1、材料成型專業(yè)畢業(yè)論文目錄第一章可行性研究報告11.1 國內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)量現(xiàn)狀 .11.2 國內(nèi)外軋制技術(shù)及設(shè)備.11 .3 國內(nèi)中厚板地位3第二章產(chǎn)品方案與計算產(chǎn)品52.1 產(chǎn)品方案的編制 .52.3 計算產(chǎn)品的選擇 .52.4 計算產(chǎn)品介紹 .82.5 產(chǎn)品的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求.10第三章生產(chǎn)方案與工藝流程113.1 生產(chǎn)方案的選擇 .113.2 生產(chǎn)方式123.3 生產(chǎn)工藝流程的選擇 .133.4 生產(chǎn)工藝敘述 .15第四章主輔設(shè)備選擇264.1 主要設(shè)備選擇 .264.2 輔助設(shè)備選擇 .27第五章工藝計算與金屬平衡325.1 A36(20mm3000mm20000mm) 壓下規(guī)程計算 .3

2、25.2 設(shè)備校核365.3 制定生產(chǎn)工藝流程定額卡.405.4 編制金屬平衡表 .41第六章設(shè)備負(fù)荷計算436.1 工作制度和年工作臺時的確定436.2 設(shè)備負(fù)荷能力計算 .446.3 車間設(shè)備負(fù)荷率的確定.456.4 提高設(shè)備產(chǎn)量的途徑 .45第七章車間平面布置與立面尺寸477.1 車間平面布置 .477.2 車間立面尺寸 .54第八章車間勞動組織與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)568.1 車間勞動組織 .568.3 流動資金定額的概算 .598.4 產(chǎn)品成本概算 .608.5 投資回收期估算 .628.6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評論 .63第九章廠房設(shè)計649.1 廠房的結(jié)構(gòu)和要求 .649.2 廠房建筑結(jié)構(gòu) .65第

3、十章車間電力設(shè)施6710.1 車間照明 .6710.2 車間動力 .6810.3 年耗電量的計算 .69第十一章車間輔助設(shè)施7011.1 供水7011.2 供熱與供氣 .70第十二章環(huán)境保護(hù)7112.1 環(huán)保對車間設(shè)計的要求.7112.2 車間設(shè)計環(huán)保的內(nèi)容和對策.71參考文獻(xiàn) .72第一章可行性研究報告1.1 國內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)量現(xiàn)狀鋼鐵是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)最重要的基礎(chǔ)原材料，我國鋼鐵產(chǎn)量已近6 億噸，軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵企業(yè)終端，是核心，今后的發(fā)展方向是提高技術(shù)裝備水平、優(yōu)化生產(chǎn)工藝以提高產(chǎn)品質(zhì)量并實現(xiàn)節(jié)能降耗。2009年，世界粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了12 億多噸，是1990年產(chǎn)量的1.67 倍，其中中國的發(fā)展速

4、度令其他國家望塵莫及。2000 年年產(chǎn)量1.26 億噸，到2009 年5.68億噸，我國粗鋼產(chǎn)量年平均增長率達(dá)到了18%以上。進(jìn)入2010 年以后，隨著全球鋼鐵工業(yè)的逐步回暖，中國鋼鐵工業(yè)也保持了快速增長的局面。1.2 國內(nèi)外軋制技術(shù)及設(shè)備近年國內(nèi)外在軋鋼技術(shù)和設(shè)備、控軋控冷、新鋼種開發(fā)以及產(chǎn)品尺寸、形狀與組織精確控制方面取得了長足發(fā)展。以下對這幾方面進(jìn)行簡要介紹：1.2.1軋鋼技術(shù)與設(shè)備現(xiàn)狀在軋制技術(shù)與理論方面，高精度軋制、高速軋制、無頭軋制、柔性軋制 軋制過程中的形變、相變與析出的綜合控制理論與技術(shù)，現(xiàn)代軋制過程分析、控制及應(yīng)用等技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用在軋鋼生產(chǎn)中。特別是無頭軋制技術(shù)的發(fā)展近

5、年來取得質(zhì)的飛躍。在軋制設(shè)備方面，除了大型化、高剛度化、高效率以及更加靈活精確的板形、板厚和板寬控制方式外， 設(shè)備的緊湊化、靈活方便的換輥系統(tǒng)開發(fā)等也取得了較大的進(jìn)步。1.2.2控軋控冷在控軋控冷技術(shù)方面，快速冷卻、超快速冷卻、在線熱處理等技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，大大提高了冷卻效率和溫度與組織的均勻性，不僅為高質(zhì)量、高性能和高強(qiáng)度新品種開發(fā)提供了極其有效的手段，而且為節(jié)約合金元素、降低生產(chǎn)成本提供了新的可能性。特別是超快速冷卻和在線熱處理技術(shù)近年來業(yè)界極為關(guān)注，國內(nèi)寶鋼和沙鋼5000mm寬厚板生產(chǎn)線采用了加速冷卻和直接淬火裝置。1.2.3新鋼種開發(fā)在新鋼種開發(fā)方面，用于汽車、大型建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、海上

