158万吨宽厚板车间设计毕业设计(论文)

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1、新建158万吨宽厚板车间设计摘要 ： 中厚板轧机是轧钢行业中的主力轧机，其装备水平及拥有量是一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。因此，中厚钢板是国民经济发展不可缺少的钢材品种，各国对中厚板生产都很重视。 本设计书阐述了新建一个61501200350032000mm的宽厚板车间设计的基本过程。主要内容包括：制定产品大纲、生产工艺流程、产品技术指标；确定轧机主要参数和工艺制度；力能参数计算、主要辅助设备生产能力的计算；车间布置和主要经济技术指标以及环境保护，并对电机进行能力验算和校核。设计主要产品及其产量：碳素板48万吨，船用板20万吨，桥梁板20万吨，建筑板20万吨，容器板30万吨，锅炉板20万

2、吨。其代表规格为：Q235_8300027450mm的碳素板。生产所用的板坯为200mm、240mm和300mm厚的连铸坯。本设计共计算了5种厚度的产品的压下规程，分别为:8mm的碳素板、12mm的建筑板、20mm的船用板、50mm的容器板和70mm的桥梁板。关键词：宽厚板 压下规程 车间设计The New design of a wide -thick plate workshopwith annual capacity of 1.35 million tonAbstract：Plate mill is the main rolling mill industry, and ownershi

3、p of its equipment level is the level of a countrys iron and steel industry an important symbol. Therefore, the thick steel plate is essential for national economic development, steel varieties, countries attach great importance to plate production.This paper mainly introduces the basic process of a

4、 wide heavy plate workshop with annual capacity of 1.58 million ton. The deviation of product,the process,the main parameter of the mill, the calculations of parameter and the selection of main aided equipment. The layout figure of the workshop and main technology and economy index are showed in thi

5、s paper. Main products and their output: Carbon is unnatural 0.48million ton, the boat uses 0.200million ton of board , bridge board builds 0.20million ton of board , 0.20 million ton of container board , 0.30 million ton of boiler plate 0.20million ton. The person represents specification By : Q235

6、_8300027400mm carbon board. The thickness producing the what be used slab is 200 mm , 240 mms and 300 mm are including the casting blank . Design that directive rules , difference having calculated 5 kinds thickness products pressing down on together are originally: 8 mm carbon board , 12 mm buildin

7、g board, 20mm boats use board , 50 mm container board and 70 mm bridges board.Key words: Wide-thick plate Rolling schedule The design of Workshop概 述61 产品大纲与金属平衡91.1 产品大纲91.2 金属平衡102 设计方案112.1轧机型式112.1.1二辊可逆式轧机112.12三辊劳特式轧机112.1.3四辊可逆式轧机122.1.4万能式轧机122.2轧机布置132.3主要辅助设备型式132.3.1加热炉132.3.2矫直机142.3.3冷床1

8、52.3.4剪切机162.3.5热处理设备162.4车间自动化装置162.4.1四辊轧机电动（APC）和液压（AGC）172.4.2在线检测设施172.4.3计算机控制182.5工艺布置方案183生产工艺流程及工艺制度223.1工艺流程图223.2工艺流程简述223.3工艺制度243.3.1板坯准备制度243.3.2加热制度263.3.3轧制制度273.3.4精整制度274 车间工作制度及年工作小时294.1 工作制度294.2 年工作时间295.轧机主要参数的确定和生产能力计算315.1 轧机允许轧制压力的确定315.2 轧辊主要参数的确定315.2.1轧辊材质及轧辊轴承的确定315.2.2

9、工作辊辊身长度的确定315.2.3工作辊直径的确定315.2.4支撑辊直径的确定325.2.5支撑辊辊身长度的确定325.2.6工作辊辊颈尺寸的确定325.2.7支撑辊辊颈尺寸的确定335.3 轧机允许轧制力矩的确定335.4 轧制速度和主电机主要参数的确定345.4.1轧制速度的确定345.4.2主电机型式的选择345.4.3主电机额定转速nH的确定345.4.4主电机额定功率PH的确定345.5压下规程设计365.5.1制定轧制制度的原则和要求365.5.2制定压下规程的方法和步骤365.5.3 压下规程375.6 轧机强度校核445.7电机校核465.7.1电机传动轧辊所需力矩的计算46

