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内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：设计年产136万吨的4100mm宽厚板车间学生姓名：董振华学号：1076806536专业：材料成型及控制工程班级：10级成型5班指导教师：曹建刚（教授）内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）2设计年产量136万吨的宽厚板厂摘要关键词：宽厚板；生产工艺；车间设计；轧制内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3Designofheavyplateplantwith136milliontonannualoutputAbstractKeywords:内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）4第一章总论宽厚板主要用于造船、桥梁、建筑、汽车制造、容器制造、机械制造等行业，并且随着国民经济的增长，需求量也大为增加，品种范围也十分广泛。1.1国内外宽厚板生产发展概况1.1.1国内宽厚板生产发展概况新中国成立之后，苏联的援助建设下，我国的宽厚板轧机有了很大的发展，在质量和性能上都有了明显提高。我国先后又在武钢建成3800mm宽厚板轧机、济钢3500mm宽厚板轧机等13套三辊劳特式轧机，为我国以后的板材发展提供了坚实的基础。70年代以后，由于国外市场的限制对我国出口先进设备技术，我国开始了自行研制板材的生产，并逐步向宽板方向发展研制。在1978年舞阳钢厂自行研制设计制造了第一套4200mm宽厚板轧机；首钢从国外引进国外已淘汰不用的二手设备3300mm宽厚板轧机，但这俩套轧机设备也满足那个时候我国国防建设的需要[1]。改革开放后，我国的宽厚板轧机大多在原有的基础之上再稍加改进和引进国外先进设备进行改装，能解决基本上的轧机的尺寸偏小、长度偏短、宽度偏窄、板型质量差、偏差大以及在经济效益上有了很大的提高。最后，我国通过十几年的改进、发展和引进国外较先进技术，不断的提高了轧机的产能、生产技术和生产设备，并且我国的轧机也具备较先进电控设备、热处理工艺和控制轧制控制冷却的装备技术水平。进入21世纪以后，我国的经济水平达到前所未有的提高，国内GDP也迅速提高。我国的钢铁企业开始了雨后春笋大量从国外引进新的宽厚板轧机生产设备和生产技术，使得生产的品种范围扩宽，生产的领域范围也更大。十一五期间，酒钢引进了一套具有高强度的3800mm宽厚板轧机，并且实现了厚度自动控制和过程自动化生产。宝钢5000mm轧机投产，鞍钢、济钢、武钢进行宽厚板轧机的改造和自主技术设备的应用。最近些年，我国首钢、宝钢、鞍钢通过自主研发和引进国外先进的技术设备相结合，建成了一批4000mm以上的大型宽厚板轧机，继承了世界上国外先进企业宽厚板轧制技术和设备，同时结合我国自主研发的关内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）5键技术和控制相结合，使得我国宽厚板工艺、技术和产品达到国际技术水平的行列。1.1.2国外宽厚板生产发展概况在西方经历了俩次工业革命后，在十九世纪末期，欧洲的英国、德国和法国等工业化初期的国家，先后出现了生产宽厚板的小型作坊工厂。美国在1850年生产初用二辊可逆式轧机轧制出中板，到了1864年美国设计世界上第一套三辊劳特式轧机，轧材不需要旺夫反转，通过升降台上下移动进行轧制；再到1891年，为适应军队舰船、商船的发展，提高板材的设置精度，美国设计出第一套四辊可逆式中板轧机；1907年，为进一度提高钢材的精度和质量，美国又设计出世界第一套万能厚板轧机，在当时是最先进的生产设备[2]。二战期间，由于战争催生出的兵器，需要更好质量的板材为坦克、舰船、汽车等作原料，在日内瓦建成了一套3350mm半连续式中板轧机，年产能达到188万吨,成为当时世界上生产中板最多的轧机；到1910年，捷克设计投产一4500mm二辊厚板轧机；再到1940年，原苏联设计投产了5300mm四辊厚板轧机。