年產(chǎn)280萬(wàn)噸1780熱軋帶鋼車(chē)間設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘 要 板帶材生產(chǎn)的技術(shù)水平不僅是冶金工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo) 志，也反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。建設(shè)現(xiàn)代化的 熱軋寬帶鋼軋機(jī)要滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)熱軋板品種質(zhì)量的要求。而最終 產(chǎn)品的質(zhì)量首先取決于連鑄胚的質(zhì)量，其次取決于軋鋼工藝的設(shè)計(jì)， 如軋機(jī)的剛度、軋機(jī)的布置形式等等。所以工藝設(shè)計(jì)是否合理不僅 關(guān)系到產(chǎn)量，還關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。 基于以上考慮，本次設(shè)計(jì)結(jié)合本鋼 1700mm、唐鋼 1700mm、萊鋼 1500mm、寶鋼 1580mm、鞍鋼 1780mm、梅鋼 1422mm 熱軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 了 280 萬(wàn)噸 1780mm 常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線，在此設(shè)計(jì)中詳細(xì)的介紹了加 熱、粗軋、熱卷取、

2、精軋、冷卻、卷取等一系列過(guò)程。其中精軋機(jī) 選取 7 架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機(jī)，采用工作輥正彎輥 （wrb）技術(shù)、cvc 軋機(jī)和厚度自動(dòng)控制(agc)等技術(shù)來(lái)控制板型和 提高厚度精度。另外為提高軋件溫度 ，減少頭尾溫差，節(jié)約軋制能 耗，降低工程投資，在精軋前采用保溫罩。設(shè)計(jì)中涉及的技術(shù)參數(shù) 大部分取自現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，用到的部分公式也是用來(lái)自于實(shí)際的 經(jīng)驗(yàn)公式。 關(guān)鍵詞 常規(guī)熱連軋；保溫罩；層流冷卻；液壓 agc 系統(tǒng) abstract the level of hot strip production technique is not only an important marking o

3、f the metallurgy industry produce development, but also reflect the level of the national industry and science technique.to construct a modern hot wide rolling mill we should meet the quality request of modern industry to hot strip species.the quality of the final product firstly relies on the quali

4、ty of continuous casting slab.what is more,it depends on the design of the rolling ,for example the arrangement and the stiffness of the mill .so wether the design is reasonable is not only relate to the quantity but also relate to the quality. based on the above premise, this design combine tang st

5、eel 1450 ,ben steel 1700, bao steel 1580 and an steel 1780 hot rolling production line to design 2.8 million ton traditional hot continuous rolling workshop. in this paper it introduced the heat furnace, the rough rolling in detail, the heat box, the finish rolling, the laminar cooling, the curl and

6、 so on.among them, the finishing mill still selected the big cross section memorial arch and the high tonnage rolling stand, and chose cvc mill, work roll bend technique and automatic gauge control to control strip shape and thickness. moreover, in order to raise the temperature of rolling metal and

7、 reduce the difference temperature between the tail and the head of rolling metal, i establish a hot curl box between the rough rolling and the finishing rolling. the coefficient in this design and parts of formulas come from actual experience. keywordskeywords conventional continuous rolling, heat

8、box, laminar cooling, automatic gauge control 目 錄 摘 要.i abstract.ii 第 1 章 緒論.1 1.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展歷史.1 1.1.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展史.1 1.1.2 我國(guó)熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史.1 1.2 熱軋軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) .2 1.2.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展現(xiàn)狀.2 1.2.2 熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn).3 1.2.3 熱軋板帶鋼的發(fā)展趨勢(shì).4 第 2 章 建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱.5 2.1 建廠依據(jù) .5 2.1.1 可行性研究 .5 2.1.2 地理與資源.5 2.2 產(chǎn)品大綱.6 2.2.1 坯料.6 2.

9、2.2 產(chǎn)品規(guī)格 .7 2.2.3 鋼種方案.7 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇.9 3.1 車(chē)間布置及設(shè)備選用的原則 .9 3.2 主要設(shè)備的選擇.9 3.2.1 除鱗設(shè)備.9 3.2.2 板坯寬度測(cè)壓設(shè)備 .10 3.2.3 軋制總道次的確定 .14 3.2.4 粗軋機(jī) .14 3.2.5 保溫裝置 .17 3.2.6 精軋機(jī) .19 3.2.7 壓下裝置 .23 3.2.8 活套裝置.24 3.2.9 卷取裝置 .25 第 4 章 典型產(chǎn)品壓下規(guī)程設(shè)計(jì).27 4.1 概述.27 4.2 各道次出口厚度及壓下量的確定.28 4.2.1 粗軋機(jī)的壓下量分配原則.28 4.2.2 精軋機(jī)

10、的壓下量分配原則.28 4.2.3 分配各道次壓下.29 4.3 軋機(jī)咬入的校核.29 4.4 確定軋制速度制度.30 4.4.1 粗軋機(jī)速度制度.30 4.4.2 精軋機(jī)速度制度.31 4.4.3 加減速度的選擇.32 4.5 確定軋制溫度制度.33 4.5.1 粗軋各道次溫度確定.33 4.5.2 精軋各道次溫度確定.34 4.6 力能參數(shù)的計(jì)算.34 4.6.1 軋制力的計(jì)算和空載輥縫的設(shè)定.34 4.6.2 軋制力矩的計(jì)算.37 4.6.3 附加摩擦力矩的計(jì)算.39 4.6.4 空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算.41 4.6.5 動(dòng)力矩的計(jì)算.43 4.7 板形控制技術(shù) .44 4.8 層流冷卻對(duì)溫度的

11、控制及大致的冷卻速率的確定 .45 第 5 章 軋輥強(qiáng)度和主電機(jī)能力的校核.47 5.1 軋輥強(qiáng)度的校核.47 5.1.1 支撐輥的校核.47 5.1.2 工作輥的校核.49 5.1.3 工作輥與支撐輥間的接觸應(yīng)力.51 5.2 主電機(jī)能力的校核.54 5.2.1 軋制過(guò)程中靜負(fù)荷圖的制定.54 5.2.2 主電機(jī)的校核.56 第 6 章 年產(chǎn)量的計(jì)算及軋制圖表.59 6.1 軋鋼機(jī)年產(chǎn)量的計(jì)算.59 6.1.1 軋鋼機(jī)年產(chǎn)量的計(jì)算.59 6.1.2 軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量的計(jì)算.60 6.1.3 軋鋼車(chē)間年產(chǎn)量的計(jì)算.61 6.2 軋鋼機(jī)工作圖表的制定.61 6.2.1 軋制圖表的基本形式及其特

