年產(chǎn)150萬噸中厚板車間工藝設(shè)計(jì).doc
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1、 .................大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題目: 年產(chǎn)150萬噸中厚板車間工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 冶金與能源學(xué)院 專 業(yè): 材料成型及控制工程 班 級: 姓 名: 學(xué) 號:
2、 指導(dǎo)教師: 2015年 11 月 15 日 一. 選題背景 1.1題目來源 冶金行業(yè)經(jīng)過了近8年的高速發(fā)展,行業(yè)的鋼材產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到近6億噸/年。已有和在建的中厚板生產(chǎn)線近70條,中厚板生產(chǎn)能力達(dá)到接近7000萬噸/年。但是國際金融危機(jī)的影響和國內(nèi)經(jīng)濟(jì)周期的調(diào)整,鋼鐵產(chǎn)品市場成了典型的買方市場。冶金企業(yè)如何在這一輪經(jīng)濟(jì)調(diào)整中,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型成了決定企業(yè)生存的關(guān)鍵。各中厚板生產(chǎn)廠紛紛根據(jù)自身的技術(shù)裝備特點(diǎn)、技術(shù)研發(fā)能力、市場客戶需求確定自己的產(chǎn)品戰(zhàn)
3、略定位。綜合實(shí)力強(qiáng)的企業(yè),全力體現(xiàn)出產(chǎn)品的差異化戰(zhàn)略,堅(jiān)持不懈地開發(fā)生產(chǎn)其他企業(yè)無法生產(chǎn)或難于生產(chǎn)的市場短線、高檔產(chǎn)品。高檔次產(chǎn)品開發(fā)離不開性能控制技術(shù),性能控制的新技術(shù)不僅提高鋼板的性能,還可以帶來生產(chǎn)成本的降低。 1.2項(xiàng)目概述: 經(jīng)過對國內(nèi)外中厚板市場現(xiàn)狀的分析以及前景預(yù)測,綜合對當(dāng)?shù)馗鞣N物料供應(yīng)、能源等其它資源的分析,我們選擇區(qū)域與資源優(yōu)勢居一體的唐山曹妃甸地區(qū)作為建廠廠址,設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)量150萬噸4300熱軋中厚板車間,并且能夠生產(chǎn)規(guī)格齊全、性能優(yōu)良,能滿足市場需求的產(chǎn)品。 1.3中厚板簡介 中厚鋼板:厚度大于4mm的鋼板屬于中厚鋼板。其中,厚度4.0-20.0mm的
4、鋼板稱為中厚板, 厚度20.0-60.0mm的稱為厚板,厚度超過60.0mm的為特厚板。 中厚板的用途: 中厚板主要用于建筑工程、機(jī)械制造、容器制造、造船、橋梁等行業(yè),并且隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)其需求量非常之大,范圍也十分廣。 ?。?)造船鋼板:用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。要求強(qiáng)度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。 ?。?)橋梁用鋼板用于大型鐵路橋梁。要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。 ?。?)鍋爐鋼板:用于制造各種鍋爐及重要附件,由于鍋爐鋼板處于中溫(350℃以下)高壓狀態(tài)下工作,除承受較高壓力外,還受到?jīng)_擊,疲勞載荷及水和氣腐蝕,要求保證一定強(qiáng)度,還要