10、5.7.2轧制力矩475.7.3摩擦力矩475.7.4空转力矩485.7.5动力矩485.7.6电机发热校核485.7.7电机过载校核496轧机及辅助设备生产能力的计算526.1轧机生产能力计算526.2加热炉主要参数确定及生产能力计算526.2.1加热炉宽度的确定526.2.2加热炉长度的确定536.2.3加热炉生产能力计算546.2.4轧机负荷率556.3矫直机主要技术参数及生产能力计算566.3.1矫直机主要技术参数确定566.3.2矫直机生产能力及负荷率计算576.4冷床主要参数及生产能力计算586.4.1冷床宽度的确定586.4.2 冷床长度的确定586.4.3冷床生产能力计算596

11、.5剪切机主要参数确定及生产能力计算606.5.1剪切机主要参数确定606.5.2火焰切割机主要参数确定626.5.3剪切机生产负荷率计算626.6 热处理炉主要参数确定及生产能力计算636.6.1 热处理炉主要参数的确定636.6.2热处理炉生产能力的计算647车间平面布置与起重运输647.1原料库面积计算647.2中间仓库面积计算657.2.1成品库面积计算657.2.2车间组成及厂房面积657.3起重运输667.4吊车667.5辊道678. 主要经济技术指标67致 谢69参 考 文 献70附录A 压下规程程序71附录 B 翻译： Mo对Nb-Mo合金钢动态再结晶的影响81概 述中厚板主要

12、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，其品种繁多，使用温度区域较广(200600)，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)。因此，中厚钢板是国民经济发展不可缺少的钢材品种，各国对中厚板生产都很重视。世界发达国家中厚板的需求量占钢材总量的14%16%，我国目前中厚板的生产量占钢材总量11%13.4%。中厚板轧机是轧钢行业中的主力轧机，其装备水平及拥有量是一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。一、国内外中厚板生产技术发展概况（一）国内中厚板生产技术的发展近几年来，国内外中厚板生产技术均有了长足的进步。国内中厚板生产技术的进步主要体现在:(1) 连铸

13、板坯迅速增加，厚板连铸比已占绝对优势，钢锭与初轧板坯被淘汰，且钢的纯净度大大提高，钢材表面质量光洁，清理量很少；(2) 加热炉采用了步进梁式，并使用出钢机，实现了热装热送操作，使热装率40%；(3) 轧机加大，刚度增加，主传动容量扩大，适应了控轧与板形控制的要求，并完善了HAGC装置和板形控制装置，成材率显著提高；(4) 已普遍采用快冷装置，并与TMCP相结合，已成为一项必需的设备；(5) 采用附设立辊轧机的生产厂家越来越多，该轧机在平面板形控制过程中可减少切边量；(6) 实行控轧控冷，使热矫直机能力加强，并采用组合式矫直机，使矫直范围扩大；(7) 冷床采用步进格板式和辊盘式，使钢板下表面划伤

14、减少；(8) 已开始积极采纳超声波探伤法检查钢板内部缺陷；(9) 采用剪切线用滚切式双边剪和定尺剪,不但剪切质量好，且生产率高，满足了轧机能力的要求；(10) 成品钢板的喷字、打印、贴标等工作已取消了人工操作；(11) 取样与废边收集、钢板检验及成品仓库管理等均纳入了自动化系统。从上述分析可见，国内外中厚板生产技术正逐年完善，且有很大的进步。目前，我国中厚板轧机仍处于结构调整中，有的生产厂正在进行改造，有的在完善后部精整工序，有的准备淘汰。另外,我国在大力发展以生产中厚板为主、一直纵轧到底的单炉卷轧机，准备新建3套，新增中厚板产能约达300万吨，还在筹建35005500mm轧机6套，这势必使国