在此期间，欧洲大陆陆续投产4000-4500mm一大批宽厚板轧机，并促进了当时宽厚板生产技术的革新。二战结束后，全球经济开始复苏，人民生活的提高。机械制造、造船、桥梁、建筑、压力容器罐和大口径输油管、输送管等部门的发展，能源开发和焊接技术的进步，以及远洋运输的能力，对宽厚板的需求量、质量性能上以及种类上，都有很大的要求。1.2新建车间的可行性及必要性分析设计说明：设计年产136万吨的宽厚板厂（典型产品为Q235钢，规格为18mm、32mm，18mm占年产量6.5%），以包头地区选址为依据，进行建厂并参考设计与分析。1.2.1工业用地情况包头位于渤海经济区与黄河上游资源富集的地域区交汇处，位于内蒙古中西部，南临黄河，蒙古高原南部，河套平原接壤，南与土默川平原相接。总面积27691平方公里，其中山地占14.49%，丘陵草原占75.51%，平原占10%。已开发和利用的土地中，市区面积140余平方公里[3]。大面积草原、平原地域利于大内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）6面积、大规模、整体性建设厂房区。包头是连接华北地区和西北地区重要的交通枢纽带，使得这里有着重要的战略要地。包头在历史上是西北重要的贸易地区。新中国成立后，包头得到更快的发展。在经历50多年的建设，建成了以冶金、机械制造、化工等为主包括生产出钢铁、大型机械、钢管、有色金属、磁性材料、电子、稀土、酿造、纺织品、服装、皮革、造纸、制糖、化肥、陶瓷、印刷以及民族用品、艺术工艺、生活用品等比较齐全的新兴大都市工业基地。1.2.2物料供应情况包头境内的大青山、乌拉山以及白云鄂博高地，在数百万年间，经历了多次的强烈地质作用，地下形成了大量矿产丰富的资源。矿产资源品种多、储量大、品位高、分布集中，利于开发。在探明的矿产种类有72种，矿产类型14个，产地达400多处。主要矿产资源有煤、油页岩、铁矿、稀土、钛、铌、锰、黄金、铜、云母、石灰石、大理石、高岭石、脉石、萤石、石墨、石膏、石棉、方解石、珍珠岩、钾长石等矿种。铁矿资源已探明储量为13.08亿吨，产出有多处，目前利用的铁矿处有白云鄂博矿区、黑脑包矿区、公益民矿区三处。为包钢提供了原材料基地，白云鄂博矿区是个大型矿区，其中稀土不仅是矿产资源，还是我国的战略资源优势。煤炭主要来自于固阳和大青山盆地分布的资源，已探明储量为10亿多吨，为炼铁、化工、生活能源提供了保障[3]。1.2.3水资源供应情况包头的发展有着充足的水资源做后盾。可提供包头市区用水的资源有地下水资源、水库水还有黄河水。黄河流经包头境内214公里，水深1.6到9.3米，水面宽从130米到458米。平均流速为1.4米每秒，到了汛期最大流量达每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，为包头的工业、农业和人民的生活提供了足够的水资源。此外，还有哈德门沟、困都沦河、五当沟、水涧沟、美岱沟、艾不盖河等河流，水流量可观，也是重要可以利用的水资源[3]。1.2.4交通运输情况包头是内蒙古交通运输最发达的地区之一，呼包银经济带、呼包鄂城市群的中心城市之一，全市公路总里程达到6739公里，人均公路长度居全国之首[4]。交通四通发达，给运输带来方便。其中，包头作为连接西北、华北的重要枢纽。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）7这里是铁路及邮电并存的信息枢纽，包头火车站开通了京包、包兰、包新、包神、包西、包环线。北可到重要的铁矿去白云鄂博，西去新疆、青海等地，南到兰州、西安、太原，东去北京、天津。同时还开通去往四川成都，上海的铁路航线。新中国成立之初新建的机场，经过几十年的改造扩建，像大型客机波音737这样的飞机也能满足起降的需要。同时，物流贸易也在这城市迅速发展，给城市也带来了活力，注入了新的服务。1.2.5宽厚板的销售现状21世纪以后，国内的经济得到快速发展，人民的物质生活提高。人们对能源的需求，不仅刺激着汽车、建筑、造船、大型机械、输送管等行业的发展。这些行业也大量需要原材料的供应、质量、性能的要求。虽然，近年来宽厚板功大于需求，宽厚板的销售状况低迷，但总体销售前景大为乐观。