新建年产212万吨宽厚板车间设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸PAGE7目录共页第79页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284953452710212100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40.57371.0961.08.8桥梁板27.47251.09991.01.36.01.79.0工程机械钢板23.13211.101.59.2管线钢板17.60161.1001.69.1低合金钢板45.10411.1001.89.1造船板51.82471.1031.79.3建筑板27.44251.0981.08.9合计233.132121.10090.9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45Φ1000/900×6007.32×1200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项目垛高垛间距离每垛堆放块数参数Max3050mm1350mmMax10块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(1)支撑辊辊颈直径的确定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压下速度/2515厚度坯料规格/mm成品规格/mm10-14200×1500×200013×4000×900031-59200×1800×240040×2500×8000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。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。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。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：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；确定轧制延续时间确定轧制温度计算道次的平均变形速度各道次的变形抗力计算各道的轧制压力5-4成品13×4000×9000压下规程变形速度m/s9.59.710.811.818.617.9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/s6.06.02.52.544444出口速度/rpm202020202020202020203030咬入速度/rpm202020402020404040406060压下率/%16.027.418.518.216.713.3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操作除鳞转钢精轧道次0123456789101112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。工作辊为球墨铸铁，其许用应力为=100~120MPa。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。（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。（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。=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%，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精轧机组的空转力矩为：各道次的静力矩：=++（5.36）式中，——等效力矩；——轧制时间内各段纯轧时间的总和；——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：。（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。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8760392398.979691365461.66639.5则=10040mm本设计取炉子宽度10040mm。 （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。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——————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-110～1420×1500×200013×4000×900009MnNiDR631.626360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故热处理炉的负荷率为：。致谢人：王宗昊2016年6月10号[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）.[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]HYPERLINK"/controller/servlet/Controller?CID=quickSearchCitationFormat&searchWord1={Ehlert,+Detlef}§ion1=