中厚板设计论文.doc

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辽宁科技大学本科生毕业设计
中厚板车间设计及船板制备新技术
摘要
本设计是年产量为90万吨的中厚板生产车间，其典型产品为Q235B ，14×2800×9000mm。在整个设计过程中，简单介绍了中厚板生产技术的发展，国内外的差距以及采用的新技术；该车间的主要设备包括：两座步进梁式加热炉、翻转机装置、高压水除磷装置、一台四辊可逆式轧机，还有各种附属设备。在设计时，以设定的年产量为基础，结合各产品的市场前景，按规格合理的设计了产品方案，制定了金属平衡表；并以典型产品为例，制定工艺流程和轧制制度，其中轧制制度包括：压下制度、速度制度、温度制度和辊型制度；并进行了轧制力计算、电动机载荷和轧辊强度的校核。设计中对年产量进行了计算，提出各项经济技术指标以及对环境保护的措施。得出了科学合理的中厚板车间设计方案。专题中简单分析了船板最新发展新技术。最后对设计的内容进行了C语言编程，绘制了一张车间平面图，最后附有一篇外文资料及译文。本车间的设计特点包括：产品高强度，机械性能好，采用了先进的生产技术，考虑了环保的要求。从总体上说，达到了高产低耗。

关键字 中厚板；轧制制度；船板

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辽宁科技大学本科生毕业设计
A technological design of heavy plate plate and preparation of new technology design on ship plate
Abstract
In this paper,a heavy plate plant which produces 90 ten-thousand tons per year was designed in this thesis .The typical product is Q235B14×2800×9000mm. The design is simply introduced the development of production technology of the heavy plate in a whole design, the disparity gap of the home and abroad and the heavy plate means in this design ,and adopt the new technology. The main include: 2 step-beam furnace, reversal device high-pressure-water descaling unit, 1 four-roll reservable rough mill, as well as various appurtenances. According to the designed annual capacity, and considering market prospects of the products, the products’ scheme and metal balance were designed reasonably. The rolling system includes: press-down system, velocity system, temperature system, and roll shape system. Then, the roll force was calculated; the electromotor load and the roll strength were checked. the electromotor load and the roll strength were checked.And maked out a scientific and reasonable heavy medium plate design scheme .in the chapter of special topic introduced some lastest technology of the ship plate.And