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文檔簡介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 本設(shè)計是參考鞍鋼冷軋廠2號線進行的年產(chǎn)100萬噸的冷軋帶鋼工藝設(shè)計,其典型產(chǎn)品為Q215 0.8×1000mm。主體設(shè)備有淺槽酸洗機組、五機架全連續(xù)冷軋機組、罩式退火爐、單機架四輥式平整機組、橫切、縱切及重卷機組、連續(xù)熱鍍鋅機組、連續(xù)熱鍍錫機組等。設(shè)計產(chǎn)品的品種主要有冷軋鋼板、卷,熱鍍鋅板、卷和電鍍錫板、卷等。據(jù)此
2、制定了軋制制度、速度制度、并對軋輥強度進行了校核。另外,還校核了軋機年產(chǎn)量,退火機組年產(chǎn)量、計算了經(jīng)濟技術(shù)指標,并以AISI304鑄軋薄帶耐腐蝕性分析為專題進行研究,而且對AISI304不銹鋼做實驗以說明耐腐蝕性性能。最后附有AutoCAD 繪制的車間平面布置圖,一篇關(guān)于薄帶連鑄不銹鋼的微觀結(jié)構(gòu)和凝固熱參數(shù)的的英文文獻及翻譯和使用VB程序?qū)堉浦贫?、軋制速度及軋機年產(chǎn)量進行的計算機自動化編程。</p><p>
3、 【關(guān)健詞】:板帶鋼,軋制制度,全連續(xù)軋制,軋機</p><p><b> Abstract</b></p><p> The design of a cold strip plant has been introduced and analyzed in this paper, according to ANSC′s Cold strip plant 2# li
4、ne. Its typical product is Q215 0.8×1000mm.</p><p> Its main equipments include shallow-tank picking train, 5-stand- fully-continuous cold rolling train, hood-type annealing furnace, single stand 4-hig
5、h skin-pass train,6-zone pull-through type continuous annealing line,cross-cutting and slitting train and coiling train, ect. The products mainly include cold sheet and strip, hot-dip galvanized sheet and strip, hot-dip
6、tinned sheet and strip. According to it, we established the rolling system, speed schedule and checked the rollers’ strength. Moreo</p><p> 【Key words】:sheet and strip, rolling system , fully-continuous col
7、d rolling, rolling mill</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1 綜述1</b></p><p><b> 1.1 前言1</b></p><p> 1.2 冷軋薄鋼板的發(fā)展史1</p><
8、p> 1.3 我國冷軋板帶材生產(chǎn)工藝2</p><p> 1.3.1 冷軋板、帶材生產(chǎn)地工藝特點2</p><p> 1.3.2 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的工藝流程3</p><p> 1.3.3 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的主要工藝3</p><p> 1.4 我國冷軋板帶材生產(chǎn)狀況4</p><p> 1.5
9、 冷軋產(chǎn)品及其主要用途4</p><p> 1.6 冷軋板帶的發(fā)展趨勢5</p><p> 1.7 汽車用鋼發(fā)展趨勢6</p><p> 2 產(chǎn)品方案的制定及金屬平衡表8</p><p> 2.1 熱軋原料8</p><p> 2.2 原料的技術(shù)要求8</p><p>
10、2.3 產(chǎn)品方案9</p><p> 2.4 成品的技術(shù)要求12</p><p> 2.5 金屬平衡表13</p><p> 3 設(shè)備選擇和參數(shù)的確定14</p><p> 3.1 工藝流程14</p><p> 3.2 主要設(shè)備參數(shù)及原理15</p><p> 3.2.
11、1 酸洗-軋制聯(lián)合機組15</p><p> 3.2.2 罩式退火機組17</p><p> 3.2.3 單機架平整機19</p><p> 2.2.4 重卷機組(兩條生產(chǎn)線)19</p><p> 3.2.4 兩條橫切機組21</p><p> 3.2.5 兩條縱切機組22</p>
12、<p> 3.2.6 熱鍍鋅機組23</p><p> 3.2.8 電鍍錫機組24</p><p> 3.2.9 電鍍鋅機組25</p><p> 4 軋制工藝制度27</p><p> 4.1 壓下制度27</p><p> 4.2 速度制度27</p><p&
13、gt; 4.3 軋制力計算27</p><p> 5 軋機強度校核和能力校核29</p><p> 5.1 軋輥各部分尺寸確定29</p><p> 5.2 各機架具體數(shù)據(jù)30</p><p> 5.3 軋機強度校核31</p><p> 5.3.1 支撐輥強度計算31</p>&
14、lt;p> 5.3.2 工作輥強度計算32</p><p> 5.4 軋機生產(chǎn)能力校核36</p><p> 5.5 電機功率校核38</p><p> 6 各項技術(shù)經(jīng)濟指標40</p><p><b> 6.1 概述40</b></p><p> 6.2 各項經(jīng)濟技術(shù)
