年产138万吨宽厚板车间设计毕业设计.doc

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1、摘要冶金产品，宽厚板的重要产品之一，其生产水平和产品质量代表一个国家的钢铁行业的发展水平。 依据包头地区的情况，设计年产138万吨宽厚板厂作为条件，对在包头建厂的必要性和可行性进行分析。在钢坯轧制，规格为70毫米1900毫米8500毫米EH32是典型的产品，生产10多个品种的产品。通过分析典型的产品，EH32外形，生产工艺，轧制规程，轧机及辅助设备的选择，产品设计完成的滚动图表，温度制度，调速系统，轧制压力，轧制- 瞬间计算强度和轧机辊检查电机的能力和进行，以确定设备的性能参数。计算轧机生产能力和年度计算，以满足设计要求。最后，根据设计计算的结果完成了CAD车间平面图。关键词：宽厚板 生产工艺

2、 EH32 车间设计 AbstractHeavy plate is one of the important products in metallurgy field, the level of its manufacture and the quality of product represent the development level of steel industry of the country. The design take Baotou area as the condition, design with an annual capacity of 150 tons of p

3、late plant, analyzes on the necessity and feasibility of baotou factory. With continuous casting slab rolling, specifications for 70 mm 1900 mm 8500 mmEH32 for typical products, production 10 varieties of products. Through the analysis of the typical product, the design of the product EH32outline, p

4、roduction process, the rolling schedule the formulation, the rolling mill and auxiliary equipment choice, completed the rolling chart, temperature system, speed system, rolling pressure, rolling torque and roll the calculation of strength and rolling mill of checking motor ability, and various equip

5、ment performance parameters determination. Calculation of rolling mill production capacity and the calculation of annual output will meet the design requirements. Finally, according to the results of design calculations completed the CAD workshop layout drawing.Keywords: heavy plate; plate rocess of

6、 manufacture ;EH32; workshop designing II目录摘要IAbstractII1、我国宽厚板生产现状与发展11.1 宽厚板简介11. 2 国内宽厚板生产技术的发展与市场分析11.2.1 我国宽厚板生产的回顾11.3 在包头建设中厚板车间的必要性与可行性分析52、产品大纲的确定和金属平衡表的编制62.1 产品方案的编制36本车间依据设计任务书要求，经过对同类厂的调查和统计分析，选取具有代表性的品种和规格作为典型产品。62.2 产品大纲72.3 编制金属平衡表83、生产工艺的制定12 3.1 工艺流程制定的依123.2 生产工艺流程133.3 宽厚板的热处理154

7、车间的平面布置和轧机的选择174.1 车间的平面布置174.2轧机的类型及布置形式194.3轧辊主要参数的确定225、 宽厚板压下规程制定275.1 轧制制度确定的原则及要求275.2制定压下规程7275.3轧制速度制度305.4轧制时间的确定335.5 温度规程的制定346、力能参数的计算376.1 确定各道变形抗力376.2轧制压力的计算8406.3确定各道次传动力矩436.4绘制轧制图表 477、 轧辊强度的校核和电机的校核497.1轧辊参数的选择497.2轧辊材质的选择6497.3轧辊尺寸的选择507.4轧辊的强度校核517.5电机能力校核568、 轧机生产能力计算608.1 轧钢机

8、工作图表608.2 年产量计算609、 辅助设备649.1 加热设备选择13649.2 剪切机659.3 矫直机679.4 冷床689.5 起重运输设备选择719.6 定尺钢板的表面检查和修磨729.7钢板的收集、堆放及包装7210、 宽厚板车间平面布置7410.1 车间平面布置的原则7410.2 金属流程线的确定7510.3 主要设备间距的确定7510.4 仓库面积计算7610.5 辅助车间的面积设定7810.6 宽厚板车间厂房组成及立面尺寸确定7810.7 车间经济技术指标7910.8各类材料的消耗指标7910.9综合技术经济指标83参考文献84致谢85 1、我国宽厚板生产现状与发展1.1