design a C language program of the design content.A plant layout drawing was also accomplished in the design, An English paper and its translation by author were attached to the thesis. The features of the designed workshop include: of high strength of products and mechanical property of the products, adoption of advanced processing technology, and environmental protection consideration. The plant achieves high production in lower consumption.

Key words： heavy plate ; rolling system ;ship plate

目录
摘要 I
Abstract II
1 综述 1
1.1 前言 1
1.2 中厚板发展历史 1
1.3 中厚板生产现状 2
1.3.1 国外中厚板生产现状 2
1.3.2 国内中厚板生产现状 4
1.3.3 我国与国外中厚板生产存在的差距 5
1.4 现代中厚板生产中采用的新技术 8
1.5 本设计目的和意义 9
2 产品大纲及金属平衡表的制定 11
2.1 产品大纲的制定 11
2.2 原料的种类和技术要求 11
2.2.1 原料的种类 11
2.2.2 原料的技术要求 12
2.2.3 成品的技术要求 12
2.3 编制金属平衡表 12
3 主要生产设备的选择 14
3.1 原料区设备选择 14
3.2 加热区设备选择 14
3.3 轧钢区设备选择 15
3.4 精整区设备选择 19
3.5 热处理区设备选择 20
4 工艺制度制定 23
4.1 引言 23
4.2 原料制度 24
4.2.1 坯料的技术条件 24
4.2.2 板坯验收与管理 24
4.3 加热制度 25
4.3.1 概述 25
4.3.2 三段式加热炉炉温曲线 26
4.4 轧制制度 27
4.4.1 宽展过程 28
4.4.2 纵轧过程 28
4.4.3 轧机类型 28
4.4.4 轧机布置形式 29
4.5 矫直制度 30
5 轧制工艺参数设计 31
5.1 坯料的选择 31
5.1.1 原料的种类 31
5.1.2 原料的尺寸 31
5.2 轧制制度 32
5.3 速度制度 32
5.4 轧制时的前滑与后滑 33
5.5 轧制时间 33
5.5.1 横轧轧制时间 33
5.5.2 纵轧轧制时间 34
5.5.3 间隙时间 35
5.6 温度制度 35
5.7 计算各道变形程度 36
5.8 计算宽展 36
5.9 计算各道平均单位压力、总压力 37
5.10 计算传动力矩 38
6 校核和辊型设计 41
6.1 咬入条件的校核 41
6.2 轧辊强度校核 41
6.2.1 工作辊强度校核 43
6.2.2 支承辊强度校核 44
6.2.3 工作辊与支承辊间的接触应力 45
6.3 主电机功率校核 46
6.3.1 可逆式轧机主电机过载校核 46
6.3.2 典型产品轧制图表 46
6.3.3 轧机电机的发热校核 46
6.4 辊型设计 46
6.4.1 轧辊的不均匀热膨胀 46
6.4.2 轧辊的弹性弯曲变形 46
6.4.3 辊型设计 46
7 产量计算和技术经济指标 46
7.1 轧钢车间年产量 46
7.1.1 典型产品轧机小时产量 46
7.1.2 轧机平均小时产量的计算 46
7.1.3 轧钢车间年产量的计算 46
7.2 加热段设备能力校核 46
7.3 剪切设备能力校核 46
7.4 矫直设备能力校核 46
7.5 仓库面积计算 46
7.5.1原料仓库面积的计算 46
7.5.2 成品仓库面积的计算 46
7.6 技术经济指标 46
7.6.1 概述 46
7.6.2 各类材料消耗指标 46
7.6.3 综合经济技术指标 46
7.7 环境保护 46
8 专题---船板制备新技术 46
8.1 引言 46
8.2 船板的发展 46