6、運輸與能源輸送等方面設(shè)備的輕量化、高性能和長壽命、高強(qiáng)與超高強(qiáng)、細(xì)晶和超細(xì)晶鋼越來越受到重視。目前，國內(nèi)外對超細(xì)晶鋼進(jìn)行了廣泛研究。日本在發(fā)展超細(xì)晶鋼時，重點是采用強(qiáng)力變形。通過多軸變形、大變形量軋制，并配以動態(tài)再結(jié)晶軋制等方法獲得高強(qiáng)度、高韌性的亞微米級超細(xì)晶鋼。日本住友金屬工業(yè)公司開發(fā)了在奧氏體區(qū)進(jìn)行軋制來生產(chǎn)超細(xì)晶薄鋼板的超短時間間隔多道次軋制技術(shù)，成功試制了鐵素體晶粒為1m左右的0.15%C-0.7%Mn超細(xì)晶薄鋼板。 我國在發(fā)展超細(xì)晶鋼時， 除了采用強(qiáng)力變形和動態(tài)再結(jié)晶軋制外，主要發(fā)展了形變和相變耦合以及研究納米析出相在超細(xì)晶鋼中的作用兩個方向。超細(xì)晶化理論及技術(shù)是 21 世紀(jì)新一代

7、鋼鐵材料的重要發(fā)展方向，它不僅是材料物理的重要課題，也是材料化學(xué)和材料制備過程的重要課題。1.2.4產(chǎn)品尺寸、形狀與組織精確控制在對產(chǎn)品尺寸、形狀與組織精確控制方面則是向著尺寸超薄、超厚、形狀高精度及組織均勻化方向發(fā)展；另外，軋鋼智能化技術(shù)已逐漸成為復(fù)雜軋制過程控制的重要手段。隨著對產(chǎn)品尺寸精度、力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的軋制力計算公式已不能適應(yīng)更高精度的要求，數(shù)學(xué)模型則是一種較理想、用于軋制過程控制和軋機(jī)設(shè)備設(shè)計的方法。由于軋制過程影響因素眾多，如應(yīng)變硬化、摩擦、軋輥壓扁、溫度等及其之間的相互作用，使得軋制過程的模型理論分析變得困難復(fù)雜，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法在軋制過程中的應(yīng)用提高了預(yù)

8、報精度和生產(chǎn)的控制水平。通過建模以及對工藝過程定量和定性方面的優(yōu)化，為鋼鐵工業(yè)提供了低成本的優(yōu)化策略。另外，軟計算作為一門新興技術(shù)也應(yīng)用于軋制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化，主要包括進(jìn)化計算、模糊邏輯、神經(jīng)計算和概率計算。軟計算把人類知識和求解方法論相結(jié)合，為處理現(xiàn)實中問題的不確定性和模糊性提供了途徑。總之，對于軋鋼技術(shù)的發(fā)展，要把資源、能源與環(huán)境問題作為軋鋼技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步的戰(zhàn)略任務(wù)；應(yīng)更加關(guān)注成熟、先進(jìn)以及前沿技術(shù)的應(yīng)用與推廣。開發(fā)具有高強(qiáng)度甚至超高強(qiáng)度、優(yōu)良耐蝕性能、成形性能和高表面質(zhì)量等性能的鋼鐵產(chǎn)品，節(jié)約能源、節(jié)省合金元素、減少工序、降低成本仍是未來軋制技術(shù)的重要研發(fā)方向。1 .3國內(nèi)中厚板地位中厚板是

9、重要的鋼材產(chǎn)品， 一般占鋼材總量的10%左右。中厚板廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、造船、工程機(jī)械、容器、能源、建筑等各行行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。我國是一個發(fā)展中國家，正在進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于中厚板的需求一直非常強(qiáng)勁。 2008 年我國中厚板產(chǎn)量為 5971 萬噸，占我國當(dāng)年鋼材產(chǎn)量的 10.26%。中厚板生產(chǎn)的特點是小批量、多品種、產(chǎn)品性能要求高、生產(chǎn)過程復(fù)雜。我國中厚板行業(yè)隨著國民經(jīng)濟(jì)的總體發(fā)展而不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)成為中厚板生產(chǎn)大國。我國成立初期，只有鞍鋼擁有一臺3 輥勞特式 2300 中板軋機(jī)，產(chǎn)品也只有最初的碳素結(jié)構(gòu)鋼板。以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的增長，引進(jìn)了一批 200

10、02500mm的中板軋機(jī)。但是，其技術(shù)內(nèi)涵和產(chǎn)品的質(zhì)量水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。改革開放以來，我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，通過技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新，我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品也日新月異，發(fā)展迅猛。20 世紀(jì) 90 年代，鞍鋼首先引進(jìn)了二手的4300mm中厚板軋機(jī)，同時酒鋼、舞鋼也分別引進(jìn)了 3000mm和 3800mm中厚板軋機(jī)，我國的中厚板生產(chǎn)開始向國際水平靠近。到世紀(jì)之交，首鋼率先利用國產(chǎn)化技術(shù)，建設(shè)了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的 3500mm中厚板軋機(jī)，開發(fā)的高強(qiáng)度軋機(jī)、自動控制系統(tǒng)、控制冷卻系統(tǒng)、矯直機(jī)等輔助設(shè)備具有鮮明的特色和優(yōu)良的性能，開始了我國自主研發(fā)大型中厚板軋機(jī)的先河。最近幾年，

