熱軋帶鋼車間設(shè)計

1、 遼 寧 科 技 大 學(xué)課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目： 熱軋板帶鋼車間設(shè)計 Q235B, 3.61400 mm 學(xué)院、系： 材料與冶金學(xué)院 專業(yè)班級： 材加2010A班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 喬軍 成 績： 2014年 1月2日第33頁 遼寧科技大學(xué)本科生課程設(shè)計（論文） 熱軋帶鋼課程設(shè)計摘 要鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，而熱軋帶鋼生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)中的主要環(huán)節(jié)。熱軋板帶鋼是鋼鐵產(chǎn)品的主要品種之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，交通運輸業(yè)與建筑業(yè)，熱軋帶鋼工藝的成熟為冷軋?zhí)峁┝藘?yōu)質(zhì)的原料，大大滿足了國民生產(chǎn)與生活的需要。本車間參考鞍鋼1780生產(chǎn)線，典型產(chǎn)品為Q235B, 3.61400 mm

2、。1780生產(chǎn)線主要設(shè)備包括三座步進梁式加熱爐、一臺板坯高壓水除鱗箱、一臺定寬壓力機、三架立輥軋機、一架二輥可逆粗軋機、一架四輥可逆粗軋機、十二組保溫罩、一臺轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪、一臺精軋高壓水除鱗箱、七架四輥連軋機組、一套層流冷卻裝置、三臺地下臥式卷取機及相應(yīng)輔助配套設(shè)施等。設(shè)計以年產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各產(chǎn)品的市場前景合理的分配各產(chǎn)品的產(chǎn)量，制定產(chǎn)品方案和金屬平衡。論文以典型實例為例，制定了工藝流程圖和壓下制度、速度制度、溫度制度、輥型制度等一系列軋制制度，并校核軋機的生產(chǎn)能力。 關(guān)鍵詞：軋機，軋制力，校核，熱軋帶鋼 目 錄摘要I目錄II1 文獻綜述11.1熱軋板帶鋼產(chǎn)品概述11.1.1熱軋板帶鋼的種

3、類和用途11.1.2 板帶材的工藝特點及質(zhì)量要求21.2 熱軋板帶鋼工藝及設(shè)備發(fā)展31.2.1 國外熱軋帶鋼的發(fā)展31.2.2 國內(nèi)熱軋帶鋼的發(fā)展41.3 熱軋帶鋼生產(chǎn)新設(shè)備與新技術(shù)41.3.1 連鑄坯熱送熱裝技術(shù)41.3.2 無頭軋制技術(shù)51.3.3 AWC立輥短行程控制51.3.4 板坯定寬壓力機61.3.5 熱卷箱技術(shù)61.3.6 板形和板厚控制的高精度軋機61.3.7直接軋制技術(shù)71.4 熱軋帶鋼發(fā)展趨勢71.4.1熱軋板帶材短流程、高效率化71.4.2生產(chǎn)過程連續(xù)化81.4.3自動控制提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量81.4.4 提高組織性能和質(zhì)量82 主要設(shè)備83 軋制工藝及軋制制度的確定9

4、3.1 生產(chǎn)工藝流程93.1.1 生產(chǎn)工藝簡介93.1.2 生產(chǎn)工藝流程概述93.2 壓下規(guī)程設(shè)計103.2.1 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料103.2.2 粗軋機組壓下制度的制定103.2.3 精軋機組壓下制度的確定123.3 速度制度133.3.1 粗軋機組軋制速度133.3.2 精軋機組軋制速度133.3.3 軋機工作圖表173.4 溫度制度173.4.1 精軋溫度制度183.4.2 卷取溫度制度193.5 輥型制度193.5.1 調(diào)溫控制法203.5.2 LVC輥型控制法203.5.3 UPC輥型控制法203.5.4 PC輥型控制法214 生產(chǎn)設(shè)備校核234.1 軋制力與軋制力矩234.1.1 軋

5、制力的計算234.1.2 軋制力矩的計算244.1.3 精軋的軋制力與軋制力矩244.2 軋機設(shè)備校核264.2.1 精軋機軋輥強度校核264.2.2 電機能力校核31參考文獻33 1 文獻綜述 鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中的巨大作用，在于它能夠提供一切工具和機器設(shè)備的原材料，它是現(xiàn)代社會生產(chǎn)和擴大再生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。從最簡單的手工勞動工具直到最復(fù)雜的航天技術(shù)，沒有一個工業(yè)部門不和鋼鐵工業(yè)發(fā)生直接和間接的關(guān)系。為機器制造業(yè)提供數(shù)量日益增長、質(zhì)量日益提高的鋼材，從來就是鋼鐵工業(yè)的基本任務(wù)。在工業(yè)現(xiàn)代化進程中，鋼鐵行業(yè)一直處于基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的地位，在國民經(jīng)濟中所起的作用很重要，是衡量一個國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科

6、學(xué)技術(shù)的四個現(xiàn)代化水平的標(biāo)志。建國以來我國鋼鐵行業(yè)和技術(shù)已取得舉世矚目的成就，但是在市場化、工業(yè)化的發(fā)展進程中，在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)裝經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)和管理方面與國際先進水平相比還有很大差距。板帶鋼的生產(chǎn)是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的中的重要課題之一。板帶鋼在熱軋方面有深沖熱軋板帶、耐腐蝕高強度熱軋板帶、成型性優(yōu)異的高強及超高強鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細晶高強度鋼板。熱軋板帶鋼生產(chǎn)一直是軋制行業(yè)中高新技術(shù)應(yīng)用最為集中、人們最為關(guān)注的領(lǐng)域。新世紀(jì)到來之際,回顧過去,展望未來,將有利于我們把握方向,追蹤國際上的進展,不斷提高我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的技術(shù)水平,努力促使熱軋板帶生產(chǎn)成為我國從鋼鐵產(chǎn)量大

