年產(chǎn)416萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)

1、安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書年產(chǎn)416萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)416萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)。產(chǎn)品規(guī)格為： (1.525.4) mm (10001900) mm。所用鋼種為：普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼。設(shè)計(jì)本著工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠的原則，以設(shè)計(jì)任務(wù)為基礎(chǔ)，市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，并參考一些國內(nèi)外熱軋廠的資料，對(duì)車間進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。論文主要內(nèi)容包括：原料的選擇、生產(chǎn)工藝的制定、典型產(chǎn)品工藝計(jì)算、主要設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇，并且對(duì)主要設(shè)備(軋輥和電機(jī))的能力進(jìn)行了校核，對(duì)車間主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、生產(chǎn)車間布置和環(huán)境保護(hù)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)和規(guī)劃。關(guān)鍵詞：熱軋；板帶鋼；工藝計(jì)算；典型產(chǎn)品；

2、設(shè)備 第 110 頁 共 108 頁 hot rolling strip workshop technology design of annually output of 4.16 million tonsabstractthe design is a manufacturing workshop of hot rolling plate with a output of 4.16 million tons. the specifications of the products range from 1.5 mm 1000 mm to 25.4 mm 1900 mm, and steels u

3、sed in these products include the carbon one、the alloyed one and the stainless one.the workshop design with the principles of advanced and reliable technology base on the design task, market demand and reference to the information of the rolling workshop at home and abroad.in this paper, the main co

4、ntent includes the selection of raw material and facilities, the working out of production technology, the technology calculation of the typical products and the capacity check of main facilities (including rolls and the motors). designs and plans about the main economic index, the arrangement of th

5、e production line, the environmental protection have been fulfilled.key words: hot rolling; strip; technology calculation; typical product; facility目 錄摘 要1abstract2目 錄31 概 述81.1 熱軋板帶鋼發(fā)展史81.1.1國外熱軋板帶的發(fā)展81.1.2 國內(nèi)熱軋板帶鋼的發(fā)展91.1.3熱連軋技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀101.2板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)111.3本設(shè)計(jì)的目的和意義122 生產(chǎn)方案的選擇132.1產(chǎn)品方案的選擇132.1.1 原料的選擇1

6、32.1.2 坯料尺寸132.1.3板坯的預(yù)處理142.2確定產(chǎn)品大綱152.3 金屬平衡表162.4生產(chǎn)方案的選擇162.4.1 常規(guī)帶鋼熱連軋162.4.2 薄板坯連鑄連軋172.4.3 本設(shè)計(jì)的選擇方案192.5 本設(shè)計(jì)的設(shè)備選擇方案192.5.1 粗軋機(jī)組選擇方案192.5.2 精軋機(jī)組選擇方案212.5.3 定寬壓力機(jī)的選擇方案222.5.4 熱卷箱選取方案222.5.5 控制冷卻的方案選擇222.3.6 卷取方案選擇233 生產(chǎn)工藝流程253.1 工藝制度253.1.1 板坯準(zhǔn)備制度253.1.2 加熱制度273.1.3 軋制制度283.2.4 冷卻制度303.2.5 卷取制度30

7、3.3 車間自動(dòng)化314 車間工作制度及年工作小時(shí)334.1 車間工作制度334.2 軋機(jī)年生產(chǎn)時(shí)間的計(jì)算335 軋機(jī)組成和型式及其生產(chǎn)能力345.1 軋機(jī)組的組成345.1.1 粗軋機(jī)組的組成345.1.2 精軋機(jī)組的組成345.2 粗軋機(jī)主要參數(shù)確定345.2.1 粗軋機(jī)r1參數(shù)確定345.2.2 粗軋機(jī)r2參數(shù)確定365.3 精軋機(jī)參數(shù)確定385.3.1 精軋機(jī)f1f3的參數(shù)確定385.3.2 精軋機(jī)f4f7的參數(shù)確定406 典型產(chǎn)品工藝計(jì)算436.1軋制方法的確定436.2粗軋階段工藝計(jì)算436.2.1 粗軋壓下規(guī)程的制定436.2.2 校核咬入能力446.2.3 軋制速度的確定446

8、.2.4 軋件在各道次中的軋制時(shí)間456.2.5 軋制溫度的確定466.2.6 各道次的平均變形速度的計(jì)算486.2.7 各道的平均單位壓力486.2.8 各道次的總壓力496.2.9 計(jì)算各道次的力矩496.3 精軋階段工藝計(jì)算506.3.1 精軋壓下規(guī)程的制定506.3.2 各道次軋制制度的確定516.3.3 確定軋件在各道次中的軋制時(shí)間516.3.4 軋制溫度的確定526.3.5 各道次的平均變形速度的計(jì)算536.3.6 各道次的平均單位壓力的計(jì)算546.3.7 各道次總壓力的計(jì)算547 電機(jī)能力校核557.1 r1電機(jī)能力校核577.1.1 等效力矩計(jì)算577.1.2 電機(jī)溫升校核57

9、7.1.3 電機(jī)的過載校核577.2 r2電機(jī)能力校核587.2.1 等效力矩計(jì)算587.2.2 電機(jī)溫升校核587.2.3 電機(jī)的過載校核587.3 精軋機(jī)f1f3機(jī)架電機(jī)能力校核587.3.1 f1f3機(jī)架等效力矩計(jì)算587.3.2 f1f3電機(jī)溫升校核587.3.3 f1f3電機(jī)的過載校核597.4 精軋機(jī)f4f7機(jī)架電機(jī)能力校核597.3.1 f4f7機(jī)架等效力矩計(jì)算597.3.2 f4f7電機(jī)溫升校核597.3.3 f4f7電機(jī)的過載校核598 軋輥強(qiáng)度校核608.1 r1軋輥強(qiáng)度校核608.2 r2軋輥強(qiáng)度校核628.3 精軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核629 軋機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算649.1 典型產(chǎn)

10、品小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算649.2 軋機(jī)負(fù)荷率649.2.1 軋機(jī)實(shí)際工作小時(shí)數(shù)659.2.2 軋機(jī)負(fù)荷率659.2.3 軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量6510 主要輔助設(shè)備的選擇6610.1 加熱爐的選擇6610.1.1 爐型確定6610.1.2 爐子尺寸的確定6710.2 輥道的選用6810.3 除鱗設(shè)備的選擇6910.4 剪切設(shè)備的選擇7010.5 層流冷卻設(shè)備的選擇7110.6 卷取設(shè)備的選擇7210.7 板坯邊部加熱器7210.8 定寬壓力機(jī)7210.9 熱卷箱的選擇7311 車間平面布置7511.1 平面布置的原則7511.2 金屬流程線的確定7511.3 設(shè)備間距的確定7611.3.1 加熱爐間距離76