15、内中厚板市场竞争更加激烈。（二）国外中厚板生产技术的发展国外中厚板生产技术的发展与国内相比，还采用了以下先进技术:(1) 采用板坯去毛刺机，保证了板坯质量；(2) 采用去磁机，保证了低温用钢板性能；(3) 采用在线磨辊，减少了换辊次数；(4) 增加高压水压力，提高了铁皮清除能力；(5) 为满足用户的一些特殊需要, 增添了锥形、梯形、圆形、差厚、差宽、防挠及带肋等异形板生产；(6) 整个车间的检测手段齐全，为实现自动化生产奠定了基础。目前，国外中厚板生产和轧机建设已进入一个稳定时期，新建轧机廖廖可数，产量则有减无增，但品种增多，质量提高，成本下降，自动化程度越来越高。二、对中厚板技术改造和发展的

16、建议（一） 加热建议对现有加热炉普遍进行蓄热式节能改造，有条件的厂家可改为步进式，提高加热质量和能力。推广热送热装工艺，尽量提高装炉温度。同时，也要做好不同的热装温度对钢板性能和表面质量影响的研究。（二） 轧机线有条件的厂家应将三辊劳特轧机改为四辊轧机。济钢中板厂在2004年完成三辊粗轧机更换为四辊轧机的改造。新上现代化轧机要考虑控轧工艺和开发产品的需要，选用高性能、高刚度轧机。主电机容量也要大一些。厚度精度和板形控制要吸收国外成熟的经验，可选用弯辊、WRS、PC或CVC等型式。采用MAS或TFP等轧制法，配置AGC和近距离射线测厚反馈系统等，以提高钢板精度和成材率。老轧机改造要考虑安装AGC

17、和尽量完善测温、测厚、测宽等装置，实现过程自动化。新建厂要充分考虑TMCP装置，或者轧后直接淬火和回火装置;老厂改造要结合现有轧机装备情况和开发的品种确定冷却装置。轧制线可考虑上立辊和自动宽度控制装置(AWC)、测温、测压、测厚、测平直度等检测装置，也可考虑设置测旁弯用仪表和目前正在开发的在线钢板表面缺陷检测系统。（三）精整线矫直机的设计要充分考虑控轧控冷和生产高强度钢板和薄规格板的需要，选用适合高屈服强度钢板的高刚度和矫直范围较大的矫直机，实现一次性矫直。考虑到薄规格冷板的补充矫直，可上冷矫直机；对厚板轧机还要上压力矫直机。新建厂要充分考虑生产厚规格钢板和超产时冷床的冷却能力，设计大面积冷床

18、，国内冷床的面积普遍不够。根据钢板的厚度选用盘辊、步进或载链式冷床。盘辊式冷床，造价相对较低。若受条件限制不能增加冷床面积，也可设计大风机或采取其他降温措施，保证钢板温度50mm）产品进入火焰切割区进行切割（火焰切割区设有六台火焰切割机）。在加热炉、轧机、矫直机、剪切机旁分别设有测温、测宽、测厚、测长等自动化仪表装置。全厂采用四级计算机控制系统。1 产品大纲与金属平衡1.1 产品大纲设计年产量：158万吨产品规格：61501200350032000mm钢种：碳素板、容器板、船用板、锅炉板、建筑板、桥梁板原料：200mm、240mm厚的连铸坯；300mm厚煅坯最大单重：8.99吨 产品方案见表1

19、-1、表1-2表1-1 按钢种分类的产品大纲品种名称代表钢号执行标准年产量/104t百分比/%容器板16MnR,20R,15MnR GB66543018.98碳素板Q235ADGB/T7004830.38船用板AD,A32,A36,D36GB7122012.66桥梁板Q235qQ420qGB/T7142012.66锅炉板20g,12Mng,16Mng,19MngGB7132012.66建筑板Q235GJ，Q345GJYB41042012.66合计158100表1-2 按厚度分类的产品大纲厚 度品 种610/mm1216/mm1824/mm2660/mm62150/mm合计年产量/104t比例/

