年产量200万吨3800宽厚板毕业设计设计说明书

年产量200万吨3800宽厚板毕业设计设计说明书内容摘要：

中的抛丸底层涂料钢板是未经处理的，但船用和桥梁用钢板有的需要经正火热处理后进行抛丸底层处理 [1]。 在机械性能试验前，先施行热处理，然后再抛丸和油漆。 典型产品的工艺流程 典型产品 Q235 钢种的工艺流程为：连铸坯加热 → 除鳞 → 轧制 → 矫直 → 冷却 → 剪切 → 表面检查和修磨 → 标记 → 入库。 生产工艺流程概述如下： 1）板坯加热 原料加热的目的是使坯料轧制时有好的塑性和低的变形抗力。 本车间接收的连铸 坯均为根据生产计划安排的合格定尺坯或倍尺坯，本车间共配置三座加热炉。 其中，一座为推钢式加热炉，两座为步进梁式加热炉。 为节省工程初期的金投入，拟在达产期内建设第二座步进式加热炉。 合格的定尺或可直接入炉的倍尺热坯则是通过连铸车间的板坯热送辊道将其逐块送到本车间的板坯入炉辊道上，经称重后由推钢机 (或装钢机 )推至加热炉内加热。 对于热送热装的板坯，由于生产计划安排无法入炉加热或当轧线出现故障无法入炉加热时，热板坯应进入缓冷坑中保温。 加热的工艺操作包括对加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制以及对炉温制度、炉 内气氛和炉压等参数的控制。 对于普碳板 Q235，普通轧制时一般加热到 1100℃~1250℃ ，若采用控制轧制时，出于对缩短轧制过程中的待温时间和细化奥氏体晶粒的双重要求的考虑，一般采用低温加热温度，即 1050℃ 左右。 热坯料和冷坯料将尽可能分炉加热，力求实现低燃耗和均匀加热，并降低坯料在炉内的氧化烧损。 加热完毕的板坯由出钢机托出放于出炉辊道上。 出钢机由低位运行进入炉内，根据板坯位置定位，托起板坯出炉，并准确地将板坯放在出炉辊道上。 2）除鳞 除鳞是将在加热时生成的氧化铁皮（初生氧化铁皮）去处干净，以免压入钢板表 面形成表面缺陷。 初生氧化铁皮要在轧制开始阶段去处，因为这时氧化铁皮尚未压入钢中，易于去处，同时清除面积小。 本车间采用高压水除鳞，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。 湖南工业大学专科毕业设计 16 3）轧制 通常把双机座布置的第一台轧机称为粗轧机，第二台轧机称为精轧机。 粗轧阶段的主要任务是将板坯展宽到所需的宽度并进行大压缩延伸。 根据原料条件和产品要求，粗轧可以有多种轧制方法，本车间采用综合轧制法，即横轧 — 纵 轧法。 综合轧制法分为三步：首先纵轧 1~2 道次平整板坯，称为成形轧制；然后转 90176。 进行纵轧成材，称为延伸轧制。 因此，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。 精轧阶段的主要任务是质量控制，包括厚度、板形、表面质量、性能控制。 一般在粗轧机的压下约占 80％，在精轧机上约占 20％。 4）轧制中再生氧化铁皮的去除 轧件在轧制过程中也易产生氧化铁皮，可采用机架上的高压水除鳞装置去除轧件上的再生氧化铁皮，一般第一道轧制均进行除鳞。 此外，原则上在展宽轧制完成，纵轧（延伸轧制）开始前，控制每 个阶段待温后以及成品道次前后均进行除鳞操作。 5) 轧后冷却 在精轧机与热矫直机之间设有一套钢板加速冷却系统。 对于那些要求进一步提高强度或改善焊接性能和低温韧性的产品，以及那些要求抗氢致裂纹 (HIC)或抗硫化物应力腐蚀 (SSCC)的产品，在完成控制轧制后即进入ACC 装置进行加速冷却。 加速冷却钢板的厚度一般在 10~12mm 以上。 钢板在成品轧制的最后一个道次抛钢后，由辊道运送，按照给定的速度直接进入 ACC 装置。 钢板通过 ACC 装置时，上、下两面同时喷水进行加速冷却，使钢板的温度由约 700~800℃( 即奥氏体区 或双相区 )快速下降至约 400~650℃。 钢板通过 ACC 装置的速度约 ~，在上、下两面喷冷的同时，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。 对 CR 轧制及其它控轧钢板，以及那些含碳量或合金含量较高的结构钢、工具钢等轧后不宜喷水降温的钢板，在通过 ACC 装置时，不予喷水。 6）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~。 