1、 内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题 目：水淬槽的设计 学生姓名：谢亚楠 学 号： XXXXXX 专 业：机械设计及其自动化 班 级： XXXXX 指 导 教 师 ： 孔 令 新 教授内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） I 摘要 镀锌钢带生产线上，对于钢带表面的要求较高，需要在中间环节加设水淬槽。水淬槽能有效的降低钢带表面温度和去除钢带表面杂质。同时，水淬过程中，钢带表面可能会产生水淬斑，如何通过合理的布置喷淋水管尽可能的消除水淬斑的出现提高钢带表面质量是本次设计的重点。水淬槽主要包括水淬箱，脱水辊和热风干燥器 三个部分。后两个工序都是对干燥后的钢带进行去水干燥处理的。
2、 关键词： 喷淋水管 沉没辊 热风干燥器 脱水辊 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） II Water quenching tank design Abstract The steel tape production line, for the steel tape surface higher, need to add water quenching tank in the middle link. Water quenching tank can effectively reduce the surface temperature of the steel strip and rem
3、ove the surface impurities of the steel strip.At the same time, water quenching process, the metal surface may produce water quenching spot, how to through the reasonable arrangement of the spray water pipe as far as possible eliminate water quenching spots appear to improve the surface quality of t
4、he strip is the focus of this design. Water quenching tank mainly includes three parts, water quenching tank, dehydration roller and hot air dryer. After the two processes are dry steel strip for water drying treatment. Key words: Spray header； Submerged roll； hot-air dryer ； Dewatering roller 内蒙古科技
5、大学毕业设计说明书（毕业论文） III 目 录 摘要 . I Water quenching tank design. II Abstract . II 第一章 引 言 .1 1.1 研究背景 .1 1.1.1 热轧钢带镀锌生产厂现状 .1 1.1.2 镀锌板的消费与需求概述 .2 1.1.3 我国镀锌板的消费与需求 .3 1.1.4 我国热轧钢带镀锌板的主要应用领域及需求 .3 1.2 热处理 .4 1.2.1 热处理现状 .4 1.2.2 常用的热处理方法有： .4 第二章 热风干燥器 .6 2.1 热风干燥器 .6 2.1.1 热风干燥器结构分析 .6 2.1.2 热风干燥器工作原理 .
6、7 第三章 脱水辊 .10 3.1 脱水辊轴和箱体 .10 3.1.1 脱水辊结构分析 .10 3.1.2 脱水辊轴计算 .10 3.2 脱水辊螺旋起重器 .18 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） IV 3.2.1 脱水辊螺旋起重器结构分析 .18 3.2.2 螺旋起重器设计计算 .18 3.3 螺旋起重器初始传动部件设计计算 .21 第四章 水淬槽 .27 4.1 水淬槽 .27 4.1.1 水淬斑分析 .27 4.1.2 水淬温度对水淬的影响 .30 4.1.3 钢带可水冷的温度区间 .32 4.1.4 改善冷却过程 .32 4.2 水淬槽沉没辊的设计计算 .34 4.3 水淬槽部
