年产万吨的中厚板厂车间设计.docx
《年产万吨的中厚板厂车间设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产万吨的中厚板厂车间设计.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
年产万吨的中厚板厂车间设计
年产160万吨的中厚板厂车间设计
摘要本设计是以唐山地区为条件，设计了年产量160万吨的4100mm中厚板厂，阐发了在唐山地区制作新的中厚板厂的可行性和须要性。
结合设计条件及年产量要求完成了10个产物品种、10个产物规格的产物方案表和金属平衡表。
以钢种为Q195的连铸坯（500mm×1500mm×4100mm）轧制中厚板，典范产物规格为40mm×3100mm，
整个设计分十一章进行详细解说，第一章为中厚板的国内外生长表面及建厂可行性阐发，总结了当前世界上中厚板生产技能的先进水平，包罗设备、技能及理念等，然后详细进行了建厂的可行性阐发；第二、三章是对设计任务、生产物种及工艺流程进行了确定，制定了产物方案和生产工艺；第四、五章介绍了车间平面摆设，确定设备的间距、生产流线及设施面积的盘算；第七章进行力能参数的盘算，内容包罗轧制表的盘算、东西设计及强度校核；第八章进行主辅设备选择，凭据产物的要求，公道简直定设备参数；第九章是对车间产量进行了盘算，包罗各设备的生产能力、车间平均小时生产能力及车间年生产能力；第十章体例了技能经济指标，确定了车间内各项设备、原质料、动力等利用水平的指标。
最后凭据设计参数，绘制出了车间平面摆设图。
要害词中厚板；车间设计；生产工艺
AbstractThisdesignthattaketheTangshanareaasacondition，hasdesignedtheannualyieldof1，6milliontons4100mmnewmediumandheavyplatefactory，analysedthefeasibilityandnecessityoftheconstructionofanewplatefactoryinTangshanarea.Combineddesignconditionsandtherequirementsofannualyield，thedesigncompletes10productvarieties，10productspecificationsandmetalbalancesheettable.Acoggedingot（500mm×1500mm×4100mm）ofQ195isusedfortherollingmediumplate，andatypicalproductspecificationsis40mm×3100mm.
Thisdesigninvolveseleventhchapters，thefirstchapterdescribestheproducts，equipmentsandthedevelopingsituationsofmainmediumplateenterprisesabouttheinternalandexternal.Theplansoftheproducts，thesortsoftheproducts，theprocessflowandtechnologicaldemandaredescribedinthesecondandthirdchapter.Thefourthandfifthchapterisabouttheplanedisposeoftheworkshop，fixingthespacebetweenflownlineandtheequipmentareas.Thesenventhchapterisaboutthecalculationofthesteelrolling，equipmentcapability，tooldesigningandintensionverifying.Theeighthchapterisaboutthechoiceofmostlyandassistantequipmentwhichaccordingtoequipmentparameter.Theoutputsofworkshop，whichinvolvetheaverageoutputofperhourandthewholeyearoutputswerecalculatedintheninthchapter.Thetenthchapterisaboutthetechnicalandeconomictargetsincludingtheuseofequipments，rawmaterialsandpower.Atlast，thelayoutofworkshopwasdrawedaccordingtodesigningparameters.
