材料成型專業(yè)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 納幾個主要工序：鑄錠、坯料準(zhǔn)備、加熱、軋制、軋制后冷卻、熱處理、精整等。 各產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 120mm1800mm4800mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ?? 粗軋（ 12010078564029 ） ? ?? 精軋（ ） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九 輥矯直機(jī)矯直 ? ?? 空冷 （冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標(biāo)志 ? ?? 包裝入庫。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 船 板 鋼 A36 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ?? 粗軋（ 25021017013510372 ） ? ?? 精軋（ 725239302420） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機(jī)矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標(biāo)志 ? ?? 包裝入庫。 低合金高強(qiáng)度鋼板 Q390 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 120mm1800mm4800mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高 壓 水 ） ? ?? 粗軋（ ） ? ?? 精軋（ ） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機(jī)矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標(biāo)志 ? ?? 包裝入庫。 橋梁鋼板 16Mnq 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 250mm1800mm2950mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ??? 粗軋（ 340290245200155110 ） ? ?? 精軋（ 1107651413430） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機(jī)矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標(biāo)志 ? ?? 包裝入庫。 鋼板 15CrMoR 生產(chǎn)工藝流程 連鑄坯（ 400mm1420mm3420mm） ? ?? 加熱（ 1150℃） ? ?? 除鱗（ 20Mpa 高壓水） ??? 粗軋（ 340290245200155110 ） ? ?? 精軋（ 1379772564640） ? ?? 層流冷卻 ? ?? 九輥矯直機(jī)矯直 ? ?? 空冷（冷床）? ?? 超聲波探傷 ? ?? 切頭剪 ? ?? 雙邊剪 ? ?? 定尺剪 ? ?? 標(biāo)志 ? ?? 熱處理 ? ??江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 包裝入庫。 生產(chǎn)工藝敘述 中厚板生產(chǎn)工藝流程基本為：連鑄坯 →加熱→高壓水除鱗→粗軋→精軋→在線快速冷卻→熱矯直→冷床冷卻→檢查修磨切頭、切尾取試樣、切定尺和切邊→噴印→ (熱處理 )→ 包裝入庫。 坯料的選擇 軋制中厚板所用的原料可分扁鋼錠、初軋板坯、連鑄板坯和壓鑄板坯四種。由表31 可以看出，鋼錠缺陷最多，只是在軋制特厚板或某些特殊鋼時，以及在舊軋機(jī)上得不到半皮原料時才 使用鋼錠。