11、11.3.2 加熱爐到軋機(jī)的距離7611.3.3 柱間距離的確定7611.4 倉庫面積的確定7611.4.1 原料倉庫面積的計(jì)算7711.4.2 中間倉庫面積的計(jì)算7711.4.3 成品倉庫面積的計(jì)算7711.5車間平面設(shè)計(jì)及起重運(yùn)輸設(shè)備7812 環(huán)境保護(hù)與綜合利用7912.1 環(huán)保對(duì)車間設(shè)計(jì)的要求7912.2 環(huán)保的內(nèi)容與對(duì)策7912.3車間的綜合利用80參 考 文 獻(xiàn)81附錄a 典型產(chǎn)品軋制各道次參數(shù)表82附錄b 程序代碼871 概 述熱連軋機(jī)設(shè)備是熱軋帶鋼廠的生產(chǎn)基礎(chǔ), 其設(shè)計(jì)制造能力在機(jī)械、電氣、液壓技術(shù)等方面代表了一個(gè)國家的綜合工業(yè)水平。自1924年第一臺(tái)熱帶鋼連軋機(jī)誕生于美國開始,

12、至20世紀(jì)90年代的薄板坯連珠連軋技術(shù)問世并普及,幾十年間內(nèi),該設(shè)備和技術(shù)已歷經(jīng)4代發(fā)展。近年來, 隨著計(jì)算機(jī)等新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,目前已逐步實(shí)現(xiàn)了超薄帶鋼無頭、半無頭的連鑄連軋。在經(jīng)歷了國外引進(jìn)、中外合作制造、以及自主研發(fā)制造的過程后,我國熱帶鋼連軋機(jī)設(shè)備的研制能力有了顯著的提高, 但在一些關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)的設(shè)計(jì)制造上, 還不能與美國、德國等國家相比,有時(shí)甚至仍需依靠引進(jìn)15。1.1 熱軋板帶鋼發(fā)展史熱軋帶鋼是重要的鋼材品種，對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。熱軋板帶鋼軋機(jī)的發(fā)展已有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求量不斷增加，從而促使

13、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)效率和成材率、產(chǎn)品尺寸精度和板形質(zhì)量、改進(jìn)節(jié)能技術(shù)、節(jié)約建設(shè)投資、減少軋制線長度實(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。1.1.1國外熱軋板帶的發(fā)展1960年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機(jī)稱第一代熱帶鋼軋機(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)量并能夠?yàn)槔滠?/p>

14、機(jī)提供更大的鋼卷。熱軋板帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)工藝過程是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化控制技術(shù)最先進(jìn)的工序。60年代后新建的熱帶鋼軋機(jī)很快采用了軋制過程計(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，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發(fā)無頭連續(xù)軋制板帶鋼技術(shù)，解決了在常規(guī)熱連軋機(jī)上生產(chǎn)厚度0.81.2 mm超薄帶鋼等一系列技

15、術(shù)難題。熱連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達(dá)0.8 mm，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。待技術(shù)發(fā)展到故障率等降低后，才能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)。1.1.2 國內(nèi)熱軋板帶鋼的發(fā)展我國第一套熱軋寬帶鋼軋機(jī)始建于1957年，即鞍鋼的半連續(xù)軋機(jī)， 全套設(shè)備從當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)引進(jìn)，為一套2800 mm/1700 mm半連續(xù)式板帶軋機(jī)，既生產(chǎn)中厚鋼板，又生產(chǎn)鋼卷，該軋機(jī)的軋制中厚板部分于1958年7月先投產(chǎn)，1959年精軋機(jī)組投產(chǎn)，開辟了我國寬帶鋼卷生產(chǎn)歷史。 該軋機(jī)基本上是采用手動(dòng)操作、人工設(shè)定的操作方式，軋機(jī)的主要生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于第一代熱帶軋機(jī)的裝備水平，該軋機(jī)

16、已于2000年8月停產(chǎn)。就我國熱帶鋼軋機(jī)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程來看，我國熱軋寬帶鋼軋機(jī)主要經(jīng)歷了由設(shè)備簡單、控制落后的半連續(xù)式軋機(jī)型；代表當(dāng)時(shí)先進(jìn)水平，自動(dòng)化水平較高的3/4連續(xù)式布置；再到具有緊湊型可逆式粗軋機(jī)，大能力定寬設(shè)備，全自動(dòng)控制系統(tǒng)的半連續(xù)式布置軋機(jī)或代表世界先進(jìn)水平的薄板坯連鑄連軋帶鋼生產(chǎn)線等三個(gè)階段。近年我國寬帶鋼熱連軋技術(shù)和裝備能力取得巨大發(fā)展，其特點(diǎn)：一是投資規(guī)模前所未有，實(shí)現(xiàn)的投資延伸到從鐵水預(yù)處理、鋼水精煉到連鑄，從鋼鐵冶金、壓力加工到精整和配送的投入；二是技術(shù)和規(guī)模水平，不僅引進(jìn)了多套當(dāng)代國際最先進(jìn)的機(jī)組，而且建設(shè)了多條自主集成技術(shù)、自行設(shè)計(jì)和制造的軋制線；三是熱軋寬帶鋼

17、產(chǎn)品大綱普遍涵蓋了建材、汽車、家電、機(jī)械、化工和管道輸送等用途，包括低合金、高強(qiáng)度、薄規(guī)格、深沖板，板形和厚度尺寸公差及表面質(zhì)量俱佳的高端產(chǎn)品。我國目前寬帶鋼熱連軋機(jī)的裝機(jī)水平和生產(chǎn)能力整體上達(dá)到了國際平均水平，有的則代表著當(dāng)前國際的最新水平。國外軋鋼界專業(yè)人士說世界上最先進(jìn)的熱連軋機(jī)在中國。尤其是寬帶鋼熱連軋技術(shù)和生產(chǎn)線的蓬勃發(fā)展明顯受到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和相關(guān)行業(yè)發(fā)展的拉動(dòng)，發(fā)展的速度和規(guī)模從數(shù)量上適應(yīng)了需求。未來發(fā)展的重點(diǎn)，或者說熱連軋企業(yè)間競爭的焦點(diǎn)，將集中在提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，擴(kuò)大品種和規(guī)格，降低成本和消耗，提升產(chǎn)品的附加值和生產(chǎn)線的綜合競爭能力。在提高鋼鐵冶金工藝和裝備、工程設(shè)計(jì)、信息