12、征.62 6.2.2 軋機(jī)工作圖表的制定.63 第 7 章 輔助設(shè)備的選擇.65 7.1 加熱爐的選擇.66 7.1.1 加熱能力的確定.67 7.1.2 爐子數(shù)量的確定.67 7.1.3 爐子尺寸的確定.68 7.2 除磷裝置的選擇.69 7.2.1 除磷的必要性.69 7.2.2 各種除磷方式的比較.69 7.2.3 本次設(shè)計(jì)除磷裝置的選擇.70 7.3 剪切設(shè)備的選擇.71 7.4 帶鋼冷卻裝置.72 7.5 卷取設(shè)備的選擇.74 7.6 輥道的選擇.76 7.7 活套支撐器.79 7.7.1 概述.79 7.7.2 活套支撐器的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算.80 7.8 控制設(shè)備.81 7.8.1

13、厚度控制技術(shù).82 7.8.2 板形控制.83 7.8.3 寬度控制.84 第 8 章 軋鋼車(chē)間平面布置及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo).87 8.1 軋鋼車(chē)間平面布置.87 8.1.1 軋鋼車(chē)間平面布置的原則.87 8.1.2 金屬流程線的確定.88 8.2 車(chē)間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).89 8.2.1 各類(lèi)材料消耗指標(biāo).89 8.2.2 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).92 第 9 章 設(shè)計(jì)總結(jié)及優(yōu)勢(shì)介紹.95 參考文獻(xiàn).99 謝 辭.101 第 1 章 緒論 1.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展歷史 1.1.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展史 熱軋板帶鋼軋機(jī)的發(fā)展已有 70 多年歷史，汽車(chē)工業(yè)、建筑工業(yè)、 交通運(yùn)輸業(yè)等的發(fā)展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求

14、量不斷增加， 從而促使熱軋板帶鋼軋機(jī)的建設(shè)獲得了迅速和穩(wěn)定的發(fā)展。從提高 生產(chǎn)率和產(chǎn)品尺寸精度、節(jié)能技術(shù)、提高成材率和板形質(zhì)量、節(jié)約 建設(shè)投資、減少軋制線長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)緊湊化軋機(jī)布置到熱連軋機(jī)和連鑄 機(jī)的直接連接布置，熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展時(shí)期1。 1960 年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機(jī)稱(chēng)第一代熱帶鋼軋機(jī)。這一時(shí)期 熱帶鋼軋機(jī)技術(shù)發(fā)展比較緩慢，其中最重要的技術(shù)進(jìn)步是將厚度自 動(dòng)控制（agc）技術(shù)應(yīng)用于精軋機(jī)，從根本上改善了供給冷軋機(jī)的原 料板帶鋼的厚度差。 20 世紀(jì)六、七十年代是熱軋板帶鋼軋機(jī)發(fā)展的重要時(shí)期。同時(shí) 連鑄技術(shù)發(fā)展成熟，促使熱連軋機(jī)從最初使用鋼錠到使用連鑄坯， 從而大幅度提高產(chǎn)量

15、并能夠?yàn)槔滠垯C(jī)提供更大的鋼卷。熱軋板帶鋼 軋機(jī)的生產(chǎn)工藝過(guò)程是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化控制技術(shù)最發(fā)達(dá)的工 序。60 年代后新建的熱帶鋼軋機(jī)很快采用了軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)控制， 將熱軋板帶鋼軋機(jī)的發(fā)展推向一個(gè)新的發(fā)展階段，這一時(shí)期新建的 軋機(jī)稱(chēng)為第二代熱帶鋼軋機(jī)。1969 年至 1974 年在日本和歐洲新建 的軋機(jī)稱(chēng)為第三代熱帶鋼軋機(jī)。 20 世紀(jì) 80 年代，板帶鋼生產(chǎn)更加注重產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于低 凸度帶材需求量不斷增長(zhǎng)，這使板帶鋼板形控制技術(shù)成為熱軋板帶 鋼軋制技術(shù)重要課題之一。90 年代，熱軋板帶鋼在工藝方面有重大 突破，1996 年日本川崎鋼鐵公司成功開(kāi)發(fā)無(wú)頭連續(xù)軋制板帶鋼技術(shù)， 解決了在常規(guī)熱連

16、軋機(jī)上生產(chǎn)厚度 0.81.2 mm 超薄帶鋼一系列技術(shù) 難題。熱連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達(dá) 0.8mm，但實(shí)際生產(chǎn)中并不 追求軋制最薄規(guī)格，因?yàn)楸∫?guī)格生產(chǎn)的故障率高，輥耗大，噸鋼酸 洗成本高等。待技術(shù)發(fā)展到故障率等降低后，才能經(jīng)濟(jì)地批量生產(chǎn)2。 1.1.2 我國(guó)熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史 我國(guó)熱連軋帶鋼的發(fā)展大致可以劃分為三個(gè)階段3： 第一階段為初期發(fā)展階段，以解決企業(yè)的有無(wú)為主要目的，這 個(gè)時(shí)期熱軋板帶鋼軋機(jī)建設(shè)職能依靠國(guó)家投入，建設(shè)水平和技術(shù)設(shè) 備參差不齊。1989 年投產(chǎn)的寶鋼 2050mm 軋機(jī)代表了當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn) 水平，采用了一系列先進(jìn)的熱連軋生產(chǎn)技術(shù)，但這個(gè)時(shí)期投產(chǎn)的二 手設(shè)備則是國(guó)外五

17、、六十年代的設(shè)備，整體技術(shù)水平相對(duì)落后，雖 然在安裝過(guò)程中進(jìn)行了局部改造，但整體技術(shù)水平提高有限。1980 年投產(chǎn)的本鋼 1700mm 生產(chǎn)線和 1992 年投產(chǎn)的攀鋼 1450mm 生產(chǎn)線均 采用國(guó)產(chǎn)軋機(jī)，其軋機(jī)整體水平不高，產(chǎn)品與國(guó)際水平差距較大， 但這幾套軋機(jī)在滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的同時(shí)也培養(yǎng)出了一批技術(shù) 人才。 20 世紀(jì) 90 年代以后是第二階段，這是全面提高技術(shù)水平，新 技術(shù)、新設(shè)備的引進(jìn)階段。各大企業(yè)均以引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)為主， 如 1999 年投產(chǎn)的鞍鋼 1780mm 軋機(jī)，1996 年投產(chǎn)的寶鋼 1580mm 軋 機(jī)。這一階段的軋機(jī)除常規(guī)軋機(jī)所采用的先進(jìn)技術(shù)外，還采用了連 鑄機(jī)

18、和軋制線直接連接的布置形式，此外 pc 板形控制系統(tǒng)，強(qiáng)力彎 輥系統(tǒng)，在線磨輥技術(shù)，中間輥道保溫技術(shù)，帶坯邊部感應(yīng)加熱技 術(shù)，精軋全液壓壓下及 agc 技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。珠鋼 1500mm 薄 板坯生產(chǎn)線、邯鋼 1900mm 薄板坯生產(chǎn)線、包鋼 1750mm 薄板坯生產(chǎn) 線的引進(jìn)，使我國(guó)擁有了新一代熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)。 近幾年開(kāi)始的第三階段是以提高效益、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足市 場(chǎng)需求和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力為主的發(fā)展階段。由于近些年國(guó)家經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展，對(duì)鋼材需求量不斷增加，各個(gè)企業(yè)或引進(jìn)或采用國(guó)產(chǎn) 技術(shù)，或建設(shè)傳統(tǒng)連軋生產(chǎn)線，或建設(shè)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，同 時(shí)也對(duì)原有生產(chǎn)線進(jìn)行全面的技術(shù)改造，使

