年产200万吨的中厚板厂毕业设计.doc

年产200万吨的中厚板厂毕业设计目录摘要IAbstractII第一章 总论11.1工程总述11.2 国内外中厚板车间现状及发展趋势11.2.1中厚板简介11.2.2中厚板分类及用途11.2.3中厚板发展现状及趋势11.3 包钢新建中厚板车间的可行性与必要性分析31.3.1原料供应情况分析31.3.2区域辅助设施状况3第二章 产品方案和金属平衡表的编制52.1 产品方案52.2 产品方案的主要内容52.3产品方案的原则和依据52.4 金属平衡表的编制62.4.1 金属平衡表的编制依据和内容6第三章 工艺流程的确定93.1 制订生产工艺流程的依据93.2 生产工艺流程93.2.1生产工艺流程图93.2.2 坯料的选择与准备103.3.3 坯料的加热103.3.4 钢的轧制113.3.5 控制冷却113.3.6 钢的矫直123.3.7 热钢板标记123.3.8 冷床冷却123.3.9 剪切123.3.10 检查123.3.11 成品钢板的入库、存放和发运12第四章 轧机及其参数的选择134.1 轧机选择的一般原则134.2 中厚板轧机形式134.3 中厚板轧机的布置型式134.4 轧机参数选择144.4.1 3800mm四辊可逆粗轧机的参数选择144.4.2 4100mm四辊可逆精轧机的参数选择154.5 轧辊尺寸及材质164.5.1 轧辊尺寸174.5.2 轧辊材质18第五章 轧机主要设备间距及产品技术要求195.1 初步确定机架及设备间距离195.1.1 轧机机架的间距195.1.2 轧机与加热炉的距离195.1.3 轧机与卷取机的距离205.2 产品的技术要求、技术条件及产品标准205.2.1 产品的技术要求205.2.2 尺寸及外形的测量205.2.3 尺寸及允许偏差20第六章 轧制规程的计算226.1 制订轧制规程的原则和要求226.1.1 在设备能力允许的条件下尽量提高产量226.1.2 在保证操作稳便的条件下提高质量226.2 中厚板轧机压下规程设计226.2.1 以典型产品为例确定板坯长度226.2.2 咬入条件的计算236.2.3 确定轧制方法236.2.4 轧制工艺236.3 确定速度制度236.3.1 速度图形式246.3.2 选择各道次咬入、稳定轧制、抛出速度246.3.3 计算各道次纯轧时间246.3.4 确定各道次间隙时间256.4 温度制度的制定256.5 力能参数的计算266.5.1 各道次变形程度的计算266.5.2 计算各道次的平均变形速度276.5.3 计算各道次的变形抗力286.5.4 计算各道次的变形区长度296.5.5 计算各道次的平均单位压力306.5.6 计算各道次的总压力306.5.7 确定各道次传动力矩31第七章 轧辊强度的校核和电机能力的校核367.1 轧辊强度的校核377.1.1 中厚板轧辊强度计算特点377.1.2 粗轧机强度的校核377.1.3 精轧机强度校核397.2 电机能力的校核417.2.1 粗轧机电机能力的校核417.2.2 精轧机电机能力的校核42第八章 车间生产能力的确定438.1 轧制图表438.2 轧机理论小时产量与实际小时产量计算438.3 轧钢机平均小时产量448.4 计算轧钢机年产量45第九章 辅助设选择479.1 辅助设备选择的一般原则479.2 辅助设备的分类479.3 加热设备的选择479.3.1 步进式加热炉的主要参数479.3.2 加热炉尺寸的确定489.4 高压水除磷装置489.5 切断设备的选择499.6 矫直设备的选择499.7 轧钢机机架的确定509.8 轧辊压下装置的选择509.9 轧辊平衡装置的选择519.10 冷却设备的选择519.10.1 冷床519.10.2 冷床的主要参数529.10.3 控制冷却设备的选择529.11 起重机的选择529.12 无损检测设备的选择53第十章 车间平面布置的确定5410.1 平面布置的原则5410.2 金属流线的确定5410.3 生产设备的布置5410.4仓库面积的计算5510.4.1 原料仓库面积的计算5510.4.2 成品仓库面积的确定5610.5 车间其他设施面积的确定5610.5.1 操纵台位置选择5710.5.2 主电室5710.5.3 轧辊堆放场地5710.5.4 运输通道的确定5710.6 中厚板车间厂房组成及立面尺寸确定5710.6.1 厂房跨度布置5810.6.2 厂房跨度大小5810.6.3 