求。（四）熱處理根據(jù)開發(fā)的品種選擇熱處理爐。要盡量采用步進梁式或無氧化熱處理爐。盡量布置在精整線的尾部或側(cè)偏跨，便于鋼板的運輸和處理。（五）產(chǎn)品質(zhì)量除對中厚板生產(chǎn)線進行改造完善外，板坯質(zhì)量是不可忽視的一個重要因素。目前具有爐外精煉工藝的廠家僅占1215%，能把磷、硫含量控制在雙零以下的占8%，濟鋼新投產(chǎn)的120t轉(zhuǎn)爐，配有KR鐵水預(yù)處理、LF爐和VD爐、直接熱送給中厚板廠，既提高了冶煉質(zhì)量，又節(jié)約了能源，并為提高鋼板產(chǎn)量和成材率、開發(fā)新產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。有條件的鋼鐵廠要抓緊對煉鋼廠進行技術(shù)改造，增加精煉等措施。新建中厚板廠和新建煉鋼廠應(yīng)統(tǒng)籌考慮，采取近接布置，實現(xiàn)鋼坯直接熱送。三、本設(shè)計概述新中國成立以來，特別是改革開放以后，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國鋼鐵業(yè)得到快速發(fā)展，取得了令人矚目的成就。1996年鋼產(chǎn)量超過一億噸，2010年鋼產(chǎn)量超過6億噸，從而使我國鋼產(chǎn)量又邁上了一個新臺階。鑒于我國中厚板生產(chǎn)的現(xiàn)狀及需求，新建一套生產(chǎn)158萬噸具有世界先進水平的寬厚板軋機是非常必要的。本設(shè)計依據(jù)安徽工業(yè)大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書進行的。設(shè)計年產(chǎn)量158萬噸，產(chǎn)品規(guī)格6~150×1200~3500×32000mm，鋼種為普碳板、低合金板和專用板等。本設(shè)計中，原料全部采用連鑄坯，車間建有二座400t/h全輻射八段步進梁式連續(xù)加熱爐、四座保溫坑，采用熱裝熱送方式進行生產(chǎn)，車間采用雙機架布置方式，粗軋機和精軋機都采用四輥可逆式軋機，粗軋機前設(shè)有20MPa高壓水除鱗裝置；精軋機后設(shè)有層流冷卻裝置，進行強制冷卻；矯直機采用十一輥熱矯直機；冷床采用步進格柵式冷床，并有強制通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；剪切機前，本車間設(shè)有表面檢查和多通道自動超聲波在線探傷裝置。本車間設(shè)有薄、厚規(guī)格兩條剪切：薄規(guī)格（≤50mm）剪切線有一臺切頭剪、雙邊剪、剖分剪、定尺剪以及自動打印機和產(chǎn)品收集臺架組成；厚規(guī)格（>50mm）產(chǎn)品進入火焰切割區(qū)進行切割（火焰切割區(qū)設(shè)有六臺火焰切割機）。在加熱爐、軋機、矯直機、剪切機旁分別設(shè)有測溫、測寬、測厚、測長等自動化儀表裝置。全廠采用四級計算機控制系統(tǒng)。設(shè)計年產(chǎn)量：158萬噸產(chǎn)品規(guī)格：6~150×1200~3500×~32000mm鋼種：碳素板、容器板、船用板、鍋爐板、建筑板、橋梁板原料：200mm、240mm厚的連鑄坯；300mm厚煅坯最大單重：8.99噸產(chǎn)品方案見表1-1、表1-2表1-1按鋼種分類的產(chǎn)品大綱品種名稱執(zhí)行標準年產(chǎn)量/104t百分比/%容器板16MnR,20R,15MnR3018.98碳素板Q235A～DGB/T7004830.38船用板A～D,A32,A36,D36GB7122012.66橋梁板Q235q～Q420q

GB/T7142012.66鍋爐板20g,12Mng,16Mng,19MngGB7132012.66建筑板YB41042012..66合計158100表1-2按厚度分類的產(chǎn)品大綱厚度6～10/mm12～16/mm18～24/mm26～60/mm62～150/mm合計年產(chǎn)量/104t比例/%容器板10431033018.98碳素板106161064830.38建筑板643522012.66船用板432652012.66橋梁板424282012.66鍋爐板612472012.66年產(chǎn)量/104t4020303731158比例/%29.638.8920.0023.7017.78100金屬平衡表見1-3表1-3金屬平衡表品種原料成品金屬消耗重量/104t比例/%重量/104t成材率/%燒損切損軋廢數(shù)量/104t比例/%數(shù)量/104t比例/%數(shù)量/104t比例/%容器板31.2519.0730960.511.70.541.80.150.5碳素板49.4830.2048970.481.00.7681.60.1920.4建筑板20.8312.7120960.361.80.341.70.100.5船用板20.8312.7120960.381.90.321.60.100.5橋梁板20.6212.5920970.221.10.261.30.120.6鍋爐板20.8312.7120960.402.00.301.50.100.5合計163.8410015896.442.351.432.5281.540.7620.47設(shè)計方案主要包括軋機型式與布置、主要輔助設(shè)備型式、車間自動化及工藝布置方案。用于生產(chǎn)中厚板的軋機有以下四種：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。二輥可逆式軋機現(xiàn)在多用直流電機驅(qū)動，采用可逆調(diào)速軋制，利用上輥進行壓下量調(diào)整，得到每道次的壓下量。優(yōu)點：a、可以低速咬鋼、高速軋鋼；b、具有咬入角大，壓下量大，產(chǎn)量高的優(yōu)點；c、投資少，機械設(shè)備簡單；d、上輥抬起高度大，軋件重量不受限制，原料適應(yīng)性強，既可軋制鋼錠，也可軋制鋼坯。缺點：二輥軋機的輥系剛度較差，鋼板厚度公差大。故一般只適用于生產(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。三輥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；而中輥可沉降，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)：利用上輥進行壓下量調(diào)整，得到每道次的壓下量。優(yōu)點：a、采用交流電動機傳動，造價低；b、中輥直徑小，顯著降低軋制力和消耗，鋼板延展更容易；c、建廠快，軋機輥系剛度比二輥可逆式大，因而生產(chǎn)的鋼板精度也高些。