5、有良好的焊接及冷彎性能。 ?。?)壓力容器用鋼板:主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲運(yùn)的壓力容器或其它類似設(shè)備,一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2,溫度在-20~450℃范圍內(nèi)工作,要求容器鋼板除具有一定強(qiáng)度和良好塑性和韌性外,還必須有較好冷彎和焊接性能。 ?。?)汽車大梁鋼,用于制造汽車大梁(縱梁、橫梁)用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由汽車大梁形狀復(fù)雜,除要求較高強(qiáng)度和冷彎性能外,要求沖壓性能好。 1.4我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀 1.4.1中厚板軋鋼生產(chǎn)線的工藝裝備 中厚板軋鋼生產(chǎn)線的工藝裝備是在鋼坯質(zhì)量一定的前提下保證最終產(chǎn)品質(zhì)量
6、的重要環(huán)節(jié)。以往的軋鋼廠是以軋機(jī)為中心,其余的裝備往往是因陋就簡,尤其是在以普材為主的生產(chǎn)廠更是如此。中厚板的生產(chǎn)盡管在加熱和精整工序上考慮了一些如不產(chǎn)生劃傷和剪切質(zhì)量等因素,但是隨著產(chǎn)品質(zhì)量、品種規(guī)格、產(chǎn)品檔次和用途等市場因素的變化,各生產(chǎn)廠已開始逐步重視并對整個(gè)工藝線進(jìn)行分析、升級和改造。由于歷史原因,我國目前大部分中厚板軋機(jī)生產(chǎn)線的總體裝備水平與國外先進(jìn)水平存在一定的差距。主要體現(xiàn)在: 1)規(guī)模小,裝備水平低; 2)加熱爐大部分為推鋼式,加熱能力和質(zhì)量保證能力差; 3)后部精整能力不足,因陋就簡,如矯直機(jī)(幾乎沒有冷矯),縱剪能力達(dá)到30 mm以上的不多,且剪切質(zhì)量差。在線無損探傷
7、線、熱處理和噴丸等工藝大部分工廠沒有配備; 4)核心技術(shù)不精、不專,主要體現(xiàn)在控溫、輥型設(shè)計(jì)、水冷和控制軋制等,尤其是獨(dú)特的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝、產(chǎn)品不多。與國外先進(jìn)企業(yè)比較,國內(nèi)中厚板軋鋼廠盡管在裝備上存在著一定的差距,但近幾年一些大鋼廠正在逐步引進(jìn)、消化和改造一批中厚板生產(chǎn)設(shè)備和工藝,如首鋼和濟(jì)鋼的3 500 mm軋機(jī)、鞍鋼的4 300 mm軋機(jī)和寶鋼的5 000 mm軋機(jī)等陸續(xù)投產(chǎn);首秦公司的4 300 mm軋機(jī),天津、唐鋼和福建三明的3 500mm軋機(jī)等一大批即將投產(chǎn)的中厚板軋機(jī),將逐漸參與中厚板的市場競爭,這對我國的中厚板生產(chǎn)企業(yè)提升整體裝備水平、提升產(chǎn)品檔次和質(zhì)量將會起到極大
8、的促進(jìn)作用 1.4.2中厚板的生產(chǎn)技術(shù)是產(chǎn)品的核心 隨著國內(nèi)中厚板產(chǎn)能增加、工藝不斷升級改造和引進(jìn)新的工藝裝備,產(chǎn)品檔次的提升和質(zhì)量的提高應(yīng)源于工藝技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。鋼鐵產(chǎn)品的現(xiàn)代技術(shù)主要有4個(gè)方面,即鋼質(zhì)潔凈技術(shù)、微合金化技術(shù)、晶粒細(xì)化技術(shù)和尺寸、表面精準(zhǔn)化技術(shù)。這4方面的技術(shù)集成最終體現(xiàn)在鋼材性能最佳和生產(chǎn)成本最低。鋼質(zhì)潔凈技術(shù)是冶煉專業(yè)的工作,但后3個(gè)方面的技術(shù)將與軋制工藝技術(shù)緊密相關(guān)。微合金化的設(shè)計(jì)與軋制工藝緊密配合,形成細(xì)晶強(qiáng)化。實(shí)踐證明:細(xì)晶強(qiáng)化改變了以往碳當(dāng)量的強(qiáng)化機(jī)理;微合金元素V、N-V、Nb和Ti等合金元素的不同組合,在一定的軋制工藝條件下,以析出強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化的方式提