柱距尺寸58第十一章 车间经济技术指标5911.1 各类材料的消耗指标5911.1.1 金属消耗5911.1.2 燃料消耗6011.1.3 电能消耗6011.1.4 轧辊消耗6011.1.5 水的消耗6011.2 综合技术经济指标6111.2.1日历作业率6111.2.2有效作业率6111.2.3成材率6111.2.4合格率6111.2.5劳动生产率62第十二章 轧钢厂的环境保护与综合利用6312.1 轧钢厂主要污染控制措施6312.1.1 废气的治理和控制6312.1.2 轧机粉尘治理技术6312.1.3 酸雾、碱雾治理技术6312.1.4 油雾治理技术6312.2 绿化6412.3 有害物质的防治6412.3.1 噪声的防治6412.3.2 水质的处理64参考文献65致 谢66 VI第一章 总论1.1工程总述（1） 项目名称：设计年产量为200吨的热轧中厚板钢厂（2） 项目概述：经过对国内外中厚板市场现状的分析以及前景的预测，综合对当地各种物料供应、能源等其它资源的分析，我们选择区域与资源优势居一体的内蒙古包头地区作为建厂厂址，设计一座年产量200万吨中厚板车间，典型产品钢种为Q345B,原料连铸坯规格为30029004500mm，产品规格5030005000mm，并且能够生产规格齐全、性能优良，能满足市场需求的产品。1.2 国内外中厚板车间现状及发展趋势1.2.1中厚板简介中厚钢板：厚度大于4mm的钢板属于中厚钢板。其中，厚度4.0-20.0mm的钢板称为中厚板，厚度超过20.0-60.0mm的称为厚板，厚度超过60.0mm的为特厚板。1.2.2中厚板分类及用途 中厚板按用途可分为结构、包容及特殊等三大类。（1） 结构类。包括船舰、建筑、工程机械、桥梁及采油平台。（2） 包容类。包括锅炉、容器、管线及罐等。（3） 特殊用途类。包括坦克、防弹板、复合板、不锈板及工具模具板等。中厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。中厚板还可以用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。并且随着国名经济建设其需求量非常之大，范围也变得十分广1。1.2.3中厚板发展现状及趋势中厚板为重要的钢材品种，多用于高压锅炉、容器、船舰、输油气长途管线、坦克、海上平台、大桥桥梁、储油气罐及高层建筑等对钢材性能要求高的重要地方。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;(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,使矫直范围大(7)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动化系统。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2。从上述目前情况分析,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。新建厂不少,其中宝钢一套5000mm轧机正在实施阶段。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。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3。1.3 包钢新建中厚板车间的可行性与必要性分析1.3.1原料供应情况分析内蒙古自治区包头市拥有丰富的铁、稀土、铌等多种金属共生矿床的矿区，是包头五个区之一称为白云矿区，蒙古语称“白云博格都”，意为“富饶的神山”，是蒙古族人民世代繁衍生息的圣地，1927年由中国地质学家丁道衡首次发现，蕴藏着占世界已探明总储量41%以上的稀土矿物及衣铁、铌、锰、磷、萤石等175种矿产资源，是享誉世界的“稀土之都”，经过50多年的发展，已成为包头市的工业重镇，在区域经济发展中有着重要地位，是内蒙古自治区101个旗县区中唯一的县区级工矿区。其中铁矿储量14亿吨，铌矿储量660万吨，稀土矿工业储量3600万吨，占全世界的36%，占全国的90%以上，白云鄂博现在是包头钢铁公司的主要原料基地，对包头市和自治区经济发展发挥着举足轻重的作用。白云鄂博鉄矿有着得天独厚的资源优势，探明铁矿石储量14亿吨，形成主矿、东矿、西矿、东介勒格勒4个工业矿床，全区矿化范围达48平方公里。