壓鑄坯只是適合于中小型企業(yè)，應(yīng)用還不普遍；初軋板坯是長期以來一直占統(tǒng)治地位的，但是現(xiàn)在已受到連鑄坯的強(qiáng)力挑戰(zhàn)和威脅。近幾年來，連鑄坯已經(jīng)逐漸取代了 鑄 軋坯，現(xiàn)在的中厚板生產(chǎn)大部分都是采用連鑄坯做為原料。但是采用連鑄坯應(yīng)該具有多 大 的壓縮比才能保證鋼板有合格的組織和性能，壓縮比還是應(yīng)該高 一些 ，這不僅可以提高性能，還可以改善表面質(zhì)量 ， 使鋼板表面質(zhì)量更好。 （ 1）表面質(zhì)量 連續(xù)鑄軋坯料表面應(yīng)保證無偏析瘤、裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，表面光潔平整。否則冷隔導(dǎo)致軋制后表面粗糙，裂紋使鑄頂內(nèi)部氧化，軋制開裂、起皮；氣 孔不能壓合，引起表面起皮或起泡；偏析瘤會導(dǎo)致熱脆、脆裂、分層等。 （ 2）內(nèi)部質(zhì)量 坯料內(nèi)部缺陷，成分、組織不均，對加工過程及產(chǎn)品質(zhì)量影響極大，易造成大量廢品。坯料內(nèi)部應(yīng)無偏析、內(nèi)部裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。 軋制中厚板所用的的板坯，都是寬高比較大的矩形坯。中厚板生產(chǎn)采用的原料經(jīng)歷了鋼錠、初軋坯到連鑄坯的歷史演變。隨著冶金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯得到了廣泛的推廣，連鑄坯已成為現(xiàn)代中厚板生產(chǎn)的主要原料。主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）簡化和縮短了冶金生產(chǎn)過程，減少了廠房和設(shè)備投資； 2）節(jié)約能源，提高了金屬收得率； 3）物理 化學(xué)性能均勻。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 根據(jù)我們國生產(chǎn)實(shí)踐表明，實(shí)際上，對一般用途的鋼板宜選用 6～ 8 倍以上。而更重要的宜選用 8～ 10 倍以上更為可靠。 所以，考慮到本設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量及熱軋時的溫降的限制選擇坯料厚度分別為 120mm、 120mm、 250mm、 340mm、 400mm，軋制產(chǎn)品厚度為 5mm、 10mm、 20mm、 30mm、 40mm。 表 31 軋鋼所用各種原料比較 原 料 種 類 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 適用情況 鋼 錠 不用初軋開坯，可獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn) 金屬消耗大，成材率低不能中間清理，壓縮比小偏析重質(zhì)量差，產(chǎn)量低。 無初軋機(jī)及開坯機(jī)的中小型企業(yè)及特厚半生產(chǎn)。 軋 坯 可用大錠，壓縮比大并可中間清理，鋼板質(zhì)量好。扁錠高鋼種不受限制坯料尺寸規(guī)格都可靈活選擇。 需要初軋開坯，使工藝和設(shè)備復(fù)雜化，使消耗和成本增大，比連鑄坯金屬大得多成材率小得多。 大型企業(yè)鋼中共品種較多及規(guī)格特殊的鋼坯，生產(chǎn)厚板且可用橫軋方法。 連 鑄 坯 總的金屬消耗小節(jié)約 6～ 12%以上的金屬不用初軋，簡化生產(chǎn)過程及設(shè)備，降低消耗，比初軋坯形狀好，段尺小，成分均勻使軋板成材率比出軋坯高 2～ 4%，坯的尺寸和重量可大，生產(chǎn)規(guī)模可大可小，節(jié)省投資及勞動力，易自動化。 以前 尚只使用鎮(zhèn)靜鋼，鋼種受一定的限制，但是近幾年又開發(fā)了很多鋼種。受壓縮比限制，不適于生產(chǎn)厚板，但是對于生產(chǎn)中厚板很好。受結(jié)晶限制鋼坯規(guī)格難靈活變化，連鑄工藝要求高，技術(shù)含量很高，難掌握。 適于大，中小型聯(lián)合企業(yè)品種較簡單的大批量生產(chǎn)，受壓縮比限制，適于生產(chǎn)厚度不太厚的板帶鋼。 