缺點：a、該類軋機由于中輥直徑小，從動，軋制速度不能調(diào)節(jié)，因而咬入能力較弱；b、采用角軋法軋制，不利于板型控制；c、軋機前后裝有升降臺，限制原料重量，不適軋制厚鋼板，成材率低；d、軋機輥系的剛度還不夠大，厚度偏差大，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，現(xiàn)已大部分被淘汰。四輥可逆式軋機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。優(yōu)點：a、它具有二輥可逆軋機生產(chǎn)靈活的優(yōu)點；b、支撐輥使軋機輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度高，軋制規(guī)格范圍廣，有利于軋制薄而寬的中厚板；c、因為工作輥直徑小，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，提高了產(chǎn)量，因此生產(chǎn)能力大。缺點：采用大功率直流電機，軋機設(shè)備復(fù)雜，和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有更高的廠房，這些都增大了投資。這種軋機生產(chǎn)的鋼板質(zhì)量好，目前已成為中厚板生產(chǎn)的只要機型，故本設(shè)計的生產(chǎn)車間中粗軋、精軋均選用此機型。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。萬能軋機是用來生產(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60~70才能起作用，而當(dāng)B/H大于70時應(yīng)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)同步運行還會增加電器設(shè)備和操作的復(fù)雜性?，F(xiàn)已淘汰。但近來又在積極進行開發(fā)研究，在軋機上安裝防彎輥和狗骨輥以達到防彎控彎的目的。在板形控制方面，PC軋機因其板形控制能力強，輥形簡單等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用，但投資大、需要止推裝置，一般只用與精軋機上。綜合考慮各種因素，本設(shè)計粗軋機組采用普通四輥可逆式軋機，精軋機組采用配有液壓AGC系統(tǒng)和彎輥裝置的四輥可逆式PC軋機。[3]中厚板軋機的布置主要有單機架、雙機架和半連續(xù)或連續(xù)三種形式。1、單機架優(yōu)點：a、軋制線較短，故軋制有較大的靈活性；b、單機座布置透投資低，適用于對產(chǎn)量要求不高，對產(chǎn)品尺寸精度要求相對比較寬，而增加軋機后投資相差又比較大的寬厚鋼板生產(chǎn)。缺點：投資費用較少，但單位投資較高，產(chǎn)品質(zhì)量差，產(chǎn)品精度要求低，軋輥壽命短。2、雙機架特點：初軋和精軋兩階段的任務(wù)和工藝分別由兩架軋機完成。優(yōu)點：a、板形好，軋制精度高，表面質(zhì)量高；b、產(chǎn)量高，軋制規(guī)格范圍廣；c、延長了軋輥使用壽命，減少了換輥次數(shù)。缺點：工藝線長，投資費用較高，但單位投資較低。3、半連續(xù)或連續(xù)優(yōu)點：粗軋部分由于軋機布置靈活，可以滿足生產(chǎn)多品種鋼板的需要；缺點：a、精軋機部分的作業(yè)率就低了，生產(chǎn)中厚板寬度不能太大；b、軋較厚板時會出現(xiàn)溫降較慢，終軋溫度較高，對后部冷卻、卷取系統(tǒng)要求高；c、各向異性明顯，生產(chǎn)鋼的級別受限制。選用雙機架時可把粗軋與精軋分在兩個機架上進行。前者可采用較大的壓下量、較低的速度、光潔度較低的輥面、較低的輥縫精度和較大的力矩；后者可采用較小的壓下量、較高的速度、光潔度較高的輥面、較高的輥縫精度和較小的力矩；同時，可在兩機架間進行最佳道次分配。綜合考慮各方面因素，本設(shè)計采用雙機架布置形式?，F(xiàn)代中厚板車間采用的加熱爐主要是有推鋼式，步進式和室式爐。1、推鋼式加熱爐缺點：a）在推鋼式爐內(nèi)，不便加熱大板坯；b）加熱爐長度受推送比的限制，有時會產(chǎn)生拱料、粘連現(xiàn)象，甚至?xí)潅髁系南卤砻?；c）燒損嚴重，易于翻爐，氧化鐵皮占鋼坯總重的1~1.5%，板坯尺寸和爐子長度也受限制，而且排空困難，勞動條件差。目前新建寬厚板車間幾乎不再采用推鋼式加熱爐。2、步進式爐在各方面表現(xiàn)出優(yōu)越性而被廣泛采用。與通常的推鋼式加熱爐相比，其特點如下：a)鋼料是通過步進機構(gòu)送入爐內(nèi)而不是推鋼機，因而鋼料的表面不會被劃傷；b)因滑軌的冷卻作用，引起的黑印影響軋件尺寸的精度，而推鋼式爐更嚴重；c)可以盡可能加大爐子長度而不受推鋼比的影響，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)；d)可調(diào)整鋼料之間的距離，以適應(yīng)加熱爐產(chǎn)量的變化，便于加熱兩種加熱要求的板坯；e)可將爐內(nèi)鋼料全部退出爐外，檢修時，燒損小，維護容易；f)加熱鋼料的形狀一般可不受限制；g)加熱速度快，溫度均勻，操作靈活，燒損少；h)而且可以準確計算和控制加熱時間，便于實現(xiàn)過程的自動化。綜合考慮各種因素，本設(shè)計采用全輻射八段步進梁式連續(xù)加熱爐。中厚板的矯直設(shè)備可大致分為輥式矯直機和壓力矯直機。1）多輥矯直機按有無支撐輥可分為二重式矯直機與四重式矯直機；按安裝位置可分為在線與離線矯直機。熱矯直是使板形平直不可缺少的工序。熱矯直一般布置在精軋機后、冷床前，它是矯直熱鋼板的。冷矯直機在精整工序，矯直冷鋼板。熱處理矯直機通常設(shè)在熱處理爐的出口側(cè)，矯直經(jīng)過熱處理的鋼板。目前現(xiàn)代化中厚板廠為了滿足高生產(chǎn)率和高質(zhì)量的要求都安裝一臺四輥式熱矯直機。輥式矯直機從形式上可分二重式和四重式；從矯直輥數(shù)量分有七輥式、九輥式、十一輥式和十三輥式等，輥數(shù)越多，鋼板矯直效果越好，但也越龐大，矯直機輥數(shù)多為9輥或11輥。矯直終了溫度一般在600~750℃。2）輥式矯直機采用大變形量方案和小變形量方案結(jié)合的矯直工藝，矯直厚度范圍在100mm以內(nèi)，生產(chǎn)率高，矯直效果好，但設(shè)備結(jié)構(gòu)、傳動方式復(fù)雜。為了矯直特厚鋼板和對由于冷卻不均勻等原因產(chǎn)生的局部變形進行補充矯直，在中厚板廠還沒有壓力矯直機，可以矯直厚度達300mm的鋼板，矯直壓力5~40MN。.其結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)率較低，矯直道次多。