20、%容器板10431033018.98碳素板106161064830.38建筑板643522012.66船用板432652012.66桥梁板424282012.66锅炉板612472012.66合计年产量/104t4020303731158比例/%29.638.8920.0023.7017.781001.2 金属平衡金属平衡表见1-3表1-3 金属平衡表品种原料成品金属消耗重量/104t比例/%重量/104t成材率/%烧损切损轧废数量/104t比例/%数量/104t比例/%数量/104t比例/%容器板31.2519.0730960.511.70.541.80.150.5碳素板49.4830.20

21、48970.481.00.7681.60.1920.4建筑板20.8312.7120960.361.80.341.70.100.5船用板20.8312.7120960.381.90.321.60.100.5桥梁板20.6212.5920970.221.10.261.30.120.6锅炉板20.8312.7120960.402.00.301.50.100.5合计163.8410015896.442.351.432.5281.540.7620.472 设计方案设计方案主要包括轧机型式与布置、主要辅助设备型式、车间自动化及工艺布置方案。2.1轧机型式用于生产中厚板的轧机有以下四种：二辊可逆式轧机、三

22、辊劳特式轧机、四辊可逆式轧机和万能式轧机。2.1.1二辊可逆式轧机二辊可逆式轧机现在多用直流电机驱动，采用可逆调速轧制，利用上辊进行压下量调整，得到每道次的压下量。优点：a、可以低速咬钢、高速轧钢；b、具有咬入角大，压下量大，产量高的优点；c、投资少，机械设备简单；d、上辊抬起高度大，轧件重量不受限制，原料适应性强，既可轧制钢锭，也可轧制钢坯。缺点：二辊轧机的辊系刚度较差，钢板厚度公差大。故一般只适用于生产厚规格的钢板，而更多的是用作双机布置中的粗轧机座。2.12三辊劳特式轧机三辊劳特式轧机专门用于中厚板生产。这类轧机是由上下两个大直径辊和中间一个小直径辊所组成，上下辊由交流电机经减速机、齿轮

23、座带动，为主动辊；而中辊可沉降，为从动辊，靠上下辊摩擦带动。轧制过程由轧机的两个动作完成的，利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制，无需轧辊正反转：利用上辊进行压下量调整，得到每道次的压下量。优点：a、采用交流电动机传动，造价低；b、中辊直径小，显著降低轧制力和消耗，钢板延展更容易；c、建厂快，轧机辊系刚度比二辊可逆式大，因而生产的钢板精度也高些。缺点：a、该类轧机由于中辊直径小，从动，轧制速度不能调节，因而咬入能力较弱；b、采用角轧法轧制，不利于板型控制；c、轧机前后装有升降台，限制原料重量，不适轧制厚钢板，成材率低；d、轧机辊系的刚度还不够大，厚度偏差大，因此产品的产量和质量都不能满足工业

24、发展的需要，现已大部分被淘汰。2.1.3四辊可逆式轧机四辊可逆式轧机是由一对小直径工作辊和一对大直径支撑辊组成，由直流电机驱动工作辊。优点：a、它具有二辊可逆轧机生产灵活的优点；b、支撑辊使轧机辊系的刚度增大，产品精度高，轧制规格范围广，有利于轧制薄而宽的中厚板；c、因为工作辊直径小，使得在相同轧制压力下能有更大的压下量，提高了产量，因此生产能力大。缺点：采用大功率直流电机，轧机设备复杂，和二辊可逆式轧机相比如果轧机开口度相同，四辊可逆式轧机将要有更高的厂房，这些都增大了投资。这种轧机生产的钢板质量好，目前已成为中厚板生产的只要机型，故本设计的生产车间中粗轧、精轧均选用此机型。2.1.4万能式