9、 宽厚板简介1中厚板的分类：(1)中厚板按尺寸规格可分为中板、厚板、特厚板等1）中板：420mm者为中板2）厚板：2060mm者为厚板3）特厚板：60mm以上者为特厚板(2)中厚板按用途可分为结构、包容及特殊等三大类。1）结构类。包括船舰、建筑、工程机械、桥梁及采油平台等;2）包容类。包括锅炉、容器、管线及罐等;3）特殊用途类。包括坦克、防弹板、复合板、不锈板及工具模具板等。宽厚板为重要的钢材品种,多用于高压锅炉、容器、船舰、输油汽长途管线、坦克、舰艇、航母、海上平台、大桥桥梁、储油汽罐及高层建筑等对钢材性能要求高的重要地方。1. 2 国内宽厚板生产技术的发展与市场分析1.2.1 我国宽厚板生

10、产的回顾2我国宽厚板行业随着国民经济总体的发展而不断进步。纵观我国宽厚板轧机的发展历史,大致可以分为3个阶段：1）以解决企业从无到有为目的的初期发展阶段。我国的第1套中厚板轧机是2 300 mm的三辊劳式轧机,于1936年在鞍山建成，产量只有几万吨,品种和规格都十分有限。直至中华人民共和国成立初期，我国也只有鞍钢这一台三辊劳特式中板轧机， 产品也只有最初级的碳素钢。随着我国经济建设需求的增长,各企业建设了一批2 0002 500 mm的中板轧机，而且形成了相应的建设规范。但是，其技术内涵和产品质量水平与国际先进水平有很大的差距。1958年大跃进后近20年的时间是我国中厚板轧机建设的第1个高峰期

11、根据仿照鞍钢一中板厂所作的通用设计，在全国部分省市先后建成了13套2 300 mm级三辊劳特式中板轧机，这批轧机在不断革新改造中提高了机械化水平，曾担负起全国中厚板1/3的产量。1958年7月鞍钢建成2 800/1 700 mm半连续轧机，1966年8月舞钢建成2 800 mm中厚板轧机，1966年10月太钢五轧厂建成2300/1700 mm炉卷轧机。这3套轧机均从前苏联引进，都是二辊+四辊双机架形式，投产后在产量、产品品种、规格、尺寸精度、 表面质量和成材率等方面都大幅度超过了三辊劳特式轧机，成为当时我国中厚板生产的主力轧机。为了提高装备水平，1970年以后新建的中板厂，基本都采用四辊轧机

12、 2）全面引进世界新技术，自主研发提高水平阶段。改革开放至本世纪初期， 我国钢铁工业迅速发展，通过技术引进和自主创新，我国中厚板生产技术、设备和产品也日新月异，发展迅猛。1978年9月投产的舞钢4 200 mm宽厚板轧机，是我国自行设计和制造的第1套四辊宽幅厚板轧机，其特点是板宽大，达3 900 mm；规格范围大，最厚可生产250 mm；品种范围广，可生产结构板、舰船板、锅炉容器板、装甲板、不锈板等。这架轧机开口度大，既可轧钢锭，也可采用板坯作原料。该厂的热处理设施配置较为齐全，既有加热式缓冷坑、连续式热处理炉，也有车底炉和外部机械化炉，能生产正火、调质、回火、退火等热处理产品。20世纪80

13、年代后期到本世纪初，欧洲、日本和美国几乎停止了新建中厚板工厂，而在亚洲尤其在我国，则进入了中厚板工厂建设的第2个高峰期，先后建成投产了近10条2 8004 300 mm级的中厚板生产线。鞍钢首先引进了二手4 300 mm中厚板轧机，同时酒钢、舞钢也分别引进了3 000 mm和3 800 mm中厚板轧机，我国的中厚板生产开始向国际水平靠近。到世纪之交，首钢率先利用国产化技术，建设了具有自主知识产权的3 500 mm中厚板轧机，开发的高刚度轧机、自动控制系统、控制冷却系统、矫直机等辅助设备具有鲜明的特色和优良的性能，开创了我国自主研发大型中厚板轧机的先河。3）以提高产品档次，满足经济建设需求的发展