稀土资源居世界第一位，占世界已探明储量的77%，我国总储量的95%以上。铌资源居世界第二位。此外，在矿体的上盘，还蕴藏着1.5亿吨的富钾板岩，平均品位达氧化钾12.14%。稀土、铌与铁共生，多种物质成份共存，形成了白云鄂博铁矿独特的矿床类型。1.3.2区域辅助设施状况（1） 包头的交通运输情况包头市一个地大物博的城市，交通运输情况尤其便利。它已经成为连接华北、西北的重要公路、铁路、航空交通枢纽。随着时代的进步与发展，包头的公路交通四通八达，已形成网络。呼包高速公路西起包头东兴，东至呼和浩特罗家营，全长146.6公里，是我国少数民族地区最早建设的高速公路之一。北京至银川的110国道、包头至南宁的210国道贯穿全市。被称为塞外第一桥的黄河公路大桥，长810米，宽12米，桥梁经久牢固，造型别致，使黄河南北变通途。贯通我国华北、西北地区的大动脉京包、包兰铁路在包头接轨，旅客列车东南行可直达北京、上海、宁波；西行可直达银川、兰州；南下可直达太原、西安。呼市到东胜、包头到集宁的当日往返列车以及包头市内的包白（白云鄂博）、包石（石拐）和环城等铁路，连接着包头市各区旗县。（2） 包头市水资源条件 充足的水资源是包头经济赖以发展的重要条件，包头市可利用的供水水源有：地下水资源、水库水和黄河水，黄河流经包头境内214公里，水面宽130米到458米，水深1.6米到9.3米，平均流速为每秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，是包头市生产和人民生活的主要水源，此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。包头市可利用地表水总量为0.9忆平方米（不包括黄河过境水），地下水补给量为8.6亿平方米。从50年代起，包头就开始了大规模的水资源开发，先后修建了黄河水源地多处以及奥陶窑子、团结渠、民生渠、石登口、画匠营水源地等较大的黄河水堤工程，进行了大规模的水资源开发。还因包头毗邻黄河，所以供水量比较充沛。包头地区的生活及生产用水设施已经能够满足本地区经济社会的发展需要。（3） 包头市能源条件包头地区有着良好的煤电产业发展基础，丰富的赋存和易于开采的煤炭资源。包头周围煤炭资源主要集中在鄂尔多斯盆地，包含准格尔、东胜、卓资山三大煤田，保有资源储量达1217.85亿吨，约占全区保有资源总量的54.39%。同时包头有丰富的太阳能、风能资源、都为建设工业厂区提供了便利的条件。包头周边地区天然气资源总量10.7万亿立方米，居中国第一位。特别是苏里格气田天然气储量达到5000亿立方米以上，该气田不仅是中国的第大气田，而且列入世界知名大气田行列，包头距该气田仅有200公里，包头市工业、居民生活均已采用了清洁的天然气能源。所以说包头市的能源也是得天独厚的。（4） 总结有白云鄂博矿充足的原料供应，还有四通八达的交通网络，再结合充足的能源条件，使得建厂称为现实，因此在包邮建设中厚板厂是可行的。 第二章 产品方案和金属平衡表的编制2.1 产品方案产品方案是进行车间设计、制定产品生产工艺过程、确定轧机组成或选择各项设备的主要依据，包括车间拟生产的产品名称、品种、规格及年产量计划，产品方案一经确定，车间的类型及性质即已确定1。2.2 产品方案的主要内容 车间生产的钢种和生产规模； 各类产品的品种和规格； 各类产品的数量和其在总产量中占的比例等。2.3产品方案的原则和依据 1.原则：（1） 国民经济发展对产品的要求，即考虑当前的急需又要考虑将来 发展的需要：（2） 产品的平衡，考虑全国各地的布局和配套加以平衡：（3） 建厂地区的条件，生产资源，自然条件，投资可能性：（4） 考虑轧机生产能力的充分发挥，提高轧机的生产技术水平4。 2.依据（1） 金属与合金的品种、规格、状态及质量要求；（2） 年产量大小；（3） 投资与资源条件4。 