19、其達(dá)到現(xiàn)代化水平。目 前，我國(guó)熱連軋生產(chǎn)已擺脫落后狀態(tài)，并已處于世界先進(jìn)水平行列4。 1.2 熱軋軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1.2.1 熱軋板帶鋼的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代熱連軋技術(shù)的技術(shù)發(fā)展主要集中在板形、厚度精度、溫度 與性能的精準(zhǔn)控制、表面質(zhì)量控制等方面，例如強(qiáng)力彎輥（wrb）系 統(tǒng)、工作輥竄輥（hcw、cvc）和對(duì)輥交叉（pc）技術(shù)、工作輥的精 細(xì)冷卻、高精度數(shù)學(xué)模型的不斷改進(jìn)等。 在熱軋帶鋼軋機(jī)布置形式的發(fā)展方面，總結(jié)起來(lái)，主要有以下 幾種形式5： 典型的傳統(tǒng)熱帶鋼連軋機(jī)組，這種機(jī)組通常是 2 架粗軋機(jī)，7 架精軋機(jī)，2 臺(tái)地下卷取機(jī)，年總產(chǎn)量 350550 萬(wàn)噸，生產(chǎn)線的總 長(zhǎng)度 400500

20、m，有一些新建的機(jī)組裝備了定寬壓力機(jī)(sp)。這類(lèi) 軋機(jī)采用的鑄坯厚度通常為 200250mm，特點(diǎn)是產(chǎn)量高，自動(dòng)化程 度高，軋制速度高(20m/s 以上)，產(chǎn)品性能好。 緊湊型的熱連軋機(jī)，通常機(jī)組的組成為 1 架粗軋機(jī)，1 臺(tái)中間 熱卷箱，56 架精軋機(jī)，12 臺(tái)地下卷取機(jī)，生產(chǎn)線長(zhǎng)度約 300m，年產(chǎn)量 200300 萬(wàn)噸。采用的鑄坯厚度 200mm 左右，投資比 較少，生產(chǎn)比較靈活，由于使用熱卷箱溫度條件較好，可以不用升 速軋制(軋制速度 14m/s 左右)。 新型的爐卷軋機(jī)機(jī)組，通常采用 1 臺(tái)粗軋機(jī)，1 臺(tái)爐卷軋機(jī)， 12 臺(tái)地下卷取機(jī)，產(chǎn)量約 100 萬(wàn)噸，其中有的生產(chǎn)線可以生產(chǎn)中

21、 板也可以生產(chǎn)熱軋板卷，主要用于不銹鋼生產(chǎn)，投資較小，生產(chǎn)靈 活，適合多品種。 熱軋帶鋼的另一生產(chǎn)形式是薄板坯連鑄連軋，按結(jié)晶器的形式 不同，分別有多種形式，如 sms 開(kāi)發(fā)的 csp、daniely 開(kāi)發(fā)的 h2frl 等，由薄板坯鑄機(jī)、加熱爐和軋機(jī)組成，剛性連接，鑄坯厚 5090mm，產(chǎn)量 120200 萬(wàn)噸，軋機(jī)的布置形式有粗軋加精軋為 2+5 布置，1+6 布置，也有 7 架精軋機(jī)組成的生產(chǎn)線。薄板坯連鑄連 軋的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品強(qiáng)度高、溫度與性能均勻性好，但是 表面質(zhì)量、潔凈度控制方面比傳統(tǒng)厚板坯的難度大。 國(guó)外發(fā)展的無(wú)頭(半無(wú)頭)軋制技術(shù)，日本是在傳統(tǒng)的粗軋機(jī)后 設(shè)立熱卷箱，飛

22、焊機(jī)，把中間坯前一坯的尾部和下一坯的頭部焊接 在一起，進(jìn)入精軋機(jī)組時(shí)形成無(wú)頭的帶鋼進(jìn)行軋制，在卷取機(jī)前再 由飛剪剪斷，該生產(chǎn)線可以 20m/s 的速度軋制生產(chǎn) 0.81.3mm 厚的 帶鋼。德國(guó)發(fā)展的是半無(wú)頭軋制技術(shù)，他們利用薄板坯連鑄連軋的 生產(chǎn)線，鑄造較長(zhǎng)的鑄坯進(jìn)人精軋，并且軋后進(jìn)行剪切，在精軋機(jī) 組中形成有限的無(wú)頭連軋。這種生產(chǎn)線的特點(diǎn)是適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄 規(guī)格的帶鋼，減少了薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中的軋廢和工具損失。歐洲還 在開(kāi)發(fā)基于薄板坯連鑄連軋技術(shù)的無(wú)頭軋制技術(shù)，通過(guò)進(jìn)一步提高 鑄坯的拉速，使連軋機(jī)和連鑄機(jī)的速度得到匹配，實(shí)現(xiàn)真正的連鑄 連軋。 薄帶直接連鑄并軋制的技術(shù)，鋼水在 2 個(gè)輥中鑄成

23、 56mm 的帶 鋼，經(jīng)過(guò) 1 架或 2 架軋機(jī)進(jìn)行小變形的軋制和平整，生產(chǎn)出熱帶鋼 卷。 1.2.2 熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn) 常規(guī)熱連軋生產(chǎn)工藝具有諸多特點(diǎn)，主要在于：生產(chǎn)能力大、 自動(dòng)化程度高；產(chǎn)品規(guī)格多、質(zhì)量穩(wěn)定；生產(chǎn)效率高、成材率高。 因此，這種生產(chǎn)工藝仍是鋼鐵企業(yè)建設(shè)熱連軋帶鋼生產(chǎn)線的首選6。 連鑄連軋工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、占地面積大、投資成本高，特別是 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高檔產(chǎn)品時(shí)，需配備技術(shù)含量高的煉鋼、精煉和連鑄設(shè)施。 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝生產(chǎn)能力適中、設(shè)備布置緊湊、流程 短、生產(chǎn)成本低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，但薄板坯拉坯速度較高，鑄坯 易產(chǎn)生橫向角裂和表面縱裂等缺陷，使鋼坯表面質(zhì)量不及常規(guī)工

24、藝 產(chǎn)品水平。 1.2.3 熱軋板帶鋼的發(fā)展趨勢(shì) 近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向在于7： 1.熱軋板帶材短流程、高效率化。首先，為了大幅度簡(jiǎn)化工藝 過(guò)程，縮短生產(chǎn)流程，充分利用資源，降低各項(xiàng)消耗，提高經(jīng)濟(jì)效 益，不僅充分利用連鑄坯為原料，同時(shí)不斷開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄板 坯直接熱裝和直接軋制技術(shù)；其次，進(jìn)一步完善連鑄連軋和連續(xù)鑄 軋技術(shù)。 2.生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化。 3.采用自動(dòng)控制提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量。在板帶材生產(chǎn)中， 產(chǎn)品的厚度精度和平直度是反映產(chǎn)品質(zhì)量的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。由于才 喲個(gè)液壓壓下厚度自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，板帶縱向厚度精度 已得到很大的提高，但板帶橫向厚度和平直度的精度控制有待進(jìn)