Keywordsmediumplate；Workshopdesigning；Productiontechnics
1总论中厚板主要用于修建工程、机器制造、容器制造、造船、桥梁等行业，并且随着百姓经济建立其需求量非常之大，范畴也十分广。
（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。
要求蒙受动载荷、打击、震动、耐蚀等。
（3）锅炉钢板：
用于制造种种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350℃以下）高压状态下事情，除蒙受较高压力外，还受到打击，疲劳载荷及水和睦腐化，要求包管一定强度，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、化工气体疏散和睦体储运的压力容器或其它类似设备，一般事情压力在常压到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，温度在-20~450℃范畴内事情，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。
由汽车大梁形状庞大，除要求较高强度和冷弯性能外，要求冲压性能好。
日本中厚板生产为世界之冠，约占钢板生产的20%以上。
中厚板生产日益趋向合金化和大型化。
轧机日趋重型化、高速化和自动化，绝大多数是大轧制力、大功率、高刚度的最新一代中厚板轧机，为实现其真正意义上的控轧控冷工艺、生产出性能优良的中厚板产物创造了装备上的有利条件。
到2009年6月，我国已建成和正在筹划建立的中厚板生产线共有55条[1]，其中轧机尺寸3.5m的9条、2.8m的4条、3.8m的2条、4.3m的1条、5.1m的2条（未盘算正在设计中的鞍钢在营口鲅鱼圈的5.5m生产线）18条生产线能释放产能2000万t。
目前唐山首钢京唐中厚板应大部分销售到唐山周边地市和华北、东北地区，因为周边地区中厚板生产厂家较少，因此在这些地区有一定的优势。
近几年钢板需求量不绝增加，首钢京唐中厚板在这些地区钢板销售量会逐年增长。
但是从久远来看，曹妃甸建立的是国际化大口岸，而首钢京唐建立的是精品钢铁基地，产物的销售应当定位在外洋市场，特别是韩国、欧美市场，而中东地区的底子设施建立，印度及非洲新兴国度的需求量会更大。
所以二期及三期的财产投资应重点放在产物结构优化上，开发高纯净度、高附加值的中厚板，届时必将会迅速占领国内外市场。
从另外方面来讲，世界上著名的的钢铁企业险些都是选则临海港建厂，像外洋比力乐成日本的新日铁、韩国的浦项制铁，我国即将建立的千万吨级广东湛江、广西防城港精品钢铁基地等。
因此，在华北地区选择唐山曹妃甸建厂是非常符合的。
唐山京唐中厚板工程采取双机架四辊可逆轧机的摆设型式，其中一边设置一立辊，预留一粗轧机，粗、精轧机均为4100mm，生产范围为160⨯104t/a。
表2.1产物大纲
序号
产物名称
代表钢号
执行标准
原料规格（厚×宽×长/mm）
产物规格（厚×宽/mm）
产量
万t/a
%
1
碳素结
构钢
Q195
GB700
500×1500×4100
40×3100
24
15
2
造船板
A，B，
D，E
GB712
500×1500×3000
50×3200
20.8
13
3
管线钢
X80
APISPEC5L
250×1500×3000
20×2600
19.2
12
4
低合金高强度钢
Q295，
345
GB1591
500×1500×3000
60×2800
12.8
8
5
修建结构板
Q235GJ
SN490B
YB4104-2000
JISG3136
500×1500×3000
50×3200
17.6
11
6
锅炉板
16Mnq
20q
GB713
300×1800×3200
20×3500
16
10
7
压力容器板
20R
SPV235
GB6554
JISG3115
250×1500×3000
10×3600
12.8
8
8
汽车大梁板
06TiL
16MnL
GB3273
500×1500×3000
12×2600
9.6
6
9
工程机器用钢
StE460
DIN17102
500×1500×3000
70×4100
16
10
10
耐候钢
Q235NH
GB/T4171
300×1800×3200
28×3100
11.2
7
合计
160
100
制品率是指制品重量与投料量相比的百分数。
其盘算公式[5]为
（2-1）
式中A——制品率，％；
Q——投料量（原料重量），t；
W——金属的损失重量，t。
制品率是一项重要的技能经济指标，制品率的崎岖反应了生产组织治理及生
产技能水平的崎岖。
影响制品率的因素是各工序的种种损失。
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。
金属加热历程中的烧损与加热温度和时间有干系，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。
本车间产物切损均为0.1%～6％。
3）轧废：
轧件各工序生产中由于设备和东西、操纵技能以及外貌介质问题所造成的不切合质量要求的产物。
表2.3金属平衡表
编号产物单根原料制品烧损/%切损/%轧废/%金属消耗成材率/%
重量/kg重量/kg系数/%