典型产品规格见表2-1： 表21典型产品序号钢种原料规格产品规格年产量比例1Q345B300290045005030005000200万吨10% 中厚板产品大纲见表2-2： 表22中厚板产品大纲编号产品名称钢 种产品规格年产量所占比例%/mm万/t1热轧钢板Q345B 50300020102锅炉钢板SB450(5-400)(900-4800)20103容器钢板15MnRv(5-400)(900-4800)1054桥梁板50w(5-400)(900-4800)30155热轧钢板Q235(5-100)(900-4500)20106造船钢板A32(5-100)(900-4500)1057造船钢板A36(5-100)(900-4500)20108结构钢Q460(5-400)(900-4800)28149结构钢Q345C(5-400)(900-4800)321610普通结构钢板20#(5-400)(900-4800)105总 计2001002.4 金属平衡表的编制2.4.1 金属平衡表的编制依据和内容 成材率是指合格成品质量与投料量之比的百分数。也就是指一吨坯料能够生产出的合格成品重量的百分数。 其计算公式为4： b=（Q-W）/Q）100% (2.1) 式中 b-成材率，%； Q-投料量（原料质量），t； W-金属的损失重量，t。成材率乃是一项重要的技术经济指标，成材率的高低反映了生产组织管理及生产技术水平的高低。影响成材率的因素是各工序的各种损失。金属损失有以下几种：（1） 烧损：金属在高温状态下的氧化损失，约为0.2%6.0%（2）切损：指切头、切尾、切边等大块残料损失。型钢的切损量一般不大于5%，而钢板、钢管可达到10%以上。（3） 轧废：轧废是由于操作不当、管理不善或者出现事故造成的废品损失。合金钢一般为13%，而碳钢一般可小于1%1。金属消耗是车间技术经济指标中材料消耗指标，是轧钢生产中最重要的消耗，通常占产品成本的一半以上，设法降低金属消耗，对节约金属、降低产品成本有着重要的意义。金属消耗指标通常以金属消耗系数表示，其含义是生产一吨合格钢材需要的钢锭或钢坯量，计算公式为【4】： K = W/Q (2.2)其中，K-金属消耗系数； W-投入坯料重量； Q-合格产品重量。金属平衡表见表2-3： 表2-3 金属平衡表编号钢种烧损/%切损/%轧废/%原料重量/万t年产量/万t1Q345B2.23.251.221.42202SB4501.93.291.421.1820319MnRv1.53.20.710.5710450W1.52.60.931.57305Q2351.83.281.521.41206A321.63.150.710.58107A361.73.351.4321.39208Q4602.12.951.229.86289Q345C2.53.321.434.49321020#12.650.710.4510总计212.92200 第三章 工艺流程的确定3.1 制订生产工艺流程的依据制订轧钢厂生产工艺流程是轧钢厂设计的核心问题，也是工艺设计中的一项重要工作，它直接关系到整个设计能否满足设计任务书的要求。合理的生产工艺流程应该是保证完成设计任务书中规定的质量和产量的前提下，具有最低的消耗、最少的设备、最小的厂面积、最低的产品成本，并且有利于产品质量的不断提高和将来的发展，具有较好的劳动条件和最好的经济效果。制订生产工艺流程的主要依据有以下几点：（1） 根据生产方案的要求。由于产品的产量、品种、规格及质量的要求不同，所采用的生产方案也就不同，那么主要工序就有很大的差别。因此，生产方案是编制生产工艺流程的依据。（2） 根据产品的质量要求。为了满足产品技术条件的要求，就要有相应的工序给以保证。因此，满足产品标准的要求是设计生产工艺流程的基础。（3） 根据厂生产率的要求。由于厂的生产规模不同，所要求的工艺过程复杂程度也不同。在生产同一产品情况下，生产规模越大的厂，其工艺过程也越复杂。因此，设计时生产率的要求是设计工艺过程的出发点4。3.2 生产工艺流程3.2.1生产工艺流程图原料检查原料清理加热除鳞轧制矫直冷却表面检查修磨横切切边定尺切火焰切正火矫直表面形状检查力学性能试验标记入库发贷热处理钢板表面形状检查力学性能试验标记 入库检查一般用途钢板力学性能试验抛丸油漆表面形状检查标记入库发贷抛丸底层涂料钢板 图3-1 生产工艺流程图3.2.2 坯料的选择与准备坯料的选择应根据产品方案、工艺流程、设备组成及性能来选择坯料的种类、形状、尺寸、钢种、坯重等。中厚板车间使用的坯料一般为板坯，板坯厚度H和宽度B、长度L可按下述方法确定：H=(100-150)h，式中h为成品带钢厚度，板坯厚度为150-250mm,多数为200-250mm,最后达300-350mm,板坯宽度B决定于产品规格，B=b+(50-100)b，b为成品带钢厚度1。3.3.3 坯料的加热热轧钢材时，轧制前必须将原料加热到一定的温度，其目的是提高钢的塑性，降低其变形抗力，改善金属内部组织与性能，以保证轧制工艺的顺利进行。