08軋鋼1班設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、 選題背景1.1 冷軋板帶鋼的產(chǎn)品特征冷軋板帶(含涂鍍層板帶)表面美觀，加工性能好，是應(yīng)用最廣的鋼材品種，它的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)各工序中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，其產(chǎn)量和質(zhì)量水業(yè)的強(qiáng)弱。映了一個(gè)國(guó)家鋼鐵工冷軋產(chǎn)品尺寸精度高、表面光滑、各項(xiàng)性能良好，其主要原因是排除了熱軋中溫度這一工藝的影響。利用鋼在高溫時(shí)變形抗力低和塑性好的特點(diǎn)，在高溫的狀態(tài)下進(jìn)行加工變形，有利于節(jié)約能量，容易獲得各種形狀，但高溫加工變形過程中的溫度并不是固定不變的，如果加工過程中鋼的溫度不均勻，則影響加工精確度；而高溫狀態(tài)的氧化，使得熱軋鋼板表面質(zhì)量較差。冷軋能使金屬晶粒破碎并均勻化，附加一定的熱處理工藝，便能得到良好的性能。因此，在產(chǎn)品尺

2、寸的精確度、表面質(zhì)量、性能各方面，冷軋板帶鋼都比熱軋板帶鋼強(qiáng)。在特制的冷軋機(jī)上還可以軋制厚度為 0.1mm 的極薄鋼板，這對(duì)于熱軋來說是不可能的。冷軋板帶鋼發(fā)展歷史冷軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史國(guó)外的冷軋發(fā)展很早，始于 19 世紀(jì)中葉的德國(guó)，到上世紀(jì)四，五十年代發(fā)展到了冷連軋階段。我國(guó)發(fā)展較晚。開始于 1960 年，首先建立了 1700mm 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)，以后陸續(xù)投產(chǎn)了 1200mm 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)，MKWl400mm 偏八輥軋機(jī)、 1150mm 二十輥冷軋機(jī)和 1250mmHC 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等，70 年代投產(chǎn)了我國(guó)第一套 1700mm 連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)，1988 年建成了 2030mm

3、五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)。近年來我國(guó)各地新建和籌建的百萬噸級(jí)冷軋廠很多，生產(chǎn)設(shè)備技木水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而發(fā)展到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、復(fù)合薄板和硅鋼片等。1.2.2我國(guó)冷軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史1978 年以前，我國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)技術(shù)比較薄弱，僅鞍鋼和太鋼有幾臺(tái)單機(jī)架可逆軋機(jī)可以生產(chǎn)寬帶鋼，軋機(jī)不僅效率低，裝備水平也差，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，質(zhì)量也無法與世界先進(jìn)水平相抗衡。1978產(chǎn)量年初，從原西德等國(guó)成套引進(jìn)的 1700mm 冷軋?jiān)O(shè)備(同時(shí)引進(jìn)了一些專利技術(shù))在武鋼成功投產(chǎn)。該機(jī)組可年產(chǎn) 75 萬 t 冷軋薄板、15 萬 t 鍍鋅板卷、10 萬 t 鍍錫板

4、卷。這套適用于冷軋工藝全過程的先進(jìn)設(shè)備，無論從機(jī)械制造、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)、儀表、檢測(cè)元件等都匯集了當(dāng)時(shí)世界上的先進(jìn)技術(shù)。從此，我國(guó)冷軋生產(chǎn)技術(shù)跨入了一個(gè)歷史性飛躍發(fā)展的新時(shí)代。1.2.3 我國(guó)生產(chǎn)存在我國(guó)的冷軋板生產(chǎn)存在許多：(1)生產(chǎn)能力：冷軋產(chǎn)品和熱軋產(chǎn)品之比比例偏低。美、日、德 3 個(gè)鋼鐵強(qiáng)國(guó) 70%以上的熱軋板深加工成各種冷軋板材，而我國(guó)熱軋板材轉(zhuǎn)換率僅為 50%左右；(2)品種、規(guī)格不內(nèi)生產(chǎn)板厚 1.0mm 以上的占多數(shù)，0.5mm 以下的薄板比例小，在品種結(jié)構(gòu)方面，普碳板比例過高，優(yōu)碳、深沖系列和(3)裝備水平高的軋機(jī)不夠多；鋼比例偏低；(4)產(chǎn)品質(zhì)量有待提高：板形