25、轧机万能式轧机是一种在四辊（或二辊）可逆轧机的一侧或两侧带有立辊的轧机。万能轧机是用来生产齐边钢板，以提高成材率的。但实践证明立辊轧边只在宽厚比(B/H)小于6070才能起作用，而当B/H大于70时应用立辊轧边很容易产生纵向弯曲，不仅起不到齐边作用反而使操作复杂，容易造成事故。并且立辊与水平辊要实现同步运行还会增加电器设备和操作的复杂性。现已淘汰。但近来又在积极进行开发研究，在轧机上安装防弯辊和狗骨辊以达到防弯控弯的目的。在板形控制方面，PC轧机因其板形控制能力强，辊形简单等优点而被广泛应用，但投资大、需要止推装置，一般只用与精轧机上。综合考虑各种因素，本设计粗轧机组采用普通四辊可逆式轧机，精

26、轧机组采用配有液压AGC系统和弯辊装置的四辊可逆式PC轧机。32.2轧机布置中厚板轧机的布置主要有单机架、双机架和半连续或连续三种形式。1、单机架优点：a、轧制线较短，故轧制有较大的灵活性；b、单机座布置透投资低，适用于对产量要求不高，对产品尺寸精度要求相对比较宽，而增加轧机后投资相差又比较大的宽厚钢板生产。缺点：投资费用较少，但单位投资较高，产品质量差，产品精度要求低，轧辊寿命短。2、双机架特点：初轧和精轧两阶段的任务和工艺分别由两架轧机完成。优点：a、板形好，轧制精度高，表面质量高；b、产量高，轧制规格范围广；c、延长了轧辊使用寿命，减少了换辊次数。缺点：工艺线长，投资费用较高，但单位投资

27、较低。3、半连续或连续优点：粗轧部分由于轧机布置灵活，可以满足生产多品种钢板的需要；缺点：a、精轧机部分的作业率就低了，生产中厚板宽度不能太大；b、轧较厚板时会出现温降较慢，终轧温度较高，对后部冷却、卷取系统要求高；c、各向异性明显，生产钢的级别受限制。选用双机架时可把粗轧与精轧分在两个机架上进行。前者可采用较大的压下量、较低的速度、光洁度较低的辊面、较低的辊缝精度和较大的力矩；后者可采用较小的压下量、较高的速度、光洁度较高的辊面、较高的辊缝精度和较小的力矩；同时，可在两机架间进行最佳道次分配。综合考虑各方面因素，本设计采用双机架布置形式。2.3主要辅助设备型式2.3.1加热炉现代中厚板车间采

28、用的加热炉主要是有推钢式，步进式和室式炉。1、推钢式加热炉缺点：a）在推钢式炉内，不便加热大板坯；b）加热炉长度受推送比的限制，有时会产生拱料、粘连现象，甚至会划伤坯料的下表面；c）烧损严重，易于翻炉，氧化铁皮占钢坯总重的11.5%，板坯尺寸和炉子长度也受限制，而且排空困难，劳动条件差。目前新建宽厚板车间几乎不再采用推钢式加热炉。2、步进式炉在各方面表现出优越性而被广泛采用。与通常的推钢式加热炉相比，其特点如下：a) 钢料是通过步进机构送入炉内而不是推钢机，因而钢料的表面不会被划伤；b) 因滑轨的冷却作用，引起的黑印影响轧件尺寸的精度，而推钢式炉更严重；c) 可以尽可能加大炉子长度而不受推钢比

29、的影响，以适应大规模生产；d) 可调整钢料之间的距离，以适应加热炉产量的变化，便于加热两种加热要求的板坯；e) 可将炉内钢料全部退出炉外，检修时，烧损小，维护容易；f) 加热钢料的形状一般可不受限制；g) 加热速度快，温度均匀，操作灵活，烧损少；h) 而且可以准确计算和控制加热时间，便于实现过程的自动化。综合考虑各种因素，本设计采用全辐射八段步进梁式连续加热炉。2.3.2矫直机中厚板的矫直设备可大致分为辊式矫直机和压力矫直机。1）多辊矫直机按有无支撑辊可分为二重式矫直机与四重式矫直机；按安装位置可分为在线与离线矫直机。热矫直是使板形平直不可缺少的工序。热矫直一般布置在精轧机后、冷床前，它是矫直