因此坯料加热是热轧钢材生产中重要的工序。正确选用加热设备，制订合理的加热制度，对提高车间的生产能力和改善产品质量有极大的影响4。提供优质的加热板坯除要选择合理的加热炉型外，还要靠合理的热工制度来保证，它包括确定的加热温度、加热速度、加热时间等。合理的热工制度就是要提供满足轧机产量需要、温度均匀、不产生各种加热缺陷、表面氧化铁皮最少的钢坯，同时能使燃料比耗最低。用于板坯加热的连续式较热炉主要是推钢式连续加热炉和步进梁式连续加热炉。采用步进梁式加热炉可以避免部分缺点，特别是板坯受到四面加热，加热均匀，有利于消除下表面的划伤和适应板坯厚度尺寸的变化，即使加热薄板坯炉子长度仍然可以很大。因此目前厚板轧机的加热炉仍然是这俩种形式并存4。3.3.4 钢的轧制轧制是中厚板生产的钢板形成阶段，中厚板的轧制可分为除鳞、粗轧、精轧3个阶段。（1） 除磷。 除鳞是将在加热时生成的氧化铁皮去除干净，以免压入钢板表面形成表面缺陷。(2) 粗轧。 粗轧阶段的主要任务是将板坯或扁锭宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。根据条件和产品要求，可以有多种轧制方法供选择。这些方法是全纵轧法、综合轧制法、全横轧制法、角轧-纵轧法。 (3) 精轧。 精轧阶段的主要任务是质量控制，包括厚度、板形、表面质量、性能控制。轧制的第二阶段粗轧与精轧间并无明显的界限。通常把双机座布置的第一台轧机称为粗轧机，第二台轧机称为精轧机。对两架轧机压下量分配上的要求是希望在两架轧机上的轧制节奏尽量相等，这样才能提高轧机的生产能力。一般的经验是在粗轧机上的压下约占80%，在精轧机上的约占20%5。3.3.5 控制冷却在精轧机与热矫直机之间设有一套钢板加速冷却系统。控制冷却是指对轧后的钢板，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10。 3.3.6 钢的矫直 钢板在热轧时，不可避免地会造成钢板气浪或瓢曲。为保证钢板的平直度符合产品标准规定，对热轧后的钢板必须进行矫直。3.3.7 热钢板标记矫直后的钢板进入冷床前，作为中间标记，在钢板尾部或头部的上表面喷印一组清晰的重要标记（如钢板号等），便于在后续加工的跟踪识别1。3.3.8 冷床冷却钢材的冷却是保证钢材质量的重要环节，根据钢材品种及钢种的不同，冷却方式可以采用自然 ,强制冷却（风冷，水冷），缓慢冷却（堆冷，缓冷）等几种方式1。3.3.9 剪切冷却后的钢板由辊道输送，进入剪切线。在目前常规中厚板生产线上，切头剪布置在剪切线的入口侧1。3.3.10 检查在实际过程中，在钢板表面不可避免的出现不同类型、程度的表面缺陷。因此在出厂前需及时检查出和判定缺陷的类型，并合理消除缺陷，从而保证成品交货质量5。3.3.11 成品钢板的入库、存放和发运经剪切、检查、俢磨、标志后的合格产品，根据入库计划，决定进入哪一个成品库。钢板通过辊道、横移台架、横移吊车输送至相应跨间后，由跨内吊车直接吊至指定堆存地点5。 第四章 轧机及其参数的选择4.1 轧机选择的一般原则轧机是轧制生产的主要设备，它既代表轧钢车间的技术水平，又是轧钢车间区别于其它车间类型的关键。在选择轧机时要考虑以下各项原则：（1） 在满足产品方案的前提下，保证获得高质量的产品，并考虑到生产新产品的可能；（2） 使轧机组成合理，布置紧凑，有较高的生产效率和设备利用系数：（3） 有利于轧机机械化、自动化以及计算机控制的实现，有助于员工劳动条件的改善；（4） 轧机结构形式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；（5） 备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化；（6） 有良好的综合技术经济指标4。4.2 中厚板轧机形式用于中厚板生产的轧机有四种：二辊可逆式轧机，三棍劳特式轧机，四辊可逆式轧机和万能式轧机。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或支撑辊。轧制过程与二辊可逆式轧机相同。它具有二辊可逆式轧机生产灵活的优点，又由于有支撑辊使轧机辊系的刚度增大，产品精度提高。而且因为工作辊直径小，使得在相同轧制压力下能有更大的压下量，轧机设备复杂，和二二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求有更高的厂房，这些都增加了投资。