1、 第 1 页 设计说明 本设计为年产量 180 万吨的 中 厚板车间，通过对中厚板市场的调研，介绍了中厚板的发展状况，分析了中厚板的市场需求，并针对目前的技术状况，制定出了合理的产品大纲和金属平衡表。以典型产品 Q235（ 10mm 1700mm6000mm、 25mm 1000mm 6000mm、 4010mm 1450mm 4000mm） 钢板为基础，通过确定典型产品的工艺流程，确定了轧机的布置形式和车间各设备的选用，并制定出典型产品合理的压下规程，计算出轧制力能参数，如：轧制力的计算、变形抗力的计算和传动力矩的计算等。校核轧辊强 度并计算电机的容量，以选用合适的轧辊和电机。确定车间工作制
2、度和年工作时间，计算了轧机的年产量，根据典型产品的工艺和轧件的尺寸等，确定车间平面布置，如合理的设备间距、仓库面积等，并画出车间平面布置图。分析车间的综合经济指标。并采取有效的环境保护措施，如车间的绿化、废气和废渣的再回收等。 关键词： 中厚板车间， 产品大纲、金属平衡表、轧制力、传动力矩 第 2 页 Design Notes The design for the annual production of 180 million tons of plate p lant, plate market research, the development of the plate, the plat
3、e market demand, and the current state of technology, to develop aa reasonable outline of the products and metal balance sheet. Typical product Q235 (10mm 1700mm 6000mm, 25mm 1000mm 6000mm, 4010mm 1450mm 4000mm) steel-based, to determine the typical products of the process, to determine the the mill
4、 arrangement of workshop equipment selection, and to develop typical products and reasonable reduction procedures to calculate the rolling force parameters, such as: rolling force calculation, the calculation of the deformation resistance and transmission torque calculation. The check rolls intensit
5、y and calculate the capacity of the motor to the appropriate choice of rolls and motor. To determine workshop work systems and working hours, calculated the annual production of the mill, according to the typical product of the process and the size of the rolling determine workshop layout, such as d
6、evice spacing, warehouse area, and draw the workshop floor plan . Analysis of the economic indicators of the workshop. And to take effective environmental protection measures, such as the greening of the workshop, waste gas and waste recycling and so on. Keywords: plate workshop, outline, metal bala
7、nce sheets, rolling force, deformation resistance, drive torque 第 3 页 目录 设计说明 .1 1 前言 .8 1.1 我国中厚板生产技术现状 . 8 1.1.1 中厚板轧钢生产线的工艺装备 . 8 1.1.2 中厚板的生产技术是产品的核心 . 9 1.2 中厚板轧机生产工艺的发展趋势 . 9 1.2.1 中厚板轧机生产工艺方案 . 9 1.2.2 产品质量及交货状态 . 10 1.3 我国中厚板轧机的发展方向 . 12 1.4 国内中厚板轧机的改造 . 13 1.4.1 围绕提高轧机的目能力水平进行改造 . 13 1.4.2
