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1、中厚板车间设计及非调质钢研究发展状况摘要本设计是年产量为80万吨的中厚板生产车间，其典型产品为x70 ，16.9340011000mm。在整个设计过程中，简单介绍了中厚板生产技术的发展，国内外的差距以及采用的新技术；该车间的主要设备包括：两座步进梁式加热炉、翻转机装置、高压水除磷装置、一台四辊可逆式轧机，还有各种附属设备。在设计时，以设定的年产量为基础，结合各产品的市场前景，按规格合理的设计了产品方案，制定了金属平衡表；并以典型产品为例，制定工艺流程和轧制制度，其中轧制制度包括：压下制度、速度制度、温度制度和辊型制度；并进行了轧制力计算、电动机载荷和轧辊强度的校核。设计中对年产量进行了计算，提
2、出各项经济技术指标以及对环境保护的措施。得出了科学合理的中厚板车间设计方案。专题中简单的介绍了非调质钢的研究。最后对绘制了一张车间平面图，最后附有一篇外文资料及译文。本车间的设计特点包括：产品高强度，机械性能好，采用了先进的生产技术，考虑了环保的要求。从总体上说，达到了高产低耗。关键词：中厚板；轧制制度；非调质钢。A technological design of heavy plate plate and Non quenched and Tempered Steel ResearchAbstractIn this paper,a heavy plate plant which produc
3、es 80 ten-thousand tons per year was designed in this thesis .The typical product is X70 16.9340011000mm. The design is simply introduced the development of production technology of the heavy plate in a whole design, the disparity gap of the home and abroad and the heavy plate means in this design ,
4、and adopt the new technology. The main include: 2 step-beam furnace, reversal device high-pressure-water descaling unit, 1 four-roll reservable rough mill, as well as various appurtenances. According to the designed annual capacity, and considering market prospects of the products, the products sche
5、me and metal balance were designed reasonably. The rolling system includes: press-down system, velocity system, temperature system, and roll shape system. Then, the roll force was calculated; the electromotor load and the roll strength were checked. the electromotor load and the roll strength were c
6、hecked.And maked out a scientific and reasonable heavy medium plate design scheme .in the chapter of special topic introduced Non quenched and Tempered Steel Research.A plant layout drawing was also accomplished in the design, An English paper and its translation by author were attached to the thesi
7、s. The features of the designed workshop include: of high strength of products and mechanical property of the products, adoption of advanced processing technology, and environmental protection consideration. The plant achieves high production in lower consumption.Key words： heavy plate ; rolling sys
8、tem ;Non quenched and tempered steel.目录摘要IAbstractII1 绪论11.1中厚板产品种类与应用领域11.2中厚板生产工艺及技术31.2.1中厚板生产工艺31.2.2中厚板生产技术31.3我国中厚板轧机发展状况51.4我国中厚板生产的发展与不足51.5中厚板的发展趋势71.6 本设计目的和内容82产品大纲的确定和金属平衡表的编制92.1生产方案编辑92.1.1产品方案92.1.2产品方案的编制原则及依据92.2原料选取及技术要求102.3金属平衡表112.3.1金属平衡表编制依据112.3.2编制金属平衡表123中厚板生产工艺及设备选择133.1工艺
9、过程制订的依据133.2中厚板生产设备选择143.2.1原料区设备选择143.2.2加热区设备选择153.2.3轧钢区设备选择163.2.4 精整区设备选择203.2.5 热处理区设备选择224工艺制度和工艺参数254.1加热制度254.1.1加热的目的254.1.2加热的要求254.1.3加热温度的确定254.1.4加热时间的确定264.1.5加热速度的确定264.2加热制度274.2.1加热的目的274.2.2加热的要求274.2.3加热温度的确定274.2.4加热时间的确定284.2.5加热速度的确定294.3压下规程制定294.3.1根据产品选择原料294.3.2轧制方式及各道次压下量
10、分配294.4速度制度304.5轧制时间304.5.1横轧轧制时间304.5.2纵轧轧制时间314.5.3时间间隔324.6温度制度324.7计算各道次变形程度334.8计算宽度334.9计算各道次平均单位压力、总压力344.10计算传动力矩355校核与辊型设计395.1咬入条件的校核395.2轧辊强度校核395.2.1工作辊强度校核405.2.2支承辊强度校核425.2.3 工作辊与支承辊间的接触应力435.3 主电机功率校核445.3.1 可逆式轧机主电机过载校核445.3.2 典型产品轧制图表455.4 辊型设计465.4.1 轧辊的不均匀热膨胀465.4.2 轧辊的弹性弯曲变形475.