25、一 步提高。 4.發(fā)展控軋控冷與熱處理技術(shù)以及合金鋼種的開(kāi)發(fā)。利用硅、 釩等金屬元素生產(chǎn)低合金鋼種，同時(shí)配合連鑄連軋、控軋控冷和熱 處理工藝，提高產(chǎn)品組織性能和質(zhì)量。 第 2 章 建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱 2.1 建廠依據(jù) 2.1.1 可行性研究 1）首鋼新建的 2250mm 寬帶鋼連軋生產(chǎn)線無(wú)論是軋機(jī)水平還是 工藝水平在國(guó)內(nèi)都是一流的，這為我們建設(shè)或改造本 1780mm 生產(chǎn)線 提供了很好的參考。 2）由于我國(guó)汽車(chē)工業(yè)和家電工業(yè)的高速發(fā)展，冷軋板帶材的缺 口很大，建設(shè)一條可供冷軋的熱軋板帶生產(chǎn)線可為首鋼在順義新建 的 150 萬(wàn)噸冷軋項(xiàng)目供料，進(jìn)而提高我們的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。 3）中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期

26、，鋼鐵消費(fèi)總體良好。雖然我國(guó)的 鋼鐵總產(chǎn)能過(guò)剩，但是很多中高檔鋼鐵產(chǎn)品還需進(jìn)口，究其原因主 要是國(guó)內(nèi)軋制生產(chǎn)線不是國(guó)外淘汰的二手線，就是國(guó)內(nèi)自行研制的 軋機(jī)、電氣等設(shè)備。我們的設(shè)備確實(shí)成為了生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。如何 在原有設(shè)備能力的基礎(chǔ)之上生產(chǎn)中高檔產(chǎn)品，如何改進(jìn)我們的工藝， 使其具有先進(jìn)水平，這些正是我們軋鋼人要做的。隨著國(guó)家汽（轎） 車(chē)、家電、集裝箱、輸油（汽）管線等行業(yè)的迅猛發(fā)展，將會(huì)進(jìn)一 步刺激各類(lèi)板材品種的需求，市場(chǎng)前景很大。 4）與薄板坯連鑄連軋相比，常規(guī)熱連軋仍有其自身的優(yōu)勢(shì)。薄 板坯連鑄連軋技術(shù)晶粒較細(xì)，加上軋制的大壓下，使產(chǎn)品硬度很高， 不能按要求向冷軋供應(yīng)強(qiáng)度低于 240mpa

27、 的軟帶鋼。就向冷軋供料而 言，常規(guī)熱連軋仍有廣闊的發(fā)展空間。 2.1.2 地理與資源 1）廣闊的市場(chǎng) 唐山周?chē)性S多中小型冷軋廠，我們的熱軋卷可以為其提供原 料；華北、東北地區(qū)有許多機(jī)械制造業(yè)，板帶鋼也可以作為成品供 給這些企業(yè)；近幾年國(guó)內(nèi)實(shí)行城市大變樣計(jì)劃，許多城市建筑、橋 梁都實(shí)行新建。所以板帶鋼會(huì)有廣闊的銷(xiāo)售前景。 2）豐富的能源 （1）鐵礦：遷安和遵化有豐富的鐵礦，并且京唐鋼鐵位于深水 港曹妃甸港，便于澳礦運(yùn)輸； （2）煤礦：開(kāi)灤集團(tuán)可以提供充足的煤燃料； （3）電力：陡河電廠、唐山電廠可以提供充足的電力； （4）水資源：東北部有陡河水庫(kù)可以提供充足的水資源，臨海 地帶水資源是比較充

28、裕的； （5）石油：華北油田，大港油田和剛發(fā)現(xiàn)的南堡石油為其提供 足夠石油。 3）便利的交通 唐山地處京津之側(cè)擁有便利的鐵路，京唐港和正在建設(shè)的曹妃 甸港口提供了便利、廉價(jià)的水運(yùn)，唐津高速公路、唐港高速公路以 及 107 國(guó)道、205 國(guó)道、102 國(guó)道提供了便捷的公路運(yùn)輸。 4）豐富的人力資源 北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、鞍山科技大學(xué)以及燕山大學(xué)、河北 聯(lián)合大學(xué)等冶金工科院?？梢蕴峁﹥?yōu)秀的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，其他各大 學(xué)可以提供相關(guān)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才。 2.2 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車(chē)間設(shè)計(jì)時(shí) 制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程、確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。 產(chǎn)品大綱不但規(guī)定了

29、車(chē)間的類(lèi)型，同時(shí)也規(guī)定了車(chē)間生產(chǎn)品種的方 向。所以編制產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)注意7: 1）滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)特別需要，根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的 供應(yīng)和優(yōu)先保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門(mén)對(duì)鋼材的需要。 2）考慮各類(lèi)產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確 處理長(zhǎng)遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。作到供求適應(yīng)、品種平衡、 產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)路、布局合理、要防止不顧軋機(jī)特點(diǎn)和條件一哄而上、一哄 而下的傾向。 3）考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。 4）考慮建廠地區(qū)資源的供應(yīng)條件，物資和材料運(yùn)輸?shù)那闆r。 5）要適應(yīng)當(dāng)前對(duì)外開(kāi)放、對(duì)內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，力爭(zhēng)做到產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化。 2.2.1 坯料 熱帶鋼軋機(jī)一

30、般采用連鑄坯或初軋坯為原料。由于連鑄坯的諸 多優(yōu)點(diǎn)，加之比初軋坯物理化學(xué)性能均勻，且便于增大坯重，故對(duì) 熱帶連軋更為合適。 選擇尺寸時(shí)，必須考慮軋機(jī)的工作條件，提高板坯厚度，可以 增加板坯及鋼卷的重量，但增加了軋制道次，使機(jī)架數(shù)目增多，軋 制線增長(zhǎng)。因此坯料厚度應(yīng)合理選擇。板坯厚度一般 150250mm， 多數(shù)為 200250mm，最厚達(dá) 300350mm。國(guó)產(chǎn) 1700 熱連軋機(jī)采用 連鑄坯的厚度規(guī)格為 160、210、250mm。近代連軋機(jī)完全取消了展 寬工序，以便加大板坯長(zhǎng)度，采用全縱軋制，故板坯寬要比成品寬 度大，由立輥軋機(jī)控制帶鋼寬度，而其長(zhǎng)度則主要取決于加熱爐的 寬度和所需坯重。目