8.2.1 国外船板发展 46
8.2.2 国内船板发展 46
8.3 船板制备新技术 46
结语 46
致谢 46
参考文献 46
附录 C语言程序源代码 46

1 综述
1.1 前言
中厚钢板大约有200年的历史，它是国家现代化不可缺少的一项钢材品种，用途非常广泛，品种极为繁多。被广泛用于造船、大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克、装甲、车辆、建筑构件和机器结构等领域。由于这些部门的迅速发展，使得中厚板的需求量不断增加，目前世界上大约有200套可逆式中厚板轧机，其中辊身长度不小于3000mm的厚板轧机77套，辊身长度不小于4700mm的宽厚板轧机19套；中厚板的年产量约为9000万t，占世界钢材总产量的13.8％左右。目前世界上生产的最宽的钢板为5500mm[1]。
近年来，我国中厚板的产量逐年提高，到2010年底全国中厚钢板轧机将近百套，其年产能力将达到7160万t[2]。生产的主力轧机是到3000mm四辊轧机，主要设备水平、规模与国外先进的现代化轧机相比，有较大差距。经过多年的技术改造和新建工作，采用先进技术，轧制技术水平有了大大提高。现代化5m级宽厚板轧机也已有多套。
1.2 中厚板发展历史
美国在1850年左右，用二辊可逆式轧机生产中板。1864年美国创建了世界上第一套三辊劳特式中板轧机。1891年美国霍姆斯特德厂，投产了世界上第一套四辊可逆式厚板轧机。1907年美国钢铁公司南厂首次创建了万能式厚板轧机[3] 。
1974年日本金属株式会社开发了VC轧机，1978年，日本川崎制铁株式会社的水岛厂2号厚板轧机上开始采用MSA轧制法，收得率高达94.2%。在1980年，日本NKK福山厂4700 mm厚板轧机首先使用在线冷却装置OLAC，即世界上第一套中厚板加速冷却装置。JFE钢铁公司是世界上首家开发并成功在中厚板生产中应用在线加速冷却技术的钢铁企业。住友金属工业公司将投资约70亿日元（6100万美元），计划将鹿岛厂的厚板年产能提高5.3%，使其达到200万吨，预计2007年3季度完成，从而满足造船厂和能源工业日益增长的需求。2004年，住友工业公司厚板年产能提高到190万吨，但仍无法满足需求。2005-06年度，该公司共生产194万吨厚板。
我国的第一套中厚板轧机于1936年在鞍钢建成，属于三辊劳特式轧机[4]。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中厚板轧机、武钢2800mm中厚板轧机等l 3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[4]。进入20世纪90年代，鞍钢和浦钢引进了2套4300mm二手轧机，但因轧机装备水平和先天存在的缺陷，仍难以满足我国各工业部门对中厚板的需求。2005年，宝钢5000mm宽厚板轧机建成投产。2006年，沙钢5000mm宽厚板轧机建成投产。2008年，鞍钢5500mm宽厚板轧机建成投产。
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原先建设的三辊劳特式中厚板轧机进行了不同方式的改造，其中改造的一个重点是将2300mm三辊劳特式轧机改为2500~2800mm四辊轧机。目前我国原三辊劳特式轧机绝大多数已经进行了改造。改造后的轧机基本以三辊加四辊或双四辊轧机为主，基本解决了三辊劳特式轧机尺寸偏小，钢板宽度窄，长度短、尺寸偏差大、板形差、以及原材料和能源消耗成本、经济效益差等问题。从80至90年代初，通过多次改造的方式增加原有轧机产能、提高工艺装备水平和生产技术水平，并具备了较为先进的电控设备、控轧控冷技术装备和热处理工艺。从我国中厚板轧机的发展历程可以看出，我国中厚板轧机经历了从三辊劳特式为主到以四辊轧机为主的发展历程。
1.3 中厚板生产现状
1.3.1 国外中厚板生产现状
由于全球造船能力提高以及能源项目增多，造船和建筑用厚板需求旺盛。目前全球中厚板厂都大力建造，俄罗斯、韩国等一些大钢铁厂家纷纷开始扩大产能。