11、4.3 辊型设计506 产量计算和技术经济指标516.1 轧钢车间年产量516.1.1 典型产品轧机小时产量516.1.2 轧机平均小时产量的计算526.1.3 轧钢车间年产量的计算536.2 加热段设备能力校核536.3 剪切设备能力校核546.4 矫直设备能力校核546.5 技术经济指标546.5.1 概述546.5.2 各类材料消耗指标556.5.3 综合经济技术指标586.6 环境保护587 专题-非调质钢的研究发展状况637.1引言647.2非调质钢简单介绍647.3 非调质钢的发展657.3.1国外非调质钢的发展与应用现状657.3.3我国非调质钢的发展667.4新技术及研究677
12、.4.1氧化物冶金技术在非调质钢中的应用677.4.2非调质钢汽车连杆的疲劳性能实验研究69致谢70参考文献71附录 C语言程序源代码721 绪论1.1中厚板产品种类与应用领域中厚板是指厚度4.525.0mm的钢板，中厚板厚度25.0100.0mm的称为厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板。中厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。还可以用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。通中厚板用途：广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁
13、用钢板、造般钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件具体应用。以下为其应用领域：桥梁用钢板：用于大型铁路桥梁的钢板，要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等，如：Q235q、Q345q等。造船用钢板：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。 如：A32、D32、A36、D36等。锅炉钢板（锅炉板）：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蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能，如：Q245R等。 压力容器用钢板：主要用于制
14、造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器和其它类似设备，一般工作压力在常压到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，温度在-20450C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，如：Q245R 、Q345R、14Cr1MoR、15CrMoR等。汽车大梁用钢：制造汽车大梁（纵梁、横梁），用厚度为2.512.0mm的低合金热轧钢板。由于汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，还要求冲压性能好1。新产品研发：于今年2月22日在首秦公司一次性成功冶炼了代表中厚板最高水平的9Ni钢。9Ni钢主要应用于液化天然气的存储和运输，是民用钢材产品中技术水平最
15、高、难度最大、附加值最高的产品之一。由于液化天然气具有可燃性和超低温性，与一般低温压力容器相比，其存储和运输用低温钢必须具备强度、热应力与应变、焊接性能及抗腐蚀等综合特性。在特殊的重要结构上，为防止意外事故的发生，还必须要求材料具有抗脆性裂纹扩展性能。因此，能否生产此类产品，是代表一个钢铁企业整体技术水平的重要标志。我国钢铁企业近几年才具备9Ni钢的生产能力，但目前该钢种仍主要依赖进口。随着我国国民经济的高速发展和能源结构的调整，大型常压液化天然气贮罐的国产化已成必然趋势。出于安全性原因，9Ni钢低温冲击韧性要求极高，成分要求极为苛刻，冶炼工艺窗口窄、难度大；钢水粘度大、铸坯裂纹敏感性极强，连