14、阶段。进入21世纪以来，以宝钢5000 mm轧机的建设为标志，我国迎来了中厚板轧机建设的黄金时期，在不到10 年的时间里先后建成了二十几套3 0005 000 mm级的中厚板轧机，其中不乏从生产工艺，整体装备到平面布置均处于世界领先水平的中厚板工厂，整体上大大缩小了我国中厚板生产和装备技术与国外先进水平的差距。最近几年，我国宝钢、鞍钢、山钢等单位采用自主集成和引进国外技术相结合的方式，建设了一批4 000 mm以上的大型中厚板轧机，继承了世界上一大批先进的中厚板生产技术和装备，同时采用了我国自主创新的关键技术和共性技术， 使得我国中厚板的工艺、装备和产品已经逐步达到国际先进水平。主轧机实现了强

15、力化和高刚度， 采用了厚度自据不完全统计，我国目前已经投产和在建的中厚板轧机共约76%。全部建成后，我国中厚板生产将远超过1亿t的能力。 1.2.2 当代我国宽厚板生产所采用的先进技术1）广泛采用TMCP（ Thermo Mechanical Control Process ）技术。TMCP工艺技术是适应高强度低合金钢的发展而产生和发展的，是当代厚板轧机生产高性能、高强度钢板必须具备的技术。2）采用板凸度和板形调整控制功能。中厚板轧机的板形控制系统主要通过下列方法来实现板形与板凸度的控制，即合理确定工作辊的横移位置、对工作辊施加适当的液压弯辊力、采用分段冷却的方法来改变轧辊的径向膨胀分布。3）

16、计算机厚度自动控制系统。从目前国内外生产情况看，中厚板厂普遍采用四辊可逆式轧机，压下手段有的采用电机驱动、液压驱动或者两种方式联合驱动控制。4） 直接淬火、回火工艺。指钢板热轧终了在轧制作业线上实现直接淬火、回火的新工艺。这种工艺有效地利用了轧后余热，有机地将变形与热处理工艺相结合，从而改善钢材的综合性能，即在提高强度的同时，保持较好的韧性。 5）采用热处理工艺。热处理的目的是通过加热、保温和冷却使钢板获得所要求的金相显微组织，从而提高其力学性能和加工性能。因此，热处理工序在现代化宽厚板生产中仍是必不可少的。装备先进的精整线。第1，由于高强钢品种比例高，采用TMCP工艺后钢板温度较低 促使中厚

17、板矫直采用组合式矫直机和四重强力矫直机，扩大矫直范围，保证良好的平直度，现代矫直机的矫直力达30000 KN，矫直钢板厚度范围4.570 mm；第2，为提高中厚板的产品质量等级，许多中厚板生产线安装离线式超声波探伤系统，一般可对厚度4.540 mm、宽度在8004 500 mm之间的钢板以3060 m/min的速度进行100%探伤检查；第3，大多采用滚切式剪或圆盘剪。采用多轴多偏心滚切式剪切机，剪切变形区小，钢板不易弯曲变形，毛刺少，剪切质量高，剪切速度快，生产效率高；第4，为了矫直热矫直机矫直后或热处理后出现的不平度超标的钢板，目前不少中厚板厂在精整线上设置了冷矫直机或压力矫直机，挽救了部分

18、板形较差的钢板，提高了成材率。1.2.3 现代宽厚板轧机的发展趋势和特点从轧机规格上看，3 000 mm以下轧机由于产品单重小规格覆盖面窄，且与宽带钢轧机产品规格范围重叠较多，难以实现品种及规格的多样化，市场的适应性差，发展空间有限，除少量特钢轧机外，目前重建的中板轧机已较少建设该规格领域的轧机 但目前国内尚存很多早期建设的2 300 mm 至2 800mm 规格的中板轧机，根据国内轧机的发展趋势，本应逐步淘汰，但由于这些轧机的设备投资已基本折旧完毕，产品成本低对于如级别较低的内陆产品建筑结构板等要求不高的产品，其订货批量大，市场价格较低，大型中厚板轧机竞争力相对较弱，往往是这些老式中板轧机所

