中厚板轧制车间设计

1.前言

建国以来到2000年前后我国厚板轧机发展比较缓慢，这一时期我国共计拥有25套中厚板轧机，其原设计能力为1600万t/a左右。鞍钢1958年投产的半连续轧板厂和武钢1968年投产的轧板厂的2800/2800mm厚板轧机，这两套厚板轧机均为原苏联设计和制造，是当时我国最大和比较完善的中厚板生产设备，设计产品规格为（4～50）×1000～2500×（4000～18000）mm。

50、60年代大炼钢铁时期和其后，我国自行设计制造了一大批2300～2800mm中厚板轧机并建于各省骨干钢铁企业中。舞阳钢铁公司1978年建成投产一套4200mm特厚板轧机，完全由国内自力更生进行设计和制造建设的。90年代初期上海浦钢、鞍钢、邯钢、首钢（秦皇岛厂）引进的4200、4300、3000、3450mm四套厚板轧机及生产线的二手设备，国内做必要改造并补齐相应配套设施而较快地建成投产。

我国到2000年前后已有的25套中厚板轧机按辊身长度划分情况如下：6套辊身长度3450～4300mm轧机；5套辊身长度2800～3000mm轧机；14套辊身长度2300～2500mm轧机。

从以上轧机分析，有14套轧机的辊身长度为2300～2500mm，从而在半个世纪以来我国所生产的宽度2000mm及以下中厚钢板占据了市场的主导地位，钢板厚度主要是5（6）～25mm。这就是至今我们习惯于把中厚板、厚板、宽厚板轧机笼统地称为中厚板轧机的原因。而现在，为了和国际接轨以统称为厚板轧机前面冠以辊身长度为宜。

在仅拥有25套厚板轧机的年代，能生产的钢板宽度到3000mm的轧机为6套，能生产板宽到4100mm的轧机仅有2套（鞍钢、舞钢）；能生产钢板厚度100mm以上的轧机有3套（鞍钢、舞钢、济钢），舞钢4200mm特厚板轧机设计最大产品厚度为250mm、试生产过最大厚度达300mm。舞钢4200mm特厚板轧机和鞍钢的4300mm厚板轧机都生产国防工业和造舰艇用的厚钢板；舞钢为三峡工程生产了船闸用95×3750×12000mm的厚钢板。

上述的25套厚板轧机经几次技术改造普遍都装备了厚度控制系统，各中厚板厂在三辊劳特式更新为四辊式轧机时普遍将轧辊长度加长了。这批厚板轧机改造后其产品品种、钢板尺寸精度、板材的性能质量等都有所扩大和提高，尤其受市场需求的拉动产量普遍提高，25套厚板轧机实际年产量超过2000万t。但是，由于受原来种种条件的限制，其技术装备水平还是不高，有些重要的新技术还难以采用，其产量、品种、规格及尺寸精度、产品质量等方面都还远不能满足国民经济各部门的发展需要和科学技术现代化的要求。这就是从2001年开始至今还在大批地建设新型现代化厚板轧机的缘故，尤其是建4100mm以上宽厚板轧机。

原有的这25套厚板轧机除个别的被拆除或淘汰之外，在下面第2节中均列入相应辊身长度级别的一览表中。鞍钢半连轧厂1996年原地进行改造时已将原来2800/1700mm半连续轧机拆除。