30、热钢板的。冷矫直机在精整工序，矫直冷钢板。热处理矫直机通常设在热处理炉的出口侧，矫直经过热处理的钢板。目前现代化中厚板厂为了满足高生产率和高质量的要求都安装一台四辊式热矫直机。辊式矫直机从形式上可分二重式和四重式；从矫直辊数量分有七辊式、九辊式、十一辊式和十三辊式等，辊数越多，钢板矫直效果越好，但也越庞大，矫直机辊数多为9辊或11辊。矫直终了温度一般在600750。2）辊式矫直机采用大变形量方案和小变形量方案结合的矫直工艺，矫直厚度范围在100mm以内，生产率高，矫直效果好，但设备结构、传动方式复杂。为了矫直特厚钢板和对由于冷却不均匀等原因产生的局部变形进行补充矫直，在中厚板厂还没有压力矫直机

31、，可以矫直厚度达300mm的钢板，矫直压力540MN。.其结构简单，但生产率较低，矫直道次多。综合考虑各方面因素，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。2.3.3冷床冷床的结构形式主要有滑轨式、运载链式、辊式、步进式及离线式五种结构形式。1、 滑轨式冷床由具有一定距离的钢轨和带有拨爪的拉钢机组成。1） 特点：设备简单、造价低。2）缺点：易划伤钢板下表面，冷却不均匀，冷却效率和面积使用率低，现已不再采用。2、 运载链式冷床在滑轨式冷床基础上改革而成。1） 优点：钢板下表面与运载链接触，并保持相对静止，则下表面没有滑伤危险2） 缺点：链条容易发生故障和磨损，而且

32、在生产窄规格产品时利用率低。3、 辊式冷床：小辊式，全辊式1） 小辊是被动的，只起撑托钢板作用，改滑动为滚动摩擦，减轻下表面划伤；2） 全辊式冷床个辊子都是主动同步转动，顺作业线布置，辊呈圆盘状并相互交错布置。4、 步进式冷床1） 优点：a 适用的板厚范围较大，钢板冷却均匀，冷却速度快，下表面不会划伤，充满率高；b 冷床的冷却面积对各种不同宽度的钢板均能适合；c 冷床平面平直，冷却后瓢曲很小；d 空气流通好，钢板冷却快；e 钢板在步进式板上的时间和固定搁板上的时间是相同的，故冷却均匀；f 钢板可向前运动，也可向后运动，便于生产操作和调整。2） 缺点：设备重，建设费用高。综合考虑各方面因素，本设

33、计采用步进式冷床。2.3.4剪切机中厚板车间剪切机主要有横切剪、切边剪和剖分剪。按刀片形状及钢板情况，在中厚板生产中常用的剪切机有：斜刃片式剪切机、圆盘式剪切机、滚切式剪切机三种基本类型。1）横切剪分为切头剪与定尺剪，切头剪为粗切，不需定尺装置。而定尺剪必须带有定尺装置，且剪切质量要求较高。横切剪有铡刀式、摆动式与滚切式，以滚切式较先进，最厚可切50mm。2）切边剪有圆盘剪、铡刀剪与双边剪。圆盘剪对于剪切较薄规格的钢板来说非常经济且生产率高，剪切质量好，但最厚只切25mm。铡刀剪是最老的型式，现已很少采用。双边剪有摆动式、滚切式、铡刀式，滚切式最厚可切50mm。3）剖分剪有圆盘剪与上切式剪。圆

