新建年产212万吨宽厚板车间设计.doc 85页

'┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸新建年产212万吨宽厚板车间设计摘要宽厚板是国民经济发展所依赖的重要钢铁材料之一，是工业化进程和发展过程中不可缺少的钢铁品种。世界钢铁工业的发展历程表明，宽厚板的生产水平及材料所具有的水平也是国家钢铁材料水平的一个重要标志。本设计是年产量为212万吨的宽厚板生产车间，其典型产品为GB3531-09MnNiDR，代表产品规格为13×4000×9000mm。在整个车间设计过程中，简单介绍了宽厚板生产技术和产品的发展，国内外生产工艺的差距以及核心轧制的新技术；在本设计中，轧制需要先纵轧后横轧，还需要在轧制间隙进行转钢；轧制设备包括：两座步进梁式加热炉、翻转机装置、高压水除鳞装置、一台四辊可逆式轧机、PC轧机，还有各种附属设备。在设计时，以设定的年产量为基础，结合产品的市场前景，利用合理的设计方法和技术规则设计了产品方案，制定了金属平衡表；并以典型产品为例，制定了工艺流程和轧制制度，其中轧制制度包括：压下制度、速度制度和温度制度；并进行了轧制力计算、轧辊强度和电动机载荷的校核。设计中对年工作时间进行了合理安排，使车间的生产能力最大化。依据年工作时间和轧机生产能力计算出年生产量，并提出各项经济技术指标以及对环境保护的措施。通过严格和仔细的计算和验证，最终得出了科学合理的宽厚板车间设计方案。车间设计方案中包含了一张车间平面图，最后附有一篇外文资料及译文。本车间的设计特点包括：工艺领先，设备先进，产品强度高，机械性能好，并极大优化了对环保的保护。从总体上说，达到了高产低耗。关键词：宽厚板；车间设计；压下规程；低压容器板3 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸TheNewdesignofawide-thickplateworkshopwithannualcapacityof2.12milliontonAbstract：Wide-thickplateisoneoftheimportantsteelmaterialsthatthenationaleconomicdevelopmentdependson.Itisanindispensablesteelvarietyintheprocessofindustrializationanddevelopment.Thedevelopmentcourseoftheworldsteelindustryshowsthatthelevelofproductionandmaterialofwide-thickplateisalsoanimportantsymbolofthelevelofthenationalsteelindustry.Thedesignistheannualoutputof2.12milliontonsofheavyplateproductionworkshop,thetypicalproductfortheGB3531-09MnNiDR,onbehalfoftheproductspecificationsfor13x4000x9000mm.Inthedesignprocessofthewholeworkshop,theproductiontechnologyanddevelopment,thegapbetweendomesticandinternationalproductiontechnologyandthenewtechnologyofcorerollingareintroduced.Inthisdesign,therollingneedtolongitudinalrolling,butalsoneedtotransfersteelintherollinggap.Rollingequipmentincludes:twowalkingbeamheatingfurnace,tumblingMachine,highpressurewaterdescalingunit,afour-highreversingmill,PCrollingmill,andvariousancillaryequipment.Inthedesign,basedonasetofannualoutput,combinedwiththemarketprospectoftheproduct,theproductschemewasdesignedwithreasonabledesignmethodandtechnicalrules.Takingtypicalproductsasanexample,theprocessflowandrollingscheduleareestablished.Therollingsystemincludes:systemsofpressure,velocityandtemperaturesystem;rollingforcecalculationarecarriedoutandthestrengthoftherollerandtheloadofthemotorarechecked.Inthedesign,theworkingtimeoftheyearisreasonable,sothattheproductioncapacityoftheworkshopismaximized.Accordingtotheannualworkingtimeandrollingmillproductioncapacity,theannualproductioncapacityiscalculated,andthevariouseconomicandtechnicalindicatorsandmeasuresforenvironmentalprotectionareputforward.Throughstrictandcarefulcalculationandverification,finallycometoascientificandrationaldesignofthegenerousplateworkshop.Workshopdesignprogramcontainsashopfloorplan,andfinallywithaforeignlanguageinformationandtranslation.Thedesignfeaturesoftheworkshopinclude:processleading,advancedequipment,Productshighstrength,goodmechanicalproperties,andgreatlyoptimizetheprotectionofenvironmentalprotection.Generallyspeaking,achievehighyieldandlowconsumption.Keywords:Wide-thickplate;Thedesignofworkshop;Rollingschedule;Lowpressurecontainerplate3 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸3 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1概述宽厚板是冶金工业的一个重要产品。宽厚板的品种繁多，性能各异，质量要求高，应用范围广，无论在经济建设还是国防建设中都离不开宽厚板。因而世界各国都把宽厚板的品种、质量作为衡量一个国家钢铁工业综合水平的尺度。进入21世纪以来，大型造船业，海洋工程，桥梁、大口径石油、天然气输送管线、大型压力容器和贮罐、重型建筑结构(特别是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途、机械工程的技术进步和旺盛需求，极大地拉动了宽厚板的发展，低合金、高强度的宽厚板的生产技术进步。1.1宽厚板的定义及用途宽厚钢板主要由中厚板轧机生产，但对于部分厚度小于25mm、宽度小于2m，且钢板性能要求不太严格的中板，也可以用热轧宽带钢轧机生产。常用于中厚板生产的轧机有四种：二辊可逆式轧机、三辊劳特式轧机、四辊可逆式轧机和万能式轧机。宽厚板不仅种类多，而且具有使用温度区域较广、环境复杂，要求高特点。既使相同用途的钢板，对材质要求也不尽相同。宽厚板主要用于船舰、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械及国防建设等方面。中厚板的品种繁多，使用温度区域较广（200℃～600℃），使用环境复杂（耐侯性、耐蚀性等），使用要求高(强韧性、焊接性等)。即使相同用途的钢板，对材质的要求也不尽相同，因此，可以说中厚板是多品种、用途广泛的代表性钢材，在国民经济发展中具有重要地位，对促进国民经济发展发挥着重要作用。习惯上，宽厚板材按照厚度可以分为宽厚板、厚板、特厚板。通常厚度为4～20mm的钢板为中板，厚度为20～60mm为厚板，厚度大于60mm的钢板为特厚板[1]。1.2宽厚板国内外发展状况1.2.1国外宽厚板发展状况宽厚钢板用途很广，且使用几乎都需焊接加工。随着用户对钢板的质量和性能不断提出越来越高的要求，促使钢铁工业不断推出新技术和开发新钢种，以满足市场需要。由于微合金高强度钢逐步开发，控轧控冷工艺技术也随之开发并不断发展，促使很多国家的厚板轧机的技术装备也不断更新改造，同时竟相开发新品种，提高产品质量及收得率，在国际市场争夺大的份额。其中日本、德国、韩国尤为突出。低合金、高强度的宽厚板的生产和技术进步是国际钢铁业发展热点。近几年在我国周边建成或正在建设的5m和5.5m的宽厚板轧机有：俄罗斯的MMK和OMK共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸集团，韩国的浦项、现代制钢、东国制钢集团公司，印度的Essar、Jindal钢铁公司和泰国的Canadoil钢铁公司。1.1.1国外厚板轧机的发展厚板轧机最重要的标志是轧机的辊身长度，它可体现一个国家制造船舶、舰艇和油气输送管线的实力。1941年第2次世界大战以前，美国、德国、前苏联、日本分别建造了5230、5000、5300、5280mm四辊式特厚板轧机，主要用于生产航空母舰、大型军舰用宽厚钢板。50～60年代宽厚板轧机建设较多的是美国，当时以4064mm(160in)式厚板轧机为主，此期间美国建有4064mm厚板轧机7套（8台4064mm四辊轧机）。60年代后期至70年代初期厚板轧机的领先地位转向日本，这时期日本建有4724mm(186in)双机架四辊式厚板轧机5套（其中1套的粗轧机为5335mm）。1971年意大利建设1套4826mm双机架厚板轧机，韩国建1套4724mm双机架厚板轧机（1989/1978年）。1976年～1977年间日本建设3套5500mm特宽厚板轧机，1974年住友鹿岛厂将5335mm粗轧机改造为5450mm轧机。建设这种特级厚板轧机主要是为生产Φ1626mm(Φ64in)大直径UOE钢管用宽钢板（宽度5100mm）和宽幅面、长定尺的造船钢板。日本在两三年内建了4套5450mm～5500mm特宽厚板轧机，是对UOE焊管市场和造船板的用户作了超前估计，而投产后至今的市场需求却有别于预计情况。长距离输送油气用UOE钢管最大为Φ1422mm（Φ56in）。在世界造船业，日本具有最大的制造能力，原设想制造40万t以上的超级油轮（ULCC），但没有市场。现在各国普遍认为，制造28万t～30万t的巨型油轮（VLCC）已可满足市场需求。制造Φ1422mmUOE焊管用钢板和30万t级油轮用钢板最大宽度为4500mm。1985年德国迪林根厂在4800mm厚板轧机前面增建5500mm四辊厚板轧机，这是当今世界上最强大的一台特宽厚板轧机。宽厚板轧机从60年代末以来辊身长度从4064mm增大到4724mm以上，不仅轧制的钢板宽度增大，而且从技术经济意义上说，现代的4724mm以上宽厚板轧机所达到的各项技术指标是以往的厚板轧机所不可比拟的，主要体现在以下几个方面。(1)钢板最大成品宽度4724mm厚板轧机的钢板最大成品宽度为4500mm，5500mm厚板轧机为5200mm～5350mm。(2)钢板最大轧制长度及定尺长度共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸厚板轧机一般为50m，而川崎水岛厂最长达58m，新日铁大分厂最长达63m。成品钢板最长为25m，而大分厂达30m。(3)轧制钢板最大厚度水岛厂5500mm厚板轧机轧制钢板的最大厚度为410mm，新日铁名古屋钢厂4800/4700mm厚板轧机为700mm。(4)最大板坯单重大分厂厚板轧机设计最大坯重为42.8t，实际最大坯重为29.9t。鹿岛厂厚板轧机设计最大锻制板坯重50t，可轧制钢板最大单重为40t。表1--1世界5000mm以上宽厚板轧机概况国家厂名投产轧机轧机最大原料年产量日期/年规格结构板厚单重美国Lukens科茨维尔厂19183560+5230mm3h+4h380mm45万吨30万吨苏联镰刀和锤子炼钢厂19405300mm4h250mm80万吨50万吨日本室兰制铁所19415280mm4h350mm145万吨36万吨苏联下塔吉尔钢厂*19505000mm4h250mm72万吨50万吨美国格里(Gary)钢厂19524064+5335mm4h+4h——120万吨德国Mlhem米尔海姆厂19575100mm4h260mm45万吨70万吨法国敦克尔克钢铁厂19634320+5000mm4h+4h250mm80万吨120万吨日本住友金属鹿岛厂19704830+5490mm4h+4h——200万吨德国Dillingen迪林根19725500+4800mm4h+4h200mm40万吨180万吨日本新日铁大分钢厂19765500mm4h——190万吨日本JFE仓敷厂19765500mm4h300mm90万吨200万吨日本JFE仓敷厂19765500mm4h200mm60万吨180万吨苏联伊诺尔斯克厂19845000mm4h——100万吨俄罗斯马格尼托哥尔斯克20095000mm4h——150万吨韩国东国制钢唐津厂20095000mm4h200mm—150万吨韩国浦项制铁—5500mm4h——150万吨俄罗斯联合冶金维克萨厂20105000mm4h150mm—120万吨俄罗斯新利佩茨克钢铁20105000mm4h150mm—150万吨印度埃萨Hazira中厚板—5000mm4h150mm—150万吨(5)最大钢锭单重日本钢管京滨厂最大钢锭单重为50t，德国迪林根厂为60t，日本名古屋厂为80t，水岛厂为110t，可生产最大单重为85t的特厚钢板。(6)钢板成材率（板坯到成品板）共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸水岛厂5500mm厚板轧机钢板成材率达94.9％。随着技术的发展，世界上越来越多的宽厚板生产线建成，表1是世界5000mm以上宽轧机的概况。1.1.1轧制技术的发展现状（1）控制轧制技术控制轧制技术是通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数来调整钢的组织状态，从而达到改善钢板性能的一项技术。此项技术20世纪60年代初由日本开始研究，70年代即已成熟。采用控制轧制工艺之目的是通过细化晶粒来提高强度和韧性，而细化晶粒的关键是控制950～600℃时的变形量，同时还需增大道次压下量以取得更好的效果，因而要求厚板轧机的轧制力要大，刚性要高，具备大传动力矩，在轧制过程中可随时调整道次和压下量。目前国外20套4700mm以上的厚板轧机都具备了这方面的要求，可成熟地应用控制轧制技术轧制出性能优良的钢种。20世纪70年代初该项技术刚开发成功，日本新日铁大分厂用此技术轧制出具有良好韧性的X65钢板。20世纪70年代末期，日本、美国、德国等厚板厂开发了X75和X85的低碳含铌的低合金高强度高韧性钢板。20世纪90年代，日本、德国等又利用该项技术开发了超低碳高锰铌系列的钢板，这种钢板具有细铁素体、贝氏体和岛状马氏体混合组织，具有更高的屈服强度和韧性。（2）控制冷却技术控制冷却技术是控制轧后钢板的冷却速度从而达到控制钢板组织性能的技术，也是由日本率先进行研究并在20世纪70年代中期在轧制管线板时获得成功的。控冷技术目前之所以在厚板轧机中得到广泛应用，是因为它比直接由再加热后的等轴奥氏体加速冷却产生更大的强韧化效果，并且在可以进一步细化铁素体的同时使珠光体分布均匀，消除带状珠光体并且有可能形成细贝氏体组织。此外，在控制冷却过程中阻止延迟了碳化物过早析出，使其在铁素体中弥散，提高钢板强度而不损害脆性转化温度。将控轧技术和控冷技术结合使用，统称为TMCP技术，由于应用此技术可生产出综合力学性能和焊接性能均优良的钢板，因此被称为当今厚板生产中最关键的工艺技术。以前此工艺技术主要用于生产高强度船板、管线钢板。近年来又被用于开发高层建筑用厚壁钢板、海洋平台用钢板、储罐用板等，目前采用TMCP工艺技术生产的厚板占全部厚板的比例日本最高，在45%左右。（3）板形控制技术板形控制的最终目的是能轧制出切头、切尾、切边极少、尺寸偏差极小、齐边、近似矩形的产品、从而最大限度地减少精整工序。它也是厚板生产过程中不可或缺的一项技术。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸过去，厚板轧机上主要采用工作辊或支撑辊弯辊装置进行板形控制，两者各有优缺点，后来采用工作辊弯辊装置的较普遍。