9、高鋼材的綜合性能。 1.5中厚板軋機(jī)生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢 1.5.1中厚板軋機(jī)生產(chǎn)工藝方案 一種是傳統(tǒng)的常規(guī)中厚板生產(chǎn)線,如三輥式勞特軋機(jī)、單機(jī)架四輥軋機(jī)、雙機(jī)架兩輥粗軋+四輥精軋、雙機(jī)架四輥粗軋+四輥精軋機(jī)組。另外一種是20世紀(jì)80年代逐步發(fā)展起來的,即可單張鋼板軋制,又可采用卷軋方式生產(chǎn)中厚板。 寬爐卷軋機(jī)產(chǎn)品定位于中低檔,適合單一品種、大批量、高效率,單機(jī)架寬爐卷軋機(jī)年生產(chǎn)規(guī)模110萬噸,投資較高。韶鋼一期新建單機(jī)架 3500mm 軋機(jī),生產(chǎn)規(guī)模80萬噸,預(yù)留二期上熱卷箱及卷取機(jī)的位置,總投資14億元(外匯4200萬美元);安陽鋼廠新建中厚板爐卷車間,生產(chǎn)能力110萬噸,總
10、投資約18億元。常規(guī)中厚板軋機(jī)產(chǎn)品定位于中高檔,具有投資省、見效快、備品備件國產(chǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn),如北臺、濟(jì)鋼雙機(jī)架3500 mm中厚板軋機(jī),年生產(chǎn)能力140萬噸(生產(chǎn)普碳鋼時(shí)),投資約12~14億元。 1.5.2中厚板車間現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 (1)主軋機(jī)的型式 從機(jī)架的結(jié)構(gòu)來看有二輥可逆式、三輥勞特式、四輥可逆式、萬能式和復(fù)合式之分,而現(xiàn)代建設(shè)的軋機(jī)大部分是四輥可逆式和萬能式,而二輥可逆式和三輥勞特式在現(xiàn)代軋機(jī)建設(shè)中已不多見。新建設(shè)中厚板軋機(jī)寬度尺寸在三米以上;四輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定和成熟,為了增加軋機(jī)強(qiáng)度和剛度,增大機(jī)架牌坊立柱斷面尺寸和重量、支撐輥直徑,以承受更大的軋制力。一般單位軋
11、制力都在20MN/mm以上,單位功率在2KW/mm以上,剛度在20MN/mm以上。軋機(jī)尺寸在3500mm以上,軋制速度達(dá)5~7.8m/s,牌坊主柱截面在9000cm2以上,每片單重達(dá)300t噸以上,并采用快速換輥裝置。換一次工作軋輥只8-15min,換支撐輥只1h之內(nèi)。主傳動采用交流電動機(jī),帶有HAGC、彎工作軋輥PC或CVC板形控制裝置及近接γ射線測厚儀。 (2)加熱爐 步進(jìn)式加熱爐被公認(rèn)為當(dāng)代最先進(jìn)的爐型。老生產(chǎn)線中只有鞍鋼厚板、武鋼軋板、濟(jì)鋼中厚板、邯鋼中板采用, 而新建在建的生產(chǎn)線中有13條選用此爐型, 比起我國原先普遍使用的推鋼式加熱爐在提高板坯質(zhì)量、減少氧化、燒損
12、等方面大大前進(jìn)了一步。從與軋制產(chǎn)能匹配角度和軋制品種考慮, 寶鋼的5.0m 軋機(jī)設(shè)置了2 座,首鋼4.3m 軋機(jī)設(shè)置了3 座。 ?。?)快冷裝置 在生產(chǎn)高等級、高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品時(shí), 一般都采用控制軋制技術(shù)工藝。此技術(shù)的應(yīng)用必須有良好的冷卻系統(tǒng)相配合, 新建和在建的生產(chǎn)線大多都裝備了先進(jìn)的快冷系統(tǒng)。裝置一般都采用DQ+U 形管層流的冷卻型式, 一些老生產(chǎn)線近幾年也對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造, 目前酒鋼中板采用ADCO 氣霧冷卻, 鞍鋼厚板、新余中板、舞陽厚板、武鋼軋板等采用U 形管層流冷卻, 首鋼中板、南鋼中板采用直流式層流冷卻, 都屬于比較先進(jìn)實(shí)用的裝備。 ?。?)熱矯直機(jī)
13、 2005 年以前大都采用輥式矯直機(jī), 此型式由于受輥徑和輥距的配合限制, 所以矯直板厚有一定范圍, 一般最厚與最薄之比為4, 新生產(chǎn)線中大都采用有張力機(jī)能的新型矯直機(jī)。其矯直最厚與最薄之比可以達(dá)到25, 而且矯直力也可以增加一倍。也有些老生產(chǎn)線對原有的矯直機(jī)進(jìn)行了改造, 如濟(jì)鋼中厚板采用了從法國進(jìn)口的11 輥四重式矯直機(jī), 效果較好,矯直精度達(dá)1.5mm/m。 (5)冷床 由于以前大多數(shù)生產(chǎn)線采用拉鋼冷床, 非但容易劃傷鋼板, 也容易造成鋼板冷卻不均勻。新建生產(chǎn)線的冷床大都采用步進(jìn)格板式或盤輥式, 有足夠的面積放置鋼板, 不需要在冷床前進(jìn)行熱剪分段, 對提高成材率有利。也有一些