四辊轧机是轧机中最大的，由于轧机生产出的钢板好，已成为生产中厚板的主流轧机。故现在设计的中厚板轧机中使用了现在主流轧机型式：四辊可逆式轧机4。4.3 中厚板轧机的布置型式中厚板车间的布置型式有三种，即单机座布置、双机座布置和半连续或连续式布置。 双机座布置的中厚板车间是把粗轧和精轧分到俩个机架上去完成，它不仅产量高，而且产品表面质量、尺寸精度和板型都比较好，还延长了轧辊使用寿命。双机布置中精轧机一律采用四辊轧机以保证产品质量，而粗轧机可分别采用二辊可逆轧机和四辊可逆轧机。采用四辊可逆轧机作粗轧机不仅产量更高，而且粗、精轧道次分配合理，送入精轧机的轧件断面尺寸比较均匀，为在精轧机上生产高精度钢板提供了好条件。在需要时粗轧机还可以独立生产，较灵活，但采用四辊可逆轧机作粗轧机为保证咬入和传递力矩，需加大工作辊直径，因而轧机比较笨重，厂房高度相应的要增加，投资增大。目前由于对厚板尺寸精度和质量要求越来越高，因而俩架四辊轧机的型式日益受到重视6。所以本中厚板设计采用双机架布置型式，且粗轧机和精轧机均为四辊可逆式轧机。4.4 轧机参数选择 在设计中参考包钢选择3800mm四辊可逆粗轧机与4100mm四辊可逆精轧机，参数如下：4.4.1 3800mm四辊可逆粗轧机的参数选择3800mm中厚板轧机由机架装配、工作辊装配、支承辊装配、压下装置、下阶梯垫装置、除磷导卫装置、上支承辊平衡装置、下液压ACC缸装置、下工作辊平衡块、工作辊换辊轨道、机架辊装置、平台装配、下支撑辊提升轨道、主传动装置、轧机配管等部件组成6。其主要技术参数如下表： 表4-1 3800mm轧机参数选择项目参数项目参数轧机形式：四辊可逆机械压下速度：040mm/s辊缝轧制力：81,450kN机械压下电机：AC2325kw轧制速度：Max5.39m/s压下螺丝：S85060mm工作辊尺寸：1,0303800mm牌坊重量：300t支撑辊尺寸：2,0003800mm牌坊中心距：5400mm液压压下精度：10um牌坊立柱断面尺寸：900950mm轧机开口度：400mm牌坊高度：9120mm液压AGC缸尺寸：14501350mm牌坊缩颈量：218900KN/mm液压AGC行程：80mm主电机：23500kw液压AGC工作压：260bar主电机速度：040/100rpm液压AGC响应时间：30ms额定力矩：21194kNm液压压下速度：20mm/s最大轧制力矩：22385kNm液压压下精度：10um最大过载力矩：22385kNm机械压下提升行程：680mm切断力矩：23283kNm4.4.2 4100mm四辊可逆精轧机的参数选择四辊可逆精轧机用于将加热后的板坯轧制到成品钢板要求的尺寸和性能。其主要技术参数如下表： 表4-2 4100mm轧机参数选择轧机数目选择参数轧机数目选择参数轧机型式四辊可逆式液压压下精度10um最大轧制力89500KN(AGC缸)机械压下提升行程680mm辊缝轧制力80,800kN机械压下速度040mm/s弯辊力Max3,000Kn/侧机械压下电机AC2325kwCVCplus串辊行程150mm压下螺丝S85060mm轧制速度Max7.55m/s牌坊重量300t液压压下精度10um牌坊中心距5400mm工作辊尺寸1,1203800mm牌坊立柱断面尺寸900950mm支撑辊尺寸2,2003800mm牌坊高度9120mm液压压下精度10um牌坊缩颈量218900KN/mm轧机开口度400mm主电机24000kw液压AGC缸尺寸14501350mm最大过载力矩22,385kNm液压AGC行程80mm切断力矩23,283kNm液压AGC响应时间30ms额定力矩21,194kNm液压压下速度20mm/s最大轧制力矩22,385kNm4.5 轧辊尺寸及材质四辊可逆轧机分为工作辊和支承辊，工作辊是用来直接完成轧制过程的，其直径较小，大直径的为支承辊，其作用是改善工作辊的强度及刚度条件，每个轧辊都是有辊身、辊径和辊头组成的8。4.5.1 轧辊尺寸轧辊的主要参数为辊身直径、辊身长度、辊径尺寸和辊头尺寸4。1.粗轧机的轧辊尺寸（1） 辊身直径因为粗轧机的辊身长度为3800mm，对工作辊而言，l/DW = 2.54.0,即3800/DW = 2.54.0,所以支承辊辊身直径DW = 9501520mm，取为1250mm,根据包钢实际生产中所采用的值取轧辊直径为1030mm。