8、围绕提高装备水平进行改造 . 14 1.4.3 板坯连铸比 . 15 1.4.4 轧机 . 15 1.4.5 新技术和新工艺 . 15 2 中厚板产品方案 .16 2.1 编制产品大纲 . 16 2.2 编制金属平衡表 . 16 2.2.1 成材率概念 . 16 第 4 页 2.2.2 金属平衡分析 . 17 2.2.3Q235 钢板的化学成分 . 18 2.2.4Q235 钢板尺寸偏差 . 19 3 中厚板的生产工艺和轧制区的设备 .21 3.1 中厚板生产工艺流程 . 21 3.2 典型产品的工艺流程 . 21 3.3 轧制区设备选择 . 25 3.3.1 中厚板轧机型式 . 25 3.3
9、.2 中厚板轧机的布置 . 25 3.3.3 轧机主机列 . 26 3.3.4 工作机座的结构 . 26 3.3.5 换辊装置 . 29 3.3.6 轧制区其它设备 . 29 3.4 辅助设备的选择 . 29 3.4.1 加热炉选择 . 29 3.4.2 剪切机选择 . 31 3.4.3 热矫直机选择 . 33 3.4.4 冷床设备选择 . 34 3.4.5 钢板修磨台架选择 . 35 4 轧机力能参数的确定 .37 4.1 轧制力计算 . 37 4.1.1 确定变形制度 . 37 第 5 页 4.1.2 计算轧制力 . 38 4.2 传动力矩计算机及电机校核 . 46 4.2.1 各道传动力
10、据计算 . 47 4.2.2 轧机主电机校核 . 52 4.3 轧辊强度校核 . 63 4.3.1 粗轧机轧辊强度校核 . 63 4.3.2 精轧机轧辊强度校核 . 66 4.4 四辊轧机轧 辊接触应力的校核 . 67 5 轧钢机产量计算 .70 5.1 轧钢机工作图表 . 70 5.1.1 研究轧钢机工作图表的意义 . 70 5.1.2 轧机工作图表 . 70 5.2 轧钢机产量计算 . 72 5.2.1 轧机小时产量 计算 . 72 5.2.2 轧钢机平均小时产量 . 73 5.2.3 轧钢机年产量 . 74 6 车间平面布置 .75 6.1 车间平面布置原则 . 75 6.2 车间工艺平
11、面布置 . 75 6.3 设备间距的确定 . 76 6.3.1 加热炉间距离 . 76 6.3.2 加热炉到粗轧机距离 . 76 第 6 页 6.3.3 粗轧机到精轧机距离 . 76 6.3.4 其它设备间距离的确定 . 76 6.4 仓库面积的确定 . 77 6.4.1 原料仓库面积的确定 . 77 6.4.2 成品仓库面积确定 . 78 6.5 车间其它设施面积的确定 . 78 6.5.1 厂方跨度布置 . 78 6.5.2 厂房跨度大小 . 79 6.5.3 柱距尺寸 . 79 6.5.4 吊车轨面标高 . 79 7 车间技术经济指标 .81 7.1 各类材料消耗指标 . 81 7.1.
12、1 金属消耗 . 81 7.1.2 燃料消耗 . 82 7.1.3 电能消耗 . 82 7.1.4 轧辊消耗 . 82 7.1.5 水的消耗 . 82 7.2 综合技术经济指标 . 83 8 轧钢厂的环境保护与综合利用 .85 8.1 轧钢厂的环境保护 . 85 8.1.1 绿化 . 85 8.1.2 各类有害物质的控制与防治 . 85 第 7 页 8.1.3 噪音的防治 . 85 8.1.4 水质的处理 . 86 8.2 轧钢厂的节能与综合利用 . 86 8.2.1 轧钢厂的节能 . 86 8.2.2 轧钢厂的综合利用 . 86 参考文献 .88 致 谢 .89 第 8 页 1 前言 近年来
13、，我国中厚板轧机在品种开发、轧机改造、研究新工艺和新技术以及使用连铸坯等方面取得了较大的成绩，但据有关专家预测， 2014 年需中厚板约 7000 万 t；目前我国现有的中厚板轧机的总生产能力为 5300 万 t左右。而且现有的轧机中现代化的大规格轧机少，装备水平较低的小规格轧机多；中板轧机多，宽厚板轧机少；低性能轧机多，高性能轧机少。所以目前我国中厚板的产量、品种和质量水平仍与发展需求差距较大。增加我国中厚板的产量和品种，提高钢板质量仍是一项艰 巨的任务。 1.1 我国中厚板生产技术现状 1.1.1 中 厚板轧钢生产线的工艺装备 中厚板轧钢生产线的工艺装备是在钢坯质量一定的前提下保证最终产品
14、质量的重要环节。以往的轧钢厂是以轧机为中心，其余的装备往往是因陋就简，尤其是在以普材为主的生产厂更是如此。中厚板的生产尽管在加热和精整工序上考虑了一些如不产生划伤和剪切质量等因素，但是随着产品质量、品种规格、产品档次和用途等市场因素的变化，各生产厂已开始逐步重视并对整个工艺线进行分析、升级和改造。由于历史原因，我国目前大部分中厚板轧机生产线的总体装备水平与国外先进水平 存在一定的差距。主要体现在： 1)规模小，装备水平低； 2)加热炉大部分为推钢式，加热能力和质量保证能力差； 3)后部精整能力不足，因陋就简，如矫直机 (几乎没有冷矫 )，纵剪能力达到 30 mm 以上的不多，且剪切质量差。在线
