中國中厚板軋制技術(shù)與裝備

前言

中厚板是重要的鋼材品種，一般占鋼材總產(chǎn)量的10％左右。中厚板廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、造船、工程機(jī)械、容器、能源、建筑等各行各業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要的地位。作為一個(gè)快速發(fā)展的發(fā)展中國家，我國正在進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)，對中厚板的需求一直非常強(qiáng)勁。2008年我國中厚板產(chǎn)量為5971萬t，占我國當(dāng)年鋼材總產(chǎn)量的10．26％。中厚板生產(chǎn)的特點(diǎn)是小批量、多品種、產(chǎn)品性能要求高、生產(chǎn)過程復(fù)雜。我國中厚板行業(yè)隨著國民經(jīng)濟(jì)總體的發(fā)展而不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)成為中厚板生產(chǎn)的大國。中華人民共和國成立初期，我國只有鞍鋼有一臺3輥勞特式2300mm中板軋機(jī)，產(chǎn)品也只有最初級的碳素鋼板。以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的增長，在中央和地方企業(yè)建設(shè)了一批2000—2500mm的中板軋機(jī)，而且形成了相應(yīng)的建設(shè)規(guī)范。但是，其技術(shù)內(nèi)涵和產(chǎn)品的質(zhì)量水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。改革開放以來，我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，通過技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新，我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品也日新月異，發(fā)展迅猛。20世紀(jì)90年代，鞍鋼首先引進(jìn)了二手的4300mm中厚板軋機(jī)，同時(shí)酒鋼、舞鋼也分別弓l進(jìn)了3000mm和3800mm中厚板軋機(jī)，我國的中厚板生產(chǎn)開始向國際水平靠近。到世紀(jì)之交，首鋼率先利用國產(chǎn)化技術(shù)，建設(shè)了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的3500mm中厚板軋機(jī)，開發(fā)的高剛度軋機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、控制冷卻系統(tǒng)、矯直機(jī)等輔助設(shè)備具有鮮明的特色和優(yōu)良的性能，開始了我國自主研發(fā)大型中厚板軋機(jī)的先河。最近幾年，我國寶鋼、鞍鋼等單位采用自主集成和引進(jìn)國外技術(shù)相結(jié)合的方式，建設(shè)了一批4000mm以上的大型中厚板軋機(jī)，我國中厚板的工藝、裝備和產(chǎn)品已經(jīng)逐步達(dá)到國際先進(jìn)水平。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已經(jīng)建成和正在建設(shè)的4m級的中厚板軋機(jī)15套，5m級的中厚板軋機(jī)8套。全部建成后，我國將具備中厚板生產(chǎn)能力近1億t。

內(nèi)容概要

　　《中國中厚板軋制技術(shù)與裝備》以我國中厚板軋制技術(shù)的發(fā)展為背景，基本匯集了截止到2008年底我國（不包括臺灣省）已建、在建的中厚板生產(chǎn)廠技術(shù)與裝備情況；介紹了國際上，特別是我國近年中厚板軋制技術(shù)的最新進(jìn)展，力求反映出在新的形勢下，中厚板行業(yè)為了實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也為了用自己的先進(jìn)產(chǎn)品服務(wù)、引領(lǐng)各行各業(yè)的技術(shù)不斷進(jìn)步，在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品性能檢測和自動(dòng)控制等方面所開展的創(chuàng)新性工作和取得的主要進(jìn)展，反映出中厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。同時(shí)《中國中厚板軋制技術(shù)與裝備》從軋制過程自動(dòng)化、硬件結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、軟件開發(fā)設(shè)計(jì)等不同角度闡述了中厚板生產(chǎn)的核心技術(shù)?！吨袊泻癜遘堉萍夹g(shù)與裝備》附錄中以表格形式列舉了我國主要中厚板廠的生產(chǎn)設(shè)備，以翔實(shí)的數(shù)據(jù)反映出我國已建和在建中厚板軋機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)和先進(jìn)程度?！　　吨袊泻癜遘堉萍夹g(shù)與裝備》內(nèi)容豐富，資料翔實(shí)可靠，可供中厚板生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、教學(xué)、科學(xué)研究及管理部門人員參考使用。