目前，已普遍开始在采用工作辊弯辊装置的基础上将应用于热带轧机的PC(双交叉辊技术)、CVC(连续可变凸度轧机)WRS(工作辊移动技术)应用于厚板轧机。如日本福山厂4700mm轧机和大分厂5500mm轧机，工作辊移动量最大达到1000mm，同时装有强力工作辊弯辊装置，WRS主要功能为均匀轧辊磨损，减少轧制板宽的约束。瑞典奥斯陆厂已于1999年初将原来的厚板轧机改造成目前世界上第一台CVC厚板轧机。这台轧机主要轧制硬质钢板，轧制力为100MN，轧机配有很强的弯辊装置。有关资料显示，此轧机在板形控制方面取得了较好的效果。20世纪90年代日本君津厂将4724mm厚板轧机改造成PC轧机；1997年新投产的韩国浦项4300mm厚板轧机也采用了双交叉辊技术，在板形控制方面取得不错的业绩。（4）平面板形控制技术为了减少钢板头与尾的鱼尾形与舌头形、边部的鼓肚、塌边及镰刀弯等不规整变形的损失，使之接近于矩形钢板，平面板形控制已成为提高中厚板成材率极为有效的措施。控制方式方面，不同的生产厂各有特点，但大多数是由日本川崎水岛厂开发的技术衍生发展起来的。20世纪70年代末日本川崎水岛厂开发了MAS平面形状控制法，根据预测模型在成形和展宽轧制阶段对板坯厚度断面给予变化的压下量进行形状控制，使钢板在轧制终了时的形状接近矩形。自1978年此项技术应用以来，比传统方法提高成材率4.4%。1982年左右又开发了与MAS法大体相同的“狗骨轧制法”。即轧制开始时将板坯厚度断面头尾部分轧成斜形，然后展宽轧制和延伸轧制。不仅日本几套主要的厚板轧机，如君津厂和京滨厂轧机应用了类似于水岛厂的MAS平面形状控制方法,芬兰、英国、瑞典的厚板轧机也采用了MAS技术。水岛厂在开发MAS基础上又于1985年研制出TFP技术，轧制“免切边钢板”（用铣削床铣边）也取得了不错的效果。（5）超声波探伤厚板厂绝大多数都有超声波探伤装置，日本大多数厚板厂还配有2台。探伤装置中通道最多的是大分厂，共有280个，以下依次为君津厂238个，名古屋厂216个，京滨厂130个。探伤装置的布置方式有：1)在线布置。有的设在冷床出口处，让钢板直接通过。如德国的迪林根、米尔海姆、杜依斯堡、日本大分等;也有设在定尺剪后面的，如日本的君津、鹿岛等。2)离线布置。设在精整区后部，用起重机上卸料如韩国浦项厂。该装置的特点是钢板在辊道上不动，探伤装置沿钢板宽度方向来回探伤。3)旁线布置。设在与剪切线平行的辊道上，如日本的君津、鹿岛、扇岛、水岛等。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸德国几个厂除了在线布置、离线布置外，还有人工地面探伤，其型式均为连续波穿透式，探伤钢板温度为250℃左右。目前超声波探伤装置和技术都比较先进，尤以日本为最，可检测出钢板的缩孔、分层、白点、气泡、偏析、内裂及严重的粗晶等内部缺陷，也可以发现表面裂纹，铁皮过厚等表面缺陷，并可检测出2mm厚度内的缺陷。1.1.1我国宽厚板发展概况在整个“十一五”期间，我国建设了14套宽度在4100mm以上的宽厚板机，增加产能2400多万吨。满足大型海洋工程和造船业、大型桥梁、大口径石油、天燃气输送管线、大型压力容器和储罐、重型建筑结构(特别是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途)、大型水利电力、核能和机械工程的技术进步和旺盛需求,极大地拉动了高等级宽厚板生产的发展。高强度宽厚板钢材的屈服强度在345MPa以上,用于重大钢结构的则有Q390、Q420和Q460，例如2008年奥运会主体工程—国家体育场(鸟巢结构)大量使用了我国舞阳钢铁有限责任公司生产的厚度为110mm的Q460EZ35钢板；为了提高安全性和整体性能、减轻自重、减少焊接量,造船和海洋平台则多用D36和E36以上的宽幅厚板；Φ1220mm以上的大口径石油和天燃气输送管线多用X70级或以上,甚至X100和X120等级的抗硫化氢腐蚀的宽厚板；这些用途的宽厚板往往还单独或综合要求具有良好的低温冲击性能，抗焊接热影响和裂纹敏感特性，或者试件断面收缩率达到25%或35%以上的抗层状撕裂的性能。（见表1-2）表1-22013年末前我国新建投产的宽厚板轧机共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸企业轧机宽度设计产能技术投产Mm万吨/年来源年月宝钢5000180SMS-Siemag2004.12首钢秦板4300180SMS-Siemag2006.1沙钢1#5000180SIEMENS-VAI2007舞钢2#4100180SIEMENS-VAI2007.2包钢4100140SMS-Siemag2007.1宝钢罗泾4200160SMS-Siemag2008.2鞍钢鲅鱼圈5500200SMS-Siemag2008.8莱钢4300180SIEMENS-VAI2009.1舞钢鄂城4300120/(160)SIEMENS-VAI2009.4营口五矿4800200SMS-Siemag2009.9沙钢2#5000180SIEMENS-VAI2009.9重钢4100130中冶赛迪/二重2009.9济钢4300210SIEMENS-VAI2010.4湘钢5000200SIEMENS-VAI2010.9兴澄特钢4300165DANIELI2010厚钢板产量从2004年的821.26万吨发展到2009年的1874.86万吨，增长了128.3%，而今年也继续保持增长趋势。特厚板的产量增长速度也比较快，从2004年的180.01万吨增至2009年的474.56万吨，增长幅度达163.6%，今天1-10月份的产量达393.1万吨。而在2000年的时候，我国特厚板产量仅为71.43万吨，从2003年以后，随着我国经济的高速发展，国内也相继投产了一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机，之后一直到2007年我国特厚板的产量也以每年百分之三十几的速度增长。图1-1我国厚钢板产量统计（单位：万吨）共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图1-2我国特厚板产量统计（单位：万吨）1.1.1宽厚板生产的发展趋势根据中国中厚板产品的生产现状及国民经济建设未来发展的需求，考虑发展趋势和需要解决的课题主要有：1）X90及以上级别高强、高韧、耐腐蚀、易焊接、低温油气管线厚钢板工程化及配套技术；海洋油气管线用X70以上厚板；抗大变形X80／X100管线板工程化。2)稳定生产高强度、高韧性中厚板板材，ReL≥600～900MPa、Rm≥700～1400MPa。3)屈服强度960MPa以上级别，厚度达到3mm的薄规格超高强工程机械用钢，屈服强度1100MPa级以上超高强工程机械用钢，NM600、NM700耐磨钢及抗延迟断裂超高强钢，以及厚度大于600mm的特厚钢板的开发。4)开发并工程应用X70和X80抗大应变管线钢、40HIC管线钢，X100～120超高强度管线钢稳定化，耐蚀X70厚壁管线钢产品。5)开发适应于不同行业要求的大线能量焊接用钢、耐蚀及高抗止裂特性船板、低温用钢及其他特殊性能要求的中厚板产品。6)特种条件用高均质性高强度超厚板（厚度≥250mm）稳定生产。7)临氢设备用钢和9Ni钢稳定生产、形成用户使用技术、开发出高安全性低温用钢。8)减少Q235～Q345级不同厚度的中厚板成分系列，并降低生产成本。根据以上研究所要解决的问题，下一阶段宽厚板生产技术的发展应以品种、规格、专用板和特殊条件板为核心。具体表现为以下几个方面：1.2.5.1轧机生产能力的提高（1）轧辊辊身长度的增加大直径的直缝焊管UOE成型需要更宽的厚板作为原料，大型舰船制造也需要提供更大面积的坯料，以减少焊缝。此外，随着滚切剪的出现，轧机可以生产双倍成品宽度的宽厚板，然后纵向剖切，可以提高金属回收率和成材率。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（2）轧机刚度不断增大现代厚板轧机工作机座的基本特点是具有高刚度，以满足板宽增加和控制轧制所要求的较低变形温度。目前，世界厚板轧机刚度最高已达到9000～10600kN/mm。（3）轧机力能参数在不断增大由于增大了辊身长度来轧制更宽的厚钢板，且实施控温轧制，使得轧制压力不断增大，现在有的厚板轧机已达到100000～110000kN（最大已达到130000kN）的轧制力。随着轧制压力的增大，工作扭矩也无疑随着增大。此外，轧制速度的提高可以缩短轧制周期，使轧机的生产率得到提高，减少钢板因头尾温差不均而引起的钢板厚度差，控制终轧温度，提高产品质量。厚板精轧机速度由6m/s提高到7.85m/s。1.2.5.2大力开发新型厚板轧机普通四辊轧机已经得到广泛的应用，为了更好的控制板形、提高钢板的精度和提高厚板轧机的效率，需要不断的开发新型宽厚板轧机，如：HC（HighCrownControl）轧机、PC（PairCrossed）厚板轧机和CVC（ContinuouslyVariableCrown）厚板轧机等。1.2.5.3液压AGC厚度自动控制和液压弯辊板形控制系统采用液压AGC（AutomaticGaugeControl）厚度自动控制技术可以减小产品厚度差，用于造船、桥梁等的建造，也可以减轻结构重量、节约工时。液压弯辊板形控制系统在提高板形质量的同时，也实现板形动态自动控制。1.2.5.4采用连铸坯为厚板轧制的坯料以连铸坯为厚板轧制的坯料，除少量有特殊用途的合金钢板采用钢锭为坯料外，大多数的厚板生产都采用连铸坯为原料。同时，普遍采用连铸坯热送热装技术。1.2.5.5普遍采用厚板平面形状控制技术厚板扎制过程中变形不均匀，轧完后不是矩形，影响成材率。日本率先开发了MAS平面形状控制法，通过给予变化的压下量对板坯厚度断面进行形状控制，使钢板成品为最佳矩形，提高成材率4.4%。1.2.5.6广泛采用钢板综合性控制技术控制轧制、控制冷却、进而发展成控制轧制和控制冷却结合的热机械控制工艺，简称TMCP（ThermoMechanicalControlProcess）工艺。这种方法不仅对厚板轧制的终轧温度和低温阶段的压下率进行控制，而且对轧制后的冷却速度和终冷温度进行控制。因此，也称为控轧控冷。这种方法可以生产出高强度、高韧性和良好焊接性能为一体的钢板品种，生产出用常规轧制加上热处理组合方法所无法达到要求的造船板和管线钢板。1.2.5.7采用计算机控制共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸现代宽厚板轧机都实现了计算机控制，包括基础自动化、完成程序压下、物料跟踪、事故检测和报警的控制。有的实行包括生产管理级、生产控制级、过程控制级和设备控制级管理和控制。计算机管理和控制，是生产组织和生产过程高度自动化，在现阶段厚板生产发展的新技术，都与计算机相关。计算机控制给厚板生产带来了极大的效率。1产品大纲及技术要求1.1产品大纲设计年产量：212万吨产品规格：10～1440×2000～4500×～32000mm代表钢种规格：GB3531-09MnNiDR品种：船板，管线材，桥梁板，锅炉板，容器板，建筑结构板原料：厚度为200mm、200mm、300mm的连铸坯产品方案如下表2.1、表2.2，表2.3所示表2.1按钢种分类产品大纲产品名称代表钢种执行标准年产量/万吨百分比/%锅炉和压力容器板09MnNiDR,18MnMoNbR,15GrMoRGB3531—20143717.54桥梁板Q420qC/D/E,Q460qC/DBG/T714—20082511.70工程机械钢板NM500,NM550,NM600Q550Q690GB/T24186—2009219.76管线钢板L245,L290，L360，L390GB/T21237—2007167.60低合金钢板Q500A/D,Q550A/D/EGB1591—20084119.30造船板AH500A32-F40，DH500，EH500GB7124722.40建筑板Q420GJB/D/E,Q460GJB/DGB/T19879—20052511.70合计212100共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸表2.2产品按厚度分类大纲产品名称10~1416~2022~2830~3941~6263~140合计/万吨比例/%锅炉和压力容器板101254423717.54桥梁板26104212511.70工程机械钢板346332219.76管线钢板128500167.60低合金钢板510107634119.30造船板468171024722.40建筑板3965202511.70合计2849534527102121001.1金属平衡表产品名称年需胚料/万吨年产量/万吨金属消耗系数/%成材率/%烧损及氧化率/%切损/%轧废/%小计/%锅炉及压力容器板40.57371.09691.21.76.11.08.8桥梁板27.47251.09991.01.36.01.79.0工程机械钢板23.13211.10190.81.95.81.59.2管线钢板17.60161.10090.91.75.81.69.1低合金钢板45.10411.10090.91.36.01.89.1造船板51.82471.10390.71.46.21.79.3建筑板27.44251.09891.11.86.11.08.9合计233.132121.10090.9共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1生产工艺流程及轧机的选择1.1轧机的主要类型及布置形式1.1.1现代宽厚板的轧机设备根据生产工艺的要求,实现TMCP,不仅要求轧机具有更大的轧制压力和刚性,而且要求控制冷却系统要有较大的冷却能力。因此,沙钢2#宽厚板生产线设置了1台四辊可逆式轧机,并预留1台立辊轧机的位置。国内目前在用的宽厚板轧机从机架结构上可分为二辊、三辊及四辊轧机，此外，还有PC轧机、HC轧机等新型轧机。根据生产工艺的需要，可以在轧机前或后设置立棍轧机。3.1.1.1二辊轧机二辊可逆式轧机一般不单独作为成品轧机使用，常与一架四辊精轧机组成一台双机架中厚板轧机。这种轧机的工作辊直径相对较大，允许的咬入角大，轧制压力及传动力矩也相对较大，但轧机的刚度小、产品的厚度精度较差，因此不适用于精轧机使用。随着国内轧机的更新换代，这种轧机正在逐步退出历史舞台[6]。3.1.1.2三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机由二辊可逆式轧机发展而来，是由两个直径相同的上下支撑辊和一个直径较小的中间工作辊所组成，上下辊为不可逆传动，中间工作辊可以升降，靠上下辊摩擦带动。一般上下辊直径为700～800mm，中间辊直径500～550mm，辊身长度为1800～2300mm。三辊劳特式轧机生产时，轧件在中间工作辊上下往复轧制，靠摆动升降台上下递送，在上通道轧制时，上辊为工作辊，下辊兼作支撑辊。在下通道轧制时，下辊为工作辊，上辊兼作支撑辊。与二辊轧机相比，尤其在可逆传动尚需要依赖直流电动机调速的年代中，三辊劳特式轧机可采用造价较低的交流电机驱动，实现往复轧制，并通过采用飞轮是电机容量减小，故设备简单，造价低，投资少。此中间辊受上下辊支撑，挠度较小，并且中辊易于更换，使得辊型配合较好，有利于提高钢板厚度的精确性。此外，由于采用小直径中间辊，可以显著的降低轧制压力和能耗并是钢板易于延伸。但实际生产中，三辊劳特式轧机却表现出明显的缺点：中间辊直径小且不传动，因而咬入能力较小；轧机前后装有升降台，展宽轧制采用拨钢机以角轧方式实现，限制了原料的单重，轧制钢板长度较短，成材率较低；轧机刚度小，产品厚度精度差，不适用于轧制厚而宽的产品，常用于生产4～20mm的中板。随着国内外四辊轧机的兴起，这种轧机也逐渐被淘汰[6]。3.1.1.3四辊轧机共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸四辊轧机是由两个直径较小的工作辊和两个直径较大的支撑辊所组成，上下工作辊由两台直流或交流变频电机可逆传动。与二辊轧机或三辊劳特式轧机相比，四辊轧机的刚度大、轧制规格范围广、产品尺寸精度高、在产品质量及产量等方面占有明显的优势，因此虽然这种轧机的设备重量及投资大，但仍然逐步成为国内外轧机的主要轧机形式，既可以用于粗轧机，又可以用于精轧机[6]。四辊轧机规格一般按照工作辊的名义辊身长度来标称。图3.1二辊轧机轧制示意图图3.2三辊劳特式轧机轧制示意图图3.3四辊轧机轧制示意图图3.4PC轧机四辊可逆式轧机和立辊轧机的主要性能参数见下表：表3.1轧机参数表共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸轧机名称（台数）最大轧制压力/MN工作辊规格/mm支承辊规格/mm工作行程/mm最大轧制速度/m·s-1主传动交流电机功率/KW四辊可逆式轧机100Φ1600/1500×4900Φ3200/3090×47501107.32×10000附着式立辊轧机45Φ1000/900×6007.32×12003.1.1.4PC轧机PC（PairCrossed）轧机如图3.4所示，是1979年由日本三菱公司和新日铁联合研发的新型四辊轧机，其上下轧辊成对交叉。作为轧辊的交叉方式，主要有支撑辊成对交叉、工作辊成对交叉和工作辊及支撑辊成对交叉三种。