11、我國寶鋼、鞍鋼等單位采用自主集成和引進(jìn)國外技術(shù)相結(jié)合的方式，建成了一批 4000mm以上的中厚板軋機(jī)，我國中厚板的工藝、裝備和產(chǎn)品已經(jīng)逐步達(dá)到國際先進(jìn)水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已經(jīng)建成和正在建設(shè)的 4m級的中厚板軋機(jī) 15 套， 5m級的中厚板軋機(jī) 8 套。全部建成后，我國將具備中厚板生產(chǎn)能力近 1 億噸。我國新近建設(shè)的這一批中厚板軋機(jī)，集成了世界上一大批先進(jìn)的中厚板生產(chǎn)技術(shù)和裝備達(dá)到了國際先進(jìn)水平。主軋機(jī)實現(xiàn)了強(qiáng)力化和高強(qiáng)度，采用了厚度自動控制、板形控制、平面形狀控制等先進(jìn)、實用的計算機(jī)控制系統(tǒng)。我國自主開發(fā)了控制冷卻系統(tǒng)，其中包括反映世界控冷技術(shù)最高水平的超快速冷卻技術(shù)和 DQ技術(shù)，與軋機(jī)配

12、合，實現(xiàn)了 TMCP技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。在輔助設(shè)備方面，我國引進(jìn)和自主研發(fā)的強(qiáng)力矯直機(jī)、滾切式剪切機(jī)、超聲波探傷、熱處理設(shè)備等都達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 利用這些先進(jìn)的設(shè)備和工藝技術(shù)，利用這些先進(jìn)的設(shè)備和工藝技術(shù)，我國開發(fā)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的高檔次中厚板產(chǎn)品，例如我國西氣東輸使用的高級別管線鋼，大型儲油罐用鋼，高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕、焊接性能優(yōu)良的高級船板，高速鐵路橋梁用高強(qiáng)度鋼板，奧運場館和高層建筑用高強(qiáng)、低屈強(qiáng)比、優(yōu)良焊接性能的建筑用鋼，等等。這些鋼材已經(jīng)在我國經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，對拉動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動我國西部、北部、南部地區(qū)的社會進(jìn)步提供了強(qiáng)力支撐。綜上，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，中厚板用途廣

13、泛、需求量大，是極其重要的鋼材種類之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)外對中厚板產(chǎn)品的需求也越來越大，總之，建設(shè)一個中厚板廠對國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展有極其重要的作用。第二章產(chǎn)品方案與計算產(chǎn)品2.1 產(chǎn)品方案的編制所謂產(chǎn)品方案是指所設(shè)計的工廠或車間生產(chǎn)的產(chǎn)品的名稱、種類、規(guī)格、狀態(tài)及年計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案一般是在設(shè)計任務(wù)書中加以規(guī)定的，或由設(shè)計者深入實際調(diào)查統(tǒng)計提出方案，然后經(jīng)主管部門批準(zhǔn)確定，產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。2.1.1編制產(chǎn)品方案的原則(1) 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對于鋼材的需

14、要。(2) 要考慮地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供應(yīng)適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。(3) 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用。如果條件具備，努力爭取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利于提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。(4) 考慮建廠地區(qū)資源、坯料的供應(yīng)條件、物資和材料等運輸情況。(5) 要適應(yīng)當(dāng)前改革開放的經(jīng)濟(jì)形勢需要，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場。根據(jù)目前我國對產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、規(guī)格等方面的需求情況以及我國目前中厚板進(jìn)出口差額情況，現(xiàn)擬訂產(chǎn)品方案如表 2-1 ：2.3 計算產(chǎn)品的選擇車間擬定的生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及

15、狀態(tài)組合起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上。但是，我們在設(shè)計中不可能對每一個品種、規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計算。為了減少設(shè)計的工作量，加快進(jìn)度，同時又不影響整個設(shè)計質(zhì)量，我們將對各類產(chǎn)品進(jìn)行編制，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。2.3.1計算產(chǎn)品的選擇原則：(1) 有代表性表 2 1 產(chǎn)品方案列表產(chǎn)量技術(shù)標(biāo)產(chǎn)品名稱鋼種規(guī)格范圍（ mm）比例（ %）（萬噸）準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)（ 540）（ 9004800）ISOQ195Q275ASTM鋼板（ 1200018000 ）3015JIS高強(qiáng)度低Q345、 Q390B Q420 、（ 540）（ 15004100）ASTM合金板Q460（ 200005000）201

16、0ISOA32 、 A36（ 540）（ 15004100）ZCD32、 D36船板（ 2000025000 ）2512.5GBE40優(yōu)質(zhì)碳素45# 、 50#（ 540）（ 15004100）YB結(jié)構(gòu)鋼板30Mn2（ 1200018000 ）4020ASTM20g 、 16Mng（ 540）（ 9004500）ASTM鍋爐鋼板12Cr1MoVg（ 200025000）157.5YB20R 、 16MnR（ 540）（ 9004800）ASTMISO容器鋼板15CrMoR（ 1200018000 ）2010JIS橋梁用鋼Q235q、 Q345q（ 540）（ 15004100）ASTM板Q42

17、0q、 16Mnq（ 2000025000 ）2010ISO（ 520）（ 15004100）ASTM汽車大梁16MnL 16MnRELGB板（ 1200018000 ）157.5ISOX65 、 X70（ 540）（ 15004800）ASTM管線鋼X80（ 1200018000 ）157.5GB將所有的各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從每組中找出一至幾種產(chǎn)量較大、產(chǎn)品品種、工藝特點等有代表性。這樣的產(chǎn)品總體來說，在合金、品種、規(guī)格、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性。(2) 通過所有工序所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是每一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是對所有計算產(chǎn)品綜合來看的。(3) 所選的計算產(chǎn)品要