我国现有和在建（含计划建）的厚板轧机按轧机辊身长度3000mm以下及3000mm以上分类：(1)我国3000mm以下中厚板轧机

序号公司（工厂）名投产/改造时间轧机规格和型式设计轧机能力*1产品规格

（mm）（mm）

粗轧机精轧机（万吨/年）厚度宽度

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1鞍钢集团公司中板厂粗轧改造：2000

精轧改造：1993.92500二辊2450四辊60（120）4.5-221400-2000

2安阳钢铁集团公司中板厂2006粗轧

1996精轧2800四辊2800四辊100（150）6-401400-2440

3五矿营口中板有限责任公司2003.3粗轧

1988.12精轧2800二辊（二手）2500四辊65（120）4.5-401500-2500

4天津天盾中板厂19942400四辊2400四辊1005-251400-2000

5天津钢铁公司中板厂2500四辊（新）2500四辊（新）60（100）5-251600-2000

6济南钢铁公司中板厂2005.2粗轧更新

1989精轧2500四辊2500四辊65（100）5-251400-2000

7海第一钢铁公司中板厂19722300二辊2300四辊256-201600-2000

8南京钢铁集团公司中板厂1994.9

2006.12更新粗轧2800四辊（更新）2700四辊

（2500）

更换主电机80（100）5-25（30）1400-2100以上

9马鞍山钢铁集团公司中板厂1975.42350二辊2450四辊50（100）6-301500-2000

10太原钢铁集团公司五轧厂1966.82300二辊2300四辊406-201600-2000

11酒泉钢铁公司中板厂1998.92800四辊50（90）6-601500-2500

12新余钢铁公司中板厂1994.9/2008改造2500四辊2900四辊（新）1605-1001600-2800

13重庆钢铁公司第五轧钢厂1984.4/20032750二辊（更新）2450四辊65（120）6-401500-2000

14昆明钢铁公司第二轧钢厂19712300三辊306-251400-2000

15韶关钢铁公司中板厂1996.122500四辊55（80）6-401400-2000

16唐山建城钢铁公司中厚板厂2350四辊506-401500-2000

17江苏西城（江阴）钢铁公司2007年2800四辊6010-501500-2500

18江苏飞达公司中厚板厂约2005年11月约2800四辊6010-501500-2500

19福鼎龙安钢铁公司20062800二辊2350四辊805-251400-2000

产能合计1255（1685）

注：（）中为实际产能或可达到产能

上述中中3000mm以下厚板轧机按辊身长度分类如下：

13套辊身长度2300～2500mm轧机，产能745（1065）万t/a；6套辊身长度2700～2900mm轧机，产能510（620）万t/a；合计19套2300～2900mm轧机，产能1255（1685）万t/a。

（2）3000mm以上厚板轧机

序号公司（工厂）名投产/改造时间轧机规格和型式设计轧机能力*1产品规格

（mm）（mm）

粗轧机精轧机（万吨/年）厚度宽度

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1鞍钢新轧钢有限公司厚板厂1993.7/2003.94300四辊100（130）6-1501400-4100

