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1、北 京 科 技 大 学专 业 课 程 设 计题目：年产160万吨中厚板厂的工艺设计（典型产品：244350mm 的D36船板钢）2012年11月14日摘 要 本次设计的对象是年产量160万吨的4600mm中厚板厂。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Q195的连铸坯（500mm1500mm4100mm）轧制中厚板，典型产品规格为24mm4350mm。整个设计分四章进行详细描述，前言为中厚板的国内外发展概况的介绍及分析，总结了当前世界上中厚板生产技术的先进水平，包括设备、技术及理念。第一章主要介绍设计要求和方案选择。第二章分为七个小节，前
2、三个小节分别对设计任务、生产品种及工艺流程进行了确定；制定了产品方案和生产工艺；介绍了车间平面布置，确定设备的间距、生产流线及设施面积的计算；第四小节对车间产量进行计算，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；第五小节进行力能参数的计算，内容包括轧制表的计算、工具设计及强度校核；第七小节进行主辅设备选择，根据产品的要求，合理确定设备参数。第三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。第四章根据设计参数，绘制出简单车间平面布置图。AbstractIn this paper, a rolling machine production line w
3、as designed for medium plate in which the typical production is D36 ship plate (24mm4350mm). There are four chapters were written to describe this design. The first part gave the design requirement .And in the second part, the body part , all of the design details were discussed and determined. In C
4、hapter 3, in view of the economy and environment, some indexes of the production line were discussed. Finally, the workshop plan figure was put in the last chapter.目录摘 要IIIAbstractIII前 言51.设计要求及方案选择51.1设计要求51.2产品方案的确定51.2.1产品大纲51.2.2典型产品的技术要求及金属平衡图52.分析与设计52.1坯料选择与工序组成52.1.1坯料的选择52.1.2工艺流程的确定52.2轧机的
5、组成52.2.1轧机型式及布置形式52.2.2轧机各部分的选择52.3工艺制度的编制52.3.1变形制度的确定52.3.2温度制度52.3.3速度制度52.3.4主要设备距离的确定52.4产量计算52.4.1车间工作制度和工作时间的确定52.4.2轧钢机产量计算52.4.3仓库面积的计算52.5力学参数的计算52.6主要设备的校核52.6.1轧辊强度的验算52.6.2主电机的校核52.7辅助设备的选择53.车间经济技术指标53.1技术指标53.2 环境指标54.车间平面布置5致 谢5参考文献552前 言中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板， 厚度25.0-100.0mm的称为厚板，厚度超过
6、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。通常中厚板用途简要总结如下：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。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。（
7、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，温度在-2050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
8、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。我国是造船业大国，预期今后几年将是我国造船业大力发展的一段时期，造船技术的发展，促使造船及采油平台用钢的需求量不断增加，这就需要大量的高强度、高精度、具有良好低温冲击韧性、焊接性能的船体用结构钢。焊接钢结构用中厚钢板产品(通常指厚度范围为680mm的钢板)已几乎占所有扁平材钢铁产品(Flat Steel Products)的一半，并被认为是当今钢结构桥梁、船舶及海洋平台、高层建筑钢结构、管线、压力容器等制造领域用钢的主导产品。毋庸置疑，这些领域对结构轻量化、低制造成本、高安全可靠度等技术经济指标的不断追求，也带动了世界范围