如根据上海生产资源交易市场一些钢贸公司的开盘价如下：二线资源（14-20mm)普板价格为每吨3480元,营口产普板价格每吨为3510元；一线资源，如马钢产的14-20mm普板价格为每吨3560元，低合金宽厚板主流价格为每吨3680元，40mm普板价格为每吨3560元，低合金宽厚板为每吨3740元[5]。目前价格略涨，但总体宽厚板市场供大于求，需求不足，建筑、造船行业的需求量下降，不足以带动宽厚板大的供应量，增速放缓。供需依然是大的差距，不能满足市场的要求。而特别是一些高附加值的宽厚板产品依然有很大的发展空间，价格也是可观，在国际市场依然是最大的需求量。第二章产品大纲的确定与金属平衡表的编制2.1产品方案的编制2.1.1产品方案产品方案的含义为是指所设计的车间拟生产产品的名称、钢种、规格、交货状态、执行标准、年计划产量及各钢种在总产量的比例。表2-1产品方案表序号产品名称代表钢号原料规格（厚×宽×长）mm产品规格（厚×宽）mm产量（万占总比例%内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）8吨）1碳素结构钢Q235A250×2000×220015~25×380042152Q235B250×2000×220030~45×340038143建筑结构钢SN490B160×1500×260010~20×380030114管线钢X80210×1800×280030~45×320030115造船板A36250×2200×210030~45×300030116锅炉板15CrMo250×2200×210025~35×34002597容器板15MnVR180×1400×260010~25×36002598结构钢板Q295100×1500×260010~25×38002079低合金高强度钢Q345A100×1500×260010~25×320020710耐蚀钢板12MnSiCu250×2000×220025~35×320010311桥梁钢板50W210×1200×260020~30×3600103合计2801002.1.2产品方案的制定原则及编制依据产品方案的制定原则是在适应市场需要的前提下，应根据原料、辅助设施、总图、环保、能源、投资等来确定轧钢车间的设计规模。产品方案的编制一般应遵循下列原则：一、产品方案的编制根据国内外市场短期和长期对产品数量、品种、质量和性能等方面的需要进行调查，同时，兼顾国民经济各部门情况，即考虑当前的需要，又考虑将来发展建设的需要。二、产品方案的编制应考虑国内外钢厂生产的布局和配套设施以及出口的问题。三、建厂的地区条件、自然条件、生产资源、运输条件、投资等的可能性进行分析确定。2.2产品大纲的确定产品大纲主要包括:车间生产的钢种和生产规模；各类产品的品种和规格；各类产品的数量和在总产量中所占的比例，以及产品的材料成分比例。本次设计内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）9的品种为：碳素结构钢、建筑结构钢、管线钢、造船板、锅炉板、容器板、结构钢板、低合金高强度钢、耐蚀钢板、桥梁钢板进行设计的需求。2.3金属平衡表根据产品方案和设计任务书的要求，其内容包括产品方案中每种产品的所需要的原料用量，烧损，几何损失（切损为主、残屑），轧废比例，成材率，金属消耗系数，成品量。合理制定以上所需要的内容是正确设计工艺流程的重要依据基础。2.3.1确定计算产品的成品率成品率指合格成品质量与投料量之间的比例百分数。也就是说一吨坯料能够所生产出的合格产品重量的百分数。其计算公式[6]为：100%QWbQ（2-1）式中b--成材率，%；Q--原料重量，t；W--金属的损失重量，t。2.3.2金属平衡表的分析金属消耗系数是轧钢生产中最主要的消耗，通常占产品成本的一半以上，因此，降低金属消耗对节约金属，降低产品成本有重要的意义。金属的消耗通常以金属消耗系数表示，其计算公式为：wkQ（2-2）K—金属消耗系数；W—投入的坯料重量；Q—合格产品的重量。金属消耗系数一般由以下金属消耗组成：内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）10(1)烧损：指金属在高温下的氧化损失，约0.2--6.0%。它主要包括坯料在加热过程中生成的氧化铁皮和轧制过程中形成的