壓 鑄 坯 總消耗小，質(zhì)量比連鑄坯好，組織均勻致密，表面質(zhì)量好，設(shè)備簡單，投資少規(guī)格變化靈活性大。 生產(chǎn)能力較低，不太適合于大企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，連續(xù)化自動化差。 適于中小型企業(yè)及特殊鋼生產(chǎn)。 加熱 加熱可降低金屬的變形抗力 ，提高鋼的塑性，使坯料內(nèi)外溫度均勻，改善金屬的江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 內(nèi)部組織，加熱溫度、加熱速度、加熱制度是加熱工藝的重要環(huán)節(jié)。 中厚板用的是加熱爐按其構(gòu)造分為連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種。均熱爐用于由鋼錠軋制特厚板的情況，室狀爐適用于特重、特輕、特厚和特短的的板坯、或多品種少批量及合金鋼種的坯或錠，生產(chǎn)比較靈活；連續(xù)式加熱爐適用于少品種大批量生產(chǎn)，它不能對少數(shù)板坯做特殊的加熱。故在多品種大批量生產(chǎn)的車間，除連續(xù)加熱爐外，往往同時設(shè)有室狀爐。近年來興建的中厚板車間多采用步進(jìn)是加熱爐或三段連續(xù)推缸式，本次設(shè)計(jì)采用三段連續(xù)推 缸式加熱爐。對于表面質(zhì)量要求較高的板帶而言，為了消除氧化鐵皮和麻點(diǎn)的缺陷，提高加熱質(zhì)量是重要的一環(huán)，我國總結(jié)的“快速、高溫、大風(fēng)量、小爐壓”的燒鋼經(jīng)驗(yàn)，對于缺乏高壓水除磷設(shè)備的老工廠來說是清除氧化鐵皮的有效方法。 此工序的目的和任務(wù)主要是將切割后的坯料加熱至適當(dāng)?shù)臏囟取Ｒ员闼偷较碌拦ば蜻M(jìn)行除磷。加熱設(shè)備和工藝制度選擇的好壞對提高車間的生產(chǎn)能力和改善產(chǎn)品質(zhì)量有極大的影響。坯料加熱主要是確定加熱溫度、加熱速度、加熱時間、燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)及輔助設(shè)備選擇。 由于鋼的加熱溫度范圍為 11001300℃。且熱軋終軋溫 度需大于 850℃，故本次設(shè)計(jì) 產(chǎn)品加熱溫度選擇為 1200℃，軋制溫度 1150℃。加熱時間計(jì)算按坯料加熱速度乘以坯料厚度 ，由加熱速 度 v= ～ ， 碳素 鋼 v 取， 合金鋼 v取 min/mm。加 熱時間 （如 Q2350t=179。 120/60=2h所以 t=。計(jì)算產(chǎn)品的加熱制度見表 32: 表 32 計(jì)算產(chǎn)品的加熱制度 計(jì)算產(chǎn)品 坯料 厚度 mm 加熱 速度 Min/mm 加熱 溫度 ℃ 加熱 時間 h 粗軋 溫度 ℃ 終軋 溫度 ℃ 開矯 溫度 ℃ 終矯 溫度 ℃ 碳素結(jié)構(gòu)鋼板 Q235 120 1200 1150 960 700 600 低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼板 Q390 120 1200 1150 961 705 600 船板鋼 A36 250 1200 1150 963 710 610 橋梁用鋼板 16Mnq 250 1200 1150 963 710 610 壓力容器板 15CrMoR 400 1200 1150 963 720 620 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 除鱗 鋼坯在高溫下，其表面 的元素與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)生成氧化物。氧化物形式有三種，從內(nèi)向外依次為氧化亞鐵、四氧化三鐵和三氧化二鐵。在板坯表面形成氧化鐵皮，如果該氧化鐵皮不去除，在軋制過程中就會被軋輥壓入板坯，直接影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。