7、國向鋼鐵技術(shù)強國邁進的排頭兵。1.1熱軋板帶鋼產(chǎn)品概述1.1.1熱軋板帶鋼的種類和用途熱軋帶鋼品種有：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼;船用結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、鍋爐用鋼、焊瓶鋼、IF深沖鋼、無取向硅鋼、包晶鋼、高強雙相鋼等1。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶：用于制造建筑結(jié)構(gòu)，起重運輸機械，工程、農(nóng)用和建筑機械，鐵路車輛及其他各種結(jié)構(gòu)件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶：包括按國外標(biāo)準(zhǔn)供貨的焊接結(jié)構(gòu)鋼板帶。大量的用途同上，并用于制造汽車、拖拉機、收割機以及要求沖壓性能和焊接性能優(yōu)良的機械構(gòu)件、石油儲罐、壓力容器、船舶、橋梁和各種工程的結(jié)構(gòu)件。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼板帶：用于制造要求強度更高、成形性更好和性能穩(wěn)定的機械制造、車輛、化工設(shè)備等

8、各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)，大型廠房鋼結(jié)構(gòu)，重要工程及橋梁結(jié)構(gòu)等。耐大氣腐蝕和高耐候鋼板帶：用于制造鐵路客車、冷藏車、鐵路貨車、礦石車以及各種交通車輛的結(jié)構(gòu)件，也用于船舶及鐵路集裝箱制造，石油井架、各種工程機械和交通運輸機械的制造。耐海水腐蝕結(jié)構(gòu)鋼板帶：用于石油井架、海港建筑、采油平臺、船舶制造，也用于化工、石油行業(yè)含硫化氫腐蝕性液體容器和鐵路運輸車輛的制造。汽車制造用板帶鋼系列。集裝箱用鋼：專用于制造集裝箱側(cè)板、門板、頂板、底板、邊框、立柱等構(gòu)件。管線用鋼：石油天然氣輸送用管線，用于制造埋弧焊鋼管以及直縫電焊鋼管。焊接氣瓶及壓力容器用鋼：用于制造液化氣鋼瓶及乙炔氣鋼瓶、較高工作溫度的壓力容器及鍋爐等。造

9、船用鋼板：用于制造內(nèi)河船體及上層建筑結(jié)構(gòu)，遠洋輪船的上層建筑及隔艙板。礦用鋼板：用于制造采礦用液壓支架、礦用工程機械、礦用車斗、采礦刮板運輸機，以及其他礦用機械耐磨結(jié)構(gòu)件。1.1.2 板帶材的工藝特點及質(zhì)量要求工藝特點：1780生產(chǎn)線于1999年10月份熱負荷試車。該生產(chǎn)線是日本三菱公司引進的，配備了步進式加熱爐、SP定寬壓力機、GTO變頻調(diào)速裝置、精軋液壓AGC、PC軋機、在線磨輥（ORG）和彎輥裝置、帶自動跳步功能的全液壓卷取機、全線三級計算機控制等先進技術(shù)裝備。質(zhì)量要求：1、尺寸精度：厚度精度、寬度精度；2、版型：凸度、楔形、平坦度；3、表面質(zhì)量：劃傷、氧化鐵軋入、印痕、裂紋、麻點：4、

10、性能：（1）機械性能：強度、韌性、沖擊性、延展性；（2）電磁性能：低損耗、高磁感應(yīng)強度、磁的各向異性；（3）化學(xué)性能：耐腐蝕。1.2 熱軋板帶鋼工藝及設(shè)備發(fā)展熱軋帶鋼是重要的鋼材品種，對整個鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有著重要影響。發(fā)達國家熱軋帶鋼產(chǎn)量約占熱軋鋼材的50%以上，并在國際市場競爭中居于領(lǐng)先地位。熱軋帶鋼是重要的鋼種品種，對整個鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有著重要影響。熱軋帶鋼軋機的發(fā)展有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運輸業(yè)的發(fā)展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求量不斷增加，從而使得熱軋板帶鋼軋機的建設(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、改進節(jié)

11、能技術(shù)、節(jié)約建設(shè)投資、減少軋制長度實現(xiàn)緊湊化軋機布置到熱連軋機的直接連接控制布置，熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展時期。1.2.1 國外熱軋帶鋼的發(fā)展1960年以前建設(shè)的熱軋帶鋼軋機稱熱帶鋼軋機。這一時期帶鋼軋機技術(shù)發(fā)展比較緩慢，其中最重要的技術(shù)發(fā)展是將厚度自動控制（AGC）技術(shù)應(yīng)用于精軋機，從根本上改善了供給冷軋機的原料帶鋼的厚度差。20世紀(jì)六、七十年代是熱軋帶鋼軋機發(fā)展的重要時期。同時，連軋技術(shù)發(fā)展成熟，促使熱連軋機從最初使用的鋼錠帶使用連鑄坯，從而大幅度提高產(chǎn)量并能夠為冷軋機提供更大的鋼卷。熱軋板帶鋼軋機的生產(chǎn)工藝過程是鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中自動化控制技術(shù)最先進的工序。60年代后新建的熱帶剛軋