前两种实际中很少应用，主要采用工作辊和支撑辊都成对交叉的PC轧机。其优点如下：（1）由于其调整辊缝时不仅不会产生工作辊的强制挠度，而且也不会在工作辊和支撑辊间由于边部挠度而产生过量的接触应力，所以可获得很宽的板形和凸度控制范围，具有较大的控制能力。（2）不需要工作辊磨出原始辊型曲线。（3）配合液压弯辊可进行大压下量轧制，不受板形限制。3.2.1.5HC轧机HC（HighCrownControl）轧机（如图3.5所示），是20世纪70年代初日本日立公司和新日铁合作研发的六辊轧机。其原理为通过上下中间辊沿着相反的方向的相对横移，改变工作辊与中间辊的接触长度，使得工作辊和支撑辊在板宽范围之外脱离接触，从而消除有害接触弯矩，由此工作辊弯辊的控制效果得到了大幅度增强。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图3.5HC轧机HC轧机通过中间辊的横移，可以适应轧制时板宽的变化，实现轧机较大横向刚度，使得板形控制能力得到很大的提高，具有以下优点：（1）热凸度的有效补偿。HC轧机可以通过中间辊的横移使得工作辊的热凸度得到有效补偿，消除了新辊上机所带来的麻烦。（2）大压下的轧制实现。HC轧机中间辊的横移设计，使其具有传统四辊轧机所不能达到的横向刚度，从而保证了轧机板形控制的稳定性，可以采用小辊颈的工作辊轧制，进而为大压下轧制的可能创造了条件。（3）边部减薄现象的缓解。HC轧机通过中间辊的横移可以减小工作辊的挠曲变形和压扁变形，同时HC轧机可以使用较小的工作辊直径，从而显著的减小了边部减薄现象。（4）边部裂纹缺陷的减轻。由于HC轧机可以实现大压下轧制，减少了轧制道次，从而可以在材料硬化且边部开裂之前轧到所设定的厚度，抑制了边裂缺陷。综上所述，本设计粗轧机和精轧机均选用PC轧机。1.1.1轧机的布置形式目前，世界上宽厚板轧机的布置主要有单机架和双机架两种形式。3.1.2.1单机架布置共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸在宽厚板轧机生产线上，采用一架轧机完成全部的轧制道次。采用的机型有二辊可逆式、三辊劳特式和四辊可逆式轧机。如上所述，二辊及三辊劳特式轧机已经逐渐被淘汰，目前单机架布置采用的轧机主要机型为四辊可逆式轧机。与双机架相比，单机架布置设备投资低，轧线长度短，车间面积小，相对同规格双机架轧机而言，轧机产量较低。此外，由于单机架轧机需要兼顾开坯及成品轧制作用，辊耗高，设备维护量相对较大。当轧制大钢锭等特厚坯料时，容易对成品轧制的质量、精度造成影响，如大块氧化铁皮的影响，轧制冲击及压下机构长期的长行程运动对设备零部件间隙的影响等，同时轧制开口度较大，轧机上无法配置与弯辊、窜辊等现代化板形控制系统，较难兼顾薄板和厚板轧制[6]。3.1.2.2双机架布置双机架布置是指在轧制线上设置有粗轧机和精轧机，分别完成粗轧和精轧阶段的轧制工序。双机架组合形式通常有二辊可逆+三辊劳特、三辊劳特+四辊可逆、二辊可逆+四辊可逆或粗轧和精轧均为四辊可逆轧机等多种形式。随着用户对产品内在及外形质量要求的不断提高，以及设备、控制技术的不断进步，目前最广泛使用的机型已经转变为双机架四辊可逆轧机。在双机架布置形式中，开坯与成品轧制的任务有粗轧机和精轧机分别承担。在设备配置上，粗轧机以大开口度、大扭矩及低速大压下为特征，所轧制的中间坯厚度较厚，因此可不用配置弯辊、窜辊等板形控制机构。而精轧机需实现最终产品内在质量和精度，因此需要配置完善的板形控制机构。此外两架轧机在工作辊直径、机械压下机构、传动装置方面也有所不同。与单机架相比，双机架轧机中每架轧机的功能相对单一，故障率也相对较低，同时也有利于达到和保持产品的精度。从国内外各种轧机布置的使用效果来看，尤其是在轧机产能、产品质量的实现等方面，双机架轧机均比单机架轧机略胜一筹，因此目前双机架布置占据主导地位。但如场地或设备投资等受到限制，或预定的产品结构单一时，单机架布置也能够实现预定目标，因此国内外也有很多中厚板工厂根据自身的需要选择单机架轧机[6]。本设计综合各方面考虑，选择双机架布置。3.1.2.3轧钢机的选择原则轧机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生茶具有非常重要的作用。轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。对轧钢车间工艺设计而言，轧机选择的内容是：确定轧机的结构形式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。在选择轧机时，一般要注意，考虑一下原则[9]：共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（1）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑；（2）有较高的生产率和设备利用系数；（3）保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；（4）有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善；（5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；（6）备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化；（7）有良好的综合经济技术指标。目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化、标准化了。为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。1.1宽厚板的加热设备及高压水除鳞系统1.1.1加热炉宽厚板车间为钢材热加工车间，原料的加热工序必不可少，加热工序主要设备就是加热炉。加热炉热工操作直接关系到坯料加热的质量和产量。加热炉的热工操作应严格按照操作规程进行。如在轧机正常生产时。轧制节奏较快，要求提高加热炉的产量，炉温可按上限控制。当轧机生产不正常时，不仅要控制炉温，而且要注意保持炉压，避免过热过烧以及严重氧化。加热原料时要保证烧透，即保证加热时间。为使加热炉内温度分布合理应注意调节炉膛压力，保证出料端炉膛压力为零或微正压，以使炉内气氛保持畅通。加热的目的：（1）降低变形抗力，提高钢的塑形，便于塑形加工。（2）使坯料内外温度均匀，避免在轧件内部出现温度应力。（3）改善金属的内部组织。宽厚板——作为一种比较独特的轧制产品，因原料品种、规格较多，所以对加热设备也有一定的特殊要求。根据不同产品的产品大纲可选加热炉炉型主要有4种：推钢式连续加热炉、步进梁式连续加热炉、均热炉和车底式加热炉。宽厚板车间原料板坯长度较短，钢种较多，连续式加热炉的主要特点是：多为两排或三排布料，炉子较窄且长，沿炉长方向分多段控制以适应多种加热制度的需要等。虽然均热炉与车底炉从结构和布置上有很大区别，但两者的加热制度比较接近，都为专设装出料设备的间歇性加热炉，均热炉对板坯的规格范围和形状限制的比较严格，烧嘴数量较少，温度均匀性较差。3.2.1.1炉型的比较（1）对板坯尺寸、形状的要求共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸步进梁式连续加热炉对板坯的最短长度要求一般不小于1700mm，相应板坯的最大长度也比较长。推钢式连续加热炉有一个推钢比限制，即推钢长度/板坯厚度小于200～250mm，如果推钢长度要核算允许的板坯最小厚度。推钢式连续加热炉对板坯最小长度要求可以短到1600mm，相应板坯最大长度也比较短。此外，在板坯厚度较厚、推钢长度较长时板坯侧面形状尽量呈凸状。车底式加热炉对板坯尺寸、形状没有特殊要求。（2）加热质量步进梁式连续加热炉如果选用拖入机装出料，那么板坯在装出料及炉内输送过程中板坯与支撑块之间没有滑动，板坯下表面很少产生划伤。活动梁和固定梁交替变位支撑板坯，可以是板坯的水管黑印减少到最小。此外，板坯在步进梁式连续加热炉内与垫片之间几乎没有滑动，垫块磨损较轻，寿命较长，可以保持长时间的较小黑印。推钢式连续加热炉采用推钢机装料并输送炉子全长的板坯，即便使用拖出机出料，板坯在装料及炉内输送过程中板坯和支撑块之间是滑动的，板坯下表面产生划伤不可避免。由于炉底梁垫块和板坯之间始终接触，板坯的水管黑印相对较大，板坯和垫块之间始终发生滑动，垫块磨损较重，寿命较短。车底式加热炉中板坯有无水冷垫块支撑，几乎没有黑印产生，板坯温度均匀性最好。（3）加热能力在步进梁式连续加热炉和推钢式连续加热炉中，板坯的装出料及炉内输送都是连续的，无论是平均小时产量能力还是瞬时能力都较大。但推钢式连续加热炉为了减小黑印需要适当延长均热时间，另外受推钢比限制，炉长也不能太长，故在相同的坯料情况下，两种炉型的产能差距是明显的。车底式连续加热炉为间歇性生产，其装炉和加热过程比较缓慢，所以其平均小时产量相对较少。但加热完成后，如车间出料设备能力足够，就可以连续出炉，其瞬时能力比较大。（4）机械化和自动化程度相比而言步进梁式连续加热炉的机械化和自动化程度最高，板坯的装出料、炉内运送均可以实现正反自动控制；推钢式连续加热炉的退料操作比较困难；车底式连续加热炉的装出料难实现自动化。（5）单位热耗步进梁式连续加热炉和推钢式连续加热炉单位热耗相近，车底式连续加热炉的单位热耗较高。3.2.1.2炉型选择宽厚板车间一般设两座或两座以上加热炉。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸在板坯规格范围不大的情况下，建议采用步进梁式连续加热炉。因规格、品种范围不大，选用性能优越的步进梁式连续加热炉就能满足所有规格和品种的要求，几座炉子炉型、性能一样便于配合和调度。如板坯规格范围较大，可同时采用步进梁式炉和推钢式炉。因坯料规格范围大，一种炉型很难满足坯料的加热要求，选择两座炉型是可以考虑的。但由于炉型要适应各种的坯料规格，在实际生产中可能会出现一些单一的炉型为轧机供料的情况，将影响轧机产能的发挥。在板坯范围较大、又有少量小单重坯料或钢锭时，可同时采用步进梁式和车底式炉。原则上，凡是步进梁式炉不能加热的坯料，都可以在车底式炉上加热。两种炉型的配合一般不会影响轧机产能[6]。综上所述，本设计采用步进梁式连续加热炉。1.1.1高压水除鳞系统3.2.2.1概述板坯在高温下，其表面的铁元素会和空气中的氧气发生化学反应生成氧化物，即氧化铁皮。氧化物有三种，从内到外依次为氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁。板坯表面的氧化铁皮如果不去除，在轧制过程中就会被轧辊压入产品的表面，直接影响产品的表面质量。随着中厚板轧制技术的发展和应用，先后开发了多种方法来去除板坯表面的氧化铁皮，其中以高压水除鳞效果最佳。目前宽厚板生产都采用高压水除鳞。3.2.2.2高压水除鳞机理高温板坯通过除鳞机时，高压泵站产生的高压水经喷嘴形成高速射流，在水流冲蚀和剥离及热爆效应作用下，钢坯表面的鳞皮迅速从其表面脱落下来。高压水清除板坯表面氧化铁皮的过程中，主要经历了以下几个联合作用：冷却效应、破裂效应、爆破效应及冲刷效应。3.2.2.3高压水除鳞装置宽厚板轧钢车间的高压水除鳞装置一般位于加热炉出口侧，安装在除鳞辊道区。高压水除鳞装置（如图3.4所示）为封闭机构，其箱体为焊接结构件。上箱体可快速拆装，下箱体固定安装在除鳞滚到的辊道架上。下箱体内侧设置导向板，用于板坯通过除鳞装置时的导向，防止板坯因跑偏而装机除鳞装置。除鳞装置的入出口都装有可快速拆装的挡水幕，以防止除鳞水外溅。除鳞装置设置两对除鳞集管，即可同时工作又可以单独工作。每对集管包括一个上集管和一个下集管。下集管固定安装在除鳞辊道的辊子之间。上集管的高度可调，以保证喷嘴与板坯表面的距离不变，即除鳞水对板坯表面的打击力保持恒定[6]。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图3.4高压水除鳞系统装置示意图1—下箱体；2—下集管；3—入口侧挡水幕；4—上集管；5—上箱体；6—出口侧挡水幕1.1矫直机1.1.1概述钢板在加热、轧制、精整、运输及各种加工过程中，由于温度不均、变形不均、轧后的冷却、剪切、运输以及其他因素的影响，往往产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪形、镰刀弯或歪扭等塑性变形，表现为各种产品缺陷。要完全避免和消除这些缺陷是很难的，甚至是不可能的，因此轧后的产品必须按国家规定的相关质量标准进行矫直，以满足用户的使用要求。1.1.2宽厚板矫直机的类型宽厚板产品在轧制、精整、运输及各种加工过程中会形成中浪、边浪、浪性、瓢曲、镰刀弯等各种缺陷，为了消除这些缺陷，宽厚板车间常用的矫直设备为辊式矫直机和压平机（即压力矫直机）。根据矫直机的功能不同，辊式矫直机分为预矫直机、热矫直机、冷矫直机及热处理矫直机。预矫直机位于轧机下游加速冷却设备入口处，用于矫直轧制钢板的大缺陷，使钢板能够顺利进入加速冷却设备的上下冷却集管之间。通常预矫直机的矫直温度为700℃以上，矫直钢板厚度为8～50mm，矫直速度为1～2.5m/s，矫直辊数为5～7个。热矫直机位于轧机区尾部与冷床之间，用于矫直精空冷或水冷降温后的热轧钢板。一般来说，热矫直机的矫直温度为550～1000℃，矫直钢板厚度为8～50mm，矫直速度为1～2.5m/s。现代化的热矫直机为四重式结构，矫直辊的数量一般取11或9根。冷矫直机布置在剪切线或精整区，用于矫直经热矫直还没有达到要求或在后部工序产生形状缺陷的钢板。一般来说，冷矫直机的矫直温度在常温～150℃共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸之间，矫直钢板的厚度在4～25mm，矫直的速度在0.3～1.0～1.5m/s，现代化冷矫直机与热矫直机的结构形式基本相同，都为四重式，矫直辊数一般取9或11根。热处理矫直机布置在正火或回火热处理线后面，用于矫直热处理后不平整的钢板，矫直温度为常温～500℃，所以热矫直机同时具有热矫直机和冷矫直机的功能。对于厚度大于50mm或头尾部局部弯曲的钢板，用辊身矫直机矫直很困难，一般采用压力矫直机。随着控轧控冷与直接淬火的采用，以及轧后板温降低、板形变坏、屈服强度增大、板厚范围加宽和用户对钢板加工自动化程度的提高，要求生产厂交货钢板的平直度也更加严格。因此，要求钢板矫直后平直度好，残余应力小且分布均匀，表面质量好且无压痕，矫直设备的矫直能力强，刚度大，自动化程度高，操作安全可靠，作业率高，换辊方便等。而全液压四重辊式矫直机能满足上面的要求[6]。故本设计在轧制线上采用四重十一辊式矫直机，在热处理线上采用四重九辊式矫直机。1.1冷床1.1.1概述宽厚板生产中，钢板出矫直机后，温度仍然较高，通常在550℃以上。为了防止矫直后的热态钢板在冷却过程中发生变形，保持钢板的平直度和满足钢板剪切的要求，钢板需要在冷床上尽可能冷却至规定温度。一般要求钢板冷却后的温度在150℃以下。此外，冷床还可以用来缓冲轧制作业区和剪切等后部作业区在某一时间内产能不平衡问题[6]。1.1.2冷床的主要形式宽厚板冷床有多种类型，常用的有：链爪滑动式、链床移动式、运输链式、滚盘式及步进式。近年来，多采用滚盘式及步进式。3.4.2.1链爪滑动式冷床链爪滑动式冷床由具有固定间距的轨梁和带爪的链式运输机组成。钢板置于轨梁上，通过带链爪的链条传动在轨道上滑动运输。其结构简单，造价低，缺点是钢板下表面与下轨道梁之间有滑动摩擦，导致钢板下表面易产生划伤，散热差，冷却效率低等，这种冷床已经逐步被淘汰。3.4.2.2运输链式冷床运输链式冷床由固定梁和可升降链条梁组成，钢板移送时在链条拖板上随链条移动，钢板与链条之间没有相对滑动，避免下表面划伤。其缺点是由于钢板温度较高，与链条直接接触，链条润滑困难，导致磨损严重，链条的维护量大，故障频繁，故很少使用这种冷床。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸3.4.2.3滚盘式冷床滚盘式冷床由大量滚盘和传动轴组成，每根轴上固定有若干个支撑轮和一定数量的滚盘，相邻轴上的滚盘交错布置，以利于钢板下表面的均匀冷却。该种冷床适用于中等负荷、冷床面积小的工厂。3.4.2.4步进式冷床步进式冷床由具有良好的平面性的多组固定梁及格栅、活动梁及格栅组成。活动梁及格栅可通过液压或电动升降传动装置及移送传送机构使其上下运动，达到钢板冷却及输送的目的。分为常规型和特厚型。常规型冷床可冷却钢板厚度在5～50mm，特厚型可冷却钢板厚度在40～250mm，甚至是400mm厚度的钢板。与其他几种冷床相比，该种冷床具有的优点：（1）在运送钢板时，钢板与托架之间没有任何摩擦，因此钢板下表面不会产生划伤。（2）冷床的冷却面积能适应各种不同宽度钢板的冷却要求，能得到充分利用。（3）冷床平面是一个结构布置良好的机械平面，因此，钢板冷却后平直度较好，对钢板的剪切非常有利。（4）步进式冷床不论是固定梁还是载运活动梁，在与钢板的接触面上，都有大量均匀密布的孔眼，冷空气可以通过这些孔眼冷却钢板的下表面；钢板与固定梁和载运活动梁的接触时间相同，所以钢板不但冷却速度快，而且冷却均匀，从而使钢板有较为均匀的组织和性能。（5）钢板在冷床上既可以前行，又可以后退，便于生产操作和调整。但步进式冷床也有自身的缺点：设备重量较大，造价昂贵，维修困难等。