18、與實際相接近(4) 計算產(chǎn)品要留有一定的調(diào)整余量根據(jù)計算產(chǎn)品進(jìn)行工藝計算、選擇設(shè)備、確定工藝、確定車間人力和物力的消耗及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等所獲得的結(jié)果，應(yīng)該與按所有品種進(jìn)行設(shè)計和投產(chǎn)后的實際相接近。因此，編制產(chǎn)品方案，確定計算產(chǎn)品及年產(chǎn)量分配是工藝設(shè)計的主導(dǎo)。根據(jù)以上原則，擬定出的計算產(chǎn)品如下：表 2 2 計算產(chǎn)品列表規(guī)格產(chǎn)量比例產(chǎn)品名稱鋼種執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(mm)(萬噸)（%）碳素結(jié)構(gòu)鋼板Q23510 480020000JIS G31014020高強(qiáng)度板低合金板Q3905 2000 25000ASTM5025船板A3620 300020000中國船級社5025橋梁用鋼板16Mnq30 410025000

19、ASTM3015容器鋼板15CrMoR40 350012000JIS G311530152.4 計算產(chǎn)品介紹(1) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235表 2 3 Q235 化學(xué)成分化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （ %）牌號等級CSiSPMnA0.14 0.220.3000 0.650.0500.045B0.12 0.200.30 0.700.045Q235C0.180.300.0400.0400.35 0.80D0.170.0350.035表 2 4 Q235力學(xué)性能牌號Q235抗拉強(qiáng)度MPa375 500屈服點235MPa伸長率（26%）(2) 船板鋼 A36表 25 A36 的化學(xué)成分及力學(xué)性能鋼材屈服點 s抗

20、拉強(qiáng)度伸長 %(MPa)不小于b(MPa)碳 C錳 Mn硅 Si硫 S磷 P級別不小于A36355490-630210.180.0350.0350.0 050.0 05(3) 390 化學(xué)成分及力學(xué)性能分析表 2 6 Q390 化學(xué)成份分析表化學(xué)成份標(biāo)準(zhǔn)牌號CSiMnPSNi CuCr Q390 A 0.20 0.551.00 1.600.0450.0450.300.300.30Q390 B 0.20 0.551.00 1.600.0400.0400.300.300.30GB5310Q390 C 0.20 0.551.00 1.600.0350.0350.300.300.30Q390 D 0.

21、18 0.551.00 1.600.0300.0300.300.300.30Q390 E 0.18 0.551.00 1.600.0250.0250.300.300.30表 2 7 Q390 力學(xué)性能分析表牌號等級拉力強(qiáng)度MPa屈服點 MPa伸長率（ %）ABQ390C470 63034541022 28DE(4) 16Mnq 橋梁鋼化學(xué)成份及力學(xué)性能分析表 2 8 16Mnq 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）PSCSiMnVO.12 0.200.20 0.61.20 1.600.0350.035表 2 9 16Mnq 橋梁用結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能抗拉-40 時180屈服點強(qiáng)度沖擊韌 s伸長率 5（）冷牌 b沖

22、擊韌度度 aK/厚度 mmMPaaK（ J cm2）彎號MPa（ J/cm2 ）試驗 253505202ld=2a16Mnq 26 3633050019353538 5032048019d=3a(5) 15CrMoR 鋼的介紹及成分分析15CrMoR是低合金熱強(qiáng)鋼，屬于一種中溫抗氫鋼。“ 15”是碳含量成分0.15%，“Cr”是成分含有一定化學(xué)元素- 鉻 ， “Mo”是成分含有一定化學(xué)元素- 鉬 ，“R”是容器板容的第一個字母。15CrMoR，熱處理常采用：正火加回火在 550以下是，具有較高的持久強(qiáng)度。表 2 10 15CrMoR鋼化學(xué)成份CSiMnCrMoS、 P0.12 0.180.15

23、 0.400.40 0.700.80 1.200.80 1.20 0.0302.5 產(chǎn)品的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有 JIS G3101 、ASTM、 JIS G3115 、中國船級社標(biāo)準(zhǔn)，客戶另有要求的按所簽的合同中的要求執(zhí)行。第三章生產(chǎn)方案與工藝流程3.1 生產(chǎn)方案的選擇3.1.1生產(chǎn)方案所謂生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)時當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。3.1.2生產(chǎn)方案的選擇依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，確定生產(chǎn)方案時主要考慮一下幾點：（1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要

24、求品種和規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。（ 2） 投資、建設(shè)速度、機(jī)械化與自動化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及企業(yè)將來的發(fā)展主要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用哪種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計時可比照一個廠，特別是比較成熟的工藝。（ 3） 年產(chǎn)量的大小產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。確定生產(chǎn)方案時，應(yīng)主要考慮經(jīng)濟(jì)效果與環(huán)境保護(hù)。應(yīng)在不對環(huán)境造成破壞的同時，用最小的投資，產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。3.1.3生產(chǎn)方案對比分析對于中厚板鋼的生產(chǎn)方式主要有: 單機(jī)架軋制、雙機(jī)架軋制以