5、、表面、尺寸公差及性能與世界一差距；品相比還有(5)產(chǎn)品加工的伸長(zhǎng)率低：2002 年我國(guó)涂鍍層板的產(chǎn)量?jī)H占鋼材總產(chǎn)量的 2.5%。和分別達(dá)到了 20%和 16%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)。1.3 我國(guó)冷軋板帶鋼發(fā)展趨勢(shì)近 20 年來，我國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，并逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平。而就工藝技術(shù)而言，目前我國(guó)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1.3.1酸洗20 世紀(jì) 70 年代末，通過武鋼生產(chǎn)實(shí)踐和國(guó)外技術(shù)發(fā)展表明：鹽酸酸洗效率高，質(zhì)量好，不侵蝕帶鋼基體，廢酸可以再生。隨之國(guó)內(nèi)幾乎所有酸洗機(jī)組均采用鹽酸酸洗而不再用硫酸酸洗。國(guó)內(nèi)普遍采用的酸洗工藝有半連續(xù)式和連續(xù)式(臥式、塔式)。半連續(xù)式以推拉式酸洗為主，其設(shè)

6、備簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、操作方便、占地少、投資省，產(chǎn)化，生產(chǎn)能力可以超過 50 萬 t。尤其適用于中、小型鋼廠。目前該設(shè)備已完連續(xù)式則以臥式機(jī)組居多。其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大，易于和其他機(jī)組結(jié)合形成聯(lián)合工作形式。目前效率高的酸洗機(jī)組都是間接加熱酸液;各槽獨(dú)立設(shè)置酸液循環(huán)系統(tǒng)，以保證槽間濃度差;可檢測(cè)酸液濃度，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)新酸的補(bǔ)充量;密封的槽蓋由機(jī)械開啟。20 世紀(jì) 80 年代中期，國(guó)外在淺槽酸洗的基礎(chǔ)上又發(fā)展了紊流酸洗。酸槽結(jié)構(gòu)按流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)，槽內(nèi)酸的在帶鋼表面形成紊流狀態(tài)，明顯提高了酸洗速度和酸洗質(zhì)量。故近幾年，國(guó)內(nèi)新設(shè)計(jì)的酸洗機(jī)組都采用了(相類似的)紊流方式。1.3.2軋制20 多年來，我國(guó)從

7、僅有幾臺(tái)單機(jī)架軋機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，冷軋機(jī)組主要有以下 2 種類型:(1).軋機(jī)組(四輥或多輥):單卷連軋、全連續(xù)冷軋機(jī)組、酸洗-冷軋聯(lián)合機(jī)組。 (2).逆軋機(jī)(四輥或多輥):單機(jī)架可逆軋機(jī)、雙機(jī)架可逆軋機(jī)。全球 2/3 以上的冷軋板帶產(chǎn)品是用連軋機(jī)組生產(chǎn)的，我國(guó) 75%以上的冷軋板帶產(chǎn)品也是用連軋機(jī)組生產(chǎn)的。由于全連續(xù)冷軋機(jī)組和酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組具有生產(chǎn)節(jié)奏快、成材率高、成本低、產(chǎn)量大、占地少、投資省、產(chǎn)品質(zhì)量好等明顯優(yōu)勢(shì)，武鋼、本鋼、鞍鋼、薄板公司、攀鋼等已將單卷連軋方式改造為全連續(xù)方式?，F(xiàn)在，大型鋼廠新建冷軋廠無一例外地均選取了聯(lián)合機(jī)組。1997 年投入使用的雙機(jī)架可逆軋機(jī)利用了單卷軋制所具有

8、的靈活性、多變性，但減少了可逆道次，提高了產(chǎn)量，更適合生產(chǎn)薄帶和特殊鋼、高強(qiáng)鋼等產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)量在 5080 萬t/a 時(shí)，值得考慮使用。濟(jì)鋼和江陰泓聯(lián)、浙江冷軋廠正在進(jìn)行這方面的有益嘗試。目前，我國(guó)四輥軋AGC 等機(jī)應(yīng)用最多，若輔以必要的彎輥、分段冷卻、也能生產(chǎn)質(zhì)量上乘的產(chǎn)品。而六輥軋機(jī)由于控制更有利一些。多，因此生產(chǎn)對(duì)板形要求高、對(duì)凸度要求嚴(yán)的產(chǎn)品1.3.3平整根據(jù)產(chǎn)品種類不同，國(guó)內(nèi)的平整機(jī)多采用單機(jī)架四輥軋機(jī);雙機(jī)架平整多用于鍍錫板平整和二次冷軋。軋輥采用或光輥，以滿足不同用戶對(duì)帶鋼表面粗糙度的不同要求。安裝在鍍鋅機(jī)組后面的平整機(jī)也稱為光整機(jī)，它與拉矯機(jī)配合，可完成伸長(zhǎng)率恒定或軋制力恒定的控