書籍目錄

1 中厚板軋制工藝概述1．1 流程概述1．2 工廠平面布置1．2．1 中厚板工廠平面布置概略1．2．2 平面布置與區(qū)域總圖的關(guān)系1．2．3 主生產(chǎn)線布置對平面布置的影響1．2．4 加熱爐及板坯庫的布置1．2．5 熱機(jī)軋制在單、雙機(jī)架上的實(shí)現(xiàn)方式1．2．6 冷床布置形式及寬度和面積的選擇1．2．7 磨輥間布置1．2．8 成品運(yùn)輸方式對平面布置的影響1．2．9 生產(chǎn)線主要設(shè)備的間距確定1．3 中厚板軋機(jī)的發(fā)展、形式及選擇1．3．1 中厚板軋機(jī)的發(fā)展概況1．3．2 軋機(jī)的主要類型及布置形式1．3．3 軋機(jī)規(guī)格的選擇1．4 原料1．4．1 原料種類1．4．2 原料的接收和管理1．4．3 原料的表面檢查和清理1．4．4 坯料的定尺切割1．5 加熱1．5．1 加熱目的1．5．2 加熱溫度1．5．3 加熱速度1．5．4 加熱制度1．5．5 加熱缺陷1．5．6 加熱爐熱工操作1．5．7 加熱爐生產(chǎn)能力1．5．8 熱送熱裝1．6 除鱗1．6．1 概述1．6．2 高壓水除鱗的機(jī)理1．6．3 除鱗系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)確定1．7 軋制1．7．1 軋制過程1．7．2 軋制工藝1．7．3 分階段軋制和多塊鋼軋制1．7．4 板形控制技術(shù)1．8 冷卻1．8．1 控制冷卻1．8．2 自然冷卻1．8．3 強(qiáng)制冷卻1．8．4 緩慢冷卻1．9 矯直1．9．1 鋼板變形的類型1．9．2 矯直的方式1．9．3 矯直工藝參數(shù)1．9．4 矯直缺陷及預(yù)防措施1．10 精整1．10．1 剪切和切割1．10．2 表面檢查、修磨1．10．3 超聲波探傷1．11 熱處理1．11．1 概述1．11．2 熱處理操作工藝1．11．3 熱處理設(shè)備配置1．12 成品檢驗(yàn)1．12．1 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1．12．2 質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容1．12．3 檢驗(yàn)設(shè)備1．12．4 國內(nèi)某厚板廠檢驗(yàn)室參考文獻(xiàn)2 中厚板的產(chǎn)品和原料2．1 中厚板的定義和分類2．1．1 定義2．1．2 分類2．1．3 尺寸精度2．1．4 力學(xué)性能2．1．5 其他性能2．1．6 表面性狀2．2 中厚板的生產(chǎn)原料2．2．1 原料的尺寸2．2．2 鑄錠2．2．3 連鑄坯2．2．4 焊接復(fù)合坯參考文獻(xiàn)3 中厚板軋機(jī)3．1 中厚板軋機(jī)機(jī)組組成3．2 軋機(jī)本體3．2．1 機(jī)架裝置3．2．2 軋機(jī)輥系3．2．3 電動(dòng)壓下裝置3．2．4 液壓AGC3．2．5 上支撐輥平衡裝置3．2．6 軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)3．2．7 竄輥裝置3．2．8 工作輥平衡和彎輥裝置3．2．9 軋線標(biāo)高調(diào)整裝置3．2．10 支撐輥換輥軌道3．2．11 機(jī)架輥3．3 軋機(jī)主傳動(dòng)裝置3．3．1 主電機(jī)3．3．2 萬向接軸3．3．3 接軸平衡裝置3．3．4 安全聯(lián)軸器3．4 換輥裝置3．4．1 工作輥換輥裝置3．4．2 支撐輥換輥裝置3．5 機(jī)前、機(jī)后工作輥道和推床3．5．1 機(jī)前、機(jī)后工作輥道3．5．2 機(jī)前、機(jī)后推床3．6 立輥軋機(jī)3．6．1 現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)線立輥軋機(jī)的主要作用3．6．2 立輥軋機(jī)的設(shè)備組成3．6．3 軋輥更換3．6．4 立輥軋機(jī)的參數(shù)參考文獻(xiàn)4 數(shù)學(xué)模型4．1 軋制力模型4．1．1 軋輥壓扁半徑的影響4．1．2 應(yīng)力狀態(tài)影響函數(shù)的影響4．1．3 變形抗力的影響4．1．4 殘余應(yīng)變的影響4．1．5 相變的影響4．2 溫度模型4．2．1 鋼材的熱輻射和與周圍環(huán)境之間的對流4．2．2 高壓水除鱗造成的溫降4．2．3 與軋輥接觸產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)4．2．4 塑性變形功轉(zhuǎn)變而來的熱量4．3 板凸度模型和平直度計(jì)算4．4 彈跳模型4．4．1 輥系彈性變形分析4．4．2 軋機(jī)牌坊和相關(guān)機(jī)械部分的彈性變形4．4．3 新型彈跳模型4．5 軋輥磨損模型4．6 軋制力矩模型4．7 前滑模型參考文獻(xiàn)5 軋制規(guī)程制定和軋機(jī)設(shè)定5．1 軋制規(guī)程的制定原則5．2 軋制策略的確定5．3 軋機(jī)負(fù)荷分配5．3．1 恒比例凸度法5．3．2 聯(lián)合控制凸度．板形法5．3．3 帶有板形控制的滿負(fù)荷道次分配法5．3．4 壓下量逐步逼近優(yōu)化法5．3．5 綜合等負(fù)荷算法5．3．6 負(fù)荷協(xié)調(diào)分配算法5．3．7 帶彎輥的逼近滿負(fù)荷分配法5．4 軋機(jī)設(shè)定計(jì)算5．4．1 設(shè)定計(jì)算的作用5．4．2 設(shè)定計(jì)算的組成結(jié)構(gòu)5．4．3 設(shè)定計(jì)算數(shù)據(jù)流5．4．4 設(shè)定計(jì)算功能的調(diào)用5．5 多坯交叉軋制和軋制節(jié)奏控制5．5．1 時(shí)位圖5．5．2 多坯交叉軋制模式的時(shí)間判斷5．5．3 多坯交叉軋制模式的空間限制5．5．4 出爐時(shí)間控制參考文獻(xiàn)6 中厚板厚度自動(dòng)控制6．1 概述6．2 中厚板軋制時(shí)計(jì)算機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)6．2．1 基礎(chǔ)自動(dòng)化級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6．2．2 過程控制級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6．2．3 中厚板厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6．2．4 中厚板軋機(jī)檢測儀表6．3 中厚板軋制時(shí)厚度自動(dòng)控制的基本形式及基本原理6．3．1 反饋式厚度自動(dòng)控制的基本原理6．3．2 前饋式厚度自動(dòng)控制的基本原理6．3．3 監(jiān)控式厚度自動(dòng)控制的基本原理6．3．4 軋制力AGC(P—AGC)控制系統(tǒng)的基本原理6．3．5 液壓式厚度自動(dòng)控制的基本原理6．3．6 絕對值A(chǔ)GC(ABS—AGC)控制系統(tǒng)的基本原理6．3．7 動(dòng)態(tài)設(shè)定型AGC(D—AGC)控制系統(tǒng)的基本原理6．4 厚度自動(dòng)控制的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)……7 中厚板板凸度和板形控制技術(shù)8 中厚板平面形狀控制9 中厚板的控制軋制與控制冷卻10 控制冷卻設(shè)備及其自動(dòng)化11 輔助設(shè)備12 中厚板的加熱設(shè)備與熱處理設(shè)備13 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)附錄

