158万吨宽厚板车间设计

1新建158万吨宽厚板车间设计摘要：中厚板轧机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。因此，中厚钢板是国民经济发展不可缺少的钢材品种，各国对中厚板生产都很重视。本设计书阐述了新建一个6~150×1200~3500×~32000mm的宽厚板车间设计的基本过程。主要内容包括：制定产品大纲、生产工艺流程、产品技术指标；确定轧机主要参数和工艺制度；力能参数计算、主要辅助设备生产能力的计算；车间布置和主要经济技术指标以及环境保护，并对电机进行能力验算和校核。设计主要产品及其产量：碳素板48万吨，船用板20万吨，桥梁板20万吨，建筑板20万吨，容器板30万吨，锅炉板20万吨。其代表规格为：Q235_8×3000×27450mm的碳素板。生产所用的板坯为200mm、240mm和300mm厚的连铸坯。本设计共计算了5种厚度的产品的压下规程，分别为:8mm的碳素板、12mm的建筑板、20mm的船用板、50mm的容器板和70mm的桥梁板。关键词：宽厚板压下规程车间设计2TheNewdesignofawide-thickplateworkshopwithannualcapacityof1.35milliontonAbstract：Platemillisthemainrollingmillindustry,andownershipofitsequipmentlevelisthelevelofacountry'sironandsteelindustryanimportantsymbol.Therefore,thethicksteelplateisessentialfornationaleconomicdevelopment,steelvarieties,countriesattachgreatimportancetoplateproduction.Thispapermainlyintroducesthebasicprocessofawideheavyplateworkshopwithannualcapacityof1.58millionton.Thedeviationofproduct,theprocess,themainparameterofthemill,thecalculationsofparameterandtheselectionofmainaidedequipment.Thelayoutfigureoftheworkshopandmaintechnologyandeconomyindexareshowedinthispaper.Mainproductsandtheiroutput:Carbonisunnatural0.48millionton,theboatuses0.200milliontonofboard,bridgeboardbuilds0.20milliontonofboard,0.20milliontonofcontainerboard,0.30milliontonofboilerplate0.20millionton.ThepersonrepresentsspecificationBy:Q235_8×3000×27400mmcarbonboard.Thethicknessproducingthewhatbeusedslabis200mm,240mmsand300mmareincludingthecastingblank.Designthatdirectiverules,differencehavingcalculated5kindsthicknessproductspressingdownontogetherareoriginally:8mmcarbonboard,12mmbuildingboard,20mmboatsuseboard,50mmcontainerboardand70mmbridgesboard.3Keywords:Wide-thickplateRollingscheduleThedesignofWorkshop概述61产品大纲与金属平衡91.1产品大纲91.2金属平衡102设计方案112.1轧机型式112.1.1二辊可逆式轧机112.12三辊劳特式轧机112.1.3四辊可逆式轧机122.1.4万能式轧机122.2轧机布置132.3主要辅助设备型式132.3.1加热炉132.3.2矫直机142.3.3冷床152.3.4剪切机162.3.5热处理设备162.4车间自动化装置162.4.1四辊轧机电动（APC）和液压（AGC）172.4.2在线检测设施172.4.3计算机控制182.5工艺布置方案183生产工艺流程及工艺制度223.1工艺流程图223.2工艺流程简述223.3工艺制度243.3.1板坯准备制度243.3.2加热制度263.3.3轧制制度2743.3.4精整制度274车间工作制度及年工作小时294.1工作制度294.2年工作时间295.轧机主要参数的确定和生产能力计算315.1轧机允许轧制压力的确定315.2轧辊主要参数的确定315.2.1轧辊材质及轧辊轴承的确定315.2.2工作辊辊身长度的确定315.2.3工作辊直径的确定315.2.4支撑辊直径的确定325.2.5支撑辊辊身长度的确定325.2.6工作辊辊颈尺寸的确定325.2.7支撑辊辊颈尺寸的确定335.3轧机允许轧制力矩的确定335.4轧制速度和主电机主要参数的确定345.4.1轧制速度的确定345.4.2主电机型式的选择345.4.3主电机额定转速nH的确定345.4.4主电机额定功率PH的确定345.5压下规程设计365.5.1制定轧制制度的原则和要求365.5.2制定压下规程的方法和步骤365.5.3压下规程375.6轧机强度校核445.7电机校核465.7.1电机传动轧辊所需力矩的计算465.7.2轧制力矩475.7.3摩擦力矩475.7.4空转力矩485.7.5动力矩485.7.6电机发热校核485