年产150万吨中厚板车间工艺设计

.大学本科毕业设计开放报告标题：年产150万吨板厂工艺设计研究所：冶金能源研究所专业行业：材料成型和控制工程类级别：姓氏：学号：指导教师：2015年11月15日一.选题背景1.1标题来源冶金产业近8年来高速发展，行业钢铁生产能力已达到近6亿吨/年。已经在建设中的板材生产线和近70条，板材生产能力接近7000万吨/年。但是由于国际金融危机的影响和国内经济周期的调整，钢铁产品市场成为了典型的收购市场。冶金行业在这种经济调整中实现技术和产品转型的方法成为决定企业生存的关键。各板材生产厂根据自己的技术设备特性、技术研发能力、市场客户要求，决定了自己产品的战略定位。综合实力雄厚的企业，全面感受产品差异化战略，不断开发其他企业无法生产或难以生产的市场短期、高级产品。高级产品开发离不开性能控制技术，性能控制的新技术不仅能提高钢板的性能，还能降低生产成本。1.2项目概述：通过国内外板材市场现状分析及展望预测，综合分析了当地各种材料供应、能源等其他资源，我们选择了地区和资源优势的唐山曹妃甸地区作为工厂用地，设计了年产量150万吨4300热轧板车间，生产了规格齐全、性能优良、能满足市场需求的产品。1.3版简介中厚钢板：厚度超过4mm的钢板属于中厚钢板。其中厚度为4.0-20.0mm的钢板称为板材，厚度为20.0-60.0mm的称为宽厚板，厚度超过60.0mm的称为宽厚板。板的用途：板材主要用于建筑、机械制造、容器制造、造船、桥梁等，国民经济建设，需求量很大，范围很广。(1)造船板：用于制造海洋和内河船舶船体。要求高强度、塑料、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐腐蚀性等。(2)大型铁路桥上使用的桥梁钢板。需要动态负载、冲击、震动、抗腐蚀等。(3)锅炉板：用于制造各种锅炉和重要配件，锅炉板在中温(350以下)高压下工作，不仅承受高压力，还通过冲击、疲劳载荷、水和空气腐蚀保证了一定强度，要求良好的焊接和冷弯曲特性。(4)压力容器钢板：压力容器或其他类似设备，主要用于石油、化学气体分离和气体存储和运输制造，一般工作压力为320kg/cm2或630kg/cm2，在大气压下工作于-20 450 ，容器钢板除了要求恒定强度、良好的塑料和韧性外，还需要更好的冷弯曲和焊接性能。(5)用于制造汽车大梁(大梁、梁)厚度2.5-12.0mm的低合金热轧钢板的汽车大梁钢。汽车大梁形状复杂，除了高强度和冷弯特性外，还需要良好的冲压性能。1.4中国板生产技术现状1.4.1中厚板轧制生产线工艺设备板材轧制生产线的工艺设备是在钢坯质量恒定的前提下保证最终产品质量的重要环节。以前的轧机以轧机为中心，剩下的设备大体简陋，所以很简单。尤其是在一般生产工厂。板材生产虽然考虑了加热和匹配工序中不产生划痕和剪切质量等几个因素，但随着产品质量、品种规格、产品等级及用途等市场因素的变化，各生产工厂逐渐重视，开始分析、升级和改造整个工艺路线。我国由于历史原因，目前大部分制版材料生产线的整体装备水平和国外先进水平之间存在一些差异。主要包括：1)规模小，设备水平低。2)加热炉大部分采用推钢、加热能力及质量保证能力差。3)校正器(几乎没有制冷校正器)、垂直剪切力大于30 mm、剪切质量差等后方精密能力不足。在线无损检测线、热处理及短皮衬里等工序大部分工厂没有配备；(4)核心技术不精细，不特殊，主要体现在温度控制、辊道设计、水冷和控制轧制等方面，特别是拥有独特知识产权的工艺或产品不多。国内板材轧机与国外先进企业相比，尽管设备上存在一些差距，近几年来，一些大型钢厂引进、消化和改造了铸铁和济南钢铁的3 500 mm轧机、鞍钢的4 300 mm轧机、宝钢的5,000mm轧机等一系列板材生产设备和工艺。