15、指標的確定40</p><p><b> 專 題43</b></p><p><b> 致 謝52</b></p><p><b> 參考文獻53</b></p><p><b> 附 錄54</b></p><
16、p><b> 1 綜述</b></p><p><b> 1.1 前言</b></p><p> 改革開放以來,隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國的鋼鐵工業(yè)也得到了長足發(fā)展,近年來鋼鐵工業(yè)煥發(fā)出勃勃生機。鋼鐵產(chǎn)品在經(jīng)濟發(fā)展中起到了重要作用。冷軋鋼板作為一種高附加值環(huán)保產(chǎn)品已得到了社會的認可。冷軋是帶材的主要成品工序,其所生產(chǎn)的冷軋薄板屬于高附加
17、值鋼材品種,是汽車、建筑、家電、家用電器電子、食品等行業(yè)所必不可少的原材料。</p><p> 薄板、帶材當其厚度小至一定限度(例如<1mm)時,由于保溫和均溫的困難,很難實現(xiàn)熱軋,并且隨著鋼板厚度比的增大,在無張力的熱軋條件下,要保證良好的板形也非常困難。采用冷軋方法可以較好地解決這些問題。首先,它不存在溫降和溫度不均的毛病,因而可以生產(chǎn)很薄、尺寸公差很嚴和長度很大的板卷。其次,冷軋板、帶材表面光潔度可
18、以很高,還可根據(jù)要求賦予各種特殊表面。這一優(yōu)點甚至使得某些產(chǎn)品雖然從厚度來看還可采用熱軋法生產(chǎn),但出于對表面光潔度的要求而采用冷軋。此外,近來從降低板卷的熱軋和冷軋所需總能耗的觀點出發(fā),還有人主張加大冷軋原料板的厚度,擴大冷軋的范圍,以便在熱軋時實現(xiàn)低溫加熱軋制,大幅度節(jié)約能源的消耗。[1]</p><p> 1.2 冷軋薄鋼板的發(fā)展史</p><p> 鋼的冷軋是在19世紀中葉始于德
19、國,當時只能生產(chǎn)寬度20~25mm的冷軋鋼帶。美國1895年建立了25mm冷軋機,1887年生產(chǎn)出寬度為150mm的低碳鋼帶。1880年以后冷軋鋼帶生產(chǎn)在美國、德國發(fā)展很快,產(chǎn)品寬度不斷擴大,并逐漸建立了附屬設(shè)備,如剪切、矯直,平整和熱處理設(shè)備等,產(chǎn)品質(zhì)量也有了提高。</p><p> 寬的冷軋薄板(帶鋼)是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。首先是美國早在1920年第一次成功地軋制出寬帶鋼,并很快由單機不可逆軋
20、制而跨入單機可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機,開始冷軋薄板的生產(chǎn)。1940年在新日鐵建立了第一套四機架1420mm冷連軋機。</p><p> 我國冷軋寬帶鋼的生產(chǎn)開始于1960年,首先建立了1700mm單機可逆式冷軋機,以后陸續(xù)投產(chǎn)了1250mm單機可逆式冷軋機,MKW1400mm偏八輥軋機、1150mm二十輥冷軋機和125
21、0mmHC單機可逆式冷軋機等,70年代投產(chǎn)了我國第一套1700mm連續(xù)式五機架冷軋機,1988年建成了2030mm五機架全連續(xù)冷軋機。[2]</p><p> 1978 年以前, 我國冷軋板帶生產(chǎn)技術(shù)比較薄弱, 僅鞍鋼和太鋼有幾臺單機架可逆軋機可以生產(chǎn)寬帶鋼, 軋機不僅效率低, 裝備水平也差,產(chǎn)量無法滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求, 質(zhì)量也無法與世界先進水平相抗衡。1978 年初, 從原西德等國成套引進的1700mm冷
22、軋設(shè)備(同時引進了一些專利技術(shù))在武鋼成功投產(chǎn)。該機組可年產(chǎn)75 萬t 冷軋薄板、15 萬t 鍍鋅板卷、10 萬t 鍍錫板卷。這套適用于冷軋工藝全過程的先進設(shè)備, 無論從機械制造、電氣傳動、自動控制系統(tǒng)以及計算機、儀表、檢測元件等都匯集了當時世界上的先進技術(shù)。從此, 我國冷軋生產(chǎn)技術(shù)跨入了一個歷史性飛躍發(fā)展的新時代。[6]</p><p> 1.3 我國冷軋板帶材生產(chǎn)工藝</p><p>
23、; 1.3.1 冷軋板、帶材生產(chǎn)地工藝特點</p><p> 1. 冷軋加工溫度低,在加工中產(chǎn)生不同程度的加工硬化</p><p> 由于加工硬化,使軋制過程中金屬變形抗力增大,軋制壓力提高,同時還使金屬塑性降低,容易產(chǎn)生脆裂。當鋼種一定時,加工硬化的劇烈程度與冷軋變形程度有關(guān)。當變形量加大使加工硬化超過一定程度后,就不能再繼續(xù)軋制。因此板、帶材經(jīng)受一定得冷軋總變形量之后,往往需要經(jīng)
24、軟化處理(再結(jié)晶退火或固溶處理),使之恢復塑性,降低抗力,利于繼續(xù)軋制。生產(chǎn)過程中每兩次軟化處理之間的、所完成的冷軋工作,稱為一個“軋程”。</p><p> 2. 冷軋中要采用工藝冷卻和潤滑(工藝潤滑)</p><p> 冷軋過程中產(chǎn)生的劇烈變形和摩擦熱使軋件溫度升高,冷軋中采用工藝潤滑的主要作用就是降低軋制時的溫度、減小金屬的變形抗力、降低能耗、提高軋輥的壽命、改善帶鋼及板厚度的均
25、勻性和表面狀態(tài),可使軋機生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。在冷軋過程中,為了兼顧潤滑和冷卻作用,采用油和水的混合劑—乳化液。乳化液即能起到潤滑又能起到冷卻的作用。[3]</p><p> 3 冷軋中要采用張力軋制</p><p> 所謂“張力軋制”就是軋件的眨著變形是在一定得前張力和后張力作用下實現(xiàn)的。作用方向與軋制方向相同的張力叫做前張力;作用方向與軋制方向相反的張力叫做后張力。張力的主要作用:1
