新建158万吨宽厚板车间设计

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 6150X 12003500X 32000mm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

2、万吨，锅炉板20万吨。其代表规格为：Q235_8X 3000X 27450mm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:8 mm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。关键词曽宽厚板 压下规程 车间设计关键词：宽厚板 压下规程 车间设计The New design of a wide -thick pl ate worksho pwith annual cap acity of 1.35 million tonAbstract:Plate mill is the mai

3、 n rolli ng mill in dustry, and own ersh ip of its equipment level is the level of a coun try's iron and steel in dustry an imp orta nt symbol. Therefore, the thick steel pl ate is esse ntial for n ati onal econo mic devel opment, steel varieties, coun tries attach great imp orta nee to pl ate p

4、 roducti on.This paper mai niy in troduces the basic p rocess of a wide heavy plate worksh op 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 t

5、he worksh op and main tech no logy and economy in dex are showed in this paper.Main p roducts and their out put: Carbon is unn atural 0.48milli on ton, the boat uses 0.200million ton of board , bridge board builds 0.20millio n ton of board , 0.20 millio n ton of container board , 0. 30 milli on ton

6、of boiler pl ate 0. 20milli on ton. The person rep rese nts sp ecification By : Q235_8X 3000 x 27400mm carbon board. The thick ness p roduci ng the what be used slab is200 mm , 240 mms and 300 mm are in clud ing the casting blank . Design that directive rules , differenee having calculated 5 kinds t

7、hick ness p roducts p ress ing dow n on together are origi nally:8 mm carb on board , 12 mm buildi ng board, 20mm boats use board , 50 mm container board and 70 mm bridges board.1Keywords: Wide-thick plate Rolling schedule The design ofWorkshopKey words: Wide-thick p late Rolli ng schedule The desig

8、 nofWorksh op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13 2.3.2矫直机14 2.3.3 冷床 15 2.3.4剪切机16 2.3.5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在线检测设施仃2.4.3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

9、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2733.3.4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31 5.1轧机允许轧制压力的确定31 5.2轧辊主要参数的确定315.2.1轧辊材质及轧辊轴承的确定31 5.2.2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

10、定 345.4.1轧制速度的确定345.4.2主电机型式的选择34 543主电机额定转速nH的确定 34 544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36 5.5.2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 465.7.2轧制力矩475.7.3摩擦力矩475.7.4空转力矩485.7.5动力矩48 5.7.6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.

11、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 58#641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596.5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63661热处理炉主要参数的确定636.6.2热处理炉生产能力

12、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 817中厚板主要用于船舰、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械及国防建设 等方面，其品种繁多，使用温度区域较广（200600C），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

13、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%r13.4%。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；率 >40%（3）并完善了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 轧机加大，刚度增加，主传动容量扩大，

14、适应了控轧与板形控制的要求,HAG（装置和板形控制装置，成材率显著提高；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；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；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（6）围扩大；冷床采用步进格板式和辊盘式，使钢板下表面划伤减少;(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

15、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)(2)(3)(4)(5)采用板坯去毛刺机，保证了板坯质量； 采用去磁机，保证了低温用钢板性能； 采用在线磨辊，减少了换辊次数； 增加高压水

16、压力，提高了铁皮清除能力； 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。一、对中厚板技术改造和发展的建议(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

17、。 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和近距离丫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TMCPI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

18、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，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V150C ,不在蓝脆温度剪切。关于剪切线，有

19、条件的厂家纵剪要考虑将铡刀式改为滚切式双边剪机；受资金、场地限制和规格相对较小的中板厂也可以改为圆盘剪，横剪也要改为滚切式。 新上现代化宽厚板轧机应考虑剖分剪与双边剪等的组合方式，钢板形状识别和平直度检测装置，以及超声波探伤和自动喷印打印装置。对于大于40mm或50mm钢 板还要安装火焰切割机；用电磁吊或吸盘收集钢板以及板库定位管理系统等，整个精整线要满足轧机最大产量的要求。（四）热处理根据开发的品种选择热处理炉。要尽量采用步进梁式或无氧化热处理炉。 尽 量布置在精整线的尾部或侧偏跨，便于钢板的运输和处理。（五）产品质量除对中厚板生产线进行改造完善外，板坯质量是不可忽视的一个重要因素。 目前具

20、有炉外精炼工艺的厂家仅占1215%能把磷、硫含量控制在双零以下的占 8%济钢新投产的120t转炉，配有KR铁水预处理、LF炉和VD炉、直接热送给中厚板厂，既提高了冶炼质量，又节约了能源，并为提高钢板产量和成材率、开 发新产品创造了条件。有条件的钢铁厂要抓紧对炼钢厂进行技术改造， 增加精炼等措施。新建中厚 板厂和新建炼钢厂应统筹考虑，采取近接布置，实现钢坯直接热送。三、本设计概述新中国成立以来，特别是改革开放以后，随着我国经济的飞速发展，我国钢 铁业得到快速发展，取得了令人瞩目的成就。 1996年钢产量超过一亿吨，2010 年钢产量超过6亿吨，从而使我国钢产量又迈上了一个新台阶。鉴于我国中厚板生