1碳素结构钢222320221.66.01.41.09991.0
2造船板17550159171.46.21.71.10390.7
3管线钢877579761.75.81.61.10090.9
4低合金结构板17550159531.36.01.81.10090.9
5修建结构板17550159881.86.11.01.09891.1
6锅炉板176913961.66.01.41.09991.0
7压力容器板877580021.76.11.01.09691.2
8汽车大梁板17550159251.36.01.71.09991.0
9工程机器用钢17550159351.95.81.51.10190.8
10耐磨钢板13966127091.86.01.21.09991.0
3生产工艺流程的制定
图3.1生产工艺流程图
4车间的平面摆设和轧机的选择
综合考虑车间的长度及空间结构，特别是精整跨与加热跨的公道摆设，所以车间的金属流动形式采取直线移动式。
图4.1车间平面摆设简图
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修磨台架
8矫直机9制品跨10轧辊跨11热处理惩罚跨（预留）
5主要设备距离简直定凭据产物大纲的要求，通过盘算粗轧机轧出的最大长度约为：
20m，精轧机第一架机前轧出长度：
38m，并考虑未来生长的需要故轧机机架间距选择为100m。
从加热炉到轧机之间有高压水除鳞装置，故盘算轧钢机与加热炉距离应由坯料的最大长度加上粗轧机轧出的最大长度，并且在加上一定的余值即可。
Lmin=L轧max+（2~3）L坯（5-1）
Lmin：
加热炉和轧机的最小距离
L轧：
第一架轧机中轧件长度
在充实考虑二期建立需要的底子上，故选择粗轧机与1#步进式加热炉的纵向距离为55m，精轧机与1#步进式加热炉的纵向距离为155m[11]。
选定轧机到热矫直机距离为：
126。
7典范产物工艺盘算本设计采取粗轧和精轧两个阶段轧制，即采取综合轧制法与立辊轧边法相结合，先在粗轧阶段用立辊轧制一道次，然后转90°，进行宽展轧制6道次，使坯料的宽度便是制品的宽度，然后再转90°纵轧9道次成型。
并且立辊在横轧历程中控制板坯的长度，使其在长度偏向上保持稳定。
在精轧阶段，立辊轧边控制板坯的宽度，直至纵轧成形。
分派压下量，体例压下规程表，采取按经验分派压下量再校核、修正的要领。
取最大压下量为
max便是43mm，轧制道次n＝16。
各道次具体压下量具体见表7-1轧制表。
速度制度由于轧件较长，为操纵方便，采取梯形速度图。
采取高速稳定速咬入，低速抛出，咬入速度为18—42—62r/min，抛出速度为18—20r/min；各道次的纯轧时间和间隙时间见表7-1轧制表。
轧件在加热炉中加热到1200℃，经高压水除鳞设施和传送历程的空气冷却后开轧温度为1150℃。
各道次的轧制温度、各道次的变形水平和变形速度、变形抗力、变形区长度、各道次平均单位压力、各道次总压力、各道次的轧制力矩以及个道次的静力矩见表7-1轧制表。
表7—1规格40
3100中厚板轧制步伐表
道次
轧制要领
机架形式
轧件尺寸/mm
压下量/mm
轧制速度/r.min-1
轧制时间/s
间隙时间/s
轧制温度（A端）
ºC
变形水平%
变形速度
σsp
/Mp
变形区长度/mm
总压力
/MN
总力矩
/KNm
h
b
l
Δh
Δh%
稳速
抛出
0
坯料
508
1525.3
3864
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
1
L1
侧轧
二辊
511
1465.3
3998.6
3
3.93
18
18
4.12
3
1150
3.93
0.22
24
175.78
6.3
632.8
立辊侧轧一道次后，转90°进行宽展轧制
2
P1
横轧
四辊
可逆
473
1583.02
3998.6
38
7.44
18
18
1.63
3
1149.34
7.44
0.38
36
139.89
25
1965.14
3
P2
横轧
四辊
可逆
429
1745.38
3998.6
44
9.30
18
18
1.80
3
1148.83
9.30
0.45
40
150.53
31.2
2525.2
4
P3
横轧
四辊
可逆
382
1960.13
3998.6
47
10.96
42
20
0.68
6
1148.24
10.96
1.2
42.8
155.58
36.5
3038.97
5
P4
横轧
四辊
可逆
334
2241.82
3998.6
48
12.57
42
20
1.08
6
1147.3
12.57
1.37
45.5
157.23
41.3
3681.62
6
P5
横轧
四辊
可逆
287
2608.95
3998.6
47
14.07
42
20
1.25
6
1146.14
14.07
1.56
49.6
155.58
47.1
3175.74
7
P6
横轧
四辊
可逆
241.5
3100
3998.6
45.5
15.85
42
20
1.46
6
1144.73
15.85
1.8
52.5
153.08
52.5
3468
8
F1
纵轧
四辊
可逆
201
3100
4805.05
40.5
16.8
62
20
2.22
6
981.66
16.8
3.0
101
144.42