7、分管路分析 .39 4.4 水淬槽的损坏形式 .42 参考文献 .45 感谢信 .46 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） 1 第一章 引 言 1.1 研究背景 1.1.1 热轧 钢带 镀锌生产厂现状 世界上第 1套热轧板连续镀锌机设备于日本在 20世纪 60 年代中期组建完成，其产品主要用于钢结构；到了 20 世纪 70 年代，日本又建设了 3套热冷轧板兼用的镀锌机组；到了 20世纪 80年代更多的热轧板连续镀锌机组陆陆续续的出现 (包括热冷轧板镀锌机组 )， 热轧镀锌板的生产能力达到大幅度提升。 (1)欧洲市场 据调查研究，欧洲每年对热轧镀锌薄板的消费量达到 180 万吨，而欧洲现有
8、热轧板卷镀锌生产能力以及即将投入生产的生产线可以满足很长一段时间内市场的需求。 欧洲最大的热钢带镀锌生产 厂一一法国于齐诺尔公司的产量约为 50万吨每年，生产的产品多用于加工框架板材之类的部件，此类市场在未来的需求据调研会持续增长，届时欧洲产区会加设新的生产线投入使用来提升产量。 大部分生产的热轧镀锌薄板规格的厚度在 2mm 到 4mm 之间和宽度在 1000mm 到 1600mm 之间，产品多直供给钢管加工厂和小型家电机车行业，也广泛应用于材料成型。 2002 年 10 月末， MeTal BulleTin(MBM)即金属统计月刊曾统计调查，北欧热轧板卷的基本价格为每吨 250 欧元，冷轧板
9、卷的均价为每吨 330 欧元，冷轧镀锌板价格为每 吨330 到 340 欧元，热轧镀锌板的交易价在每吨 315 到 320 欧元之间。 东京钢公司主要为建筑行业供应成型钢卷，其在冈山的生产线选择了热轧板卷工艺作为增值的一种简便方法。 据 MBM 月刊市场调研分析报道，截止目前该公司热轧板卷镀锌板每年的产量可以达到 58 万吨以上。 （ 2）国内市场 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） 2 1998 年 3 月底，中国台湾省安锋钢铁股份有限公司新建了年产量可以达到 30 万吨的镀锌机组，并进行了热负荷试车，在短短 9个月内就生产了热轧镀锌板 14.2 万吨，冷轧镀锌板 265 万吨，其中的
10、 90%投入国内市场，其余 10%用于销售国外市场。目前 ，每个月的产量稳定在 2 2 到 2.5 万吨之间，即使处于金融风暴时期，热轧钢卷的市场需求依旧很紧缺。 2001 年 7 月 19 日，邯钢开工建成了我国国内的第 1 条热轧薄板酸洗镀锌线。该生产设备还配备有缝合机组和进出口活套，实现了钢卷的连续低速生产和酸洗液的再生，从而达到了降低酸洗液消耗的目的。减轻环境污染连续式热镀锌机组为引进意大利DANIELIWEAN 公司的技术和关键设备，采用森吉米尔法改进轧钢生产工艺。提升生产线工艺，热轧镀锌板质量可以近似与冷轧镀锌板质量媲美该。该工程总投资 6亿元，年产0.8mm到 6.0mm厚酸洗
11、卷 50万吨 ; 0.8mm到 4.0mm镀锌卷年产 30万吨的生产线已于 2002年 9 月 15 日投入生产，一个月后即生产出酸洗板 60万吨，生产线正式进入批量试生产阶段。 1.1.2 镀锌板的消费与需求概述 据有关机构统计，截止到 1998 年年底，全世界已建成投产的轧钢机组共计 394 套，分布在全球 56 个国 家，其中热镀锌机组占了 79%，电镀锌机组占了 21%，总的镀锌板生产能力达到每年 10000 万吨，其中热镀锌机组能力为每年 8000 万吨，电镀锌机组能力为每年2000 万 吨。 1998 年一年，世界镀锌板产量近 7000 万吨，其中热镀锌 板占了大约 71.4%，电