综合考虑，本设计采用步进式冷床。1.1剪切设备1.1.1概述热轧后的中板或宽厚板经过冷却和上下表面检查后即进入精整工序，首先是对钢板头部、尾部、边部进行剪切，然后定尺剪切和收集。其中切边、定尺工序经常成为制约整条生产线生产能力发挥的主要环节，其生产效率的高低，剪切质量的好坏、工序能力的平衡对钢板生产有重要影响。故合理选择和配置钢板剪切机是发挥精整线能力的首要条件。一般宽厚板厂的剪切设备包括：切头分段剪、双边剪、剖分剪、定尺剪等。1.1.2宽厚板生产的剪切机类型在宽厚板生产中常用的剪切机有：斜刀片式剪切机（即铡刀剪）、圆盘式剪切机、滚切式剪切机三种类型。厚度大于50mm的钢板一般采用火焰切割机[6]。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸3.5.2.1斜刀片式剪切机斜刀片式剪切机一般由传动部分、离合部分、机架部分、曲轴或偏心轴部分、上下刀架组成，用带飞轮的异步电动机驱动，经减速机或皮带轮以及开式齿轮传动，曲轴使上剪床沿着机架的滑道作往复运动来完成剪切过程。其特点如下：（1）适应性强。对钢板的温度，无论热态还是冷态都能适应。对钢板厚度适应性强，40mm以下的钢板均能剪切。（2）剪切力相对较小，能耗低。（3）通用性强，使用寿命长，剪刃便于安装，对于钢板的头部。尾部和边部都适用。（4）但是剪切精度不高，由于间断剪切，剪切效率低；剪切速度慢，产量低。3.5.2.2圆盘式剪切机圆盘式剪切机主要由传动系统、机箱、机座、调整系统、刀片和碎边剪系统组成。广泛应用与厚度小于20～30mm的钢板剪切。其特点如下：（1）利用电动丝杠式的移动机构进行剪切宽度调整，有利于不同宽度钢板的剪切。（2）补偿刀盘磨损和重车，可根据被剪切钢板厚度对重叠量进行调节选择。（3）主传动多采用直流双电机，经中间同步轴传动两对刀盘，可根据不同钢板的厚度和不同钢板的强度极限来灵活选择剪切速度，同时还可以低速爬行处理剪切事故，保持了电机功率的成分利用。（4）采用螺旋刀刃的滚筒式碎边剪，可以提高剪切速度，效率高，质量好。（5）但是只适用于剪切厚度不大于25mm的钢板。3.5.2.3滚切式剪切机该种剪切机是20世纪70年代初德国研制开发出来的。其剪切钢板的切口光滑、板材变形小、切边平直度高、能耗小、寿命长、产量高，特别使用适用于宽厚板的切边、切头尾及切定尺和纵向切分。其剪切过程分为6个阶段：起始位置→剪切位置→左侧位置→中部剪切→右侧剪切→结束位置（起始位置），如图3.5所示：共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图3.5滚切剪的剪切过程1—起始位置；2—剪切位置；3—左侧剪切；4—中部剪切；5—右侧剪切；6—结束位置滚切机的主要优点：（1）滚切剪的上剪刃是半径很大的圆弧形状，在剪切过程中，沿钢板剪切方向上下剪刃的重合量变化较小，在开口度相同的情况下，滚切剪上剪刃行程比斜刃剪剪刃行程小30%～40%，而且滚切剪的偏心半径较小，剪切力一定时，剪切力矩小。（2）滚切剪的上剪刃行程小，对被剪切钢板的压弯变形小，避免了钢板端部和棱边的弯曲，剪切质量好。（3）滚切剪的剪切速率大，剪切效率高。（4）滚切剪有快速换剪刃装置，换刀时间短。（5）滚切剪剪切钢板的最大厚度达到50mm，比其他剪切机大。（6）滚切剪有上下剪刃间隙调整装置，上下剪刃的间隙可根据钢板厚度进行调整，间隙调整精度高，速度快，且切口干净毛刺少。（7）滚切剪机组采用计算机控制，钢板运送和长度测量装置由夹送辊和测长辊或激光测长装置组成，定尺精度高，使用维修方便。综上所述，本设计选择滚切式剪切机。3.5.2.4火焰切割机厚度大于50mm的钢板一般采用火焰切割的方式进行钢板的头尾剪切、边部剪切。在宽厚板厂使用的火焰切割机主要有移动式自动火焰切割机和固定架式火焰切割机，其基本装置是氧气切割器，以及安装切割器的电动小车或电动台车。火焰切割具有切割效率高、切割成本低、投资少、维护简单方便等优点，所以其在宽厚板生产领域得到广泛的应用。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1热处理炉1.1.1概述所谓热处理，简言之就是对钢板进行加热和冷却的热处理过程。具体说“加热”是选择适当的加热温度和加热制度，冷却是指选择适当的冷却速度和冷却温度。由于加热和冷却而使钢板的性能得到改善的工艺就称之为热处理。钢板热处理的目的是通过加热、保温和冷却使钢板获得所要求的金相显微组织，从而提高其力学性能。1.1.2热处理炉的分类宽厚板热处理炉形式的选择是热处理工艺成功的关键。热处理炉按照加热方式可分为明火加热和辐射管无氧化加热两种；按照钢板运送方式分为辊底式、步进式、台车式、外部机械化式及罩式等5种，如下所示：图3.6宽厚板热处理炉分类热处理各种炉型和加热方式的比较如下：（1）热处理炉工作方式的比较。连续式热处理炉尤其是辊底式炉可用于钢板的正火、回火及调质等热处理。这种炉型产量大，机械化和自动化程度高，得到了广泛的应用，是宽厚板厂的首选炉型。周期式间歇性生产的热处理炉，主要用做钢板的正火、回火及调质等热处理。这种炉型生产效率低，燃耗大、成本高、自动化程度高，一般用于小批量和特厚板的热处理。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（2）明火与辐射无氧化加热方式比较。明火直接加热热处理的最大问题是氧化，表面氧化会造成钢板麻坑、氧化铁皮增厚，特别是燃料中的有害成分会在一定程度上影响钢板的表面质量。辐射管加热，炉内通入氮气等保护气体，在炉内形成惰性气体，可以防止钢板的氧化，提高钢板的表面质量。但辐射管加热受烧嘴功率的限制，为了获得均匀的炉温，辐射管加热的烧嘴布置数量较多，配置设备较复杂，维护量相对较大。辊底式热处理炉的优点（1）可以连续生产，机械化程度高。（2）可以采用辐射管无氧化加热技术，减少了外界空气进入炉膛的可能性，最大限度的减少了钢板的表面氧化，从而有效的保证钢板的表面质量，实现了对钢板的无氧化加热。（3）高精度的温度控制技术，可以按照不同产品规格要求，实施相应的温度。（4）精确的跟踪技术，钢板在辊底式炉上的整个处理过程采用计算机全自动控制。综上所述，本设计采用辐射管加热无氧化辊底式炉。1.1淬火机1.1.1淬火处理淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度，保温一定时间，然后在水或油等介质中快速冷却的热处理工艺。淬火的主要目的是把加热后的工件快速冷却，将其组织由奥氏体转变为马氏体，并在随后经适当温度回火处理，获得所需要的综合性能。1.1.2宽厚板淬火机宽厚板崔淬火机按照结构形式可以分为压力式和辊式两种。3.7.2.1压力式淬火机的特点（1）淬火时钢板静止，处理钢板的最大规格为（36～100）×4000×16000mm，冷却速度高，淬火后钢板的均匀性较差，钢板头尾无温差。（2）淬火后钢板的平直度、表面质量较好，淬火效率较高。（3）设备结构简单，操作方便，能耗相对较低。3.7.2.2辊式淬火机的特点（1）辊式淬火机淬火时钢板连续移动，处理钢板的最大规格为（8～150）×5300×125000mm，冷却速度高，并且淬火后钢板的均匀性较好，钢板头尾温差为40～100℃。（2）淬火后钢板的平直度、表面质量较好，淬火效率较高。（3）设备结构、操作复杂，能耗较大。根据本设计实际情况，选择辊式淬火机。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1车间自动化装置目前，世界宽厚板轧机的形式已经向着高刚度、高自动化和低消耗的方向发展。因此，为了适应这一发展趋势，本车间除工艺、设备等方面的改进外，也考虑了计算机控制系统的采用和加强。本设计考虑到目前的自动化水平，并结合国内外的现有技术，主要考虑了相关设备之间工艺操作控制及安全保护方面的要求，同时以提高产品质量、提高劳动生产率及节约能源为目标，采取以下措施：（1）四辊粗轧机采用辊缝自动设定APC（AutomaticPositionControl），四辊精轧机采用液压厚度自动控制（AGC），并在轧机上采用计算机控制轧制。（2）步进梁式加热炉采用计算机自动控制燃料燃烧、炉温和人机对话及报表，对节奏进行控制，使之与轧制节奏匹配。（3）轧线上配以完善的检测设。（4）水、电、燃油等能源动力方面必要的自动计量装置。1.2四辊轧机电动APC和液压AGC电动压下装置用于轧制过程中辊缝的调整。其特点是调整范围比较大，启动制动频繁。因此电动压下装置应采用低惯量的传动系统，以适应频繁启动制动；压下速度采用调速系统满足工作需要，一般为3～25～50mm/s，压下时采用3～25mm/s，快速提升采用25～50mm/s液压AGC（AutomaticGaugeControl）用于载钢精确调节辊缝，也可智能精确设定辊缝，还能进行变截面的IP（ImagePlate）板轧制以及厚度自动控制、变刚度控制、压力控制及多重过载保护和过行程保护；下置式的液压AGC还能对轧线标高进行调整，对下辊系修磨量进行补偿。液压AGC主要有以下特点：响应速度快，控制精度高，惯性小；过载保护简单、可靠；根据需要可改变轧机的当量刚度，实现对轧机从恒辊缝到恒压力的控制，以适应各种轧制工艺要求；较机械压下的传动效率高；实现平面形状(MAS)轧制，通过改变边部断面形状并配合转钢轧制生产出的矩形钢板切边量减少；实现纠偏及镰刀弯控制，保证正常轧制，减少损失；进行支撑辊及油膜轴承偏心补偿，提高钢板厚度精度。计算机控制的电动APC和液压AGC应具有以下功能：（1）轧制规程的在线设定及在线计算；（2）安全保护（过负荷与过行程等）；（3）机架刚度、轧辊偏心度及支撑辊轴承油膜变化的补偿；（4）道次间辊缝给定精度的自动修正；（5）轧辊辊缝位置的设定及自动控制（APC）；共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（6）钢板厚度（纵轧后阶段）自动控制（AGC）；（7）轧辊的自动调零；（8）人机对话及报表。1.1在线检测措施及仪表1.1.1在线检测的主要措施（1）板坯的外形尺寸检查一般通过测量装置或人工测量方式进行测量，高等级钢种还需要对板坯进行人工表面捡查。（2）轧后钢板的外形尺寸检查一般借助测厚仪、测宽仪和钢板外形仪等自动化仪表完成测量。（3）在生产线冷床或检修修磨台架处，对于厚度超差的钢板用千分尺、游标卡尺或超声波测厚仪进行侧厚检查。（4）在精整区域，要用自动或手动超声波探伤仪，采用离线或在线方式进行内部质量检测。（5）对于剪切或切割后的钢板，要进行钢板外形尺寸的检测，一般采用人工或三点式测厚仪、仪等成品检测仪表。（6）对于入库前的成品钢板，在良好的照明条件下，人工对上下表面、进行目视检查。（7）对于厚板的修磨补焊，根据需要进行磁粉探伤或者渗透探伤。平直度和标记质量等。（8）精整剪切或切割后的钢板需送入检验中心（或检验室等处）进行试样检化验。1.1.2在线检测仪表宽厚板生产线上的仪表配置应能满足自动控制的需要，同时避免仪表功能重复造成浪费。典型仪表配置如下：（1）冷、热金属探测器——用于检测冷态和热态金属的位置，控制有关设备的运转操作，分别位于加热炉上料辊道、出料辊道、除鳞箱、轧机及矫直机、冷床、减切线，要求反应迅速，环境适应性强，工作性能稳定。（2）测压仪——用于四辊轧机的轧制压力检测，具有常规过负荷能力，要求反应迅速，精度高，工作特性稳定，可靠耐用，自动显示记录。（3）测温仪——用于检测坯料或轧件温度，分别位于由加热炉出炉至矫直机区域，部分参加轧机及AGC等系统工作，要求温度范围适当，工作精确稳定，反应迅速，能自动显示记录。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（4）平面形状检测仪——平面形状检测仪主要安装在轧机前或者剪切线上。安装在轧机前后的检测仪用于将平面形状信号反馈给轧机过程设定规程，从而控制轧件的平直度。安装在剪切线上的检测仪用于计算最佳检测量。从检测原理上来讲二者基本相同，由于在轧件前后轧件温度非常高，本身发光，不需要另加电源。而剪切线上的钢板温度较低，本身不能发光，需要在辊道上安装电源。测量单元系统由钢板上侧安装的CCD（Charge-CoupledDevice）摄像头测量单元和钢板下侧背光照明用下部光源构成。钢板边部位置分别设置两个摄像头，呈三角方式测量，用于修正钢板的上下变动量。形状测定钢板速度测量仪与用户及其上安装的激光测速仪或测量辊的脉冲信号相对应，可在速度测量仪发生故障时切换为辊道脉冲信号后测量。（5）测厚仪——用于四辊轧机前后轧件厚度检测，射源CS137，要求反应迅速，精度高，工作可靠稳定，防护性好，自动显示记录。（6）在线超声波探伤UST（UltrasonicTesting）装置——设置在定尺剪前输入辊道上，可对厚度允许范围内的钢板进行全面超声波探伤。其优点有利于在定尺剪前检查出钢板缺陷，提高成材率。但要求有较大冷却能力的冷床，使被检查的钢板温度降到足够低。另外要配置较多探头，以保证UST能适应生产节奏的要求。（7）板形检测仪——目前宽厚板生产中较为常用的板形检测仪一般是基于光学原理开发的。根据光学投影原理，光线通过遮光板沿钢板纵向投射到钢板钢板表面，会形成界限分明的明暗两个区域，而明暗的分界线会因钢板表面形状的变化而异。利用这样的装置，运动钢板的板形可以通过分界线所呈现的变化而间接得到反映。使用激光三角法、激光莫尔法等激光检测法成为该类版型仪的主流。1.1计算机控制系统计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。本宽厚板车间设计采用四级计算机控制，即生产管理、生产控制、工艺控制和设备控制。其工艺控制如下：（1）板坯库计算机控制——板坯库采用位置图控制方式的计算机自动控制。位置图控制方式是利用计算机程序来表示具体过程各部分之间在时间和空间上相互关系的位置或符号。首先各计算机终端收集连铸坯或锻坯的有关数据，并对其中的各有关事件及其结果进行通讯联系，并对来料和库坯的板坯进行定位堆垛、加工处理和轧制选定等多种作业的管理与控制。（2）加热炉的跟踪控制——加热炉区域的板坯跟踪控制是在轧制线过程控制计算机的直接参与下，根据设置在各自炉内板坯的跟踪控制和操作人员在系统中给定的称量、装炉、出炉记录，自动设定推钢机推钢。（3）轧制线的跟踪控制——轧制线的跟踪控制是依靠高速热金属检测器和轧机的测压仪表来实现对特殊的轧制方法和复杂的轧件能准确、迅速的完成跟踪控制。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（4）精整线的跟踪控制——钢板在精整线实现控制所需的信息在板坯入炉时就传递给生产控制计算机。精整线的跟踪采用冷金属检测器CMD（ColdMetalDetector）和光电开关等仪表进行控制，同时可在各操作室显示器上显示作业指标及上道工序的实际数据，如发现异常可改变作业指示成品库的管理——成品库的管理是依靠生产控制计算机的联机数据库，根据在线生产的加工进展情况和用户的合同信息，自动协调下线垛位的选定、产品替换、废次品补偿等事项，确定钢板的垛位及转入出厂系统。1工艺布置方案、流程及制度1.1工艺布置方案1.1.1宽厚板生产的主要特点（1）轧钢车间主作业线长；（2）品种繁多，性能各异，质量要求高；（3）需要展宽轧制、往返轧制；（4）工厂内临时库区多，物流瓶颈变化频繁，难以预测；（5）精整区域工序及工艺路径多，往复物流、交叉物流多；（6）铸坯及钢板都是逐块、逐张堆垛的，库位、库区管理与行车作业复杂；（7）潜在的瓶颈多，且瓶颈常随品种、规格的变化而“漂移”。1.1.2宽厚板工厂平面布置概略车间平面布置主要指设备和实施按选定的生产工艺流程确定平面布置。平面布置的合理与否对于设备生产能力的发挥、工人操作安全、生产周期的长短及生产率的高低有着很大的影响，在平面布置时应当从实际出发求得最大合理的布置。优良的工厂布置可以获得长期的经济运行效果。摩尔评价工厂布置的标准主要有以下几点：（1）最简化的生产物流；（2）最少的物料搬运费用；（3）最快捷的改变工艺流程；（4）最有效的利用空间；（5）最安全、舒适和称心的工作环境；（6）避免不必要的投资；（7）激发员工的劳动热情。可以归纳为“物流顺畅、过程均衡、生产高效”这一通用原则。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸我们把从加热炉开始、经过轧制、轧后加速冷却、热矫直、冷床冷却、表面检查和修磨、剪切、标记，一直到成品收集为止的连续生产线成为主生产线。主生产线的布置方式，从本质上说可以分为两类，即“直线型”或“贯穿型”与“折返型”。典型的“直线型”布置工厂如图4.1所示。典型的“折返型”布置工厂如图4.2所示。采用“直线型”布置，轧制钢板和成品钢板的头尾方向不发生改变。而采用“折返型”布置，轧制钢板和成品钢板的头尾方向是否改变，取决于折返数：一次或三次（也有作业线达到5次）折返时，将改变头尾方向（即轧制钢板的头部成为成品钢板的尾部）；两次或四次折返时，不会改变头尾方向。图4.1直线型布置共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸“直线型”布置要求场地有足够的长度，而“折返型”布置对场地的要求较广泛，可视场地的长度和宽度以及合理选择生产线上的折返位置，通过一次或多次折返进行布置。选择一次折返时，折返位置通常选择在冷床出口处；选择多次折返时，折返位置可以灵活掌握，可安排在剪切线入口处、剪切设备之间或剪切线出口，还可以安排在剪切后的精整线上。