綜合考慮各方面因素，本設(shè)計在軋制線上采用四重十一輥式矯直機，在熱處理線上采用四重九輥式矯直機。冷床的結(jié)構(gòu)形式主要有滑軌式、運載鏈式、輥式、步進式及離線式五種結(jié)構(gòu)形式。1、滑軌式冷床由具有一定距離的鋼軌和帶有撥爪的拉鋼機組成。1）特點：設(shè)備簡單、造價低。2）缺點：易劃傷鋼板下表面，冷卻不均勻，冷卻效率和面積使用率低，現(xiàn)已不再采用。2、運載鏈式冷床在滑軌式冷床基礎(chǔ)上改革而成。1）優(yōu)點：鋼板下表面與運載鏈接觸，并保持相對靜止，則下表面沒有滑傷危險2）缺點：鏈條容易發(fā)生故障和磨損，而且在生產(chǎn)窄規(guī)格產(chǎn)品時利用率低。3、輥式冷床：小輥式，全輥式1）小輥是被動的，只起撐托鋼板作用，改滑動為滾動摩擦，減輕下表面劃傷；2）全輥式冷床個輥子都是主動同步轉(zhuǎn)動，順作業(yè)線布置，輥呈圓盤狀并相互交錯布置。4、步進式冷床1）優(yōu)點：a適用的板厚范圍較大，鋼板冷卻均勻，冷卻速度快，下表面不會劃傷，充滿率高；b冷床的冷卻面積對各種不同寬度的鋼板均能適合；c冷床平面平直，冷卻后瓢曲很小；d空氣流通好，鋼板冷卻快；e鋼板在步進式板上的時間和固定擱板上的時間是相同的，故冷卻均勻；f鋼板可向前運動，也可向后運動，便于生產(chǎn)操作和調(diào)整。2）缺點：設(shè)備重，建設(shè)費用高。綜合考慮各方面因素，本設(shè)計采用步進式冷床。中厚板車間剪切機主要有橫切剪、切邊剪和剖分剪。按刀片形狀及鋼板情況，在中厚板生產(chǎn)中常用的剪切機有：斜刃片式剪切機、圓盤式剪切機、滾切式剪切機三種基本類型。1）橫切剪分為切頭剪與定尺剪，切頭剪為粗切，不需定尺裝置。而定尺剪必須帶有定尺裝置，且剪切質(zhì)量要求較高。橫切剪有鍘刀式、擺動式與滾切式，以滾切式較先進，最厚可切50mm。2）切邊剪有圓盤剪、鍘刀剪與雙邊剪。圓盤剪對于剪切較薄規(guī)格的鋼板來說非常經(jīng)濟且生產(chǎn)率高，剪切質(zhì)量好，但最厚只切25mm。鍘刀剪是最老的型式，現(xiàn)已很少采用。雙邊剪有擺動式、滾切式、鍘刀式，滾切式最厚可切50mm。3）剖分剪有圓盤剪與上切式剪。圓盤剪最厚只切25mm，上切式剪可切至50mm。綜合考慮以上因素，本設(shè)計采用滾切式切頭剪、定尺剪和雙邊剪，上切式剖分剪。1、中厚板熱處理爐按運送方式分，有輥底式、步進式、等二種。按加熱方式分，有直焰式和無氧化式兩種。1）輥底式爐可用于鋼板的正火、調(diào)質(zhì)、淬火及回火等熱處理。這種爐子產(chǎn)量和機械化、自動化程度高，得到廣泛應(yīng)用。輻射管加熱的無氧化輥底式爐可對鋼板進行?；慊鸩⒓孀骰鼗鹛幚?。處理后鋼板無氧化，表面質(zhì)量好，溫度均勻，處理鋼板厚可達200mm，寬可達5400mm，長可達26m。2）步進式爐主要優(yōu)點是：沒有黑印和劃傷，但投資大、維護要求高。主要用于特厚鋼板回火兼作?；幚?，其加熱效率和鋼板溫度均勻性比輥底式爐差，目前使用較少。2、淬火處理用的淬火機有壓力式和輥式之分，淬火用介質(zhì)有水和油兩種。1）壓力淬火機淬火不均勻，鋼板易產(chǎn)生瓢曲，現(xiàn)已很少采用。2）輥式淬火機冷卻速率均勻，鋼板板形較好，且需熱處理鋼板的長度不受淬火裝置的限制。綜合分析以上方面，本設(shè)計采用輻射管加熱無氧化輥底式爐和輥式淬火機。目前，世界寬厚板軋機的形式已經(jīng)向著高剛度、高自動化和低消耗的方向發(fā)展。因此，為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，本車間除工藝、設(shè)備等方面的改進外，也考慮了計算機控制系統(tǒng)的采用和加強。[8]本設(shè)計考慮到目前的自動化水平，并結(jié)合國內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)，主要考慮了相關(guān)設(shè)備之間工藝操作控制及安全保護方面的要求，同時以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率及節(jié)約能源為目標，采取以下措施：a)四輥粗軋機采用輥縫自動設(shè)定（APC），四輥精軋機采用液壓厚度自動控制(AGC），并在軋機上采用計算機控制軋制。b)步進梁式加熱爐采用計算機自動控制燃料燃燒、爐溫和人機對話及報表，對節(jié)奏進行控制，使之與軋制節(jié)奏匹配。c)軋線上配以完善的檢測設(shè)。d)水、電、燃油等能源動力方面必要的自動計量裝置。電動（APC）和液壓（AGC）設(shè)施的使用，主要為進行從原料到成品的合理軋制，提高軋機的壓下精確性和靈敏性，減少成品鋼板最終厚度偏差，提高成品厚度精度，減少同板差及改善成品板形（減少鐮刀彎），提高成材率等。計算機控制的電動（APC）和液壓（AGC）應(yīng)具有以下功能：a)軋制規(guī)程的在線設(shè)定及在線計算。b)安全保護（過負荷與過行程等）。c)機架剛度、軋輥偏心度及支撐輥軸承油膜變化的補償。d)道次間輥縫給定精度的自動修正。e)軋輥輥縫位置的設(shè)定及自動控制（APC）。f)鋼板厚度（縱軋后階段）自動控制（AGC）。g)軋輥的自動調(diào)零。h)人機對話及報表。1)冷熱金屬探測器——用于檢測冷態(tài)和熱態(tài)金屬的位置，控制有關(guān)設(shè)備的運轉(zhuǎn)操作，分別位于加熱爐上料輥道、出料輥道、除鱗箱、軋機及矯直機、冷床、減切線，要求反應(yīng)迅速，環(huán)境適應(yīng)性強，工作性能穩(wěn)定。2)測壓儀——用于四輥軋機的軋制壓力檢測，具有常規(guī)過負荷能力，要求反應(yīng)迅速，精度高，工作特性穩(wěn)定，可靠耐用，自動顯示記錄。3)測溫計——用于檢測坯料或軋件溫度，分別位于由加熱爐出爐至矯直機區(qū)域，部分參加軋機及AGC等系統(tǒng)工作，要求溫度范圍適當(dāng)，工作精確穩(wěn)定，反應(yīng)迅速，能自動顯示記錄。4)測寬儀——用于軋件寬度的測量，位于四輥軋機后，光電雙鏡式，測寬范圍1000-4200㎜，要求反應(yīng)迅速，精度高，工作可靠穩(wěn)定，防護性好，自動顯示記錄。5)測厚儀——用于四輥軋機前后軋件厚度檢測，射源CS137，要求反應(yīng)迅速，精度高，工作可靠穩(wěn)定，防護性好，自動顯示記錄。6)在線超聲波探傷（UST）裝置——設(shè)置在定尺剪前輸入輥道上，可對厚度允許范圍內(nèi)的鋼板進行全面超聲波探傷。其優(yōu)點有利于在定尺剪前檢查出鋼板缺陷，提高成材率。但要求有較大冷卻能力的冷床，使被檢查的鋼板溫度降到足夠低。另外要配置較多探頭，以保證UST能適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)奏的要求，因此使投資費用增加。