18、化和計(jì)算機(jī)應(yīng)用、管理水平方面不間斷地開展切實(shí)的技術(shù)進(jìn)步，跟上經(jīng)濟(jì)全球化的步伐，我國在熱軋寬帶鋼領(lǐng)域能夠達(dá)到和保持國際先進(jìn)水平。1.1.3熱連軋技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀最近十幾年，熱連軋技術(shù)有了很大的進(jìn)步，軋機(jī)都進(jìn)行了現(xiàn)代化技術(shù)改造，基本上做到產(chǎn)量翻番，產(chǎn)品質(zhì)量有了根本改善，技術(shù)改造的主要內(nèi)容有：(1) 更換主電機(jī)和供電設(shè)備，以及影響正常生產(chǎn)的設(shè)備，如地下卷取機(jī)等。(2) 減少原粗軋機(jī)組機(jī)架數(shù)量，增加強(qiáng)有力的粗軋機(jī)架，既能使粗軋機(jī)組產(chǎn)鋼量和精軋機(jī)組相適應(yīng)，又減少機(jī)架數(shù)量，節(jié)約設(shè)備維修量、勞動(dòng)定員和電力消耗。 (3) 精軋機(jī)組裝設(shè)液壓壓下厚度控制、彎輥裝置、凸度控制，太鋼1549 mm軋機(jī)和梅山1420 mm

19、軋機(jī)還在原精軋機(jī)組前增1架四輥不可逆式精軋機(jī)。(4) 在精軋機(jī)組前輸送輥道上安設(shè)保溫罩、移位更新粗軋機(jī)組及精軋機(jī)組前除鱗裝置，將精軋機(jī)間活套改為液壓活套。(5) 更新帶鋼層流冷卻系統(tǒng)。如馬鋼的1580 mm熱連軋。(6) 采用多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。熱連軋技術(shù)的很大進(jìn)步，在熱軋帶鋼軋機(jī)設(shè)備的發(fā)展方面，總結(jié)起來，其主要趨勢(shì)如下：(1) 熱軋帶鋼軋機(jī)建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展。近年我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)發(fā)展極其迅速，邯鋼、南鋼、安鋼、武鋼、等也正在規(guī)劃建設(shè)熱帶軋機(jī)。如果所有軋機(jī)全部建成，產(chǎn)能得到發(fā)揮，則帶鋼產(chǎn)量將很可觀，我國鋼材板帶比低、薄板長期供不應(yīng)求的狀況將根本改變。(2) 軋機(jī)的國產(chǎn)化率逐步提高。進(jìn)入21世紀(jì)以

20、后，除熱連軋帶鋼產(chǎn)量大幅度提高、軋機(jī)建設(shè)快速發(fā)展以外，軋機(jī)國產(chǎn)化問題也有了長足進(jìn)步。目前由國外總承包的項(xiàng)目國產(chǎn)化率普遍達(dá)到70 %以上，有的達(dá)到90 %。而且一些項(xiàng)目已做到全部國產(chǎn)化，如鞍鋼1700、2150 mm軋機(jī)、濟(jì)鋼1700 mm軋機(jī)、萊鋼1500 mm軋機(jī)、太鋼1549 mm軋機(jī)等，由國內(nèi)總承包，裝備全部國內(nèi)設(shè)計(jì)制造，少量關(guān)鍵件在國外自主采購。國內(nèi)裝備雖然在整體技術(shù)水平上與外國先進(jìn)水平有一定差距，但已達(dá)到較高水平，以鞍鋼1700 mm軋機(jī)為例，其質(zhì)量水平與其1780mm軋機(jī)相差不大。國產(chǎn)裝備的另一優(yōu)勢(shì)是價(jià)格優(yōu)勢(shì)。如引進(jìn)國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資2023億人民幣，但采用國產(chǎn)中

21、等厚度薄板坯僅需1517億人民幣，其產(chǎn)量與國外生產(chǎn)線基本相同。(3) 世界最新技術(shù)不斷被采用。目前國內(nèi)已建和在建熱軋生產(chǎn)線中采用了許多最新技術(shù)，如半無頭軋制技術(shù)，其在國外剛開發(fā)不久，國內(nèi)已有多條生產(chǎn)線采用或預(yù)留 (唐鋼、馬鋼、漣鋼、本鋼、通鋼等)；如高性能控制器，西門子剛推出新一代閉環(huán)工藝與傳動(dòng)控制器tdc，國內(nèi)已有太鋼1549 mm軋機(jī)、武鋼2250 m軋機(jī)采用，北京科技大學(xué)國家軋制中心承擔(dān)的萊鋼1500mm軋機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也采用了該控制器，使我國緊跟國外最先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。事實(shí)表明，在采用最新技術(shù)方面熱連軋領(lǐng)域已處于國際前沿水平。1.2板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)目前，板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)主要向以下方

22、向發(fā)展：(1) 熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術(shù)發(fā)展主要可分兩個(gè)層次： 常規(guī)生產(chǎn)工藝的革新。為了大幅度簡化工藝過程，縮短生產(chǎn)流程，充分利用冶金熱能，節(jié)約能源與金屬等各項(xiàng)消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，不僅充分利用連鑄板坯為原料，而且不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄板坯直接熱裝與直接軋制技術(shù)。 薄板坯和薄帶坯的連鑄連軋和連續(xù)鑄軋技術(shù)是近十年來興起的冶金技術(shù)的大革命，隨著這一技術(shù)的逐步完善，必將成為今后建設(shè)熱軋板帶材生產(chǎn)線的主要方式。(2) 生產(chǎn)過程連續(xù)化。近代熱軋生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)鑄造板坯、連續(xù)軋制和連鑄與軋制直接銜接連續(xù)化生產(chǎn)，使生產(chǎn)的連續(xù)化水平大大提高。(3) 采用自動(dòng)控制不斷提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量。在板

23、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)。由于液壓壓下厚度自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的采用，板帶縱向厚度精度已得到了顯著提高。但板帶橫向厚度(截面)和平直度(板形)的控制技術(shù)往往尚感不足，還急待開發(fā)研究。為此而出現(xiàn)了各種高效控制板形的軋機(jī)、裝備和方法。這是近代板帶軋制技術(shù)研究開發(fā)最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。(4) 發(fā)展合金鋼種及控制軋制、控制冷卻與熱處理技術(shù)，以提高優(yōu)質(zhì)鋼及特殊鋼帶的組織性能和質(zhì)量。利用錳、硅、釩、欽、銀等微合金元素生產(chǎn)低合金鋼種，配合連鑄連軋、控軋控冷或形變熱處理工藝，可以顯著提高鋼材性能。近年來，由于工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)不銹鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、造船鋼板、深沖鋼