12、機很快采用了軋制過程計算機控制，將熱軋板帶鋼軋機的發(fā)展推向一個新的發(fā)展階段，這一時期新建的軋機稱為第二代熱軋帶軋機。1969年至1974年在日本和歐洲新建的軋機稱為第三代熱帶鋼軋機。20世紀(jì)80年代，板帶鋼生產(chǎn)更加注重產(chǎn)品質(zhì)量，同時對于低凸度帶材需求量不斷增長，這使得鋼板板形控制技術(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)，解決了常規(guī)熱連軋機上生產(chǎn)厚度0.81.2超薄帶鋼等一系列技術(shù)難題。熱連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達0.8mm，但實際生產(chǎn)中并不追求軋制最薄的規(guī)格，因為薄規(guī)格生產(chǎn)的故障率高、輥耗大、噸鋼

13、酸洗成本高。待技術(shù)發(fā)展帶故障率等降低后，才能進行經(jīng)濟的批量生產(chǎn)。1.2.2 國內(nèi)熱軋帶鋼的發(fā)展我國第一套熱軋寬帶鋼軋機始建于1957年，即鞍鋼的半連續(xù)軋機，全套設(shè)備從當(dāng)時蘇聯(lián)引進，為一套2800mm/1700半連續(xù)式伴帶軋機，即生產(chǎn)中厚鋼板，又生產(chǎn)卷鋼，該軋機的軋制中厚板部分于1958年7月先投產(chǎn)，1959年精軋機組投產(chǎn)，開辟了我國寬帶鋼卷生產(chǎn)歷史。該軋機基本上是采用手動操作，人工設(shè)定的操作方式，軋機的主要生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于第一代熱帶軋鋼的裝備水平，該軋機已于2000年8月停產(chǎn)。 就我國熱帶鋼軋機半個世紀(jì)的發(fā)展歷程來看，我國熱軋寬帶鋼軋機主要經(jīng)歷了由設(shè)備簡單、控制落后的半連續(xù)式軋機型；代表

14、當(dāng)時先進水平，自動化水平較高的3/4連續(xù)式布置；再到具有緊湊型可逆式粗軋機，大能力定寬設(shè)備，全制動控制系統(tǒng)的半連續(xù)式布置軋機代表世界先進水平的薄板坯連鑄連軋帶鋼生產(chǎn)線等三個階段。 今年我國寬帶鋼熱連軋技術(shù)和長輩能力取得巨大發(fā)展，其特點：一是投資規(guī)模前所未有，實現(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，不僅引進了多套當(dāng)代國際最先進的機組，而且建設(shè)了多條自主集成技術(shù)、自行設(shè)計和制造的軋制線；三是熱軋寬帶鋼產(chǎn)品大綱普通涵蓋了建材、汽車、家電、機械、化工和管道輸送等用途，包括低合金、高強度、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

15、高端產(chǎn)品。 我國目前寬帶鋼熱連軋機水平和生產(chǎn)能力整體上達到了國際平均水平，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的熱連軋機在中國。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)濟建設(shè)和相關(guān)行業(yè)發(fā)展的拉動，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，或者說熱連軋企業(yè)間競爭的焦點，將集中在提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，擴大品種和規(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、信息化和計算機應(yīng)用、管理水平方面不間斷地發(fā)展切實的技術(shù)進步，跟上經(jīng)濟全球化的步伐，我國在熱軋寬帶鋼領(lǐng)域能夠達到和保持國際先進水平。1.3 熱軋

16、帶鋼生產(chǎn)新設(shè)備與新技術(shù) 1.3.1 連鑄坯熱送熱裝技術(shù)連鑄坯熱送熱裝是指連鑄坯在600以上高溫時直接裝爐或先放入保溫裝置，以協(xié)調(diào)連鑄與軋鋼生產(chǎn)節(jié)奏，待機裝入加熱爐加熱，然后再把經(jīng)過加熱1050以上的高溫連鑄坯直接送往軋機軋制。該項技術(shù)具有節(jié)能、縮短生產(chǎn)周期、減少板坯存放倉庫面積等效果，集成了幾工序間的系統(tǒng)工程技術(shù)，需要多項技術(shù)的支撐，包括煉鋼、連鑄和熱軋三者統(tǒng)一的生產(chǎn)計劃管理，計算機進行實時控制；生產(chǎn)線設(shè)備具有較高的作業(yè)率；無缺陷高溫連鑄坯的生產(chǎn)；連鑄和熱軋均具有在線調(diào)寬的手段；熱軋實施“自由軋制計劃”；連鑄和熱軋廠布置緊湊或采取保溫快速運輸；加熱爐采用多段快速步進梁，長行程裝入機及熱惰性小的

17、陶瓷纖維耐火爐襯等，以適應(yīng)熱裝的需要；在線補熱和保溫措施，如連鑄和粗軋機間以及精軋機前設(shè)邊部加熱器，中間輥道設(shè)保溫罩等2。1.3.2 無頭軋制技術(shù)無頭軋制技術(shù)是指將粗軋后的帶坯在中間輥道上焊合起來，并連續(xù)不斷地通過精軋機的一種技術(shù)。傳統(tǒng)的板帶熱連軋精軋機組生產(chǎn)均以單塊中間坯進行軋制，因此，不可避免地要經(jīng)過進精軋機組時的穿帶、加速軋制、減速軋制、拋鋼、甩尾等一系列過程。由此發(fā)生的尺寸公差和力學(xué)性能的不均勻性很難在原有工藝框架內(nèi)得到解決。熱軋帶無頭軋制新技術(shù)正是解決這些問題的一項重要的技術(shù)突破。在傳統(tǒng)熱連軋中，板坯是在精軋機中一塊一塊地軋制的，帶鋼的頭部在出了精軋機到卷取機之前的這段長度上以及尾部