14、老生產(chǎn)線對冷床進(jìn)行了改進(jìn), 如柳鋼采用步進(jìn)式冷床, 浦鋼和濟(jì)鋼采用了盤輥式, 效果都不錯(cuò)[2]。 1.5.3國內(nèi)外中厚板新產(chǎn)品新工藝新技術(shù)的開發(fā) 近幾年我國的中厚板品種開發(fā)主要圍繞一些專用鋼板的鋼質(zhì)純凈化、低碳高強(qiáng)化、耐高溫、耐高壓、耐斷裂、耐腐蝕等方面展開, 并取得了長足的進(jìn)步: ( 1) 新產(chǎn)品開發(fā) 有15 家企業(yè)能生 產(chǎn)X65 級別的管線鋼, 8 家能生產(chǎn)X70 級, 寶鋼、鞍鋼、舞鋼、武鋼、濟(jì)鋼等具備了生產(chǎn)X80 級的能力, 其中寶鋼、鞍鋼、武鋼已能大批量生產(chǎn), 并于2005 年完成了X100 級的試驗(yàn)室工作。寶鋼、舞鋼、武鋼、鞍鋼、馬鋼等能生產(chǎn)高級別的海洋石油平臺
15、用鋼。以及CORTEN 耐候橋梁板、BHW35 高壓鍋爐板、P20 塑料用模具板、N19 低溫板、AH32-EH36 級和F 級船板、HT80 高強(qiáng)板,百萬千瓦火電及核電用特厚鋼板、25萬千伏安以上變壓器用高磁感低鐵損取向硅鋼等高附加值產(chǎn)品已經(jīng)相繼開發(fā)。 ?。?)新技術(shù)的應(yīng)用 1)熱送熱裝技術(shù) 為了節(jié)能和提高爐子加熱能力,新建廠都很注意煉鋼連鑄和軋鋼加熱之間板坯運(yùn)輸、保溫及調(diào)度等關(guān)系,做到生產(chǎn)管理一貫制,做到熱裝熱送率達(dá)40%-70%以上,熱裝溫度達(dá)450-680以上,噸鋼燃耗降至0.8GJ以下,并在板坯倉庫內(nèi)設(shè)置保溫坑或罩,盡可能提高板坯裝爐溫度。目前,日本已實(shí)現(xiàn)了直接軋
16、制,使燃料達(dá)到零耗。 2)控軋控冷技術(shù) 將控軋與快冷有效地相結(jié)合在一起是中厚板生產(chǎn)技術(shù)的一大進(jìn)步,這種工藝可顯著地改善鋼板性能,降低生產(chǎn)成本與節(jié)約貴重合金元素。而中厚板軋機(jī)最適合于控軋控冷工藝,許多鋼板都可用此工藝生產(chǎn),某些方面其性能超過熱處理鋼板,有的廠已實(shí)現(xiàn)控軋率達(dá)60%以上。條件好的廠以TMCP為主,而一般廠均以CR生產(chǎn)。目前等軋方式都采用在軋機(jī)前后延伸輥道上多塊鋼板軋制來實(shí)現(xiàn)。 日本TMCP有快冷裝置的稱之為水冷型,而不用快冷的稱之為非水型。各公司都有自己專利,如新日鐵為NIC,日本鋼管為NCT,川崎為SCR和KTR,住友金屬為SHT和SSC,神戶為KONTROLL。
17、 3)板形控制技術(shù) 這是一項(xiàng)鋼板三維立體形狀的控制技術(shù),目標(biāo)是生產(chǎn)出尺寸偏差非常小、切頭尾和切邊極少、矩形、近似矩形及齊邊(不切邊或銑邊)、性能均一的平直鋼板。此技術(shù)可擴(kuò)大產(chǎn)品,生產(chǎn)出各種異形板。因此,該控制已成為中厚板生產(chǎn)技術(shù)中一項(xiàng)不可或缺的新穎工藝。 控制板形一般由縱向(長度)、橫向(寬度)及平面三部分所構(gòu)成,三者互相配合與影響,統(tǒng)一運(yùn)籌而軋制出最佳板形和最經(jīng)濟(jì)的鋼板。這項(xiàng)技術(shù)除加大機(jī)架牌坊立柱截面和支撐輥直徑來提高軋機(jī)本身剛度以外,為了減少生產(chǎn)中軋輥撓度和鋼板凸度,采取了一些補(bǔ)償與修正措施。如彎工作軋輥或彎支撐輥(塔蘭托等廠)、階梯輥(大部分廠都用)、可變凸度輥(原和歌
18、山廠用VC輥)、高精度輥型軋機(jī)(如福山廠HC軋機(jī))、交叉軋輥軋機(jī)(如君津廠和浦項(xiàng)廠PC軋機(jī))及連續(xù)可變凸度軋機(jī)(如奧克塞洛森德廠CVC軋機(jī))等。 1.5.3 國內(nèi)外中厚板產(chǎn)能分析以及市場前景預(yù)測 據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,2008年我國中厚板生產(chǎn)線大約有52條,產(chǎn)能達(dá)5410萬噸。北方的鞍鋼、安鋼、舞陽、太不銹等,南方的寶鋼、武鋼、重鋼等均有一定的知名度,并且都做出了自己的特色產(chǎn)品。比如,寶鋼的汽車用版、武鋼的冷軋硅鋼片、太鋼的不銹鋼板、重鋼的鍋爐及壓力容器板船板、安鋼的低合金板材基本上占據(jù)了國內(nèi)市場。而首鋼京唐應(yīng)將其定位在建設(shè)高附加值、高強(qiáng)度的中厚板精品基地。 2007年我國的板管比達(dá)5