从上述可以看出，“直线型”布置具有生产流程通畅、生产线和辅助设施布置简单紧凑、内部物料搬运效率和场地利用率高等特点。这种布置使车间长度长，建设投资大。“折返型”布置可减少车间长度和面积，节省投资，轧制流线比较合理，可满足生产工艺的要求。本设计选择“直线型”布置方案。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1工艺流程图4.3宽厚板生产工艺流程宽厚板生产的主要工艺流程如下：坯料准备→加热→高压水除鳞→粗轧→二次除鳞→精轧→层流冷却→矫直→冷床冷却→超声波探伤→切头、切尾→定尺→检查→包装→入库有时候根据用户的要求，钢板的交货状态相应的不同。一般钢板质量要求高时，往往需要热处理。宽厚板生产工艺流程[27]如图4.3所示。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1工艺流程简述首先选择合理的原料种类、形状、尺寸及表面清理,为宽厚板生产提供合格的坯料，除特厚板用钢锭或锻坯外，一般均用连铸坯。在连铸车间经火焰清理、标记、测长、称重后的合格连铸板坯和表面质量、内部质量合格的热连铸板坯由辊道运送到板坯库。从卸料辊道上用吊车按计算机在吊车操作室终端上显示的位置进行堆放，其堆放形式有三种：（1）热的连铸板坯可存放在保温坑内；（2）当连铸机和热轧机的生产计划相匹配时，热坯也可以从来料辊道经中间辊道直接送到加热炉的装料辊道进行热装炉；（3）在技术成熟时，热坯也可以从来料辊道经设在中间辊道上的边部加热器进行加热后直接送至轧机辊道进行轧制。在锻压厂经冷却、清理、标记后的合格锻坯用载重汽车运入本厂板坯库，同样由吊车按终端上显示的位置进行堆放。根据生产计划的要求，计算机对选用板坯进行最佳化处理，使板坯库吊车以最小的工作量进行装炉操作，板坯由吊车吊到上料辊道按装炉顺序由辊道将板坯运到指定的加热炉后，再用推钢机将板坯推入步进梁式加热炉进行加热。板坯在加热炉内加热到1100～1200℃出炉，输送至高压水除鳞装置，除掉氧化铁皮再送到锥形辊道，用推床夹正后，送入四辊可逆轧机粗轧。纵轧、横轧均能在锥形辊道上以旋转形式来实现。在粗轧机上获得精轧所需的钢板宽度与厚度，送往PC精轧机上轧成所需要的钢板尺寸，其终轧温度不低于800～850℃。为确保轧制精度和控制板形，在精轧机组上设立了动作灵敏、控制精度高的液压AGC厚度自动控制系统，并选用了PC轧机。成品毛坯经精轧机后输出辊道上的层流冷却系统冷却后，送入四重十一辊热矫直机进行矫直，终矫温度不低于600℃。出矫直机后，进入冷床进行冷却。当钢板冷至150℃左右，下冷床进行上表面检查，检查合格的板坯经翻板后进行在线超声波探伤；检查不合格的钢板在修磨辊道上进行修磨。修磨合格后经翻板送下一道工序。厚度在50mm以上的钢板翻板后经探伤送火焰切割区进行火焰切割，然后再进行下表面检查，收集入库。钢板经在线超声波探伤后，送至双边剪进行切边，然后用切头剪进行切头、取样；对于成品宽度在2000共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸mm以下的钢板采用剖分剪切，使轧机能力得到充分发挥，同时减少切边损失，提高金属收得率。然后由定尺剪根据产品规格进行定尺剪切。再经打印机打印后送至垛板机成垛，再用吊车吊到成品库堆放，其试样检验合格的钢板装车发货，用汽车运出车间；检验后机械性能不合格以及按交货条件要进行热处理的钢板送往热处理车间进行热处理，超声波探伤不合格的钢板进行改尺或作普板处理。需热处理的钢板由吊车吊到装料辊道上，入热处理炉进行热处理，高强度钢板再由淬火机进行淬火。再由矫直机进行矫直，矫直后经冷床冷却，并对冷却后的钢板进行下表面检查，合格的钢板由输出辊道送至垛板机成垛，由吊车吊到成品库堆放，然后装车发货；需改尺的钢板由布置在后面输出辊道上的改尺剪进行改尺，然后收集入库；上下表面检查不合格的钢板由吊车吊走进行其他处理。1.1工艺制度1.1.1板坯准备制度4.4.1.1坯料的验收（1）验收必须严格执行按炉送钢制度，在输送时，没有输送单或输送单中记录不清者，不得验收。（2）对于从炼钢厂送来的钢锭和连铸坯应先按表4.4的外形和尺寸公差要求验收，并按原料的输送单逐项对钢号、炉罐号、规格、数量、重量、化学成分等进行验收，并建立卡片，作为以后工序加工时质量验收及金属平衡的依据。（3）表面质量应全部为无缺陷的合格板坯。表4.4外形和尺寸公差要求项目厚度宽度长度镰刀弯上下弯（平面弯）公差±5±15±30长坯≤40，短坯≤20长坯≤40，短坯≤20（4）板坯堆垛：验收合格的板坯按下表4.5标准执行，并按炉罐号堆放整齐。需切断的倍尺原料和需表面处理的原料，经切断和清理后，仍按原炉罐号堆放在一起。（5）板坯热装要求：HCR（HotChargeRolling）坯目标温度平均600℃；DHCR（DirectHotChargeRolling）坯目标温度平均为800℃。（6）板坯装炉规定：包括上料检查和装炉顺序等方面。表4.5板坯堆放标准项目垛高垛间距离每垛堆放块数参数Max3050mm1350mmMax10块共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4.4.1.2坯料上料检查（1）检查目的：避免尺寸、形状、表面质量和重量不合格坯混入炉中。（2）检查项目：A板坯号——把实际板坯上的标号和计算机在称量核对点终端上显示的板坯号及轧制计划表上板坯号对照，三者必须一致。B尺寸、形状、表面质量——对目测异常的板坯要进行实测，检查其是否超过板坯技术条件中的有关规定。C重量——板坯称量机的实测重量与输入计算机的理论重量之差不得超过±20kg，如超重警报，则实测其尺寸并进行计算，当偏差在允许范围内方可装炉。D异常板坯的判定与处理：当检查项目不合规定者为异常板坯，原则上作缺号处理。4.4.1.3板坯上料排序双排料：按1.1.2.2.3.3.1.1……炉号顺序循环装入。4.4.1.4炉列规定双排料——板坯库侧炉列为1，轧机侧炉列为2。炉号更换时，前后两个不同炉号的坯料之间应用明显的标志分开，以便识别；当坯料在双排加热炉内装入时，应将同一炉号的坯料均匀的装入各排和各座加热炉内，均衡出钢，以发挥炉子的生产能力；装炉排钢必须整齐规划。1.1.1板坯加热制度加热制度包括加热温度制度、速度制度、时间制度。4.4.2.1温度制度通常，坯料加热温度越高。塑形越好，变形抗力越低，对热轧宽厚板越有利。但过高的加热温度会使坯料表面在加热过程中氧化脱碳、过热过烧；加热温度过低不利于轧制。确定加热温度的依据——相图、塑性变形抗力图、再结晶图。由相图确定最高加热温度，塑性变形抗力图确定轧制温度范围，根据再结晶图确定终轧温度。碳素钢和低碳钢的最高加热温度应比固相线低100~150℃。4.4.2.2速度制度确定加热速度的依据——共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸金属的导热性。单位时间内，钢在加热时的温度的变化叫做钢的加热速度。由于金属的热阻，坯料在加热过程中表面温度总比中心温度升得快，从而在坯料内部产生温度应力。加热速度越大，温度梯度越大，其热应力越大。当热应力超过钢板的破裂强度时，坯料内部就会产生裂纹或破裂。因此要严格控制钢板的加热速度，是热应力在所允许的范围内。在加热开始至550～600℃内须控制加热速度，不宜过快。4.4.2.3时间制度确定加热时间的依据——钢种的导热性及坯料的规格。坯料在加热炉内加热升温到轧制所要求的温度的总时间叫加热时间。它与钢的种类、形状、尺寸以及在炉内的配置、加热制度、加热炉构造、烧嘴分布及所用燃料有关。加热时间可由理论计算确定，但生产实践中，多用经验公式粗略的计算。对连续加热炉采用如下公式[22]。式中，——加热时间，h；C——系数，对低碳钢为0.1～0.15；对中碳钢为0.15～0.20；对低合金钢为0.15～0.20；对高碳钢为0.20～0.30；　　B——坯料厚度，cm。1.1轧制制度轧制制度包括压下制度、速度制度、温度制度、张力制度及辊型制度等，其中主要是压下制度（它必然涉及到速度制度、温度制度和张力制度）和辊型制度，它们决定实际辊缝的大小和形状。制度轧制制度的原则和要求：轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证质量、并且操作方便、设备安全。故合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求：（1）在设备能力允许的条件下尽量提高产量；（2）在保证操作稳便的条件下提高质量。这里重点论述压下制度的制度及方法步骤。板材的压下规程是板材轧制规程最基本的核心内容，直接关系到轧机的产量和产品质量。A制定压下规程方法制定压下规程的方法[2]很多，一般可以归纳为理论方法和经验方法两大类。理论方法就是从充分满足制度轧制规程的原则要求出发，按预定的条件通过理论（数学模型）计算或图表方法，以求最佳的轧制规程。这是理想和科学的方法。但实际生产中由于变化的因素太多，特别是温度条件的变化很难预测和控制，所以虽然事先按理想条件下经过理论计算确定了压下规程，但在实际中很难实现。所谓经验方法就是实际生产中参照现有的类似的行之有效的实际压下规程，根据经验资料进行压下分配及校核计算的方法。这种方法虽然不十分科学，但较为稳妥，且可以通过不断校核及修正而达到合理化。因此这种方法得到广泛的应用。B制定压下规程的方法和步骤共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（1）在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率（）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法；（2）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；（3）计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩；（4）校核轧辊等部件的强度和电机功率。（5）按照前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。1.1精整制度精整工序在宽厚板生产过程中占有极其重要的位置，它的作业线最长、功能最多，而且最复杂。精整工序包括钢板的轧后控制冷却、矫直、冷床冷却、剪切或火焰切割、表面质量和外形尺寸的检查、缺陷的修磨、探伤、取样及试验、钢板的成品标记及钢板的收集入库等环节。每一个环节对钢板的产量；内部质量和外形质量、力学性能和工艺性能，以及钢材的成材率和企业的经济效益等都会产生举足轻重的作用。精整是轧钢生产工艺过程中最后一个也是比较复杂的一个工序，它对产品的质量起着最终的保证作用。通常包括矫直、冷却、剪切、检查、打印及清理缺陷等，某些产品还需进行热处理。1.1.1矫直矫直的目的——使钢板获得良好的平直度。（1）矫直工艺制度主要是根据矫直钢板的钢种、规格、性能及钢板的外形质量的要求来确定矫直工艺参数。（2）热矫温度取决于钢板的厚度和相变温度。一般为550℃～650℃。若矫直温度过高，矫直后钢板在冷床上可能产生翘曲；若矫直温度过低，变形抗力大，矫直效果不好，且使钢板表面残余应力过高而降低钢板性能，特别是钢板的冷弯性能。因此，要合理的选择矫直温度。（3）必要时可用层流冷却系统来控制钢板的矫直温度。（4）为保证热处理后的钢板平直度，本设计在辊式淬火机后设有九辊矫直机。本设计的冷矫机和热矫机采用分组传动方式。矫直参数见表4.6。表4.6矫直参数矫直机名称矫直厚度/mm矫直速度/ms.1矫直压下量/mm十一辊热矫机5～1000.8～2.01.0～5.0九辊冷矫机5～350.6～1.51.0～3.0共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1冷却宽厚板生产中，轧后钢板冷却是保证其最终质量的重要环节。钢板轧后冷却分为控制冷却、自然冷却、强制冷却以及缓慢冷却（堆垛冷却）等几种方式。控制冷却是指对轧制后的钢板，根据其钢种、规格、化学成分及用户对交货性能的要求，采用不同的冷却方式、冷却速度、开冷和终冷温度，以便控制其组织结构和综合力学性能，满足最终的产品质量要求。自然冷却一般指轧后经过热矫直的钢板在空气中冷却，大部分对组织和性能无特殊要求的宽厚板大都采用这种冷却方式。强制冷却是指当宽厚板车间由于受到各种条件的限制无法满足自然冷却工艺要求时，可以酌情采用强制冷却。缓慢冷却是指对某些高碳钢和高合金钢板，以及有脱氢要求的管线钢板、特厚钢板等，轧后通过缓慢冷却，以有利于氢的扩散以及钢中内应力的释放。1.1.2剪切轧制后的钢板需要根据用户的要求完成成品剪切或切割后才能成为最终产品交给用户，同时根据产品标准和用户的要求，在钢板指定位置上切下一定长度的钢板，用于后续的质量检查。钢板的切割根据布置形式可分为在线切割和离线切割两种方式。在线切割方式根据钢板的剪切位置可分为切头、定尺、双边及剖分等多种形式。离线切割方式在宽厚板车间内一般采用火焰切割，对于不锈钢或其他合金含量较高的钢种往往会采用等离子切割或激光切割。双边剪和剖分剪靠近布置组合在一起。对成品宽度在2000mm以下的钢板采用剖分剪切。剪切钢板侧边必须平直，尺寸公差符合要求。对于有缺陷、厚度不合格的部位，要尽量让开，不得划入成品尺寸范围。并要考虑温度的收缩量，力求获得最高的成材率。剪切温度不得大于150℃，发生蓝脆时应停止剪切。厚度大于50mm的钢板采用火焰切割。应根据切割钢板的厚度安装合适孔径的割嘴。1.1.3检查打印钢板剪切后，根据技术条件进行的检查。（1）检查的内容包括力学性能、工艺性能、内部组织、外形尺寸、表面质量和内部缺陷等。检查合格的钢板需打印。（2）打印内容包括公司、钢种、规格、批号生产日期等。（3）钢板表面的局部缺陷应用砂轮进行清理，清理后应保证钢板厚度不小于允许的最小厚度，缺陷不得焊补和填补。1.1.4钢板收集和堆垛钢板的收集和堆放应遵循以下原则：共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（1）一吊钢板必须是同一批号的钢号，即同钢种、同炉罐号、同厚度、同批号的钢板。避免差错和混乱。（2）应将计划宽度、长度的钢板和非计划宽度、长度的钢板分别堆放。吊运非计划品，应宽板在下，窄板在上。（3）收集应做到三面齐。每吊钢板之间应均匀放置。（4）用垫铁将钢板分开，上下垫铁应在同一垂直直线上，以避免压坏、压弯钢板。垫铁间距建议为2m。每堆钢板高度不应超过3m。（5）每吊钢板侧边可用油漆编号，以便检查。1.1.1热处理制度热处理是经加热、保温及冷却使钢板获得要求的金属显微组织，以改变钢板性能的一种工艺。（1）目的一般是根据不同钢种的要求，使其软化、硬化、提高韧性和消除残余应力。（2）本设计采用了辐射管加热的无氧化辊底式炉进行常化处理，并布置了辊式淬火机作调质处理。（3）在整个热处理过程中，从加热到保温，在炉内必须前后摆动，不得停止，防止辊身弯曲变形，损坏辊道。一般辊子摆动角为180°。1.2入库冷矫后的钢板运至成品库存放。经检查需要修磨钢板还需由辊道运至2号检查修磨台架上对其上、下表面修磨，再由冷矫线辊道运至成品库存放。需探伤的钢板经2号检查修磨台架输送到中间库卸料辊道，由吊车将钢板吊至人工探伤区探伤，探伤合格钢板由冷矫线辊道运至成品库存放。点阵钢板喷印机最高喷印温度200℃，喷印速度2.0m/s，长度方向在上、下动态喷印。合格的成品钢板由输送辊道直接运入成品库指定的跨间，对较薄钢板送往成品库前预堆垛。将定尺相同钢板进成品库前通过预堆垛机的提升装置和磁盘吊堆垛。钢板运入成品库经由磁盘吊车将成垛或单张板吊至指定垛位或发货出厂。1.3热处理及涂漆线（预留）热处理跨内设置LOI正火、淬火、回火热处理辐射管辊底炉、及淬火机和40MN厚板压平机，作常化、淬火+回火调质热处理。热处理抛丸后钢板经涂漆线底层涂料处理、辐射管固化炉内烘干。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1轧机主要参数的确定和生产能力计算1.1轧辊主要参数的确定1.1.1轧辊材质及轧辊轴承的确定（1）轧辊材质的确定中厚板轧机的轧辊承受着巨大的轧制压力和弯辊力的作用，在高温（1000℃左右）及高接触压力（高达24kN/mm）下长期工作，又受到“激冷”的影响，而且本身的旋转使其应力做周期性变化，对其硬度、耐磨度、抗剥落、接触强度及心部弯扭强度等都提出了苛刻的要求，因此要求轧辊应具有耐磨性、抵抗冲击、承受高温、耐热龟裂以及足够的强度和刚度等几个条件。工作辊是辊系中最关键的部件，是轧机中直接轧制轧件的零件，也是消耗量最大的工件。工作辊的材质有三大类：离心铸造的无限冷硬铸铁轧辊，离心复合铸造合金铸铁轧辊，高铬（Cr）、高镍铬（NiCr）、高铬铁（CrFe）铸钢轧辊。本设计粗轧机和精轧机的工作辊材质选择为球墨铸铁轧辊。支撑辊有三种基本类型：整体锻钢辊、复合铸钢辊、镶套辊。本设计粗轧机和精轧机的支撑辊材质选择为整体合金锻钢。（2）轧辊轴承的确定轧机工作辊轴承的负荷重，且受到轴承座的尺寸限制，因此工作辊使用的滚动轴承要尽可能减少径向尺寸和增加轴承宽度，保证轧辊辊径有足够的强度，轴承有足够的承载能力。