為了改善成品質(zhì)量，滿足用戶要求，必須采用一定的手段除掉氧化鐵皮，在現(xiàn)代的中厚板生產(chǎn)中，一般都采用高壓水除鱗，它具有適應(yīng)鋼種范圍廣、除凈率高和綜合成本低的優(yōu)點(diǎn)。 清除表面氧化鐵皮的方法很多， 各方法的對比如表 33 表 33 鋼板的各種除磷方法 序 號 除 磷 方 法 優(yōu) 缺 點(diǎn) 1 投以竹枝 、杏條 ,食鹽等物爆破清除表面鐵皮 簡單有效，但不易除凈，勞動條件差，環(huán)境臟污。 2 采用機(jī)械破磷如齒式輥壓機(jī)、鋼絲刷等及壓縮空氣或蒸汽吹掃。 對碳鋼有效，但是不易除凈 3 粗軋機(jī)軋輥上刻槽穴凹坑，籍穴中的水產(chǎn)生高壓蒸汽以掃除。 有效，但只能用于雙機(jī)架之粗軋機(jī)，使軋機(jī)負(fù)荷增加。 4 用一臺二輥式機(jī)架加高壓水除磷 投資的，效果不是顯著，現(xiàn)已很少采用 5 采用一 臺大立輥機(jī)架軋邊并加高壓水除磷 可調(diào)板坯寬度及加工側(cè)邊對鋼錠原料使用，但投資大 6 只采用高壓水除磷箱及軋機(jī)前后設(shè)高壓水噴頭以除磷 投資少效 果好可完全滿足除磷要求新建軋機(jī)現(xiàn)廣泛采用 實(shí)踐表明，不用專門的除磷機(jī)架（二輥式或立輥式），單純用投資少的高壓水除磷箱及軋機(jī)前后的高壓水噴頭即可滿足除磷的要求，其噴水壓力對普碳鋼為 120公斤 /平方厘米，對合金鋼則需 170公斤 /平方厘米以上，甚至高達(dá) 200公斤 /平方厘米。本設(shè)計(jì)選擇通過的高壓水除鱗法，采用 20Mpa的高壓水除鱗。 江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 軋制 軋制是將加熱后的板坯壓到要求的厚度和寬度的過程，它一般包括粗軋和精軋兩個環(huán)節(jié)。 粗軋 粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。根據(jù) 原料的條件和產(chǎn)品要求，可以采用不同的軋制方法，如全縱軋發(fā)、綜合軋制發(fā)、全橫軋發(fā)、角軋 — 縱軋發(fā)等。 （ 1）全縱軋法：所謂全縱軋即是鋼板延伸方向與原料（錠、坯）縱軸方向相重合的軋制。當(dāng)板坯的寬度大于或等于鋼板寬度時，即可不用展寬而直接縱軋成成品，這可稱之為全縱軋操作方法。其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，且鋼錠的頭部缺陷不致擴(kuò)展到鋼板的長度上，但是存在著鋼板橫向性能太低的缺點(diǎn)。亦即由于軋制中金屬始終只向一個方向延伸，使鋼中偏析夾雜等呈明顯條帶狀分布，帶來鋼板組織和性能的嚴(yán)重各向異性，使橫向性能（尤其是沖擊韌性）往往不合格，再加上 板坯寬度也難得正好與鋼板寬度相適應(yīng)，故此種操作方法實(shí)際上用得不多。 （ 2）橫軋 縱軋法或綜合軋制法；所謂橫軋即是鋼板延伸方向與原料縱軸方向垂直的軋制。而橫 縱軋法是先進(jìn)行橫軋將板坯展寬至所需要的寬度以后，矮轉(zhuǎn) 90゜進(jìn)行縱軋直到完成。這種操作方法又可稱綜合軋制法。是生產(chǎn)鋼板中常用的方法。其優(yōu)點(diǎn)是：板坯寬度與鋼板寬度更可以靈活配合，以及可以提高橫向性能，減少鋼板的各向性能。減少鋼板各向異性，因而它更適合于以連鑄坯 圖 31 為原料的鋼板生產(chǎn)；但它使軋機(jī)產(chǎn)量有所降低，并不易使鋼板變成 桶形，增加切邊量損失，降低成材率（圖 32），此外，由于橫向延伸率不大，使鋼板組織性能的各向異性改善不多，橫向性能往往仍嫌不足。 （ 3）角軋 縱軋法：所謂角軋即是使軋件的縱軸與軋輥軸線呈一定角度送入軋輥進(jìn)行軋制的方法（圖 33）其送入角δ一般在 10～ 45゜范圍內(nèi)。每一對角線軋制 1～ 2道次后，即行更換另一對角線進(jìn)行軋制，其主要原則是要使軋件能夠迅速展至所需要江西理工大 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 的寬度而其形狀又不至發(fā)生歪斜，角軋后每道鋼板寬度的變化可按下式求出： 21 221 s in ( 1 )BB ????? ?? （ 3— 1） 式 中 ，