16、铸过程漏钢风险大；9Ni钢试制成本风险高。据悉，多家钢厂在开发9Ni钢过程中，均发生过成分不合，导致废品或漏钢等事故，造成了巨大损失，大多钢铁生产企业望而却步。由于我国经济发展对9Ni钢的需求越来越迫切，不得不大量进口此类产品。它的一次性成功冶炼对我国的经济发展非常重要。1.2中厚板生产工艺及技术1.2.1中厚板生产工艺 原料检查原料清理加热除鳞轧制矫直冷却表面检查修磨横切切边定尺切火焰切1正火矫直表面尺寸形状检查力学性能试验标记入库发贷调制高强度钢板表面尺寸形状检查力学性能试验标记入库发贷一般用途钢板力学性能试验抛丸油漆表面尺寸形状检查标记入库发贷抛丸底层涂料钢板1.2.2中厚板生产技术1
17、采取控制轧制技术在生产高等级、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2。2 炉外精炼技术生产专用钢板时，为了保证钢水的纯净度，炉外精炼工序很重要。2005年以前只有宝钢、鞍钢、武钢等少数厂可对供转炉的铁水进行炉外精炼，而新建和在建的近3/5生产线配备了LF
18、钢包炉和VD真空脱气装置组成的炉外精炼系统，不少生产厂的炉外精炼系统还是专门为中厚板生产线独立配备的。新建的生产线中绝大部分将炼钢、连铸、轧钢各工序有机地联合布置，整个生产过程实现了热衔接，有利于降耗、降成本。3 热矫直技术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。4 超声波探伤技术采用超声波探伤是查明钢铁产品内在质量的最理想手段，2004年以前只有鞍钢厚板、柳钢中板、秦皇岛中板配置了此装置，近几年约有12条生产线装备了
19、此装置，以济钢中厚板从加拿大引进的脉冲反射多通道超声波探伤装置和鞍钢厚板的探伤装置为最好，可实现100%探伤。有80%的新建生产线配备了超声波探伤装置，大都为组合双晶直探式，可进行100%板面探伤。5 剪切技术2l世纪初，我国中厚板生产线上的剪切机大都是20世纪70年代的水平，剪切精度和效率都低，这与当时普遍存在的重轧制、轻精整有关系。近几年，济钢中厚板、鞍钢厚板、舞钢厚板等6家企业对剪切机进行了改造，改用先进的滚切式双边剪，效果较好。新建的生产线大都采用滚切式双边剪和滚切式横剪，剪切厚度和精度都比较理想。6 热处理技术推行控轧控冷技术后，产品的热处理量大大减少，但即使先进国家的中厚板产品仍然
20、有20%以上需热处理后才能满足交货条件。热处理工序中，目前世界上采用辊底式无氧化辐射炉被认为是最先进的，先进国家已100%采用。但我国老生产线只有武钢轧板、鞍钢、济钢中厚板采用，而新建在建的生产线中绝大部分都已采用，这为热处理质量进一步提高打下了良好的基础4。1.3我国中厚板轧机发展状况我国的第一套中板轧机于1936年在鞍钢建成，属于三辊劳特式轧机。新中国成立后，在前苏联的援助下，我国的中厚板生产装备和工艺技术水平有了很大提高，先后建成了重钢2440mm中板轧机、武钢2800mm中板轧机等13套三辊劳特式轧机，为我国板材生产奠定了坚实的基础。70年代后，我国的中厚板轧机开始向宽板面方向发展，1
21、978年在舞阳钢厂建成了我国自行设计制造的第一套4200mm厚板轧机：首钢引进了国外3300mm二手宽厚板轧机设备。这两套轧机主要用于生产特殊钢板，满足了当时核动力设备、舰船、潜艇、大型工程机械和民用钢制船舶生产的需要。在工艺技术和装备水平发展方面，20世纪80年代，国内中厚板生产企业均多次对原先建设的三辊劳特式中板轧机进行了不同方式的改造，改造后的轧机基本以三辊加四辊或双四辊轧机为主，基本解决了三辊劳特式轧机尺寸偏小，钢板宽度窄，长度短、尺寸偏差大、板形差、以及原材料和能源消耗成本、经济效益差等问题。从80至90年代初，通过多次改造的方式增加原有轧机产能、提高工艺装备水平和生产技术水平，并具
22、备了较为先进的电控设备、控轧控冷技术装备和热处理工艺。从我国中厚板轧机的发展历程可以看出，我国中厚板轧机经历了从三棍劳特式为主到以四辊轧机为主的发展历程。目前在我国大中型钢铁企业中，除临钢还保留一套三棍劳特轧机外，其他厂基本上都是四辊轧机。布置形式基本有单机架四辊轧机、二辊+四辊轧机、三棍+四辊轧机、双四辊轧机四种形式5。1.4我国中厚板生产的发展与不足我国中厚板生产以2004年为界大致可以分为两个阶段，2004年前我国中厚板企业总体装备水平不高，除了浦钢、舞钢、鞍钢外，其他钢厂的基本上是3000mm以下的轧机。2005年是我国中厚板轧机快速发展的一年，当年新上新轧机8套，主要以3000mm以