18、出精軋機后的這段長度上處于無張力的狀態(tài)，造成每一卷帶鋼的頭尾部分尺寸公差和板形難以保證。同時，單塊坯軋制時因尾部無張力，故在精軋機架間常發(fā)生甩尾形成23層折迭咬入，從而產(chǎn)生軋輥表面裂紋和壓痕傷。而無頭軋制是將大約10塊帶坯在出粗軋機后的中間輥道上頭尾焊合在一起，接著進入精軋機中連續(xù)軋制，帶坯在恒張力下軋制，因此幾何精度和板形不良的比例大幅度下降。無頭軋制因穿帶和拋尾的減少，可以做到穩(wěn)定的潤滑軋制。與此同時，穩(wěn)定的潤滑軋制可使軋制力降低，因而可在較低溫度下進行軋制，生產(chǎn)出具有良好深沖性能的帶鋼，并可降低能源消耗。1.3.3 AWC立輥短行程控制短行程控制：有效側(cè)壓率 =（側(cè)壓量-寬展量）/側(cè)壓量

19、短行程控制：針對在大側(cè)壓下頭尾明顯變窄的形狀，利用一個線性函數(shù)分段計算各立輥輥縫，它是在動態(tài)進行設(shè)定調(diào)整的，立輥除有電動側(cè)壓作為靜態(tài)立輥輥縫設(shè)定外，還裝有液壓壓下，它是作為短行程的動態(tài)輥縫調(diào)節(jié)用。液壓壓下根據(jù)頭尾形狀，按預(yù)先計算值設(shè)定進行動態(tài)調(diào)整，以克服由于大側(cè)壓造成的頭尾變窄現(xiàn)象1.3.4 板坯定寬壓力機定寬壓力機(SP：sizing press)是現(xiàn)代熱軋帶鋼廠采用的新技術(shù)之一。通過對加熱后的板坯進行全長方向的大幅度寬度側(cè)壓,來減小板坯寬度,使軋制出的板坯寬度均勻,提高生產(chǎn)率和產(chǎn)量。板坯定寬側(cè)壓機(SP)的軋制原理是靠模塊步進式動作，在板坯側(cè)面施加壓力，以達到板坯的減寬目的。定寬壓力機的特

20、點：寬度調(diào)整能力大、減少了連鑄板坯的寬度規(guī)格、節(jié)省加熱爐能源、控制板坯表面溫度下降、成材率提高3。1.3.5 熱卷箱技術(shù)熱卷箱安裝于粗軋機的延伸輥道和切頭飛剪之間,將粗軋機軋制成的中間帶坯卷成熱鋼卷,然后通過其中的開卷機構(gòu)將熱鋼卷的頭部(粗軋機最后道次的尾部),引人夾送輥進行壓平矯直,并使帶坯的頭部能順利地通過切頭飛剪和精軋前除鱗箱后送入到精軋機組。1.3.6 板形和板厚控制的高精度軋機1、板形控制板形控制的實質(zhì)就是對承載輥縫的控制 ，為了得到高質(zhì)量的軋制帶材，必須隨時調(diào)整軋輥的輥縫去適合來料的板凸度，并補償各種因素對輥縫的影響。 對于不同寬度、厚度、合金的帶材只有一種最佳的凸度，軋輥才能產(chǎn)生

21、理想的目標(biāo)板形。輥縫控制方法分為兩大類：（1）柔性輥縫控制：增大有載輥縫凸度的可調(diào)范圍，如CVC 、PC軋機；（2）剛性輥縫控制：增大有載輥縫橫向剛度，減小軋制力變化時對輥縫的影響。HC軋機。常規(guī)的板形控制手段：主要有彎輥控制技術(shù)，傾輥控制技術(shù)和分段冷卻控制技術(shù)等。特殊的控制技術(shù)：如抽輥技術(shù)(HC軋機和UC系列軋機)、漲輥技術(shù)(VC軋機和IC軋機)、軋制力分布控制技術(shù)(DSR動態(tài)板形輥)和軋輥邊部熱噴淋技術(shù)等先進的板形控制技術(shù)。UPC軋機輥型呈雪茄型，沿整個輥身長度磨成偏離輥身中央凸度漸變的形狀，輥身的最大直徑位于輥身中央e處，上下工作輥反向配置，并可做相對的軸向移動。CVC軋輥通過軸向移動，

22、使軋輥凸度能在一最大和最小值之間調(diào)節(jié)，達到軋輥凸度可連續(xù)變化的效果。對軋制各種板寬各種板厚和各種不同來料凸度的帶鋼，在各種輥溫分布的情況下，都能順利地進行平直度控制。PC軋機可獲得很寬的板型和凸度控制范圍，調(diào)整輥縫時不會產(chǎn)生工作輥的強制撓度也不會在工作輥和支持輥間由于邊部撓度產(chǎn)生產(chǎn)生過量的接觸應(yīng)力HC軋機板形控制能力強，不需要太大的彎輥力即可較好的調(diào)整板形；可消除支撐輥與工作輥邊部的有害接觸部分，減輕邊部減簿和裂變傾向；采用標(biāo)準(zhǔn)無凸度輥，就能滿足各種寬度帶材的軋制，減少了軋輥的備件。2、板厚控制AGC（automatic gauge control）是指為使板帶材厚度達到設(shè)定的目標(biāo)偏差范圍而對