对支承辊而言，l/D B= 1.32.5,即3800/D B= 1.32.5，所以支承辊直径D B= 15202923mm，根据包钢实际生产中所采用的值取轧辊直径为2000mm。（2）轧辊的辊身长度由所轧钢板的宽度确定。 根据包钢实际生产选用3800粗轧机组所以粗轧机的辊身长度为3800mm。（3）辊径尺寸对工作辊而言，d/D=0.67-0.75，d=(0.670.75)1030=690.1772.5mm，所以取工作辊辊径直径为720mm，对支承辊，d=(0.670.75)2000=13401500mm,所以取支承辊的辊径直径为1500mm。工作辊的辊径长度，l/D=0.831.0, l=(0.831.0)720=597.6720mm，所以取工作辊的辊径长度为700mm，对支承辊，l=(0.831.0)1500=12451500mm,所以取支承辊的辊径长度为1400mm。 (4) 辊头尺寸辊头尺寸根据连接轴的型式而定。梅花连接轴的梅花辊头外径d1与辊径直d1=（0.9-0.94）d mm对工作辊，d1=（0.9-0.94）720=648676.8mm，所以取工作辊的辊头直径为670mm，对支承辊，d1=（0.9-0.94）1500=13501410mnm,所以取支承辊的辊头直径为1400mm。2.精轧机的轧辊尺寸（1） 辊身直径因为精轧机的辊身长度为4100mm，对工作辊而言，l/DW = 2.54.0,即4100/DW = 2.54.0,所以支承辊辊身直径DW = 10251640mm，根据包钢实际生产中所采用的值取轧辊直径为1120mm。对支承辊而言，l/D B= 1.32.5,即4100/D B= 1.32.5，所以支承辊直径D B= 31531640mm，根据包钢实际生产中所采用的值取轧辊直径为2200mm。（2） 轧辊的辊身长度 根据包钢实际生产选用4100精轧机组，所以精轧机的辊身长度为4100mm。（3）辊径尺寸对工作辊而言，d/D=0.67-0.75，d=(0.670.75)1120=750.4840mm，所以取工作辊辊径直径为820mm，对支承辊，d=(0.670.75)2200=14741650mm,所以取支承辊的辊径直径为1540mm。工作辊的辊径长度，l/D=0.831.0, l=(0.831.0)820=680.6820mm，所以取工作辊的辊径长度为760mm，对支承辊，l=(0.831.0)1540=1278.21540mm,所以取支承辊的辊径长度为1520mm。（4） 辊头尺寸对工作辊，d1=（0.9-0.94）760=684717.4mm，所以取工作辊的辊头直径为700mm，对支承辊，d1=（0.9-0.94）1520=13681428.8mnm,所以取支承辊的辊头直径为1400mm。4.5.2 轧辊材质轧辊材质选用要综合考虑轧机特点，轧辊工作条件，各类轧辊材质特性，轧辊设计及所用轧辊的主要失效形式等诸多因素。常用的轧辊材质有锻钢、铸铁和铸钢等。工作辊支材质的选择对硬度的要求是首位的。对工作辊主要要求有：良好的加工表面、抵抗局部变形的能力、高的扭转强度和弯曲强度以及高压高速下轧辊不致磨损而影响板厚和板型；在热轧中厚板中工作辊材质以合金细晶铸铁使用效果最佳，硬度可达到Hs7080。支撑辊材质的选择:轧制中对支撑辊主要要求有：刚度要好，较高的疲屈服强度；好的应力状态和抗裂纹扩展能力；好的耐磨性。本设计采用合金钢作为支撑辊材质，其硬度可达到Hs50-554。 第五章 轧机主要设备间距及产品技术要求5.1 初步确定机架及设备间距离在平面布置图上首先根据生产工艺流程的顺序和要求布置各种生产设备，各设备间的相互位置关系主要从以下几个方面考虑：（1） 布置主要设备时，最好使产品流线方向与厂房纵向一致尽量避免横向运输（2） 在考虑设备之间相互关系和间距时应根据产量大小、轧制产品长度及设备操作条件等因素，在保证满足生产要求的条件下，尽量紧凑，以节省车间面积。设备彼此间的距离，可依照经验确定。（3） 轧机最好能布置在一个顺向的轧制跨间内，电动机放进单设的主电室，高压泵站应放在单独的房间，不要离轧机太远。（4） 布置设备时，不能位于吊车达不到的范围，而且离厂房的柱脚边缘必须留出一定距离。（5） 要确保人身安全及安装维修等工作方便，留操作面积4。5.1.1 轧机机架的间距 多台轧机布置时，各机架间相互位置关系取决于轧机排列方式与轧制方式等、轧制操作以不互相干扰为宜。