东国钢铁公司计划在唐津建立年产150万吨的厚板厂，为此要投入7600亿韩元（8.03亿美元），2007年1月破土动工，2009年8月建成，2012年可以正常运行，每年销售额将达9000亿韩元。主要生产船板，管线用厚板、高强度厚板等高附加值厚板。东国制钢去年向巴西塞阿拉钢铁厂投资约1000亿韩元，这次又决定在国内建设厚板厂，到2009年共投资约8600亿韩元。该公司计划从塞阿拉钢厂每年生产的150万吨薄板中，引进100万吨用于生产厚板。东国制钢目前在浦项第一厚板厂和第二厚板厂每年分别生产100万吨和160万吨厚板。唐津厂建成后，将形成410万吨厚板年产规模。
俄罗斯新利佩茨克钢铁公司在Lipetsk厂安装5米宽的厚板轧机，所产厚板全部供应给俄罗斯钢管生产企业。该轧机2007年开始建设，2008年投产。新钢2006－2011年的二期现代化改造项目完成后，钢年产量将从目前500万吨提高到950万吨。俄罗斯马格尼托哥尔斯克厂（MMK）将在南乌拉尔地区的钢厂建一宽厚板轧机和一座连铸机，生产宽最大4850mm、x100－x200级钢，满足国内市场所需。该设备将由德国设备制造商SMS提供，板坯连铸机年产能为150万吨。项目建设需32个月，2009年年中投产。除石油和天然气工业外，造船和桥梁建筑工业对中厚板需求旺盛。俄马钢称，每年约30万吨新生产的中厚板将进行热处理。近几年，马钢一直致力于设备的现代化改造，迄今估计已耗资13亿美元，整个改造计划在2010年完成。俄罗斯联合冶金公司(OMK)计划于2010年投产5000mm宽厚板轧机，以便为其新建的大口径焊管生产线提供所需的管坯原料。此宽厚板轧机将安装在维克萨厂，产能为120吨宽，板的规格4.5m×12.5m，最大厚度可达48mm，所轧钢种最高等级为x120。目前，俄罗斯钢管厂家尚不能生产这样规格的焊管。目前俄罗斯天然气石油公司、石油管道输送公司及其它油气厂家都很希望购到这种高性能的钢管材料。OMK公司为保证其大口径焊接钢管的正常生产，不得不从德国（第林格冶金公司）、日本、韩国进口及向谢韦尔钢厂5000mm宽厚板厂购买管坯用材。去年，第林格尔冶金公司共向维克萨焊管厂供应10余万吨大规格宽厚板，供其生产1420mm大口径管用。OMK已同德国SMS Meer公司签定设备供货合同，将在大口径焊管生产线安装一台全新的管坯成型压力机。这台压力机2008年1月投产。
印度埃萨集团的Hazira中厚板公司开始建年产能150万吨的中厚板厂，在2007年底运转。投资4.33亿的该厂将生产宽5米中厚板，主要用于石油和天然气管道、锅炉和压力容器及造船和建筑工业，旨在替代进口。
新日铁住金不锈钢公司将提高不锈钢中厚板产能。日本最大的不锈钢生产商新日铁住金不锈钢公司计划于8月1日增建八幡厂的新酸洗、检验和包装线，计划耗资24亿日元(2.05亿美元)。新生产线将使该厂的镍基不锈钢中厚板产能提高30%，月产能达到1.1万吨，成为全球最大的不锈钢中厚板厂，满足能源、海洋和化工行业对不锈钢中厚板日益增长的需求，降低其对价格敏感的不锈钢薄板市场的依赖。该厂主要生产304和314材质的不锈钢中厚板。新日铁和JFE钢厂未来3年将集中增产高端钢产品，到2008年新日铁汽车薄板和船板等高级产品占钢材总产量的比例将上升到70%-75%，JFE钢公司的船用高抗拉强度厚板将增50万吨。
浦项钢铁公司继去年对3台厚板设备改造后，再投资900亿韩元（9500万美元）进一步对设备升级改造，未来3年厚板年产量将增110万吨，即从目前360万吨增加到2008年的430万吨，2009年投资项目全部完成后，产能增至470万吨。   
泰国LPN公司，厚板生产厂家LPN公司计划提高ABS级船板产能。
北美厚板和焊管厂家Ipsco公司计划投资4500万美元对两家钢厂进行改造，包括在美国Montpelier厂安装真空脱气设备，以生产焊管用优质厚板。
巴西米纳斯吉拉斯冶金联合公司计划提高Ispatinga厂的厚板产能30%，加上其分公司Cosipa的厚板厂，该公司厚板年产能将达到200万吨。
以上介绍的是国外中厚板的发展生产现状，国外中厚板的发展迅速，以下将介绍国内中厚板的生产现状。
1.3.2 国内中厚板生产现状
“十五”期间，宝钢5000mm轧机，南钢、舞钢3500mm炉卷轧机，鞍钢、首钢、济钢等3套轧机改造。酒钢引进了1 套具有较高刚度的2800mm中厚板轧机，并实现了厚度自动控制和过程自动化。
