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学院（系）： 机械学院 |
年级专业： 09级轧钢 |
碳浆学生姓名： |
指导教师： |
完成日期： 2013-03-22 |
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一、国内外中厚板轧机国内外研究动态，选题的依据和意义
中厚板轧机是用于轧制中厚度钢板的轧钢设备。在国民经济的各个部门中广泛的采用，它主要用于制造交通运输工具（如汽车、拖拉机、传播、铁路车辆及航空机械等）、钢机构件（ 如各种贮存容器、锅炉、桥梁及其他工业结构件）、焊管及一般机械制品等。习惯于将厚度在4～氧化锆全瓷20毫米范围内的钢板成为中板，将厚度为20～60毫米的钢板称为厚板。
1、世界中厚板轧机发展状况[1]
1864牛美国创建了世界上第一套三辊劳特式中板轧机，推广于世界。到了1891年，美国钢铁公司霍姆斯特德厂，为了提高钢板厚度的精度，投产了世界上第一套四辊可逆式厚板轧机。1918午卢肯斯钢铁公司科茨维尔厂，建成了—套5230mm四辊式轧机，这是世界上第一套5m以上的特宽的厚板轧机。
1907年美国钢铁公司南厂为了轧边，首次创建了万能式厚板轧机，在当时还是十分新奇的。南厂在1931年还建成了世界上第一套连续式中厚板轧机，在精轧机组后设精整作业线，用于大量生产厚度为10mm左右的中板。欧洲国家中厚钢板生产也是比较早的。1910年，捷克斯洛伐克投产了一套4500mm二辊式厚板轧机。1913年，西班牙建成一套二辊式厚板轧机。 1937年英国投产了一套3810mm中厚板轧机。1940年，德国建成了一套5000mm四辊式厚板轧机。1939年，法国建成了一套4700mm四辊式厚板轧机。1940年，意大利投产了一安4600mm二辊式厚板轧机。这些轧机都是用于生产机器和兵器用的钢板，
多数是为了满足二战备战的需要。第二次世界大战期间，美、苏、英、法、德、意、日、加等八国制造了军舰和坦克等武器，先后投产一批厚板轧机。20世纪50～60年代宽厚板轧机建设较多的是美国，当时以4064mm式厚板轧机为主，此期间美国建有3米级及3米以下轧机8台，4064mm厚板轧机7台，特宽轧机（≥5000mm）1台。
60年代后期至70年代初期厚板轧机的领先地位转向日本，这时期日本建有4724mm双机架四辊式厚板轧机5套。1976年～1977年间日本建设3套5500mm特宽厚板轧机，1974年住友鹿岛厂将5335mm粗轧机改造为5450mm轧机。建设这种特级厚板轧机主要是为生产Φ1626mm大直径UOE钢管用宽钢板和20～30万吨级油轮用钢板。
1984年底，法国东北钢铁联营公司敦刻尔克厂在4300mm轧机后增加一架5000mm厚板轧机，增加了产量，并扩大了品种。1984年底，苏联伊尔诺斯克厂新建了一套5000mm宽厚板轧机，年产量达10万吨，以满足大直径焊管和舰艇用宽幅厚板的需求。1985年德国迪林根冶金公司迪林根厂将4320mm轧机换成4800mm轧机，并在前面增加一架特宽的5500mm轧机，以满足1625mm大直径DOE焊管用板需求。1985年12月日本钢管公司福山厂新制一套4700mmHCW型轧机，替换原来的轧机，更有效地控制板形，以提高钢板产量。
近来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大幅度提高。神经网络和遗传算法相结合的方法对中厚板轧制过程的轧制参数进行预测，进一步提高了轧制参数控制模型的预测精度和泛化能力[2-4]。
国外中厚板轧机发展主要有这几个特点：（1）从扩大产量型转向提高尺寸精度及表面质量，普遍采用二级过程控制系统。（2）对板型控制、平面形状提出了更高的要求。（3）普遍采用了控制轧制技术和加速冷却技术，TMCP工艺（热机械控制工艺）已成为当今国外中厚板生产的主要工艺技术[5]。
2、国内中厚板轧机发展状况及趋势[6]
我国中厚板行业随着国民经济总体的发展而不断进步。纵观我国中厚板轧机的发展历史，大致可以分为3个阶段：
1）以解决企业从无到有为目的的初期发展阶段。我国的第1套中厚板轧机是2300mm的三辊劳特式轧机，于1936年在鞍山建成，产量只有几万吨，品种和规格都十分有限。为了提
高装备水平，1970年以后新建的中板厂，太阳能电池片回收基本都采用四辊轧机。