23、上的宽厚板轧机为主，使我国中厚板总体装备水平有了较大的提高，从20052008年将是我国中厚板装备技术和产能快速发展的一个阶段。1 2004年前我国中厚板设备相对比较落后2004年前我国新上中厚板机组比较少，这个阶段主要以改造老机组为主。截止到2004年底，我国共有中厚板轧机(包括炉卷轧机)29套，设计产能为1910万吨。除了舞钢、济钢、南钢炉卷轧机、鞍钢等少数几套轧机比较先进外，其他机组设备与国外发达工业国家相比，存在较大的差距。从轧机结构上来看，国内的中厚板轧机普遍存在辊身长度小，单机产能低。由于目前的中厚板轧机是在原有设备基础上经过扩宽、扩能改造的，受2300mm三辊劳特轧机对规格的影响
24、，四辊轧机一般改为2500mm，如济钢中板厂和重钢等；也有一些改为2800mm，如柳钢中板厂和安钢中板厂。改造后轧机的辊身长度均未超过3000mm。此一阶段3000mm以下轧机仍然占主要地位，占到总产能的83%，而日本、德国中厚板轧机全部是3米以上，其中日本5米以上的轧机占62.5%，此阶段我国中厚板轧机装备水平明显落后。1）大多数轧机宽度尺寸偏窄，我国新建的中厚板轧机大多在3.5m以上，造成了轧机刚度、轧制力、功率等先天缺陷，直接制约了中厚板品种的扩大和质量的提高，这是造成我国中厚板产品中专用板比例偏低的主要原因之一。2）老生产线的加热方式落后，我国仍有一半以上生产线采用推钢式加热炉，甚至有
25、的生产线采用炉型比推钢式还要落后，而步进式加热炉由于加热质量好、氧化少、烧损极低、加热方式灵活等特点，已成为当今世界上最先进的一种炉型。3）热装热送工艺未被广泛应用，推行热装热送工艺能取得显著的节能效果，而我国不少中厚板厂在推行过程中保温措施不力，热装温度偏低，未达到理想的节能效果。4）自动化水平偏低，目前已实施计算机自动化控制的老生产线大多是实现基础和过程计算机二级控制，还有大部分没有实现计算机控制，而日本水岛、君津、德国迪林根等早已实现四级计算机控制。5）控轧控冷技术不完善，控轧控冷技术是控制奥氏体和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材的组织性能以及轧后控冷阶段的工艺参数，在不降低韧性的前
26、提下进一步提高钢的强度的先进技术，对提高产品质量有显著意义。6）精整水平偏低，除新建的生产线和经改造后的生产线外，我国还有一些生产线的矫直机性能偏低，刚度不够，矫直钢板很难达到平直度的要求；有些生产线仍旧在使用链绳格板式冷床、冷却能力差，有些已改成滚动爪子式，但划伤问题仍未很好解决；有些生产线仍使用落后的铡刀剪，剪切精度和效率都低6。 综上诸多不足，此一时期我国中厚板生产的总体技术准备水平不高，使得我国中厚板产品的品种板比例低，普碳中厚板产量大，3米以下宽度的产品比较集中。2 2004年以后我国中厚板质量方面的不足目前国产中厚板在国内市场的份额占较大优势，像普通强度造船板、锅炉板、钢结构板等都
27、能基本满足国内市场需求，但国内中厚板供应存在的结构性不足，主要在于一些高附加值的钢板不能生产，或质量难以达到下游行业的要求。主要表现为：1）造船用钢：从生产线装置和工艺技术水平来讲，我国有2/3的生产线可以生产一般强度的造船用钢，而能生产高强度造船用钢的仅有宝钢、舞钢、首钢、浦钢、鞍钢、武钢、重钢、南钢等，其中宝钢、舞钢可以生产E40级船板，其他几家只能生产E36级以下的船板。而日本、德国等中厚板厂15年前就可以生产E36以上级别的了。表面质量有待进一步提高。焊接性能普遍不很理想，尤其是高强度、高韧性的品种；2）管线钢：X70级别以上的管线钢属于中厚板中的高端产品，由于它要求高强度、高韧性和在