2首钢秦皇岛板材有限公司1993.33450四辊50（80）6-501000-3000

（二手）

3首钢总公司厚板厂1996.12/2003.13500四辊60（100）6-501500-3200

（更新）

4舞阳钢铁公司特厚板厂19784200四辊80（120）8-2501500-4000

5邯郸钢铁集团公司第一中板厂1993.93000四辊50（90）5-251400-2500

（二手）

6济南钢铁公司厚板厂1998.2/2001.123200四辊3500四辊）80（200）6-1001500-3200

（二手）（新）

7新疆八一钢铁公司厚板厂*2计划2008.124200四辊3500四辊100（140）6-802000-4000

（二手）

8武汉钢铁集团公司轧板厂1968.8/1999.32800四辊3000四辊808-501500-2700

9柳州钢铁公司中板厂1998.7精轧（更新）

2004粗轧3000四辊3000四辊60（120）6-601500-2500

10南钢3500中厚板卷厂2004.9——3500炉卷轧机100卷：2.5-20

板：4.5-501600-2500

1600-3200

11韶钢3450中厚板厂2005.3——3450四辊式100板：9-401500-3200

12安阳钢铁公司3450中厚板（卷）厂2005.9——3450炉卷轧机110（卷：2.5-20）

板：4.5-50（1500-2500）

1500-3200

13新余钢铁公司3800厚板厂2005.43800四辊3800四辊80（120）6-1001500-3560

14华菱股份湘潭钢铁公司1号3800厚板厂2005.103800四辊3800四辊120（140）6-1201500-3600

15华菱股份湘潭钢铁公司2号3800厚板厂2008.8——3800四辊100（8）12-1201500-3600

16宝钢集团公司5000宽厚板厂FM：2005.3

RM：2008.125000四辊5000四辊1805-150900-4800

（400）

17首钢秦皇岛板材公司4300宽厚板厂2006.104300四辊4300四辊120（180）5-1001500-4100

18沙钢集团公司5000宽厚板厂（1号线）2006.12——5000四辊1505-150900-4800

19舞钢公司4100厚板厂2007.24100四辊4100四辊100（120）6-801500-3900

20鞍钢集团公司营口5500/5000宽厚板厂2008年底5500四辊5000四辊2005-150900-5300

（400）

21五矿营口中板有限公司宽厚板厂计划2009年8月5000四辊5000四辊2005-150900-4800

（400）

22包钢集团公司3800厚板厂2007年9月（3800四辊）3800四辊120（150）6-1001500-3600

23莱钢集团公司4300厚板厂2008年12月4300四辊4300四辊1805-1001500-4100

24武钢集团鄂城4300厚板厂2008年10月（4300四辊）4300四辊120（160）5-1001500-4100

25宝钢集团罗泾4200厚板厂2008年3月4200四辊4200四辊1605-2001800-4000

26天津钢铁公司中板厂（塘沽新建）2006年6月3500四辊3500四辊1506-602000-3300

27邯钢集团3500第二中厚板厂2006年6月3500四辊1006-501500-3200

（80）

28唐山中厚板材有限公司3500中厚板厂2006年8月3500四辊3500四辊1505-802000-3300

29太钢集团临汾公司中厚板厂2005（粗）3400四辊3300四辊1206-801500-3000

/2007（精）

30河北普阳钢铁公司中厚板厂2005.103500四辊806-501500-3200

31河北敬业集团轧钢公司2006年二季度3000四辊3000四辊1005-501000-2700

32河北文丰实业中板厂2004年二季度2800二辊3000四辊80（120）6-601500-2600

33河南安阳永兴钢铁公司2005年一期（3500四辊）3500四辊80（120）6-601500-3200

34河南西峡汉冶中板厂2005.8二手3200四辊3500四辊1206-1201500-3300

35江苏无锡兆顺中厚板厂2005年3300四辊3300四辊1206-601500-3000

（3500）（3500）

36河南南阳汉冶钢铁公司厚板厂2008年3800四辊1208-1201500-3000

37贵州水城钢铁公司中厚板厂3500四辊1006-601500-3300

（100）

38福建三明钢铁公司中厚板厂2007年3月（3000四辊）3000四辊80（120）5-501000-2700

39重钢公司长寿新厂址厚板厂计划20094100四辊4100四辊1806-1201500-3800

/2010年

40河北敬业集团轧钢公司计划2009年（3800四辊）3800四辊150（180）6-601600-3600

41沙钢集团5000宽厚板厂（二号线）计划2009年7月5000四辊1755-502500-4800

42河南汉冶钢铁公司厚板厂2008年底4100四辊4100四辊130（180）6-1201500-3800

43邯钢集团第三中厚板厂预计2009年3500四辊1006-1001500-3300