本寬厚板車間采用四級計算機控制，即生產(chǎn)管理、生產(chǎn)控制、工藝控制和設(shè)備控制?，F(xiàn)簡要說明工藝控制。1）板坯庫計算機控制——板坯庫采用位置圖控制方式的計算機自動控制。位置圖控制方式是利用計算機程序來表示具體過程各部分之間在時間和空間上相互關(guān)系的位置或符號。首先各計算機終端收集連鑄坯或鍛坯的有關(guān)數(shù)據(jù)，并對其中的各有關(guān)事件及其結(jié)果進行通訊聯(lián)系，并對來料和庫坯的板坯進行定位堆垛、加工處理和軋制選定等多種作業(yè)的管理與控制。2）加熱爐的跟蹤控制——加熱爐區(qū)域的板坯跟蹤控制是在軋制線過程控制計算機的直接參與下，根據(jù)設(shè)置在各自爐內(nèi)板坯的跟蹤控制和操作人員在系統(tǒng)中給定的稱量、裝爐、出爐記錄，自動設(shè)定推鋼機推鋼。3）軋制線的跟蹤控制——軋制線的跟蹤控制是依靠高速熱金屬檢測器和軋機的測壓儀表來實現(xiàn)對特殊的軋制方法和復(fù)雜的軋件能準確、迅速的完成跟蹤控制。4）精整線的跟蹤控制——鋼板在精整線實現(xiàn)控制所需的信息在板坯入爐時就傳遞給生產(chǎn)控制計算機。精整線的跟蹤采用冷金屬檢測器（EMD）和光電開關(guān)等儀表進行控制，同時可在各操作室顯示器上顯示作業(yè)指標及上道工序的實際數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)異?？筛淖冏鳂I(yè)指示5）成品庫的管理——成品庫的管理是依靠生產(chǎn)控制計算機的聯(lián)機數(shù)據(jù)庫，根據(jù)在線生產(chǎn)的加工進展情況和用戶的合同信息，自動協(xié)調(diào)下線垛位的選定、產(chǎn)品替換、廢次品補償?shù)仁马?，確定鋼板的垛位及轉(zhuǎn)入出廠系統(tǒng)。車間平面布置主要指設(shè)備和實施按選定的生產(chǎn)工藝流程確定平面布置。平面布置的合理與否對于設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮、工人操作安全、生產(chǎn)周期的長短及生產(chǎn)率的高低有著很大的影響，在平面布置時應(yīng)當(dāng)從實際出發(fā)求得最大合理的布置[7][10][23]。其原則有：[10]1)應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求，使生產(chǎn)流線合理；2)保證操作方便，安全生產(chǎn)和工人的健康；3)使人行道與工作線平行，避免金屬（原料與成品）流線與金屬廢料流線以及其他材料的運輸線的相互交叉；4)既有利于生產(chǎn)，又使占地面積小，運輸線最短，以求縮短周期，提高生產(chǎn)率和單位面積產(chǎn)量；5)考慮將來的發(fā)展，要留有余地。本設(shè)計在確定本車間平面布置方案時，考慮了方案一和方案二，分別見圖2—1和圖2—2。方案一：采用一字形布置，此方案金屬流線合理，能滿足生產(chǎn)工藝要求，但這種方案使車間過長，建設(shè)投資大，不經(jīng)濟，一般不在新建。方案二：采用丁字形布置，此方案可減少車間長度和面積，節(jié)省投資，且金屬流線比較合理，可滿足生產(chǎn)工藝的要求。比較這兩個方案可得，方案二精整線更合理、布置更科學(xué)，故選擇方案二。圖2-1車間平面布置方案1圖2-2車間平面布置方案2寬厚板生產(chǎn)工藝流程如圖3-1所示。批料準備：選擇合理的原料種類、形狀、尺寸及表面清理,為中厚板生產(chǎn)提供合格的坯料，除特厚板用鋼錠外，一般均用連鑄坯。在連鑄車間經(jīng)火焰清理、標記、測長、稱重后的合格連鑄板坯和表面質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量合格的熱連鑄板坯由輥道運送到本廠板坯庫。從卸料輥道上用吊車按計算機在吊車操作室終端上顯示的位置進行堆放，其堆放形式有三種：（1）熱的連鑄板坯可存放在保溫坑內(nèi)；（2）當(dāng)連鑄機和熱軋機的生產(chǎn)計劃相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)中間輥道直接送到加熱爐的裝料輥道進行熱裝爐；（3）在技術(shù)成熟時，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)設(shè)在中間輥道上的邊部加熱器進行加熱后直接送至軋機輥道進行軋制。在鍛壓廠經(jīng)冷卻、清理、標記后的合格鍛坯用載重汽車運入本廠板坯庫，同樣由吊車按終端上顯示的位置進行堆放。根據(jù)生產(chǎn)計劃的要求，計算機對選用板坯進行最佳化處理，使板坯庫吊車以最小的工作量進行裝爐操作，板坯由吊車吊到上料輥道按裝爐順序由輥道將板坯運到指定的加熱爐后，再用推鋼機將板坯推入步進梁式加熱爐進行加熱。板坯在加熱爐內(nèi)加熱到1100~1200℃出爐，輸送至高壓水除鱗裝置，除掉氧化鐵皮再送到錐形輥道，用推床夾正后，送入四輥可逆軋機粗軋?？v軋、橫軋均能在錐形輥道上以旋轉(zhuǎn)形式來實現(xiàn)。在粗軋機上獲得精軋所需的鋼板寬度與厚度，送往PC精軋機上軋成所需要的鋼板尺寸，其終軋溫度不低于800~850℃。為確保軋制精度和控制板形，在精軋機組上設(shè)立了動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動控制系統(tǒng)，并選用了PC軋機。板厚>50mm板厚50mm圖3-1寬厚板生產(chǎn)工藝流程成品毛坯經(jīng)精軋機后輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)冷卻后，送入十一輥熱矯直機進行矯直，終矯溫度≥600℃。出矯直機后，進入冷床進行冷卻。當(dāng)鋼板冷至100℃左右，下冷床進行上表面檢查，檢查合格的板坯經(jīng)翻板后進行在線超聲波探傷；檢查不合格的鋼板在修磨輥道上進行修磨。修磨合格后經(jīng)翻板送下一道工序。厚度在50mm以上的鋼板翻板后經(jīng)探傷送火焰切割區(qū)進行火焰切割，然后再進行下表面檢查，收集入庫。鋼板經(jīng)在線超聲波探傷后，送至雙邊剪進行切邊，然后用切頭剪進行切頭、取樣；對于成品寬度在2000mm以下的鋼板采用剖分剪切，使軋機能力得到充分發(fā)揮，同時減少切邊損失，提高金屬收得率。然后由定尺剪根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格進行定尺剪切。再經(jīng)打印機打印后送至垛板機成垛，再用吊車吊到成品庫堆放，其試樣檢驗合格的鋼板裝車發(fā)貨，用汽車運出車間；檢驗后機械性能不合格以及按交貨條件要進行熱處理的鋼板送往熱處理車間進行熱處理，超聲波探傷不合格的鋼板進行改尺或作普板處理。