首秦公司4300mm轧机、天津、唐钢、福建三明的3500mm轧机等大量即将投入使用的板材轧机将逐步参与板材市场竞争，这将有助于我国板材生产企业提高整体设备水平，提高产品的等级和质量1.4.2版生产技术是产品的核心国内板材生产能力增加，工艺不断升级，引进新工艺设备，产品等级提高和质量提高必须来自工艺技术的开发和应用。钢铁产品的现代技术主要有四个方面：钢铁清洁技术、微合金技术、晶粒细化技术和尺寸、表面精密技术。这四方面的技术集成最终反映了钢铁性能最佳，生产成本最低的事实。钢铁清洁技术是冶炼专业工作，但此后三方面的技术与轧钢工艺密切相关。微合金设计与轧制工艺紧密结合，形成细晶粒强化。实践证明，细粒强化改变了过去碳当量的强化机制。微合金元素V、N-V、Nb和Ti等合金元素的各种组合，在特定轧制工艺条件下强化析出炉，以溶液强化的方式提高钢的综合性能。1.5板轧机生产工艺发展趋势1.5.1中厚板轧机生产工艺方案一条是现有板材生产线，如三辊肋轧机、单机架四辊轧机、双机架二辊粗加工四辊精加工、双机架四辊粗精加工轧机组。另一个是20世纪80年代阶段性发展的，可以将板压成单板，以滚动方式生产板。单一品种，大批量，高效，单机架宽辊轧机年生产规模110万吨，位于中低齿轮，适合高投资。韶关一期新单架3500毫米小麦，生产规模80万吨，二期热卷和卷取机位置预订，投资总额14亿元(外汇4200万美元)；安钢钢铁厂用板材新建车间，生产能力为110万吨，共投资18亿韩元。现有制版轧机产品定位在中高档，具有投资性、快速效果、备件国产化率高的优点。例如，北泰、济南钢铁双机架3500毫米制板轧机，年生产能力140万吨(普通碳钢生产时)，投资约12-14亿元。1.5.2板材工厂现状和发展趋势(1)主轧机的类型从机架的结构来看，有两滚可逆式、三滚式、四滚式可逆式、通用式和复合式的区别，现代建造的轧机大部分是四滚式可逆式和万能式，两滚式可逆式和三滚式罗得在现代轧机建设中已不再可见。新建中厚板轧机的宽度大小在3米以上。四辊轧机的结构趋于稳定成熟，为了提高轧机强度和刚度，机架拱柱截面尺寸和重量，支承辊直径增加，以承受更大的轧制力。通用单位轧制力均大于20MN/mm，单位功率大于2KW/mm，刚度大于20MN/mm。轧机大小为3500mm以上，轧制速度为57.8m/s，拱柱截面为9000cm2以上，每张板材300t吨以上，使用快速辊装置。对于工作辊，范围为8-15分钟，对于支承辊，范围为1小时以内。主驱动器使用HAGC、弯曲操作辊PC或CVC几何控制单元，以及带有接近射线测厚仪的交流电动机。(2)加热炉步进炉被公认为现代最先进的熔炉类型。仅用于鞍钢、武钢轧钢板、济南钢铁板、邯钢中板的现有生产线上，有13种此类型高炉仅用于新建生产线，在提高板质量、减少氧化、燃烧损失等方面取得了较大进展。考虑到滚动生产力的准时和滚动品种，宝钢5.0m轧机安装了2个，首钢4.3m轧机安装了3个。(3)快速冷却控制轧制技术一般用于高级技术内容，高附加值产品的生产。该技术必须与冷却系统配合良好，新建和建设中的生产线大部分都配备了先进的快速冷却系统。该装置通常使用DQ U型管层流冷却样式。近年来，一些旧生产线也改造了冷却系统。目前，saco气溶胶冷却、ansteel板、新油中板、无梁宽厚板、WISCO轧制板等是u型管层流冷却、首钢中板、南钢中板直流层流冷却进一步发展的实用设备。(4)热校正器2005年以前，大部分使用滚筒矫直机，这种样式受辊直径和辊间配合的限制，因此直纹板厚度有一定的范围，一般采用最厚、最薄的比率和4，新生产线上大部分使用具有拉伸功能的新矫直机。最厚的拉直和最薄的比可以达到25，直线火力也可以增加一倍。还有使用从法国带来的11卷四重校准机改造济南钢铁板材等现有校准机的现有生产线，校准精度达到1.5mm/m。(5)冷床以前大部分生产线都使用钢冷却床，因此不仅容易刮钢板，还会引起不均匀的冷却。