25、及連軋。（1）單機(jī)架軋在當(dāng)前的中厚板生產(chǎn)中仍然占據(jù)著重要的地位, 采用二輥式、三輥式、四輥式或萬能式軋機(jī) . 現(xiàn)代以四輥可逆軋機(jī)用的最多. 它集中了輥和三輥勞特軋機(jī)的優(yōu)點. 降低了軋制力 , 又大大增強(qiáng)了軋機(jī)的剛性 . 因此 , 這種軋機(jī)適合于軋制各種尺寸的中厚板 , 尤其是寬度較大 , 精度和板形要求較嚴(yán)的中厚板 , 但是軋機(jī)的價格較高。（2） 雙機(jī)架軋制它是現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要形式。它把粗軋和精軋兩個階段的不同任務(wù)和要求分到兩個機(jī)架上完成 . 其主要優(yōu)點 : 不僅軋機(jī)產(chǎn)量高 , 而且無論是表面質(zhì)量還上尺寸精度或板形都較好，延長了軋輥的使用壽命 , 縮減換輥的次數(shù)。（3） 半連軋與全連軋采用

26、此法生產(chǎn)的效率較高, 但對寬度有一定的要求, 采用連軋機(jī)生產(chǎn)中厚板一般要求寬度不能太大 , 而且使用本來可以軋制更薄的產(chǎn)品的軋機(jī)來生產(chǎn)較厚的中板 , 這是不太合理的。3.1.3生產(chǎn)方案確定綜合個方面的因素, 現(xiàn)在的中厚板生產(chǎn)還多采用的是雙機(jī)架軋機(jī).由于三輥勞特式軋機(jī)已經(jīng)很落后，已經(jīng)是被淘汰的設(shè)備。所以，現(xiàn)在的中厚板車間多采用四輥粗軋機(jī)加四輥精軋機(jī)。軋機(jī)布置采用順列式。過去不少中厚板生產(chǎn)軋機(jī)，在粗軋機(jī)之前還設(shè)有立輥，用以破碎氧化鐵皮及輾軋板坯邊部。舊式軋機(jī)上為破除氧化鐵皮還有采用二輥除鱗機(jī)，實踐表明其效果不大，故現(xiàn)已極少采用，一般都采用高壓水除鱗。綜上本次設(shè)計的生產(chǎn)方案采用四輥雙機(jī)架軋制。3.2

27、 生產(chǎn)方式中厚板生產(chǎn)方式可分為：單機(jī)架軋制、雙機(jī)架軋制以及連軋。本次設(shè)計采用雙機(jī)架塊式法軋制。這是現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要型式，該生產(chǎn)方式把粗軋和精軋兩階段的不同任務(wù)和要求分到兩機(jī)架上完成。有如下優(yōu)點：不僅軋機(jī)產(chǎn)量高，而且產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和板形也都比較好；延長了軋輥使用壽命，縮短換輥次數(shù)等。3.3 生產(chǎn)工藝流程的選擇3.3.1生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按順序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計中的一個重要工作，它直接關(guān)系到整個設(shè)計能否滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該在保證完成設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，同時具有最低的消耗，最少的設(shè)備，最小的車間面積

28、，最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和較好的勞動條件。3.3.2制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)(1 ） 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格幾質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，主要的工序也就有很大的差別。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。(2 ） 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計時生產(chǎn)率的要求是設(shè)計工藝過程的出發(fā)點。(3 ）根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件的要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計生

29、產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。金屬壓力加工產(chǎn)品的工藝流程有共同性大致可歸納幾個主要工序：鑄錠、坯料準(zhǔn)備、加熱、軋制、軋制后冷卻、熱處理、精整等。3.3.3各產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程3.3.3.1碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235生產(chǎn)工藝流程連鑄坯（ 120mm1800mm4800mm）加熱（ 1150）除鱗（ 20Mpa高壓水）粗軋（ 120-100-78-56-40-29 ）精軋（ 29-22.5-18-14.5-12-10 ）層流冷卻九輥矯直機(jī)矯直空冷（冷床）超聲波探傷切頭剪雙邊剪定尺剪標(biāo)志包裝入庫。3.3.3.2船板鋼 A36 生產(chǎn)工藝流程連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm）加熱（ 1150）除鱗（ 20Mp

30、a高壓水）粗軋（ 250-210-170-135-103-72）精軋（72-52-39-30-24-20 ）層流冷卻九輥矯直機(jī)矯直空冷（冷床）超聲波探傷切頭剪雙邊剪定尺剪標(biāo)志包裝入庫。3.3.3.3低合金高強(qiáng)度鋼板Q390生產(chǎn)工藝流程連鑄坯（ 120mm1800mm4800mm）加熱（ 1150）除鱗（ 20Mpa高壓水）粗軋（ 120-97-73-49.5-33-22）精軋（ 22-15-10.5-7.5-6-5 ）層流冷卻九輥矯直機(jī)矯直空冷（冷床）超聲波探傷切頭剪雙邊剪定尺剪標(biāo)志包裝入庫。3.3.3.4橋梁鋼板 16Mnq生產(chǎn)工藝流程連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm）加熱（ 1