26、)防止帶材在軋制過程中跑偏;2)使帶材保持平直和良好的板型;3)降低金屬變形抗力,便于軋制更薄的產(chǎn)品;4)可以起適當調(diào)整冷軋機主電機負荷的作用。</p><p> 1.3.2 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的工藝流程</p><p> 冷軋一般的工藝流程:</p><p> 熱軋帶卷原料開卷 焊接 酸洗 除磷 冷軋 退火 冷軋板、帶鋼的精整</p&
27、gt;<p> 冷軋板、帶鋼的精整一般主要包括表面清洗、退火、平整及剪切等工序。</p><p> 1.3.3 冷軋板帶鋼生產(chǎn)的主要工藝</p><p><b> 1. 原料的酸洗</b></p><p> 為了保證板帶的表面質(zhì)量,在坯料冷軋前必須去除氧化鐵皮,即除磷。氧化鐵皮的主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO。
28、其中,氧化鐵皮最外層為Fe2O3,約占氧化鐵皮厚度10%,阻止氧化作用;中間為Fe3O4,約50%,最里面與鐵相接觸為FeO,約40%。</p><p> 酸洗的酸液可以是硫酸、鹽酸等,因鋼種的不同而不同。對于普碳鋼,鹽酸酸洗比起其他酸要好,鹽酸酸洗的方程式如下:</p><p> Fe2O3 + 4HCl 2FeCl2 +2H2O + 1/2O2; FeO + 2HCl Fe
29、Cl2 +H2O</p><p> Fe3O4 + 6HCl 3FeCl2 +3H2O + 1/2O2; Fe + 2HCl FeCl2 + H2</p><p><b> 退火</b></p><p> 退火是冷軋板帶生產(chǎn)中最主要的熱處理工序,冷軋中間退火的目的一般是通過再結(jié)晶消除加工硬化以提高及降低變形抗力,而成品退火的目的則
30、除開通過再結(jié)晶消除硬化以外,還可以根據(jù)不同技術(shù)要求以獲得所需的組織和性能。</p><p> 退火有2 種方式: 罩式爐退火和連續(xù)退火。</p><p><b> 3. 平整</b></p><p> 在冷軋板、帶材的生產(chǎn)工序中,平整處理占有重要的地位。平整實質(zhì)上是一種小壓下率(1%~5%)的二次冷軋,其主要功能:</p>
31、<p> (1) 使帶鋼具有良好的板形和較高的表面質(zhì)量;</p><p> (2) 改變平整壓下率, 可以使帶鋼的力學性能在一定范圍內(nèi)變化, 以適應(yīng)不同用途的要求;</p><p> (3) 對于深沖用鋼板, 經(jīng)小壓下率平整后能避免乳化液對帶鋼表面缺陷檢查的干擾, 提高帶鋼的表面質(zhì)量。另外, 干平整可用小延伸率獲得具有良好力學性能的產(chǎn)品。但干平整軋制力大,小、使用壽命長等
32、優(yōu)點。平整軋機有單機架平整和雙機架平整。不同產(chǎn)品平整軋制的要求不同。</p><p> 1.4 我國冷軋板帶材生產(chǎn)狀況</p><p> 我國的冷軋板帶材產(chǎn)量增長很快,2006 年我國冷軋板帶材產(chǎn)量 4654. 41 萬t (包括冷軋薄板、冷軋薄寬鋼帶、冷軋窄鋼帶、鍍層板帶和涂層板帶) ,比2005 年增加了1724 萬t ,同比增長了58.8 % ,增長幅度很是驚人。2007 年1
33、- 8月份冷軋板帶材產(chǎn)量達到了4113 萬t ,預計全年將達到6100 萬t 。而我國的冷軋產(chǎn)能也在集中釋放,2003 ~ 2006年,我國冷軋產(chǎn)量的增長是在涂鍍類產(chǎn)品的帶動下快速增長,國內(nèi)鍍鋅和彩涂產(chǎn)量的釋放消耗了大量新增的冷軋產(chǎn)能。2004 年國內(nèi)新增冷軋能力500 萬t ,2005 年國內(nèi)新增了1400 萬t 產(chǎn)能,2006 年我國新增冷連軋產(chǎn)能1500 萬t ,使得我國冷軋產(chǎn)能進入高峰期,2007 年新增冷軋板帶產(chǎn)能約1000
34、萬t ,我國2007年冷軋板帶材總產(chǎn)能在6000 萬t 左右,預計2008 -2010 年冷軋產(chǎn)能增加3400 萬t ,2010 年底冷軋總產(chǎn)能將達到9400萬t。[8]</p><p> 1.5 冷軋產(chǎn)品及其主要用途</p><p> 冷軋帶鋼和薄板一般厚度為0.1~3.0mm,寬度為100~2000mm。冷軋板帶鋼的產(chǎn)品品種很多,生產(chǎn)工藝流程也各有其特點。具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品
35、有:鍍層薄板(包括鍍鋅、鍍錫板等),深沖鋼板(以汽車板為主),電工用硅鋼板,不銹鋼板和涂層鋼板。成品供應(yīng)以板或卷形式為主。由于其產(chǎn)品規(guī)格繁多,尺寸精度高,表面質(zhì)量好,機械性能及工藝性能優(yōu)良,被廣泛應(yīng)用于機械制造,汽車制造、機動車輛、航空航天、輕工食品、電子儀表及家用電器等工業(yè)部門。</p><p> 表1-1 冷軋帶鋼和薄板的產(chǎn)品規(guī)格及用途</p><p> 1.6 冷軋板帶的發(fā)展趨
36、勢</p><p> (1)我國冷軋薄板的生產(chǎn)還有一定的發(fā)展空間。</p><p> (2)鍍鋅機組中一般水平的機組偏多。鍍鋅產(chǎn)品的激烈競爭已從2005年開始顯現(xiàn)。要適當增加Zn- Fe,Zn- Al, Al- Zn,Zn- Ni等合金鍍鋅產(chǎn)品。</p><p> (3)彩涂板不宜過度投資,需求與產(chǎn)能技術(shù)結(jié)構(gòu)上的矛盾突出,產(chǎn)能大了,品種質(zhì)量與市場需求還有差距。