2）全面引进世界新技术，自主研发提高水平阶段。1978年9月投产的舞钢4200mm宽厚板轧机，是我国自行设计和制造的第1套四辊宽幅厚板轧机，其特点是板宽大，达3900 mm；规格范围大，最厚可生产250mm；品种范围广，可生产结构板、舰船板、锅炉容器板、装甲板、不锈板等。20世纪80年代后期到本世纪初，欧洲、日本和美国几乎停止了新建中厚板工厂，而在亚洲尤其在我国，则进入了中厚板工厂建设的第2个高峰期，先后建成投产了近10条2800～4300mm级的中厚板生产线。
3）以提高产品档次，满足经济建设需求的发展阶段。最近几年，我国宝钢、鞍钢、山钢等单位采用自主集成和引进国外技术相结合的方式，建设了一批4000mm以上的大型中厚板轧机，继承了世界上一大批先进的中厚板生产技术和装备，同时采用了我国自主创新的关键技术和共性技术，使得我国中厚板的工艺、装备和产品等比以前有了较大的进步。特别是自动控制系统在中厚板轧机上的应用和基于CVC轧机热轧带钢板型控制系统的应用[7-8]极大地促进了我国中厚板轧机的发展。
发展前景[8-9]
2010年，电力安全性评价全国在建中厚板轧机为12套，约新增生产能力2010万t ，其中中南地区新增生产能力760万t ，东北地区新增生产能力为330万t ，华东地区新增生产能力690万t ，西南地区新增生产能力230万t。2010年，全国淘汰中厚板轧机5套，淘汰生产能力370万t ，全国中厚板生产能力达到7000万t ，加上热连轧机组中厚板生产能力5000万t ，总产能达到12000万t 。中厚板消费量为11000万t(含特厚板) ，占钢材消费总量的21.1% ，中厚板消费量与12000万t生产能力相比，产品将供过于求。
总的发展趋势[10]
（1）轧机生产能力提高：1）轧辊辊身长度增加；2）轧机刚度不断增大；3）轧机力能参数不断增大。
（2）开发新型厚板轧机。
（3）液压AGC厚度自动控制和液压弯辊板形控制系统。
（4）采用连铸坯为厚板轧制的坯料。
（5）普遍采用厚板平面形状控制技术。
（6）广泛采用钢板综合性能控制技术。
（7）采用计算机控制。
但是总体来说，我国的中厚板轧机的装备水平不高，轧机的轧制力、板形控制、工艺控制、自动化水平与国外先进的现代化轧机相比，有较大差距，主要表现在以下几个方面：（1）轧机性能差，规格尺寸小。（2）板质量差，品种不全。（3）工艺落后，操作与管理水平差，金属消耗高、燃耗多。（4）自动化程度低，辅助设备陈旧[11]。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
1、中厚板轧机的分类[12]
中厚板生产的轧机有以下四种：二辊可逆式轧机、三辊劳特式轧机、四辊可逆式轧机和万能式轧机。其中四辊轧机是轧机中最大的，可用d/D×L表示，或简单用L表示。D为支承辊直径（mm），d为工作辊直径，L为轧辊辊身长度。尺寸范围：D=1300～2400mm，d=800～1200mm，L=2800～5500mm。由于这类轧机生产出的钢板好，已成为生产中厚板的主流轧机。因此这次主要研究四辊可逆式轧机。
2、中厚板轧机的压下规程[13]
中厚板轧机的压下规程制定，就是要确定由板坯到成品的轧制道次，和每道次的压下量大小，在操作上提供确定各道次压下螺丝的升降位置。在现代中厚板轧机上都采用电动液压压下或全液压压下，压下规程的制定就是确定轧辊各道次的设定位置。
影响压下规程的因素可分为设备能力和产品质量两大方面。在保证产品质量的前提下，充分发挥设备能力，是一个好的压下规程的标志，即可达到优质高产。
A 设备能力
设备能力对压下量的限制条件包括三个方面：咬入条件、轧辊强度和电机功率。
基质稳搬运机器人B 产品质量
产品质量对压下规程的影响需考虑下面几个因素：
（1）金属塑性；（2）钢板的几何精度；（3）实行热机械控制工艺（TMCP工艺）时，必须按控制轧制要求来确定压下量，以保证对各轧制阶段累计变形量的要求，确保钢板的金
相组织和力学性能。
3、纯化核酸中厚板轧机的辊系结构[14]
四辊轧机的辊系由工作辊、支承辊及轧辊轴承组成。辊系的主要参数是辊径、辊身长度和轧辊的开口度。辊径的大小要考虑产品厚度和板形；辊身长度的大小要考虑轧制的板宽，板轧机通常由辊身长度命名；轧辊的开口度要考虑轧制厚板的压缩比，精轧机座的开口度小，粗轧机座的大。工作辊的材料为半冷硬球墨铸铁；支承辊有铸钢、锻钢和镶套结构辊。镶套辊的镶套材料为9CrMo，辊芯材料为35CrMo。
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