23、軋機進行在線調(diào)節(jié)的一種控制系統(tǒng)。液壓AGC是通過改變KE來實現(xiàn)厚度自動控制，AGC的基本功能是采用測厚儀等直接或間接的測厚手段，對軋制過程中板帶的厚度進行檢測，判斷出實測值與設(shè)定值的偏差，根據(jù)偏差的大小，計算出調(diào)節(jié)量，向執(zhí)行機構(gòu)輸出調(diào)節(jié)信號。1.3.7直接軋制技術(shù)直接軋制是把1050以上的高溫連鑄坯，經(jīng)邊部加熱后直接送往軋機軋制。該技術(shù)要求煉鋼、連鑄能穩(wěn)定生產(chǎn)無缺陷板坯，連鑄機出料輥道和軋鋼加熱爐后裝料輥道以輥道直接相連，輸送輥道上加設(shè)保溫罩等保溫?zé)崤髟O(shè)施，加熱爐設(shè)有長行程裝料機，以便于冷、熱坯交叉裝料時可將高溫坯裝入爐內(nèi)深入4。1.4 熱軋帶鋼發(fā)展趨勢1.4.1熱軋板帶材短流程、高效率化這方

24、面的技術(shù)發(fā)展主要分為倆個層次：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能耗，提高經(jīng)濟效益，不僅充分利用連鑄坯為原料，而且不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄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，伴隨著這一技術(shù)的逐步完善，必將成為今后建設(shè)熱軋帶材生產(chǎn)線的主要方式。1.4.2生產(chǎn)過程連續(xù)化近代熱軋生產(chǎn)過程實現(xiàn)了連續(xù)鑄照板坯、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。1.4.3自動控制提高產(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)量的倆項重要指標(biāo)。

25、由于液壓壓下厚度自動控制和計算機控制技術(shù)的采用，板帶縱向厚度精度已得到了顯著提高。但板帶橫向厚度和平直度的控制技術(shù)往往尚感不足，還急待開發(fā)研究。為此出現(xiàn)了各種高效控制板形的軋機、裝備和方法。這是近代板帶軋制技術(shù)開發(fā)最活躍的一個領(lǐng)域。1.4.4 提高組織性能和質(zhì)量發(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性能和質(zhì)量。利用錳、硅、釩、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。2 主要設(shè)備三座步進梁式加熱爐、一臺板坯高壓水除鱗箱、一臺定寬壓力機、三架立輥軋機、一架二輥可逆粗軋機、一架四輥可逆粗軋機、十二組保溫罩、

26、一臺轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪、一臺精軋高壓水除鱗箱、七架四輥連軋機組、一套層流冷卻裝置、三臺地下臥式卷取機及相應(yīng)輔助配套設(shè)施等3 軋制工藝及軋制制度的確定3.1 生產(chǎn)工藝流程3.1.1 生產(chǎn)工藝簡介 圖3.1 生產(chǎn)工藝流程 3.1.2 生產(chǎn)工藝流程概述鞍鋼1780熱軋線原料全部為連鑄坯。寬度在1550mm以內(nèi)的，由三煉鋼連鑄車間經(jīng)輥道運入板坯庫；寬度1550mm的由汽車運進板坯庫。板坯裝爐考慮了冷裝、保溫坑熱裝、直接熱裝三種方式，熱裝率為60%，其中保溫坑熱裝占50%，直接熱裝占10%。加熱好的板坯經(jīng)高壓水除鱗、定寬壓力機側(cè)壓（側(cè)壓量為100200mm，最大350mm），依次進入E1R1和E1R2倆架粗

27、軋機進行多道次可逆軋制，軋制成3260mm厚的中間坯，經(jīng)輥道輸送，保溫罩保溫，送到飛剪進行最佳化切頭尾，再經(jīng)高壓水除鱗，進入7架精軋機，軋制成厚度為1.219.0mm的帶鋼。帶鋼經(jīng)層流冷卻，冷卻帶規(guī)定的卷取溫度，由地下卷取機卷成卷，經(jīng)打捆、稱重、噴字、檢查后，由鋼卷運輸系統(tǒng)運到鋼卷庫堆冷、包裝、外運。供冷軋廠和橫切機組的鋼卷，由汽車運送；供分卷機組的鋼卷在分卷跨堆冷后，經(jīng)分卷、打捆、稱重、噴印、包裝后，由火車運出；熱軋商品卷由火車和汽車運出。3.2 壓下規(guī)程設(shè)計壓下規(guī)程是板帶軋制制度最基本的內(nèi)容，直接關(guān)系著軋機產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量，它 的中心內(nèi)容就是要確定板坯軋成所要求的板帶所須采用的軋制方法、軋

28、制道次及每道次 壓下量的大小。本次設(shè)計壓下規(guī)程包括確定粗軋與計算精軋倆部分。本次要設(shè)計的鋼種為Q235B，厚度為3.6mm，寬度為1400mm。3.2.1 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料軋制鋼種：Q235B板坯規(guī)格：230160010000mm連鑄熱裝板坯。 表3.1 坯料的化學(xué)成分（WT%） 坯料的化學(xué)成分（WT%） C Mn Si S P 0.140.20 0.300.65 0.30 0.045 0.0453.2.2 粗軋機組壓下制度的制定1、粗軋機組的作用是將不同尺寸的板坯軋成3070mm的連軋坯，同時供精軋機組的連軋坯的溫度必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。粗軋變形規(guī)律：第一道壓下率不要過大，中間道次采用大壓

29、下率，最后道次為控制厚度和板型要適當(dāng)減小壓下率。 表3.2 粗軋壓下率分配表 道次 1 2 3 4 5 6五道% 20 30 3540 4050 3050 六道% 1523 2230 2635 2740 3050 3335 2、根據(jù)成品板寬確定目標(biāo)寬度： （1） 其中：BC成品板寬1400mm寬展邊余量(68mm)C1熱膨脹率(1.45)；T1精軋機末架出口溫度880。 所以=1400(1+1.45880)+8 =1425.86mm 確定粗軋機組目標(biāo)寬度BR： 由于精軋機組寬展量很小，可以忽略不計。所以 BR=BF=1425.86mm 3、本次設(shè)計選擇六道次粗軋。出R軋機后就進入精軋連軋機組的