典型的四辊可逆轧机工作辊轴承为滚动轴承，供选择类型有：四列圆锥滚子轴承，这种轴承适合于对工作辊轴承无特殊要求的一般情况，其结构简单、精度一般；四列短圆柱滚子轴承与双列圆锥滚子轴承组合式轴承，这种轴承径向尺寸小、承载能力强、许用转速高，适用于工作辊直径小、轧制力矩大，又有较大弯辊力的情况；特殊组合轴承，一般采用双列圆柱与双列圆锥滚子轴承组成的轴承，特别适用在轴向力较大的工作辊轴承上（如PC、CVC、HCW轧机）。本设计粗轧和精轧均采用PC轧机，所以工作辊均采用特殊组合轴承。支撑辊选用动静压油膜轴承，这种轴承的特点为：仅在低速、可逆运转或启动、制动的情况下才能使静压系统投入工作，而在高速稳定运转时则自动关闭静压系统，轴承按动压系统制度工作。因此，高压系统无需长时间连续参与工作，只在短时间内发挥作用，因而大大减轻了高压系统的负担，提高了轴承工作的可靠性。动压和静压制度的转换可以根据轧辊的转速自动切换。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1工作辊辊身长度的确定工作辊辊身长度代表了轧机规格，辊身长度和被轧制钢板的最大宽度（毛宽）之间的关系[1]为：（5.1）式中，b——钢板的最大宽度，mm；本设计=4500mm。a——辊身长度裕量系数，它决定轧制钢板的最大宽度。当b>2500mm时，a=200~400mm。取a=400mm，故=4900mm。1.1.2工作辊辊身直径的确定根据资料，工作辊辊身长度与其轧辊辊身直径的关系[1]是：（5.2）则工作辊辊身直径为mm故本设计取工作辊辊身直径=1600mm。1.1.3支撑辊辊身直径的确定支撑辊辊身直径与工作辊辊身直径的关系[1]是（5.3）则mm本设计取支撑辊辊身直径mm。1.1.4支撑辊辊身长度的确定支撑辊辊身长度与其轧辊直径的关系[1]是（5.4）则mm、由于支撑辊辊身长度一般比工作辊辊身短100~200mm，故本设计选mm。1.1.5工作辊辊颈尺寸的确定（1）工作辊辊颈直径由于工作辊选用滚动轴承，则其辊颈与辊身直径的关系[1]是（5.5）则mm故粗轧机和精轧机工作辊辊颈长度mm。（2）工作辊辊颈长度由于工作辊采用滚动轴承，则根据资料，辊颈长度与滚动轴承辊颈直径的关系[7]为共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（5.6）则mm故粗轧机和精轧机工作辊辊颈长度mm。1.1.1支撑辊辊颈尺寸的确定(1)支撑辊辊颈直径的确定由于本设计支撑辊选用油膜轴承,根据资料，其辊颈直径与辊身直径的关系[7]如下：（5.7）则mm故粗轧机和精轧机的支撑辊辊颈直径均为mm。(2)支撑辊辊颈长度的确定辊颈长度与油膜轴承辊颈直径的关系[7]为（5.8）则mm故粗轧机和精轧机的支撑辊辊颈长度mm。1.2轧机允许轧制力矩的确定按轧辊许用弯曲应力计算的许用最大轧制压力（）一般按下式确定：（5.9）式中D、L、l——轧辊直径、辊身长度及辊径长度，mm；B——所轧钢板宽度，mm；Rb——轧辊许用弯曲应力，Pa，Rb可如下表选取：表5-1各材质轧辊的许用应力轧辊材质一般铸铁合金铸铁铸钢锻钢合金锻钢Rb/Pa在现代四辊轧机上，由于支持辊辊身强度很大，还往往取决于支持辊辊颈的弯曲强度和轴承寿命。按支持辊辊颈强度计算可取为：（5.10）式中d、l——轧辊辊颈直径与长度，mm。最大允许轧制力矩共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸除取决于电机的额定力矩外，从机械设备设备角度上来说通常取决于传动辊的辊颈强度及方向接轴的板头与叉头强度。按传动辊辊颈许用扭转应力计算的最大允许轧制压力为：（5.11）式中——工作辊辊颈直径，mm；——许用扭转应力，取MPa。由于现代四辊轧机附加摩擦力矩很小，为简便起见可以忽略不计，因此从辊颈强度出发近似可得最大允许轧制力矩为：（5.12）则粗轧机和精轧机的最大允许轧制力矩为1.1轧制速度和主电机主要参数的确定1.1.1轧制速度的确定根据资料，一般现代宽厚板轧机的最大轧制速度为7.5m/s。根据经验及相似规格产品轧制速度的参考，本设计选择粗轧机的最大轧制速度为=3m/s，精轧机的最大轧制速度为=5m/s。1.1.2主电机型式的选择宽厚板轧机主电机的型式有直流传动和交流传动两种。由于交流调速技术的发展，20世纪90年代以来新建的热轧板带几乎都采用了交流调速的型式。本设计粗、精轧机均选用交流调速电机。1.1.3主电机额定转速的确定主电机转速由下式[2]确定（5.13）式中，D——工作辊最大直径，m；n——主电机最大转速，。则因此粗轧机最大转速=35.83rpm，精轧机最大转速=59.71rpm。取rpmrpm将rpm,=60rpm代入式（5.13）得到m/s，m/s共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1主电机额定功率的确定根据下式[2]可以求出：（5.14）式中，——额定力矩；——额定转速；——传动效率，取=0.96。又，，k为过载系数，k=2.0～2.5，根据上述数据，可得=4.908MN.m=4.908MN.m代入数据到式（5.14）可得粗轧机=21404.3KW，=32106.5KW。故本设计选择主电机的功率分别为：粗轧机组：22000KW精轧机组：33000KW表5-2轧机主要技术指标项目粗轧机精轧机轧机型式四辊可逆轧机PC轧机工作辊辊身尺寸/mm1600×49001600×4900支撑辊辊身尺寸/mm3200×47503200×4750工作辊辊颈尺寸/mm880×750880×750支撑辊辊颈尺寸/mm1700×15501700×1550工作辊材质铸铁铸铁支撑辊材质合金锻钢合金锻钢最大轧制压力/MN7070最大轧制力矩/MN2×12.272×12.27最大轧制速度/2.513.0最大工作开口度/mm420400主电机功率/kW1100017000主电机转速/rpm0～20～400～30～60共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸压下速度/25151.1压下规程设计宽厚板轧制规程的制定是轧机过程控制模型设定系统的核心内容，它是一个多目标最优化过程。它的约束条件包括：(1)轧机牌坊极限能力；(2)轧辊安全条件；(3)连接轴安全条件；(4)电机能力；(5)轧制工艺条件；(6)板形良好条件；(7)转钢限制等。其控制目标包括：最少轧制道次、轧制负荷均匀、板形良好、达到目标厚度和目标宽度、满足轧制工艺、平面形状良好等。由此可见轧制规程的制定非常繁琐，一般需要通过大量的迭代计算才能得到合理的轧制规程。控制目标的侧重点不同，轧制规程的计算结果也会发生变化。合理的优化计算过程需要考虑不同产品的控制目标要求。1.1.1宽厚板轧制各道次压下率宽厚板轧制各道次压下率根据资料和经验，有个取值范围，一般在10%～30%之间，各道次的压下率取值范围如图5-1所示。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图5-1各道次的压下率取值范围1.1.1代表钢种坯料成品规格相关说明：（1）实际操作中，成品厚度应按负公差轧制，提高成材率，控制好板形；（2）有关控制轧制的操作，生产中还须根据原料及成品的具体条件和要求，对轧制程序表作进一步调整；（3）根据轧制表可以看出部分产品的终轧温度较高，故机架上采用控制冷却水装置，根据轧制温度进行控制冷却；（4）其它参数和具体计算过程如下。表5-3代表钢种坯料成品规格厚度坯料规格/mm成品规格/mm10-14200×1500×200013×4000×900031-59200×1800×240040×2500×80001.1.2代表钢种的计算过程代表钢种和规格：09MnNiDR_13×4000mm。(1)计算压下系数：(5.15)平均压下率=20％，故可计算出总的道次n=12.25,取n=12道次。并分配粗轧7道次，精轧5道次。(2)分配道次压下一般情况下，压下率在15%～30%之间，平均压下率一般取20%左右。一般情况下，压下率大于10%。为了实现高温大压下，前几个道次压下较大。但为了便于咬入第一道次压下率较第二道次低。(3)校核咬入能力热轧钢板时，咬入角一般为15°～20°，低速咬入时可取20°，则（5.16）代入数值可得最大允许压下量mm，故可判断咬入不成问题。(4)确定轧制速度制度轧制速度制度一般采用梯形速度图，如图5-2所示：共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图5-3梯形速度图宽厚板生产由于轧件较短，操作方便，可采用梯形速度图。根据经验资料取平均加速度a=40rpm/s,平均减速度b=60rpm/s。采用稳定咬入，为了减少反转时间，一般采用较低的抛出速度。对于长度小于3500mm的坯料，咬入速度=20rpm，抛出速度=20rpm；对于长度在3500~9000mm的坯料，咬入速度=40rpm,抛出速度=20rpm；对于长度大于9000mm的坯料，咬入速度=60rpm，抛出速度=30rpm；(1)确定轧制延续时间如图5-3所示，每道次轧制延续时间,其中为间隙时间，为纯轧时间。设为时间内的轧制速度，为时间内的平均速度，及为在及时间内轧过的轧件长度，为该道次轧后轧件长度,因此，，，因此知道减速段长，进而。再确定间隙时间，根据经验资料在四辊轧机上往返轧制中，当需要转钢时，间隙时间=6s；对于粗轧过程中，间隙时间=2.5s；对于精轧过程中，间隙时间取=4s。坯料在中间辊道上停留的时间为10～28s,同时也把此时间算作间隙时间。(2)确定轧制温度为了确定各道轧制温度，必须求出逐道的温度降。高温时轧件温度降可以按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量大致可与变形功所转化的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温度降在热轧板、带时，可用以下公式[2]近似计算：（5.17）式中，——道次间的温降。——辐射时间，即该道次轧制时间。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸——轧件厚度——前一道轧件的绝对温度。本设计粗轧开轧温度为1135℃。(1)计算道次的平均变形速度计算各道的平均变形速度，可用下式[2]计算变形速度（5.18）式中，R、v——轧辊半径及线速度。(2)各道次的变形抗力利用钢种的回归系数求各道次的变形阻力计算公式：（5.19）式中，——基准变形抗力，MPa；——变形温度，℃；——变形速度，；——变形程度（对数应变）；——回归系数，其值取决于钢种。对于09MnNiDR：，，，，，，。(3)计算各道的轧制压力每道次轧制压力计算，首先确定轧制压力公式，本设计采用sims公式[5]。（5.20）（5.21）故轧制压力（5.22）(4)计算轧制力矩轧制力矩按式（5.23）[5]确定（5.23）式中，——各道次轧制压力，MN；——工作辊半径，m；——各道次压下量，m；——力臂系数，中板厂一般取0.4～0.5，粗轧道次取大值，随轧件变薄取小值。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1各代表钢种的压下规程表代表钢种的压下规程表如表5-4所示。表5-4成品13×4000×9000压下规程变形速度m/s1.82.33.07.14.24.39.59.710.811.818.617.9总力矩/MN•m3.754.385.034.256.352.922.441.581.361.120.890.56轧制压力/MN23.4426.5630.0629.4550.2037.2135.9228.4226.8924.7222.6617.54变形抗力/MPa63.7170.0178.1288.7884.0080.3889.6086.8289.9892.5097.8992.82轧制温度/℃1150.001149.051148.411147.531146.361143.221140.821138.241133.671127.801120.261112.051102.40轧制时间/s7.073.844.313.817.614.583.905.706.066.506.066.36纯轧时间/s1.071.341.811.311.612.081.401.702.062.502.062.36间隙时间/s6.02.52.52.56.02.52.544444出口速度/rpm202020202020202020203030咬入速度/rpm202020402020404040406060压下率/%16.020.226.126.327.422.224.118.218.518.216.713.3压下量/mm323435262012965432出口长度/mm150017852238/30294108270434774425540866378112973411232出口宽度/mm2000200020002000200041084108410841084108410841084108出口厚度/mm20016813498735442332722181513轧制方式纵轧纵轧纵轧纵轧横轧横轧横轧横轧横轧横轧横轧横轧共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸操作除鳞转钢精轧道次01234567891011121.1轧机强度校核为了避免在生产过程中出现轧机因强度不够而出现的各种事故，同时达到产品质量好、成本低和生产率高的目的，需要对轧辊进行强度校核计算。由于影响轧辊强度的温度应力、残余应力、冲击载荷等因素很难进行精确计算，故在安全系数上加以考虑。四辊轧机辊系受力状况如图5-4所示：图5-4四辊轧机辊系受力图实践经验证明，四辊中厚板轧机的支撑辊承受几乎全部的弯矩作用，工作辊承受几乎全部的扭矩作用，故只对支撑辊进行弯矩校核，对工作辊进行扭矩校核。工作辊和支承辊的数据见表5-5。表5-5轧辊数据材质辊身长度/mm轧辊直径/mm辊颈长度/mm辊颈直径/mm工作辊球磨铸铁49001600750880支承辊合金锻钢4750320017001550在校核过程中，考虑到轧辊材质不均，轧制力计算不准确以及轧制时的冲击载荷、应力集中等影响，在轧辊的静强度计算中，选轧辊的安全系数n=5进行计算，许用应力。支撑辊为合金锻钢轧辊，其许用应力为＝140~240Mpa共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸。工作辊为球墨铸铁，其许用应力为=100~120MPa。表5-6轧辊材料许用应力值材料名称极限强度许用应力合金锻钢碳素锻钢碳素铸钢球墨铸铁合金铸铁铸铁本设计以轧制规格13×4000×9000mm的锅炉和压力容器板为例，进行校核。由图5-5可知，支撑辊上断面1-1和断面2-2处应力最大，也最危险。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图5-5轧辊受力图、扭矩图和弯矩图1.1.1支撑辊强度校核通过第五章的计算可得，在第四道轧制力最大，即MN。1．支承辊辊身中央强度校核支承辊强度的校核（辊身中央承受最大弯矩），弯矩计算如下：（5.24）式中，P为最大轧制压力，P=50.20MN。为两压下螺丝中心距，=6300mm。为支撑辊辊身长度，=4750mm。辊身中央的弯曲应力为共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（5.25）2、支承辊辊颈强度校核支承辊辊颈危险断面弯矩计算如下：（5.26）其弯曲应力为（5.27）故从上面数据可以看出，支撑辊强度符合。1.1.1工作辊强度的校核工作辊选择球墨铸铁，。工作辊辊颈处的扭转应力可由下式[4]求出：（5.28）式中，——最大轧制力矩，=6.35MN.m；——抗扭断面系数；——工作辊辊颈直径，=880mm。带入数据得46.59MPa<故工作辊的强度符合。1.2电机校核1.2.1电机传动轧辊所需力矩的计算一般电机轴所需的力矩有以下四个部分组成：（5.29）式中，Mz——轧制力矩，即为使轧件发生塑性变形所需力矩；Mf——传至电机轴上的附加摩擦力矩；Mk——空转力矩，即在空转时传动轧机所需的力矩；Md——动力矩，即为了克服速度变化时的惯性所需的力矩；i——电机到轧辊的传动比。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1轧制力矩如前面式（5.29）所示，轧制力矩（5.30）式中，——各道次轧制压力，MN；——工作辊半径，m；——各道次压下量，m；——力臂系数，中板厂一般取0.4～0.5，粗轧道次取大值，随轧件变薄取小值。1.1.2摩擦力矩（5.31）式中，——轧辊轴承中的摩擦力矩；——传动机构中的摩擦力矩。（5.32）式中，——支撑辊轴承的摩擦系数，取=0.05；P——各道次轧制压力，MN；——支撑辊辊颈直径，=1700mm；——工作辊辊身直径，=1600mm；——支撑辊辊身直径，=3200mm。则得出：=0.0425（5.33）式中，——主电机到轧辊的传动效率，取0.94。则得出：故摩擦力矩1.1.3空转力矩轧机的空转力矩，根据实际经验资料，可取电机额定力矩的3%～6%，即(5.34)式中，——电机的额定功率；——电机的额定转速；由于本设计采用的为新型四辊轧机，空转力矩可以选择下限，则粗轧机组的空转力矩为共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸精轧机组的空转力矩为：各道次的静力矩：=++1.1.1动力矩动力矩只发生在用不均匀转动进行工作的几种轧机，如可调速的可逆轧机，当轧机轧制速度变化时，便产生克服惯性力的动力矩，其值可由下式确定：（5.35）式中G——转动部分的重量，N；D——转动部分的惯性直径，m；——角加速度。