28、不预热条件下进行输入热量的焊接，并且要具有优良的抗氢诱导裂纹，因此，对钢水的硫、磷含量要求很严格。目前我国大部分只能生产X70以下品种。只有宝钢、武钢、鞍钢等能大批量生产X80级别，而日本、德国等已能生产X100甚至更高级别的管线钢。切边后，钢板边部时有分层、裂纹、收缩孔隙及疏松等缺陷发生。大部分中厚板厂还不能保证0.2mm的厚度公差；3）桥梁用钢：国内桥梁用钢起步较早，但发展速度不快，主要开发了16Mnq、15Mnq、15MnVNq等，其中16Mnq虽然应用较广泛，但其板厚效应严重是最大的缺陷，而15MnVNq、15Mnq等在有些长江大桥应用后，认为焊接性能较差，因而以后就没有得到推广应用；
29、4）压力容器、锅炉用钢：近年，我国生产压力容器钢在强度、韧性及耐压性上有不少提高，但焊接性能、耐腐蚀性能与先进国家的品种相比，还有一定差距。从2005年开始，不少用户希望能提供IF钢、调质钢的压力容器钢，这对我国不少中厚板厂来说又是一个新的挑战。1.5中厚板的发展趋势从20世纪60年代到80、90年代的20几年间，厚板生产发生了很大地变化，到20世纪末全世界中厚板生产能力达1.2亿吨，超过市场需求。在当前市场形势日益严峻的情况下，钢铁行业日益萧条，客户对于钢板的质量要求也越来越高，中厚板生产正向着几个趋势发展。1 寻找高强度、韧性和焊接性之间的平衡已成为永恒的主题。2 厂商又要考虑制作成本、环
30、境保护、回收利用等因素下，充分利用近现代冶金学理论成果，从微观组织设计及控制入手，合理采用为微合金化元素及TMCP工艺，成为了中厚板钢板产品开发及生产的重要工艺路线。3 还要考虑产品的工作环境因素，开发具有环境适应功能的产品是中厚板开发的又一趋势。1.6 本设计目的和内容通过毕业设计，运用四年所学的基本理论和基本知识指导实际应用，强化知识的应用、勤于动手和解决问题的能力，并使理论知识得到进一步巩固和升华。要求学生独立查阅文献资料，独立完成设计和专题，培养学生独立开展工作和解决工程实际问题的基本能力。设计内容为：年产量80万吨中厚板，其典型产品及规格：X70，规格为16.9 3400 11000
31、mm。2产品大纲的确定和金属平衡表的编制2.1生产方案编辑2.1.1产品方案产品方案是设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态和年计划产量。轧钢车间工艺设计首先从拟订车间产品方案开始，有了方案就可以进一步选择设备和确定车间工艺。实际生产中为了满足用户客观上的使用要求，每个品种都必须满足形状、尺寸规格和内部性能的要求。因而，各类产品的分类、编制、牌号、化学成分、品种规格和尺寸公差、生产技术条件、机械性能、验收规程、试验及包装方法、交货状态等，国家均有标准规定，如国标、冶标、企标等，如果国家没有标准规定，可由生产厂家和客户商定。2.1.2产品方案的编制原则及依据1 产品方案的编制原则1）
32、国民经济发展对产品的要求，既考虑当前的急需又要考虑将来发展的需要。2） 产品的平衡，考虑全国各地的布局和配套加以平衡。3） 建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等可能性。4） 考虑轧机生产能力的充分发挥，提高轧机的生产技术水平。2 编制依据：1） 金属与合金的品种、规格、状态及质量要求品种和规格不同，所采用的生产方案就不同，那么设计的车间就有很大差别，例如板带材生产车间和管棒型材生产车间就有根本的差别。若产品质量要求不同就是同一种合金品种与规格也可以采用不同的生产方案。2）年产量的大小产量不仅决定工艺过程的特点，同时也对设备选择、铸锭尺寸、产品规格有着直接的影响。例如，对于板材生产来说，产
33、量不大时，可采用单机架生产；而产量大时，采用连轧生产。3） 投资与建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、工人与管理人员的数量以及将来的发展前景。 根据需求、生产现状、技术条件、生产工艺等情况，现确定如下产品方案，如表2.1所示：表2.1 产品大纲产品名称产品规格（mm）产量（万吨）所占比例（%）长宽高造船板6150150040008000120001215普碳板10135200038008500115002025锅炉板10150180040008500120001012.5桥梁板12150190040008000120001113.75容器板101401500390080001150067.