49.3
3110.15
9
F2
纵轧
四辊
可逆
163
3100
5925.25
38
18.9
62
20
2.71
6
979.78
18.9
3.53
110
139.89
53.6
3280
10
F3
纵轧
四辊
可逆
138
3100
6998.67
25
15.3
62
20
3.18
6
977.84
15.3
3.46
102
113.47
40.2
2016.54
11
F4
纵轧
四辊
可逆
114
3100
8472.07
24
17.4
62
20
3.84
4
973.72
17.4
4
109
111.18
43.4
2158.03
12
F5
纵轧
四辊
可逆
92
3100
10498
22
19.3
62
20
4.73
4
970.66
19.3
4.74
115
106.44
45.5
2164.22
13
F6
纵轧
四辊
可逆
74
3100
13051.56
18
19.56
62
20
5.86
4
963.84
19.56
5.32
121
96.28
44.6
2148.07
14
F7
纵轧
四辊
可逆
61
3100
15833.05
13
17.57
62
20
7.09
4
954.88
17.57
5.56
117
81.82
37.1
1407.18
15
F8
纵轧
四辊
可逆
49
3100
19710.53
12
19.67
62
20
8.8
4
940.58
19.67
6.38
137
78.61
43.8
1589.72
16
F9
纵轧
四辊
可逆
40
3100
24145.40
9
18.36
62
20
10.6
4
930
18.36
7
139
68.08
39.4
1264.37
图7.6轧机轧制速度与主电机负荷图
图7.7轧机事情图表
注：
以上图表的时间均以s为单位。
8主辅设备的选择及性能参数简直定本车间主帮助设备主要选择了4100mm四辊可逆轧机粗、精轧，一期只设精轧机，而加热炉、剪切机、矫直机、冷却设备、起重运输设备。
加热炉选择了3座，其中一座推钢式加热炉，两座步进式加热炉，剪切设备分别选择了切头剪、双边剪、定尺剪、火焰切割机。
矫直设备选择了目前比力普遍的辊式矫直机，矫直辊数为4上5下，矫直辊尺寸为∅280⨯3900mm。
冷却设备选择了层流冷却和3座冷床，其中一座特宽厚板冷床、两座宽冷床（其中一座一期预留）。
起重运输设备有天车、过跨小车、电动平跨车，每个跨间均有天车和电动平跨车，天车运输吨位比力大的设备和板坯，电动平跨车运输吨位较小的设备。
9事情时间和年产量及堆栈面积盘算
9.1车间事情制度和事情时间简直定
本车间采取四班三运转连续事情制，节沐日不休息。
筹划每年摆设大修一次，每次14天。
筹划查验每周一次，一次8小时。
具体如表9.1所示。
表9.1事情时间表
日历
时间
（h/a）
年维修时间（h/a）
操纵时间（h/a）
换辊及换剪刃
时间（h/a）
筹划生产时间
（h/a）
机器和电气妨碍停产时间
（h/a）
总计有效
事情时间
（h/a）
日历作业率
%
年修
筹划
查验
合计
换支承辊
换事情辊及剪刃
8760
336
（14d）
400
736
8024
（334d）
21
228
7780
580
7200
82.1
注：
（1）支承辊每轧制150000t调换1次，每次2.0小时，换支承辊时间：
1600000t/a÷150000t/次⨯2.0h/次≈21h/a；
（2）事情辊每轧制3500t调换1次，每次0.5h，换事情辊时间：
1600000t/a÷3500t/次⨯0.5h/次≈228h/a。
（3）各剪机剪刃每2班调换1次，每次0.5h，剪刃调换与事情辊换辊同时进行。
9.2轧钢机产量盘算
9.2.1轧机小时产量盘算
轧钢机单位时间内的产量称为轧钢机的生产率。
分别一小时、班、日、月和年为时间单位进行盘算。
其中小时产量为常用的生产率指标。
轧钢机技能上可能到达的小时产量可以用下式[5]盘算：
（9-1）
式中A——轧机小时产量，t/h；
Q——原料重量，t；
T——节奏时间，T＝484.12s；
K1——时间利用系数，制品轧机为0.80～0.85，取0.80；
b——制品率，b＝91%。
轧机节奏时间：
T=Tz+Δt=252.21+4=256.21s，盘算典范产物，坯料尺寸为：
500mm×1500mm×4100mm，则Q＝1.5×0.5×3.8×7.8t/m3＝22.23t。
9.2.2轧钢机平均小时产量
以上所述只是单品种小时产量盘算。
当一个车间生产若干个品种时，每个品种或由于选用坯料断面尺寸差别，或由于轧制道次差别，因而具有差别的小时产量。
为考核一个车间的生产水平和盘算年产量，就需要盘算种种品种所占差别比例的小时产量。
这个产量称为平均小时产量，也称产物综合小时产量。
盘算轧机平均小时产量采取按劳动量换算系分数盘算：
（9-2）
式中
——差别品种占产量中的百分数；
——标准产物小时产量；
——差别品种的劳动换算系数。
现各品种的小时产量如表9.2
表9.2产物小时产量表
编号
钢种
产物规格/mm
所占比例/%
小时产量t/h
劳动换算
系数
1
Q195
40×3100
15
227.39
1
2
EH32
50×3200
13
175
1.3
3
X80
20×2600
12
162.42
1.4
4
升级会员 