工作辊采用球墨铸铁，密度为7.3g/cm3,支撑辊采用合金锻钢，密度为7.9g/cm3，角加速度a＝40rpm/s、b＝60rpm/s。粗轧机轧辊的重量117.6t，29.1t精轧机轧辊的重量114.9t，29.1t粗轧机加速期的动力矩：65.53精轧机加速期的动力矩：64.14依据经验在考虑摩擦、连接轴等一系列因素，轧机加速总的动力矩应以计算值乘以一个系数：1.3×65.53=85.191.3×64.14=83.38粗轧机减速期动力矩127.79共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸精轧机减速期动力矩125.071.1.1总传动力矩由上述可知，粗轧机组的总传动力矩为：精轧机组的总传动力矩为：本设计代表成品钢种的总传动力矩如表5.9所示：表5-7代表成品钢种的总传动力矩道次13mm14.1924.8635.5644.7357.0163.3472.8381.9791.74101.48111.23120.871.1.2电机发热校核轧机工作时电动机的负荷是间断式的不均匀负荷，而电动机的额定力矩是指电动机在此负荷下长期工作，其温升在允许的范围内的力矩。为此必须计算出负荷图中的等效力矩，其值按下式[22]计算：（5.36）式中，——等效力矩；——轧制时间内各段纯轧时间的总和；共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸——轧制周期内各段间隙时间的总和；——各段轧制时间所对应的力矩；——各段间隙时间对应的力矩。根据代表规格产品的计算结果，代入数据，可得粗轧的等效力矩为=2.63MN.m精轧的等效力矩为=2.63MN.m而粗轧机电机的额定力矩为H=3.164MN.m精轧机电机的额定力矩为H=3.1MN.m故可得出：。1.1.1电机过载校核在可逆式轧机中，轧制过程是轧辊首先在低速咬入轧件，然后提高轧件的速度进行轧制，之后又降低轧制速度，实现低速抛出。主电机的过载校验：（5-28）式中，：电机在轧制过程中承受的最大转矩；：电机的额定转矩；：电机的允许过载系数。一般型与型直流电动机在额定磁通下，值可选为。对于专为轧钢机使用的型和型电机以及同步电机，过载系数为。因此本次设计中。电机的过载校核，则电机的额定力矩为：由表5.11可知，在第五道轧制时有最大静力矩按公式(5-28)有：即,故电机的过载校核通过。1.1.2轧制工作图轧制工作图见图5-6。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图5-6轧制工作图图中，T——轧制节奏时间；—一根料轧制的总延续时间；——上根料轧完到下根料开轧的间隙时间1.1.1轧制速度和电机传动力矩轧制速度和电机传动力矩见图5-7。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图5-7轧制速度和电机传动力矩图中，n——为轧制速度；M——电机传动力矩共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1车间工作制度及年工作小时1.1工作制度本设计采用三班连续工作制，星期六、日、节假日不休。规定大修每三年一次，每次24天。无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小时，有大中修周不小修。1.2年工作时间1.2.1计划检修时间的确定(1)大中修时间总共为(2)小修时间按每周一次，每次8小时，则全年小修时间为(3)交接班时间每次交接班时间为20分钟即1/3小时,则全年交接班时间为：(4)换辊时间(5)修理机械故障时间，根据同类生产厂家的经验数据，取=365h。(6)计划外停工时间，计划外停工时间约为年小时减去计划工作时间后的小于18%的时间，即1.2.2年工作时间表6-1年工作小时项目日历时间/h计划大中修时间/h计划小修时间/h额定工作时间/h计划交接时间/h换轧辊时间/h计划工作时间/h修理故障时间/h计划外停工时间/h年工作小时/h时间8760392398.97969.13321717466.1365461.66639.5共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1轧机及辅助设备生产能力的计算1.1轧机生产能力计算轧钢机单位时间内的产量称为轧钢机的生产率。分别一小时、班、日、月和年为时间单位进行计算。其中小时产量为常用的生产率指标。轧机的小时产量Ai由下式[3]确定　　Ai=3600Gk/T　（7.1）式中，Ai——轧机小时产量，吨；G——坯料重量，吨；k——轧机利用系数，取k=0.9；T——轧制周期时间，秒。轧制周期的计算（7.2）式中，：周期内所有道次的纯轧制时间之和，s；：周期内所有道次的间隙时间之和，s；t0：两块坯料的间隙时间，s。轧制周期。则年产量为：此值比设计能力212万吨略大，满足设计要求。1.2加热炉主要参数确定及生产能力计算1.2.1加热炉宽度的确定本设计采用三排料步进式梁式连续加热炉，炉子宽度由式（7.3）确定：×（7.3）式中，——坯料排列数，取=3；——坯料最大长度，取=3000mm；——料间或料与炉墙的空隙距离，=250～300mm，取=260mm则=10040mm本设计取炉子宽度10040mm。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1加热炉长度的确定考虑到热坯料供应不连续的情况，本车间设计加热炉坯料全部按冷坯进行计算。加热炉小时产量可由式（7.4）确定：（7.4）式中，——轧机平均小时产量（原料），=319.85t/h。则=(351.84～383.82t/h)取=360t加热炉有效面积由式（7.4）确定（7.5）式中，——炉底强度,=，取=600kg/(m2h);——加热炉小时产量，本设计=360t/h。——加热炉干扰系数，取=0.95。则A=631.59m2加热炉有效长度由式（7.6）确定（7.6）式中，——加热炉排料数，取=3；——计算产品的坯料长度，=2.0m。则=105.27m每座加热炉实际长度由式（7.7）确定（7.7）式中，——加热炉座数，=2；——加热炉内单排存放坯料的块数，为每座炉子有效长度与计算产品的坯料宽度的比值，则=27。α——坯料在炉子内的间隙，一般不大于坯料厚度的0.2倍，取α=40mm。则每座加热炉的实际长度LS=54.76m。加热炉实际尺寸参数见表7-1。表7-1加热炉实际尺寸参数炉型数量/座设计产量/t炉底强度/kg.m-2h-1有效长度/m实际炉长/m炉宽/m计算产品坯料尺寸/mm八段步进梁式2360600105.2754.7610.0420×1500×2000共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1加热炉生产能力计算加热炉生产能力由式（7.8）确定（7.8）式中，——炉底强度，；——炉底布料面积，m2；——加热炉干扰系数，取=0.95；炉底布料面积由式（7.9）确定（7.9）式中，—加热炉内钢坯的排数，取=3；—坯料的长度，m；—加热炉的有效长度，=105.27m。加热炉能力见表7-2。表7-2加热炉能力规格/mm坯料尺寸/mm代表产品尺寸/mm钢种炉底布料面积/m2加热速度/生产能力/t.h-110～1420×1500×200013×4000×900009MnNiDR631.6263601.1.2轧机负荷率根据轧机的生产能力（表7-3）和加热炉生产能力（表7-2）的比较，可以得出本车间的设计小时产量、轧机负荷率。轧机负荷率由式（7.9）确定（7.10）式中，——年实际工作小时，h；——年工作小时，h。轧机设计小时产量及负荷率见表7-3。表7-3轧机设计小时产量及负荷率规格/mm产量/104t代表产品尺寸/mm轧机小时产量/t.h-1加热炉小时产量/t.h-1设计小时产量/t.h-1年实际工作时间/h负荷率/%10～141013×4000×9000319.85360319.852038.4289.2共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1矫直机主要技术参数及生产能力计算1.1.1矫直机主要技术参数确定(1)辊距的确定钢板厚度h与辊距t的关系[1]是　（7.11）式中，h——被矫直钢板厚度，h=13mm,则辊距与钢板矫直的精度和作用于矫直辊上的压力有很大关系，在确定辊距时，既要考虑满足最小厚度钢板矫直质量的要求，又要考虑满足矫直最大钢板厚度时矫直辊强度的要求。如果辊距过大，就不能保证钢板矫直时所需要的精度；辊距太小，矫直时作用在矫直辊上的压力过大，不仅使矫直机的能耗增加，也会使矫直辊的结构复杂。本设计综合考虑以上情况，t=400mm.(2)矫直辊直径的确定矫直辊直径的确定主要取决于被矫直钢板的厚度和强度。直径过大，作用在矫直辊上的压力随之增大，使钢板得不到足够的塑形变形，故矫直的精确度不高；直径太小，则矫直辊的强度不够。辊距t和矫直辊直径的关系如表7-4所示：表7-4辊距和矫直辊直径的比例关系矫直辊类型中板矫直机厚板矫直机0.85～0.90.7～0.85故本设计辊径D和辊距t的关系为：因此D=（280～360）mm，取D＝320mm。(3)辊身长度的确定矫直辊辊身长度主要与被矫直钢板的最大宽度有关，有如下关系[1]：(7.12)式中，a——辊身余量，当bmaxmm，a=50mm；当bmaxmm时，a=100～300mm。故本设计L=4500+200=4700mm。(4)辊数的确定矫直机的辊数，从不同的角度有不同的要求：从钢板矫直的精度要求出发，希望辊数越多越好，可以提高矫直质量；但辊数越多会增加钢板的加工硬化，使矫直机的结构复杂而庞大，加大了矫直过程中的能耗，因此，在保证钢板矫直质量的前提下，辊数越少越好。宽厚板矫直机通常采用的辊数为9～11辊。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸(1)矫直速度矫直机的矫直速度是根据轧机的生产效率决定的，同时还要考虑被矫直钢板的规格、材质、温度已经质量要求等。在生产中，一块钢板在热矫直机上的矫直周期比轧制周期要短得多，因此，当钢板矫直次数决定后，就可以确定钢板矫直速度的大小。矫直机的主要技术参数如表7-5所示：表7-5矫直机的主要技术参数类型矫直辊尺寸/mm矫直尺寸/mm矫直速度/m.s-1压下速度/mm.s-1矫直机压下量/mm十一辊热矫直机Φ320×470010～140×2000～45001.0～2.0201.0～5.0九辊冷矫直机Φ320×470010～140×2000～45000.8～1.5101.0～3.01.1.1矫直机生产能力及负荷率计算本设计中冷矫直机布置在热处理线上，根据对产品质量的要求，决定是否需要矫直，故在此不对冷矫直机生产能力和负荷率进行计算，只对布置在轧制线上的十一辊热矫直机进行生产能力及负荷率计算。矫直机的小时产量和负荷率分别用式（7.11、7.12）[3]进行计算（7.13）（7.14）式中，——矫直速度，m/s；——毛板长度，m；G——每块钢板的重量，t；K——矫直机的小时作业系数，K=0.8；——矫直间歇时间，取=12s；——轧机节奏时间，s。将相关数据分别代入式（7.13、7.14）中，可得到矫直机的小时产量和负荷率，具体数值见表7-6。表7-6矫直机的小时产量和负荷率共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸规格/mm代表成品规格/mm轧制节奏/s十一辊矫直机矫直道次小时产量/t.h-1负荷率/%矫直节奏/s10～1413×4000×900085.8189027.123.251.1冷床主要参数及生产能力计算1.1.1冷床宽度的确定冷床宽度由式（7.15）[3]确定或（7.15）式中，——成品钢板的最大长度，=9000mm；——余量，取=2000mm。则=11000mm1.1.2冷床长度的确定冷床长度由式（7.16）[3]确定（7.16）式中，——轧机最大设计小时生产能力；——相邻两根料之间中心距离，m（按最宽轧件确定），取——冷却时间，h；　　　——每根轧件单重，kg；　　　——冷床利用系数,取k=0.8。其中冷却时间有式（7.16）确定（7.17）式中，、—冷却前后每根钢材的热含量；——每米钢材冷却表面积，=2，为钢材单位长度的宽度；——自然对流传热系数，取A=13千卡/㎏℃；——钢材冷却的平均温度，取=600℃；其中，，可按式（7.18）、（7.19）求得：（7.18）（7.19）式中，、——钢材在冷却前后温度下的热容量，取=0.1645，=0.112；——钢材每米长的重量；=×××，、、分别是钢板长、宽、高，为钢材的密度，取。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸T1，T2——钢材冷却前后的温度，即=800℃，200℃。代表产品的冷床长度如表7-7所示：综合考虑不同厚度产品的要求，本设计选择5座冷床，故本设计每座冷床长度为L=230m，其中1个为特厚板专用，其余4个为中厚板使用。表7-7各代表产品的冷床长度钢种成品规格/mm入冷床温度/℃出进冷床温度/℃设计轧机小时产量/t.h-1单重/t冷却时间/h冷床长度/m09MnNiDR13×4000×9000800200319.854.740.78197.381.1.1冷床生产能力计算对于各种规格产品，冷床的生产能力采用块数平衡法进行计算，各种产品冷床的负荷率见表7-8。表7-8冷床的负荷率钢种成品规格/mm轧机小时产量/t.h-1轧制节奏时间/s冷床冷却能力排数最大存放块数冷却时间/h09MnNiDR13×4000×9000319.8585.82660.781.2剪切机主要参数确定及生产能力计算1.2.1剪切机主要参数确定剪切设备主要有两种：一个是切头剪，一个是双边剪，还有定尺剪和火焰切割机。切头剪位于切头剪辊道下游。用于钢板的切头，切尾或者钢板出现镰刀弯时可用此剪机在适当的位置进行分段。双边剪用于钢板的切边，使之达到成品多要求的宽度。双边剪由激光划线装置、磁力对中装置、双边剪本体、剪刃更换装置，废料槽部分组成。定尺剪用于将钢板切成所需要的定尺长度，当钢板需要取样检验时也由定尺剪剪切。切头剪的理论剪切力用式(7.20)确定×（7.20）式中，——轧件断裂时的相对切入深度，热轧时取=0.33；——被切板材在相应剪切温度下的强度极限，取=60kg/mm2；——被切板材厚度（最大值），=50mm；——刀片的倾斜度，由于本设计选择滚切剪切机，，取；共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸——重力加速度，g=10㎏/s2。则=12.36MN由于剪刃变钝后，实际剪切力将增加，故实际剪切力比理论剪切力增加15～20%，则最大剪切力=（1.15～1.20），即=（14.21～14.83）MN故本设计取=14.5MN。同理，可得其他剪切机的值，见表7-9。切头剪的剪切行程由式（7.21）确定（7.21）式中，——相当于平刃行程，mm；——被剪切的宽度，取=4500mm；——剪刃倾角，取=2°。Hp可由式（7.22）[3]确定（7.22）式中，——辊道上表面至压下下表面间的距离，一般=+（50～75）mm，为被剪切的最大板厚，取=50mm；——上下刀刃的重叠量，其值为5～25mm；——压板低于上刀刃的量，为保证上刀刃不被轧件撞击，一般取5～50mm；——辊道上表面高出下刀刃的量，一般取5～20mm。=（120～180）mm故H=（277.14～337.14）mm本设计取=310mm。同理，可得其他剪切机的H值，见表7-9。表7-9剪切机的主要参数类型Pmax/MN剪切尺寸/mm剪切倾角剪切次数/min-1剪切行程/mm剪刃尺寸/mm主电机功率/kW切头剪14.510～50×2000～45002o2040045002×600双边剪14.510～50×25002o3228025002×400定尺剪14.510～50×1500～46002o2040046002×600共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸剖分剪14.510～50×25002o3228025002×4001.1.1火焰切割机主要参数确定厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割（也叫氧气切割），同时为剪切线提供切割能力的补充。中厚板厂的火焰切割机主要有移动式自动切割机和固定式自动切割机，其基本装置是氧气切割器，以及安装切割器的电动小车。在国外，已使用等离子切割新技术切割中厚板，其优点是切割速度快、切割引起的变形小、质量好。火焰切割机主要参数见表7-10。表7-10火焰切割机主要参数数量燃料助燃气体形式割板数量切割速度/mm.min-1切割尺寸/mm6台丙烷氧气小车行走式4支/台300～100050～140×2000～45001.1.2剪切机生产负荷率计算双边剪剪切计算产品时的负荷率由式（7.23）确定（7.23）式中，——纯剪切时间，s；——辅助剪切时间，s；——轧制节奏时间，s；其中由式（7.24）确定（7.24）式中，——理论剪切次数，=32次/min；——被剪轧件长度，=11232mm；——剪刃尺寸，=2500mm；——附加剪切次数，取=1；则=10.3s根据实习时现场所测的数据和资料上的数据，取辅助剪切时间=18s，则=33.0%同理可得，生产其他规格产品时剪切机的负荷率，见下页表7-11。