34、盘剪最厚只切25mm，上切式剪可切至50mm。综合考虑以上因素，本设计采用滚切式切头剪、定尺剪和双边剪，上切式剖分剪。2.3.5热处理设备1、中厚板热处理炉按运送方式分，有辊底式、步进式、等二种。按加热方式分，有直焰式和无氧化式两种。1）辊底式炉可用于钢板的正火、调质、淬火及回火等热处理。这种炉子产量和机械化、自动化程度高，得到广泛应用。辐射管加热的无氧化辊底式炉可对钢板进行常化，淬火并兼作回火处理。处理后钢板无氧化，表面质量好，温度均匀，处理钢板厚可达200mm，宽可达5400mm，长可达26m。2）步进式炉主要优点是：没有黑印和划伤，但投资大、维护要求高。主要用于特厚钢板回火兼作常化处理，

35、其加热效率和钢板温度均匀性比辊底式炉差，目前使用较少。2、淬火处理用的淬火机有压力式和辊式之分，淬火用介质有水和油两种。1）压力淬火机淬火不均匀，钢板易产生瓢曲，现已很少采用。2）辊式淬火机冷却速率均匀，钢板板形较好，且需热处理钢板的长度不受淬火装置的限制。综合分析以上方面，本设计采用辐射管加热无氧化辊底式炉和辊式淬火机。2.4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。8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

36、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：a) 四辊粗轧机采用辊缝自动设定（APC），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。b) 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。c) 轧线上配以完善的检测设。d) 水、电、燃油等能源动力方面必要的自动计量装置。2.4.1四辊轧机电动（APC）和液压（AGC）电动（APC）和液压（AGC）设施的使用，主要为进行从原料到成品的合理轧制，提高轧机的压下精确性和灵敏性，减少成品钢板最终厚度偏差，提高成品厚度精度，减少同板

37、差及改善成品板形（减少镰刀弯），提高成材率等。计算机控制的电动（APC）和液压（AGC）应具有以下功能：a) 轧制规程的在线设定及在线计算。b) 安全保护（过负荷与过行程等）。c) 机架刚度、轧辊偏心度及支撑辊轴承油膜变化的补偿。d) 道次间辊缝给定精度的自动修正。e) 轧辊辊缝位置的设定及自动控制（APC）。f) 钢板厚度（纵轧后阶段）自动控制（AGC）。g) 轧辊的自动调零。h) 人机对话及报表。2.4.2在线检测设施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

38、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) 测温计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。4) 测宽仪用于轧件宽度的测量，位于四辊轧机后，光电双镜式，测宽范围1000-4200，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。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）装置设置在定

39、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，因此使投资费用增加。2.4.3计算机控制本宽厚板车间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。现简要说明工艺控制。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

40、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。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（EMD）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

41、现异常可改变作业指示5）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。2.5工艺布置方案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71023。其原则有：101) 应满足生产工艺的要求，使生产流线合理；2) 保证操作方便，安全生产和工人的健康；3) 使人行道与工作线平行，避免金属（原料与成品）流线与

42、金属废料流线以及其他材料的运输线的相互交叉；4) 既有利于生产，又使占地面积小，运输线最短，以求缩短周期，提高生产率和单位面积产量；5) 考虑将来的发展，要留有余地。本设计在确定本车间平面布置方案时，考虑了方案一和方案二，分别见图21和图22。方案一：采用一字形布置，此方案金属流线合理，能满足生产工艺要求，但这种方案使车间过长，建设投资大，不经济，一般不在新建。方案二：采用丁字形布置，此方案可减少车间长度和面积，节省投资，且金属流线比较合理，可满足生产工艺的要求。比较这两个方案可得，方案二精整线更合理、布置更科学，故选择方案二。图2-1 车间平面布置方案1图2-2 车间平面布置方案23生产工艺

43、流程及工艺制度 3.1工艺流程图宽厚板生产工艺流程如图3-1所示。3.2工艺流程简述批料准备：选择合理的原料种类、形状、尺寸及表面清理,为中厚板生产提供合格的坯料，除特厚板用钢锭外，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本厂板坯库。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

44、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11001200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