37、隨著需求的升級,會有一批水平較低的機組淘汰出局。要開發(fā)防靜電和抗菌、防塵粘附彩涂板。</p><p> (4)鍍錫板需求量在2006年將達到200萬噸左右.與現(xiàn)有生產(chǎn)能力相比.產(chǎn)能需求相當。受原板約束,不宜新建機組。</p><p> 加快發(fā)展高質(zhì)量冷軋薄板,特別是解決冷軋薄板延伸產(chǎn)品(如鍍鋅板、鍍錫板、涂塑板、硅鋼片等)生產(chǎn)所需的高質(zhì)量的原料,是“十五”期間我國鋼鐵工業(yè)品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的
38、重中之重。在建設(shè)和改造過程中,必須堅持技術(shù)高起點,依托能提供高質(zhì)量冷軋薄板原料、管理水平高、資金條件好的企業(yè)進行布局。鼓勵企業(yè)通過合資合作引進資金、技術(shù)和管理,盡快縮小高質(zhì)量冷軋薄板與國外同類產(chǎn)品的差距。在靠近市場的地區(qū)和原料落實的企業(yè),增建高質(zhì)量鍍鋅板和涂鍍層板生產(chǎn)線,要有幾家企業(yè)主要針對汽車、家電產(chǎn)品的需求生產(chǎn),其余主要滿足建筑行業(yè)的需求。</p><p> 1.7 汽車用鋼發(fā)展趨勢</p>
39、<p> 1、TWIP鋼。由于環(huán)保和節(jié)能,需要減輕車體重量;為了安全和舒適,又會引起車重增加。為了解決這一對矛盾,需要同時提高材料的成形性和材料的強度,實現(xiàn)材料強度和延展性的平衡。</p><p> 近年開發(fā)的所謂TWIP鋼就是在這個方向上的一個重要進展。所謂TWIP,意即孿晶誘導塑性。TWIP鋼是以Fe、Mn為主的純奧氏體碳鋼。這種鋼與DDQ級沖壓板相比,同樣可以沖制各種形狀復雜的零件,強度卻要高
40、出2-5倍;其抗拉強度與熱處理鋼相當,延展性卻比熱處理鋼強10倍。</p><p> 2、鋼板。隨著強度的提高,鋼板成形性能總體上呈下降趨勢,形狀凍結(jié)性變差,成形難度加大。同時材料成形力也增加,造成成形負荷增大,工具、模具的磨損和損壞嚴重。所以,近年開發(fā)了材料的熱沖+隨后熱處理的新技術(shù),以滿足用戶對進一步提高強度的迫切要求。這種技術(shù)應(yīng)用于可以熱處理強化的鋼板,例如含B鋼板,將其加熱到900℃左右進行沖壓變形,可
41、大幅度降低成形力,提高材料的成形能力,沖成零件后,立即利用余熱進行淬火處理。目前處理后的抗拉強度可以達到1500-2000MPa。處理完的零件要經(jīng)過噴丸處理,以消除氧化鐵皮,改善表面質(zhì)量。[7]</p><p> 3、激光拼焊。汽車的一些零件各個部位可能有不同的負荷和不同的受力條件,成形方式也會有差異。為了節(jié)省材料、減輕車體的重量,希望零件的不同部位可以制成不同厚度和采用不同的材質(zhì)?;谶@樣的想法,利用焊接技術(shù)
42、的最新成果,開發(fā)出激光拼焊技術(shù),一個零件,可以依據(jù)其不同部位的負荷、受力條件、成形方式和難易程度,采用不同厚度、材質(zhì)的材料,將其焊接起來,達到物盡其用,從而提高材料的利用效率,實現(xiàn)車輛的輕量化。</p><p> 4、壓管成形。汽車一些零件是先用鋼板沖壓成兩個半片,然后焊接在一起,形成中空的管狀結(jié)構(gòu)件。由于焊接而成,工序復雜,強度和剛度均不理想。德國長期致力于發(fā)展液壓管成形技術(shù),通過焊接鋼管技術(shù)、管件液壓成形技
43、術(shù)、管件激光拼焊技術(shù)、卷管技術(shù)等系列關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā),已經(jīng)形成成套技術(shù),并已經(jīng)開發(fā)出概念車。通過應(yīng)用液壓管成形技術(shù)的應(yīng)用,可以改善零件的受力條件,提高構(gòu)件的承載能力,降低車體重量20~30%,其成本稍稍高于傳統(tǒng)車。目前已經(jīng)在眾多車輛上推廣應(yīng)用。</p><p> 5、耐腐蝕鋼板。由于高強鋼板成分設(shè)計和變形規(guī)律有自己的特點,所以其涂鍍過程有特殊的難度。首先,高強鋼板采用一定含量的Mn和Si,也經(jīng)常使用各種合金元素,
44、由于不同元素與基本材料的氧化特性不同,一些元素發(fā)生選擇性氧化,常常會在鋼材表面形成氧化物,這些氧化物會造成漏鍍點,直接惡化材料的涂鍍質(zhì)量和抗腐蝕能力。其次由于高強鋼板,如DP或TRIP,熱處理的溫度制度,特別是等溫時效處理的溫度,與涂鍍的溫度不一致,需要調(diào)整高強鋼板連續(xù)退火和熱浸鍍的溫度制度。此外,如何調(diào)整和控制高強鋼板熱處理的溫度制度,實現(xiàn)需要的高冷卻速率和柔性化的退火與熱處理制度,也是迫切需要解決的問題。</p>&l
45、t;p> 2 產(chǎn)品方案的制定及金屬平衡表</p><p><b> 2.1 熱軋原料</b></p><p> 原料要求:根據(jù)金屬平衡,年產(chǎn)100萬噸,需要熱軋鋼卷106.87萬噸,設(shè)計確定冷軋廠所需的熱軋原料規(guī)格為:</p><p><b> 熱軋鋼卷規(guī)格:</b></p><p>
46、 帶鋼厚度 2.5~5.5 帶鋼寬度 700~1700mm</p><p> 鋼卷內(nèi)徑 φ700/762mm 鋼卷外徑 φ1100~2000mm</p><p> 鋼卷質(zhì)量 最大30t</p><p> 2.2 原料的技術(shù)要求</p><p> 熱軋原料卷技術(shù)要求: &
47、lt;/p><p> 熱軋帶鋼原料不應(yīng)有邊緣裂口、裂縫。</p><p> 來料不允許有扁卷,內(nèi)圈松≤3圈、外圈松1圈,層與層間縫隙≤10mm。</p><p> 來料魚尾的最高與最低點差值≤300mm。</p><p><b> 頭尾不規(guī)則長度</b></p><p> 表 2.1 原料
48、標準</p><p> 帶鋼側(cè)邊的鐮刀彎在2m內(nèi)不應(yīng)大于3mm。</p><p> 帶鋼邊緣個別處不應(yīng)有扭邊、揉皺和大于900的折角。</p><p> 在檢查厚度和鐮刀彎時,頭尾兩端不考核的總長度為90/公稱厚度,</p><p><b> 但不大于20m。</b></p><p>