12、镀锌板约占 28.6%。国外镀锌板的生产主要集中在日本、美国和欧洲联盟所属的 15 个国家，其中美、日的产量各约为 1500 万吨， 欧盟的产量约为 2000 万吨，合计产量可以达到 5000 万吨，其他 50 多个国家的总产量估计在 2000 万吨左右，生产能力较强的国家分别为加拿大、韩国、巴西、印度。 从国际镀锌板发展现状来看，美国的镀锌板产量约占全球钢材总产量的 8%左右，其中日内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） 3 本镀锌机组数量最多，生产线最健全，其中镀锌钢板可以达到钢材总量的 13% 到 15% 1.1.3 我国镀锌板的消费与需求 截止到 2000 年，我国 已投产的镀锌板生
13、产线共 15 条，生产能力达到每年 245 万吨。仅 2000 年一年，我国镀锌板生产量就达到 185 万吨 (包括宝钢电镀锌板 20万吨 )，比 1999年增加 36 万吨 ;其中 216 万吨用于出口，净进口量高达 206 万吨，表观消费量为 391 万吨， 比 1999 年增加近 95万吨。 随着国内经济的温度发展，国内的市场对镀锌板的需求量也开始逐年增长。 除普通民用外，家电板材建筑等行业对钢板质量的要求都明显提高，国内镀锌线的生产质量多受到原材料的限制，或者设备工作性能的限制，无法满足部分用户对镀锌钢板的需求。国内生产线无法满 足市场对镀锌板的需求，导致了国外部分低质量进口镀锌板的流
14、入同时又不得不高价进口一些高档的镀锌板。 1.1.4 我国热轧 钢带 镀锌板的主要应用领域及需求 (1)制造筒式钢板仓 热镀锌板， Q 2 2 5-Q 2 1 5基板材 质 板材 质，厚度为 2.5mm 到 4mm 的占 75%，表层镀锌量为每平方米 275g，钢板仓制造设备每年需镀锌板总计 1.6 万吨。 (2)制造汽车 大多用于内部组件，有较多规格，如汽车的各种支板，如底座、支座、支架、托架以及连接板等。热轧镀锌板多用于厚度在 1.5mm到 3.0mm 的场合，每年需要的镀锌板总量约为 4.5 万吨，仅 2005 年一年的的统计量就为 5.2 万吨。 （ 3）制造高速公路护栏板 2000
15、年到 2020 年期间，我国每年平均将建成 1000km 以上的高速公路，其中建设的主要高峰期为 2000 到 2010 年，每年建设的四车道高速公路约 1200-1500km，每年需要消耗约 6. 6 万吨热镀锌板，加上自然老化和破损更新，每年需要更替的热镀锌板达 万吨7 以内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） 4 上。考虑选择其他类型镀锌板取代冷轧镀锌板，当前，可以用热轧 镀锌板替代相当大数量的厚规格冷轧镀锌板，如建筑行业的板材，大型管道等。 1.2 热处理 1.2.1 热处理现状 在整个机械制造金属加工的领域中，热处理都是一项应用广泛的的基础工艺。节能以及可持续发展的道路上，金属热处
16、理技术是值得深刻研究的领域 。热处理的工艺主要是指金属材料处于固态时，通过加热、保温、冷却等手段，改变金属材料内部的组织状态，从而获得所需性能的一种热加工工艺。热校正一般用于大型锻件、高合金钢锻件和容易在切边、冲孔时变形的形状复杂的锻件。 国内外的热处理研究学者们在研究钢件热处理变形的成因、规律及预防控制变 形的措施等方面都已经取得了惊人的进展。但由于淬火变形的影响因素十分的复杂 ,控制变形的条件难以控制。出于节约成本的考虑，常用的校直方法选择冷、热校正。冷校正：作为模锻生产的最后工序，一般是安排在热处理和清理工序之后。冷校正主要在摩擦压力机和曲柄压力机等设备的校正模中进行。热校正：通常是与模锻同一火次，在切边和冲孔之后再进行。它可以在模锻锤的终锻模膛内进行；也可以在在校正设备（如摩擦压力机等）上的校正模中进行。 1.2.2 常用 的热处理 方法有： 1、退火：有完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、均匀化退火等等。 2、正火处理 3、淬火：有单介质淬火、双介质淬火、局部淬火等等。 4、回火：有低温回火、中温回火、高温回火、稳定化回火、附加回火等等 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文） 5 5、化学热处理：有渗碳、渗氮、离子氮化、碳氮共渗、渗金属等等 6、表面热处理：有火焰加热法、中频加热法、高频加热法、超音频加热法、激光热处理法