新制造的生产线上的冷床大部分采用步进烤架或圆盘辊式，有足够的区域放置钢板，不需要在冷床前进行热剪切分割，有利于提高成材率。刘刚、普刚、吉刚还改进了冷床的一些旧生产线，如圆盘卷、好效果2。1.5.3国内外板材新产品新技术开发近年来，我国板材品种的开发主要围绕部分专用钢板的钢纯化、低碳高强化、高温、高压电阻、抗破坏、耐腐蚀性等展开，取得了很大的发展。(1)新产品开发15家企业生产X65级管线钢，8户拥有X70级、宝钢、鞍钢、五钢、武钢、济钢等X80级生产能力，宝钢、鞍钢、武钢已有批量生产宝钢、五钢、武钢、鞍钢、马钢等可以生产高水平海洋石油平台用钢。CORTEN耐候桥板、BHW35高压锅炉板、P20塑料模具板、N19低温板、AH32-EH36等级和f等级船板、HT80高钢板、百万千瓦火力和核电专用厚钢板、用于25000多万va变压器的高磁感低铁损耗硅钢片等高附加值产品相继开发(2)新技术应用1)传热传热技术为了节约能源，提高火炉加热能力，新工厂始终进行炼钢连铸和轧钢加热之间的板坯运输、保温和调度管理，传热速度超过40%-70%，热负载温度超过450-680%，0.8GJ以下吨钢燃料消耗，在板坯仓库安装隔热坑或盖板，尽可能提高板坯包装温度。目前，日本直接实现了燃料达到零消费的轧制。2)控制滚动和控制冷却技术有效地结合控制轧制和快速冷却是板材生产技术的一大进步，该工艺大大提高了钢板性能，降低了生产成本，节约了贵金属元素。中厚板轧机最适合轧制和控制冷却工艺控制，许多钢板可以用该工艺生产，在某些方面超过热处理钢板，某些工厂实现了60%以上的控制轧制率。条件好的工厂以TMCP为主，一般工厂都以CR生产。目前，等轧方法全部由轧机前后扩大辊的多钢板轧制构成。日本TMCP有一种称为水冷的快速制冷，而不是快速制冷。分别拥有自己的专利，如NIC、NCT、SCR和KTR、SHT和SSC、kontroll的sminet金属和KONTROLL的日本铁。3)几何控制技术这是钢板的三维几何控制技术，旨在制造尺寸偏差很小、避头尾和切面很小、矩形、近似矩形和等边(不裁剪或铣削边)、性能均匀的平板。该技术可以扩展产品，生产各种异形板。因此，这种控制成为板材生产技术中不可缺少的崭新工序。仪表板形状通常由纵向(长度)、横向(宽度)和平面三部分组成，这三部分相互配合和影响，均匀滚动最佳几何图形和最经济的钢板。该技术除了增加机架拱柱截面和支撑辊直径，提高轧机本身的刚度外，还采取了一些减少生产中轧辊挠度和钢板凸出的校正措施。弯曲工作辊或弯曲支撑辊(塔兰托等工厂)、阶梯辊(大多数工厂使用)、可变冠辊(原始和高山工厂用VC辊)、高精度辊磨(例如福山工厂用HC磨)、交叉辊磨(例如，junjin工厂和浦项工厂用PC)1.5.3国内外板块生产力分析及市场前景据统计，2008年我国板材生产线约有52个，产能为5410万吨。北方的安山钢铁厂、安阳、舞阳、不太生锈等韩国的宝钢、武钢、中钢等都有一定的知名度，并制造了自己的特色产品。宝钢的汽车版本、武钢的冷轧钢材、太钢的不锈钢、中钢的锅炉和压力容器板、安钢的低合金板等基本占据了国内市场。首钢京堂应定位于高附加值高强度板式精品基地建设。2007年，我国的判官费为50.43%，板块在国内的市场份额为97.3%，比上年大幅提高。日本、韩国、欧洲和美国的判官比例超过60%，但我国的判官比例仍与钢铁发达国家有一定差距，需要进一步提高。(1)建设新农村我国要在本世纪中叶建设现代化国家，必须实现农村和农业的现代化。因此，未来40年左右，对新农村建设的板材需求呈日益增长的趋势。相信这一需求足以支撑我国整个板材产业。(2)船舶板行业在世界造船业，韩国、日本、中国是最大的3个造船国，目前的订单总量超过了5000万t。尤其是船舶用板材、韩国和中国的造船业需要量供应不足，会拉动船板需求空间。我国造船业去年居世界第三位，年造船能力350万t左右，今年需要钢板100万t，以每年3% 5%