19、活跃的市场领域从设备结构上看，随着设计水平制造水平地提高，新建轧机逐步向具有更大的轧制力轧制力矩和高强性的强力四辊可逆式轧机的方向发展，并可根据工艺要求配置大轧制力立辊轧机。各种设备参数都基本达到目前设备制造能力的极限。1.3 在包头建设中厚板车间的必要性与可行性分析（1）包头的地理优势位于北部，西部的内蒙古西藏自治区，根据阴山北部，南临黄河，东西与沃野千里的土默川平原和河套平原相。 （2）多种矿产资源，矿产资源丰富。已发现74种的各种矿石，金属，非金属，非金属矿物能源和其他14种。 （3）交通条件包头交通四通八达，全国交通运输总体规划的交通枢纽，有内地第一条高速公路 - 呼包高速公路，101

20、国道旁路实施南北，210国道立交改造和建设的扩张机场。 （4）水包头市供水水源有：地下水资源，水库和黄河水。城乡之间量3亿立方米/包可用水资源综合地下水和地表水可用。由于毗邻黄河，所以相对有丰富的供水！基于以上几点在包头地区建立年产量138万吨宽厚板厂是非常有必要同时也是可行的。1022、产品大纲的确定和金属平衡表的编制2.1 产品方案的编制3产品方案是进行车间设计、制定产品生产工艺过程、确定轧机组成或选择各项设备的主要依据，包括车间拟生产的产品名称、品种、规格几年产量计划。本车间依据设计任务书要求，经过对同类厂的调查和统计分析，选取具有代表性的品种和规格作为典型产品。2.1.1 产品方案的编

21、制原则及依据 （1）产品方案的编制原则1）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

22、直接的影响。例如，对于板材生产来说，产量不大时，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。2.1.2 在编制产品方案时应注意的问题（1）满足国民经济发展的需要，特别要根据市场信息，解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对于钢材的需要。（2）考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡，要正确处理长远与当前，局部与整体的关系，做到供应适应，品种平衡，产销对路，布局合理，要防止不顾轧机特点，不顾车间具体工艺设备条件随便上马的倾向。（3）考虑轧机生产能力的充分利用和建厂地区产品的合理分工，有条件的

23、要争取轧机向专业化和产品系列化方向发展，以提高轧机的生产技术水平。（4）考虑建厂地区资源及钢的供应条件，物资和材料等运输的情况逐步完善和配套起我国自己的独立的轧钢生产体系。（5）要逐步解决产品品种和规格的老化问题，要适应当前对外开放，对内搞活的新的经济形势的需要。要根据车间工业设备的情况，力争做到产品结构和产品标准的现代化，有条件的要考虑生产一些出口产品，走向国际市场。2.2 产品大纲1） 产品品种本车间生产的产品品种有碳素结构钢板、低合金结构钢板、锅炉钢板、容器钢板、船用钢板、管线钢板、汽车大梁钢板、机械工程用钢及耐磨钢板等。2） 产品规格厚度：5150mm 宽度：12002300mm长度：

24、15009000mm单重：2.8239.82t2.3 编制金属平衡表3金属平衡表编制依据K=W/Q (2-1)K.金属消耗系数W.投入的坯料重量Q.合格产品的重量表2.1 产品大纲序号产品名称代表钢号 执行标准原料规格(厚宽长/mm)产品规格(厚宽/mm)产量吨/a%1造船板EH32GB712300152024795100900400030025000828008.02低合金高强度钢Q345BGB159120030012002300 1,5003,700 5100900400030025000414000283管线钢 X80API SPEC 5L200300120023001,5003,700

25、 5100900400030025000345002.54碳素结构钢Q195GB700200300120023001,5003,700 5100900400030002500019320014.05建筑结构板Q235GJ，SN490BYB4104-2000JIS G3136200300120023001,5003,700 56090040003002500018768013.6续表2.1 产品大纲6锅炉板16Mnq，20qGB713200300120023001,5003,700 5100900400030025000234601.77压力容器板 20RSPV235GB6554JIS G311

26、520030012002300 1,5003,700 5100900400030025000234601.78汽车大梁钢板06TiL16MnLGB3273200300120023001,5003,700 510090040003002500016284011.89工程机械用钢StE460DIN17102200300120023001,5003,700 5100900400030025000262201.9 10耐磨钢Q235NHGB/T4171200300120023001,5003,700 510090040003002500023184016.8合计1380000100表2.2 金属平衡表