31、前板卷單位寬度的重量不斷提高，達(dá)到 1530kgmm 毛重準(zhǔn)備提高到 3336kgmm。 綜合上述考慮，最終確定原料規(guī)格如下： 板坯厚度：150250mm 板坯寬度：8001500mm 板坯長(zhǎng)度：910m 2.2.2 產(chǎn)品規(guī)格 厚度：1.512mm； 寬度：7501600mm； 鋼卷內(nèi)徑：762mm； 鋼卷外徑：12002000mm； 最大卷重：30t； 產(chǎn)量：年產(chǎn) 280 萬(wàn)噸。 2.2.3 鋼種方案 表表 2-12-1 按鋼種分配的熱軋板帶的產(chǎn)品按鋼種分配的熱軋板帶的產(chǎn)品 鋼種 牌號(hào)規(guī)格(mm) 年產(chǎn)量 (萬(wàn)噸) 比例 （%） 普碳鋼 q195，q215 q235，q255 q275 (1

32、.512.0)(1 4001600) 14050 合金結(jié) 構(gòu)鋼 12mn2a，16m n2a 30cr，40cr 45cr，45mn (2.55.0)(14 001600) 5620 不銹鋼 1cr13，0cr1 8ni9 1cr18ni9 1cr18ni9ti (2.06.0)(10 001600) 8430 總量 280 按產(chǎn)品規(guī)格分配熱軋板帶方案見(jiàn)表 2-2。 表表 2-22-2 按產(chǎn)品分配的熱軋板帶按產(chǎn)品分配的熱軋板帶 寬 度 （mm） 產(chǎn)量合 計(jì) 比 例 厚度 （mm） 850105 0 1000120 0 12001400 1400155 0 1.52.2561072810% 2.

33、341835352411240% 4.16202525148430% 6.1128202085620% 產(chǎn)量合計(jì) （t） 51869053280 比 例 18.2 %30.7%32.1%18.9%100% 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇 3.1 車(chē)間布置及設(shè)備選用的原則 首先，在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)計(jì)保溫罩或熱卷箱等，主要是 考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)以及帶鋼內(nèi)部組織性能的影響， 而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計(jì)更貼近實(shí)際，在選定軋機(jī) 型號(hào)及確定軋輥、各架軋機(jī)之間的距離等方面，主要是依據(jù)鞍鋼 1780 生產(chǎn)線的車(chē)間設(shè)計(jì)，并針對(duì)本次設(shè)計(jì)要求做一些改動(dòng)；在確定 軋機(jī)數(shù)目及布置上，考慮

34、的是目前連鑄機(jī)鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下 導(dǎo)致跑偏、及整個(gè)軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計(jì)。在 設(shè)計(jì)中，選用的設(shè)備、技術(shù)、軋機(jī)數(shù)目、布置及選用的原因?qū)⒃谙?面做具體的介紹。 3.2 主要設(shè)備的選擇 軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表車(chē)間生產(chǎn)技術(shù)水 平，這是區(qū)別于其他車(chē)間類(lèi)型的關(guān)鍵。因此，軋鋼機(jī)選擇的是否合 理對(duì)車(chē)間生產(chǎn)具有非常重要的影響。因?yàn)閹т撥垯C(jī)為平輥軋制，軋 制力大，為了能控制良好的板形，機(jī)架和軋輥必須有較大的剛度才 行。所以板帶軋機(jī)主要是四輥軋機(jī)。 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車(chē)間生產(chǎn)的鋼材、鋼種，產(chǎn)品品種 和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程。對(duì) 軋鋼車(chē)間設(shè)計(jì)而

35、言，軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu) 形式，確定其主要技術(shù)參數(shù)，選用軋機(jī)的架數(shù)以及布置形式7。 在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要注意考慮下列各項(xiàng)原則： （1）在滿(mǎn)足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊； （2）有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)； （3）保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能； （4）有利于軋機(jī)機(jī)械化，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人勞動(dòng)條件 的改善； （5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡(jiǎn)單，維修方便； （6）備品備件更換容易，并利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化； （7）有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 3.2.1 除鱗設(shè)備 現(xiàn)代熱帶鋼連軋機(jī)都設(shè)有高壓水除鱗箱來(lái)清除氧化鐵皮。除鱗 箱

36、是一個(gè)基本封閉的箱體。箱內(nèi)上下各裝有兩排集水管，其上下高 壓水噴嘴同時(shí)噴射高壓水除鱗。上排水管的高度可根據(jù)板坯厚度的 變化來(lái)調(diào)節(jié)。噴嘴的噴水方向迎著板坯的前進(jìn)方向與水平呈 15角。 高壓水產(chǎn)生水平分力，將氧化鐵皮沖擊到板坯邊緣以外，鏈條的作 用是防止高壓水和氧化鐵皮散射，使其只能落入地溝。 高壓水的壓力通常采用 1518mpa，每個(gè)高壓水噴嘴水流量為 91l/min。 3.2.2 板坯寬度測(cè)壓設(shè)備 寬度精度與厚度精度、板凸度、平直度共同構(gòu)成帶鋼的外形質(zhì) 量，其中寬度精度是帶鋼帶鋼產(chǎn)品外形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。精確 的寬度可以提高熱軋薄板及其后步工序的成材率，既可避免由于過(guò) 寬造成切邊過(guò)多，又可減

37、少由于過(guò)窄給后步工序帶來(lái)的生產(chǎn)安排混 亂。需對(duì)成品帶鋼寬度進(jìn)行控制，這里先介紹粗軋調(diào)寬。粗軋調(diào)寬 可以通過(guò)獨(dú)立的立輥軋機(jī)、粗軋機(jī)附屬立輥、定寬軋機(jī)、大側(cè)壓調(diào) 寬壓力機(jī)（sp 軋機(jī)）等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。粗軋調(diào)寬在帶鋼寬度調(diào)整和精度 控制中占有主要地位8。 1）立輥軋機(jī) 為了進(jìn)行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組都配有獨(dú)立的立輥軋機(jī)或 在粗軋機(jī)上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機(jī)前也設(shè)立了立輥。根據(jù)調(diào)寬 量的大小，板坯可以進(jìn)行多道次或一道次立軋。 （1）立輥軋機(jī)位于粗軋機(jī)水平軋機(jī)的前面，大多數(shù)立輥軋機(jī)的 牌坊與水平軋機(jī)的牌坊連接在一起。立輥軋機(jī)主要分為兩大類(lèi)，即 一般立輥軋機(jī)和有 awc 功能的重型立輥軋機(jī)。 一般立輥軋機(jī)是

38、傳統(tǒng)的立輥軋機(jī)，主要用于板坯寬度齊邊、 調(diào)整水平軋機(jī)壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主 傳動(dòng)電機(jī)功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋 制過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。 有 awc 功能的重型立輥軋機(jī)是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶 鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機(jī)。其結(jié)構(gòu)先進(jìn)，主傳動(dòng)電機(jī)功 率大，側(cè)壓能力大，具有 awc 功能，在軋制過(guò)程中對(duì)帶坯進(jìn)行調(diào)寬、 控寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格而且有 利于實(shí)現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。有 awc 功能的重型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示。 圖 3.1 有 awc 功能的重型立輥