44江苏兴澄特钢公司中厚板卷厂计划2009年9月3500炉卷轧机100卷：2.5-20

板：5-501500-2500

1500-3200

45江西九江钢铁公司中厚板厂预计2009年9月3500四辊3500四辊1306-601500-3300

46广东珠海奥裕丰钢铁公司厚板厂预计2009年10月3500四辊3500四辊1406-601500-3300

47宁波钢铁有限公司宽厚板厂计划2009年9月4300四辊4300四辊1605－1501300-4100

48江苏兴澄特钢公司宽厚板厂计划2010年2月4300四辊4300四辊1656－300900-4100

49华菱股份湘钢5000/5000宽厚板厂预计20105000四辊5000四辊2006－400900-4800

/2011年

50沙钢5000/5000宽厚板厂（3号线）预计2011年5000四辊5000四辊2205－300900-4800

51唐钢集团公司5000宽厚板厂预计2010年10月5000四辊150（5）6－150900-4800

52天津钢铁公司5000宽厚板厂预计2011年5000四辊150（5）6－150900-4800

53首钢宝业公司（乐亭）宽厚板厂预计2011年5000四辊5000四辊200（5）6－150900-4800

54宝钢股份罗泾分公司5000宽厚板厂预计20105000四辊5000四辊1605－200900-4800

/2011年

55广西防城港钢铁项目宽厚板轧机预计20105500四辊5500四辊～2505－150900-5300

/2011年（5000）（400）

56舞钢公司5000/5000宽厚板轧机预计2010年5000四辊5000四辊180（220）5－400900-4800

57济钢集团公司4300宽厚板厂预计2010年4300四辊4300四辊1805－1001500-4100

产能合计7320（8190）

注：*1.（）中为实际产能或可能达到的产能。

*2.浦钢公司的厚板厂为2010年上海世博会已停产，4200/3500厚板轧机设备迁建在八一钢厂。

*3.序号42-46、51-53、55轧机的设计产能、产品规格是参照同类轧机的。

*4.受世界性金融危机影响，上述中在建和计划建的厚板轧机投产时间可能有变化。

上述中3000mm以上厚板轧机已投产的37套轧机按辊身长度分：20套辊身长度3000～3500mm轧机，产能1870（2280）万t/a；5套辊身长度3800mm轧机，产能540（630）万t/a；9套辊身长度4100～4300mm轧机，产能1090（1370）万t/a；3套辊身长度5000mm轧机，产能530万t/a。合计37套3000～5000mm轧机，产能4030（4810）万t/a。在建及计划建的20套轧机分类如下：6套辊身长度3500～3800mm轧机，产能720（750）万t/a；4套辊身长度4100～4300mm轧机，产能685万t/a；10套辊身长度5000～5500mm轧机，产能1885（1925）万t/a；合计20套在建及计划建轧机，产能3290（3360）万t/a。

我国现代厚板轧机是21世纪开始建设，虽然时间上较晚但建设速度很快，已建和在建4100mm以上厚板轧机为24套，其中以4300mm和5000mm轧机规格较多

现代厚板轧机主要参数（实例）

序号轧机技术参数5000mm宽厚板轧机4300mm厚板轧机

粗轧机精轧机*1粗轧机*1精轧机

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1轧机型式四辊可逆式四辊可逆式四辊可逆式四辊可逆式

2工作辊尺寸（mm）Φ1240/1140×5100Φ1210/1110×5300Φ1210/1110×4300Φ1210/1110×4600

3支撑辊尺寸（mm）Φ2300/2100×4950Φ2300/2100×4950Φ2200/2000×4200Φ2200/2000×4200

4轧制压力（工作、kN）1000001000009000090000

5轧机模数(kN/mm)≥8500（实测）8400（测试）≥9000≥9000

6主电机功率、转数2×8000KW2×10000KW2×7200KW2×9000KW

0±40/80r/min0±50/120r/min0±40/80r/min0±50/120r/min

7最大轧制速度（m/s）0±2.6/5.2±3.0/7.3±2.53/5.06±3.16/7.60

8最大轧制额定2×19102×19102×17202×1720

力矩(kN-m)最大2×3820(O.L200%)22×3820(O.L200%)2×4300(O.L225%)2×4300(O.L225%)

×4775(O.L250%)2×4298(O.L225%)

9机械行程最大开口度1100最大开口度550最大开口度400最大开口度400

压下（mm）（新辊）（新辊）（新辊）（新辊）

速度（mm/s）最大70mm/s最大50mm/s最大25mm/s最大25mm/s

10液压柱塞直径（mm）Φ1650Φ1650Φ1580Φ1580

压下系统压力（BAR）max.290max.290max.290max.290

(AGC)最大、有效行程（mm）95/8595/85110110

位置精度（mm）0.010.01速度5mm/s速度5mm/s

11工作辊弯辊力（kN/侧）……max.4000kN/侧……max.4000kN/侧

12工作辊移动……±150mm（CVCPLUS）……±150mm(SMARTCROWN)