34、5工程机械钢板8150170039008000115001012.5管线钢12140160038008500120001113.75总计801002.2原料选取及技术要求我们选择的板坯均为连铸坯，主要因为连铸车间直接供应。连铸坯具有成材率高，降低能耗等优点，比初轧坯形状好，且成分均匀和坯重量大，生产规模可大可小，比较热轧板带钢的生产。本车间年产量80万吨中厚板。表2.2 原料规格表厚度(mm)宽度(mm)长度(mm)重量(t)170、200、2301500、1700、195025004000最大37.3t原料的技术要求1 连铸坯的不平度每米不得大于20mm。长度大于1.5m，总不平度不得大于总
35、长度的1.5。2 连铸坯的镰刀弯每米不得大于6mm。3 连铸坯横截面脱方（a值）应不大于8mm。4 连铸坯侧边凸凹（f值）应不大于7mm。5 连铸坯宽面的鼓肚总高度不得大于可宽面公称边长的2%。6 连铸坯表面不得有裂纹、重接、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度的划痕、压痕、擦伤、气孔、皱纹、耳子、凸块、凹坑和深度大于2mm的发纹。连铸坯横截面不许有缩孔及其它影响轧制质量的缺陷。7 连铸坯端部宽度方向的切斜不大于30mm。厚度方向的切斜不得大于20mm。8 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合有关标准规定。9 连铸坯表面如存在上述缺陷，必须清除。清除的方向应沿轧制方向，清除处应圆滑无棱角，清除宽度不得
36、小于深度的6倍，清除长度不得小于深度的10倍。表面缺陷的清除，单面不得大于厚度的15%，两相对面清除深度之和不得大于厚度的20%，清除深度自实际尺寸算起。10 坯横截面应为矩形厚度不大于150mm的板坯，每个侧面允许有深度不同的凹下；厚度大于150mm板坯，每侧允许有深度不大于20mm的凹下。由于原料表面有各种缺陷（夹杂、折叠、擦伤、皱纹、耳子等），对轧制后的中厚板的板型和性能有影响。因此为了提高成品的表面质量和合格率，应对原料沿轧制方向进行表面清理，缺陷应予清除，消除处应圆滑无棱角，消除深度按实际尺寸计算。2.3金属平衡表2.3.1金属平衡表编制依据成品率是指成品重量与投料量相比的百分数。其
37、计算公式为 （2-1）其中成品率，；投料量（原料重量），单位：t ； 金属的损失重量，单位：t。成品率是一项重要的技术经济指标，成品率的高低反映了生产组织管理及生产技术水平的高低。影响成品率的因素是各工序的各种损失。金属损失主要有以下几种：1）烧损：金属在高温状态下的氧化损失称为烧损。金属加热过程中的烧损与加热温度和时间有关系，加热温度越高，时间越长，烧损量就越大。烧损率一般在1%5%。2）切损：切损是指切头、切尾、切边等大块残料损失。钢材切损主要与钢种坯料尺寸以及原料状况等有关。本车间产品切损均为0.1%6。3）轧废：轧件各工序生产中由于设备和工具、操作技术以及表面介质问题所造成的不符合质量
38、要求的产品。如轧漏，轧卡，超差，浪形，轧扭，腰薄，耳子，性能不合格等。它与车间的技术装备、生产管理及操作水平有关。轧废率一般在1%3%。2.3.2编制金属平衡表表2.3金属平衡表 产品名称消耗年产量/万吨成材率/%所需坯料/万吨烧损几何损失工艺损失万吨万吨万吨造船板0.160.81.658.20.31.51289.513.41普碳板0.120.60.924.80.271.42093.221.46锅炉板0.060.60.545.60.141.41092.410.82桥梁板0.060.60.515.30.131.31192.811.85容器板0.070.70.636.40.141.4691.56.