30、目標(biāo)厚度一般可以根據(jù)成品厚度有規(guī)定表格查出。 表3.3 帶坯規(guī)格表 帶坯規(guī)格表 成品厚度（mm ） 03.59 3.605.99 6.009.99 10.0012.7帶坯厚度（mm ） 32 34 36 38 由上表可以得出帶坯厚度選擇34.00mm，即中間坯厚度為34.00mm。根據(jù)上表3.2.2（1），3.2.2（2）得出下表 表3.4 粗軋各道次壓下量分配 軋制道次 1 2 3 4 5 6% 15.7 22.1 27.8 28.6 37.5 32.0 36 43 42 32 30 16 軋前H 230 194 151 112 80 50 軋后h 194 151 112 80 50 343

31、.2.3 精軋機組壓下制度的確定精軋機組的壓下量分配原則一般是充分利用高溫這一有利條件，把壓下量集中在前幾架。對于薄規(guī)格產(chǎn)品，在后幾架軋機上為保證板形、厚度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減??；但對于厚規(guī)格產(chǎn)品，后幾架壓下量也不宜過小，否則對板形不利。具體分配時，應(yīng)注意以下幾個方面： 1、第一架可以留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚词强紤]到帶坯厚度的波動和可能產(chǎn)生的咬入困難等， 而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量； 2、第二、三架要充分利用設(shè)備能力，給予盡可能大的壓下量； 3、以后各機架逐漸減少壓下量，到最后一架一般在712%左右，以保證板形、厚度、精度和性能。根據(jù)上表可制定本次設(shè)計的精軋各道次的壓下分配為下表表3.

32、5 精軋壓下率分配表道次 1 2 3 4 5 6 7五道% 4050 3545 3040 2535 1525 1015 六道% 4050 3545 3040 2540 2535 2028 1015表3.6 精粗軋各道次壓下量分配 軋制道次 1 2 3 4 5 6 7 % 40.6 35.2 32.1 25.1 27.9 25.7 13.6 13.80 7.10 4.20 2.23 2.17 1.44 0.56 軋前H 34.00 20.20 13.10 8.90 7.77 5.60 4.16 軋后h 20.20 13.10 8.90 7.77 5.6 0 4.16 3.603.3 速度制度3.

33、3.1 粗軋機組軋制速度1、本次設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗所得粗軋機組的軋制速度范圍為01.95m/s2.9m/s。對于可逆式粗軋機，其速度制定常用梯形速度圖和三角形速度圖，粗軋機的出口速度一般為24.5m/s，最大可達5.5m/s。取其出口速度為4m/s。2、確定的目標(biāo)寬度為BR=1425.86mm。3、則由軋前軋后體積不變原則BHL=bhl得粗軋軋完后帶坯長度為l=230160010000/(341425.86)=75.91m。3.3.2 精軋機組軋制速度 1、確定最末架F7的穿帶速度V7及出口速度穿帶速度是指軋件頭部從第一架入口到最后一架入口的速度，末架穿帶速度以成品厚度為依據(jù)，可以查下表得出。 表3

34、.7 末架穿帶速度表 成品 4.00 4.01 4.60 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 8.00 10.00 厚度 以 （mm） 下 4.59 4.99 5.49 5.99 6.49 6.99 7.99 9.99 12.50 穿帶 速度 10 9.5 9 7.5 7 6.5 6 5.75 5.5 5 (m/s) 由于本次設(shè)計的產(chǎn)品厚度h=3.6mm，所以末架軋機的穿帶速度為10m/s。末架最大軋制速度20m/s。2、各機架的軋制速度和穿帶速度末架軋機軋制速度確定以后，可由秒流量相等原則，即由下列公式: h1v1（1+sh1）=h7v7(1+sh7) (2)計算出各機架的軋制

35、速度和穿帶速度。由于熱扎過程中前滑很小，可以忽略不計，所以公式(4.8)可簡化為： 表3.8 軋制速度與穿帶速度圖機架 1 2 3 4 5 6 7 穩(wěn)定軋速（m/s） 3.6 6.0 9.2 12.6 16.8 21.3 24穿帶速度（m/s） 1.8 2.7 4.0 4.6 6.4 8.7 103、精軋機速度圖5計算出各機架的軋制速度和穿帶速度。由于熱扎過程中前滑很小，可以忽略不計。速度 1 2 3 4 5 6 7 8 9時間 軋制時間 軋制周期時間T 間隙 圖3.2 精軋機速度圖注： 1點：穿帶速度末機架10.00m/s；2點：帶鋼頭部出末架后開始第一級加速，加速度為0.21.3 m/s2

36、；3點：帶鋼頭部咬入卷取機后開始第二級加速，加速度為0.31.6 m/s2；4點：帶鋼以工藝設(shè)置的最高速度軋制24m/s；5點：帶鋼尾部離開第一架精軋機時，開始第一級減速，減速度為0.51.2 m/s2，末機架減到15m/s；6點：以15m/s 速度等待拋鋼； 7點：帶鋼尾部離開精軋機組，開始第二級減速，減速度為0.51.5 m/s2，末機架減到10m/s；8點：軋機以穿帶速度等待下一條帶鋼； 9點：第二條帶鋼開始穿帶。4.軋制時間計算計算該部分所用公式為： (3)式中 t12 穿帶時間，s。 S0精軋機間距，定為6.0m。 Vi 各軋機的穿帶速度，m/s。12：段穿帶區(qū)：穿帶時間計算t12=