表7-11剪切机的负荷率共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸规格/mm代表成品规格/mm轧制节奏时间/s切头剪负荷率/%定尺剪负荷率/%双边剪负荷率/%10～1413×4000×900085.828.628.533.0根据表7-11中剪切机负荷率，可知剪切机负荷率<85%，故本剪切机只需一台即可满足生产。1.1热处理炉主要参数确定及生产能力计算1.1.1热处理炉主要参数的确定热处理炉长由式（7.25）确定（7.25）式中，——钢板完成热处理所需长度，取=36m；——炉内钢材块数，=3——钢材间距，取=0.5m；——钢板在炉内前后摆动的间距，取=3m。则=40m热处理炉主要参数见表7-12。表7-12热处理炉主要参数炉膛有效尺寸/m处理钢板尺寸/mm钢板热处理方式炉辊材料长度宽度10～140×2000～45000常化调质Cr25Ni20Si2高镍铬合金钢4051.1.2热处理炉生产能力的计算本设计热处理量为14万吨，炉子的年工作小时为7000h。炉底强度为，则炉子的小时产量由式（7.26）确定（7.26）以13×4000×9000mm压力容器板为例：A=28.7t/hT=4878.05h故热处理炉的负荷率为：。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1车间平面布置与起重运输1.1原料库面积计算原料库主要用于存放生产用的各种坯料，其面积可由式（8.1）[3]确定（8.1）式中，——轧机实际小时产量，=319.85t/h；n——存放天数，取=10，（料由本厂生产7～10天，外地生产10～20天）——金属投料量系数，即成材率的倒数，则=1/0.93=1.075；——金属仓库利用系数，取=0.7；——每立方米空间所能存放的原料重量，根据资料取Q=6t/㎡；——每堆原料的堆放高度，m；磁力吊车取H=2.5m，夹钳吊车H=2m。综合取H=2m则F=9823.96m2由于坯料间应留有进行各种检查，等所需之面积，吊车的吊运方式不同而应留的面积以及建筑结构所需的面积，综合考虑，本设计取实际原料库面积=10000m2。1.2中间仓库面积计算确定中间仓库面积首先应该知道该产品的生产周期，然后根据中间仓库应该堆放的中间再制料总数来确定。中间库堆放再制料总数W[3]为：(8.2)式中，W——堆放量，t；A——平均日产量，t/天；T——生产周期时间；k——轧机与各精整设备产量的不平衡系数。实际上，根据经验，中间库钢材的堆放量可以考虑按轧机3～5天的平均日产量计算。而中间仓库的面积F[3]为：（8.3）式中，F——中间仓库的面积，m2；Q——平均单位面积堆放量，t/m2，一般可按成品仓库有效堆放负荷的一半来考虑，根据车间设计资料，厚钢板的堆放符合量为13.50t/m2,故Q=6.75t/m2。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸因此，中间出库的面积为：F=3106.44m2综合考虑，本设计取中间仓库面积为Q=3500m2。1.1成品仓库面积计算成品仓库的面积计算基本同原料仓库的面积计算相同。成品仓库钢材的储存量，当全厂设有总成品库时，可以按轧机3～7天的平均日产量计算。当全厂无总成品库时，则应该按7～10天的轧机产量考虑。（8.4）式中A——轧机小时产量A=319.85t/hN——存放天数n=7天K——金属综合消耗系数K=1.075h——堆放高度h=2mq——每立方米存放的原料重q=6F=6876.78m2本设计综合考虑，取成品仓库的面积为F=7800m21.2车间组成及厂房面积车间包括下面8个区域：原料跨、加热炉跨、主轧跨、主电室、磨辊间、精整跨、热处理跨和成品跨。具体组成见车间平面布置图。1.2.1厂房面积厂房面积主要参数如表8-1所示：表8-1车间组成、厂房面积及吊车参数序号跨间名称跨度/m长度/m面积/m2轨面标高/m吊车型式及吨位/t1原料跨24×742×318000123×2×62桥式+1×32龙门2加热炉跨36×124×21728121×20桥式3加热辅跨36×124×43560121×50/15桥式4主轧跨36×124×54320121×200/20+1×100/20桥式5主电室24×124×63456121×20/15桥式6磨辊间36×124×76048121×200/20+1×100/20桥式共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸7精整跨36×224×2441472122×50/15桥式8热处理跨36×124×1210368122×50/15桥式9成品跨36×224×512000125×50/15桥式合计10098814941.1.1起重设备及吊车起重设备及吊车主要参数见表9-1。1.2过跨小车过跨小车主要参数见表8-2表8-2过跨小车主要参数名称台数吨位/t轧辊过跨小车1240冷坯过跨小车1120成品过跨小车150热处理过跨小车150快速换辊小车12001.3辊道辊道由一个电机带动一根辊，其宽度为4.6m；锥形辊宽度为4.9m，保证坯料定宽后能通过。1.4车间内主要设备间距车间平面布置应该同时满足总图条件和生产线主要设备的间距要求，其中主要设备的间距是平面布置时需要重点研究的问题。主要设备的间距应该根据生产工艺的要求确定，既要充分满足产品大纲的要求，做到合理布置、物流顺畅、能充分发挥设备能力，并且尽可能兼顾各工序间的能力平衡，同时还要考虑合理的预留空间，具有一定的发展潜力，为新产品的开发留有余地。车间内主要设备距离需要考虑的因素如下：共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1.1.1轧机取主要设备间距（1）除鳞箱到粗轧机的距离：（8.5）式中，——待轧坯料最大长度,mm；——粗轧机轧制钢板最大长度,mm；——粗轧机轧制中间坯最大长度,mm；n——粗轧机轧制中间坯最多块数；——其余余量,mm；（2）粗轧机至精轧机的距离：（8.6）式中，——粗轧机轧制钢板最大长度，mm；——精轧机轧制钢板最大长度，mm；n——轧机之间中间坯最多块数；——中间坯最大长度，mm；——其余余量,mm；（3）精轧机至矫直机或加速冷却装置的距离：（8.7）式中，——精轧机轧制钢板最大长度,mm；——其余余量,mm；（4）精轧机至剪切机之间的间距：（8.8）式中，——轧件的最大长度，mm。（5）剪切设备至冷床的距离：（8.9）式中，——轧件的最大长度，mm；——其余余量,mm；1.1.2精整剪切区主要设备间距按较常见的“超声波探伤→切头剪→双边剪”布置方式进行分析，主要考虑因素有：（1）超声波探伤至切头剪的距离（8.10）式中，——被轧钢板最大长度，mm；——超声波探伤至切头剪之间的缓冲能力，mm；——其余余量，mmp；共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（3）切头剪到双边剪的距离（8.11）式中，——被轧钢板最大长度，mm；——双边剪至切头剪之间的缓冲能力，mm；——其余余量，mm；（3）双边剪到定尺剪之间的距离（8.12）式中，——被轧钢板最大长度，mm；——双边剪至定尺剪之间的缓冲能力，mm；——其余余量，mm；1主要经济技术指标车间主要经济技术指标见表9-1。表9-1主要经济技术指标序号指标名称单位设备车间主要产品车间年产量104t212其中：商品量104t212主要基础资料轧机型式及主要规格PC轧机车间设备总重量104t6.6其中：工艺操作设备总重量104t3.3起重设备总重量t5000车间电气设备总容量104kW4.5其中：主传动装置电机总容量104kW4.2其他电机104kW3.7车间面积m2100988其中：主厂房m299632辅助间m21356车间总投资亿元23.1共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸车间货物周转量104t400输入104t230运出104t170设备负荷及工作小时轧机年工作小时h6639.5轧机负荷率%89.2每吨产品消耗指标金属（锭或坯）t1.037燃料（油、燃气或煤）GJ2.3电力kW.h190水m318高压水m311蒸汽Kg24压缩空气m316氧m34乙炔m31.6轧辊Kg1.4耐火材料Kg1.2润滑材料Kg0.21定员与劳动生产率职工人数人1200其中：生产工人人950全员劳动生产率t/(人.a)2076.4生产工人劳动生产率t/(人.a)2413.8每吨产品的投资额员1890每平方米厂房的成品产量t20.991环境保护和综合治理本设计遵守《冶金企业发展规划和建设项目环境保护管理规定》，本车间以环保为重点，打造节能环保型的宽厚板车间。1.1设计要点（1）在厂房建筑和总图布置时留绿化区；（2）保护车间有良好的通风，车间厂房纵轴布置成东西向，厂房主要迎风面与夏季主导风向成60°，放散热量大的设备在下位置或采取通风措施；（3）污水自理排放或循环使用；（4）有毒有害物质应回收，不排放；共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（5）粉尘应有吸尘设施，集中处理；（6）尽量实现工艺过程机械化、自动化。1.1主要污染物及其治理措施（1）大气生产宽厚板是采用连铸坯直接热装轧制，减少连铸坯在加热过程中耗用的混合煤气，排出的烟气中的主要污染物为少量烟尘和二氧化硫，烟气经烟囱在高空稀释排放。（2）废水车间供水采用混合供水方式，污水经处理后及时排出或循环使用。排水系统由废水收集装置、排水管网、污水处理构筑物和增加设备等几部分组成。工厂设回水设备，循环使用。设备含油水排水处理以及适应生产设备和排出水质的处理设备。加强排水管理，使其符合工业排水标准。（3）噪音本车间尽量选用低噪音的设备，采取防震和隔音措施，安置隔音罩，建造隔音建筑，优化设备操作规程等。进一步把消音作为重要的研究课题，使其符合我国工业企业噪音标准。（4）固废处理对有害的废弃物采取的措施一般是综合利用，对有用的物质回收，而对确实无用的废气物埋掉。对氧化铁皮进行综合利用后重新回炉。（5）厂区绿化为调整工程建设对该区域生态环境的影响，同时为减少噪音对厂区的影响，厂区绿化率为30%左右。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸全文总结本宽厚板车间设计是在参考国内外相关工厂的车间布置及装备技术的基础上并结合实际情况而拟定的。设计对本宽厚板车间的设备、工艺流程、车间布置以及各个设备生产能力做了相应的介绍。本设计对宽厚板生产流程:原料准备及检查、加热、除鳞、粗轧、精轧、冷却、剪切以及后来的修磨，成品的存储都做了相关介绍。通过对加热炉、轧机类型、矫直机、冷床、剪切机、热处理炉、淬火机等进行分类来选择最佳设备方案，同时兼顾经济效应和长远利益。在车间平面布置、原料，中间及成品库面积、经济技术指标、环保和管理、VB编程和AutoCAD绘制车间平面布置图等也做了相应的介绍。本设计考虑了宽厚板的现状及发展趋势，并兼顾轧机的负荷率、热处理炉的能力，选择生产宽厚板规格10～14mm为28万吨，16～20mm为49万吨，20～8mm为53万吨，30～39mm为45万吨，41～62mm为27万吨，63～140mm为10万吨，合计212万吨。另外，本设计参考相关的资料，对轧制压下规程做了优化处理，不仅让粗轧机和精轧机的负荷均衡、提高板形质量，而且减少设备损耗和成本。当然本宽厚板车间设计存在一些不足和缺陷，但随着车间的正式投产，经验的不断积累和技术的不断进步，相信车间会逐步完善和优化的。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸致谢本宽厚板厂设计是在张朋彦老师的悉心指导和关怀下完成的，从选题到定稿的每一步都有张老师指导的身影。张老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。此宽厚板设计历时三个月，在这三个月的时间里我阅读了大量的书籍和文献，使得自身的专业知识更加扎实。此次设计运用了大学三年以来所学习到的各种知识和技能，让我更加清楚的理解和掌握了专业知识，也培养了我认真严谨的态度，对以后的生活和工作有很大的帮助。在老师的指导下，我首先确定了毕业设计的大纲，知道自己每一步的目的，根据老师要求的进度和阶段考核目标，我也分配好了自己的阶段目标。同时老师给了我们参考书目，并教会我们怎么检索相关资料。学会了这些后我查阅了大量的专业资料，学会了很多相关的专业知识。不得不说这次毕业设计调动了我大学学的大部分只是，不仅仅是一次回顾，更是一次总结与进步。其次与同学们的合作交流也很愉快，我们集思广益，共同为我们的毕业设计付出努力，遇到不懂的问题可以相互讨论，共同进步。共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸另外毕业设计中很多数值、公式、计算方法都需要我们去耐心地查阅书籍，浏览资料，设计中需要用到辅助设计软件的地方，也需要自己耐心的学习。掌握其使用的要领，运用到设计当中去，也是对自己的一个很好的锻炼与提升。因此再在此向张老师和我的同学们表示诚挚的感谢。致谢人：王宗昊2016年6月10号参考文献[1]钱振伦.宽厚板坯连铸技术和宽厚板生产[J].中国钢铁业,2010,7:30-32.[2]王丙丽,王烈,周宇.4300mm宽厚板厂工艺设计与分析[J].宽厚板,2008,10(05):21-25.[3]鲁廷桂.5m宽厚板生产线工艺设计特点及主要设备[J].鞍钢技术,2008,3:25-27.[4]黄维,张志勤,高真凤.国内5000mm及以上轧机装备工艺及市场分析[J].市场分析，2011,3：15-18.[5]赵志业.金属塑性变形与轧制理论[M].冶金工业出版社,2006.[6]中国金属学会轧钢分会中厚板学术委员会.中国中厚板轧制技术与装备[M].北京：冶金工业出版社,2009.[7]邹家祥.轧钢机械（第3版）[M].北京：冶金工业出版社,2004.[8]袁康.轧钢车间设计基础[M].北京：冶金工业出版社,1986.[9]张景进.中厚板生产[M].北京：冶金工业出版社,2004.[10]宝钢宽厚板培训教程（内部资料）.共79页第82页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸[11]王廷溥.板带材生产原理与工艺[M].北京：冶金工业出版社,2008.[12]吉泽升等.热处理炉(第3版)[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,1999.[13]田莉.我国中厚板生产状况及发展趋势[J].中国钢铁业,2007(2)：30-34.[14]赵国新.中厚板生产的发展趋势[J].黑龙江冶金,2012,32(2)：49-50.[15]杨浩,周晓光,刘振宇,王国栋.EH36船板钢的动态再结晶和变形抗力[J].东北大学学报,2012,32(4)：504-508.[16]李龙,胡小卓.宽厚板生产线上冷床长度的优化方案[J].宽厚板,2010,16(2)：9-12.[17]陈瑛.中厚钢板冷床的选择[J].宽厚板,2002,8(4)：27-30.[18]刘战英.轧制变形规程优化设计[M].北京：冶金工业出版社,1996.[19]曲圣昱,王明林.鞍钢5500mm宽厚板轧机技术及装备概述[J].鞍钢技术,2010（3）：49-52.[20]吴德强,黄波,沈继刚.一套典型宽厚板生产线的工艺及设备[J].鞍钢技术,2008,2(25):37-40.[21]哀建光,杨敏,贺达伦.宝钢5m宽厚板轧机采用的技术及装备[J].宝钢技术,2004(2)：5-9.[22]齐克敏,丁桦.材料成形工艺学[M].冶金工业出版社,2006.[23]王国栋,刘相华.日本中厚板生产技术的发展和现状（一）——随中国金属学会代表团访问日本观感之二[J].轧钢,2007,24（2）：1-5.[24]王国栋,刘相华.日本中厚板生产技术的发展和现状（二）——随中国金属学会代表团访问日本观感之二[J].轧钢,2007,24（3）：1-5.[25]Tacke,karl-Hermann,SchWinn,Volker.Recentdevelopmentsonheavyplatesteels[J].StahlundEisen,55-60,2005.[26]Ehlert,Detlef,korzi,Matt;koch,Thomas;Horn,Gerhard;Dehmel,Roman.Advancedstrategiesforlevelingforhigh-strengthheavyplateproduction[J].AISTech-IronandSteelTechnologyConferenceProceedings,1879-1885,2012,AISTech2012-ProceedingsoftheIronandSteelTechnologyConferenceandExposition.[27]崔风平孙伟刘彦春中厚板生产与质量控制：冶金工程出版社[28]中国中厚板轧制技术与装备：冶金工程出版社共79页第82页'