新建产量140万吨宽厚板工艺设计.doc
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1、摘要在第二次世界大战期间,由于战争的需要工业的发展速度和创新水平都能得到很大的提高。宽厚板的发展也是如此,最初由于战舰、航空母舰等武器装备的发展,对于钢板的质量、强度以及厚度等要求越来越高,宽厚板轧机在这期间得到了很大发展。和平年代,应大型桥梁,核电站,大型水坝,油田钻井平台,大型机械等领域的需要,宽厚板得到了更广泛的应用,这也促进了宽厚板行业的迅猛发展。现如今宽厚板轧机已成为是轧钢行业中的主力轧机,其装备水平及拥有量是一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。现阶段用于生产宽厚板的轧机有以下四种: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。其中较为先进的是配有液压AGC系统和弯辊装
2、置的四辊可逆式PC轧机。本设计是为了满足当前市场对宽厚板产品的需求而进行的年产量140万吨的宽厚板生产工艺设计,本设计的粗轧机组和精轧机机组均采用现阶段较为先进的轧机。根据各方面的因素的考虑决定粗轧机组采用普通四辊可逆式轧机,精轧机组采用配有液压AGC系统和弯辊装置的四辊可逆式PC轧机。设计主要产品及其产量:碳素板30万吨,容器板30万吨,船用板20万吨,桥梁板20万吨,低合金高强度板20万吨,建筑板20万吨。其代表规格为:Q235_16350016000mm3的碳素板。生产所用的板坯为150mm、180mm、200mm和300mm厚的连铸坯。本设计共计算了3种产品的压下规程,分别为:20mm
3、低合金高强度板,16mm的碳素板、30mm的建筑板。关键词:宽厚板 压下规程 车间设计AbstractIn the second world war, because of the war need to industrial development speed and innovation level can be greatly improved.The development of the thick plate also is so, first ships, aircraft carrier, due to the development of weaponry, for the q
4、uality of the steel plate, intensity and thickness of demand is higher and higher, in this period cooling.the four-high universal mill got great development.In peace, should be large bridge, nuclear power station, large dam, oil drilling platform, large mechanical and other areas of need, generous b
5、oard got more extensive application, this also promoted the rapid development of industry and thick plate.Nowadays cooling.the four-high universal mill has become the main mill is rolling steel industry, the level of equipment and the ownership is a national steel industry development level of impor
6、tant symbol.At present for the production of the thick plate mill has the following four: two roll reversible rolling mill, three roller mill, always the type four roll reversible rolling mill and universal type rolling mill.Among the more advanced is equipped with a hydraulic AGC system and bending