37、6.0（1/1.8+1/2.7+1/4.0+1/4.6+1/6.4+1/8.7）得t12=10.00s23段：第一級加速區(qū)現(xiàn)在確定卷取機距精軋末架距離約150190m取170m。那么在第一級加速時，軋鋼長度S23=170m，加速度為 0.5m/s2，則根據(jù)公式：其中 ： (4) (5) (6) 可以計算出這個階段的軋制時間t23 ； 所以V3=16.4m/s，t23 =12.8s34段：第二級加速區(qū)，加速度a21.0 m/s2 t34=(V4-V3)/a2=(24-16.4)/1.0=7.6s 153.5m45段：穩(wěn)定軋制區(qū) （甩帶S0hn B） S=(l0h0-S0hn)/h (7)代入數(shù)據(jù)

38、h0= 34mm，l= 75.91m，S=75.9110334-6(20.2+13.1+8.9+7.77+5.6+4.16)/3.6=737.44m 其中：l0、h0為坯料的長、厚；、h為成品厚；hn為第n架軋完的厚度(n=1、2、3、4、5) 所以S=737.4m 以最高速度軋制的成品長度S45=S-S23-S34=413.9m；t45=S45/V4=17.25s56段：第一級減速區(qū) (8)t56=（V6-V5）/a3 (9) 取a3=-1.2m/s 所以S56=146.25m；t56=7.5s67段：拋鋼 帶鋼離開第三架軋機開始減速，所以S67=（h6+h5）S0/h7=16.26m；t6

39、7=1.0s。78段：第二級減速 t78=(V8-V7)a4 (10)其中取 a4=-1.0m/s；所以t78=5s。89段：由于帶鋼尾部離開粗軋機后開始第二級減速，則從帶鋼尾部離開粗軋機至頭 部進入精軋機所經(jīng)歷的時間為： t=2(S-S1)/(V穿+V粗)=20.51s 其中：S粗軋機至精軋機的距離范圍是115-135m，取其值120m； S1末架粗軋機軋出的鋼帶長度75.9m； V穿進第一架精軋機的穿帶速度1.8m/s； V粗鋼帶出粗軋機的速度2.5m/s。 所以 t=20.51s； t89=t-t78=20.51-5.00=15.51s。 3.3.3 軋機工作圖表6 T t 時間/s 圖

40、3.3 軋機工作圖表 間歇時間：t=20.51s； 精軋機組純軋時間： 46.15s； 總延續(xù)時間： 46.15+10.00+5=61.15s； 軋機節(jié)奏時間： =20.51+46.15=66.66s。3.4 溫度制度溫度是影響鋼板組織和性能的最主要的因素，要控制鋼板的組織和性能就必須在生 產(chǎn)過程中控制溫度制度，帶鋼熱連軋的溫度控制主要由以下幾部分組成：開軋溫度的控 制；精軋機組終軋溫度的控制；卷取溫度的控制。 1、開軋溫度應(yīng)在不影響質(zhì)量的前提下盡量提高，鋼材生產(chǎn)往往要求一定的組織性能，故要求一定的終軋溫度，因而開軋溫度的確定必須以保證終軋溫度為依據(jù)，一般來說，對于碳素鋼加熱溫度最高溫度常低于

41、固相線100200，而開軋溫度由于從加熱爐到軋機的溫降，一般比加熱溫度要低，取1150左右。 2、精軋機組終軋溫度因鋼種不同而不同，它主要取決于產(chǎn)品技術(shù)要求中規(guī)定的組織性能。如果該產(chǎn)品可能在熱軋以后不經(jīng)熱處理就具有這種組織性能，那么終軋溫度的選擇應(yīng)以獲得所需要的組織性能為目的。在軋制亞共析鋼時，一般終軋溫度應(yīng)高于Ar3線的50100，以便在終軋以后迅速冷卻到相變溫度，獲得細致的晶粒組織。若終軋溫度過高則會得到粗晶組織和低的機械性能，反之，若終軋溫度低于Ar3線，則有加工硬化產(chǎn)生，使強度提高而伸長率下降。而且要求帶鋼全長終軋溫度均勻一致，這樣才能保證整條帶的機械性能及厚度的均勻。頭部的終軋溫度一

42、般靠正確設(shè)定精軋出口速度來保證，而整帶溫度均勻則靠正確控制機組加速度及機架間的噴水量來實現(xiàn)。精軋機組的開軋溫度由現(xiàn)場經(jīng)驗可得到。 3、卷取溫度和精軋溫度一樣決定著產(chǎn)品的機械性能，因此卷取溫度的控制至關(guān)重要，為了在短時間內(nèi)將帶鋼溫度迅速冷至500780，必須在輸出輥道上設(shè)置噴水裝置對帶鋼進行強制冷卻，在實際過程中卷取溫度的控制就是依靠在精軋以后的層流冷卻水幕控制，它的控制直接由計算機控制。 3.4.1 精軋溫度制度由于帶坯出粗軋后在中間輥道上和進精軋前的除鱗都會有溫降，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，帶坯在精軋除鱗后的頭部溫度 為1021； 因為在軋機上完成金相組織轉(zhuǎn)變對厚度控制和機械性能都有不良影響，所以軋制結(jié)

43、束溫度應(yīng)該控制在奧氏體區(qū)，奧低體向鐵素體轉(zhuǎn)變的起始溫度約為875 ，設(shè)精軋末架的出口溫度 為880，以使晶相轉(zhuǎn)變發(fā)生在層流冷卻階段，得到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的細化晶粒，提高帶鋼顯微組織性能。由 (11) 其中： 開軋溫度，1021；軋前厚度，34mm； 軋后溫度，880； 軋后厚度3.6mm； 又由 (12) 則C=(1021-880) 3.6/(34-3.6)=16.7經(jīng)計算，精軋各道次尾部溫度變化如表3.4.1表3.9 精軋各機架軋件尾部溫度變化表 精軋各架溫度變化 機架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 溫度() 1011.27 996.17 975.16 953.75 926.5