39、軋機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 表表 3-13-1 立輥軋機(jī)的各種性能參數(shù)立輥軋機(jī)的各種性能參數(shù) 軋輥640/580380 毫米 調(diào)寬范圍8001450 毫米 調(diào)整速度30 毫米/秒 壓下形式電動(dòng)+液壓 軋制力最大 100 噸 壓下量 板坯厚度為 90 毫米時(shí)最大 7 毫米（13.5 毫米/邊） 板坯厚度為 70 毫米時(shí)為最大 3035 毫米（1517.5 毫 米/邊） 軋制速度最大 22 轉(zhuǎn)/分（用新輥） 主傳動(dòng)電機(jī)2ac88kw0150rpm 成對(duì)的水平電機(jī) 軋輥開(kāi)口度最大 1770 毫米（換輥時(shí) 1840 毫米）最小 800 毫米 awc 行程50 毫米 （2）立軋的變形特點(diǎn)與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機(jī)的軋

40、制后的 板坯具有一下形狀特點(diǎn)： 板坯立軋的狗骨變形，如圖 3.2（a）所示。板坯立軋是典型 的超高件軋制過(guò)程，其突出特點(diǎn)是側(cè)壓時(shí)變形不深透，金屬向厚度 方向上的流動(dòng)主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的 雙鼓形，就是所謂狗骨變形。立輥的輥徑越大，狗骨形越小。為增 加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機(jī)（sp sizing press） ，可看 做是用半徑無(wú)限大的垂頭替代了立輥，定寬壓力機(jī)的狗骨形要比立 輥調(diào)寬小得多10。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過(guò)后步平輥軋機(jī)軋制后，較 厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?dòng)，造成軋件繼續(xù)寬展，因而影響寬度精 度，降低寬度控制效果。 圖 3.2（a）立輥軋邊 圖 3.2（b）立

41、輥軋 后平軋 “舌頭”及“魚(yú)尾” 。經(jīng)過(guò)側(cè)壓后的板坯，在頭尾部分產(chǎn)生嚴(yán) 重的寬度不均，板坯頭尾在軋制方向金屬流動(dòng)阻力小于板坯中部， 形成頭尾兩側(cè)向中間的圓弧形，使頭尾寬度收縮，最終形成端部?jī)?nèi) 凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚(yú)尾” 。這部分帶材必須在后續(xù)工 序中予以切除，造成了金屬的浪費(fèi)，如圖 3.2（b）所示。 而頭尾 之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動(dòng)阻力加大，在長(zhǎng)度方向的延 伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。 立軋時(shí)板坯拱起。板坯的寬厚比較大時(shí)，如果采用立輥軋機(jī) 軋制，容易使板坯拱起，造成板坯失穩(wěn)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。 2）定寬壓力機(jī) 壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點(diǎn)，

42、增大壓縮 工具與板坯的接觸長(zhǎng)度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的 魚(yú)尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。實(shí)現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè) 備是定寬壓力機(jī)（sp sizing press）9。定寬壓力機(jī)位于粗軋高壓 水除鱗裝置之后，粗軋機(jī)之前，用于對(duì)板坯進(jìn)行全長(zhǎng)連續(xù)的寬度側(cè) 壓。與立輥軋機(jī)相比，sp 軋機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）板帶成材率提 高。sp 軋機(jī)具有較強(qiáng)的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。 （2） 調(diào)寬能力提高。目前 sp 軋機(jī)的最大側(cè)壓量達(dá)到了 350mm，有效減輕 了連鑄機(jī)不斷變換寬度規(guī)格的負(fù)擔(dān)，提高了連鑄機(jī)生產(chǎn)率和連鑄坯 質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。 （3）調(diào)寬實(shí)效提高。側(cè)壓變形更 深透，

43、板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。 （4）寬度精度提高。 sp 軋機(jī)的錘頭間距可嚴(yán)格控制，有很強(qiáng)的定寬作用10。 定寬壓力機(jī)的主要形式有長(zhǎng)錘頭和短錘頭兩種11。 長(zhǎng)錘頭定寬壓力機(jī)。如圖 3.3（a）所示，特點(diǎn)是壓縮模具長(zhǎng) 度略大于板坯長(zhǎng)度，板坯遍布在全長(zhǎng)上同時(shí)受到壓縮。操作過(guò)程是 先由螺桿機(jī)構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速 液壓壓下機(jī)構(gòu)按規(guī)程進(jìn)行側(cè)壓。該定寬壓力機(jī)是一次將板坯壓縮至 目標(biāo)寬度，由于是整個(gè)板坯長(zhǎng)度上同時(shí)進(jìn)行壓縮，所以需要特別大 的壓縮力。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。 短錘頭定寬壓力是用短錘頭替代長(zhǎng)錘頭。如圖 3.3（b）所示， 用短錘頭多次連續(xù)壓縮來(lái)取代一

44、次性壓縮，大大減少了壓縮力，減 輕了壓力機(jī)的負(fù)荷，簡(jiǎn)化了設(shè)備。 圖 3.3（a） 長(zhǎng)錘頭定寬壓力機(jī) 圖 3.3（b） 短錘頭定 寬壓力機(jī) 短錘頭定寬壓力機(jī)主要有兩種形式：一種間歇式，如圖 3.4 所 示。在對(duì)板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開(kāi)位置，間距略大于板坯， 板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來(lái)，對(duì)寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓 縮到位后錘頭分開(kāi)回到打開(kāi)位置，然后板坯向前送進(jìn)一步，開(kāi)始下 一步壓縮，如此循環(huán)，直到板坯尾部壓縮完畢。另一種是連續(xù)式， 如圖 3.5 所示。錘頭對(duì)板坯進(jìn)行壓縮的同時(shí)，隨板坯一起向前沿軋 制線方向以相同速度前進(jìn)。這種運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓形曲線，可以保 證板坯在首壓縮的過(guò)程中以一定速度

45、前進(jìn)，不必是板坯停下來(lái)等待。 壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開(kāi)位置，準(zhǔn)備下一次壓縮。 顯然這種連續(xù)式定寬壓力機(jī)的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多20。 （a）壓縮 （b）打開(kāi) （c）送進(jìn) （d）再壓 縮 圖 3.4 間歇式調(diào)寬壓力機(jī)動(dòng)作示意圖 圖 3.5 連續(xù)式調(diào)寬壓力機(jī) 本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，參考安鋼 1580mm，鞍鋼 1780mm 熱 軋帶鋼的設(shè)計(jì)，選用連續(xù)式短錘頭定寬壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如 下表 4： 表表 3-23-2 定寬壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)定寬壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 寬度壓下量（mm）最大 350 壓力機(jī)負(fù)荷（mn）最大 22（普通鋼，1050c 時(shí)） 壓力機(jī)周期（行程/min） 50 板