31、150）除鱗（ 20Mpa高壓水）粗軋（ 340-290-245-200-155-110）精軋（110-76-51-41-34-30 ）層流冷卻九輥矯直機(jī)矯直空冷（冷床）超聲波探傷切頭剪雙邊剪定尺剪標(biāo)志包裝入庫。3.3.3.5壓力容器鋼板 15CrMoR生產(chǎn)工藝流程連鑄坯（ 400mm1420mm3420mm）加熱（ 1150）除鱗（ 20Mpa高壓水）粗軋（ 340-290-245-200-155-110 ）精軋（137-97-72-56-46-40）層流冷卻九輥矯直機(jī)矯直空冷（冷床）超聲波探傷切頭剪雙邊剪定尺剪標(biāo)志熱處理包裝入庫。3.4 生產(chǎn)工藝敘述中厚板生產(chǎn)工藝流程基本為：連鑄坯加熱高壓

32、水除鱗粗軋精軋在線快速冷卻熱矯直冷床冷卻檢查修磨切頭、切尾取試樣、切定尺和切邊噴印( 熱處理 ) 包裝入庫。3.4.1坯料的選擇軋制中厚板所用的原料可分扁鋼錠、初軋板坯、連鑄板坯和壓鑄板坯四種。由表3-1 可以看出，鋼錠缺陷最多，只是在軋制特厚板或某些特殊鋼時，以及在舊軋機(jī)上得不到半皮原料時才使用鋼錠。壓鑄坯只是適合于中小型企業(yè)，應(yīng)用還不普遍；初軋板坯是長期以來一直占統(tǒng)治地位的，但是現(xiàn)在已受到連鑄坯的強(qiáng)力挑戰(zhàn)和威脅。近幾年來，連鑄坯已經(jīng)逐漸取代了鑄軋坯，現(xiàn)在的中厚板生產(chǎn)大部分都是采用連鑄坯做為原料。但是采用連鑄坯應(yīng)該具有多大的壓縮比才能保證鋼板有合格的組織和性能，壓縮比還是應(yīng)該高一些，這不僅可

33、以提高性能，還可以改善表面質(zhì)量，使鋼板表面質(zhì)量更好。（1）表面質(zhì)量連續(xù)鑄軋坯料表面應(yīng)保證無偏析瘤、裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，表面光潔平整。否則冷隔導(dǎo)致軋制后表面粗糙，裂紋使鑄頂內(nèi)部氧化，軋制開裂、起皮；氣孔不能壓合，引起表面起皮或起泡；偏析瘤會導(dǎo)致熱脆、脆裂、分層等。（2）內(nèi)部質(zhì)量坯料內(nèi)部缺陷，成分、組織不均，對加工過程及產(chǎn)品質(zhì)量影響極大，易造成大量廢品。坯料內(nèi)部應(yīng)無偏析、內(nèi)部裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。軋制中厚板所用的的板坯，都是寬高比較大的矩形坯。中厚板生產(chǎn)采用的原料經(jīng)歷了鋼錠、初軋坯到連鑄坯的歷史演變。隨著冶金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯得到了廣泛的推廣，連鑄坯已成為現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要原料。主要有

34、以下優(yōu)點：1）簡化和縮短了冶金生產(chǎn)過程，減少了廠房和設(shè)備投資；2）節(jié)約能源，提高了金屬收得率；3）物理化學(xué)性能均勻。根據(jù)我們國生產(chǎn)實踐表明，實際上，對一般用途的鋼板宜選用6 8 倍以上。而更重要的宜選用8 10 倍以上更為可靠。所以，考慮到本設(shè)計的年產(chǎn)量及熱軋時的溫降的限制選擇坯料厚度分別為120mm、 120mm、250mm、 340mm、400mm，軋制產(chǎn)品厚度為5mm、 10mm、20mm、30mm、40mm。表3-1軋鋼所用各種原料比較原 料優(yōu) 點缺 點種 類不用初軋開坯，可獨立進(jìn)行生產(chǎn)金屬消耗大，成材率低不能中鋼錠間清理，壓縮比小偏析重質(zhì)量差，產(chǎn)量低。可用大錠，壓縮比大并可中間清需要

35、初軋開坯，使工藝和設(shè)備理，鋼板質(zhì)量好。扁錠高鋼種不復(fù)雜化，使消耗和成本增大，軋坯受限制坯料尺寸規(guī)格都可靈活選比連鑄坯金屬大得多成材率小擇。得多。總的金屬消耗小節(jié)約6 12%以上以前尚只使用鎮(zhèn)靜鋼，鋼種受的金屬不用初軋，簡化生產(chǎn)過程一定的限制，但是近幾年又開及設(shè)備，降低消耗，比初軋坯形發(fā)了很多鋼種。受壓縮比限制，狀好，段尺小，成分均勻使軋板不適于生產(chǎn)厚板，但是對于生連 鑄 坯適用情況無初軋機(jī)及開坯機(jī)的中小型企業(yè)及特厚半生產(chǎn)。大型企業(yè)鋼中共品種較多及規(guī)格特殊的鋼坯， 生產(chǎn)厚板且可用橫軋方法。適于大， 中小型聯(lián)合企業(yè)品種較簡單的大批量生產(chǎn)，受壓縮比限制， 適成材率比出軋坯高 2 4%，坯的尺產(chǎn)中厚板

