年产138万吨宽厚板车间设计毕业设计

年产138万吨宽厚板车间设计毕业设计内容摘要：

10 耐磨钢 254,769 231,840 16 生产工艺的制定 工艺流程制定的依据 [4] 将各种化学成分、形状不同的钢锭、钢坯和连铸坯轧成形状和性能都符合要求的钢板，需要一系列的工序，这些工序的组合和顺序叫做轧钢生产工艺流程。 显然，不同的轧制产品有不同的流程。 尽管由若干工序组成的产品生产工艺流程是比较复杂的， 但工序的取舍不是任意的，工艺设计的任务就是掌握制定工艺流程的原则，正确地选择工序内容和确定各个基本工序的主要参数，以达到获得产量高、质量好、消耗低的目的。 制定工艺流程的主要依据是： （ 1） 产品的技术条件：通常在产品标准中规定了钢材品种规格、技术条件、产品性能检验等内容。 但技术要求则是其主要方面，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精度、钢锭内部组织与性能及表面质量都做出了明确的规定。 显然，产品的技术要求是制定工艺过程的首要依据。 因为达到产品的技术要求是我们组织生产的出发点。 （ 2) 钢种的加工性能：钢锭加工工艺 性能包括了钢锭变形抗力、塑性、导热性以及形成缺陷的倾向性等内容。 它反映了金属在加工过程中的难易程度，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序内容和确定工艺参数。 因此，钢锭加工工艺性能是制定工艺过程的首要依据。 （ 3）生产规模大小：一般生产规模大小有两个含义，即企业规模大小和品种批量的多少。 企业规模的大小决定了工艺过程是一 17 次成材还是两个阶段生产的问题。 至于批量的多少主要反映在选取设备的技术条件、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著影响。 （ 4） 产品成本：成本是生产效果的综合反映， 是各种因素影响的结果。 一般钢锭加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高，其生产过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。 反之，产品成本则下降。 成本的高低在一定程度上也是工艺过程是否合理的反应。 当然，成本还与产量大小、生产技术水平等其他因素有关。 （ 5）工人的劳动条件：工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，不危机劳动者的身体健康，不造成环境污染。 否则，因采取妥善的防护措施。 应当说明，上述制定工艺过程的各项依据是相互联系、相互影响的。 在确定工艺过程时应该进行综合的 考虑，任何片面的强调某一方面的做法都会给生产带来不良的影响。 生产工艺流程 被称为轧制生产过程中的各种化学成分，不同形状的钢锭，钢坯和开花的形状和性能，以满足要求的钢材，通过一系列的所需步骤，对这些过程的组合和顺序。 显然，不同的产品具有不同的轧制工艺。 正确的制定过程中轧制车间工艺设计的重要组成部分。 连轧生产工艺开发的主要目的是为了获得优质的产品符合要求，其次要确保质量，在追求高收益率的基础上，磨，可以做各种原材料，降低材 18 料消耗，降低产品成本。 因此，正确的产品制定过程合理化进程，磨意义的作用。 高品 质，低消费过程中制定的总体要求，产品。 车间生产工艺流程图 板坯加热 配置 3 座加热炉，加热炉选用步进式加热炉，板坯采用冷料装炉和热料装炉两种方式，其中热装温度为 400～ 700℃。 清除氧化铁皮 加热合格的板坯由出炉辊道送至高压水除鳞箱。 在通过除鳞箱时，由压力约 21MPa 的高压水喷除板坯上、下表面的氧化铁皮，然连铸板坯 加热 粗扎 精轧 控制冷却 高压水除鳞 热矫直 冷床冷 却 表面检查、 修磨 切头尾、 分段 切边、刨分 切定尺、取样 自动打印、喷印 中厚板产品 表面喷丸处理 淬火 自动超 声波探 伤 热处理 人工超声 波探伤 火焰切定 尺取样 冷矫直 19 后经粗轧机前输入辊道输送至四辊粗轧机处进行粗轧轧制。 轧制 （ 1） 轧制过程经 过粗轧机和精轧机两架轧机完成，采用可逆式轧制。 在粗轧机前后设置有回转辊道和推床；在精轧机前设置有回转辊道，前后设有推床。 （ 2）轧制中再生氧化铁皮的喷除轧件在轧制过程中，可用机架上的高压水除鳞装置去其上的再生氧化铁皮。 轧后加速冷却 在精轧机与热矫直机间设有一套钢板加速冷却系统。 钢板通过ACC 装置时，上、下两面同时喷水进行加速冷却，使钢板的温度快速下降。 钢板通过 ACC 装置的速度约 ~，在喷冷的同时，还由侧面以约 的中压水喷吹清除钢板表面的汽化层，保证冷却效果。 钢的轧后精整工序 （ 1）热矫直 钢板一般在 600~850℃ 进行热矫，较薄的钢板温度可能降低至500~550℃ ，较厚的钢板可接近 800~900℃。 矫直速度是根据钢板的矫直温度、厚度及强度性能等因素确定的，速度范围为 0~。 钢板在矫直机上一般矫直 1 道，特殊情况下可采用 3 道。 （ 2）钢板冷却： 热矫后的钢板一般在 600~900℃ 左右进入冷床。 宽厚板的热处理 宽厚钢板热处理 有 正火，淬火和回火（淬火和回火）的主要途 20 径，正火和控制冷却 +正火，回火，回火 +退火，直接淬火（ DQ），直接淬火和回火。 其中，最大的是处理板正火，正火 +回火，热处理产品占 70％左右，周围的一切，淬火板，占 15％左右，其他，如回火 15％。 艺流程如下： DQ(在线直接淬火 ) 轧后钢板（包括厚度大于 25mmTMCP 钢板） 正火 淬火（辊底压力淬火机） 控制冷却（弱水冷、风冷或空冷） 回火（辊底式或步进梁式热处理炉或罩式炉） 矫直（冷矫或压力矫） 冷床冷却 21 车间的平面布置和轧机的选择 车间的平面布置 车间布置原则 （ 1） 符合要求的生产工艺，生产流程线是合理的。 （ 2）有利于生产和占地面积小，运输线路短，以减少周期时间和提高生产率。 （ 3），以确保操作方便，安全生产。 （ 4）避免相互交叉的金属流线和其他物资运输线。 （ 5）考虑未来发 展的余地 选择金属流程线 综合考虑车间的长度及空间布局，特别是精整跨与加热跨的合理布置，所以车间的金属流动形式采用直线移动式。 生产设备的布置 [5] 将车间布置为 9 跨，原料跨、加热跨、主轧跨、冷床跨、剪切跨、精整跨、热处理跨、成品跨、轧辊跨。 22 表 生产设备布置表 项目 序号 名称 主要设备 1 原料跨 火焰切割机、横移小车 2 加热跨 步进式加热炉、辊道 3 主轧跨 3800mm,4100mm 四辊精轧机、高压水除鳞、推床、辊道 4 冷床跨 冷床、辊道 5 剪切跨 切头剪、双边剪、超声波探伤仪 6 精整跨 修磨台架、翻钢机、辊道横移装置、矫直机 7 热处理跨 热处理炉、热处理冷床、淬火机、矫直机 8 成品跨 辊道、横移装置 9 轧辊跨 磨床、冷却装置 23 1 原料库 2 步进式加热炉 3 辊道 4 轧机 5 冷床 6 剪切机 7 修磨台架 8 矫直机 9 成品跨 10 轧辊跨 11 热处理跨 图 车间设备 轧机的类型及布置形式 [14] 宽厚板轧机的选择原则 轧机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。 因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生茶具有非常重要的作用。 轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。 对轧钢车间工艺设计而言，轧机选择的内容是：确定轧机的结构形式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。 在选择轧机时，一般要注意，考虑一下原则： （ 1）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； （ 2）有较高 的生产率和设备利用系数； （ 3）保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能； 24 （ 4）有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善； （ 5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便； （ 6）备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化； （ 7）有良好的综合经济技术指标。 