需熱處理的鋼板由吊車吊到裝料輥道上，入熱處理爐進行熱處理，高強度鋼板再由淬火機進行淬火。再由矯直機進行矯直，矯直后經(jīng)冷床冷卻，并對冷卻后的鋼板進行下表面檢查，合格的鋼板由輸出輥道送至垛板機成垛，由吊車吊到成品庫堆放，然后裝車發(fā)貨；需改尺的鋼板由布置在后面輸出輥道上的改尺剪進行改尺，然后收集入庫；上下表面檢查不合格的鋼板由吊車吊走進行其他處理。a)坯料的驗收1)驗收必須嚴格執(zhí)行按爐送鋼制度，在輸送時，沒有輸送單或輸送單中記錄不清者，不得驗收。2)對于從煉鋼廠送來的鋼錠和連鑄坯應(yīng)先按表3-1的外形和尺寸公差要求驗收，并按原料的輸送單逐項對鋼號、爐罐號、規(guī)格、數(shù)量、重量、化學(xué)成分等進行驗收，并建立卡片，作為以后工序加工時質(zhì)量驗收及金屬平衡的依據(jù)。3)表面質(zhì)量應(yīng)全部為無缺陷的合格板坯。表3-1外形和尺寸公差要求項目厚度寬度長度鐮刀彎上下彎（平面彎）公差㎜±5±15±30長坯≤40，短坯≤20長坯≤40，短坯≤20b)板坯堆垛：驗收合格的板坯按下表3-2標準執(zhí)行，并按爐罐號堆放整齊。需切斷的倍尺原料和需表面處理的原料，經(jīng)切斷和清理后，仍按原爐罐號堆放在一起。c)板坯熱裝要求：HCR坯目標溫度平均600℃；DHCR坯目標溫度平均800℃。d)板坯裝爐規(guī)定：包括上料檢查和裝爐順序等方面。表3-2板坯堆放標準項目垛高垛間距離每垛堆放塊數(shù)參數(shù)Max3050mm1350mmMax10塊1)坯料上料檢查A檢查目的：避免尺寸、形狀、表面質(zhì)量和重量不合格坯混入爐中；B檢查項目：①板坯號——把實際板坯上的標號和計算機在稱量核對點終端上顯示的板坯號及軋制計劃表上板坯號對照，三者必須一致。②尺寸、形狀、表面質(zhì)量——對目測異常的板坯要進行實測，檢查其是否超過板坯技術(shù)條件中的有關(guān)規(guī)定。③重量——板坯稱量機的實測重量與輸入連鑄機測計算機理論重量之差不得超過±20㎏，如超重警報，則實測其尺寸并進行計算，當(dāng)偏差在允許范圍內(nèi)方可裝爐。④異常板坯的判定與處理：當(dāng)檢查項目不合規(guī)定者為異常板坯，原則上作缺號處理。2)板坯上料順序單排料：按1-2-3-1-2-3……爐號順序循環(huán)裝入。雙排料：按1-1-2-2-3-3-1-1……爐號順序循環(huán)裝入。爐列規(guī)定：雙排料——板坯庫側(cè)爐列為1，軋機側(cè)爐列為2。單排料——軋機側(cè)爐列為1。爐號更換時，前后兩個不同爐號的坯料之間應(yīng)用明顯的標志分開，以便識別；當(dāng)坯料在雙排加熱爐內(nèi)裝入時，應(yīng)將同一爐號的坯料均勻的裝入各排和各座加熱爐內(nèi)，均衡出鋼，以發(fā)揮爐子的生產(chǎn)能力；裝爐排鋼必須整齊規(guī)劃。1、加熱的目的：提高鋼的塑性，降低變形抗力，改善金屬內(nèi)部組織和性能，便于軋制加工，由于高溫加強擴散而得到改善。加熱均勻的鋼軋制時不僅可以減少設(shè)備和操作事故，而且可以獲得端面尺寸精確的鋼板。2、加熱制度：包括加熱溫度、加熱時間和加熱速度。1）確定加熱溫度的依據(jù)——相圖、塑性變形抗力圖、再結(jié)晶圖。由相圖確定最高加熱溫度，塑性變形抗力圖確定軋制溫度范圍，根據(jù)再結(jié)晶圖確定終軋溫度。碳素鋼—最高加熱溫度低于固相線100~150℃。2）確定加熱速度的依據(jù)——金屬的導(dǎo)熱性。鋼加熱時單位時間內(nèi)溫度的變化叫做鋼的加熱速度。普通碳素鋼和低合金鋼由于有良好的導(dǎo)熱性，故可以在較低的溫度下，加快加熱速度。高碳鋼和合金鋼由于其導(dǎo)熱性差，急速加熱會因內(nèi)外溫差而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，使鋼產(chǎn)生裂紋或斷裂，因此這種鋼在加熱初期，必須控制加熱速度而且不宜過快。因此，對不同的鋼種，其加熱溫度也不同。3）確定加熱時間的依據(jù)——鋼種的導(dǎo)熱性及坯料的規(guī)格。坯料在加熱爐內(nèi)加熱升溫到軋制所要求的溫度的總時間叫加熱時間。它與鋼的種類、形狀、尺寸以及在爐內(nèi)的配置、加熱制度、加熱爐構(gòu)造、燒嘴分布及所用燃料有關(guān)。加熱時間可由理論計算確定，但生產(chǎn)實踐中，多用經(jīng)驗公式粗略的計算。對連續(xù)加熱爐采用如下公式：(式3-1)式中：——加熱時間，h；c——系數(shù)，對低碳鋼為0.1-0.15；對中碳鋼為0.15-0.20；對低合金鋼為0.15-0.20；對高碳鋼為0.20-0.30?！髁虾穸龋琧m。a)除鱗——除鱗的目的是除去鋼坯表面的爐生和次生氧化鐵皮，以避免壓入鋼板表面產(chǎn)生缺陷。它是保證鋼板質(zhì)量的關(guān)鍵措施。b)軋制階段——中厚板的軋制過程分為粗軋和精軋兩個階段。1)粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯進行大壓縮延伸使其展寬到精軋所需寬度。通常，成品厚度小于25mm時，切邊余量為80~120mm；成品厚度大于25mm時，切邊余量為60~100mm。2)精軋的主要任務(wù)是軋長和保證鋼板的厚度，并控制板形、性能和表面質(zhì)量。c)壓下制度——壓下制度見5.5節(jié)。精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過程中最后一個也是比較復(fù)雜的一個工序，它對產(chǎn)品的質(zhì)量起著最終的保證作用。通常包括矯直、冷卻、剪切、檢查、打印及清理缺陷等，某些產(chǎn)品還需進行熱處理。a)矯直——矯直的目的是使鋼板板形平直。1)矯直工藝制度主要是根據(jù)矯直鋼板的鋼種、規(guī)格、性能及鋼板的外形質(zhì)量的要求來確定矯直工藝參數(shù)。2)熱矯溫度取決于鋼板的厚度和相變溫度。一般為550℃~650℃。若矯直溫度過高，矯直后鋼板在冷床上可能產(chǎn)生翹曲；若矯直溫度過低，變形抗力大，矯直效果不好，且使鋼板表面殘余應(yīng)力過高而降低鋼板性能，特別是鋼板的冷彎性能。因此，要合理的選擇矯直溫度。3)必要時可用層流冷卻系統(tǒng)來控制鋼板的矯直溫度。4)此外，為保證熱處理后的鋼板平直度，本設(shè)計在輥式淬火機后設(shè)有九輥矯直機。5)本設(shè)計的冷矯機和熱矯機采用分組傳動方式。矯直參數(shù)見表3-3。表3-3矯直參數(shù)矯直機名稱矯直厚度/mm矯直速度/ms-1矯直壓下量/mm十一輥熱矯機5~1000.8~2.01.0~5.0九輥冷矯機5~350.6~1.51.0~3.0b)冷卻——冷卻分管層流冷卻和步進梁式冷床冷卻。