49、帶鋼表面不應(yīng)有凸棱、亮印、汽泡、結(jié)疤、折疊、裂紋、夾雜、壓入鐵皮等對使用有害的缺陷,側(cè)面不應(yīng)有分層。</p><p> 帶鋼表面不應(yīng)有超過厚度公差之半的麻點、凹面、劃痕等局部缺陷。</p><p> 對于熱軋沒有機會切除的缺陷,允許帶有若干缺陷部分,但有缺陷部分不得超過每卷帶鋼總長度的6%。</p><p> 厚度偏差,見表2.2</p><
50、;p> 表 2-2 原料的厚度偏差</p><p><b> 同板差 </b></p><p> 13. 寬度偏差:熱軋帶鋼寬度偏差范圍0-20 mm。</p><p> 14. 熱軋來料斷面形狀,見表2.3。</p><p> 表 2.3 熱軋來料斷面形狀</p><p>
51、 注:凸度是指與軋制方向垂直的橫截面上,中點厚度與距帶鋼邊部20mm處厚度的差值。</p><p><b> 2.3 產(chǎn)品方案</b></p><p> 產(chǎn)品方案是指所涉及的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進車間設(shè)計的主要依據(jù),根據(jù)產(chǎn)品是我方案可以選擇設(shè)備和生產(chǎn)工藝。</p><p> 編制產(chǎn)品方案的
52、原則:滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對軋制產(chǎn)品的需要,特別要注意保證某些短線產(chǎn)品的供應(yīng)和滿足重要部門對鋼材的需要;考慮各類產(chǎn)品的平衡,正確處理長遠與當前,局部與整體合理;做到供求適應(yīng),品種平衡,產(chǎn)銷對路,布局合理,考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和地區(qū)分工,便于軋機向?qū)I(yè)和系統(tǒng)化方向發(fā)展;考慮建廠地區(qū)資源及剛的供應(yīng)條件和物質(zhì)運輸條件。</p><p> 基于本設(shè)計為年產(chǎn)量100萬噸的冷軋車間,參照鞍鋼冷軋廠2#線的產(chǎn)品方案制定產(chǎn)品
53、方案。</p><p> 按產(chǎn)品規(guī)格分配的年產(chǎn)量,見表2-4。 </p><p> 表 2-4 按產(chǎn)品規(guī)格分配的年產(chǎn)量表 單位:mm</p><p> 表2-4 產(chǎn)品規(guī)格列表</p><p> 表2-5 產(chǎn)品鋼號
54、標準</p><p> 2.4 成品的技術(shù)要求</p><p><b> 工藝性能:</b></p><p> 各類鋼板和鋼帶均作180°彎曲試驗,彎芯直徑應(yīng)符合GB700、GB1591的規(guī)定。試樣彎曲處的外面和側(cè)面不得有裂紋、裂斷和起層。</p><p> 根據(jù)需方要求,冷沖壓用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235和低
55、合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼板和鋼帶可進行彎芯直徑d等于試樣厚度a的彎曲試驗。</p><p> 碳素結(jié)構(gòu)鋼和帶,經(jīng)供需雙方視協(xié)議可進行寬試樣的彎曲試驗。</p><p><b> 力學性能:</b></p><p> 鋼板和帶的抗拉強度和伸長率應(yīng)符合GB700和GB1591的規(guī)定,但伸長率允許與GB700和GB1591的規(guī)定。</p>
56、<p> 根據(jù)需方要求,經(jīng)供應(yīng)雙方協(xié)議,鋼板及鋼帶的屈服點可按GB700和GB1591的要求。</p><p><b> 表面質(zhì)量:</b></p><p> 鋼板和鋼帶不得有分層,表面不允許有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。</p><p> 鋼板表面的局部缺陷允許用修磨方法消除,但清楚深度不得大于鋼板厚度之一半。</p
57、><p> 鋼帶允許帶缺陷交貨,但有缺陷部分不得超過每卷鋼帶總長的8%。</p><p> 4. 鋼帶的寬度偏差、長度偏差及不平度如下:根據(jù)GB708-88的規(guī)定</p><p> ?。?) 寬度不大于1000mm時,寬度偏差為+6mm;寬度大于1000mm時,寬度偏差為+10mm;不剪縱邊的鋼帶,寬度偏差為+15mm。</p><p>
58、?。?) 長度不大于2000mm時,長度偏差為+10mm;長度大于2000mm時,長度偏差為+15mm。</p><p><b> 2.5 金屬平衡表</b></p><p> 表2.6 金屬平衡表</p><p> 注:1:普通及深沖用低碳鋼板、卷;</p><p> 2:熱鍍鋅鋼板、卷;</p>
59、<p><b> 3:鍍錫鋼板;</b></p><p><b> 4:電鍍鋅板、卷</b></p><p> 3 設(shè)備選擇和參數(shù)的確定</p><p><b> 3.1 工藝流程</b></p><p> 圖3-1 冷軋工藝流程圖</p>
60、<p> 3.2 主要設(shè)備參數(shù)及原理</p><p> 3.2.1 酸洗-軋制聯(lián)合機組</p><p> 1.酸洗機組工藝流程:</p><p> 原料卷→開卷→焊接→拉伸矯直→酸洗和鈍化→切邊→卷取</p><p><b> 2.酸洗原理:</b></p><p> 酸洗
61、原理可以概括為以下三方面:</p><p> 溶解作用。帶鋼表面氧化鐵皮中各種鐵的氧化物溶解于酸溶液內(nèi),生成可溶解于酸液的正鐵及亞鐵氯化物,從而把氧化鐵皮從帶鋼表面除去。這種作用,一般叫溶解作用。其反應(yīng)為:</p><p> Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ⑴</p><p> Fe3O4+8HCl=2Fe
