1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目：设计年产 150 万吨的中厚板厂姓 名：学 号：专 业：材料成型及控制工程班 级： 指导教师： 内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要此设计是以包头地区为条件，设计年产量 150 万吨的中厚板厂，分析了在包头地区建造新的中厚板厂的可行性和必要性。结合设计条件及年产量要求完成了 10 个产品品种、10 个产品规格的产品方案表和金属平衡表。以钢种为X70 的连轧坯轧制中厚板。 第 1 章是中厚板的国内外发展概况和建厂可行性分析报告，总结了当前世界各国中厚板生产技术的先进水平，包括设备、技术及理念等，然后进行了建厂的可行性分析；第二、三章是对设计任务、生产品种及工
2、艺流程进行了确定，制定了生产工艺和产品方案；第四章对轧制规程进行了介绍比如：压下装置、轧制速度制度、挠度、温度制度，并对其进行了详细的计算与制定；第五章对设计进行各项力能参数的计算，包括轧制表的计算，也对轧辊强度和轧机主电机能力进行了校核；第六章介绍了车间平面布置，选择了加热炉、主电室、轧辊间的配置，确定主要设备的间距；第七章是对设计车间产量进行了计算，包括各设备的生产能力、车间平均小时生产能力及车间年生产能力；第八章编制了技术经济指标，确定了车间内各项设备、原材料、动力等利用程度的指标。最后根据设计参数，绘制车间平面布置图。关键词：中厚板；车间设计；生产工艺内蒙古科技大学毕业设计说明书IAb
3、stractThis design that take the Baotou area as a condition, has designed the annual yield of 1.5 million tons new medium and heavy plate factory, analysed the feasibility and necessity of the construction of a new plate factory in Baotou area. Combined design conditions and the requirements of annua
4、l yield,the design completes 10 product varieties,10 product specifications and metal balance sheet table. A cogged ingot of X70 is used for the rolling medium plate.Chapters 2 and 3 is a design task, the production process carried out to determine the species and to develop the production process a
5、nd product solutions;. The plans of the products,the sorts of the products,the process flow and technological demand are described in the second and third chapter. The fourth rolling regulations were introduced such as: pressure device, rolling speed system, temperature regime, and its detailed calc
6、ulation and formulation. The fifth chapter is about the calculation of the steel rolling,equipment capability,tool designing and intension verifying. The sixth chapter is about the choice of mostly and assistant equipment which according to equipment parameter. The outputs of workshop,which involve
7、the average output of per hour and the whole year outputs were calculated in the eighth chapter. The tenth chapter is about the technical and economic targets including the use of equipments,raw materials and power. At last,the layout of workshop was drawed according to designing parameters.Key word