36、很好。受結(jié)晶限制鋼于生產(chǎn)厚度不太寸和重量可大，生產(chǎn)規(guī)模可大可坯規(guī)格難靈活變化，連鑄工藝厚的板帶鋼。小，節(jié)省投資及勞動力，易自動要求高，技術(shù)含量很高，難掌化。握。總消耗小，質(zhì)量比連鑄坯好，組生產(chǎn)能力較低，不太適合于大適于中小型企業(yè)壓 鑄 坯織均勻致密，表面質(zhì)量好，設(shè)備企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，連續(xù)化自動及特殊鋼生產(chǎn)。簡單，投資少規(guī)格變化靈活性大。化差。3.4.2加熱加熱可降低金屬的變形抗力，提高鋼的塑性，使坯料內(nèi)外溫度均勻，改善金屬的內(nèi)部組織，加熱溫度、加熱速度、加熱制度是加熱工藝的重要環(huán)節(jié)。中厚板用的是加熱爐按其構(gòu)造分為連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種。均熱爐用于由鋼錠軋制特厚板的情況，室狀爐適用于

37、特重、特輕、特厚和特短的的板坯、或多品種少批量及合金鋼種的坯或錠，生產(chǎn)比較靈活；連續(xù)式加熱爐適用于少品種大批量生產(chǎn)，它不能對少數(shù)板坯做特殊的加熱。故在多品種大批量生產(chǎn)的車間，除連續(xù)加熱爐外，往往同時設(shè)有室狀爐。近年來興建的中厚板車間多采用步進(jìn)是加熱爐或三段連續(xù)推缸式，本次設(shè)計采用三段連續(xù)推缸式加熱爐。對于表面質(zhì)量要求較高的板帶而言，為了消除氧化鐵皮和麻點的缺陷， 提高加熱質(zhì)量是重要的一環(huán)， 我國總結(jié)的 “快速、高溫、大風(fēng)量、小爐壓”的燒鋼經(jīng)驗，對于缺乏高壓水除磷設(shè)備的老工廠來說是清除氧化鐵皮的有效方法。此工序的目的和任務(wù)主要是將切割后的坯料加熱至適當(dāng)?shù)臏囟取Ｒ员闼偷较碌拦ば蜻M(jìn)行除磷。加熱設(shè)備和

38、工藝制度選擇的好壞對提高車間的生產(chǎn)能力和改善產(chǎn)品質(zhì)量有極大的影響。坯料加熱主要是確定加熱溫度、加熱速度、加熱時間、燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)及輔助設(shè)備選擇。由于鋼的加熱溫度范圍為 1100-1300。且熱軋終軋溫度需大于 850，故本次設(shè)計產(chǎn)品加熱溫度選擇為 1200，軋制溫度 1150。加熱時間計算按坯料加熱速度乘以坯料厚度，由加熱速度 v=0.7 1.0min/mm 可知，碳素鋼 v 取 1.0min/mm ，合金鋼 v取 0.9 min/mm 。加熱時間（如 Q2350t=1.0 120/60=2h 所以 t=3.15h 。計算產(chǎn)品的加熱制度見表 3-2:表 3-2 計算產(chǎn)品的加熱制度坯料加熱加

39、熱加熱粗軋終軋開矯終矯計算產(chǎn)品厚度速度溫度時間溫度溫度溫度溫度mmMin/mmh碳素結(jié)構(gòu)鋼板 Q2351201.012002.01150960700600低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼板Q3901201.012002.01150961705600船板鋼 A362500.912003.751150963710610橋梁用鋼板 16Mnq2500.912003.751150963710610壓力容器板 15CrMoR4000.912006.011509637206203.4.3除鱗鋼坯在高溫下，其表面的元素與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)生成氧化物。氧化物形式有三種，從內(nèi)向外依次為氧化亞鐵、四氧化三鐵和三氧化二鐵。在板坯

40、表面形成氧化鐵皮，如果該氧化鐵皮不去除，在軋制過程中就會被軋輥壓入板坯，直接影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。為了改善成品質(zhì)量，滿足用戶要求，必須采用一定的手段除掉氧化鐵皮，在現(xiàn)代的中厚板生產(chǎn)中，一般都采用高壓水除鱗，它具有適應(yīng)鋼種范圍廣、除凈率高和綜合成本低的優(yōu)點。清除表面氧化鐵皮的方法很多，各方法的對比如表3-3序 號表 3-3除磷方法鋼板的各種除磷方法優(yōu)缺點簡單有效，但不易除凈，勞動條件差，1 投以竹枝、杏條 , 食鹽等物爆破清除表面鐵皮環(huán)境臟污。2采用機(jī)械破磷如齒式輥壓機(jī)、鋼絲刷等及壓縮空氣或蒸汽吹掃。對碳鋼有效，但是不易除凈3粗軋機(jī)軋輥上刻槽穴凹坑，籍穴中的水產(chǎn)生高有效，但只能用于雙機(jī)架之粗軋機(jī)，

41、使壓蒸汽以掃除。軋機(jī)負(fù)荷增加， 。4用一臺二輥式機(jī)架加高壓水除磷投資的，效果不是顯著，現(xiàn)已很少采用可調(diào)板坯寬度及加工側(cè)邊對鋼錠原料5 采用一 臺大立輥機(jī)架軋邊并加高壓水除磷使用，但投資大只采用高壓水除磷箱及軋機(jī)前后設(shè)高壓水噴頭投資少效果好可完全滿足除磷要求新6以除磷建軋機(jī)現(xiàn)廣泛采用實踐表明，不用專門的除磷機(jī)架（二輥式或立輥式），單純用投資少的高壓水除磷箱及軋機(jī)前后的高壓水噴頭即可滿足除磷的要求，其噴水壓力對普碳鋼為120公斤 / 平方厘米，對合金鋼則需170公斤 / 平方厘米以上，甚至高達(dá)200公斤 / 平方厘米。本設(shè)計選擇通過的高壓水除鱗法，采用20Mpa的高壓水除鱗。3.4.4軋制軋制是將

