年产150万吨冷轧薄板钢厂生产车间设计毕业设计(编辑修改稿)

年产150万吨冷轧薄板钢厂生产车间设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。 宽的冷轧薄板 (韧带 )是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。 首先是美国早在 1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。 1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。 我国冷轧宽带钢的生产开始于 1960 年，首先建立了 1700mm单机可逆式冷 轧机，以后陆续投产了 1200mm单机可道式冷轧机， Mxwl400mm 偏八辊轧机、 l150mm 二十辊冷轧机和 1250mmHC 单机可逆式冷轧机等， 70 年代投产了我国第一套 1700m血连续式五机架冷轧机， 1988 年建成了 2030m血五机架全连续冷轧机。 现在我国投入生产的宽带钢轧机有 18 套，窄带钢轧机有 418 套。 在这 30 多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了 20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、 合 金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、 涂 层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。 但随着四化建设的发 展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。 从世界上看：日本 1960 年冷轧板产量 100 万 t，而 30 年后的今天生产能力已达 20xx多万 t，增加了 20 倍。 原西德 1950 年年产冷轧板 万 t，而 1974 年达 万 t，增加了 50 多倍。 冷轧薄板发展如此迅速的主要原因是： (1)钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在轧制厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性 能出现显著差异。 当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。 因此，从规格方面考虑，事实上存在着一个热轧厚度下限。 70 年代初期，日、法、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页 意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加 9 机架来生产 1mm式 的薄带。 但实践证明，从产品质量和设备重量来说这是不可行的。 现代热连轧机，目前设计可能轧出最小厚度为 ，但实际生产中很少生产 或 以下的热轧板卷。 而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷 轧薄板。 现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为 的冷轧薄板，作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产 — 厚的冷轧薄板。 现代可逆式冷轧机可生产 厚的冷轧板。 多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达 的产品。 一般 厚的板带为一般薄板， 厚的为较薄薄板， ，这些产品甩热轧方法是不可能生产的。 从厚度精度上看，现代热连轧厚度精度通常为 177。 50181。 m，而现代冷连轧板厚精度高达 177。 5181。 m，比热轧厚度精度高 10 倍。 从板形方面看，热轧板带平直度为 50I(1I 单位＝ 105 相对长度差 )，而冷轧板特别是现代化的宽带钢冷轧机轧制的带钢，其平直度能控制在 520I 以内。 (2)目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。 因此热轧不适于生产表面光洁程度要求较高的板带钢产品。 热轧扳表面祖糙度热轧状态为 20181。 m，酸洗后为 25181。 m。 