13工作辊换辊方式快速换辊快速换辊快速换辊快速换辊

注：*1轧机出口设立辊

上述中所列厚板轧机最大轧制压力为100000kN、单位辊身长度轧制力达20kN/mm和20.9kN/mm，单位辊身长轧机功率为2.0kW/mm和2.09kW/mm，均超过日本20世纪70年代所建的厚板轧机。厚板轧机刚度模数为8500～9000kN/mm，这项参数接近日本现有2套5500mm厚板轧机的9467kN/mm。

我国5000mm及4300mm四辊轧机支承辊最大直径为2300mm及2200mm，日本上世纪共建有4套5500mm四辊宽厚板轧机，其支承辊直径为2400mm。

我国5000mm及4300mm宽厚板轧机最大轧机速度为7.0～7.6m/s，已超过日本JFE水岛厂5500mm宽厚板轧机7.5m/s的最大速度。

厚板轧制的效能和质量关键取决于轧机本身的刚度、轧机的力能参数及所具备的功能，在此基础上要有良好的软件及先进的操作技术。现代厚板轧机应具备的特性和控制功能主要是：

（1）轧机牌坊及其整体的刚度高；

（2）轧机具有足够大的轧制压力，能进行控制轧制；

（3）粗轧道次轧机能输出大的力矩，而成品轧制阶段速度要高，这必然要求主电机功率要大；

（4）必需配备有功能很强的液压AGC系统；

（5）工作辊液压弯辊系统也是必备的，工作辊窜动（WRS）随板型控制方式而设；

（6）选择先进实用的板型控制（凸度及平直度控制）系统；

（7）附设立辊用于头尾液压短行程控制（SSC）及全长自动宽度控制（AWC）；

（8）运用Hy.AGC或者再加上立辊SSC，用于板坯粗轧前几道次矩形化轧制，即平面形状控制。

我国近10年来新建并投产的厚板轧机其装备水平按轧机规格在3500mm以上的轧机基本都具有现代化水平。3500mm这一级有3套中厚板卷轧机（炉卷轧机或预留卷取炉），其装备水平较高并设有立辊及AWC系统。在3800mm这级厚板轧机中也有3套轧机具有现代化装备水平。已生产和新投产的4100～4300mm宽厚板轧机有9套，其中新建轧机（含轧机更新）为6套，轧机本体都具备现代化的装备水平，然而以两套双机架轧机，即4200/4200mm及4300/4300mm宽厚板轧机的技术装备程度及轧制工艺控制功能都比较完善，水平也比较高。从现代化的技术装备和轧制工艺控制软硬件功能的完善程度及控制水平来看，5000/5000mm和5500/5000mm宽厚板轧机是我国当代两套最高水平和最完善的宽厚板轧机。生产技术方面的进步：一、自动厚度控制装置—液压AGC现代厚板轧机都设有两套压下系统。一套是高速电动机械压下系统，它是由两台直流电动机通过涡轮减速机、压下螺栓和螺母在空载下调整辊缝。另一套是低速高精度的压下系统，在负载下调整辊缝，实现厚度自动控制，以消除在加热中“黑印”所造成的纵向厚度不均并可达到高精度的成品厚度公差，以及提高成材率。液压AGC的特点是压下速度快、压下加速快，压下精确度高。二、弯辊装置板厚精度（纵、横向厚度）和板型是衡量板带钢几何尺寸精度和两大指标。纵向厚度差的控制是通过液压AGC完成，而横向厚度差和板型的控制是用预压弯辊来实现。弯辊装置可用补偿轧辊在轧制过程中产生的磨损和凸度，以提高宽度方向的板厚的均匀性与改善板型。并可为减少换辊次数。三、快速换辊现代宽厚板轧机都设快速换辊装置。工作辊换辊一般采用小车横移快速换辊，更换一对工作辊需6～10分钟。换支撑辊是通过液压和电驱动的换辊滑车进行。为了配合快速换辊需要尽可能节约辅助时间，因此相应要求：1）轧机主电机设有爬行速度及准确的停车系统。2）轴承采用液压锁紧。3）换辊时需要拆卸的润滑、液压、冷却水和高压水等有关管道需选用成组快速接头。4）导卫板、拉水板等随轴承座一同移出或另设移动机构。四、计算机控制及配置完善的轧制线自动检测装置六十年代国外厚板轧机早已实现了单机计算机控制。七十年代以后，应用更普遍，实现了全线的计算机控制，有的还装备了计划、管理及生产的三级计算机控制系统。轧制线自动检测装置如测压、测温、测厚、测宽、测长等对保证及时检测轧制过程中的轧件参数，以便随时进行轧机的调整和控制，从而提高产品质量是十分必要的。另外用计算机控制根据轧制条件的变化，最佳地调节轧制过程，对每块钢板跟踪并可提高轧机产量。2.工艺流程概述加热的目的是为了提高塑性，降低变形抗力；板坯加热时宜采用步进底式连续加热炉；加热温度应控制在1250℃左右，以保证开轧温度达到1200℃的要求。另外，为了消除氧化铁皮和麻点以提高加热质量，可采用“快速、高温、小风量、小炉压”的加热方法。该法除能减少氧化铁皮的生成外，还提高了氧化铁皮的易除性。