24、板、高強(qiáng)度薄板鋼等生產(chǎn)技術(shù)的提高特別注意16。各種控制鋼板組織性能的技術(shù)，包括對(duì)組織性能預(yù)報(bào)控制技術(shù)得到了開發(fā)研究和重視。1.3本設(shè)計(jì)的目的和意義本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)416萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)。產(chǎn)品規(guī)格為： (1.525.4) (10001900) mm。所用鋼種為：普碳鋼、低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。西部地大物博，礦產(chǎn)資源很豐富，很多還處于待開發(fā)狀態(tài)。我國現(xiàn)在進(jìn)行西部大開發(fā)，對(duì)西部地區(qū)在財(cái)力，物力上大力扶持，大力進(jìn)行基礎(chǔ)項(xiàng)目的建設(shè)，如能源，交通等。因此，在西部建立一個(gè)大型軋鋼廠不僅可以滿足西部地區(qū)對(duì)板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會(huì)占用太多人口居住地，這在地理上是一個(gè)很大的優(yōu)

25、勢(shì)。西部目前的交通狀況比以前改進(jìn)了很多，而且作為國家重點(diǎn)建設(shè)這一狀況仍在完善，因此原材料的運(yùn)輸不再是一個(gè)主要的問題。由于市場(chǎng)對(duì)板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會(huì)下降，因此該大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。在相關(guān)技術(shù)比較完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術(shù)改進(jìn)上的投資，可以在建成時(shí)就采用目前最先進(jìn)的技術(shù)，還可以借鑒其他車間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，少走一些彎路，一步到位。綜上所述，本設(shè)計(jì)的選題是有意義且可以實(shí)現(xiàn)的。2 生產(chǎn)方案的選擇板帶鋼生產(chǎn)經(jīng)過各國的不斷發(fā)展，已經(jīng)形成了很多技術(shù)成熟的生產(chǎn)方案。本章根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇最合理的生產(chǎn)方案。2.1產(chǎn)品方案的選擇2.1.1 原料的選擇熱帶鋼連軋機(jī)一般都布置在

26、板坯初軋機(jī)或連鑄機(jī)之后，采用初軋坯或連鑄坯作為原料。用連鑄方法生產(chǎn)板坯，不僅縮短了冶金生產(chǎn)過程，更主要的是可以提高板坯的質(zhì)量，因?yàn)檫B鑄坯的物理化學(xué)均勻性比初軋坯好，這對(duì)于提高成品率和降低生產(chǎn)成本也是很重要的。連鑄板坯雖然受批量、材質(zhì)等限制，但是具有單重大、成材率高、生產(chǎn)周期短、材質(zhì)均勻、節(jié)能、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。為此連鑄板坯構(gòu)成比在急劇的增加。20世紀(jì)80年代末板坯連鑄比已超過90 %。隨著技術(shù)的發(fā)展，連鑄生產(chǎn)受批量和材質(zhì)限制等問題已基本得到解決，故最近熱帶鋼軋機(jī)的原料均使用連鑄板坯，初軋坯已趨淘汰?？紤]冶金工廠將來的發(fā)展方向，依照本車間設(shè)計(jì)的要求和產(chǎn)品規(guī)格所以選用連鑄坯比較合適。大部分熱軋板卷用

27、的坯料是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4 %以下的普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼。特殊原料有高碳鋼、合金鋼、不銹鋼、硅鋼等。熱軋板卷按用途分有汽車用、建筑用、造船用、管線勇、工業(yè)用、機(jī)械用等產(chǎn)品。鋼的化學(xué)成份主要根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加工和用途等條件決定，也有的按表面質(zhì)量的要求調(diào)整化學(xué)成分。2.1.2 坯料尺寸(1) 板坯厚度選擇板坯尺寸時(shí)，必須考慮板坯連鑄機(jī)和連軋機(jī)的工作條件。板坯越薄，連鑄機(jī)的生產(chǎn)率越低。因此，提高板坯厚度，對(duì)提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)率是有利的。對(duì)于熱連軋機(jī)而言，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，引起機(jī)架架數(shù)增多，軋線延長，車間面積增大。因此，板坯的厚度應(yīng)合理選擇，一般

28、為150250 mm，多數(shù)為200250 mm，最厚可達(dá)300350 mm。本設(shè)計(jì)參照馬鋼的數(shù)據(jù)，選擇厚度為230 mm。(2) 板坯寬度板坯的寬度取決于成品的寬度和鋼卷寬度。板坯寬度和鋼卷寬度的關(guān)系與粗軋機(jī)組的調(diào)寬能力相對(duì)應(yīng)?，F(xiàn)代板坯初軋機(jī)生產(chǎn)的板坯寬度可達(dá)21302240 mm，連鑄坯可達(dá)2320 mm，連鑄坯的寬度還便于進(jìn)一步增大。因此，沒有寬展機(jī)座的現(xiàn)代熱帶鋼連軋機(jī)的輥身長度可達(dá)23002500 mm。20世紀(jì)7080年代采用了帶孔型的強(qiáng)力立輥，實(shí)現(xiàn)無寬展軋制。板坯的寬度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品合理選擇。(3) 板坯長度板坯長度主要由單位寬度質(zhì)量和板坯厚度以及加熱爐寬度決定。20世紀(jì)60年代熱軋帶鋼

29、軋機(jī)采用升速軋制，70年代為提高產(chǎn)量、提高成材率而追求高軋速、大坯重、大單位寬度卷中，板坯設(shè)計(jì)長度達(dá)14500 mm。(4) 板坯單重板坯單重取決于板坯尺寸，最大已達(dá)45噸。設(shè)計(jì)板坯最大質(zhì)量時(shí)已建的多數(shù)熱帶鋼軋即是按板坯最大寬度設(shè)計(jì)的。但最大寬度的產(chǎn)品在產(chǎn)品方案中所占的比例很小?，F(xiàn)代熱軋帶鋼軋機(jī)為減小板坯質(zhì)量、降低設(shè)備費(fèi)用，確定最大批重時(shí)選擇經(jīng)濟(jì)合理的坯寬，一般不采用最大寬度。我國寶鋼和鞍鋼現(xiàn)代化熱帶鋼軋機(jī)單位卷重為24 kgmm-1左右，最大采卷重達(dá)43噸。本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品選擇的坯料如表2-1所示。表2-1典型產(chǎn)品選擇的坯料序 號(hào)鋼 種牌 號(hào)規(guī) 格/mm坯料規(guī)格/mm1優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 201.