1）層流冷卻的作用是控制鋼板進入熱矯機的溫度，提高鋼板的強度且韌性不降低，降低碳當(dāng)量從而改善鋼板的可焊接性等。2）冷床的作用是將矯直均勻的鋼板迅速均勻的冷卻到200~150℃以下，并控制鋼板的組織性能。c)剪切——雙邊剪和剖分剪靠近布置組合在一起。對成品寬度在2000mm以下的鋼板采用剖分剪切。剪切鋼板側(cè)邊必須平直，尺寸公差符合要求。對于有缺陷、厚度不合格的部位，要盡量讓開，不得劃入成品尺寸范圍。并要考慮溫度的收縮量，力求獲得最高的成材率。剪切溫度不得大于150℃，發(fā)生藍脆時應(yīng)停止剪切。厚度大于50mm的鋼板采用火焰切割。應(yīng)根據(jù)切割鋼板的厚度安裝合適孔徑的割嘴。d)檢查打印——鋼板剪切后，根據(jù)技術(shù)條件進行的檢查。1)檢查的內(nèi)容包括力學(xué)性能、工藝性能、內(nèi)部組織、外形尺寸、表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷等。檢查合格的鋼板需打印。2)打印內(nèi)容包括公司、鋼種、規(guī)格、批號生產(chǎn)日期等。3)鋼板表面的局部缺陷應(yīng)用砂輪進行清理，清理后應(yīng)保證鋼板厚度不小于允許的最小厚度，缺陷不得焊補和填補。e)鋼板收集和堆放——鋼板的收集和堆放應(yīng)遵循以下原則：1)一吊鋼板必須是同一批號的鋼號，即同鋼種、同爐罐號、同厚度、同批號的鋼板。避免差錯和混亂。2)應(yīng)將計劃寬度、長度的鋼板和非計劃寬度、長度的鋼板分別堆放。吊運非計劃品，應(yīng)寬板在下，窄板在上。3)收集應(yīng)做到三面齊。每吊鋼板之間應(yīng)均勻放置。4)用墊鐵將鋼板分開，上下墊鐵應(yīng)在同一垂直直線上，以避免壓壞、壓彎鋼板。墊鐵間距建議為2m。每堆鋼板高度不應(yīng)超過3m。5)每吊鋼板側(cè)邊可用油漆編號，以便檢查。f)熱處理制度——熱處理是經(jīng)加熱、保溫及冷卻使鋼板獲得要求的金屬顯微組織，以改變鋼板性能的一種工藝。1)目的一般是根據(jù)不同鋼種的要求，使其軟化、硬化、提高韌性和消除殘余應(yīng)力。2)本設(shè)計采用了輻射管加熱的無氧化輥底式爐進行?；幚?，并布置了輥式淬火機作調(diào)質(zhì)處理。3）鋼板在整個熱處理過程中，從加熱到保溫，在爐內(nèi)必須前后擺動，不得停止，防止輥身彎曲變形，損壞輥道。一般輥子擺動角度為180°~540°。本設(shè)計采用三班連續(xù)工作制，星期六、日、節(jié)假日不休。規(guī)定大修每三年一次，每次27天。無大修年每年中修一次。中修平均每年12天。小修每周一次，一次8小時，有大中修周不小修。（1）計劃檢修時間的確定<1>大中修時間總共為T1=24×（27+12×2）/3=408小時<2>小修時間按每周一次，每次10小時，則全年小修時間為T2=8×（365－17）/7=398小時<3>交接班時間T3每次交接班時間為20分鐘即1/2小時T3=（365－17－398/24）×3×（1/3）=331小時說明：每年除去大中修408小時和小修398小時外，每周7天，每天3班。<4>換軋輥時間T4T4=158×104÷2000×（1/4）=197.5小時。說明：軋輥每生產(chǎn)完2000t產(chǎn)品時換輥，每次換輥時間15分鐘即1/4小時<5>修理機械故障時間T5T5=300小時說明：根據(jù)同類生產(chǎn)廠家的經(jīng)驗取值。<6>計劃外停工時間T6計劃外停工時間約為年小時減去計劃工作時間后的小于18%的時間T6=（365×24－408－398－331－197.5－300）×6.5%=427.5小時取457小時。（2）年工作時間見表4-1。表4-1軋機年工作小時項目日歷時間計劃大修計劃小修合計額定工作時間計劃交接換輥合計計劃工作時修理故障計劃外停工額定工作時時間/h87604083988067954331197.5528.57260300427.56698根據(jù)（式5-1）式中：——成品最大寬度，mm；——單位寬度上的軋制壓力，KN/mm。一般取=18~20KN/mm。本設(shè)計取=20KN/mm，由max=3500mm，則=70MN。最終取=80MN。本設(shè)計粗軋機工作輥的材質(zhì)為合金鑄鋼，許用強度為=100~120MPa；支撐輥的材質(zhì)為合金鑄鋼，許用強度為=140~160MPa。本設(shè)計工作輥軸承為四列圓錐滾動軸承；支撐輥軸承為動靜壓油膜滑動軸承。工作輥輥身長度為（式5-2）式中：——軋機所能軋制的最大板寬，本設(shè)計=3500mm?！堓侀L度余量，a=200mm~400mm,取=400mm。故=3900mm。工作輥輥身長度與其軋輥直徑的關(guān)系是/=2.5~4.0(式5-3)則=3900/(2.5~4.0)=975-1560mm取工作輥直徑=1200mm。支撐輥軋輥直徑與工作輥軋輥直徑的關(guān)系是/=1.6~2.5(式5-4)則=（1.6~2.5）×1200=1920~3000mm取支撐輥直徑=2400。支撐輥輥身長度與其軋輥直徑的關(guān)系是/=1.3~2.5(式5-5)則=（1.3~2.5）×2400=3120~6000mm取支撐輥輥身長度=3750mm。說明：一般支撐輥輥身長度比工作輥短100~200mm。工作輥輥頸直徑由于工作輥選用滾動軸承，則其輥頸與輥身直徑的關(guān)系是=（0.50~0.6）（式5-6）則=（0.50~0.6）×1200=600~720mm取粗軋機和精軋機工作輥輥頸直徑=650mmb）工作輥輥頸長度輥頸長度Lw與滾動軸承輥頸直徑的關(guān)系為=（0.83~1.0）(式5-7)則=（0.83~1.0）×650=539.5~650mm則粗軋機和精軋機工作輥輥頸長度=550mm。a）支撐輥輥頸直徑的確定由于本設(shè)計支撐輥選用油膜軸承,其輥頸直徑與輥身直徑的關(guān)系為/=0..5~0.55(式5-8)則=（0.5~0.55）×2400=1200~1320mm取粗軋機和精軋機支撐輥輥頸直徑=1300mm支撐輥輥頸長度的確定輥頸長度與滾動軸承輥頸直徑的關(guān)系[16]為=（0.83~1.0）(式5-9)則=（0.83~1.0）×1300=1079~1300mm取粗軋機和精軋機工作輥輥頸長度=1170mm。工作輥允許軋制力矩可用下式確定(式5-10)式中：——工作輥材質(zhì)許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，=(0.5~0.6)——工作輥輥頸直徑。=(0.5~0.6)*140Mpa=60~84Mpa,同理=9.23MNm=9.23MNm，=9.23MNm。一般，中厚板軋制的最大速度為7.5m/s，本設(shè)計取粗、精軋機的最大軋制速度Vmax1、Vmax2分別取2m/s和3m/s。中厚板軋機主電機的型式有直流傳動和交流傳動兩種。