除鳞是将坯料表面的炉生和次生氧化铁皮清除干净以免轧制时压入钢板表面产生缺陷，它是保证钢板表面质量的关键工序。炉生氧化铁皮采用大立辊侧压并配合高压水的方法清除，没有大立辊时采用高压水除鳞箱除鳞也能满足除鳞要求。次生氧化铁皮则采用轧机前后的高压水喷头喷高压水的方法来清除。

板坯的轧制有粗轧和精轧之分，但粗轧与精轧之间无明显的划分界限。在单机架轧机上一般前期道次为粗轧，后期道次为精轧；对双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，第二架称为精轧机。粗轧阶段主要是控制宽度和延伸轧件。精轧阶段主要使轧件继续延伸同时进行板形、厚度、性能、表面质量等控制。精轧时温度低、轧制压力大，因此压下量不宜过大。

中厚板轧后精整主要包括矫直、冷却、划线、剪切、检查及清理缺陷，必要时还要进行热处理及酸洗等，这些工序多布置在精整作业线上，由辊道及移送机纵横运送钢板进行作业，且机械化自动化水平较高。1）矫直：矫直主要是使板型平直，矫直温度依钢板厚度及终轧温度的不同在650-1000℃之间。热矫直机，随着对于优质宽厚板矫直的要求，二辊矫直机逐步被四辊矫直机所取代。因为四辊矫直机可使辊径和辊距减小，增强支持辊，厚板和薄板可共用一台，四辊矫直机可提高矫直质量，又减少矫直机数量，若四辊矫直机满足不了要求时，还可采用拉力或压力矫直机。而压力机比辊式矫直机更适合于特厚钢板的矫直。冷矫直机除用作热矫后的补矫外，主要用于矫直合金钢板。因为合金板往往轧后须立即进行缓冷等处理，冷矫一般是离线进行。2）冷却、检查、划线：完成轧制工序的钢板，进入控冷装置用水幕直接淬火，快速冷却至600℃左右，以提高板材的屈服强度。然后50mm以下钢板用辊式热矫直机消除板材弯曲等缺陷，进入宽冷床冷却至150℃左右，做超声波探伤，然后便可检查、划线，除表面检查外，现在还采用在线超声波探伤以检查钢板的内部缺陷。划线操作逐渐由人工向机械化自动化方面发展，国外采用自行式自动量尺划线机和利用测量辊的固定式量尺划线机，与计算机控制系统相结合，使精整操作更为合理。3）剪切：钢板经检查、划线后进行剪切，由于生产规模的扩大，人们特别重视剪切线设备性能与布置方式。圆盘剪的最大剪切厚度已由200mm扩大到26mm，剪切速度由50-80m/min提高到100-120m/min。横切剪型式由铡刀剪和摇摆剪改进为滚切剪，以及双边剪和横切剪的联合剪切机组。50mm厚度以上的钢板可采用在线的连续气割方法和刨床切断的方法。4）热处理：根据需要对某些中厚板要想得到特殊或较高的组织性能，必须进行轧后热处理。热轧钢板的主要热处理方式有常化、常化加回火、调质、退火及缓冷等。常化处理能得到较细而均匀的铁素体晶粒及碳化物分布，保证较高的综合机械性能，调质(淬火加回火)是厚板常用的热处理方式之一，常用于厚度大于15—20mm以上的有特殊要求的碳素及合金结构钢板。矫直后的钢板一般在600～900℃进入冷床,钢板在冷床上逐块排放,当温度≤140℃时自动下冷床,在冷床出口的辊道上人工检查钢板的上表面质量,在此辊道的下面设置地下检查室,通过反射镜对钢板下表面进行检查,对有缺陷的钢板发出信号或跟踪标志,在剪切线的尾部设有翻板检查修磨台架。下冷床后,钢板自动运送到双边剪进行对中并剪切成设定的宽度,再经定尺剪剪切成设定的长度。剪切后,钢板进入自动标志机,进行钢板边部侧喷、喷印、打钢印标志,然后进行钢板的收集、打包、入库处理。