46、坯行走量（mm/行程） 400 板坯速度（m/min） 20 主電動(dòng)機(jī)3400kw，0/500（r/min） 3.2.3 軋制總道次的確定 取平均延伸系數(shù)為 1.42，由產(chǎn)品厚度為 3mm，進(jìn)粗軋機(jī)的厚度 為 150mm。則根據(jù)公式可得： nn p h h 軋制總道次數(shù)為 n=。所以確定道 1216.11 42 . 1 lg 3 150 lg lg lg lg lg pp h h 次數(shù)為 12 道。初步確定粗軋 6 道，精軋 6 道。 3.2.4 粗軋機(jī) 1）粗軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 粗軋區(qū)的布置形式是根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量等諸多因素決定的。 由于精軋機(jī)的設(shè)計(jì)沒(méi)有太大的區(qū)別，我們通常所說(shuō)全連續(xù)式

47、、34 連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式都是根據(jù)粗軋區(qū)軋機(jī)的布置形式來(lái)命 名的。下面分別介紹粗軋機(jī)不同的布置形式。 （1）全連續(xù)式 所謂全連續(xù)式并不是說(shuō)所有軋機(jī)構(gòu)成連軋，只是說(shuō)在整個(gè)軋制 過(guò)程中軋件始終沿一個(gè)方向前進(jìn)，沒(méi)有逆向。全連續(xù)式粗軋機(jī)通常 由 4 到 6 架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。 全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置形式主要有兩種：一種是全部軋機(jī)呈跟蹤式 連續(xù)布置；另一種是前幾架軋機(jī)為跟蹤式，后兩架為連軋布置12。 典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 3.6 所示。 r1 r2 r3 r4 r5 r6 圖 3.6 典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 全連續(xù)式粗軋機(jī)在一、二代熱軋帶鋼軋機(jī)中居多

48、，因受當(dāng)時(shí)的 控制水平和機(jī)械制造能力的限制，粗軋機(jī)軋制速度較低，且都是以 斷面大、長(zhǎng)度短的初軋板坯為原料，所以軋機(jī)產(chǎn)量取決于粗軋機(jī)的 產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機(jī)每架軋機(jī)只軋道，軋件沿一個(gè)方向進(jìn)行述 連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時(shí)發(fā)展較快。 隨著粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，粗軋機(jī)的軋制 速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機(jī)的布置形式也發(fā)生了很大變 化，相繼發(fā)展了 34 連續(xù)式和半連續(xù)式。相比之下，全連續(xù)式粗軋 機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長(zhǎng)、占地面積大、設(shè)備多、投 資大、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點(diǎn)更加突出，所以近期建設(shè) 的粗軋機(jī)已不再采用全連續(xù)式。 （2） 34 連續(xù)式 34 連續(xù)式

49、粗軋機(jī)由可逆式軋機(jī)和不可逆式軋機(jī)組成，其布置 形式有 2 架軋機(jī)，3 架軋機(jī)或 4 架軋機(jī)。 典型的 34 連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 3.7 所示。 圖 3.7 34 連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 典型的 34 連續(xù)式粗軋機(jī)由 4 架軋機(jī)組成，第 1 架為二輥可逆 式軋機(jī)，第 2 架為四輥可逆式軋機(jī)。第 3、4 架均為四輥不可逆式軋 機(jī)。34 連續(xù)式粗軋機(jī)的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機(jī)上往復(fù)軋 制 35 道次，在不可逆式軋機(jī)上軋制 l 道次。34 連續(xù)式粗軋機(jī) 兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它的缺點(diǎn)，與其相比具有生 產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性 好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于年產(chǎn) 300

50、 萬(wàn)噸左右規(guī)模的帶鋼廠，采用 34 連軋機(jī) 較為適宜。我國(guó)熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用 34 連續(xù)式布置的有寶鋼 2050mm、武鋼 1700mm、太鋼 1549mm。 （3）半連續(xù)式 半連續(xù)式粗軋機(jī)由 1 架或 2 架可逆式軋機(jī)組成。常見(jiàn)的布置形 式有： 1 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 3.8 所示。 由 1 架二輥可逆式軋機(jī)和 1 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如圖 3.8 所示。 單機(jī)架四輥可逆 二輥可逆 四輥可逆 圖 3.8 兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 由 2 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 3.9 所示。 四輥可逆 四輥可逆 圖 3.9 四輥可逆式軋機(jī) 半連續(xù)式粗軋機(jī)與 34 連續(xù)式粗軋機(jī)相比，具有設(shè)

51、備少、生產(chǎn) 線線短、占地面積小、投資省等特點(diǎn)，且與精軋機(jī)組的能力匹配較 靈活，對(duì)多品種的生產(chǎn)有利。我國(guó)熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用半連續(xù)式 布置的有寶鋼 1580mm、鞍鋼 1780mm、攀鋼 1450mm、武鋼 2250mm11。 本設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長(zhǎng)度、減小占地面 積、節(jié)約設(shè)備投資等方面考慮，選擇近年來(lái)常用的半連續(xù)式粗軋機(jī) 布置方式。根據(jù)軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中 選用 2 架四棍可逆式粗軋機(jī)。 2）粗軋機(jī)的各種參數(shù) （1）材料的選擇 由于熱軋的時(shí)候工作輥表面溫度高，又受到水的激冷，表面冷 熱反復(fù)循環(huán)產(chǎn)生工作應(yīng)力，熱疲勞應(yīng)力使得軋輥表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋， 工作輥選

52、擇以輥面硬度為主。四輥機(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)度和咬 入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng) 力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多 采用鑄鐵軋輥（輥面硬） 。支撐輥受壓力大主要受的是彎曲應(yīng)力，而 且直徑較大并要著重考慮強(qiáng)度和軋輥的淬透性，因此多采用含鉻的 合金鍛鋼。 （2）軋輥尺寸的選擇 軋輥是軋鋼機(jī)的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時(shí)候 要考慮以下幾個(gè)方面15： 工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬(wàn)向接軸所 傳遞的傳動(dòng)力矩。 為創(chuàng)造良好的變形條件，強(qiáng)度高的帶鋼要求采用較小的工作 輥徑。 所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有

53、較大的傳動(dòng)大的變形力矩。 輥身長(zhǎng)度與輥頸的比值不能超過(guò)允許值，否則工作輥會(huì)彎曲， 所以要求輥頸采用較大的值。粗軋機(jī)性能參數(shù)如下表 3-3 所示。 表表 3-33-3 粗軋機(jī)的各種性能參數(shù)粗軋機(jī)的各種性能參數(shù) 名稱(chēng)立輥粗軋機(jī)粗軋機(jī) 符號(hào) e1r1r2 軋機(jī)形式二輥四輥可逆四輥可逆 輥徑/mm 1000/900 1150/100 0 1150/100 0 輥身長(zhǎng)度/mm 45017801780 主電機(jī)形式 dcacac 主電機(jī)功率/kw 270080008000 壓下裝置形式液壓液壓液壓 最大軋制力/kn 30002500025000 3.2.5 保溫裝置 1）保溫裝置的概述 保溫裝置位于粗軋與精