30、812002301300100002普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 q2153.014002301450100003低合金結(jié)構(gòu)鋼 q3455.515002301600100004優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 2010.016002301600100005普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 q23520.018002301900100002.1.3板坯的預(yù)處理板坯加熱以前，必須首先進(jìn)行表面缺陷清理、表面氧化皮的清理，這對(duì)于保證鋼材的質(zhì)量、提高成品率、節(jié)約金屬和降低成本具有十分重要的意義。特別對(duì)于合金鋼，更必須進(jìn)行嚴(yán)格清理。由連鑄車間運(yùn)來的板坯被送到熱軋板庫入口時(shí)，經(jīng)操作工核對(duì)后，按材質(zhì)、寬度進(jìn)行堆放，一個(gè)爐次的板坯應(yīng)盡量分散到各跨區(qū)堆放，以便減

31、輕吊車的作業(yè)負(fù)荷。并且按照最佳化的軋制計(jì)劃，把板坯按指定的順序裝到上料輥道上，然后裝入加熱爐。板坯清理工作為便于管理一般都在連鑄車間進(jìn)行，也有的將清洗設(shè)備安裝在熱軋板坯庫內(nèi)。被送至板坯庫的板坯分為冷板坯和熱板坯。由加熱爐加熱到目標(biāo)溫度后進(jìn)行軋制。有效地采用了利用熱連鑄坯 (hcr)，坯溫一般為600 oc左右，大幅度的節(jié)省能源。在熱軋工序采用可縮短加熱時(shí)間的直接熱裝工藝dhcr，坯溫一般為800 oc左右?；虿捎弥苯榆堉萍夹g(shù)，此技術(shù)是將煉鋼和熱軋兩個(gè)各自獨(dú)立的工序連續(xù)化，因此，需要解決這倆個(gè)工序間的溫度、小時(shí)產(chǎn)量、工藝參數(shù)的匹配和質(zhì)量，保證全過程管理及平面布置最佳化等一系列技術(shù)問題。目前，世界

32、上先進(jìn)的常規(guī)熱帶鋼軋機(jī)熱裝比已超過90 %。2.2確定產(chǎn)品大綱本車間全部采用高質(zhì)量無缺陷連鑄坯為原料，鋼種為：普碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和低合金鋼。板坯厚度為230 mm，寬度范圍為9001900 mm，長度范圍為911 m，板坯的最大重量為37噸。本次設(shè)計(jì)選用的五個(gè)典型產(chǎn)品分別是：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20 (1.8 mm1200 mm)、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼q215 (3.0 mm1400 mm)、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20 (5.5 mm1500 mm)、低合金結(jié)構(gòu)鋼q345 (10.0mm1600 mm)、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼q235 (20 mm1800 mm)由于熱軋板帶車間的主要產(chǎn)品是供給冷軋廠，所以產(chǎn)品中薄板(厚度小

33、于6 mm)的比重應(yīng)至少占70 %。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和上述原則，確定車間產(chǎn)品大綱，見表2-1。 2.3 金屬平衡表車間所用連鑄坯的厚度規(guī)格全部為230 mm，寬度由產(chǎn)品寬度確定，長度則是根據(jù)當(dāng)前技術(shù)條件和加熱爐的加熱情況確定，為提高生產(chǎn)率，主要使用911 m 的坯料。根據(jù)以上情況計(jì)算的金屬平衡表見下表2-2。不同厚度(mm)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)產(chǎn)量(萬噸)不同寬度 (mm)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)產(chǎn)量(萬噸)所占比例/%1000-1100 (1050)1100-1300 (1200)1300-1500(1400)1500-1700(1600)1700-1900(1800)1.5-2.0(1.8)255550101236

34、.52.0-4.5(3.0)254037151030.54.5-6.0(5.5)151211151015.16.0-12.7(10.0)2010178815.112.7-25.4(20.0)121252.6 總計(jì)/萬噸861191165045100表2-1 416萬噸熱軋板帶產(chǎn)品大綱表2-2 金屬平衡表序號(hào)厚度范圍/mm成品切損及廢品燒損、再氧化坯料量 /萬噸產(chǎn)量/萬噸成材率/%損耗量 /萬噸損耗率 /%燒損量 /萬噸損耗率/%11.5-2.015297.32.651.71.561156.222.0-4.512797.52.081.61.301130.334.5-6.06397.60.771.

35、50.64164.546.0-12.76397.70.771.30.65164.5512.7-25.41197.70.151.30.11111.3合計(jì)41697.56.424.26426.82.4生產(chǎn)方案的選擇2.4.1 常規(guī)帶鋼熱連軋常規(guī)熱連軋生產(chǎn)工藝是指：板坯厚度200 mm以上，長度一般為911 m；具有一定容量的板坯庫；具有加熱爐區(qū) (一臺(tái)或多臺(tái)步進(jìn)式加熱爐)；具有粗軋區(qū)；后接精軋機(jī)組及地下卷取機(jī) (一臺(tái)到多臺(tái))的生產(chǎn)線。常規(guī)帶鋼熱連軋不僅是目前主要的生產(chǎn)工藝 (無論是從產(chǎn)量和品種上講目前主要還是由傳統(tǒng)帶鋼熱連軋所生產(chǎn))，而且其本身已有了很大變化。并且還在不斷發(fā)展。年產(chǎn)量在300萬噸以

36、上以及帶寬超過1600 mm的項(xiàng)目仍需選用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝?，F(xiàn)在熱連軋機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)：(1) 為了提高產(chǎn)量而不斷提高軋制速度，加大板卷重量和主電機(jī)容量、增加軋機(jī)數(shù)量和軋輥尺寸、采用快速換輥及換剪刃裝置等技術(shù)，使軋制速度由過去610 m/s，發(fā)展至目前普遍超過了1520 m/s，最高達(dá)1850 m/min，卷重最大達(dá)45 t，機(jī)組總功率增至15萬千瓦，精軋機(jī)組增加至79架，產(chǎn)品厚度擴(kuò)大到0.820 mm 甚至更大，寬達(dá)2300 mm，年產(chǎn)量可達(dá)300500萬噸，甚至600萬噸。 (2) 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量而采用計(jì)算機(jī)綜合控制，采用各種agc系統(tǒng)和液壓彎輥裝置，并提高軋機(jī)剛度以提高厚度精度和控

37、制板型；采用升速軋制和層流冷卻工藝以控制終軋和卷取溫度，使厚度精度由過去人工控制的0.2 mm 提高到0.05 mm，終軋和卷取溫度控制在15 oc以內(nèi)，從而使產(chǎn)品的組織和性能也大為提高。(3) 為了降低成本、節(jié)省能量消耗及擴(kuò)大品種范圍，而正在進(jìn)行一系列新工藝新技術(shù)的試驗(yàn)研究。例如，初軋和連鑄后進(jìn)行熱裝爐或直接軋制；按產(chǎn)品對(duì)軋機(jī)進(jìn)行專業(yè)化分工；直接熱軋或溫軋出更薄 (0.81.0 mm以下)的產(chǎn)品；采用熱軋工藝潤滑及不對(duì)稱軋制技術(shù)等。2.4.2 薄板坯連鑄連軋薄板坯連鑄連軋是80年代末出現(xiàn)的新技術(shù)，是鋼鐵工業(yè)近年來最重要的技術(shù)進(jìn)步之一。從1989年第一套薄板坯連鑄連軋的熱軋板廠投產(chǎn)以來，至今已