主体设备滚切式双边剪和滚切定尺剪,可以剪切最大厚度50mm。3.工艺参数计算3.1压下规程：主要参数连铸坯初轧坯加热炉炉膛宽度厚度宽度厚度宽度170、200、230、250、2801000,1200,1250,1350,1450,1550,1650，2000110-3501150-15509000轧机冷床宽度最大压力辊身长度工作辊辊身直径支撑辊辊身直径8000吨4300ф1020/ф925×4300ф1800/ф1650×430040m板坯尺寸范围：130~280×1150~2000×2600~4000坯料最大重量20t，综合成材率86～90％，加热烧损1.0~1.5%3.1.1选择坯料我国按厚度分类方法如下:0.001—0.2mm箔材，0.2—4mm薄板，4—20mm中板，20—60mm厚板,60—500mm特厚板,则所设计的产品为中厚板。因为连铸坯更加节能，组织和性能好，成材率高，主要用于生产厚度小于80mm中厚板，所以产品所选的坯料用连铸坯。选择坯料是中厚板生产中的重要环节之一。坯料选择是否合理，将影响轧机的生产率、钢板质量及成本，应予重视。坯料的尺寸选取要遵循一定的原则：原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽可能少；原料的宽度尺寸应尽量大，使横扎操作容易；原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度。设计中厚板产品：20g锅炉钢板，产品规格：h×b×l=20×3000×6000mm，钢密度7.85，产品重量：，单坯料重量。鉴于坯料重量过小，经推算可采取三倍尺轧制。原料厚度的选择：为保证板材的组织性能，根据实际情况压缩比不小于三，对一般用途的钢板取6~8倍。成品厚度尺寸为20mm，20×8=160mm，接近170mm，因此原料厚度应取170mm；原料宽度的选择：展宽比取1.5，成品宽度为3000mm。3000/1.5=2000，因此宽度取2000mm；原料长度的选择：坯料质量=产品质量÷成材率÷烧损率l0=3.26×3÷0.17÷2÷7.85≈3664mm故，原料长度取为3700mm。综上所述，将原料尺寸定为170mm×2000mm×3700mm。3.1.2轧制方法中厚板轧制方法有很多种，包括全横轧、全纵轧、横-纵轧、纵-横轧、角轧法、MAS轧制法等。纵轧法：钢板的延伸方向与原料(钢锭或钢坯)纵轴方向相一致的轧制方法。原料的宽度稍大于或等于成品钢板的宽度时采用。横轧法：钢板的延伸方向与原料的纵轴方向相垂直的轧制方法。板坯长度大于或等于钢板宽度时采用。本次设计考虑其原料宽度应先达到所需宽度及性能优越等方面，选择横-纵轧制法，即先横轧展宽到所需的宽度，在纵轧到底，得到所需长度，而且在性能方面也可以保证其各向异性，不像全横轧、全纵轧各向同性，产品性能较差。3.1.3确定轧制道次本设计采用单机架的四辊可逆式轧机。可根据经验，取13次。设计轧制总道次为13道，1—4横轧，5—13为纵轧，道次压下量分配、每道次宽展、压下率以及各道次轧制力计算见下表。其中尽量考虑到最后1—2道次压下率较小。3.1.4计算各道次压下量、变形率及宽展校核咬入能力热轧中厚板中咬入角取15°~22°，低速咬入时取α=20°，则最大压下量Δhmax=D(1﹣cosα)=1020×(1－cos20°)=61.51mm,故咬入不成问题。