年产150万吨中厚板车间工艺设计

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本科生毕业设计开题报告

题目：年产150万吨中厚板车间工艺设计

学院：冶金与能源学院

专业：材料成型及控制工程

班级：

姓名：

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指导教师：

2015年11 月15 日

一．选题背景

1.1题目来源

冶金行业经过了近８年的高速发展，行业的钢材产能已经达到近６亿吨／年。已有和在建的中厚板生产线近７０条，中厚板生产能力达到接近７０００万吨／年。但是国际金融危机的影响和国内经济周期的调整，钢铁产品市场成了典型的买方市场。冶金企业如何在这一轮经济调整中，实现技术和产品的转型成了决定企业生存的关键。各中厚板生产厂纷纷根据自身的技术装备特点、技术研发能力、市场客户需求确定自己的产品战略定位。综合实力强的企业，全力体现出产品的差异化战略，坚持不懈地开发生产其他企业无法生产或难于生产的市场短线、高档产品。高档次产品开发离不开性能控制技术，性能控制的新技术不仅提高钢板的性能，还可以带来生产成本的降低。

1.2项目概述：

经过对国内外中厚板市场现状的分析以及前景预测，综合对当地各种物料供应、能源等其它资源的分析，我们选择区域与资源优势居一体的唐山曹妃甸地区作为建厂厂址，设计一座年产量150万吨4300热轧中厚板车间，并且能够生产规格齐全、性能优良，能满足市场需求的产品。

1.3中厚板简介

中厚钢板：厚度大于4mm的钢板属于中厚钢板。其中，厚度4.0-20.0mm的钢板称为中厚板，厚度20.0-60.0mm的称为厚板，厚度超过60.0mm的为特厚板。

中厚板的用途：

中厚板主要用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁等行业，并且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。

（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-20~450℃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。

1.4我国中厚板生产技术现状

1.4.1中厚板轧钢生产线的工艺装备

中厚板轧钢生产线的工艺装备是在钢坯质量一定的前提下保证最终产品质量的重要环节。以往的轧钢厂是以轧机为中心，其余的装备往往是因陋就简，尤其是在以普材为主的生产厂更是如此。中厚板的生产尽管在加热和精整工序上考虑了一些如不产生划伤和剪切质量等因素，但是随着产品质量、品种规格、产品档次和用途等市场因素的变化，各生产厂已开始逐步重视并对整个工艺线进行分析、升级和改造。由于历史原因，我国目前大部分中厚板轧机生产线的总体装备水平与国外先进水平存在一定的差距。主要体现在：

1)规模小，装备水平低；

2)加热炉大部分为推钢式，加热能力和质量保证能力差；

3)后部精整能力不足，因陋就简，如矫直机(几乎没有冷矫)，纵剪能力达到30 mm以上的不多，且剪切质量差。在线无损探伤线、热处理和喷丸等工艺大部分工厂没有配备；

4)核心技术不精、不专，主要体现在控温、辊型设计、水冷和控制轧制等，尤其是独特的、具有自主知识产权的工艺、产品不多。与国外先进企业比较，国内中厚板轧钢厂尽管在装备上存在着一定的差距，但近几年一些大钢厂正在逐步引进、消化和改造一批中厚板生产设备和工艺，如首钢和济钢的3 500 mm轧机、鞍钢的4 300 mm轧机和宝钢的5 000 mm轧机等陆续投产；首秦公司的4 300 mm轧机，天津、唐钢和福建三明的3 500mm轧机等一大批即将投产的中厚板轧机，将逐渐参与中厚板的市场竞争，这对我国的中厚板生产企业提升整体装备水平、提升产品档次和质量将会起到极大的促进作用

1.4.2中厚板的生产技术是产品的核心

随着国内中厚板产能增加、工艺不断升级改造和引进新的工艺装备，产品档次的提升和质量的提高应源于工艺技术的开发和应用。钢铁产品的现代技术主要有4个方面，即钢质洁净技术、微合金化技术、晶粒细化技术和尺寸、表面精准化技术。这4方面的技术集成最终体现在钢材性能最佳和生产成本最低。钢质洁净技术是冶炼专业的工作，但后3个方面的技术将与轧制工艺技术紧密相关。微合金化的设计与轧制工艺紧密配合，形成细晶强化。实践证明：细晶强化改变了以往碳当量的强化机理；微合金元素V、N-V、Nb和Ti等合金元素的不同组合，在一定的轧制工艺条件下，以析出强化、固溶强化的方式提高钢材的综合性能。

1.5中厚板轧机生产工艺的发展趋势

1.5.1中厚板轧机生产工艺方案

一种是传统的常规中厚板生产线，如三辊式劳特轧机、单机架四辊轧机、双机架两辊粗轧+四辊精轧、双机架四辊粗轧+四辊精轧机组。另外一种是20世纪80年代逐步发展起来的，即可单张钢板轧制，又可采用卷轧方式生产中厚板。

宽炉卷轧机产品定位于中低档，适合单一品种、大批量、高效率，单机架宽炉卷轧机年生产规模110万吨，投资较高。韶钢一期新建单机架3500mm 轧机，生产规模80万吨，预留二期上热卷箱及卷取机的位置，总投资14亿元（外汇4200万美元）；安阳钢厂新建中厚板炉卷车间，生产能力110万吨，总投资约18亿元。常规中厚板轧机产品定位于中高档，具有投资省、见效快、备品备件国产化率高等优点，如北台、济钢双机架3500 mm中厚板轧机，年生产能力140万吨（生产普碳钢时），投资约12～14亿元。

1.5.2中厚板车间现状及发展趋势

（1）主轧机的型式