9、内中厚钢板产品的开发及工程应用。总观世界上钢铁技术发达国家中厚板钢铁产品开发及应用的发展历程不难发现，中厚钢板产品的开发正如其他薄带材、长型材、铸锻材等一样，一方面充分利用了近、现代冶金学研究成果，另一方面又因其产品厚度、工程应用等特殊要求而带动了冶金学理论的不断发展，两者相辅相成，相互促进，并成为铁基材料学中研究最多的对象产品之一。虽然我国中厚板轧机的数量和产量已居世界之最,但与国外先进水平相比轧机规模小、装备水平低、生产能力分散。我国每套中厚板轧机平均能力2002年最高为61. 5 万t，低于国外的89 万t。日本最高为202万t 。国内单机产量仅为日本的26 %，德国的45 %（2006
10、年数据）。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品创造了装备上的有利条件。到2009 年6月， 我国已建成和正在规划建设的中厚板生产线共有55 条， 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( 未计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。根据上海钢联电子商务股份有限公司研究中心发
11、布的2012年中国钢铁市场预测报告（年度报告），2012年期间，欧债危机间歇性发作，钢铁市场悲观情绪难以缓解。2011年3月份以来，国际钢市整体表现震荡走低，10月份以后，越来越多的钢厂加入到减产行列，后期市场供应持续下降。欧洲市场需求疲软，而且目前需求仍在萎缩，钢厂减产短期内并不能引领市场复苏，欧洲钢铁市场或仍将保持低迷。美国薄板价格继续下滑，长材稳定。目前美国经济相对较好，钢铁需求问题不大，薄板价格下滑主要是供应过剩。亚洲市场整体下滑，中国市场暴跌带动周边市场下滑。亚洲市场宏观面的积极因素正在积累，比如中国宏观调控方向发生微调，印尼和越南央行开始降息，需求前景有转好迹象。2011年7月份以
12、后，由于铁矿石价格的上涨，大中型企业大多处于赢亏平衡或亏损的状态，9月份之后，钢铁企业全国钢铁企业几乎没有赢利，中小企业赢利状况也比较严峻。为了变革低迷的行业现状，国内钢铁企业开始采取多种措施。兼并重组，提高行业集中度，提升技术含量，加工配送，扩大企业产业链，加强对原料价格的掌控能力、适当扩大非钢产业的投入等等是企业走出当前困境，值得尝试的较好途径。加强企业的研究能力，从前期的“重生产”积极向“重采购和销售”的经营模式转变，逐步掌握并利用金融、期货市场规避价格风险，提高对信息服务的重视和利用程度，降本增效。成功企业的经验应该可以借鉴和吸收，期待国内钢铁企业能够尽快地“由大到强”。2011年11
13、 月，钢铁工业“十二五”发展规划正式对外发布，对未来五年钢铁行业发展战略和目标做出了调整，并对钢铁工业转型升级进行了部署。规划规划回顾了“十一五”期间我国钢铁工业取得的主要成就和目前面临的主要问题，明确了“十二五”期间钢铁工业发展的九项重点任务，包括加快产品升级、深入推进节能减排、强化技术创新和技术改造、淘汰落后生产能力、优化产业布局、增强资源保障能力、加快兼并重组、进一步提高国际化水平以及加强钢铁产业链延伸和协同，并从发展环境、2015年粗钢消费量以及中远期粗钢消费量进行了预测。表0-1.下游行业主要用钢材品种主要差距及“十二五”期间升级方向中国钢铁工业现已进入全面结构调整期。企业全面实施结
14、构调整，转变经济增长方式，提高市场竞争力，这也是企业面对日趋激烈的市场竞争所做出的必然选择。1.设计要求及方案选择 1.1设计要求 设计主体为一条中厚板生产线。年产量160万吨，以244350的D36船板钢为典型产品。 1.2产品方案的确定表1-1.产品大纲1.2.1产品大纲 序号产品名称代表钢号执行标准产品规格(厚宽/MM)产量万T/A%1造船板D36GB71224435024152碳素结构钢Q195GB70040310020.8133管线钢X80API SPEC 5L20260019.2124低合金高强度钢Q295，345GB159160280012.885建筑结构板Q235GJSN490
15、BYB4104-2000JIS G313650320017.6116锅炉板16MNQ20QGB71320350016107压力容器板20RSPV235GB6554JIS G311510360012.888汽车大梁板06TIL16MNLGB32731226009.669工程机械用钢STE460DIN17102704100161010耐候钢Q235NHGB/T417128310011.27合计1601001.2.2典型产品的技术要求及金属平衡图一、产品的技术要求为能使实物质量更好地符合GB712-2000，制定了D36高强度船板化学成分、性能及厚度公差的内控要求表1-2和表1-3分别列出了船板刚D36的熔炼