15、无损探伤线、热处理和喷丸等工艺大部分工厂没有配备； 4)核心技术不精、不专，主要体现在控温、辊型设计、水冷和控制轧制等，尤其是独特的、具有自主知识产权的工艺、产品不多。与国外先进企业比较，国内中厚板轧钢厂尽管在装备上存在着一定的差距，但近几年一些大钢厂正在逐步引进、消化和改造一批中厚板生产设 备和工艺，如首钢和济钢的 3 500 mm轧机、鞍钢的 4 300 mm 轧机和宝钢的 5 000 mm 轧机等陆续投产；首秦公司的 4 第 9 页 300 mm 轧机，天津、唐钢和福建三明的 3 500mm轧机等一大批即将投产的中厚板轧机，将逐渐参与中厚板的市场竞争，这对我国的中厚板生产企业提升整体装备
16、水平、提升产品档次和质量将会起到极大的促进作用 1.1.2 中厚板 的 生产技术是产品的核心 随着国内中厚板产能增加、工艺不断升级改造和引进新的工艺装备，产品档次的提升和质量的提高应源于工艺技术的开发和应用。钢铁产品的现代技术主要有 4 个方面 ，即钢质洁净技术、微合金化技术、晶粒细化技术和尺寸、表面精准化技术。这 4 方面的技术集成最终体现在钢材性能最佳和生产成本最低。钢质洁净技术是冶炼专业的工作，但后 3 个方面的技术将与轧制工艺技术紧密相关。微合金化的设计与轧制工艺紧密配合，形成细晶强化。实践证明：细晶强化改变了以往碳当量的强化机理；微合金元素 V、 N V、 Nb 和 Ti 等合金元素
17、的不同组合，在一定的轧制工艺条件下，以析出强化、固溶强化的方式提高钢材的综合性能。 首钢在近几年的品种钢开发中，运用 V、 N V、 Nb 和 Ti 等合金化元素，与轧钢工艺结合，较好地开发 了高强板、 z 向板、管线用钢和桥梁板等控轧控冷产品。工艺升级改造后，强化了加热能力、轧制能力、快速冷却能力和 AGC 系统等，已上升为以生产中、高档产品为主的中厚板厂，即产品强度提高了，专用板以高强船板、桥梁、容器、高层建筑和管线 (X65 以下 )为主，取消了普碳板和一般低合金板产品。目前，国内新建中厚板厂和主要骨干企业均采用了一批新技术，开发了一批新产品，如舞阳厚板厂、鞍钢厚板厂和济钢中厚板厂等开发
18、出了 XT0 管线、 550D 超低碳贝氏体高强结构钢等一大批技术含量高、质量等级高的产品。这些产品的开发和更高级产品的开发研 制，标志着中国的中厚板行业已经从规模效益型向品种质量效益型转变，标志着随着工艺装备的提高，工艺技术以微合金化和控轧控冷为主的结合日趋成熟，标志着随着冶炼、连铸、轧制技术的提高逐步可以满足高档产品的国产化。 1.2 中厚板轧机生产工艺的发展趋势 1.2.1 中厚板轧机生产工艺方案 一种是传统的常规中厚板生产线，如三辊式劳特轧机、单机架四辊轧机、第 10 页 双机架两辊粗轧 +四辊精轧、双机架四辊粗轧 +四辊精轧机组。另外一种是 20 世纪 80 年代逐步发展起来的，即可
19、单张钢板轧制，又可采用卷轧方式生产中厚板。各自特点比较如表 1-1。 从 上表对两类轧机的工艺特点对比可以看出，宽炉卷轧机产品定位于中低档，适合单一品种、大批量、高效率，单机架宽炉卷轧机年生产规模 110 万吨，投资较高。韶钢一期新建单机架 3500mm 轧机，生产规模 80 万吨，预留二期上热卷箱及卷取机的位置，总投资 14 亿元（外汇 4200 万美元）；安阳钢厂新建中厚板炉卷车间，生产能力 110 万吨，总投资约 18 亿元。常规中厚板轧机产品定位于中高档，具有投资省、见效快、备品备件国产化率高等优点，如北台、济钢双机架 3500 mm 中厚板轧机，年生产能力 140 万吨（生产普碳钢时
20、），投资约12 14 亿元。 表 1-1 常规中厚板轧机与宽炉卷轧机工艺特点比较 项 目 常规中厚板轧机 宽炉卷轧机 产品形式 单张板 单张板和板卷 工艺布置 单张板生产线 单张板和板卷两条精整生产线 轧制方式 纵、横轧 全纵轧而不能横轧 连铸坯料 150 300 mm（厚度） 100 150 mm 产品品种 生产海洋平台用 Z 向钢 不能 生产海洋平台用 Z 向钢 产品规格 5 100 mm 4 5 50 mm 成材率 92%左右 98% 投资 12 亿人民币 18 亿人民币 1.2.2 产品质量 及交货状态 .高压 水除鳞 板坯在出炉后，未进入轧机前，要通过高压水除鳞，这是提高产品表面质量的关键措施。目前我国中厚板的产品表面质量与国外比较有差距，是差在高压水除鳞上，国产高压泵压力难以在 15Pma 左右稳定运行，国外一般都在 18Pma