19、0.43%,中厚板國內(nèi)市場占有率達(dá)97.3%,較前幾年有明顯的提高。日本、韓國及歐美國家的板管比達(dá)到60%以上,而我國的板管比例同鋼鐵發(fā)達(dá)國家相比仍有一定的差距,仍需要進(jìn)一步提升。 ?。?)新農(nóng)村建設(shè) 我國要在本世紀(jì)中葉建成現(xiàn)代化國家,肯定會實(shí)現(xiàn)農(nóng)村與農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。所以在今后的40年左右時(shí)間內(nèi),新農(nóng)村建設(shè)對中厚板的需求必會呈現(xiàn)遞增趨勢。相信這個(gè)需求足以能夠支撐我國整個(gè)中厚板產(chǎn)業(yè)。 ?。?)船板行業(yè) 在全球造船業(yè)中,韓國、日本和中國是最大的三家造船國,目前定單總量超過5 000 萬t 。特別是船用中厚板,韓國和中國的造船業(yè)需用量供不應(yīng)求,將拉動船板需求空間。我國的造船業(yè)
20、去年為世界第三,年造船能力350 萬t 左右,年需要鋼板100 萬t ,并還以年3%~5 %的速度增長。造船業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向是輕量化,對此需要鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)提供更多高強(qiáng)度、高精度、良好低溫沖擊韌性和焊接性的船板。同時(shí),由于船運(yùn)市場不斷升溫,船舶租賃經(jīng)營市場旺盛,船舶修理量上升,亦加大了船用中厚板用量。所以,世界及中國造船業(yè)的發(fā)展對船用中厚板有長期需求。我國LPG船今明新增47艘。華北地區(qū)最大天津臨海造修船基地正在建設(shè),而今年訂單就超過78萬噸;浙江造船的訂單已經(jīng)排到2012年,其中海洋工程船全球第一,約占全球35% ,其中光舟山造船訂單2500萬噸。受中國造船能力限制,近期中國海運(yùn)集團(tuán)被迫將8條
21、13300標(biāo)準(zhǔn)箱集裝箱船訂單交給韓國三星重工,該筆訂單金額高達(dá)106億港元,這也表明韓國在世界造船市場仍居領(lǐng)先優(yōu)勢。而隨著韓國造船業(yè)的繼續(xù)擴(kuò)張,韓國市場中厚板供應(yīng)已是極度匱乏,不得不大量從中國和日本進(jìn)口厚板。根據(jù)韓國造船協(xié)會的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,06年韓國船用厚板缺口為260萬噸,07年大約在350萬噸,而08年缺口將達(dá)到440萬噸。06年韓國從中國和日本分別進(jìn)口厚板168萬噸和177萬噸,而隨著日本厚板緊張,出口量下降,韓國被迫到中國尋求增加資源,07年前9個(gè)月,國內(nèi)對韓國已經(jīng)出口厚板165萬噸,一舉超過日本的131萬噸,成為韓國厚板最大供應(yīng)國。由于08年韓國船用厚板的缺口更大,而韓國和日本鋼鐵業(yè)界
22、也不愿過多擴(kuò)大產(chǎn)能,因此,可以預(yù)見,韓國將對中國的中厚板需求產(chǎn)生更大的依賴。 ?。?)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè) 我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)開始崛起,專用板材,特別是中厚板需求旺盛。由于其具有結(jié)構(gòu)合理、強(qiáng)度高、重量輕、抗震性能好、施工簡便快捷、材料消耗少、節(jié)省土地資源、提高環(huán)保及外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn),在國外應(yīng)用廣泛。如日本鋼結(jié)構(gòu)建筑占建筑總面積的50 %左右,韓國約占20 %。目前國外發(fā)達(dá)工業(yè)國家鋼結(jié)構(gòu)面積占總建筑面積40 %以上,鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的25 %~40 %左右。隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級和城鎮(zhèn)化以及環(huán)保要求的提高,我國長期以來的混凝土結(jié)構(gòu)、砌鉗結(jié)構(gòu)開始向鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,目前已開發(fā)出用于房屋建筑、塔桅