8、s: medium plate ； Workshop designing； Production technics内蒙古科技大学毕业设计说明书目录摘要 .IAbstract.II第一章 总论 .11.1 工程总述 .11.2 国内外中厚板车间现状及发展趋势 .11.2.1 中厚板简介 .11.2.2 中厚板的用途 .11.2.3 中厚板车间现状及发展趋势 .21.2.4 国内外中厚板新产品新工艺新技术的开发 .31.3 包头建设中厚板车间的可行性与必要性分析 .41.3.1 原料供应情况分析 .41.3.2 区域辅助设施状况 .5第二章 产品生产大纲及技术要求 .72.1 产品生产大纲 .72
9、.2 原料及金属平衡表的编制 .92.2.1 原料来源及规格 .92.2.2 编制金属平衡表 .9第三章 生产工艺流程 .113.1 生产工艺流程的制定依据 .113.2 生产工艺流程图及简介 .123.4 典型产品的介绍和工艺制度 .143.4.1 典型产品工艺制度 .15第四章 轧机及其参数的选择 .174.1 中厚板轧机型式 .174.2 轧机参数选择 .184.2.1 3800mm 四辊可逆粗轧机的参数选择 .18内蒙古科技大学毕业设计说明书4.2.2 4100mm 四辊可逆精轧机的参数选择 .194.3 轧辊尺寸及材质 .204.3.1 轧辊的参数计算 .204.3.2 轧辊挠度的计
10、算 .21第五章 轧制规程的计算 .235.1 制定压下规程 .235.1.1 咬入条件的计算 .245.1.2 确定轧制方法 .245.1.3 轧制工艺 .245.2 轧制速度制度 .255.2.1 确定速度图形式 .255.2.2 选择各道次咬入、稳定轧制、抛出转速 .265.2.3 计算各道次纯轧时间 .275.2.4 确定各道次间隙时间 .285.3 温度规程的制定 .295.3.1 温度规程的确定 .29第六章 力能参数计算 .326.1 确定各道变形抗力 .326.1.1 各道变形程度的计算 .326.1.2 计算各道平均变形速度 .336.1.3 变形抗力的计算 .346.2 轧
11、制压力的计算 .356.2.1 计算各道变形区长度 .356.2.2 计算各道平均单位压力 .366.2.3 计算各道总压力 .376.3 确定各道次传动力矩 .386.3.1 传动力矩的组成 .386.3.2 按轧制力计算轧制力矩 .396.3.3 附加摩擦力矩的确定 .40内蒙古科技大学毕业设计说明书6.3.4 空转力矩的确定 .436.3.5 计算传动力矩 .446.4 绘制轧制图表 .446.5 轧辊强度校核 .466.5.2 粗轧机校核 .466.5.3 精轧机校核 .486.6 电机能力校核 .506.6.1 粗轧机电机校核 .506.6.2 精轧机电机校核 .516.7 轧钢机工
12、作图表 .52第七章 车间的平面布置及主要设备距离 .537.1 车间的平面布置 .537.1.1 车间布置原则 .537.1.2 选择金属流程线 .537.1.3 生产设备的布置 .537.2 加热炉、主电室、轧辊间的配置 .547.3 主要设备间距的确定 .55第八章 工作时间及年产量计算 .578.1 车间工作制度和工作时间的确定 .578.2 轧钢机产量计算 .578.2.1 轧机小时产量计算 .578.2.2 轧钢机平均小时产量 .58第九章 主辅设备的选择及性能参数的确定 .619.1 加热炉的选择 .619.1.1 推钢式加热炉 .619.1.2 步进式加热炉 .639.2 高压
13、水除鳞装置 .649.3 立辊机架 .659.4 粗轧机入口推床（粗轧机出口、精轧机入出口） .65内蒙古科技大学毕业设计说明书9.5 3800mm 四辊可逆粗轧机 .659.6 4100mm 四辊可逆精轧机 .679.7 剪切设备的选择 .689.7.1 切头剪 .689.7.2 双边剪 .699.7.3 定尺剪、火焰切割机 .699.8 轧机机架的选择 .709.9 轧辊压下装置的选择 .719.10 轧辊平衡装置的选择 .729.11 矫直机的选择 .739.12 冷却设备的选择 .749.13 冷床 .759.14 在线超声波探伤装置 .769.15 起重运输设备的选择 .779.15
14、.1 辊道选择 .779.15.2 起重机选择 .79参考文献 .81致谢 .82内蒙古科技大学毕业设计说明书0第一章 总论1.1 工程总述（1）项目名称: 设计年产 150 万吨的中厚板厂（2）项目概述：经过对国内外中厚板市场现状的分析以及前景的预测，综合对当地各种物料供应、能源等其它资源的分析，我们选择区域与资源优势居一体的内蒙古包头地区作为建厂厂址，设计一座年产量 150 万吨中厚板车间，以 25mm3200mm，X70 管线钢为其典型产品，并且能够生产规格齐全、性能优良，能满足市场需求的产品。1.2 国内外中厚板车间现状及发展趋势1.2.1 中厚板简介中厚钢板：厚度大于 4mm 的钢板