.7.7电机过载校核496轧机及辅助设备生产能力的计算526.1轧机生产能力计算526.2加热炉主要参数确定及生产能力计算526.2.1加热炉宽度的确定526.2.2加热炉长度的确定536.2.3加热炉生产能力计算546.2.4轧机负荷率556.3矫直机主要技术参数及生产能力计算566.3.1矫直机主要技术参数确定566.3.2矫直机生产能力及负荷率计算576.4冷床主要参数及生产能力计算5856.4.1冷床宽度的确定586.4.2冷床长度的确定586.4.3冷床生产能力计算596.5剪切机主要参数确定及生产能力计算606.5.1剪切机主要参数确定606.5.2火焰切割机主要参数确定626.5.3剪切机生产负荷率计算626.6热处理炉主要参数确定及生产能力计算636.6.1热处理炉主要参数的确定636.6.2热处理炉生产能力的计算647车间平面布置与起重运输647.1原料库面积计算647.2中间仓库面积计算657.2.1成品库面积计算657.2.2车间组成及厂房面积657.3起重运输667.4吊车667.5辊道678.主要经济技术指标67致谢69参考文献70附录A压下规程程序71附录B翻译：Mo对Nb-Mo合金钢动态再结晶的影响816概述中厚板主要用于船舰、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械及国防建设等方面，其品种繁多，使用温度区域较广(200~600℃)，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)。因此，中厚钢板是国民经济发展不可缺少的钢材品种，各国对中厚板生产都很重视。世界发达国家中厚板的需求量占钢材总量的14%~16%，我国目前中厚板的生产量占钢材总量11%~13.4%。中厚板轧机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。一、国内外中厚板生产技术发展概况（一）国内中厚板生产技术的发展近几年来，国内外中厚板生产技术均有了长足的进步。国内中厚板生产技术的进步主要体现在:(1)连铸板坯迅速增加，厚板连铸比已占绝对优势，钢锭与初轧板坯被淘汰，且钢的纯净度大大提高，钢材表面质量光洁，清理量很少；(2)加热炉采用了步进梁式，并使用出钢机，实现了热装热送操作，使热装率40%；(3)轧机加大，刚度增加，主传动容量扩大，适应了控轧与板形控制的要求，并完善了HAGC装置和板形控制装置，成材率显著提高；(4)已普遍采用快冷装置，并与TMCP相结合，已成为一项必需的设备；(5)采用附设立辊轧机的生产厂家越来越多，该轧机在平面板形控制过程中可减少切边量；(6)实行控轧控冷，使热矫直机能力加强，并采用组合式矫直机，使矫直范围扩大；(7)冷床采用步进格板式和辊盘式，使钢板下表面划伤减少；(8)已开始积极采纳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；7(10)成品钢板的喷字、打印、贴标等工作已取消了人工操作；(11)取样与废边收集、钢板检验及成品仓库管理等均纳入了自动化系统。从上述分析可见，国内外中厚板生产技术正逐年完善，且有很大的进步。目前，我国中厚板轧机仍处于结构调整中，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。另外,我国在大力发展以生产中厚板为主、一直纵轧到底的单炉卷轧机，准备新建3套，新增中厚板产能约达300万吨，还在筹建3500~5500mm轧机6套，这势必使国内中厚板市场竞争更加激烈。（二）国外中厚板生产技术的发展国外中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)增加高压水压力，提高了铁皮清除能力；(5)为满足用户的一些特殊需要,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，国外中厚板生产和轧机建设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。二、对中厚板技术改造和发展的建议（一）加热建议对现有加热炉普遍进行蓄热式节能改造，有条件的厂家可改为步进式，提高加热质量和能力。推广热送热装工艺，尽量提高装炉温度。同时，也要做好不同的热装温度对钢板性能和表面质量影响的研究。（二）轧机线有条件的厂家应将三辊劳特轧机改为四辊轧机。济钢中板厂在2004年完成三辊粗轧机更换为四辊轧机的改造。新上现代化轧机要考虑控轧工艺和开发产品的需要，选用高性能、高刚度轧机。主电机容量也要大一些。厚度精度和板形控制要吸收国外成熟的经验，可选用弯辊、WRS、PC或CVC等型式。采用MAS或TFP等轧制法，配置AGC和近距离γ射线测厚反馈系统等，以提高钢板精度和成材率。老轧机改造要考虑安装AGC和尽量完善测温、测厚、测宽等装置，实现过程自动化。新建厂要充分考虑TMCP装置，或者轧后直接淬火和回火装置;老厂改造要结合现有轧机装备情况和开发的品种确定冷却装置。轧制线可考虑上立辊和自动宽8度控制装置(AWC)、测温、测压、测厚、测平直度等检测装置，也可考虑设置测旁弯用仪表和目前正在开发的在线钢板表面缺陷检测系统。（三）精整线矫直机的设计要充分考虑控轧控冷和生产高强度钢板和薄规格板的需要，选用适合高屈服强度钢板的高刚度和矫直范围较大的矫直机，实现一次性矫直。考虑到薄规格冷板的补充矫直，可上冷矫直机；对厚板轧机还要上压力矫直机。新建厂要充分考虑生产厚规格钢板和超产时冷床的冷却能力，设计大面积冷床，国内冷床的面积普遍不够。根据钢板的厚度选用盘辊、步进或载链式冷床。盘辊式冷床，造价相对较低。若受条件限制不能增加冷床面积，也可设计大风机或采取其他降温措施，保证钢板温度150℃,不在蓝脆温度剪切。关于剪切线，有条件的厂家纵剪要考虑将铡刀式改为滚切式双边剪机；受资金、场地限制和规格相对较小的中板厂也可以改为圆盘剪，横剪也要改为滚切