21、产的现状及需求，新建一套生产158万吨具有世界先进水平的宽厚板轧机是非常必要的。本设计依据安徽工业大学材料成型及控制工程专业毕业设计任务书进行的。 设计年产量158万吨，产品规格6150X 12003500X 32000mm,钢种为普碳板、 低合金板和专用板等。本设计中，原料全部采用连铸坯，车间建有二座 400t/h全辐射八段步进梁式 连续加热炉、四座保温坑，采用热装热送方式进行生产，车间采用双机架布置方 式，粗轧机和精轧机都采用四辊可逆式轧机，粗轧机前设有20MPa高压水除鳞测宽、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。装置；精轧机后设有层流冷却装置，进行强制冷却；矫直机采用

22、十一辊热矫直机； 冷床采用步进格栅式冷床，并有强制通风冷却系统；剪切机前，本车间设有表面 检查和多通道自动超声波在线探伤装置。 本车间设有薄、厚规格两条剪切：薄规 格（W 50mm）剪切线有一台切头剪、双边剪、剖分剪、定尺剪以及自动打印机 和产品收集台架组成；厚规格（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、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：6150X 12003500X 32000mm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

23、厚煅坯 最大单重：8.99吨产品方案见表1-1、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16Mn R,20R,15 MnRGB66543018.98碳素板Q235A DGB/T7004830.38船用板A D,A32,A36,D36GB7122012.66桥梁板Q235q Q420qGB/T7142012.66锅炉板20g,12 Mn g,16 Mn g,19 MngGB7132012.66建筑板Q235GJ Q345GJYB41042012.66合计158100表1-2按厚度分类的产品大纲品厚度种610/mm12 16/mm18 24/mm

24、26 60/mm62150/mm合计年产 量/104t比例/%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

25、.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

26、.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

27、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

28、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

29、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

30、、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。2.2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

31、，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

32、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231加热炉现代中厚板车间采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

33、轨的冷却作用，弓I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。232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

34、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 600750C。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

35、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，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。233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

36、。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

37、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，本设计采用步进式冷床 。234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。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

38、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3）剖分剪有圆盘剪与上切式剪。圆盘剪最厚只切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54

39、00mm，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，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

40、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：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。241四辊轧机电动（APC和液压（AGC电动（APC）和液压（AGC）设施的使

41、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)b)c)d)e)f)g)h)轧制规程的在线设定及在线计算。安全保护（过负荷与过行程等）。机架刚度、轧辊偏心度及支撑辊轴承油膜变化的补偿。道次间辊缝给定精度的自动修正。轧辊辊缝位置的设定及自动控制（AP C）0 钢板厚度（纵轧后阶段）自动控制（AGC）0 轧辊的自动调零。人机对话及报表。242在线检测设施1）冷热金属探测器一一用于检测冷态和热态金属的位置，控制有关设

42、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）测压仪一一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）测温计一一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）测宽仪一一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伽，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）测厚仪一一用于四辊

43、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）装置一一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，因此使投资 费用增加。243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）板坯库计算机控制一一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

44、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）加热炉的跟踪控制一一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）轧制线的跟踪控制一一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）精整线的跟踪控制一一钢板在精整线

45、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，如发现异常可改变作业指示根据产品替5）成品库的管理一一成品库的管理是依靠生产控制计算机的联机数据库， 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、 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工艺布置方案平面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。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

46、从实际出发求得最大合理的布置 71023。其原则有：四1）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2 1 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

47、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。37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：(

48、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。使板坯库吊车以根据生产计划的要求，计算机对选用板坯进行最佳化处理， 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11001200C

49、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 800850C。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。锻坯冷板坯髙温板坯边角加热翻®除磷b加热粗轧层流冷吿卩热矫收集入库i切头尾、定尺JF切边，剖井检查、打印超声波探伤入库1改尺勇J检查，打Eb收集Jb娇直J1熱处理J1冷却板厚50mm收集入庫山火焰切割IZ板厚50mm超声浪

50、探伤检查，打印图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600C。出矫直机后，进入冷床进行冷却。当钢板冷至 100 °C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。然后由定尺剪根据产品规格进行定 再用吊车吊到成品库堆放，其试样 检验后机械性能不合格以及按交货 超声波探伤不合格的钢板钢板经在线超声波探伤后，送至双边剪进行切边，

51、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。 尺剪切。再经打印机打印后送至垛板机成垛， 检验合格的钢板装车发货，用汽车运出车间；条件要进行热处理的钢板送往热处理车间进行热处理， 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

52、；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331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）公差mm±±15±30长坯W 40短坯 20长坯W 40短坯 20b）板坯堆

53、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600C；DHCI坯目标温度平均800C。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咼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： 板坯号一一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。尺寸、形状、表面质量一一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。重量一一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 kg,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