矫直机的压下量主要取决于钢板的矫直温度，一般在 ~ 的范围内选取。 对温度较低的钢板取较小值，对温度较高的钢板取较大值。 此外，确定压下量时还要考虑板厚的影响，厚度较薄的钢板压下量大，较厚者压下量小。 湖南工业大学专科毕业设计 17 钢板在矫直机上一般矫直 1道，特殊情况下可采用 3 道。 经过控制轧制和控制冷却的钢板，对其可能产生的不平直度，应消除到标准允许的范围以内。 7） 钢板冷却 热矫后的钢板一般在 600~900℃ 左右进入冷床。 本车间配置一宽一窄二座步进式冷床和一座特厚板冷床。 为节省本工程的最初资金投入，一期 先建设 1座宽冷床 ( )，并且拟在达产期内建设窄冷床 (冷床 )。 钢板在冷床上逐块排放，并可根据长度以 1 至 4 排的形式排放。 一般情况下，钢板在冷床上的横向间隔为 100~300mm；钢板的横向间隔应随厚度或轧件单重的增加逐渐加大，将单位负荷控制在冷床允许的限度内。 钢板在冷床上，在无相对摩擦、不受划伤的情况下通过，温度下降至 100~150℃左右时离开冷床。 对于某些特殊用途的钢种，如高等级管线钢等，需要进行缓冷。 需要缓冷的钢板由吊车吊至缓冷区堆放，采用堆垛或堆垛后压盖方式缓冷，堆垛高度不大于 1500mm，缓冷温度约 400~600℃。 8） 剪切 冷却后的钢板由辊道输送，进入剪切线。 为了标示试样号，以及在后续剪切或下线处理时便于识别，在钢板进入剪切区之前，将其在取样位置上和 “ 子板 ” 上自动标记出钢板号和其它有关参数 (在此设备建设之前，由人工完成 )。 小于 50mm 厚的钢板首先经过切头剪，切除头尾 “ 舌形 ” 和 “ 鱼尾 ” 部分，并视板长和板形情况进行分段处理，为后续的边部剪切做好准备。 钢板在双边剪输入辊道上经激光射线示位，并以升降横移装置或推板对中后，准备进行剪切。 双边剪中的移动剪根据设定的成品宽度预先调定位置 ，左右剪机根据板厚调整剪刃间隙，钢板由设于剪机左右前后的四对夹送辊，送入双边剪并以每分钟最大30 次的剪切频率及每刀剪切长度 的剪切步伐，剪切钢板的两边。 钢板切边后，送至定尺剪前，由升降横移或摆动横移装置靠齐侧边，首先将钢板前端切齐 (成直角 )，藉助剪机前后的测长辊，按要求剪成定尺长度。 试样在定尺剪上剪切，并由专用的输送装置送至试样剪切区。 由剪切间内的试样剪 (预留 )切成毛样，再通过输送带送入检验中心。 试样剪切过程中产生的废料则通过输送带送至废料框或废料坑内收集。 各台剪机切下的板边废料，均 由其下方的输送带送至厂房外收集。 大于 50mm 厚的钢板在线外用火焰切割机和人工剪切和取样。 如不需进行热处湖南工业大学专科毕业设计 18 理 (二期 )，则可通过横移吊车返回到剪切线上，进行后续工序 (表面检查和修磨、标记 )；如需要热处理，则通过预留的过跨平车送入热处理跨。 9） 定尺后钢板的表面检查和修磨 为了确保成品钢板的外观质量，在剪切线后设有钢板表面检查站，对剪切标记后的钢板进行最后的外观检查。 钢板在输送过程中通过表面检查站时，在良好的照明条件下，人工对上下表面、边部、平直度和标记质量等进行目视检查，如发现质量不合的钢板，送至剪后横移修磨台架 ，根据缺陷类别，决定对钢板进行修磨、矫直或其它处理。 在检查修磨台架上，钢板由人工直接进行表面检查。 先进行上表面的检查和修磨，再经翻板机翻转 180，检查下表面并修磨。 10） 成品钢板的入库、存放和发运 经剪切、检查、修磨、标志后的合格产品，根据入库计划，决定进入哪一个成品库。 钢板通过辊道、横移台架、横移吊车输送至相应跨间后，由跨内吊车直接吊至指定堆存地点。 轧制区设备选择 中厚板轧机型式 用于中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]。 本车间 采用四辊可逆式轧机。 1870 年美国投产了世界上第一台四辊可逆轧机。 它是由一对小直径工作辊和一对大直径支撑辊组成，由直流电动机驱动工作辊。 轧制过程与二辊可逆式轧机相同。 它具有二辊可逆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，提高了产量。 这种轧机的缺点是采用大功率直流电机，轧机设备复杂，和二辊可逆轧机相比如果轧机开口度相同，四辊可逆轧机将要求有更高的厂房，这些都增大了投资。 