23、、容器、管結(jié)構(gòu)及管道、海洋工程、橋梁、市政建設(shè)、機(jī)械設(shè)備、家居用品、種植業(yè)設(shè)施的十大鋼結(jié)構(gòu),其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)設(shè)備接近國際先進(jìn)水平。 1)大型展覽館 西安計(jì)劃城市中心北移,形成于咸陽的一體化連接,在建設(shè)過程中將建設(shè)5-6座大型展覽館,全部采用鋼結(jié)構(gòu)建筑。其中,成都、銀川、西寧、蘭州、呼和浩特、包頭等城市大型展覽館正在規(guī)劃立項(xiàng),相信在不久的將來,中西部地區(qū)城市的展覽館項(xiàng)目將會更加普及。與此同時(shí),對中厚板的需求必會呈現(xiàn)上升趨勢。 2)大型體育館 隨著08年奧運(yùn)會在北京的成功舉辦,體育館的建設(shè)在我國東部沿海城市形成熱潮,因?yàn)槿藗円呀?jīng)明顯的意識到體育事業(yè)對經(jīng)濟(jì)的刺激效應(yīng)。鳥巢便是
24、體育場館鋼結(jié)構(gòu)建筑的典范,我們堅(jiān)信在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi),我國大中型城市的體育場館建設(shè)將會如火如荼。 3)大型娛樂中心 國家大劇院、梅蘭芳歌劇院和上海大劇院是鋼結(jié)構(gòu)的代表作,在一些發(fā)達(dá)大城市大型娛樂中心已經(jīng)相繼問世。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們物質(zhì)生活的不斷提高,對精神生活的需求會更加迫切。而在中西部地區(qū)大型娛樂中心也正在立項(xiàng),規(guī)劃建設(shè)。 4)大型批發(fā)市場及商貿(mào)中心 當(dāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同人口數(shù)量成一定規(guī)模的時(shí)候,一些日常生活所需的配套設(shè)施也會相繼建成。而大型批發(fā)市場于商貿(mào)中心的建設(shè)也在情理之中。 ?。?)電力和橋梁建設(shè) 發(fā)電設(shè)備目前處于國家建設(shè)超常規(guī)發(fā)展特殊時(shí)期,
25、2005 年新增發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量將達(dá)到5 000 萬kW ,拉動電站用鋼需求。該類產(chǎn)品主要以高技術(shù)含量、高附加值、高強(qiáng)度的專用中厚板為主,未來需求量增長較快。比如正在建設(shè)的田灣核電站二期、嶺澳核電站二期,同時(shí)計(jì)劃開工建設(shè)的山東海陽核電項(xiàng)目、廣東陽江核電項(xiàng)目、浙江三門核電項(xiàng)目、遼寧紅沿河核電項(xiàng)目、江西彭澤縣核電項(xiàng)目、重慶市涪陵核電項(xiàng)目等都需要大量高強(qiáng)度中厚板。同時(shí),我國是一個(gè)多江河湖海的國家,交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展亦帶動橋梁建設(shè),如未來僅在長江上就準(zhǔn)備建設(shè)十幾座大橋,對高質(zhì)量的橋梁鋼需求很大,該類鋼主要是高附加值的專用中厚鋼板。比如安徽省望東長江公路大橋項(xiàng)目、內(nèi)蒙古自治區(qū)額布都格口岸哈拉哈河界河公路橋