由于交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，20世紀90年代以來新建的熱軋板帶幾乎都采用了交流調(diào)速的型式。本設(shè)計粗、精軋機均選用交流調(diào)速電機。主電機轉(zhuǎn)速由下式確定(式5-10)式中：——工作輥最大直徑，m；——主電機最大轉(zhuǎn)速，。則由此可得粗軋機最大轉(zhuǎn)速=38.2rpm，精軋機最大轉(zhuǎn)速=57.3rpm。則取=0~20~40rpm=0~30~60rpm將=40rpm、=60rpm分別代入（式5-10）得由下式（式5-11）式中：——額定力矩； ——額定轉(zhuǎn)速；——傳動效率，取=0.96。又 = （式5-12）式中：——最大允許軋制力矩。因為=9.23MNm，=9.23MNm則=3.69MNm，=3.69MNm將MH、NH、代入（式5-11）得=15836Kw=15836Kw本設(shè)計主電機的功率分別選用：粗軋機組=2×16000精軋機組=2×16000軋機主要技術(shù)指標見表5-1。表5-1軋機主要技術(shù)指標項目粗軋機精軋機軋機型式四輥可逆軋機PC四輥可逆軋機工作輥輥身尺寸/mmΦ1200*3900Φ1200*3900支撐輥輥身/mmΦ2400*3750Φ2400*3750工作輥輥頸尺寸/mmΦ650*550Φ650*550支撐輥輥頸尺寸/mmΦ1300*1170Φ1300*1170工作輥材質(zhì)合金鑄鋼合金鑄鋼支撐輥材質(zhì)合金鍛鋼合金鍛鋼最大軋制壓力/MN8080最大軋制力矩/MNm2*9.232*9.23最大軋制速度/m/s2.093.14最大工作開口度/mm420400主電機功率/Kw2*160002*16000主電機轉(zhuǎn)速/rmp0~20~400~30~60壓下速度/mm/s25151）在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量；2）在保證操作穩(wěn)便的條件下提高產(chǎn)量。1）在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分配率（）及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；2）制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；3）計算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；4）檢驗軋輥等部件的強度和電機功率；5）按前述制定軋制規(guī)程的原則和要求進行必要的修正和改進。6）各道次壓下率取值范圍按圖5—1曲線。5-1壓下率取值范圍代表規(guī)格:Q235_8×30001)坯料200×1500×2200mm成品8×3000×27450mm鋼種：碳素板表5－22)坯料200×1500×2200mm成品12×3000×18000mm鋼種：建筑板表5－33)坯料240×1500×2800mm成品20×2800×17950mm鋼種：船用板表5－44)坯料240×1500×2800mm成品50×2400×8400mm鋼種：容器板表5－55)坯料300×1600×2400mm成品70×2500×6500mm鋼種：橋梁板表5－6表5-2成品8×3000×24750mm碳素鋼板壓下規(guī)程道次操作軋制方式出口厚度/mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋200150022001轉(zhuǎn)鋼橫扎1701764220030152橫扎130230722004023.53橫扎1003000220030234轉(zhuǎn)鋼縱軋77300028382222.45縱軋60300036361721.96縱軋47300046311321.47縱軋37300058661021精軋8縱軋2930007407720.79縱軋2330009282620.210縱軋18300011640420.211縱軋15300014569320.112縱軋12300018181319.813縱軋9300022680219.814縱軋8300024799117.5續(xù)表5-2壓下規(guī)程道次出口速度/rpm純軋時間/s間隙時間/s軋制時間/s軋制速度/rpm軋制溫度/℃變形抗力/Mpa軋制壓力/MN總力矩/MNm1201.42.57.920114762.516.42.42201.82.54.320114574.231.85.33201.22.53.74011438542.36.14201.22.57.740113887.338.94.95201.52.5440113589.335.83.76201.92.54.440113091.633.32.97601.52.54601125100.533.32.48202.12.59.6601109106.332.429202.646.6601095110.930.91.610203.347.360107811830.91.51120448601055126.8311.31220549601025138.331.61.213206.2410.260966154.333.41.114207.5411.560939168.631.30.9表5-3成品12×3000×18000mm建筑板壓下規(guī)程道次操作軋制方式出口厚度/mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋200150022001轉(zhuǎn)鋼橫扎1701764220030152橫扎130230722004023.53橫扎1003000220030234轉(zhuǎn)鋼縱軋77300028382222.45縱軋60300036361721.96縱軋47300046311321.4精軋7縱軋373000586610218縱軋2930007407720.79縱軋2330009282620.210縱軋18300011640420.211縱軋15300014569320.112縱軋12300018032219.2續(xù)表5-3壓下規(guī)程道次出口速度/rpm純軋時間/s間隙時間/s軋制時間/s軋制速度/rpm軋制溫度/℃變形抗力/Mpa軋制壓力/MN總力矩/MNm1201.42.57.920114762.516.42.42201.82.54.320114574.231.85.33201.22.53.74011438542.36.14201.22.57.740113887.338.94.95201.52.5440113589.335.83.76601.22.53.760113197.635.53.17201.72.59.2601118102.133.82.48