展宽道次中，为了满足控制轧制的要求，同时利用高温塑性实现大压下，其压下量的主要限制条件是设备的负荷和产品的质量要求。再在轧制过程中，前几道次采用大一些压下，最后几道为了保证质量和板形，逐渐减小压下量。对于二、四辊轧机，不受咬入条件的限制，除鳞道次之后可采用大压下量轧制，随钢坯温度降低逐渐变小，最后几道次为保证板型和厚度精度，用较小的压下量。本次设计压下量分配见表1-1。计算各道次变形程度各道变形程度计算结果列于表，以第一道次为例，以下以此类推计算各道变形程度。计算结果列于表1-1中。各道次宽展计算宽展计算应用巴费契诺夫公式，式中：f=0.8(1.05-0.0005)；—轧件温度；—第i道次的宽展量(mm)；—第i道次的压下量(mm)；R—轧辊半径(mm)；H—轧件轧前厚度(mm)。本次设计f取0.42，R取1020mm,计算结果列于表1-1。3.2温度制度轧制时间可逆式中厚板轧机咬入速度ny取20rpm，抛出np取20rpm平均加速度a=40rpm/s平均减速度b=60rpm/s三角形速度图梯形速度图横轧轧阶段,轧制道次轧件较短，可以采用三角形速度计算，分析得出：和是加速和减速轧制时间，计算公式如下：最大转速式中L—这一道次轧制后的长度(mm)D—工作辊的直径(mm)纯轧制时间道次1234nd（rpm）48.6950.7953.2856.29tz(s)1.201.281.391.51而纵轧阶段由于坯料达到一定长度，可采用梯形速度计算，分析得出：和是加速和减速轧制时间，是稳定轧制时间，稳定轧制速度道次5678910111213nd（rpm）68.5477.4187.3596.85105.86113.20120.26127.55133.27计算公式如下：是间隙时间，它由经验取值，一般间隙时间取3～6s本次设计取6s，翻钢时间取5s。各道次时间计算结果列于表1-1中。轧制温度温度是影响钢板组织性能的最主要因素，要控制组织和性能，就必须首先在生产过程中控制温度制度。特别是四辊轧机，随着轧制温度的提高，冷却速度达不到要求，需要进行人为姜文来达到需求的轧制温度，以保证轧制过程的顺利进行和产品的性能要求。道次△t（℃）1-2.5992-2.8893-3.2584-3.7285-9.0166-8.2787-11.158-13.8779-16.99310-20.81111-23.08712-30.15913-26.071为了防止过热、过烧、原始奥氏体晶粒粗大和不均匀等缺陷，根据铁碳相图及现场实际，终轧轧温度要控制在950℃以上，制定开轧温度为1170℃，终轧温度为990℃。对于轧制厚板中温度的确定，因为实际生产中有高压水除鳞，温度的制定主要按以下方法考虑：温度大于1000时，主要以辐射和高压水冷却方式降温，对流和传到散热大致与变形热能相抵消，同时，轧件的面积大小也影响着温降。计算各道次辐射温降的公式为：式中：z—辐射时间，即该道次轧制延续时间(s)h—轧后的厚度(mm)—前一道的绝对温度(K)但该公式并未考虑高压水和冷却水的作用，高压水和冷却水的冷却效果要比辐射温降效果明显。各道次的温度计算结果见表1-1中。3.3轧制力计算计算各道次平均单位压力、总压力根据热轧厚板的生产，计算轧制力使用E.kelund公式。平均单位轧制力的计算公式为：式中：m—表示外摩擦对单位压力影响的系数，计算式为：K—