7、 roll device four roll reversible PC rolling mill.This design is to satisfy the current market for the product demand lenient plate of the annual capacity of 1.4 million tons of thick plate production process design, the design of the roughing and finishing all USES advanced unit at the mill.Accordi
8、ng to various aspects of the factors to consider decided to roughing using common four roll reversible rolling mill, the group of finishing with a hydraulic AGC system and bending roll device four roll reversible PC rolling mill.Main products and their output: 目 录摘要IAbstractII第一章 概述- 1 -1.1 国内外宽厚板生产
9、技术发展概况- 1 -1.1.1 国内宽厚板生产技术的发展- 1 -1.2 国外宽厚板生产技术的发展- 2 -第二章 产品大纲与金属平衡- 3 -2.1 产品大纲- 3 -2.2 金属平衡- 4 -第三章 生产工艺流程- 6 -3.1工艺流程图- 6 -3.2工艺流程简述- 6 -第四章 轧机组成及年工作小时- 8 -4.1轧机型式- 8 -4.1.1二辊可逆式轧机- 8 -4.1.2三辊劳特式轧机- 8 -4.1.3四辊可逆式轧机- 8 -4.1.4万能式轧机- 9 -4.2 轧机主要参数的确定- 9 -4.2.1 轧机允许轧制力的确定- 9 -4.3 轧辊主要参数的确定及主电机型式的选择-
10、 9 -4.3.1轧辊材质及轧辊轴承的确定- 9 -4.3.2工作辊辊身长度的确定- 9 -4.3.3工作辊直径的确定- 10 -4.3.4支撑辊直径的确定- 10 -4.3.5支撑辊辊身长度的确定- 10 -4.3.6工作辊辊颈尺寸的确定- 10 -4.3.7支撑辊辊颈尺寸的确定- 11 -4.4 轧机允许轧制力矩及最大压下量的确定- 11 -4.5 轧制速度和主电机主要参数的确定- 12 -4.5.1轧制速度的确定- 12 -4.5.2主电机型式的选择- 12 -4.5.3主电机额定转速的确定- 12 -4.5.4主电机额定功率的确定- 12 -4.6 工作制度- 14 -4.6.1年工作
11、时间- 14 -第五章 工艺制度- 16 -5.1板坯准备制度- 16 -5.2 加热制度- 17 -5.3 轧制制度- 18 -5.4 精整制度- 18 -5.4.1冷却- 18 -5.4.2 矫直- 18 -5.4.3剪切- 19 -5.4.4 检查打印- 19 -5.4.5 钢板收集和堆放- 19 -5.4.6热处理制度- 19 -第六章 压下规程设计及力能参数的计算- 20 -6.1制定轧制制度的原则和要求- 20 -6.2制定压下规程的方法和步骤- 20 -6.3 压下规程- 20 -6.4 力能参数的计算- 21 -6.4.1选择速度图- 21 -6.4.2 轧制速度的确定- 21
12、 -6.4.3 确定轧制延续时间- 21 -6.4.4 轧制温度的确定- 22 -6.4.5 计算各道轧制的平均变形速度- 22 -6.4.6 计算各道的变形抗力- 23 -6.4.7 计算各道的平均单位压力()- 23 -6.4.8 计算各道总压力- 23 -6.4.9 计算传动力矩- 23 -第七章 轧辊强度及主电机能力校核- 26 -7.1 轧辊强的校核- 26 -7.2 支承辊的校核- 26 -7.3 工作辊的校核- 28 -7.4 接触应力的计算- 29 -7.5 主电机能力校核- 32 -7.5.1电机传动轧辊所需力矩的计算- 32 -7.5.2轧制力矩- 32 -7.5.3附加摩
13、擦力矩- 32 -7.5.4空转力矩- 33 -7.5.5动力矩- 34 -7.5.6电机发热校核- 34 -7.5.7电机过载校核- 34 -第八章 主要辅助设备选择及生产能力的计算- 36 -8.1主要辅助设备及技术参数- 36 -8.1.1加热炉- 36 -8.1.2高压水除鳞机- 36 -8.1.3矫直机- 37 -8.1.4冷床- 38 -8.1.5剪切机- 38 -8.1.6热处理设备- 39 -8.2轧机生产能力计算- 39 -第一章 概述现阶段宽厚板品种繁多,用途广泛,使用温度区域较广(200600),使用环境复杂(耐侯性、耐蚀性等),使用要求高(强韧性、焊接性等)。由于宽厚板
