重钢4100mm宽厚板车间设计开题报告

重庆科技学院

毕业设计（论文）开题报告

题目重钢4100mm宽厚板车间工艺设计

学院冶金与材料工程学院

专业班级材料成型与控制技术2009-1

学生姓名张雷学号**********

指导教师阳辉

2012年 2 月 25 日

毕业设计(论文)开题报告

1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

1.世界轧钢机发展史

轧钢机的出现和发展已经经历了几百年的时间，宽厚板轧机只是其中的一个分支。据记载，1480年意大利人达·芬奇 (Leonardo da Vinci) 曾设计出轧机的草图。1766年英国人帕内尔(J.Purnell)在轧制铅片的手遥式轧机基础上，设计出用于轧制熟铁棒材的双辊轧机。1783年英国人科特(H.Cort)制造出水轮驱动的二辊式型材轧机，使得型材轧制很快发展起来。1779年，J.皮卡德用蒸汽机驱动轧机，极大提升了轧机的应用能力。1854年欧洲建成用蒸汽机传动的二辊可逆式中厚板轧机。1864年美国建成三辊劳特式中厚板轧机。1891年，美国钢铁公司建成世界第一台四辊可逆式中厚板轧机。1897年，德国人采用电动机取代蒸汽机用以驱动轧机并取得成功。1910年捷克维特科维采哥特瓦德钢铁公司投产了一套4500mm二辊式厚板轧机。1912年苏联日丹诺夫依里奇冶金工厂也建成了一套同样的轧机。20世纪的两次世界大战中，庞大的军火需求极大推动了轧机发展。世界上陆续出现了双机架、半连续式、连续式中厚板轧机。二战后进入冷战对抗，美国、苏联、德国、日本又相继建成一批4100-55000m的宽厚板轧机。

早在1918年，美国为了建造航空母舰，在宾夕法尼亚州卢肯斯（Lukens）钢铁公司科茨维尔钢厂投产了一台当时世界最大的5230mm四辊式厚板轧机。这也是全球第一台5米以上特宽厚板轧机，为美国大批建造航母和战列舰提供了优质大单重舰船用宽厚钢板。1922年诺福克海军工厂用运煤船加装飞行甲板，改制成美国第一艘航空母舰——兰利号。从1922年至1950年间，美国凭借强大的工业实力共新建改建了46艘航母及上百艘护航航母，最终赢得二战胜利。

1935年德国突破一战限制，开始建造俾斯麦级战列舰，其侧舷装甲高8.4米，采用克虏伯公司制造的320毫米KCn/A表面渗碳硬化钢，全舰装甲钢板重达17450吨。为建造更大型的H级战列舰,1938年由克虏伯公司在多特蒙德的赫尔德(Horde) 钢厂建成一台5000mm四辊式特宽厚板轧机，以提供造船钢板。前苏联为了备战，于1940年在莫斯科镰刀和锤子（Serp i Molot）炼钢厂投产一台5300mm四辊式厚板轧机，大量生产坦克和军舰用装甲钢板，在卫国战争中做出了重要的贡献。5 [1 i0 I5 S# ?; f4 C& {" O, a 1940年前，意大利冶金公司特尔尼厂投产了一台4600mm二辊式厚板轧机。1941年日本为扩大侵略战争，耗费巨资从德国进口了一台1.4万吨自由锻造水压机，以及一台德国DEMAG公司制造的蒸汽机传动5280mm四辊式特宽厚板轧机，安装在日本制钢所室兰工厂，用以加速建造航空母舰和巨型战列舰。其整铸机架牌坊重达230吨，可轧制350mm 厚的钢板。1937年日本开始在吴海军工厂三号船渠建造大和级战列舰，侧舷装甲采用410毫米维氏硬化钢，由万吨水压机轧制，主炮防护盾正面装甲更是厚达650毫米，全舰装甲钢板重达22895吨，占全舰正常排水量的33%。在此期间，英国、法国、捷克及西班牙等国家也相继投产了一批宽厚板轧机，由此掀起一个建造航母和大型战舰的高潮，这是第二次世界大战中大西洋海战和太平洋海战的前奏。

二次大战后，随着机械制造、造船、桥梁、建筑、高压容器及大直径油气管线等行业的发展，世界共掀起过三次宽厚板轧机发展高潮。

第一次在美国。朝鲜战争后期，美国撤销了二战后不再建造大型航母的决定。1952年美国为建造“福莱斯特”级航母，在印第安纳州的格里(Gary)钢厂投产了一台5335mm 厚板轧机。到上世纪60年代前后，美国共新建成16台以160英寸(4064mm)二辊式加四辊式双机架为主的中厚板轧机，其中5米以上级特宽轧机1台，4064mm轧机7台，3米级轧机4台，以及3米以下中板轧机4台。