54、軋之間，用于改善中間帶坯溫度均勻性 和減小帶坯頭尾溫差。采用保溫裝置，不僅可以改善進(jìn)精軋機(jī)的中 間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品 種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)成材率，還可以降低加熱板壞的出爐 溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱， 其共同的特點(diǎn)是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑 庭，迥然不同。分別敘述如下： （1）保溫罩。布置在粗軋與精軋機(jī)之間的中間輥道上，一般總 長(zhǎng)度有 5060m，由多個(gè)罩子組成，每個(gè)罩子均有升降蓋板，可根 據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行開(kāi)閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封 的。中間帶坯通過(guò)保溫罩，可大大減少溫降。 （2）熱卷

55、箱。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無(wú)芯卷取 方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行 軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫 度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。 圖 3.10 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu) 1-入口導(dǎo)輥；2-成形輥；3-下彎曲輥；4-上彎曲輥； 5-平衡缸；6-開(kāi)卷臂；7-移卷機(jī)；8-托卷輥。 熱卷箱的優(yōu)點(diǎn)有：減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫 度。熱卷箱對(duì)中間坯有明顯的保溫作用。精軋機(jī)可以采用恒速或 加速軋制?？s短粗軋機(jī)至精軋機(jī)之間的距離，節(jié)約工程投資。尤 其對(duì)原有熱軋生產(chǎn)線的改造。保證足夠的事故處理時(shí)間，提高成 材率。熱卷箱可起到緩沖作

56、用，延長(zhǎng)精軋及卷板后部工序處理時(shí)間， 降低了中間廢品率。 熱卷箱也存在一些不足之處：對(duì)帶坯橫向溫度控制不是特別 理想，橫向溫差可達(dá) 40c。帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于 12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。對(duì)于管線鋼不能降低精軋機(jī)功率， 不可實(shí)現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機(jī)數(shù)量。不能充分體現(xiàn)卷取箱的 優(yōu)點(diǎn)。熱卷箱的耗資比保溫罩大，維護(hù)比較復(fù)雜，一旦出問(wèn)題會(huì) 影響整個(gè)生產(chǎn)線，而且沒(méi)有保溫罩的控制靈活15。 2）保溫裝置的選擇 本設(shè)計(jì)綜合國(guó)內(nèi)熱連軋廠實(shí)際情況，了解到攀鋼是由于精軋機(jī) 組不能升速而采用熱卷箱，是我國(guó)唯一一套典型的采用熱卷箱技術(shù) 的熱軋寬帶鋼廠。參考國(guó)內(nèi)寶鋼、鞍鋼生產(chǎn)線，對(duì)比熱卷箱與保溫 罩的

57、各自?xún)?yōu)勢(shì)與不足，綜合考慮保溫罩的諸多特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)最終選 擇保溫罩實(shí)現(xiàn)保溫。 3.2.6 精軋機(jī) 1）精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 參考國(guó)內(nèi)熱連軋廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)道次要求，本設(shè)計(jì) 選擇六機(jī)架精軋機(jī)。這樣不僅可以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求，還有利于日 后擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格數(shù)量。但由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)， 為了保證頭尾溫差和卷取溫度的控制，在精軋機(jī)布置方面，采用較 快的軋制速度和稍小的間距。 2）邊部加熱器 板坯出爐后，經(jīng)輥道運(yùn)輸，高壓水除鱗和粗軋機(jī)組軋成精軋坯， 溫度有明顯地降低，一般要降低 200左右，尤其是邊部降低更為 明顯。另一類(lèi)是電磁感應(yīng)加熱型邊部加熱器。雖然邊部加熱器由諸 多優(yōu)點(diǎn)，單

58、考慮經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，決定暫時(shí)不上，故預(yù)留邊部加熱器的位 置和基礎(chǔ)。 3）切頭、切尾裝置 精軋坯從粗軋機(jī)組軋出，往往頭部呈“舌形” ，尾部呈“魚(yú)尾形” 。其危害是：“舌形” 、 “魚(yú)尾形”部分比其他部分溫度低，軋制 時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊。在運(yùn)輸時(shí)容易鉆進(jìn)設(shè)備的縫隙發(fā)生卡鋼事 故。尾部的長(zhǎng)“魚(yú)尾形”會(huì)影響板卷的打捆質(zhì)量。 切頭飛剪的形式有曲柄杠桿式和轉(zhuǎn)鼓式兩種。轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪 可以安裝兩對(duì)刀，一對(duì)采用圓弧形剪刃，用于切頭，將坯頭切成圓 弧形，從而有益于咬入和減少?zèng)_擊，另一對(duì)刀用于切尾，采用直剪 刃。本設(shè)計(jì)選用轉(zhuǎn)鼓式切頭、切尾剪。 4）新型熱帶軋機(jī)的種類(lèi) 目前，新型熱帶軋機(jī)主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術(shù)

59、 （wrb）的軋機(jī)、cvc 軋機(jī)、pc 軋機(jī)、hc 軋機(jī)以及 wrs 軋機(jī)等，現(xiàn) 分別介紹如下： （1）液壓變輥技術(shù) 第一種：彎工作輥的方法（如圖 3.11） 。這又可以分為兩種方 式：反彎力加在兩工作輥瓦座之間。即除工作輥平衡油缸以外， 尚配有專(zhuān)門(mén)提供彎輥力的液壓缸，使上下工作輥軸承座受到與軋制 壓力方向相同的彎輥力 n1，結(jié)果是減小了軋制時(shí)工作輥的撓度。這 稱(chēng)為正彎輥。反彎力加在兩工作輥與支持輥的瓦座之間，使工作 輥軸承座受到一個(gè)與軋制壓力方向相反的作用力 n1，結(jié)果是增大了 軋制時(shí)工作輥的撓度，為負(fù)彎輥。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的 方法。 圖 3.11 彎工作輥（左圖減小工作輥的撓度；

60、右圖增 加工作輥的撓度） 第二種：彎曲支持輥的方法。這種方法是反彎力加在兩支持輥 之間。為此，必須延長(zhǎng)支持輥的輥頭，在延長(zhǎng)輥端上裝有液壓缸， 使上下支持輥兩端承受一個(gè)彎輥力 n2。此力使支持輥撓度減小，即 起正彎輥的作用。彎曲支持輥的方法多用于厚板軋機(jī)，它比彎工作 輥能提供較大程度補(bǔ)償范圍，且由于彎支持輥時(shí)的彎輥曲線與軋輻 受軋制壓力產(chǎn)生的曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對(duì)于工 作輥輥身較長(zhǎng)（ld 大于 4）的寬板軋機(jī)，一般以彎支持輥為宜。 彎曲支持輥的方法如圖 3.12 所示。 圖 3.12 彎曲支持輥示意圖 （2）cvc 軋機(jī) cvc 軋機(jī)是 sms 公司在 hcw 軋機(jī)的基礎(chǔ)上于 1