而冷轧板表面清洁光亮，并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。 冷轧板按表面组糙度分为 3 种：一种是无光泽的钢板，其表 面租糙度为 310181。 m，一般适用于作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面祖糙度大于 ，这种钢板主要作为装饰镀铬用厚板等；第三种是压印花纹钢板，采用表面具有 70120181。 m 凸凹的平整辊平整钢板，这种钢板由于仪表壳及家具装饰等。 这样的表面质量热轧是无法满足的。 （ 3）性能好、品种多、用途广。 冷轧钢板的另一突出优点是性能好、品种多、用途广。 通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理恰当的配合，可以在比较宽的范围内满足用户的要求。 如汽车用薄板几乎全部须经冲压成型，这样深冲性能就 成为薄板生产翱使用的核心问题。 冲压用钢的主要要求之一是具有占优势的有利织构﹛ 111﹜／ (100)。 热轧薄板的塑性应变比 R 仅可达到 ，而冷轧第一代沸腾钢汽车板 R 为 1． ，第二代 08A1 钢 R 为 ，而第三代冷轧汽车板互为 ． 8，这是热轧无法达到的。 硅钢是机电工业的重要材料之一，主要用户是电机制造业和杨变电设备制造业。 能源价格上浓、能源危机，必然要求使用低能耗材料，所以 60 年代就开始淘汰能耗高的热轧硅钢片，代之以冷轧硅钢片。 用 10 万 t 冷轧无取向硅钢制作电机比用 10 万 t 热轧 硅钢制作电机，实测节能 亿 kWh/a，电机运转 10 年就相当节约一个 20 万 kW 的发电厂全年的发电量。 而且用冷轧硅钢片生产。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页 冷轧薄钢板生产工艺流程 冷轧板带钢的产品品种很多，生产工艺流程亦各有持点。 具有代表性的冷轧板带钢产品是金属镀层薄板 (包括镀锡板、镀锌板等 )、深冲钢板 (以汽车板为最多 )、电工硅钢板，不锈钢板和涂层 (或复合 )钢板。 成品供应状态有板或卷或纵剪带形式， 则 要取决于用户要求。 各种冷轧产品生产流程如图 1—l所承。 第一种生产方法，是单张生产方法，从原料到成品生产的全过程是以单张方式进行的。 这种生产方法，产量低、质量差、成材卒低，只能轧制较厚规格的薄板，但建设投资较低。 第二种是半成卷生产方法。 这种方法产量较高但轧后的工艺比较落后。 目前，第一、第二种生产方法国内外都有，但它们是被逐渐淘汰的生产方法。 第三种是成卷生产方法，是比较常用的屑于 50 年代的生产方法。 第四种是现代冷轧生产方法，是 50 年代出现的一种生产方法。 冷轧机上装设有两台拆卷机、两台轧后张力卷取和自动穿带装置，并采用了快速纹辊、液压压下、弯辊装置、计算机自动控制等新技术。 第五种是完全连续式冷轧生产方法，目前关于全连续轧机的名称 有各种说法。 为便于统一，我们按冷轧带钢生产工序及联合的特点，将全连续轧机分成 3 类： 第一类是单一全连续轧机，就是在常规的冷连轧机的前面，设旦焊接机、活套等机电设备，使冷轧带钢不间断地轧制。 这种单 —轧制工序的连续化称为单一全连续轧制，世界上最早实现这种生产的厂家是日本钢管福山钢厂，于 1971 年 6 月投产。 目前属于单一全连续轧制的生产线世界亡共有 14 套。 川崎干叶钢厂的四机架冷连轧，改造成单一全连轧机， 1988 年投产。 第二类是联合式全连续轧机。 将单一全连轧机再与其他生产工序的机组联合，称为联合式全连轧机。 若单一 全连轧机与后面的连续迟火机组联合，即为退火联合式全连轧机；全这轧机与前面的酸洗机组联合，即为酸洗联合式全这轧机。 联合式全连轧机世界上共有 16 套，这种轧机最早是在 1982 年新日铁广烟厂投产的。 目前世界上酸洗联合式全连轧机较多，发展较快。 是全连轧的一个发展方向。 第三类是全联合式全连续轧饥，是最新的冷轧生产工艺流程。 单一全连轧机与前面酸洗机组和后面连续退火机组 (包括清洗、退火、冷却、平整、检查工序 )全部联合起来，即为全联合式全连轧机，见图 1—2。 全世界已有两套这种轧机，最早的是新日铁广烟厂于 1986 年新建投产 ，第二条线是美日于 1989 年合建的。 全联合式全连轧机是冷轧带钢 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页 生产划时代的技术进步，它标志着冷轧板带设计、研究、生产、控制及计算机技术已进入一个新的时代。 