我国常规的中厚板轧机目前可分3类[5]。1类：4.3m和5m高水平轧机；2类：以3.5m为代表的中等水平轧机；3类：2.3、2.8m老旧轧机。但近来，某些厂家新上的宽度在3.5m范围内的中厚板轧机，装备水平也较高。2008年我国中厚板轧机达到59套[4]，产能5553万t/a。其中：5000mm轧机3套，490万t/a；4000~4900mm轧机8套，1030万t/a；3500~3800mm轧机19套，2025万t/a；2800~3000mm轧机13套，1239万t/a；2300mm轧机16套，769万t/a。到2010年我国中厚板轧机产能达到6500~7000万t/a。
目前我国中厚板轧机生产线有首钢中厚板厂，天钢中厚板厂，天津天铁中厚板厂，邯郸中厚板厂，文丰中厚板厂，普阳中厚板厂，店钢中厚板厂，宝钢中厚板厂，浦钢中厚板厂，济钢中厚板厂，淄博中厚板厂，安阳中厚板厂，舞阳中厚板厂，安阳永兴中厚板厂，鞍钢中厚板厂，营口中厚板厂，鲅鱼圈中厚板厂，武钢中厚板厂，南钢中厚板厂，无锡锡金中厚板厂，沙钢中厚板厂，马钢中厚板厂，太钢中厚板厂，临钢中厚板厂，柳钢中厚板厂，新余中厚板厂，酒钢中厚板厂，昆钢中厚板厂，韶钢中厚板厂，湘钢中厚板厂，重钢中厚板厂，宁波建龙中厚板厂，福鼎龙安中厚板厂等等，这些厂都已经投入生产。
我国中厚板生产目前存在的主要问题是：部分高强度级别的钢板还有待进一步开发。如高压锅炉板、大型工程机械用高强度钢板以及长距离输气及输油的大口径（1.02-1.44m）直缝焊管用中板（宽3.2-4.52m），国内尚不具备生产条件。
我国中厚板生产以2004年为界大致可以分为两个阶段，2004年前我国中厚板企业总体装备水平不高，除了浦钢、舞钢、鞍钢外，其他钢厂的基本上是3000mm以下的轧机。2005年是我国中厚板轧机快速发展的一年，当年新上新轧机8套，主要以3000mm以上的宽厚板轧机为主，使我国中厚板总体装备水平有了较大的提高，从2005～2008年是我国中厚板装备技术和产能快速发展的一个阶段。然而2008年金融危机发生之后，中厚板发展比较缓慢，许多钢厂出现了供大于求的状态。随着经济的恢复，2010年中厚板将迅速发展。
根据2008年钢协的统计，中厚板轧机的分布产能已达到：
5000轧机：4套，740万吨产能/年
4000—4900轧机：7套，993万吨产能/年
3500—3800轧机：19套，2025万吨产能/年
2800—3000轧机：13套，1239万吨产能/年
2300轧机：16套，769万吨产能/年
共计59套，5766万吨产能/年。
2010年，产能与需求的矛盾使中厚板企业的产品水平提升到一个较高的档次，供需格局达到相对稳定，不同的产品对应不同的市场，产销衔接更加的紧密，大起大落的市场形势最终会被有秩序的市场经济取代。
1.3.3 我国与国外中厚板生产存在的差距
我们了解到国内外中厚板生产的现状，从中我们可以看出我国国内中厚板与国外中厚板存在很多的差距，以下将是介绍我国与国外中厚板生产存在的差距。
我国中厚板生产从轧机结构上来看，国内的中厚板轧机普遍存在辊身长度小，单机产能低。由于目前的中厚板轧机是在原有设备基础上经过扩宽、扩能改造的，受2300mm三辊劳特轧机对规格的影响，四辊轧机一般改为2500mm，如济钢中板厂和重钢等；也有一些改为2800mm，如柳钢中板厂和安钢中板厂。改造后轧机的辊身长度很少超过3000mm。此阶段3000mm以下轧机仍然占主要地位，占到总产的83％，而日本、德国中厚板轧机全部是3米以上，其中日本5米以上的轧机占62.5％，此阶段我国中厚板轧机装备水平明显落后。
老生产线的加热方式落后。步进式加热炉由于加热质量好、氧化少、烧损极低、加热方式灵活等特点，易于调整出炉节奏，以适应冷装坯、热装坯、冷热混装坯在炉内的加热条件控制，已成为当今世界上最先进的一种炉型。早在15年前，日本、德国、韩国等就已100％采用，但我国仍有很多厂生产线采用推钢式加热炉，据统计，目前全国加热炉的平均加热能力为75吨/h，只有先进国家的1/3。
控轧控冷技术不完善。控制轧制可使钢材的强度和低温韧性提高，节省能源，使生产工艺简化，充分发挥微量合金元素的作用。控轧控冷技术是控制奥氏体和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材的组织性能以及轧后控冷阶段的工艺参数，在不降低韧性的前提下进一步提高钢的强度的先进技术，对提高产品质量有显著意义。此技术在日本应用率达70％以上，我国起步不晚但进展不理想，不少厂家采用的是简易喷淋冷却装置及用控温轧制来替代控制轧制。其主要原因是不少生产厂的轧机轧制力不足以及冷却系统配备不先迸，难以实施控轧控冷工艺所造成的。