202.12.54.6601111105.732.229202.646.6601097110.330.71.610203.347.3601080117.430.71.51120448601057126.330.91.31220549601027136.130.31.1表5-4成品20×2800×17950mm船用板壓下規(guī)程道次操作軋制方式出口厚度/mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋240280015001轉(zhuǎn)鋼縱軋196280018364418.32縱軋146280024655025.53縱軋112280032143423.24縱軋88280040902421.45縱軋70280051421820.46縱軋562800642814207縱軋46280078261017.8精軋8縱軋3828009473817.39縱軋32280011250615.710縱軋27280013333515.611縱軋2328001551731412縱軋20280018000313.7續(xù)表5-4壓下規(guī)程道次出口速度/rpm純軋時間/s間隙時間/s軋制時間/s軋制速度/rpm軋制溫度/℃變形抗力/Mpa軋制壓力/MN總力矩/MNm1200.82.57.34011487437.66.622012.53.540114684.148.79.13201.32.53.840114484.141.16.34201.72.54.240114284.335.34.65202.12.54.640113985.531.83.46202.62.55.140113487.629.62.776022.54.560112992.926.91.98202.7411.760111397.3261.79203.247.260110398.2231.210203.747.7601089102.622.61.111204.348.3601073104.420.20.812204.948.9601054110.1200.8表5-5成品50×200×8350mm容器板壓下規(guī)程道次操作軋制方式出口厚度/mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋240150028001轉(zhuǎn)鋼橫扎196183628004418.32橫扎150240028004623.43轉(zhuǎn)鋼縱軋1202400350030204縱軋98240042852218.35縱軋81240051851717.3精軋6縱軋67240062681417.27縱軋56240074331015.68縱軋5024008400611.5續(xù)表5-5壓下規(guī)程道次出口速度/rpm純軋時間/s間隙時間/s軋制時間/s軋制速度/rpm軋制溫度/℃變形抗力/Mpa軋制壓力/MN總力矩/MNm1201.42.57.920114774223.822012.53.540114684.138.56.93201.42.57.940114384.130.74.44201.72.54.240114084.326.53.35601.32.53.860113885.525.52.66201.82.59.360113187.624.52.27202.12.54.660112792.921.31.58202.443.460112097.3150.8表5-6成品70×2500×6500mm容器板壓下規(guī)程道次操作軋制方式出口厚度/mm出口寬度/mm出口長度/mm壓下量/mm壓下率/%粗軋300160024001轉(zhuǎn)鋼橫扎248193524005217.32橫扎192250024005622.53轉(zhuǎn)鋼縱軋150250030724221.84縱軋1202500384030205縱軋102250045171815精軋6縱軋89250051771312.77縱軋78250058701011.78縱軋7025006582810.8續(xù)表5-6壓下規(guī)程道次出口速度/rpm純軋時間/s間隙時間/s軋制時間/s軋制速度/rpm軋制溫度/℃變形抗力/Mpa軋制壓力/MN總力矩/MNm1201.52.5820114863.523.64.522012.53.540114779.241.58.23201.32.57.840114480.737.46.44201.62.54.140114280.4324.65601.12.53.660114079.624.22.66201.52.5960113577.119.91.77201.72.54.260113276.317.81.38201.92.54.460112975.315.81有關(guān)說明：1）實際操作中，成品厚度應(yīng)按負公差軋制，提高成材率，控制好板形；2）有關(guān)控制軋制的操作，生產(chǎn)中還須根據(jù)原料及成品的具體條件和要求，對軋制程序表作進一步調(diào)整；3）根據(jù)軋制表可以看出部分產(chǎn)品的終軋溫度較高，故機架上采用控制冷卻水裝置，根據(jù)軋制溫度進行控制冷卻；4）其它參數(shù)和具體計算過程見附錄——壓下規(guī)程源程序。為了達到生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低和生產(chǎn)率高的目的，必須使軋機具有良好的使用性能，所以必須要對軋輥進行強度校核計算。由于影響軋輥強度的溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷等因素很難進行精確計算，故在安全系數(shù)上加以考慮。實踐經(jīng)驗證明，四輥中厚板軋機的支撐輥承受幾乎全部的彎矩作用，工作輥承受幾乎全部的扭矩作用，故只對支撐輥進行彎矩校核，對工作輥進行扭矩校核。本設(shè)計以軋制規(guī)格5×300027450mm的普碳板為例，進行校核，如圖5-3可知，支撐輥上斷面1-1和斷面2-2處應(yīng)力最大，也最危險，其應(yīng)力值可由式5-13、式5-14求得：（5-13）（5-14）式中：P——最大軋制壓力，P=42.3MN；——斷面1-1到支反力的距離，=650mm；——支撐輥輥頸直徑，=1300mm；——兩壓下螺絲中心距，=5050mm；——支撐輥輥身直徑，=2400mm；——支撐輥輥身長度，=3750mm。經(jīng)計算，=62.57Mpa，=24.29Mpa。因為支撐輥材質(zhì)選用鑄鋼，則=140Mpa故<，<則支撐輥強度滿足。工作輥承受扭矩作用，其應(yīng)力值由式5-15確定（式5-15）式中：Mn——最大軋制力矩，Mn=6.1MNm；——工作輥輥頸直徑，=650mm。故=55.5MPa。由于工作輥選用合金鑄鋼，所以許用剪切應(yīng)力=84，＜，故工作輥強度滿足。圖5-4