27、编号产品原料重量/吨成品重量/吨烧损/%切损/%轧废/%金属消耗系数成材率/%1造船板91，290828001.46.21.71.10390.72低合金高强度钢454,945414,0001.66.01.41.09991.03管线钢37954345001.75.81.61.10090.94碳素结构钢212,541193,2001.36.01.81.10090.95建筑结构板206,015187,6801.86.11.01.09891.16锅炉板25780234601.66.01.41.09991.07压力容器板25724234601.76.11.01.09691.28汽车大梁板178,9451

28、62，8401.36.01.71.09991.09工程机械用钢28877262201.95.81.511.10190.8 10耐磨钢254,769231,8401.86.01.21.09991.03、生产工艺的制定3.1 工艺流程制定的依据4将各种化学成分、形状不同的钢锭、钢坯和连铸坯轧成形状和性能都符合要求的钢板，需要一系列的工序，这些工序的组合和顺序叫做轧钢生产工艺流程。显然，不同的轧制产品有不同的流程。尽管由若干工序组成的产品生产工艺流程是比较复杂的，但工序的取舍不是任意的，工艺设计的任务就是掌握制定工艺流程的原则，正确地选择工序内容和确定各个基本工序的主要参数，以达到获得产量高、质量好

29、消耗低的目的。制定工艺流程的主要依据是：（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，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精度、钢锭内部组织与性能及表面质量都做出了明确的规定。显然，产品的技术要求是制定工艺过程的首要依据。因为达到产品的技术要求是我们组织生产的出发点。（2) 钢种的加工性能：钢锭加工工艺性能包括了钢锭变形抗力、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，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序内容和确定工艺参数。因此，钢锭加工工艺性能是

30、制定工艺过程的首要依据。（3）生产规模大小：一般生产规模大小有两个含义，即企业规模大小和品种批量的多少。企业规模的大小决定了工艺过程是一次成材还是两个阶段生产的问题。至于批量的多少主要反映在选取设备的技术条件、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著影响。（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。一般钢锭加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高，其生产过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。反之，产品成本则下降。成本的高低在一定程度上也是工艺过程是否合理的反应。当然，成本还与产量大小、生产技术水平等其他因素有关。（5）工人

31、的劳动条件：工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，不危机劳动者的身体健康，不造成环境污染。否则，因采取妥善的防护措施。应当说明，上述制定工艺过程的各项依据是相互联系、相互影响的。在确定工艺过程时应该进行综合的考虑，任何片面的强调某一方面的做法都会给生产带来不良的影响。3.2 生产工艺流程被称为轧制生产过程中的各种化学成分，不同形状的钢锭，钢坯和开花的形状和性能，以满足要求的钢材，通过一系列的所需步骤，对这些过程的组合和顺序。显然，不同的产品具有不同的轧制工艺。正确的制定过程中轧制车间工艺设计的重要组成部分。连轧生产工艺开发的主要目的是为了获得优质的产品符合要求，其次要确保质量，在追求高收益率

32、的基础上，磨，可以做各种原材料，降低材料消耗，降低产品成本。因此，正确的产品制定过程合理化进程，磨意义的作用。高品质，低消费过程中制定的总体要求，产品。3.2.1车间生产工艺流程图 连铸板坯加热粗扎精轧控制冷却高压水除鳞热矫直冷床冷却表面检查、修磨切头尾、分段切边、刨分切定尺、取样自动打印、喷印中厚板产品表面喷丸处理淬火自动超声波探伤热处理人工超声波探伤火焰切定尺取样冷矫直3.2.2 板坯加热 配置3座加热炉，加热炉选用步进式加热炉，板坯采用冷料装炉和热料装炉两种方式，其中热装温度为400700。 3.2.3 清除氧化铁皮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21M

33、Pa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。3.2.4轧制 （1）轧制过程经过粗轧机和精轧机两架轧机完成，采用可逆式轧制。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。 （2）轧制中再生氧化铁皮的喷除轧件在轧制过程中，可用机架上的高压水除鳞装置去其上的再生氧化铁皮。3.2.5轧后加速冷却在精轧机与热矫直机间设有一套钢板加速冷却系统。钢板通过ACC装置时，上、下两面同时喷水进行加速冷却，使钢板的温度快速下降。钢板通过ACC装置的速度约0.52.5m/sec，在喷冷的同时，还由侧面以约1.0MPa的中压水喷吹清除钢板表