四辊可逆轧机用 d/D179。 L 表示，或者简单用 L表示。 D 为支撑辊长度（ mm） ,d 为工作辊直径（ mm）， L为辊身长度（ mm）。 四辊可逆轧机的尺寸范围： D=1300～ 2400，d=800～ 1200， L=2800～ 5500。 四辊可逆轧机是轧机中最大的，由于这类轧机生产出的钢板好，已成为生产中厚板的主流。 中厚板轧机的布置 中厚板车间的布置形式有三种，既单机座布置、双机座布置和半连续式或连续式布置 [5]。 因双机架布置的中厚板车间是把粗轧和精轧分到两个机架上去完成，它不仅产湖南工业大学专科毕业设计 19 量高，而且产品表面质量、尺寸精度和板形都比较好，还延长了轧辊寿命。 所以本中厚板设计采 用双机架布置，且粗轧机和精轧机均为四辊可逆式轧机。 轧机主机列 主传动 轧钢机住传动装置根据轧机类型的不同，而又不同的部件组成。 本车间的主传动装置包括以下几个部件：电动机、万向接轴和轧辊。 四辊轧机上下工作辊分别采用各自的直流电机来驱动，两个工作轧辊由直流电机通过万向接轴单独驱动，轧辊的速度同步有电器设备来保证。 这种主机列没有减速器和齿轮座，减少了传动系统的飞轮力矩和损耗，缩短了启动和轧制时间，因此能提高可逆式轧机的产量。 万向接轴及平衡装置 从电机将力矩 传递给轧辊的部件称为接轴。 这种接轴的优点是：联轴节可以在任一方向上允许被连接的电动机轴与轧辊轴线成一定角度来传递力矩。 四辊可逆轧机采用液压港式平衡装置。 四辊中厚板轧机的工作机座的结构 四辊板带轧机的工作机座一般包括下列几个组成部分： 1）轧辊组件（也称辊系）：轧辊、轴承、轴承等零部件组成； 2）机架部分：由左右机架、上下连接横梁、轨座等构件组成； 3）压下平衡装置； 4）轧辊的轴向调整或固定装置。 轧辊尺寸 1）粗轧机轧辊尺寸 （ 1）工作辊尺寸计算 （ a）辊身尺寸计算 根据经验 ，四辊轧机的工作辊的辊身长 L与辊身直径 D之比一般为 ~[1]，这里取 L/D=，已知辊身长为 3800mm,故： D=3800/=1080mm。 取其重车率为 ％，则工作辊的最小直径 minD ==980mm，故工作辊直径D= 980 ~ 1080mm。 （ b）辊径尺寸计算 由于采用滚动轴承，故辊颈 d=（ ~） D，选 d= D=540mm。 辊颈长度 l 与辊颈直径之比为 ~[6]，取 /  ，则 l =918mm。 （ c）辊头尺寸计算 由于采用单键槽辊头，故辊头直径 1D =D10=1070mm。 湖南工业大学专科毕业设计 20 （ 2）支撑辊尺寸计算 （ a）辊身尺寸计算 支撑辊的辊身长 1L =3800mm, 11/LD一般为 ~，取 11/LD=，则： 1D = 1L /=3800/=2054mm。 取其重车率为 10 ％ ， 故 最 小 直 径 1minD  1848mm。 故支撑辊直径1D= 2054 ~ 1848 mm ； （ b）辊径尺寸计算 辊颈直径 1d = 1D =1130mm,1l = =960mm。 2）精轧机轧辊尺寸 （ 1）工作辊尺寸计算 （ a）辊身尺寸计算 根据经验，四辊轧机的工作辊的辊身长 L与辊身直径 D之比一般为 ~[6]，这里取 L/D=，已知辊身长为 4100mm,故： D=4100/=1080mm。 取其重车率为 ％，则工作辊 的最小直径 minD =980mm，故工作辊直径D= 980 ~ 1080mm ； （ b）辊径尺寸计算 由于采用滚动轴承，故辊颈 d=（ ~） D，选 d= D=540mm。 辊颈长度 l 与辊颈直径之比为 ~，去 /  ，则 l =918mm。 （ c）辊头尺寸计算 采用单键槽 辊头，辊头直径 1D =D10=1070mm。 （ 2）支撑辊尺寸计算 为获得较理想的板型和横向厚差，并且方便轧辊的加工， 精轧机支撑辊的尺寸与粗轧机支撑辊的尺寸相同。 轧辊材质 一般来说，工作辊对硬度的要求是首位的。 为了获得良好的加工表面、抵抗局部变形的抗力以及高压、高速下轧辊不知剧烈磨损而影响带后和板形的能力、热轧板的工作辊多采用无限冷硬铸铁轧辊 [6]，四辊面硬度 ≥65。 板带轧机的支撑辊对强韧性的要求较高，而对硬度的要求则不如工作辊，故选四辊 轧机支撑辊的材质为合金段钢 60CrMnCo，其硬度 HS=60。 轧辊的轴承及轴承座 粗轧机和精轧机的轴承均采用四列圆锥辊子轴承，他有两个内圈、 3个。