26、項(xiàng)目等已經(jīng)通過可行性研究,正在籌備建設(shè)。 ?。?)工程機(jī)械制造行業(yè) 工程機(jī)械行業(yè)是專用中厚板需求的主要行業(yè)之一。盡管宏觀控制使工程機(jī)械行業(yè)短期受到影響,但國家城鎮(zhèn)化是長期目標(biāo),工程機(jī)械行業(yè),如挖掘機(jī)和裝載機(jī)增長趨勢不會改變,對專用中厚板保持長期需求;同時(shí),由于工程機(jī)械行業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展方向,用鋼量將進(jìn)一步增加。未來我國電力和礦業(yè)的發(fā)展對礦山機(jī)械用量將不斷增加,如采煤機(jī)、液壓支柱以及采煤運(yùn)輸機(jī)等使用數(shù)量將會有較大增加,對中厚板中高附加值鋼板需求較大。 ?。?)油氣運(yùn)輸行業(yè) 隨著我國天然氣資源的開發(fā)和石油需求的大幅增長,今后十幾年將是我國油氣輸送業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期,這就需要使用
27、大量高性能的專用中厚板來制造管道和儲油罐等油氣輸送用品。西氣東輸二期、三期工程,哈薩克斯坦、俄羅斯、伊朗等國通往中國的石油輸送管線等大型工程項(xiàng)目都需要大量高性能的中厚板。 (7)汽車行業(yè) 汽車行業(yè)未來的發(fā)展對專用中厚板的需求也會增長。汽車板屬于高附加值產(chǎn)品,特別對于載貨汽車,橫梁、豎梁、車橋、以及車輪等結(jié)構(gòu)件廣泛使用中厚板。 ?。?)大飛機(jī)項(xiàng)目 2008年國家投資2000億作為資金支持啟動了大飛機(jī)項(xiàng)目,同時(shí)在上海和西安成立了相應(yīng)的集團(tuán)公司作為保障,這就必然需求特種性能的中厚板作為發(fā)展大飛機(jī)項(xiàng)目的基礎(chǔ)材料保障[3]. 綜上,中厚板生產(chǎn)還有很大的提升空間,生產(chǎn)技術(shù)有待深化
28、,其應(yīng)用前景也非常廣泛。 二、設(shè)計(jì)方案 2.1主要研究內(nèi)容 1)中厚板的生產(chǎn)現(xiàn)狀,前景,建廠的目的和意義,產(chǎn)品的范圍和產(chǎn)品規(guī)格。 2)廠址的選擇、車間平面的布置,產(chǎn)品大綱的制定 3)典型產(chǎn)品道次選擇(產(chǎn)品規(guī)格厚度為24mm),軋機(jī)布置選擇比較,粗軋機(jī)、精軋機(jī)形式對比。 4)壓下分配,軋制規(guī)程計(jì)算,溫降計(jì)算,軋制力計(jì)算。 5)電機(jī)校核,軋輥強(qiáng)度校核,年產(chǎn)量計(jì)算 6)輔助設(shè)備校核:加熱爐形式選擇,卷取機(jī)校核。 7)金屬平衡、燃料消耗計(jì)算。 2.2. 方法手段 設(shè)計(jì)年產(chǎn)150萬噸的4300中厚板車間。通過設(shè)計(jì)方案比較,選擇連鑄機(jī)、軋鋼機(jī)以及各種輔
29、助設(shè)備的形式,確定布置方式;根據(jù)典型產(chǎn)品規(guī)格(厚度為24mm)進(jìn)行壓下規(guī)程設(shè)計(jì)和計(jì)算(力能參數(shù)計(jì)算、軋輥強(qiáng)度驗(yàn)算和電機(jī)能力校核);并對選取的新工藝和技術(shù)進(jìn)行簡要說明。 2.3.主要的工序概述 2.3.1生產(chǎn)工藝流程圖 步進(jìn)式加熱爐 →高壓水除磷→粗軋機(jī)→精軋機(jī)→加速冷卻裝置→熱矯直機(jī)→冷床→檢查修磨架→切頭剪→雙邊剪→超聲波探傷→冷矯直機(jī)→壓力矯直機(jī)→熱處理線→涂漆線→成品庫 2.3.2生產(chǎn)工藝流程簡介: 合格的定尺或倍尺冷坯連鑄車間運(yùn)送到軋鋼車間的板坯庫。 坯料在加熱爐內(nèi)加熱到1100~1250℃,出于縮短軋制過程中的待溫時(shí)間和細(xì)化奧氏體晶粒的雙重要求,一
30、般需采用低溫加熱溫度,即1050℃左右。加熱溫度和加熱時(shí)間的控制應(yīng)保證微合金化成分在奧氏體中的部分固溶和奧氏體晶粒的均勻化。 加熱合格的板坯由出爐輥道送至高壓水除鱗箱。在通過除鱗箱時(shí),由壓力約21MPa的高壓水噴除板坯上、下表面的氧化鐵皮,然后經(jīng)軋機(jī)前輸入輥道輸送至粗軋機(jī)進(jìn)行粗扎軋制。 在粗軋機(jī)前后設(shè)有回轉(zhuǎn)輥道和推床;在精軋機(jī)前設(shè)置有回轉(zhuǎn)輥道,前后設(shè)置有推床。 一般情況下,普通軋制、控制軋制過程都包含成形軋制、展寬軋制和延長軋制三個(gè)基本階段。. 對于特殊情況下,還可采用完全橫軋、完全縱軋、角軋-縱軋法等一系列的軋制方法,通過控制軋制的過程得到所需的產(chǎn)品。 在精軋