34、面的汽化层，保证冷却效果。3.2.6钢的轧后精整工序 （1）热矫直钢板一般在600850进行热矫，较薄的钢板温度可能降低至500550，较厚的钢板可接近800900。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02.5m/sec。钢板在矫直机上一般矫直1道，特殊情况下可采用3道。 （2）钢板冷却：热矫后的钢板一般在600900左右进入冷床。3.3 宽厚板的热处理宽厚钢板热处理有正火，淬火和回火（淬火和回火）的主要途径，正火和控制冷却+正火，回火，回火+退火，直接淬火（DQ），直接淬火和回火。其中，最大的是处理板正火，正火+回火，热处理产品占70左右，周围的一切，淬火板，

35、占15左右，其他，如回火15。艺流程如下：DQ(在线直接淬火)轧后钢板（包括厚度大于25mmTMCP钢板）正火淬火（辊底压力淬火机）控制冷却（弱水冷、风冷或空冷）回火（辊底式或步进梁式热处理炉或罩式炉）矫直（冷矫或压力矫）冷床冷却4、车间的平面布置和轧机的选择4.1 车间的平面布置4.1.1车间布置原则（1）符合要求的生产工艺，生产流程线是合理的。（2）有利于生产和占地面积小，运输线路短，以减少周期时间和提高生产率。（3），以确保操作方便，安全生产。（4）避免相互交叉的金属流线和其他物资运输线。（5）考虑未来发展的余地4.1.2 选择金属流程线综合考虑车间的长度及空间布局，特别是精整跨与加热跨

36、的合理布置，所以车间的金属流动形式采用直线移动式。4.1.3 生产设备的布置5将车间布置为9跨，原料跨、加热跨、主轧跨、冷床跨、剪切跨、精整跨、热处理跨、成品跨、轧辊跨。表4.1 生产设备布置表项目 序号 名称主要设备1原料跨火焰切割机、横移小车2加热跨步进式加热炉、辊道3主轧跨3800mm,4100mm四辊精轧机、高压水除鳞、推床、辊道4冷床跨冷床、辊道5剪切跨切头剪、双边剪、超声波探伤仪6精整跨修磨台架、翻钢机、辊道横移装置、矫直机7热处理跨热处理炉、热处理冷床、淬火机、矫直机8成品跨辊道、横移装置9轧辊跨磨床、冷却装置1原料库 2 步进式加热炉 3辊道4轧机 5 冷床 6剪切机 7修磨台

37、架 8 矫直机 9 成品跨 10轧辊跨 11 热处理跨图4.1 车间设备4.2轧机的类型及布置形式144.2.1宽厚板轧机的选择原则轧机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生茶具有非常重要的作用。 轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。对轧钢车间工艺设计而言，轧机选择的内容是：确定轧机的结构形式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。在选择轧机时，一般要注意，考虑一下原则：（1）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； （2）有较高的

38、生产率和设备利用系数；（3）保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；（4）有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善；（5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；（6）备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化；（7）有良好的综合经济技术指标。目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化、标准化了。为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。4.2.2 宽厚板轧机的型式用于宽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)二辊可逆式轧机二辊可逆式轧机于185

39、0年前后用于生产中厚板，现在多用直流电机驱动，采用可逆、调速轧制，由上辊进行压下量调整，具有咬入角大、压下量大、产量高的优点。此外上辊抬起高度大，轧机重量不受限制，所以对原料的适应性强，既可以轧制大钢锭也可以轧制板坯。但是二辊轧机的辊系刚度较差，钢板厚度公差大。因此一般只适于生产厚规格的钢板，而更多的是用作双机布置中的粗轧机座。(2)三辊劳特式轧机1864年美国创建了世界上第一台劳特式轧机，专门用于中厚板生产。这类轧机是由上下两个大直径辊和中间一个小直径辊所组成，上下辊由交流电机经减速机、齿轮座带动，为主动辊；而中辊可升降，为从动辊，靠上下辊摩擦带动。轧制过程由轧机的两个动作完成的，利用中辊升