62、Cl3+FeCl2+4H2O ⑵</p><p> FeO+2HCl=FeCl2+H2O ⑶</p><p> 機械剝離作用。帶鋼表面氧化鐵皮中除鐵的各種氧化物之外,還夾雜著部分的金屬鐵。而且氧化鐵皮又具有多孔性,那么酸溶液就可以通過氧化鐵皮的孔隙和裂縫與氧化鐵皮中的鐵或基體鐵作用,并相應(yīng)產(chǎn)生大量的氫氣。由這部分氫
63、氣產(chǎn)生的膨脹壓力,就可以把氧化鐵皮從帶鋼表面剝離下來。這種通過反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的膨脹壓力把氧化鐵皮剝離下來的作用,我們把它叫做機械剝離作用。</p><p> Fe+2HCl=FeCl2+H2 ↑ ⑷</p><p> Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑ ⑸</p><p> 還原作
64、用。在反應(yīng)式〔4〕、〔5〕中金屬鐵與酸作用時,首先產(chǎn)生氫原子,一部分氫原子相互結(jié)合成為氫分子,促使氧化鐵皮的剝離。另一部分氫原子靠其化學活潑性及很強的還原能力,將高價鐵的氧化物和高價鐵鹽還原成易溶于酸溶液的低價鐵氧化物及低價鐵鹽。</p><p> 3.機組主要技術(shù)參數(shù):</p><p> a、最高年產(chǎn)量能力: 1627000t</p><p> b、機
65、組最大小時產(chǎn)量: 400t</p><p> c、原料和成品規(guī)格: </p><p> 入口 出口</p><p> 帶鋼寬度(mm) 800~1630 800~1630</p><p> 帶鋼厚度(mm) 0.3~6.0 0
66、.3~6.0</p><p> 帶卷內(nèi)徑(mm) Ф762±20 Ф762</p><p> 帶卷外徑(mm) Ф1100~2150 Ф1100~2150</p><p> 帶卷最大重量(kg) 30000 30000</p><
67、;p><b> d、機組速度:</b></p><p> 穿帶速度 30~60m/min</p><p> 入口段速度(max) 600m/min</p><p> 工藝段速度(max) 230m/min</p><p> 出口段速度(max)
68、 400m/min</p><p><b> e、活套儲量:</b></p><p> 入口段 720m</p><p> 出口段 450m</p><p> d、開卷與卷取方向:</p><p> 開 卷
69、 從上開卷</p><p> 卷 取 從上卷取</p><p><b> 3. 酸洗段參數(shù)</b></p><p><b> a、酸洗介質(zhì):鹽酸</b></p><p> 表3-1 酸洗數(shù)據(jù)</p><
70、p> 4. 連續(xù)式五機架冷軋機工藝流程</p><p> 開卷→焊接→活套→冷軋→剪切→卷取</p><p><b> 5. 軋機參數(shù)</b></p><p> 1.原料和成品規(guī)格:</p><p> 入口 出口</p><p> 帶鋼寬度(mm)
71、 750~1780 750~1780</p><p> 帶鋼厚度(mm)全連續(xù)軋制 1.8~4.5 0.3~2.0</p><p> 常規(guī)軋制 1.8~3.0 0.3~3.5</p><p> 帶卷內(nèi)徑(mm) Ф760
72、Ф610</p><p> 帶卷外徑(mm) Ф1100~2150mm Ф1100~2000mm</p><p> 帶卷重量(kg) 3000 3000</p><p><b> 2.軋機數(shù)據(jù)</b></p><p> 機組形式:
73、 全連續(xù)五機架串列式四輥冷軋機</p><p> 工作輥規(guī)格: Ф600/530×1780</p><p> 支撐輥規(guī)格: Ф1500/1400×1780</p><p> 工作輥軸承: 4列滾錐軸承</p><p> 支撐輥軸承:
74、 靜壓油膜軸承54~72</p><p> 軋制壓力: 最大公稱壓力30000kN</p><p> 入口活套儲量: 720m(入口最高速度為780m/min)</p><p> 第5架出口速度: 1900m/min(軋輥為Ф600時空載轉(zhuǎn)速)</p><p><b> 主傳動功率&l
75、t;/b></p><p> 表3-2 主傳動功率</p><p> 表3-3 主傳動功率表</p><p> 3.2.2 罩式退火機組</p><p> 本機組用于對冷軋后的低碳帶鋼卷進行退火處理,并對少量熱鍍鋅帶鋼卷進行回火處理。</p><p> (1) 機組主要工藝參數(shù)如下:</p&g
76、t;<p> 機組形式:全氫罩式退火爐。</p><p> 處理鋼卷規(guī)格: </p><p> 最大質(zhì)量 10~30t</p><p> 帶鋼厚度 0.3~3.2mm </p><p> 帶鋼寬度 800~1630mm
77、 </p><p> 鋼卷內(nèi)徑 φ610mm </p><p> 鋼卷外徑 φ1100~2100mm</p><p> 最大堆垛高度 5600mm </p><p> 最大裝爐量: 130t</p><p&
78、gt; ?。?)機組主要單體設(shè)備性能如表3-4所示。</p><p> 表3-4 罩式退火爐機組主要單體設(shè)備性能</p><p> 3.2.3 單機架平整機</p><p> ?。?)機組主要工藝參數(shù)如下:</p><p> 機組形式:單機架四輥濕平整機。</p><p> 鋼卷規(guī)格: 入 口
79、 出口</p><p> 帶鋼厚度 0.3~3.2mm 0.3~3.2mm</p><p> 帶鋼寬度 750~1630mm 750~1630mm</p><p> 鋼卷內(nèi)徑 φ610mm φ61
80、0mm</p><p> 鋼卷外徑 φ1100~2000mm φ1100~2000mm</p><p> 鋼卷質(zhì)量 最大30t 最大25t</p><p> 最大軋制速度: 1200 m/min</p><p> 最大軋制力: 15MN<
81、;/p><p> ?。?)主組主要單體設(shè)備性能如表3-3所示。</p><p> 2.2.4 重卷機組(兩條生產(chǎn)線)</p><p> 機組主要工藝參數(shù)如下:</p><p> 處理鋼種:CQ、DQ、DDQ</p><p> 鋼卷規(guī)格: 入 口 出口</