目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化、标准化了。 为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。 宽厚板轧机的型式 用于宽厚板生产的轧机有以下四 种：二辊可逆式轧机、三辊劳特式轧机、四辊可逆式轧机和万能式轧机。 (1)二辊可逆式轧机 二辊可逆式轧机于 1850 年前后用于生产中厚板，现在多用直流电机驱动，采用可逆、调速轧制，由上辊进行压下量调整，具有咬入角大、压下量大、产量高的优点。 此外上辊抬起高度大，轧机重量不受限制，所以对原料的适应性强，既可以轧制大钢锭也可以轧制板坯。 但是二辊轧机的辊系刚度较差，钢板厚度公差大。 因此一般只适于生产厚规格的钢板，而更多的是用作双机布置中的粗轧机座。 (2)三辊劳特式轧机 1864 年美国创建了世界上第一台劳特式轧机，专 门用于中厚板 25 生产。 这类轧机是由上下两个大直径辊和中间一个小直径辊所组成，上下辊由交流电机经减速机、齿轮座带动，为主动辊；而中辊可升降，为从动辊，靠上下辊摩擦带动。 轧制过程由轧机的两个动作完成的，利用中辊升降和升降台实现轧件的往返轧制，无需轧辊正反转；利用上辊进行压下量调整，得到每道次的压下量。 三辊劳特式轧机设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大，因而生产的钢板精度也高些。 但这类轧机由于中辊直径小、从动，因此咬入能力较强，采用角轧法轧制，成材率低，轧机辊系的刚度还不够大，因此产品的产量和质量都不 能满足工业发展的需要，现已大部分被淘汰。 (3)四辊可逆式轧机 1870 年美国投产了世界上第一台四辊可逆式轧机。 它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。 (4)万能式轧机 万能式轧机是一种在四辊（或二辊）可逆式轧机的一侧或两侧带有立辊的轧机。 万能式轧机始于 1907 年，是用来生产齐边钢板， 26 以提高成材率的。 但实践证明立辊轧边只在宽厚比（ B/H）小于 60～70 时才能起作用，而当 B/H 大于 70 时用立辊轧边很容易产生纵向弯曲，不仅起不到齐边作用反而使操作复杂，容易造成事故。 并且立辊与水平辊要实现同步运行还要增加电气设备和操作的复杂性，中厚板尤其是宽厚板由于 B/H 大，所以自 20 世纪 70 年代后新建轧机一般已不再使用立辊轧机。 故本设计中 轧机使用了现在主流轧机型式：四辊可逆式轧机。 轧机的布置形式 宽厚板车间轧机布置有 3种形式，即单机架布置、双机架布置和连续式多机架布置。 单机架布置生产是指在一架轧机上完成中厚板的轧制。 轧机可选用四辊式和万能式中厚板轧机。 适于对产量要求不高、对产品质量要求较宽的钢板生产。 双机架布置生产是指在 2架轧机上完成中厚板的轧制，将粗轧与精轧分到 2个机架上分别完成。 目前双机架布置均采用双四辊布置。 连续式多机架布置生产是指在全连续式、半连续式、 3/4连续式布置的多架轧机上完成中厚板的轧制。 综上所述， 宽 厚板轧机的发展趋势是：二辊可逆式轧机不再兴建，三辊劳特式轧机落后已被淘汰，四辊可逆式轧机广泛应用。 在机架布置上，则四辊双机架布置是主要形式。 27 轧辊主要参数的确定 轧辊尺寸的确定 四辊式轧机分为工作辊和支撑辊，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。 每个轧辊都是由辊身、辊颈和辊头组成的。 轧辊的尺寸参数包括辊身直径、辊身长度、辊颈尺寸和辊头尺寸等。 其中辊身直径和辊身长度是表征轧辊尺寸的基本参数。 按照轧辊的咬入条件，工作辊的辊径应满足下列 要求： Dg≥△h/1 cosɑ (41） 式中 Dg— 轧辊的工作直径； △h — 压下量； ɑ— 最大允许咬入角，热轧钢板时 ɑ 值为 18～ 22。 工作辊辊身长度可用下式确定： L=b max+△ (42） 式中 b max— 所轧板带的最大宽度， mm； △ — 随板带宽度而异的余量。 当 b max200mm 时取为 50mm，当 b max200mm 时取为 100～ 200mm。 具体取值时尚应考虑轧机的装机水平、有无张力和工人的操作水平等因素。 轧辊材质的选择 鉴于轧辊辊面硬度与轧辊的强度、刚度。