31、機(jī)與熱矯直機(jī)之間設(shè)有一套鋼板加速冷卻系統(tǒng)。鋼板在成品軋制的最后一個(gè)道次拋鋼后,由輥道運(yùn)送,按照給定的速度直接進(jìn)入ACC裝置。鋼板通過ACC裝置時(shí),上、下兩面同時(shí)噴水進(jìn)行加速冷卻,使鋼板的溫度由約700~800℃(即奧氏體區(qū)或雙相區(qū))快速下降至約400~650℃。在上、下兩面噴冷的同時(shí),還由側(cè)面以約1.0MPa的中壓水噴吹清除鋼板表面的汽化層,保證冷卻效果。 鋼板一般在600~850℃進(jìn)行熱矯,較薄的鋼板溫度可能降低至500~550℃,較厚的鋼板可接近800~900℃。 矯直速度是根據(jù)鋼板的矯直溫度、厚度及強(qiáng)度性能等因素確定的,速度范圍為0~2.5m/s。 熱矯后的鋼板一般在6
32、00~900℃左右進(jìn)入冷床。鋼板在冷床上,在無相對摩擦、不受劃傷的情況下通過,溫度下降至100~150℃左右時(shí)離開冷床。 然后再經(jīng)過檢查修磨臺架人工對鋼板上下表面、邊部、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查。 冷卻后的鋼板由輥道輸送,進(jìn)入剪切線。小于50mm厚的鋼板首先經(jīng)過切頭剪,切除頭尾 "舌形"和"魚尾"部分,并視板長和板形情況進(jìn)行分段處理,為后續(xù)的邊部剪切做好準(zhǔn)備。雙邊剪中的移動剪根據(jù)設(shè)定的成品寬度預(yù)先調(diào)定位置,左右剪機(jī)根據(jù)板厚調(diào)整剪刃間隙,剪切鋼板的兩邊。 經(jīng)過剪切后的鋼板再經(jīng)過超聲波探傷儀進(jìn)行探傷,合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序,不合格的產(chǎn)品依據(jù)缺陷的程度做進(jìn)一步的后續(xù)處理。
33、 探傷合格的鋼板在輸送過程中通過表面檢查站時(shí),在良好的照明條件下,人工對上下表面、邊部、平直度和標(biāo)記質(zhì)量等進(jìn)行目視檢查,如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合的鋼板,送至剪后橫移修磨臺架,根據(jù)缺陷類別,決定對鋼板進(jìn)行修磨、矯直或其它處理。 需要熱處理的鋼板再進(jìn)行調(diào)質(zhì)工藝后,再進(jìn)入涂漆工序,采用油漆標(biāo)記和鋼印標(biāo)記,標(biāo)記內(nèi)容可包括公司標(biāo)志、鋼號(鋼種及鋼級)、鋼板號、熔煉號、尺寸及重量等,對經(jīng)行業(yè)協(xié)會認(rèn)可生產(chǎn)的專用鋼板,如管線板、船板、鍋爐板、海洋平臺板等,必要時(shí)標(biāo)印出會員標(biāo)記。 涂漆完畢后由過跨小車將其運(yùn)至成品庫。 三、進(jìn)度安排 我的設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)程是: 9月30日~11月15日 開題論述,尋
34、找英文專業(yè)資料,翻譯; 11月15日~13月30日 所建廠產(chǎn)品范圍,應(yīng)用領(lǐng)域,產(chǎn)品特性,建廠經(jīng)濟(jì)依據(jù);典型產(chǎn)品延伸計(jì)算,道次選擇,軋機(jī)布置選擇比較;壓下量分配,軋制規(guī)程計(jì)算,溫降計(jì)算,軋制力計(jì)算; 1月1日~1月30日 軋制圖表,年產(chǎn)量計(jì)算;軋制力計(jì)算;軋輥強(qiáng)度校核,電機(jī)校核;輔助設(shè)備校核;加熱爐形式選擇,卷取機(jī)校核等; 2月1日~3月1日 金屬平衡,消耗計(jì)算。撰寫論文、段落清楚、內(nèi)容合理,表達(dá)規(guī)范; 4月 修改論文,準(zhǔn)備答辯。 四、參考文獻(xiàn) [1]王延溥,齊克敏,金屬塑性加工學(xué)-軋制理論與工藝,冶金工業(yè)出版社,2001.8 [2]王國棟,中國中厚板軋制技術(shù)與裝備,冶金工業(yè)出版社,2009.10 [3]崔風(fēng)平,中厚板生產(chǎn)與質(zhì)量控制,冶金工業(yè)出版社,2008.10 [4]張景進(jìn),中厚板生產(chǎn),冶金工業(yè)出版社,2005.3 [5]王生朝,中厚板生產(chǎn)實(shí)用技術(shù),冶金工業(yè)出版社,2009.6 1
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