45、温度不低于800850。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。 板厚50mm 板厚50mm 图3-1宽厚板生产工艺流程成品毛坯经精轧机后输出辊道上的层流冷却系统冷却后，送入十一辊热矫直机进行矫直，终矫温度600。出矫直机后，进入冷床进行冷却。当钢板冷至100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

46、行切边，然后用切头剪进行切头、取样；对于成品宽度在2000mm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，

47、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。3.3工艺制度3.3.1板坯准备制度a) 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3-1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3-1 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

48、）公差51530长坯40，短坯20长坯40，短坯20b) 板坯堆垛：验收合格的板坯按下表3-2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。c) 板坯热装要求：HCR坯目标温度平均600；DHCR坯目标温度平均800。d) 板坯装炉规定：包括上料检查和装炉顺序等方面。表3-2 板坯堆放标准项目垛高垛间距离每垛堆放块数参数Max3050 mm1350 mmMax10块1) 坯料上料检查A 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；B检查项目： 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

49、坯号对照，三者必须一致。 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。 重量板坯称量机的实测重量与输入连铸机测计算机理论重量之差不得超过20，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。 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。2) 板坯上料顺序单排料：按1-2-3-1-2-3炉号顺序循环装入。双排料：按1-1-2-2-3-3-1-1炉号顺序循环装入。炉列规定：双排料板坯库侧炉列为1，轧机侧炉列为2。单排料轧机侧炉列为1。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

50、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。3.3.2加热制度1、加热的目的：提高钢的塑性，降低变形抗力，改善金属内部组织和性能，便于轧制加工，由于高温加强扩散而得到改善。加热均匀的钢轧制时不仅可以减少设备和操作事故，而且可以获得端面尺寸精确的钢板。2、加热制度：包括加热温度、加热时间和加热速度。1）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。碳素钢最高加热温度低于固相线100150。2）确定加热速度的依据金属的导热性。钢加热时单位

51、时间内温度的变化叫做钢的加热速度。普通碳素钢和低合金钢由于有良好的导热性，故可以在较低的温度下，加快加热速度。高碳钢和合金钢由于其导热性差，急速加热会因内外温差而产生较大的热应力，使钢产生裂纹或断裂，因此这种钢在加热初期，必须控制加热速度而且不宜过快。因此，对不同的钢种，其加热温度也不同。3）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： (式3-1)式中：加热

52、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。坯料厚度，cm。3.3.3轧制制度a) 除鳞除鳞的目的是除去钢坯表面的炉生和次生氧化铁皮，以避免压入钢 板表面产生缺陷。它是保证钢板质量的关键措施。b) 轧制阶段中厚板的轧制过程分为粗轧和精轧两个阶段。1) 粗轧阶段的主要任务是将板坯进行大压缩延伸使其展宽到精轧所需宽度。通常，成品厚度小于25mm时，切边余量为80120mm；成品厚度大于25mm时，切边余量为60100mm。2) 精轧的主要任务是轧长和保证钢板的厚度，并控制板形、性能和表面质量。c) 压下制

53、度压下制度见5.5节。3.3.4精整制度 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。a) 矫直矫直的目的是使钢板板形平直。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550650。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

54、流冷却系统来控制钢板的矫直温度。4) 此外，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。5) 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3-3。表3-3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51000.82.01.05.0九辊冷矫机5350.61.51.03.0b) 冷却冷却分管层流冷却和步进梁式冷床冷却。1）层流冷却的作用是控制钢板进入热矫机的温度，提高钢板的强度且韧性不降低，降低碳当量从而改善钢板的可焊接性等。2）冷床的作用是将矫直均匀的钢板迅速均匀的冷却到200150以下，并控制钢板的组织性能。c) 剪切双边剪和剖分剪

55、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。d) 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

56、板厚度不小于允许的最小厚度，缺陷不得焊补和填补。e) 钢板收集和堆放钢板的收集和堆放应遵循以下原则：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。f) 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）钢板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。一般辊子摆动角度为180540。4 车间工作制度及年工作小时4.1 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27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。4.2 年工作时间（1）计划检修时间的确定