从设备布置上看，国内中厚板生产线一般只设计成一条流水线，所有的环节包括矫直、剪切、收集均从这一条线上通过，设备负荷过重而且对产量、质量形成严重制约。国外先进的中厚板厂一般都有多条剪切收集线，按照规格的不同从不同生产线通过。
从主要生产工艺装备上看：我国中厚板轧制力较低，一般在9.8kN/mm左右，国外一般为19.6kN/m；除少数生产线济钢3500mm厚板轧机和酒钢3000mm中板轧机外，很少有企业成功地运用液压AGC和液压弯辊技术，难以生产一些特殊钢种；矫直机能力普遍较弱，效率低、平直度要求不高，影响产品质量，很多生产线没有热处理工序。有些企业即使装备了相应设备，但除了武钢、舞钢、鞍钢和浦钢热处理能力较强外，其它企业均未能正常使用，这是造成我国中厚板产品中专用板比例偏低的主要原因之一。
检测手段不完备，钢铁产品的内在质量仅靠取样化验是不能完全查明的，需要经过“探伤”。日本、德国、美国、韩国等早在10多年前就已100％采用超声波探伤，而我国老生产线仍有一些采用线外人工探伤方式，效率低、劳动强度大，占用了场地且易漏探。
从技术掌握的程度来看，在线控制技术相对落后，板型控制能力较低，我国不能满足大型造船、电站用钢等要求。
主要品种在质量方面存在较大的差距[6]。
造船方面：与国外的造船技术相比，我国造船用钢存在一定的差距，首先从生产线装置和工艺技术水平来讲，我国大部分生产线生产一般强度的造船用钢，宽度大于2.5米的船板，高强度级别的钢板，如AH32一EH36级、F级因还不能取得多家船级社的认证而不能大批生产，因而不能满足出口船的需求。对于一些宽薄规格的钢板，如厚6～10mm，宽3000mm以上，8～12mm的宽薄板进口依赖度较大。此外，特厚船板如65～90mm板也主要靠进口解决。其次表面质量有待进一步提高，主要反映在中厚板轧机高压水除鳞压力上，国内大多数厂家除鳞压120~140MPa，而国外均大于l60MPa，所以除鳞效果不好，麻点较突出，露天存放容易锈蚀，而进口船板不但板型好，而且还涂过底漆，露天存放不会生锈。第三焊接性的品种。此外，国产船板在厚度、精度的控制方面普遍较差。第四板型不尽如人意，不少国产船板在分切、焊接前板型并无问题，但分切后钢板翘曲现象较明显，这主要是没有很好解决残余应力的问题。
管线钢：X70级别以上的管线钢属于中厚板中的高端产品，由于它要求高强度、高韧性和在不预热条件下进行输入热量的焊接，并且要具有优良的抗氢诱导裂纹，因此，对钢水的硫、磷含量要求很严格。目前我国有近18条生产线可以生产管线钢，但大部分只能生产X70以下品种。只有宝钢、武钢、鞍钢等能大批量生产X80级别，而日本、德国等已能生产Xl00甚至更高级别的管线钢。另外除宝钢、鞍钢外，其他厂家供应的产品都不能在宽度上完全满足用户要求。产品在韧性、焊接性、强度、残余应力、屈服比等指标的稳定性方面不如日本和德国的，质量异议时有发生。
桥梁用钢：国内桥梁用钢起步较早，但发展速度不快，主要开发了16Mnq、15Mnq、15MnVNq等，其中16Mnq虽然应用较广泛，但其板厚效应严重是最大的缺陷，而15MnVNq、15Mnq等在有些长江大桥应用后，认为焊接性能较差，因而以后就没有得到推广应用。近几年，宝钢、武钢、鞍钢等开发了微合金化高性能桥梁板，提高了其韧性和焊接性能并得到广泛应用，但能生产此品种的厂家仍然不多。
压力容器、锅炉用钢：近年来我国生产压力容器钢在强度、韧性及耐压性上有不少提高，但焊接性能、耐腐蚀性能与先进国家的品种相比，还有一定差距。从2005年开始，不少用户希望能提供IF钢、调质钢的压力容器钢，这对我国不少中厚板厂来说又是一个新的挑战。由于锅炉是一种具有潜在危险性的特殊设备，所以对钢板的质量要求非常严格，多年来用户锅炉板的质量异议较多，从一个侧面反映了锅炉板质量存在的问题。
综上所述，我国中厚板生产的总体技术准备水平不高，使得我国中厚板产品的品种板比例低，普碳中厚板产量大，3米以下宽度的产品比较集中，高附加值少，不过，这些都是暂时的，相信经过我们的努力，我国中厚板生产与国外的差距会越来越小。因此在以后的开发运用中，要采用一些先进的新技术，使我国的中厚板与国际接轨，并领先与国际。
1.4 现代中厚板生产中采用的新技术