82、p><p> 帶鋼厚度 0.3~3.2mm 0.3~3.2mm</p><p> 帶鋼寬度 750~1630mm 750~1600mm</p><p> 鋼卷內(nèi)徑 φ610mm φ610mm</p><p> 鋼卷外
83、徑 最大φ2100mm 最大φ1600mm</p><p> 鋼卷質(zhì)量 最大30t 最大15t</p><p> 機組速度: </p><p> 傳帶速度 24m/min</p><p> 工作速度 400m/min&l
84、t;/p><p> 年處理量: 729160t</p><p> ?。?)主要單體設(shè)備性能如表3-5所示</p><p> 表3-4 單機架平整機機組主要單體設(shè)備性能</p><p> 表3-5重卷機組主要單體設(shè)備性能</p><p> 3.2.4 兩條橫切機組</p><p&
85、gt; 兩條橫切機組中的1#機組工藝速度高,用于剪切薄規(guī)格產(chǎn)品,2#機組定尺長,用于剪切厚規(guī)格產(chǎn)品。兩條橫切機組的參數(shù)如表3.6所示。</p><p> 表3-6 橫切機組的參數(shù)</p><p> 續(xù)表3-6 橫切機組的參數(shù)</p><p> 3.2.5 兩條縱切機組</p><p> 這二條縱切剪1#線專用于縱切窄帶鋼,2#線
86、除縱切窄帶鋼外,也可用作切邊、重卷和分卷。1#和2#縱切機組的主要參數(shù)如表3-7所示。</p><p> 表3-7 縱切機組參數(shù)</p><p> 3.2.6 熱鍍鋅機組</p><p><b> 1.原料和成品規(guī)格</b></p><p> 原料:冷軋低碳帶鋼和熱軋酸洗帶鋼</p><p&
87、gt; 入口 出口</p><p> 帶鋼寬度(mm) 900~1500 900~1500</p><p> 帶鋼厚度(mm) 0.3~2.5 0.3~2.5</p><p> 帶卷內(nèi)徑(mm) Ф760 Ф610<
88、/p><p> 帶卷外徑(mm) Ф1100~2150 Ф1100~2150</p><p> 帶卷重量(kg) 20000 20000</p><p><b> 2.產(chǎn)品等級和品種</b></p><p> 全硬占10%,退火占80%,?;?0%,
89、(鍍鋅后經(jīng)罩式爐低溫回火);雙面鍍層,差厚鍍層,規(guī)則鋅花,最小鋅花,平整,涂油,鈍化。</p><p> 3.鍍層重量:60~600g/m2(兩面)</p><p><b> 4.機組速度:</b></p><p> 穿帶速度 15~45m/min</p><p> 入口段 15
90、~238m/min</p><p> 工藝段 15~183m/min</p><p> 出口段 15~238m/min</p><p><b> 5.開卷和卷取方向</b></p><p> 開卷 從上開卷</p><
91、;p> 卷取 從上開卷</p><p><b> 6.機組活套儲量</b></p><p> 入口和出口的塔式活套儲量各為457m</p><p><b> 7.機組小時產(chǎn)量</b></p><p> 全硬
92、 110.85t/h</p><p> 退火 79.75t/h</p><p> ?;?65.35t/h</p><p><b> 8.燃料</b></p><p> 焦爐煤氣(氧化預熱段) 熱值 18.82MJ
93、/m3n(4500cal/m3)</p><p> 混合煤氣(副射和管加熱段)熱值7.53 MJ/m3n(1800cal/m3)</p><p> 3.2.8 電鍍錫機組</p><p><b> 1.原料和成品規(guī)格</b></p><p> 原料:冷軋低碳帶鋼和熱軋酸洗帶鋼</p><p&g
94、t; 入口 出口</p><p> 帶鋼寬度(mm) 750~1000 750~1000</p><p> 帶鋼厚度(mm) 0.3~0.6 0.3~0.6</p><p> 帶卷內(nèi)徑(mm) Ф610 Ф610</p>
95、<p> 帶卷外徑(mm) Ф1100~2150 Ф1100~2150</p><p> 帶卷重量(kg) 15000 15000</p><p><b> 2.產(chǎn)品等級和品種</b></p><p> 全硬占10%,退火占80%,?;?0%,(鍍錫后經(jīng)罩
96、式爐低溫回火);雙面鍍層,差厚鍍層,規(guī)則錫花,最小錫花,平整,涂油,鈍化。</p><p> 3.鍍層重量:60~600g/m2(兩面)</p><p><b> 4.機組速度:</b></p><p> 穿帶速度 15~45m/min</p><p> 入口段 15~238m/
97、min</p><p> 工藝段 15~183m/min</p><p> 出口段 15~238m/min</p><p><b> 5.開卷和卷取方向</b></p><p> 開卷 從上開卷</p><p>
98、 卷取 從上開卷</p><p><b> 6.機組活套儲量</b></p><p> 入口和出口的塔式活套儲量各為457m</p><p><b> 7.機組小時產(chǎn)量</b></p><p> 全硬 11
99、0.85t/h</p><p> 退火 79.75t/h</p><p> ?;?65.35t/h</p><p><b> 8.電鍍錫液成分</b></p><p> 表3-8 電鍍錫液成分</p><p&
100、gt; 3.2.9 電鍍鋅機組</p><p><b> 1.原料和成品規(guī)格</b></p><p> 原料:經(jīng)過連續(xù)退火的冷軋帶鋼和酸洗平整的熱軋帶鋼</p><p> 入口 出口</p><p> 帶鋼寬度(mm) 900~1550
101、 900~1550</p><p> 帶鋼厚度(mm) 0.5~2.5 0.5~2.5</p><p> 帶卷內(nèi)徑(mm) Ф610 Ф610</p><p> 帶卷外徑(mm) Ф1200~2470 Ф1000~2120&l
102、t;/p><p> 帶卷重量(kg) 35000 22500</p><p><b> 2.產(chǎn)品品種</b></p><p> 雙面鍍層、單面鍍層、差厚鍍層、磷化、鈍化和涂油處理。</p><p><b> 3.涂層重量</b></p&g