15、属于中厚钢板。其中，厚度 4.0-20.0mm 的钢板称为中厚板， 厚度 20.0-60.0mm 的称为厚板，厚度超过 60.0mm 的为特厚板。1.2.2 中厚板的用途中厚板主要用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁等行业，并且随着国民经济建设其需求量非常之大，范围也十分广。（1）造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。（2）桥梁用钢板用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等。 （3）锅炉钢板：用于制造各种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350以下）高压状态下工作，除承受较高压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水和气腐
16、蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能。（4）压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其它类似设备，一般工作压力在常压到 320kg/cm2甚至到 630kg/cm2，内蒙古科技大学毕业设计说明书1温度在-20450范围内工作，要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外，还必须有较好冷弯和焊接性能。（5）汽车大梁钢，用于制造汽车大梁（纵梁、横梁）用厚度为 2.5-12.0mm 的低合金热轧钢板。由汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，要求冲压性能好。1.2.3 中厚板车间现状及发展趋势（1） 主轧机的型式从机架的结构来看有二辊可逆式、三辊劳特式、
17、四辊可逆式、万能式和复合式之分，而现代建设的轧机大部分是四辊可逆式和万能式，而二辊可逆式和三辊劳特式在现代轧机建设中已不多见。新建设中厚板轧机宽度尺寸在三米以上；四辊轧机的结构趋于稳定和成熟，为了增加轧机强度和刚度，增大机架牌坊立柱断面尺寸和重量、支撑辊直径，以承受更大的轧制力。一般单位轧制力都在20MN/mm以上，单位功率在2KW/mm以上，刚度在20MN/mm以上。轧机尺寸在3500mm以上，轧制速度达57.8m/s，牌坊主柱截面在9000cm 2以上，每片单重达300t吨以上，并采用快速换辊装置。换一次工作轧辊只8-15min，换支撑辊只1h之内。主传动采用交流电动机，带有HAGC、弯工
18、作轧辊PC或CVC板形控制装置及近接射线测厚仪。（2）加热炉步进式加热炉被公认为当代最先进的炉型。老生产线中只有鞍钢厚板、武钢轧板、济钢中厚板、邯钢中板采用， 而新建在建的生产线中有13条选用此炉型， 比起我国原先普遍使用的推钢式加热炉在提高板坯质量、减少氧化、烧损等方面大大前进了一步。从与轧制产能匹配角度和轧制品种考虑， 宝钢的5.0m 轧机设置了2 座，首钢4.3m 轧机设置了3 座。（3）快冷装置在生产高等级、高技术含量、高附加值产品时， 一般都采用控制轧制技术工艺。此技术的应用必须有良好的冷却系统相配合， 新建和在建的生产线大多都装备了先进的快冷系统。装置一般都采用DQ+U 形管层流的
19、冷却型式， 一些老生产线近几年也对冷却系统进行了改造， 目前酒钢中板采用ADCO 气雾冷却，鞍钢厚板、新余中板、舞阳厚板、武钢轧板等采用U 形管层流冷却， 首钢中内蒙古科技大学毕业设计说明书2板、南钢中板采用直流式层流冷却， 都属于比较先进实用的装备。（4）热矫直机2005 年以前大都采用辊式矫直机， 此型式由于受辊径和辊距的配合限制，所以矫直板厚有一定范围， 一般最厚与最薄之比为4， 新生产线中大都采用有张力机能的新型矫直机。其矫直最厚与最薄之比可以达到25， 而且矫直力也可以增加一倍。也有些老生产线对原有的矫直机进行了改造， 如济钢中厚板采用了从法国进口的11 辊四重式矫直机， 效果较好，
20、矫直精度达1.5mm/m。（5）冷床由于以前大多数生产线采用拉钢冷床， 非但容易划伤钢板， 也容易造成钢板冷却不均匀。新建生产线的冷床大都采用步进格板式或盘辊式， 有足够的面积放置钢板， 不需要在冷床前进行热剪分段， 对提高成材率有利。也有一些老生产线对冷床进行了改进， 如柳钢采用步进式冷床， 浦钢和济钢采用了盘辊式， 效果都不错 2。1.2.4 国内外中厚板新产品新工艺新技术的开发近几年我国的中厚板品种开发主要围绕一些专用钢板的钢质纯净化、低碳高强化、耐高温、耐高压、耐断裂、耐腐蚀等方面展开， 并取得了长足的进步:( 1) 新产品开发有15 家企业能生 产X65 级别的管线钢， 8 家能生产
21、X70 级， 宝钢、鞍钢、舞钢、武钢、济钢等具备了生产X80 级的能力， 其中宝钢、鞍钢、武钢已能大批量生产， 并于2005 年完成了X100 级的试验室工作。宝钢、舞钢、武钢、鞍钢、马钢等能生产高级别的海洋石油平台用钢。以及CORTEN 耐候桥梁板、BHW35 高压锅炉板、P20 塑料用模具板、N19 低温板、AH32-EH36 级和F 级船板、HT80 高强板，百万千瓦火电及核电用特厚钢板、25万千伏安以上变压器用高磁感低铁损取向硅钢等高附加值产品已经相继开发。（2）新技术的应用1）热送热装技术为了节能和提高炉子加热能力，新建厂都很注意炼钢连铸和轧钢加热之间板坯运输、保温及调度等关系，做到生产管理一贯制，做到热装热送率达40%-70%以上，热装温度达450-680以上，吨钢燃耗降至0.8GJ以下，并在板坯仓库内