42、加熱后的板坯壓到要求的厚度和寬度的過程，它一般包括粗軋和精軋兩個環(huán)節(jié)。3.4.4.1粗軋粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。根據(jù)原料的條件和產(chǎn)品要求，可以采用不同的軋制方法，如全縱軋發(fā)、綜合軋制發(fā)、全橫軋發(fā)、角軋縱軋發(fā)等。（ 1）全縱軋法：所謂全縱軋即是鋼板延伸方向與原料（錠、坯）縱軸方向相重合的軋制。當(dāng)板坯的寬度大于或等于鋼板寬度時，即可不用展寬而直接縱軋成成品，這可稱之為全縱軋操作方法。其優(yōu)點是產(chǎn)量高，且鋼錠的頭部缺陷不致擴(kuò)展到鋼板的長度上，但是存在著鋼板橫向性能太低的缺點。亦即由于軋制中金屬始終只向一個方向延伸，使鋼中偏析夾雜等呈明顯條帶狀分布，帶來鋼板組織和性能

43、的嚴(yán)重各向異性，使橫向性能（尤其是沖擊韌性）往往不合格，再加上板坯寬度也難得正好與鋼板寬度相適應(yīng)，故此種操作方法實際上用得不多。（ 2）橫軋 - 縱軋法或綜合軋制法；所謂橫軋即是鋼板延伸方向與原料縱軸方向垂直的軋制。而橫 - 縱軋法是先進(jìn)行橫軋將板坯展寬至所需要的寬度以后， 矮轉(zhuǎn) 90進(jìn)行縱軋直到完成。 這種操作方法又可稱綜合軋制法。是生產(chǎn)鋼板中常用的方法。 其優(yōu)點是：板坯寬度與鋼板寬度更可以靈活配合， 以及可以提高橫向性能，減少鋼板的各向性能。減少鋼板各向異性，因而它更適合于以連鑄坯圖 3-1為原料的鋼板生產(chǎn)；但它使軋機(jī)產(chǎn)量有所降低，并不易使鋼板變成桶形，增加切邊量損失，降低成材率（圖 3-

44、2 ），此外，由于橫向延伸率不大，使鋼板組織性能的各向異性改善不多，橫向性能往往仍嫌不足。（ 3）角軋 - 縱軋法：所謂角軋即是使軋件的縱軸與軋輥軸線呈一定角度送入軋輥進(jìn)行軋制的方法（圖 3-3 ）其送入角一般在 1045范圍內(nèi)。每一對角線軋制12道次后，即行更換另一對角線進(jìn)行軋制，其主要原則是要使軋件能夠迅速展至所需要的寬度而其形狀又不至發(fā)生歪斜，角軋后每道鋼板寬度的變化可按下式求出：B2B11 sin2 ( 2（31）1)式中B 1，B軋制前、后鋼板的寬度 ;2，為該道送入角及延伸系數(shù)。角軋的優(yōu)點是可以改善咬入條件、提高壓下量和減少咬入時產(chǎn)生的巨大沖擊, 有利于設(shè)備的維護(hù) ; 此外 , 當(dāng)

45、板喔太窄時 , 由橫軋改為角軋增大了軋件的長度, 可以預(yù)防軋件在導(dǎo)板上”橫擱” . 角軋的缺點是需要拔鋼, 因而軋制時間延長 , 降低了產(chǎn)量 ; 送入角度及鋼板形狀難以控制 , 是切損增大 , 成材率降低 ; 操作復(fù)雜 , 勞動強(qiáng)度大 , 難以實現(xiàn)自動化 . 因此 , 只有在軋機(jī)的強(qiáng)度及咬入能力較弱時 ( 例如三輥勞特式 ) 或板坯較窄時 , 才采用角軋展寬 .(4) 全橫軋法所謂全橫軋法是將板坯進(jìn)行橫軋直至軋成成品. 顯然 , 這只有當(dāng)板坯長度大于或等于鋼板寬度時才能采用 , 與縱軋相比 , 橫軋有很多優(yōu)點 :1）大大減輕了鋼板組織和性能的各向異性, 顯著提高橫向的塑性和沖擊韌性, 因而提高了鋼板的綜合性能的合格率. 橫軋之所以改善機(jī)械性能, 是因為隨著金屬大量橫向延伸 , 鋼錠中縱行偏析帶的硫化物夾雜等沿橫向鋪開分散了, 硫化物的形狀不再是縱軋的細(xì)長條狀 , 而橫軋效果舉例是粗短片狀和點網(wǎng)狀, 片狀隨之減輕 , 晶粒也較為等軸。2）軋比綜合軋制可以得到更整齊的邊部，沒有端部收縮 , 橫軋效果鋼板不成桶形，因而減少切邊損失，提高成材率。3）軋比綜合法軋制道次負(fù)荷更為均勻， 并減少一次轉(zhuǎn)鋼時間， 使產(chǎn)量也有所提高