39、56工程机械钢板0.101.20.789.40.242.91086.511.56管线钢0.020.60.266.60.061.51191.212.06总计0.700.76.506.61.581.68087.713中厚板生产工艺及设备选择3.1工艺过程制订的依据1 产品的技术条件 通常在产品标准中规定了钢材品种规格，技术条件，产品性能检验等内容。但技术要求则是其主要方面，它第一产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精确度，钢的内部组织与性能以及表面质量都作出了明确的规定，显然，产品的技术要求是制订工艺过陈的首要依据。因此达到产品技术要求是我们组织生产的出发点。2 钢种的加工工艺性能 它包括钢
40、的变形抗力、塑性、导热性以及形成缺陷的倾向性等内容。它反映了金属在加工过程中的难易程度界定并影响了选择工序内容和确定工艺参数。因此钢的加工工艺性能是制订工艺过程的重要依据。3 生产规模大小 一般生产规模大小有两个含义，即企业规模的大小和品种批量的多少，企业规模的大小决定了工艺过程中采用热锭作业还是冷锭作业的问题，是一次成材还是二个阶段生产的问题。至于批量的多少主要反应在选择设备的技术水平、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无明显影响。4 产品成本 成本是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。一般钢的加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高其生产工艺就越复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力
41、等各种消耗也愈高，产品成本也必然会相应提高。反之，则产品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工艺过程是否合理的反映。当然，成本还与产量大小、生产技术水平等其他因素有关的。5 工人的劳动条件 工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，不危及劳动者的身体健康，不造成环境污染。否则应采取妥善的防护措施。3.2中厚板生产设备选择在本车设计中都用到如下设备：表3.1 车间设备表设备名称设备件数设备名称设备件数火焰切割机1热矫直机1板坯翻转机1冷床3出钢机1切头剪1推钢机1双边剪1加热炉2热处理矫14米3轧钢机1表面喷打机1高压水除磷机1定尺剪1线测厚仪1罩式炉3控冷设备1火焰切割机1侧面喷字机3.2.1原
42、料区设备选择1 火焰切割机性能，见表3.2。表3.2 火焰切割机参数项目参数横向走行机速度/mm/min2500横向走行机切割作业速度/mm/min02500两只火焰枪最远距离/mm2100切割板坯温度/300切割板坯重量/t27切割板坯宽/mm10001800切割板坯厚/mm100350 切割板坯长/mm180080002 板坯翻转机性能，见表3.3。表3.3 板坯翻转机参数项目参数最大翻钢能力/ t15.7翻转角度/180翻转速度/s/180103.2.2加热区设备选择加热是热轧生产中的一个重要工序。其目的是提高钢的塑性；是坯料内外温度均匀；改善金属的结晶组织，保证生产需求的机械和物理性能
43、。钢料加热质量的保证和加热炉产量的大小，完全依赖于所选择的加热设备和它的加热制度。因此，对加热设备的选择也应给予足够重视。在加热炉设计中，加热炉的小时加热能力必须满足生产大纲中主要产品的最大小时产量。加热炉和轧机平衡后的计算小时产量，必须保证满足该车间生产大纲的年产量要求。由于我选用的是钢坯作原料，用作加热工序的加热炉主要有连续式和步进式两种，其中推钢式连续加热炉是轧钢车间最常见的加热设备。但是由于步进式加热炉加热钢料温度均匀，加热质量良好等原因已日益得到发展。本车间选用两座座步进式加热炉座。1 推刚机性能，见表3.4。表3.4出钢机参数项目参数出钢能力/ t19行程/mm4600后退极限位置
44、轧制线上/mm373后退极限位置轧制线下/mm100前进极限位置轧制线上/mm529前进极限位置轧制线下/mm1002 推钢机性能，见表3.5。表3.5 推钢机参数项目参数最大坯重/ t19推力/t125装炉板坯长度/mm25004000装炉板坯宽度/mm13002300装炉板坯厚度/mm150350工作行程/mm4050后退速度/m/min30前进速度/m/min153 加热炉性能，见表3.6。表3.6 加热炉参数项 目参数炉子型式六点供热步进梁式连续加热炉炉子用途加热板坯炉子有效尺寸(长宽)/mm326509048板坯加热温度/10001360炉底强度/590滑道中心距/mm2250燃料热值混合煤气/7400燃料耗能煤气/35000煤气压力（最低）/ KPa10空气耗量/76836空气预热温度/450烟气量/82884空气流量/53013全压/Pa12023板坯厚度板坯宽度板坯长度/mm1303201150200025004000电机（功率转速）/Kwrpm26414503.2.3轧钢区设备选择1除鳞 除鳞是将在加热时生成的氧化铁皮（初生氧化铁皮）去除干净，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除，因为这时氧化铁皮尚未压入钢中，易于去除，同时消除面积少。这里我们选用