38、有約40條生產(chǎn)線投產(chǎn)或在建。薄板坯連鑄連軋工藝與傳統(tǒng)鋼材相比，從原料至產(chǎn)品，噸鋼投資下降19 %34 %，噸材成本降低80100美元，生產(chǎn)時(shí)間可縮短10倍以至數(shù)10倍，廠房面積、金屬消耗、加熱消耗、電耗分別為常規(guī)流程的24 %、66.7 %、40 %和80 %。薄板坯連鑄連軋工藝有以下幾種：(1) csp工藝 (compact strip production，緊湊式帶鋼生產(chǎn)工藝)：采用漏斗型結(jié)晶器、立彎式鑄機(jī)、連鑄用保護(hù)渣、剛性引錠桿、浸入式水口。新建的生產(chǎn)線普遍采用了高壓水除鱗、電磁閘、液心壓下、結(jié)晶器液壓振動(dòng)、第一機(jī)架精軋軋機(jī)架前加立輥軋機(jī)、板形和平整度控制，平移式二輥軋機(jī)等多項(xiàng)新技術(shù)。

39、該工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、產(chǎn)量較高、技術(shù)成熟、質(zhì)量好，可生產(chǎn)0.8 mm或更薄的碳鋼。尤其是單流生產(chǎn)時(shí)，采用csp技術(shù)操作簡單、運(yùn)行可靠。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)能力較低，產(chǎn)品品種范圍較窄，很難生產(chǎn)出很寬的或較厚的鋼板，投資成本相對(duì)較高。(2) isp工藝 (inline strip production，在線熱帶生產(chǎn)工)：采用直-弧型鑄機(jī)、小漏斗型結(jié)晶器、薄片狀浸入式水口、連鑄用保護(hù)渣、液芯壓下和固相鑄軋技術(shù)，感應(yīng)加熱接克日莫那爐、電磁制動(dòng)閘、大壓下量粗軋機(jī)+帶卷開卷+精軋機(jī)、軋輥軸向移動(dòng)、軋輥熱凸度控制、板形和平整度控制、平移式二輥軋機(jī)。生產(chǎn)線布置緊湊，不使用長的均熱爐，總長度近180 m左右。從

40、鋼水制成卷僅需30 min，充分顯示其高效性。二次冷卻采用氣霧和空冷，有助于生產(chǎn)較薄斷面且表面質(zhì)量要求高的產(chǎn)品。整個(gè)工藝流程熱量損失較少、能耗少，設(shè)備緊湊，但是設(shè)備復(fù)雜，對(duì)管理水平和技術(shù)水平要求較高。兩流或三流生產(chǎn)時(shí)，由于isp工藝成卷過渡操作方便，因而優(yōu)點(diǎn)明顯。其缺點(diǎn)是水口壽命短，克雷莫納爐緩沖時(shí)間短，連鑄爐數(shù)少，產(chǎn)量不穩(wěn)定。此外還有一個(gè)突出的特點(diǎn)是，isp工藝在壓下軋機(jī)和連鑄之間為真正的連鑄連軋，二者為剛性聯(lián)接，一旦發(fā)生故障將對(duì)連鑄機(jī)生產(chǎn)造成較大的影響。(3) conroll工藝：奧鋼聯(lián)工程技術(shù)公司開發(fā)的的conroll生產(chǎn)線：采用平板式結(jié)晶器、結(jié)晶器寬度自動(dòng)調(diào)整、結(jié)晶器采用帶無磨損葉簧導(dǎo)

41、向系統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)裝置、新型浸入式水口、旋轉(zhuǎn)式高壓水除鱗 (供水量僅為原先的1/4)、超低頭弧形連鑄機(jī)、二次冷卻系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)態(tài)冷卻模型、鑄機(jī)有液態(tài)軟壓下 (lsr)系統(tǒng)、可以生產(chǎn)包精鋼的熱軋帶卷等。該工藝簡單、技術(shù)成熟，經(jīng)幾年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該工藝具有靈活性強(qiáng)、質(zhì)量高及生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。(4) ftsrq工藝： (生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的靈活性薄板坯軋制)該工藝可提供表面和內(nèi)部質(zhì)量、力學(xué)性能、化學(xué)成分均優(yōu)的汽車工業(yè)用的熱軋帶卷。該工藝具有相當(dāng)?shù)撵`活性。它能澆鑄范圍較廣的鋼種，包括包精綱；板坯厚度、寬度范圍也較大；直接軋制過程中操作靈活，出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)整速度容易。短流程生產(chǎn)技術(shù)目前尚存在以下缺點(diǎn)2： 薄板坯連鑄

42、拉漏率高于常規(guī)連鑄； 連鑄及連軋任方的故障將造成全線停產(chǎn)； 品種受到限制； 產(chǎn)品表面質(zhì)量稍差； 車間產(chǎn)量受到連鑄速度制約。2.4.3 本設(shè)計(jì)的選擇方案根據(jù)以上分析，再結(jié)合實(shí)際，本設(shè)計(jì)采用常規(guī)熱軋工藝。主要原因如下：(1) 生產(chǎn)規(guī)模：本設(shè)計(jì)鋼板帶材年產(chǎn)量為416萬噸，目前薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)量產(chǎn)還難達(dá)到。(2) 產(chǎn)品定位：本設(shè)計(jì)車間產(chǎn)品主要為轎車用板、高韌性管線鋼、造船和橋梁用高強(qiáng)度鋼，產(chǎn)品品種較多，像轎車用板等表面質(zhì)量要求較高。目前薄板坯連鑄連軋工藝在表面質(zhì)量和品種上難以滿足，高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)尚處于開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，如汽車面板、超深沖鋼板和高表面要求的鋼板、鍍錫板的基板、高級(jí)別的高強(qiáng)韌管線鋼、奧氏體不

43、銹鋼等4。(3) 產(chǎn)品性能：常規(guī)熱連軋所用板坯厚度常為200300 mm，而薄板坯連鑄連軋一般為50100 mm。軋制同樣規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，常規(guī)熱連軋生產(chǎn)具有較高的壓縮比，這對(duì)產(chǎn)品性能的提高有利。鑒于以上原因，本設(shè)計(jì)采用常規(guī)熱連軋工藝。2.5 本設(shè)計(jì)的設(shè)備選擇方案2.5.1 粗軋機(jī)組選擇方案粗軋機(jī)組組成方案根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量和投資等多方面因素決定粗軋機(jī)的數(shù)量和布置形式。按粗軋機(jī)的軋機(jī)架數(shù)和布置，熱連軋帶鋼軋機(jī)可分為全連續(xù)式、3/4 連續(xù)式、半連續(xù)式及其他形式1。(1) 全連續(xù)式全連續(xù)式粗軋機(jī)通常由46架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。優(yōu)點(diǎn)：每架軋機(jī)只軋一道，軋件沿一個(gè)方向進(jìn)行連續(xù)軋