章節(jié)摘錄

插圖：1．2．3．6舞鋼4200mm厚板廠舞鋼4200mm厚板廠于1978年9月投產(chǎn)，采用單機(jī)架四輥4200mm軋機(jī)，是我國自行設(shè)計(jì)和制造的第一套四輥寬幅厚板軋機(jī)。經(jīng)過30多年的生產(chǎn)，目前該廠的原料以連鑄坯為主，鋼錠為輔，還有部分自開坯；產(chǎn)品仍以特厚板為特色，主要生產(chǎn)各類結(jié)構(gòu)板、機(jī)械工程用板、鍋爐容器板、造船板、耐磨板和裝甲板等。由于原料和產(chǎn)品的特點(diǎn)，該廠配有完整的加熱、軋制、冷卻、矯直、剪切、精整和熱處理生產(chǎn)設(shè)備，既能生產(chǎn)普通規(guī)格產(chǎn)品，也能生產(chǎn)特厚板，產(chǎn)品中熱處理材所占比例較高。設(shè)備配置主要有均熱爐、連續(xù)式加熱爐、立輥、四輥軋機(jī)、加速冷卻裝置、熱矯直機(jī)、冷床、檢查修磨臺架、剪切線、特厚板冷卻收集裝置、緩冷坑、連續(xù)式熱處理爐、淬火機(jī)、熱處理線、車底式爐、外部機(jī)械化爐和壓平機(jī)等。生產(chǎn)線采用“折返型”布置：在冷床出口經(jīng)過兩次折返，進(jìn)入剪切線。成品鋼板通過橫移平車和行車由剪切跨送往平行設(shè)置的各個(gè)水平跨成品庫。經(jīng)數(shù)次擴(kuò)建，目前廠房的總長度約1160m。廠房全部為平行跨結(jié)構(gòu)，鋼錠跨順長布置在軋機(jī)跨的延長跨內(nèi)，特厚板處理跨設(shè)在軋線上部的水平跨內(nèi)，成品庫和熱處理跨設(shè)在剪切跨后部的5個(gè)水平跨內(nèi)。坯料主要通過鐵路，由煉鋼和連鑄車間分別送入板坯庫或鋼錠跨，成品主要采用鐵路發(fā)貨。平面布置如圖1—10所示。

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《中國中厚板軋制技術(shù)與裝備》由冶金工業(yè)出版社出版。

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