在本设计中，轧机布置为双机架，一期工程预留一架粗轧机，粗轧与精轧均选择四辊可逆轧机，故轧机机架间的纵向距离为粗轧机轧出长度与精轧机第一架机前轧出长度之和，并且再加上一定余值。根据产品大纲的要求，通过计算粗轧机轧出的最大长度约为20m,精轧机第一架机前轧出长度38m,故轧机机架间距离根据经验选择为100m。5.1.2 轧机与加热炉的距离各加热炉呈平行布置，加热炉中心线间距取决于加热炉炉宽及加热炉侧面管线布置、安装与维护等操作的正常进行。加热炉炉宽又决定于被加热的坯料最大长度，当坯料最大长度小于5m时，加热炉炉间距一般取12-15m，当坯料最大长度大于5m时，加热炉炉间距一般取15-21m。而本设计坯料长度小于5m.加热炉与除磷箱的间距尽可能靠近以减少热损失，其间距一般为一块坯料的最大长度，取为4.5m。加热炉到开轧轧机间的间距应满足不影响轧机的正常生产为宜，其间距为：L=L1+L2+（2-3）4式中L-加热炉到开轧轧机间的距离； L1-坯料的最大长度； L2-开轧轧机前可轧的最大长度。 所以依据包钢实际生产经验，取为45m.5.1.3 轧机与卷取机的距离成品轧机架到热剪机、卷取机或矫直机间距，取决于生产的产品品种与剪切设备等的运行方式。板带连轧机经层流冷却线与卷取机形成连续作业线，终轧机架与卷取机间距长达120-150m，中厚板轧机成品机架到热矫直机的间距为2-3倍最长轧件长度。5.2 产品的技术要求、技术条件及产品标准5.2.1 产品的技术要求 产品的技术要求是为了满足使用上的需要而对产品提出的在规格和技术性能上的要求，如外形、尺寸、表面状态、力学性能、工艺性能、物理化学性能、金属内部组织和化学成分等方面的要求。产品标准一般包括有品种标准、技术条件、试验标准等方面的内容7。5.2.2 尺寸及外形的测量（1） 厚度的测量 切边钢板：在距边部不小于15mm的任意位置。不切边钢板：在距边部不小于40mm的任意位置。（2） 镰刀弯的测量 测量钢板轧制方向侧边与同方向俩端点直线之间的最大值，在产品呈凹形一端测量。（3） 切斜的测量 测量钢板的宽度在轧制方向上的垂直投影长度或者钢板对角线之差的二分之一。（4） 不平度的测量 将钢板自由放在平台上，除钢板本身重量外部施加任何压力，测量钢板与直尺之间的最大距离7。5.2.3 尺寸及允许偏差（1） 钢板的厚度允许偏差如下表6： 表5-1厚度偏差（单位：mm）钢板厚度负偏差以下宽度的厚度允许正偏差15001500-20002000-25002500-30003000-350035005-80.60.20.20.40.50.60.88-100.70.20.30.40.40.60.810-160.750.250.250.350.450.550.8516-250.80.20.30.40.50.70.925-400.90.20.30.40.70.8140-8010.30.40.60.70.91801.50.30.50.70.911(2) 钢板的宽度及长度偏差如下表6：表5-2宽度及长度偏差（单位：mm）宽度允许偏差切割状态长度允许偏差钢板长度15剪切2060000025火焰切割30600000(3) 产品的化学成分表5.3典型产品Q345B钢板的化学成分和力学性能钢号执行标准化学成分%力学性能PSb,mma,MPab,MPa,%Q345BGB/T1591-19940.040.0416345470-631716-3532502135-50295230275 第六章 轧制规程的计算6.1 制订轧制规程的原则和要求板带材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，一句话，就是要多快好省，方便安全的生产出优质产品，故合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求4。6.1.1 在设备能力允许的条件下尽量提高产量充分发挥设备潜力以提高产量的途径不外乎是提高压下两、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间，提高作业率及合理选择原料增加坯重等4。6.1.2 在保证操作稳便的条件下提高质量操作稳便的钢板轧制定心条件，努力提高轧机的刚度。 提高板形及尺寸精度质量。板带材轧制的精轧阶段对于保证钢板的性能、表面质量、板形及尺寸精度有着极为重要的作用。注意保证板组织性能和表面质