44、 897.79 8803.4.2 卷取溫度制度卷取溫度也一樣對產(chǎn)品的性能起著決定性的作用。卷取機距精軋機末架距離約為150190m，卷取溫度控制在550650。卷取溫度的影響：卷取溫度過高會因卷取后的再結(jié)晶和緩慢冷卻而產(chǎn)生粗晶粒和碳化物的集聚。卷取溫度越低，帶鋼的機械性能和延伸率降低，帶鋼的加工性能變壞。3.5 輥型制度軋輥的彈性變形、輥溫的變化以及軋輥的磨損乃是使工作輥輥縫發(fā)生改變的主要因 素，軋輥磨損有其特定規(guī)律，一般很難隨時間隨意的加以改變，而輥溫與軋輥的彈性變 形則可以通過適當(dāng)措施人為地隨意加以改變以達到控制的目的。采用合理控制輥溫的輥 型調(diào)整方法稱為調(diào)溫控制法，而以控制軋輥彈性變形為

45、手段的輥型調(diào)整方法則稱為彎輥 控制法。這兩種方法不但能抵償軋制壓力與輥溫波動帶來的不利影響，并且還可能有效 地彌補軋輥磨損對正常輥型的侵蝕。（1）消除軋輥磨損影響的措施：工藝安排上，磨損的特定規(guī)律，采用窄寬窄的軋制順序；隨著支持輥的磨損而相應(yīng)增大工作輥凸度 （換輥時）。（2）消除軋輥溫度影響的措施：調(diào)溫控制法合理控制輥溫的輥形調(diào)整方法。通過向軋輥某些部分供熱或吸熱，改變輥溫分布，以達到控制輥形的目的。此法的實行需要有熱源和冷卻劑。（3）消除軋輥彈性變形影響的措施：彎輥控制法：以控制軋輥彈性變形為手段的輥形調(diào)整方法。技術(shù)原理是：利用液壓裝置對軋輥輥頸施加液壓彎輥力，瞬時地改變軋輥的有效凸度，從而

46、改變承載輥縫形狀和軋后帶鋼的延伸橫向分布，以達到板形控制的目的。正彎（彎輥力與軋制載荷的方向相同，軋輥撓度減小）；負彎（彎輥力與軋制載荷的方向相反，軋輥撓度增加）3.5.1 調(diào)溫控制法 人為地向軋輥的某些部分供熱或者吸熱，改變輥溫分布，以達到控制輥型的目的，此法的施行需要有熱源和冷卻劑。如發(fā)現(xiàn)輥身中部溫度過高輥身中部與邊部溫差過大，則可適當(dāng)增大中段冷卻劑的流量或削減邊部冷卻劑的供給，以此類推。但是調(diào)溫控制法并不能很好的滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，由于軋輥本身熱容量較大，溫升與溫降有較長的過渡時間，而急冷急熱又極易損壞軋輥，而且調(diào)溫過渡時間也太長， 所以僅僅靠這種緩慢而又不準(zhǔn)確的調(diào)溫控制法是不能滿足要求

47、的。3.5.2 LVC輥型控制法 LVC(Liner Variable Contour) 輥型是一種新型的輥型，具有線性調(diào)節(jié)輥縫凸度的性能,并具有良好的板形控制性能。其輥型的設(shè)計原理是：以實現(xiàn)輥縫凸度隨板寬變化成線性變化為目的（即在板寬由寬變窄時輥縫凸度成線性減?。?，以連續(xù)變凸度工作輥輥型曲線方程為基礎(chǔ)方程，代入一定的系數(shù),從而推出LVC 輥型曲線的方程。LVC輥型向輥徑小的一方竄輥時可以增大輥縫凸度，反之向輥徑大的一方竄輥時可以減小輥縫凸度,這樣可以根據(jù)來料板形情況進行竄輥調(diào)節(jié)，控制板形質(zhì)量。常規(guī)工作輥輥型進行竄輥的主要目的是使輥型磨損均勻化，這種輥型的竄輥策略通常是選擇不同的竄輥步長和頻率

48、或選擇不同的竄輥起始位置，對板形的凸度影響很小。與傳統(tǒng)的常規(guī)工作輥輥型不同，LVC 輥型的竄輥策略則是根據(jù)板形調(diào)節(jié)能力的需要，算所需的竄輥量，達到改變板形的效果。在各機架竄輥量的設(shè)定計算中，對于某些工況很難將精軋出口的目標(biāo)凸度和目標(biāo)平坦度都準(zhǔn)確地保持在一個值上，有時為了使軋制過程順利，采用滿足凸度良好的準(zhǔn)則而犧牲機架間帶鋼平坦度。因此，在 板形模型初次設(shè)定LVC 竄輥量后，可制定相應(yīng)的竄輥優(yōu)化策略，即：在將機架精軋 出口凸度控制在精度范圍內(nèi)的前提下，可以依次改變各機架的竄輥量,以使各機架間 的帶鋼寬度方向的不均勻延伸降低。這一思想曾經(jīng)在彎輥力設(shè)定優(yōu)化中應(yīng)用，由于 LVC 輥型的竄輥和彎輥都是用來控制板形，因此可將彎輥力優(yōu)化的思想應(yīng)用在竄輥 優(yōu)化中。目前，L