另外有8台轧机经过现代化改造，其中5米以上特宽轧机1台，4064mm轧机2台、

3米级轧机3台，以及2米级轧机2台，还淘汰了若干台三辊劳特式中板轧机。10年间使美国中厚板生产面貌发生了很大的变化，产量猛增，到1957年中厚板产量已提高至1000万吨以上，品种迅速扩大，生产出高强度船板、高韧性潜艇用板、高耐候桥梁板以及X80大口径直缝焊管用板。带动了长输管线的建设，在1961年至1969年间，新建成8套直径达406-1219mm的直缝焊管机组。在此期间，美国先后建成7艘大型航母，为冷战时期建设一支全球海军奠定了物质基础。! a) W% N G. u8 c) A0 O

前苏联为了加快海军的现代化，于1946年将从德国拆回的5000mm厚板轧机在下塔吉尔钢厂迅速投产，并于1984年在伊诺尔斯克（Izhorskiye）钢厂投产一台5000mm 四辊式厚板轧机，专门生产航空母舰和各种大型舰船用厚板。1962年法国敦克尔克钢厂新建一台4320mm单机架轧机，1984年进行技术改造时，新建一台5000mm精轧机，组成4320mm+5000mm双机架轧机，并于1985年投产，为戴高乐级航母提供了钢板生产条件。1970年德国迪林根（Dillingen）钢厂新建一台4300mm精轧机，并预留出粗轧机位置，但1985年扩建时增建一台5500mm粗轧机（德国DEMAG制造），发现粗精轧机尺寸差太大，于是把4300mm精轧机换成4800mm，组成5500mm加4800mm双机架轧机，精整线也做了相应修改。

上世纪七八十年代日本经济崛起，掀起了全球第二次中厚板轧机的建设高潮，短短几年间便新建成17台4700mm以上级四辊式双机架轧机。其中包括4台世界最大规格的5500mm特宽轧机，5台4.7米级轧机，l台4.2米级轧机，还有7台2-3米级中板轧机。上世纪50年代日本中厚板年产量只有200多万吨，到1974年已经达到2030万吨，使日本中厚板生产走向现代化，促使日本机械、船舶、汽车、家电、交通及建筑等各个领域得到迅速发展。尤其是生产船用钢板的5台4.7米级轧机，每台年产能达到200多万吨，有力地推动了日本造船工业的发展，使日本造船吨位迅速达到1000万吨以上，攀上世界第一造船大国的宝座。1970-1976年间，世界油价高起，为降低运输成本，需要建造30-50万吨级的超级油轮和长距离的大口径油气输送管线。日本四大钢铁公司一口气建成4台世界最大规格的5.5米级特宽厚板轧机，分别安装在住友金属鹿岛厂、新日铁大分厂、川崎制铁水岛厂和日本钢管扇岛厂，主要生产特大油轮用宽板和大口径直缝焊管。这类单机架轧机年产能高达150万吨上，使日本一举成为全球钢材出口大国。30多年过去了，这些轧机尽管已经老旧，但在日本企业不断进行技术改造的条件下，依然保持着良好的产品声誉。

2003年开始，世界第三次中厚板轧机建设高潮在中国大地上掀起。至2009年10月末，全国共建成投产了2800mm至5500mm四辊式单机架或双机架中厚板轧机共35台，其中5000mm以上级别轧机4台，4100-4300mm轧机9台、3800mm轧机6台，3500mm轧机12台（含单机炉卷3台)，另外还有2800mm级轧机4台。2003年前已经投产的26台中厚板轧机也都经过了不同程度的技术改造。此外规划建设的5000mm以上轧机还有7台。

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2.我国中厚板轧机发展历史

我国的第一套中板轧机于1936年在鞍钢建成，属于三辊劳特式轧机。新中国成立后，在前苏联的援助下，我国的中厚板生产装备和工艺技术水平有了很大提高，先后建成了重钢2440mm中板轧机、武钢2800mm中板轧机等13套三辊劳特式轧机，为我国板材生产奠定了坚实的基础。70年代后，我国的中厚板轧机开始向宽板面方向发展，1978年在舞阳钢厂建成了我国自行设计制造的第一套4200mm厚板轧机：首钢引进了国外3300mm 二手宽厚板轧机设备。这两套轧机主要用于生产特殊钢板，满足了当时核动力设备、舰船、潜艇、大型工程机械和民用钢制船舶生产的需要。

在工艺技术和装备水平发展方面，20世纪80年代，国内中厚板生产企业均多次对