为使整个机组能够同步顺利生产，采用了先进的自动控制系统，投产后均一直正常生产，板厚精度控制在土山以内。 过去冷轧扳带从投料到产出成品需 12d，而采用全联合式全连轧机只要 20min。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页 图 1— 2 全联合式全连续轧制 1— 酸洗机组 2— 冷连轧机 3— 清洗机组 4— 连续炉退火 5— 平整机 6— 表面检查横切分卷机组 冷轧 钢板的分类 表 11 冷轧薄板规格规格、钢号及所用标准 钢种 钢号 规格尺寸 ,mm 标准号 厚度（ a0） 宽度（ b0） 长度（ c0） 碳素结构钢 Q/9Q215A(B)F、Q215A(B)、Q235A(B)F、Q235A(B) 6001100 6001250 6001500 12003000 12003500 12006000 GB7088YB(T)618YB5376GB7008GB1125389 优质碳素结构钢 08Al、 1 2 3 4 50 同上 GB7088GB7108YB(T)628Q/ASB809GB69988 汽车用薄板钢 K08Al 重、08Al、 06AlP 同上 GB7088GB52138Q/ASB8992 低合金钢 09MnXt、50Mn、 08CuP、15Ti 同上 GB7088GB7108 鞍协 83 鞍协 81 鞍铁协 88 Q/ASB789 鞍协 891 冷轧 薄板 钢的质量控制 钢的化学成分对成品性能的影响 钢的化学成分对性能的影响，特别是碳、锰、硅对产品力学性能的影响存在下列关系： ζb 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页 ＝ 25 十 67C 十 14Mn 十 20Si。 而抗拉强度、屈服强度、延伸串决定着冷轧产品的使用批能，特别是薄板的成形性能，所以炼钢控制好化学成分，是保证生产出优质冷轧汽车钢板的基础。 钢中碳含量对成形性能的影响是通过影响屈服极限和塑性应变比 R 值来实现的。 碳对薄板成形性能的影响可以见团 13。 标准规定 08 沸钢碳含量为 ％ ％．但常常保证不了成形性能 ，故原苏联奇列波维茨和札波罗什冶金工厂内控碳含量不大干 ％。 硫有提高屈服强度的趋势，硫化物夹杂促使钢中带状组织形 成，恶化深冲性能，其关系见图 14。 适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高冲压性能，其关系见图 15。 图 13 塑性应变比 R 值与含碳量的关系 图 14 硫对屈服极限的影响 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页 图 15 铝含量与屈服权限的关系 1—试样 1； 2—试样 2 以同一钢种 08Al 为例，标准规定解含量不大于 ％，硫含量不大于 ％ ,而作为复杂冲 制零件时必须把磷、硫含量分别控制在 ％和 ％以下，因为复杂冲件要求钢板具有很高的塑性。 许多工厂的工作经验指出，为了保证必须的工艺性能和力学性能，钢的正常夹杂物含量要尽量低。 锰含量下限可以降低， 1949 年原苏联标准规定锰含量为 ％ ％， 1990 年原苏联标准改为 ％ ％。 日本 JISG314169 规定锰含量没有下限 (不大于 ％ )。 实际生产中，原苏联札波罗什冶金工厂锰含量下限为 ％，日本福山、君津厂锰含量下限一般限定为％。 我们的生产经验是当 把锰含量下限限定在 ％ ％时，虽然钢的性能有些提高，但热轮时边上有拉裂，所以我们把锰含量下限控制在 ％。 从冲压性能看，半镇静钢板比沸腾钢板冲废率低 3％；沸腾钢板代表了第一代汽车用钢板，它固溶氮含量较高，具有明显的应变时效性，具有较弱的﹛ 111﹜织构，冲压成形性较差，更为 ，不适用于深冲压制复杂零件。 铝镇静钢板通过控制 A1N 的固溶和析出条件，可以得到强的﹛ 111﹜织构，从而得到良好的冲压性能， R 为。 迄今为止，大工业生产中使用的各类冲压用薄板都是以铝镇静钢 为基的，称之为第二代冲压汽车用钢板。 在 80 年代，采用复吹转炉冶炼和改进的 RH 真空处理设备，可以较经济地生产出碳含量不大于 20ppm的超低碳钢。 RH 处理的时间缩短到 1015min。 目前有些国家大量生产出碳含量不太子 ％、氮含量不大于 ％的超低碳 IF 钢，其冲压性能 R 为 ，形成了第三代汽车用冷轧钢板。 我国超低碳钢生产研究工作开始于 l985 年，北京科技大学同宝山钢铁总厂合作， 1990 年已生产出性能比日本川崎生产的 IF 钢毫不逊色的第三代汽车钢板。