尽管金融危机影响到中厚板，但是现今中厚板仍在向前发展，在中厚板的生产中，国内外采用了一些新技术，根据资料查询，中厚板采用的新技术举例如下。
采用了高水平的控制轧制和控制冷却工艺。如在置于精轧机后的加速冷却装置上采用喷射冷却和层流冷却组合形式，使其可实现直接淬火（DQ），具有冷却速率调节范围广和高冷却速率等特点。
采用了多功能厚度控制技术。如高精度多点式设定模型、厚度液压自动控制（AGC）（包括高响应液压AGC、监控AGC、绝对AGC技术等）、近距离布置的射线测厚仪，可以生产变厚度（LP）钢板。
采用MAS轧制法与近距离布置的立辊相结合，立辊采用宽度自动控制(AWC)短行程（SSC）技术，进行平面形状控制，可大幅度提高成材率和钢板宽度控制精度。
采用了连续可变凸度（CVC）和垂直面双轴承座丁作辊弯辊系统(WRB)配合的板形控制技术，可实现板凸度和板平直度的综合控制，有利于提高钢板的成材率和厚度的均匀性。
采用了在线回火热处理新技术，近年，日本JFE公司开发了在线可进行回火热处理的新技术，HOP（在线热处理工艺：heat treatment at online process）。2004年世界首次福山厚板厂应用。HOP是将大容量感应加热装置和直接淬火装置直接连接，可以进行在线淬火—回火处理，实现高级钢的完全在线生产。因而，解除了传统热处理炉能力限制，高级钢的生产能力得到了大幅度提高，交货期也大大缩短。
采用了细晶化高强度厚板生产技术，生产厚规格的细晶中厚板是中厚板生产的一个难度很大的问题，生产该产品采用控制轧制工艺，其特点是高温奥氏体温度区间大变形，通过再结晶，细化奥氏体晶粒，即实行再结晶控轧（RCR）；低温奥氏体温度区间，奥氏体晶粒累积形变（或称硬化未再结晶奥氏体），储存形变能，即采用传统控轧工艺（CCR）。控制冷却工艺的特点为轧后快速冷却，提高过冷度，提高相变驱动能，增加铁素体形核率。
采用低碳当量成分设计，新一代中厚板冷却技术，在常规的轧制温度范围内完成轧制后，使钢材由终轧温度急速快冷，迅速通过奥氏体区，达到快速冷却条件下的动态相变点，并同时停止超快速冷却。
利用复合技术生产厚板，主要有不锈钢复合钢板制造技术和连铸坯复合生产超厚钢板技术。用轧制法生产复合钢板的制造工艺为：首先，利用轧制方法得到需要厚度的热轧母材和不锈钢包覆材料．用以组装复合板坯。其次，对轧制后的坯料进行表面处理．包括修磨和酸洗。然后按需要将坯料叠台，在真空室内将四周焊接，制成组装板坯。然后以低速太压下热轧组装板坯，使母材和包覆不锈钢粘合，得到复合钢板。
采用了中厚板轧制过程基于灰色关联度的厚度修正方法，由于中厚板轧制过程传统道次修正方法稳定性较差，提出了基于灰色关联度的道次修正算法。通过灰色关联度模型计算出最近生产的n块钢板所有道次以及当前正在轧制的钢板前m道次与当前轧制道次轧制力自学习系数的关联度，根据关联度的高低来确定当前道次和后续道次的自学习系数，并通过道次修正对后续辊缝进行二次调整，以获取精确的目标出口厚度。实际应用结果表明，产品目标出口厚度的命中率提高了2.5%~3.0%，具有很高的现场应用价值。
采用了中厚板厂制造执行系统的设计，中厚板厂MES系统以业务处理模型为核心，连接基础自动化、过程自动化、质检、ERP等系统，建立了由数据库、通信服务器和客户端组成的3层体系结构，满足了系统高效、稳定和可扩展等需求。上线以后，解决了工序间协调运作、生产信息及时传递、生产过程优化等问题，将生产管理模式由人工粗放式管理转变为系统精细化管理，提高了生产管理水平和生产效率。
这些新技术的采用，使得现代中厚板轧机越来越趋于大型化，精密化，自动化。以满足钢板控制轧制技术的要求，能够生产高强度的合金钢板。电子计算机的应用使轧机提高了自动化控制程度。中厚板轧机普遍采用了液压AGC（钢板厚度自动控制系统）。中厚板的精度和生产效率也大幅度提高。
1.5 本设计目的和意义
本设计的目的是培养结合实际生产，系统地运用所学基础和专业知识分析问题，解决问题的能力。并对大学所学知识进行整理和检验，把大学四年学习的知识运用到实际中。现设计一个年产90万吨的中厚板厂生产车间。通过本次设计可以更好地掌握所学知识，并且熟悉设计过程。相信在以后的工作中会带来很大的帮助。
2 产品大纲及金属平衡表的制定
2.1 产品大纲的制定