44、制，生產(chǎn)能力大。缺點(diǎn)：粗軋機(jī)軋制速度低，且都是以斷面大，長度短的初軋板坯為原料，故軋機(jī)產(chǎn)量取決于粗軋機(jī)的產(chǎn)量，且生產(chǎn)線長，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。(2) 3/4連續(xù)式3/4連續(xù)式粗軋機(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)。優(yōu)點(diǎn)：兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)，與其相比有生產(chǎn)線短、占地少、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)，且生產(chǎn)能力也不低，適應(yīng)于多品種的熱軋帶鋼的生產(chǎn)。缺點(diǎn)：可逆式機(jī)架的操作維修要復(fù)雜些，耗電量大。(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。半連續(xù)式粗軋機(jī)常見的幾種布

45、置形式如下：1)由一架四輥可逆式軋機(jī)組成；2) 由一架二輥可逆式和一架四輥可逆式軋機(jī)組成；3) 由二架四輥可逆式軋機(jī)組成。優(yōu)點(diǎn)：與3/4連續(xù)式粗軋機(jī)相比，具有設(shè)備少、生產(chǎn)線短、占地面積小、投資省等特點(diǎn)，且與精軋機(jī)組的能力匹配較為靈活，對(duì)多品種的產(chǎn)品生產(chǎn)更為有利。缺點(diǎn)：可逆式機(jī)架的操作維修要復(fù)雜而且耗電量大。本設(shè)計(jì)參照當(dāng)前現(xiàn)有的相關(guān)機(jī)組的生產(chǎn)情況，選用由一架二輥可逆式和一架四輥可逆式軋機(jī)組成的半連軋機(jī)組，如圖2-1所示。r1r2圖2-1 一架二輥可逆式和一架四輥可逆式軋機(jī)組成的半連軋機(jī)2.5.2 精軋機(jī)組選擇方案精軋機(jī)組的主要作用是軋制精確的板帶厚度，控制成品平直度和帶鋼凸度。 精軋機(jī)設(shè)備方面，

46、 現(xiàn)代熱軋精軋機(jī)采用全液壓壓下裝置和自動(dòng)厚度控制(agc)系統(tǒng)， 隨著hagc系統(tǒng)厚度控制精度的不斷提高， 目前我國的大型鋼鐵企業(yè)已掌握了板厚控制與板形控制這兩大關(guān)鍵技術(shù)，使板帶材的幾何精度基本滿足了市場(chǎng)需要。以板形控制為例，目前我國熱帶鋼連軋機(jī)多采用軋輥成對(duì)交叉軋機(jī)(即pc型)或連續(xù)可變凸度控制軋輥(即cvc型)。pc軋機(jī)的軸向力較大，并具有較高的調(diào)節(jié)能力，cvc軋機(jī)則具有較高的彎輥力，設(shè)計(jì)中應(yīng)參考實(shí)際生產(chǎn)條件進(jìn)行選擇15。(1) pc軋機(jī)pc 軋機(jī)目前已成為當(dāng)前發(fā)展最快的板形控制技術(shù)，其工作原理是通過改變交叉角的大小改變軋輥的等效凸度來控制板形和凸度，它的主要優(yōu)點(diǎn)是5： 凸度控制范圍大，精

47、度高； 輥形曲線簡單，軋輥管理簡化； 輥頸強(qiáng)度不受限制，軋制能力得到提高 (減少軋制道次)； pc軋機(jī)和在線磨輥裝置配合使用，具有控制板凸度能力和局部高點(diǎn)，延長輥?zhàn)邮褂弥芷?。其缺點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大； 存在軸向力和無法避免軋輥磨損造成的局部高點(diǎn)。(2) cvc軋機(jī)cvc軋機(jī)是由西馬克公司在日本hc軋機(jī)基礎(chǔ)上于1983年研制成功的一種新型軋機(jī)，是一種連續(xù)可變的凸度軋機(jī)。其工作輥 (wr)磨成s型，上下兩根軋輥180o對(duì)稱擺放，以便形成對(duì)稱的輥縫，軋輥的相對(duì)竄動(dòng)形成連續(xù)變化凸度 (cvc)，它的優(yōu)點(diǎn)是5： 操作簡便； 機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，易改造； 換輥方便，完成一次換輥操作只需幾分鐘； 板凸度控制

48、能力強(qiáng)，工作輥軸向移動(dòng)100 mm，可調(diào)輥縫100500 um，與彎輥裝置配合則有600 um； 應(yīng)用范圍廣，cvc技術(shù)無論對(duì)于熱軋還是冷軋，也不論是軋制黑色或者有色極薄帶都非常實(shí)用。實(shí)際上cvc軋機(jī)的軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)可以稱為輥縫萬能調(diào)整機(jī)構(gòu)。cvc軋機(jī)的缺點(diǎn)是： 易蛇形； 無邊部減薄功能； 軋輥形狀特殊，磨削困難。根據(jù)以上對(duì)比分析并參照寶鋼1580 mm，本設(shè)計(jì)中的精軋機(jī)組方案選用pc軋機(jī)。2.5.3 定寬壓力機(jī)的選擇方案側(cè)壓壓力機(jī)提高寬度精度的同時(shí)加大了側(cè)壓量，使最大寬度調(diào)整量可達(dá)到350 mm，這對(duì)使用固定寬度的連鑄坯生產(chǎn)出多種寬度規(guī)格成品是十分有利的。其優(yōu)點(diǎn)如下1：(1) 可大大減少連鑄坯

49、的規(guī)格，使結(jié)晶器寬度變化少；(2) 連鑄坯產(chǎn)量可以達(dá)到提高；(3) 產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯提高，尤其是頭部魚尾狀和斷面狗骨形有明顯好轉(zhuǎn)，提高成材率；(4)可提高熱裝熱送比例，節(jié)省加熱過程中的能源消耗。2.5.4 熱卷箱選取方案傳統(tǒng)帶鋼熱連軋工藝通常使用保溫罩作為中間帶坯的保溫設(shè)備，但目前出現(xiàn)了新的保溫設(shè)備熱卷箱，其相對(duì)優(yōu)點(diǎn)如下1：(1) 粗軋后在入精軋機(jī)之前進(jìn)行熱卷取，以保存熱量，減少溫度降，保溫可達(dá)90 %以上；(2) 首尾倒置開卷，以尾為頭喂入軋機(jī)，均化板帶的頭尾溫度，可以不用升速軋制而大大提高厚度精度；(3) 起儲(chǔ)料作用，這樣可增大卷重，提高產(chǎn)量；(4) 可延長事故處理時(shí)間約89 min，從而