40、降和升降台实现轧件的往返轧制，无需轧辊正反转；利用上辊进行压下量调整，得到每道次的压下量。三辊劳特式轧机设备投资少、建厂快、轧机辊系刚度比二辊可逆式轧机大，因而生产的钢板精度也高些。但这类轧机由于中辊直径小、从动，因此咬入能力较强，采用角轧法轧制，成材率低，轧机辊系的刚度还不够大，因此产品的产量和质量都不能满足工业发展的需要，现已大部分被淘汰。(3)四辊可逆式轧机1870年美国投产了世界上第一台四辊可逆式轧机。它是由一对小直径工作辊和一对大直径支撑辊组成，由直流电机驱动工作辊或支撑辊。轧制过程与二辊可逆式轧机相同。它具有二辊可逆式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

41、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，轧机设备复杂，和二辊可逆式轧机相比如果轧机开口度相同，四辊可逆式轧机将要求有更高的厂房，这些都增加了投资。四辊轧机是轧机中最大的，由于轧机生产出的钢板好，已成为生产中厚板的主流轧机。(4)万能式轧机万能式轧机是一种在四辊（或二辊）可逆式轧机的一侧或两侧带有立辊的轧机。万能式轧机始于1907年，是用来生产齐边钢板，以提高成材率的。但实践证明立辊轧边只在宽厚比（B/H）小于6070时才能起作用，而当B/H大于70时用立辊轧边很容易产生纵向弯曲，不仅起不到齐边作用反而使操作复杂，容易造成事故。并且立辊与水平辊要实现同步运行还要增加电气

42、设备和操作的复杂性，中厚板尤其是宽厚板由于B/H大，所以自20世纪70年代后新建轧机一般已不再使用立辊轧机。故本设计中轧机使用了现在主流轧机型式：四辊可逆式轧机。4.2.3 轧机的布置形式宽厚板车间轧机布置有3种形式，即单机架布置、双机架布置和连续式多机架布置。单机架布置生产是指在一架轧机上完成中厚板的轧制。轧机可选用四辊式和万能式中厚板轧机。适于对产量要求不高、对产品质量要求较宽的钢板生产。双机架布置生产是指在2架轧机上完成中厚板的轧制，将粗轧与精轧分到2个机架上分别完成。目前双机架布置均采用双四辊布置。连续式多机架布置生产是指在全连续式、半连续式、3/4连续式布置的多架轧机上完成中厚板的轧

43、制。 综上所述，宽厚板轧机的发展趋势是：二辊可逆式轧机不再兴建，三辊劳特式轧机落后已被淘汰，四辊可逆式轧机广泛应用。在机架布置上，则四辊双机架布置是主要形式。4.3轧辊主要参数的确定4.3.1轧辊尺寸的确定四辊式轧机分为工作辊和支撑辊，工作辊是用来直接完成轧制过程的，其直径较小；大直径的为支承辊，其作用是改善工作辊的强度及刚度条件。每个轧辊都是由辊身、辊颈和辊头组成的。轧辊的尺寸参数包括辊身直径、辊身长度、辊颈尺寸和辊头尺寸等。其中辊身直径和辊身长度是表征轧辊尺寸的基本参数。按照轧辊的咬入条件，工作辊的辊径应满足下列要求： Dgh/1-cos (4-1）式中 Dg轧辊的工作直径； h压下量；

44、最大允许咬入角，热轧钢板时值为1822。工作辊辊身长度可用下式确定： L=b max+ (4-2）式中 b max所轧板带的最大宽度，mm； 随板带宽度而异的余量。当b max200mm时取为100200mm。具体取值时尚应考虑轧机的装机水平、有无张力和工人的操作水平等因素。4.3.2轧辊材质的选择鉴于轧辊辊面硬度与轧辊的强度、刚度这两项重要的质量指标往往难于兼得，因而在确定轧辊材质时，应根据不同的轧机轧制工艺特点，正确、合理地调整轧辊辊身表面强度和硬度指标，从而选择相应的轧辊材质及制造方法。钢轧机生产的特点是高的尺寸精度的要求，该产品需要一个非常高的表面光洁度和表面质量，通常在高速轧制，轧件也承受巨大的压力和扭矩的效果。为此，对轧辊的表面硬