9、制，以改善板形，進(jìn)一步提高涂敷性和深沖潤(rùn)滑性。平整工藝有干平整和濕平整 2 種。干平整時(shí)，輥面粘附的一點(diǎn)點(diǎn)雜質(zhì)都會(huì)在成品帶鋼上產(chǎn)生周期性壓痕，影響質(zhì)量，因此需使用設(shè)施在負(fù)壓作用下吸收帶鋼表面的碳化粉末及油污。濕平整時(shí)，平整液的潤(rùn)滑作用使帶鋼的(微小)變形均勻、平整力下降，可軋輥帶鋼表面產(chǎn)生壓痕，對(duì)輥面的粗糙度也起到一定的保護(hù)作用，可延長(zhǎng)。但要使帶鋼表面達(dá)到一定的粗糙度，毛面輥的粗糙度因使用濕平整液而需有所提高。1.3.4帶鋼涂、鍍層國(guó)內(nèi)帶鋼鍍層大致可分成熱(浸)鍍、電鍍 2 種。應(yīng)用多、產(chǎn)量大的主要是熱鍍鋅。20 世紀(jì) 80 年代初，國(guó)內(nèi)僅武鋼有 1 條熱鍍鋅機(jī)組，年產(chǎn) 15 萬t，目前有幾十

10、條和美鋼聯(lián)工藝以及在機(jī)組，產(chǎn)能約 600 萬t。熱鍍鋅的生產(chǎn)工藝主要有工藝等。20 世紀(jì) 90 年代后，在 NOF 爐前加化學(xué)、改良段的改良全輻射管前設(shè)化學(xué)、電解的美鋼聯(lián)工藝已占地位。國(guó)內(nèi)已建和新建鍍鋅機(jī)組都注意了專業(yè)化、大型化、高速化的生產(chǎn)，并注重帶鋼鍍前的表面潔凈，采用快速、穩(wěn)定的加熱和高效、準(zhǔn)確的冷卻方式，精確地檢測(cè)和調(diào)整氣刀參數(shù)，達(dá)到鍍層準(zhǔn)確、均勻。Zn-Ae (Galfan)、Al-Zn (Gal-valume)、Zn-Fe (Galvanneal)合金等比一般鍍鋅板有更好的耐蝕性、涂裝性和焊接性，生產(chǎn)工藝也不十分復(fù)雜，國(guó)內(nèi)已有成功實(shí)踐。冷軋板帶鋼的發(fā)展及意義冷軋板帶鋼的展望我國(guó)作為

11、發(fā)展中國(guó)家，冷軋板帶的生產(chǎn)必須加快發(fā)展，才能滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。冷軋生產(chǎn)技術(shù)正向大型化、集成化、高速化方向發(fā)展，而且在進(jìn)一步地提高自動(dòng)化和連續(xù)化水平。產(chǎn)量和生產(chǎn)率都有顯著的提高，產(chǎn)品質(zhì)量更趨完美。(1)熱軋生產(chǎn)技術(shù)的完善，使得某些薄規(guī)格熱軋產(chǎn)品正在替代同規(guī)格的冷軋產(chǎn)品。薄帶鋼連鑄的將會(huì)為冷軋?jiān)咸峁┬碌膩碓?。高品質(zhì)的冷軋成品尤其要注重前工序的生產(chǎn)，要有純凈度高、品質(zhì)優(yōu)良、性能均勻的原板才能軋出優(yōu)質(zhì)的冷軋產(chǎn)品。新型高效的全自動(dòng)焊機(jī)、大張力拉伸矯直機(jī)、故障率低的活套、帶快速回轉(zhuǎn)刀頭的圓盤剪、先進(jìn)的自動(dòng)補(bǔ)酸系統(tǒng)，是現(xiàn)代化大型酸洗機(jī)組的成熟實(shí)例。酸洗-軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組將取代其他機(jī)型，成為冷軋機(jī)中的主力軍。

12、對(duì)于特殊鋼、高強(qiáng)鋼和極薄帶，可逆軋機(jī)(尤其是雙機(jī)架可逆軋機(jī))輔以現(xiàn)代化的控制不可替代的角色。全氫罩式退火和連續(xù)退火機(jī)組將優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，平分秋色。涂鍍層產(chǎn)品更注重專業(yè)化生產(chǎn)，注重清潔和環(huán)保，注重降低能耗，注重開發(fā)綜合性能優(yōu)良的新品種。全數(shù)字化的交流變頻傳動(dòng)技術(shù)將取代其他形式，使得控制過程更快速、更準(zhǔn)確。新型激光測(cè)速儀和各種厚度、板形及平整度測(cè)量?jī)x的應(yīng)用，可使軋制成品的厚度精度達(dá)到 1%以下，平整度小于 1%。加快冷軋板帶生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展是今后若干年品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。要堅(jiān)持技仍將扮演條件好、管理水平高的企業(yè)發(fā)展冷軋板帶生產(chǎn);產(chǎn)術(shù)高起點(diǎn)，支持有冷軋?jiān)?、品要注重?guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。(9)要鼓勵(lì)合資，合作引進(jìn)、