103、t;<p> 雙面鍍層(g/m2) 03/03,10/10,20/20,30/30,40/40,50/50</p><p> 單面鍍層(g/m2) 0/10,0/20,0/30,40/40</p><p> 差厚鍍層(g/m2) 03/20,13/30,03/40,10/30,10/40,20/30</p><p><b>
104、 4.電鍍能力</b></p><p> 9個槽,每個槽為11/11kA或22/22kA </p><p> 總的容量為198kA(11/11kA×9)</p><p><b> 5.機組速度</b></p><p> 穿帶速度 15~30m/min<
105、;/p><p> 入口段速度 30~120m/min</p><p> 工藝段速度 15~90m/min</p><p> 出口段速度 30~135m/min</p><p><b> 6.機組活套儲量</b></p>
106、;<p> 入口臥式活套儲量 129 m</p><p> 出口臥式活套儲量 104 m</p><p> 7.開卷和卷取方向 </p><p> 開卷 從上開卷</p><p> 卷取 從上開卷
107、</p><p><b> 4 軋制工藝制度</b></p><p> 典型產(chǎn)品鋼號為Q215 ,產(chǎn)品規(guī)格為0.8×1000mm 。參照1780mm冷軋廠實際生產(chǎn),選擇的原料規(guī)格為3.2×1100mm的熱軋帶鋼。</p><p><b> 4.1 壓下制度</b></p><p
108、> 根據(jù)經(jīng)驗采用分配壓下系數(shù)表4.1,令軋制中的總壓下量為∑Δh,則各道的壓下量Δhi為 (4.1)</p><p> 式中 bi-壓下分配系數(shù)。</p><p> 表4-1 分配系數(shù)表</p><p> 機架道次 1 2 3
109、 4 5</p><p> 分配系數(shù) 0.30 0.25 0.25 0.15 0.05</p><p> 在確定各架壓下分配系數(shù),亦機確定各架壓下量或軋后厚度的同時,還需根據(jù)經(jīng)驗分析選定各機架之間的單位張力</p><p><b> 4.2 速度制度</b&g
110、t;</p><p><b> 根據(jù)秒流量相等得:</b></p><p> B1h1v1=B2h2v2=……=Bnhnvn (4.2)</p><p> 式中:B—軋件的寬度; h—軋件的厚度;v—軋件的水平速度.</p><p> (下角標表示軋制線上任一橫斷面。)<
111、;/p><p> 公式(4.2)可表示為::Bhv=V=C (4.3)</p><p> 式中:V—秒流量體積;C—常數(shù)</p><p> 從軋制運動學角度來看,前一架的軋件出輥速度必須等于后一架的入輥速即 Vhi=VHi+1
112、 (4.4)</p><p> 式中:Vhi—第i架出口輥速;VHi+1—第i+1架入口輥速</p><p><b> 4.3 軋制力計算</b></p><p> 對于冷軋板、帶鋼的壓力計算,一般說來,布蘭德-福特公式及其簡化形式R.希爾公式較為符合實際。故計算機控制的現(xiàn)代冷連軋機常用它作為軋制壓力模型。但對于手工計算軋制壓力的場合,
113、此公式卻過于復雜,不便計算。而M.D.斯通公式由于可用圖解法確定考慮軋輥彈性壓扁后的變形區(qū)長度,使計算簡化,故選用M.D.斯通公式</p><p> 2.下面利用M.D.Stone公式計算軋制力如下:</p><p> 各道次壓下量:Δh,冷軋總壓下率:,</p><p> 則平均總壓下率: ∑=0.4ε0+0.6ε1</p><p>
114、; 根據(jù)St典型產(chǎn)品的含碳量,根據(jù)對應(yīng)的加工硬化曲線查出σs的值。</p><p> 平均單位張力=(Q1+Q2)/2</p><p><b> l=</b></p><p> 計算參數(shù)2af(1.15σs-)/(其中a=8(1-μ²)R/πE)</p><p> 查表可知:x=fl′/</p&
115、gt;<p> 查表可知:M=(ex-1)/x,得出=M×(1.15σs-)</p><p> 由x=fl′/ 可知l′=x/f,,總壓力P=Bl′</p><p> 根據(jù)編程運行結(jié)果如下:</p><p> 5 軋機強度校核和能力校核</p><p> 5.1 軋輥各部分尺寸確定</p>&l
116、t;p> 五機架連軋機工作直徑為Dg=600mm,輥身長度為LS=1780mm支撐輥直徑為在=1500mm,據(jù)此確定軋輥其它參數(shù)以備校核。</p><p> 軋輥材質(zhì)選用合金鍛鋼,許用應(yīng)力[]=22Mpa,許用接觸應(yīng)力[]=240 Mpa, [τ`]=73 Mpa。</p><p> 工作輥輥頸直徑d1=350mm, 輥頸長度l1=350mm</p><p
117、> 支撐輥輥頸直徑d2=800mm, 輥頸長度l2=800mm</p><p> 輥頭采用滑塊式萬向接軸輥頭,其主要尺寸如下:</p><p> D=Dg-(5~15)=600-10=590mm s=(0.25~0.28 )D=0.25×590=147.5mm</p><p> a=(0.5~0.6)D=0.5×59
118、0=295mm b/s=1.5 b=221.25mm</p><p> c=(0.5~1.0)b=130mm b。=546.4mm η=0.346 =</p><p> l=(0.415~0.5)D=295 mm X1 =0.5l=148mm</p><p> 軋件寬度:B=950mm;支
119、撐輥壓下螺絲間的中心距=2580mm;</p><p> 工作輥壓下螺絲間的中心距=2110mm;</p><p> 工作輥與支撐輥的其它各部分尺寸如圖5.1:</p><p> 5.2 各機架具體數(shù)據(jù)</p><p> 五機架連軋機各機架有關(guān)校核的具體數(shù)據(jù)如下:</p><p><b> 第一架:
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