产品大纲是进行车间设计时制定产品生产工艺规程，确定和选择各项设备的主要依据。产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态及年计划产量。产品方案制定后，生产车间即已确定。除此以外，产品方案还影响到车间产量、设备投资等等。本设计为年产90万吨中厚板厂工艺和车间设计。产品方案如表2.1。
表2.1 中厚板产品方案
产品名称
产品规格（mm）
产量（万吨）
所占比例（%）
厚
宽
长
造船板
6～150
1500～4000
8000～12000
18
20
普碳板
10～135
2000～3800
8500～11500
18
20
锅炉板
10～150
1800～4000
8500～12000
9
10
桥梁板
12～150
1900～4000
8000～12000
9
10
容器板
10～140
1500～3900
8000～11500
9
10
低合金板
6～130
1600～3900
8500～12000
9
10
优质结构板
8～140
1700～4000
8000～12000
7.2
8
工程机械钢板
8~150
1700~3900
8000~11500
7.2
8
其他
12～140
1600～3800
8500～12000
3.6
4
总计
—
—
—
90
100
2.2 原料的种类和技术要求
2.2.1 原料的种类
用于生产中厚钢板的原料有扁钢锭、初轧板坯、锻压坯和连铸板坯几种。选择原料时，应考虑压缩比，压缩比是保持产品组织性能的关键。如美国提出压缩比要达到，日本提出压缩比要大于，一般认为连铸坯的压缩比采用是合理的。而中厚板的原料主体是连铸坯，其厚度不受粗轧机轧辊最大开口度的限制，因此采用连铸坯成材率高、产品性能好，所以本设计选择连铸坯作为原料。
2.2.2 原料的技术要求
1、连铸坯的不平度每米不得大于20mm。长度大于1.5m，总不平度不得大于总长度的1.5％。
2、连铸坯的镰刀弯每米不得大于6mm。
3、连铸坯横截面脱方（a值）应不大于8mm。
4、连铸坯侧边凸凹（f值）应不大于7mm。
5、连铸坯宽面的鼓肚总高度不得大于可宽面公称边长的2%。
6、连铸坯表面不得有裂纹、重接、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度的划痕、压痕、擦伤、气孔、皱纹、耳子、凸块、凹坑和深度大于2mm的发纹。连铸坯横截面不许有缩孔及其它影响轧制质量的缺陷。
7、连铸坯端部宽度方向的切斜不大于30mm。厚度方向的切斜不得大于20mm。
8、钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合有关标准规定。
9、连铸坯表面如存在上述缺陷，必须清除。清除的方向应沿轧制方向，清除处应圆滑无棱角，清除宽度不得小于深度的6倍，清除长度不得小于深度的10倍。表面缺陷的清除，单面不得大于厚度的15%，两相对面清除深度之和不得大于厚度的20%，清除深度自实际尺寸算起。
10、坯横截面应为矩形厚度不大于150mm的板坯，每个侧面允许有深度不同的凹下；厚度大于150mm板坯，每侧允许有深度不大于20mm的凹下。
2.2.3 成品的技术要求
成品性能应符合GB247—88，GB709—88，GB721—88，GB713—88及GB3274—88的规定。
2.3 编制金属平衡表
金属平衡表是组织生产的一个重要依据，需要考虑企业或车间的具体情况确定出为完成年计划产量所需要的投料量。其任务是：确定各计算产品的成品率；编制金属平衡表。
根据现场的实际生产情况，中厚板生产其中金属消耗主要包括：烧损、几何损失、工艺损失等。根据实际生产经验可知：烧损一般为0.2%~1.5%，几何损失一般为1%~10%，工艺损失一般为1%~5%。生产各种产品时的烧损、几何损失、工艺损失见表2.2。
表2.2 金属平衡表
产品名称
消耗
年产量
/万吨
成材率
/%
所需坯料
/万吨
烧损
几何损失
工艺损失
万吨
％
万吨
％
万吨
％
造船板
0.16
0.8
1.65
8.2
0.3
1.5
18
89.5
20.11
普碳板
0.12
0.6
0.92
4.8
0.27
1.4
18
93.2
19.31
锅炉板
0.06
0.6
0.54
5.6
0.14
1.4
9
92.4
9.74
桥梁板
0.06
0.6
0.51
5.3
0.13
1.3
9
92.8
9.70
容器板
0.07
0.7
0.63
6.4