13、技術(shù)和管理，縮小和國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距。要堅(jiān)持專業(yè)化生產(chǎn)，培養(yǎng)和創(chuàng)造自己的獨(dú)特產(chǎn)品。要注重發(fā)展速度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、效益的，不能猶豫徘徊，也不能盲目冒進(jìn)，一定要注重資源、環(huán)境、市場(chǎng)、技術(shù)、1.4.2展冷軋板帶鋼的意義的有機(jī)。冷軋板帶(含涂鍍層板帶)表面美觀，加工性能好，是應(yīng)用最廣的鋼材品種，它的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)各工序中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。其產(chǎn)量和質(zhì)量水業(yè)的強(qiáng)弱。映了一個(gè)國(guó)家鋼鐵工冷軋是鋼鐵工業(yè)中屬于深加工的部分，品種眾多，用途廣。如果能生產(chǎn)出性能品質(zhì)高的產(chǎn)品，可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代的冷軋自動(dòng)化技術(shù)很高。用到了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，對(duì)軋鋼的提出了更高的要求。但是由于我國(guó)冷軋工業(yè)發(fā)展晚，技術(shù)不成熟，研

14、究較少，因此相比熱軋與外國(guó)的差距更大?，F(xiàn)在我國(guó)的冷軋車間存在各種問題。主要軋來料的尺寸公差和板形不穩(wěn)定；軋機(jī)設(shè)備能力有所煉鋼材的成分不穩(wěn)定；熱，軋制硬材，所軋的鋼種少；不能很好的控制板形；對(duì)冷軋的自動(dòng)控制部分不了解；設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際狀況存在差距等。大多數(shù)鋼鐵企業(yè)由于技術(shù)力量，缺少經(jīng)驗(yàn)，冷軋廠往往不能發(fā)揮應(yīng)有的角色，個(gè)別的甚至成為企業(yè)的累贅。因此，深入研究冷軋生產(chǎn)技術(shù)，可以使機(jī)械設(shè)備更好的發(fā)揮，也為新建廠提供正確的建廠原則 ，真正做到高質(zhì)、優(yōu)產(chǎn)、低消耗。二 設(shè)計(jì)方案通過在冷軋薄板廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料，設(shè)計(jì)年產(chǎn) 125 萬噸 1700 冷軋帶鋼生產(chǎn)線。通過設(shè)計(jì)方案比較，選擇連鑄機(jī)和軋鋼機(jī)形式

15、，確定布置方式；根據(jù)典型品種（厚度為 0.8 ）進(jìn)行壓下規(guī)程設(shè)計(jì)和計(jì)算（力能參數(shù)計(jì)算、軋輥強(qiáng)度驗(yàn)算和電機(jī)能力驗(yàn)算）；并對(duì)選取的新工藝和技術(shù)進(jìn)行說明。主要工序有開卷、焊接、酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、剪切(橫切、縱切)等，如果生產(chǎn)鍍層板，還有電鍍錫、熱涂錫、熱涂鋅等鍍層或涂層工序。冷軋的生產(chǎn)工藝流程是:熱軋板卷(原料)開卷焊接拉矯酸洗切邊冷軋脫脂退火平整剪切成品交貨。三進(jìn)度安排3.設(shè)計(jì)工作計(jì)劃本課題的設(shè)計(jì)計(jì)劃分為兩部分：第一部分：通過在冷軋薄板廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料。第二部分：查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)的技術(shù)資料和以前的研究成果、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)總結(jié)等，通過認(rèn)真分析，了解和掌握有關(guān)的研究現(xiàn)有狀況和生產(chǎn)現(xiàn)狀。并且對(duì)本課題的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行深入細(xì)致的分析，確定研究的方案和方法。3.2 工作時(shí)間的安排第 36 周 開題；第 5 周查閱資料，掌握設(shè)計(jì)必備的輔助知識(shí)；第 68建廠產(chǎn)品范圍，應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品特性，建廠經(jīng)濟(jì)依據(jù)；典型產(chǎn)品總延伸計(jì)算，道次選擇，軋機(jī)布置選擇比較；第 9 周提交中期；第 1011 周完成壓下分配，軋制規(guī)程計(jì)算，軋制圖表；第 1213 軋制力計(jì)算；軋