50、可減少廢品及鐵皮損失，提高成材率；(5) 可是中間輥道縮短約3040 %，節(jié)省廠房和基建投資。2.5.5 控制冷卻的方案選擇出精軋后要將帶鋼從800900 oc迅速冷卻到600 oc左右。冷卻方式主要有壓力噴射冷卻、層流冷卻和水幕冷卻。壓力噴射冷卻優(yōu)點(diǎn)：水冷為連續(xù)狀，沒有間斷現(xiàn)象，呈紊流狀態(tài)噴射到鋼板表面；可噴射到需要冷卻的部位；鋼板上下表面冷卻差別顯著。缺點(diǎn)：比冷卻特性很低；冷卻效率不高；水消耗量大，水的飛濺嚴(yán)重，冷卻不均勻；對(duì)水質(zhì)的要求較高，噴嘴容易堵塞，水的利用率較低。適用范圍：適用于一般冷卻使用或因其穿透性好而適用于水氣膜較厚的環(huán)境。層流冷卻優(yōu)點(diǎn)：比冷卻效率較高；水流呈層流狀態(tài)，可獲得

51、很強(qiáng)的冷卻能力；鋼板的上下表面和縱向冷卻均勻。缺點(diǎn)：冷卻區(qū)距離長；極管之間有一定的距離，達(dá)不到橫向冷卻均勻；對(duì)水質(zhì)的要求較高，噴嘴容易堵塞；設(shè)備龐雜，維護(hù)量較大且難度高。適用范圍：適用于強(qiáng)冷卻時(shí)，如熱軋板出口處。水幕冷卻的優(yōu)點(diǎn)：比冷卻特性最高；水流呈層流狀態(tài)，冷卻速度快、冷卻區(qū)距離短、對(duì)水質(zhì)的要求不高、易維護(hù)。缺點(diǎn)：鋼板上下表面及整個(gè)冷卻區(qū)冷卻不均勻；可調(diào)節(jié)的冷卻速度范圍較小。適用范圍：不僅可用于板帶鋼輸出輥道上的冷卻，也可用于連軋機(jī)機(jī)架間的冷卻。雖然水幕冷卻具有較強(qiáng)的冷卻能力，但據(jù)克虜伯公司對(duì)三種冷卻方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水幕冷卻均勻性不及層流冷卻，所以目前許多廠家仍以層流冷卻方式為主6。本設(shè)計(jì)

52、也擬采用層流冷卻。2.3.6 卷取方案選擇在軋制過程中，為了保證穩(wěn)定的軋制，帶鋼的卷取是依靠一定的張力來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)卷取機(jī)保持恒張力卷取時(shí)，可以得到好的卷形，既不會(huì)錯(cuò)邊，也不會(huì)形成塔形，更不會(huì)劃傷帶鋼。在我國軋鋼生產(chǎn)中，目前廣泛采用的張力控制方法有間接張力控制和直接張力控制，且絕大多數(shù)是采用間接法進(jìn)行張力控制。近年來，結(jié)合直接和間接的復(fù)合張力控制方法也逐步得到應(yīng)用22。卷取機(jī)位于精軋機(jī)輸出輥道末端，由卷取機(jī)入口側(cè)導(dǎo)板、夾送輥、助卷輥、卷筒等設(shè)備組成。它的功能是將精軋機(jī)組軋制的帶鋼以良好的卷形，緊緊地?zé)o擦傷的卷成鋼卷。卷取機(jī)是在高速且有較大沖擊力的非常惡劣的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，其結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，故障率

53、高。所以對(duì)卷取機(jī)的性能有特殊要求7：(1) 卷取機(jī)剛度高，不易變形；(2) 耐反復(fù)沖擊的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)；(3) 保持高機(jī)械精度的結(jié)構(gòu)；(4) 設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)利于檢修和維護(hù)；(5) 發(fā)生故障率低的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 3 生產(chǎn)工藝流程 熱連軋板帶生產(chǎn)的一般工藝流程：鑄錠與坯料的清理準(zhǔn)備、坯料的加熱、除磷、粗軋、精軋、軋后冷卻和卷取、質(zhì)量檢查等工序。本車間設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝流程如下圖3-1。 連鑄坯 加熱爐加熱 高壓水除鱗 大測(cè)壓 粗軋 熱卷取 切頭尾 精軋除鱗 精 軋層流冷卻 卷 取 打捆表面檢查 稱 重 送往冷軋廠 入庫 圖3-1 生產(chǎn)工藝流程圖3.1 工藝制度3.1.1 板坯準(zhǔn)備制度(1) 板坯驗(yàn)收按連鑄坯技術(shù)標(biāo)

54、準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。連鑄坯技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下2： 外形和尺寸公差必須符合下列要求 (表3-1)： 表面質(zhì)量應(yīng)全部為無缺陷的合格板坯 (如熱軋帶鋼中發(fā)現(xiàn)分層、夾雜、結(jié)疤缺陷，連鑄廠應(yīng)負(fù)100 %的責(zé)任)。表3-1 板坯外形和尺寸公差項(xiàng) 目公 差/mm項(xiàng) 目公 差/mm厚 度15長 度30寬 度15鐮刀彎、上下彎 長坯40、短坯20(2) 板坯堆垛按下列板坯堆放標(biāo)準(zhǔn) (表3-2)：表3-2 板坯堆垛標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目參 數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)垛 高max 2500 mm每垛堆放塊數(shù)max 10塊垛間距離1350 mm-(3) 板坯直接軋制要求：cc-dr 坯目標(biāo)溫度為1100 oc，誤差不得超過50 oc，堆放至保溫坑中的坯料無溫度要求。(4) 板坯裝爐規(guī)定： 把板坯實(shí)際的標(biāo)號(hào)與計(jì)算機(jī)在稱量核對(duì)點(diǎn)終端上顯示的板坯號(hào)和軋制計(jì)劃表上板坯號(hào)對(duì)照，三者必須一致。 對(duì)尺寸形狀和表面質(zhì)量目測(cè)異常的板坯要進(jìn)行實(shí)測(cè)，檢查其是否符合板坯技術(shù)條件中的有關(guān)規(guī)定。 板坯稱量機(jī)的實(shí)測(cè)重量與輸入連鑄機(jī)側(cè)計(jì)算機(jī)理論重量之間的誤差不得超過200 kg，如超重警報(bào)，則實(shí)測(cè)尺寸并進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)偏差在允許范圍內(nèi)方可進(jìn)入軋制線。 對(duì)于溫度在1050 o