14、的诸多优点使其在建造船舰、建设桥梁、石油化工、石油平台、工程机械、重型汽车及国防建设等方面有了很大的应用。因此,宽厚钢板是国民经济发展不可缺少的钢材品种,各国对宽厚板生产都很重视。世界发达国家宽厚板的需求量占钢材总量的14%16%,我国目前宽厚板的生产量占钢材总量11%13.4%。当代社会,应大型桥梁,核电站,大型水坝,油田钻井平台,大型机械等领域的需要,宽厚板得到了更广泛的应用,这也促进了宽厚板行业的迅猛发展。厚钢板产量从2004年的821.26万吨发展到2009年的1874.86万吨,增长了128.3%,2010年也继续保持增长趋势,前10个月的产量就已经达到1860.9万吨。特厚板的产量
15、增长速度也比较快,从2004年的180.01万吨增至2009年的474.56万吨,增长幅度达163.6%,2010年1-10月份的产量达393.1万吨。2011年13月份我国各省的特厚板产量就已达到149万吨之多了,而今年二月份我国的特厚板产量是42.9万吨。而在2000年的时候,我国特厚板产量仅为71.43万吨,从2003年以后,随着我国经济的高速发展,国内也相继投产了一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机,之后一直到2011年我国特厚板的产量也以每年百分之三十几的速度增长。1.1 国内外宽厚板生产技术发展概况1.1.1 国内宽厚板生产技术的发展新世纪以来,国内外宽厚板生产技术均有很快的发展。而
16、我国的宽厚板生产技术的进步主要表现在:(1) 我国的连铸板坯技术迅速发展,厚板连铸已经逐渐代替钢锭与初轧板坯成为主要宽厚板轧制的主要板坯,且钢的纯净度大大提高,钢材表面质量光洁,清理量很少;(2) 步进梁式加热炉已经逐渐成为宽厚板轧制的主要加热炉,并使用出钢机,实现了热装热送操作,使热装率提高甚至超过了40%;(3) 轧机轧制能力提高,刚度增加,主传动容量扩大,改善了对控轧与板形控制的操作,并完善了HAGC装置和板形控制装置,使成材率有了显著提高;(4) 我国宽厚板生产线已普遍采用快冷装置,并与TMCP相结合,目前TMCP工艺已成为宽厚板生产的主要工艺,是一项节约合金、简化工序、节约能源消耗的
17、先进轧钢技术,是生产高性能钢材主要生产手段;(5) 我国各地采用附设立辊轧机的生产线越来越多,采用附设立辊轧机可以使板材在平面板形控制过程中减少切边量,从而使成材率得到提高;(6) 在生产过程中实行控轧控冷,使热矫直机能力加强,并采用组合式矫直机,使其矫直范围扩大;(7) 冷床大部分已采用步进格板式和辊盘式,使钢板下表面划伤减少;(8) 采用超声波探伤法检查钢板内部缺陷;(9) 采用剪切线用滚切式双边剪和定尺剪,不但剪切质量好,且生产率高,满足了轧机能力的要求;(10) 在某些方面的工作已取消了人工操作,如成品钢板的喷字、打印、贴标等节约了人力资源及生产成本;(11) 轧制生产线自动化水平提高
18、。从上述分析可见,国内外宽厚板生产技术正逐年完善,且有很大的进步。目前,我国宽厚板轧机仍处于结构调整宽,有的生产厂正在进行改造,有的在完善后部精整工序,有的准备淘汰。1.2 国外宽厚板生产技术的发展国外宽厚板生产技术的发展与国内相比,还采用了以下先进技术:(1) 采用板坯去毛刺机,保证了板坯质量;(2) 采用去磁机,保证了低温用钢板性能;(3) 采用在线磨辊,减少了换辊次数;(4) 除鳞设备能力提高,提高了铁皮清除能力;(5) 轧制产品种类增多,增添了锥形、梯形、圆形、差厚、差宽、防挠及带肋等异形板生产;(6) 整个车间的检测手段齐全,为实现自动化生产奠定了基础。目前,国外宽厚板生产和轧机建设
19、已进入一个稳定时期,新建轧机廖廖可数,产量则有减无增,但品种增多,质量提高,成本下降,自动化程度越来越高。第二章 产品大纲与金属平衡2.1 产品大纲设计年产量:140万吨产品规格:615012006000800016000mm3钢种:碳素板、容器板、船用板、建筑板、桥梁板、低合金高强度板原料:150mm、180mm、200mm厚的连铸坯;300mm厚煅坯最大单重:约28吨 产品方案见表2-1、表2-2表2-1 按钢种分类的产品大纲品种名称代表钢号执行标准年产量/104t百分比/%碳素板Q195275,SS330,SS400GB/T7003021.43容器板16MnR,15MnVR,SCM V1
20、V5 GB66543021.43船用板A,B,D,E,A32,AH32AH40GB7122014.38桥梁板Q235qQ370q,16MnqGB/T7142014.38低合金高强度板Q295, Q345,Q390,A573,A633GB1591107.14建筑板A572,A573,A633,SN400ACYB41042014.38合计140100表2-2 按厚度分类的产品大纲厚 度品 种610/mm1216/mm1824/mm2660/mm62150/mm合计年产量/104t比例/%碳素板4610643021.43容器板10431033021.43船用板643522014.38桥梁板43265
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