年產(chǎn)360萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計

年產(chǎn)360萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計摘要板帶鋼是鋼鐵產(chǎn)品的主要品種之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，交通運輸和建筑業(yè)。寬帶鋼在我國國民經(jīng)濟中的開展中需求量很大。世界各國近年來都在注重研制和使用連鑄連軋等新技術(shù)和新設(shè)備來生產(chǎn)板帶鋼。本設(shè)計是年產(chǎn)360萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計。產(chǎn)品規(guī)格為：〔2.0~5.0〕*〔1000~1600〕mm。所用鋼種為：普碳鋼、合金鋼、不銹鋼〔約含25%〕。論文主要內(nèi)容包括：原材料的選擇、生產(chǎn)工藝的制定、典型產(chǎn)品工藝計算、主要設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇，并且對主要設(shè)備〔軋輥和電機〕的能力進行了校核，對車間主要經(jīng)濟指標、生產(chǎn)車間布置和環(huán)境保護，進行了設(shè)計和規(guī)劃。關(guān)鍵詞：熱軋；板帶鋼；工藝計算；典型產(chǎn)品；工藝設(shè)備ABSTRACTStripisoneofsteelandironproduct.Itplaysanimportantroleintheindustry,agriculture,transportationandconstruction.Thedemandonthesmallsectionisveryenormousinourcountrynationaleconomydevelopment.Inrecentyears,manynewtecnologiesandequipments,suchascontinuouscasting-rolling,aredevelopedtoproducethesmallsizeincross-sectionalloysteelshapeinthevarioscountries.Thedesignisamanufacturingworkshopofhotrollingplatewithaoutputof3000thousandtons.Itsproductspecificationsrangefrom(2.0~5.0)*(1000~1600)mm,usedsteelsofcarbonsteel、alloyedsteel、stainlesssteel(25%).Thepapermainlyincludestheselectionofrawmaterialandsubsidiaryfacilitiesandmainfacilities,formulationofproducetechnology,technologycalculationofthetypicalproduction,proofreadingthecapacityofmainfatuities(includingrollersandtheelectricalmachinry).Settingabouttheproductsdesignitplansexactlythemaineconomynormoftheworkshopanditsarrangement,environmentprotectionandsoon.Keyword：hotrolling;strip;technologycalculate;typicalproduct;facility1文獻綜述61.1熱軋板帶鋼開展史6國外熱軋板帶的開展71.1.2國內(nèi)熱軋板帶鋼的開展7熱連軋技術(shù)開展現(xiàn)狀91.2板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)開展趨勢11熱軋寬帶鋼開展方向及市場11熱軋窄帶鋼開展方向及市場121.3熱軋板帶生產(chǎn)工藝裝備的開展13除磷技術(shù)的開展13板型、板厚控制技術(shù)的開展131.4本設(shè)計的目的和意義141.5本設(shè)計的重點問題152生產(chǎn)方案的選擇162.1產(chǎn)品方案的選擇16產(chǎn)品方案的編制16計算產(chǎn)品的選擇16確定產(chǎn)品大綱172.2生產(chǎn)方案的選擇18生產(chǎn)方案選擇依據(jù)18制定生產(chǎn)方案183生產(chǎn)工藝流程193.1制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)193.2生產(chǎn)工藝過程簡述204坯料及生產(chǎn)設(shè)備的選擇234.1坯料的選擇234.1.1坯料尺寸24板坯的預(yù)處理264.2軋機的選擇28軋機選擇的原那么28軋機的型號尺寸選擇和數(shù)量28粗軋前立輥〔兩臺E1、E2〕29四輥可逆粗軋機〔兩架R1、R2〕29精軋機組〔F1～F7〕304.3輔助設(shè)備的選擇30加熱爐的選擇31起重運輸設(shè)備的選擇33除磷設(shè)備的選擇34保溫裝置的選擇35剪切設(shè)備的選擇35冷卻設(shè)備的選擇36卷取機的選擇365典型產(chǎn)品工藝計算395.1軋制方法確實定395.2粗軋階段工藝計算39粗軋壓下規(guī)程的制定39校核咬入能力39軋制速度確實定40軋件在各道次中的軋制時間40軋制溫度確實定41各道次的平均變形速度的計算42各道的平均單位壓力43各道次的總壓力44計算各道次的力矩455.3精軋階段工藝計算47精軋壓下規(guī)程的制定47各道次軋制制度確實定47確定軋件在各道次中的軋制時間49軋制溫度確實定51各道次的平均變形速度的計算52各道次的平均單位壓力的計算52各道次總壓力的計算53各道次力矩的計算545.4編制生產(chǎn)工藝流程定額卡565.5編制金屬平衡表57確定后計算產(chǎn)品的成品率57編制金屬平衡表586設(shè)備負荷計算596.1工作制度與年工作臺時確實定59工作制度確實定59設(shè)備工作臺時確實定596.2設(shè)備負荷能力計算606.3車間設(shè)備負荷率確實定616.4提高設(shè)備產(chǎn)量途徑617電機能力校核627.1粗軋機電機能力校核627.1.1R1、R2電機能力校核627.1.2R1、R2電機過載的校核637.2精軋機組電機能力的校核637.2.1等效力矩計算637.2.2電機溫升校核637.2.3電機的過載校核648軋輥強度的校核658.1粗軋機軋輥強度的校核658.1.1支承輥的彎曲應(yīng)力658.1.2工作輥的扭曲應(yīng)力668.2F1～F5精軋機軋輥強度校核67支承輥彎曲力矩校核678.2.2工作輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核678.3F6～F7精軋機軋輥強度校核688.3.1支承輥彎曲力矩校核688.3.2工作輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核689車間平面布置和立面尺寸709.1車間平面布置70車間平面布置原那么70金屬流程線的布置71生產(chǎn)設(shè)備的間距719.2倉庫面積確實定72原料倉庫面積計算73成品倉庫面積計算739.3車間立面尺寸7310勞動組織與技術(shù)經(jīng)濟指標7510.1車間勞動組織75勞動定額75車間勞動定員7510.2車間技術(shù)經(jīng)濟指標77金屬消耗77其他消耗7710.3投資概算78建設(shè)投資概算的構(gòu)成78編制建設(shè)投資概算的主要依據(jù)7910.4流動資金定額的概算8010.5產(chǎn)品本錢概算81產(chǎn)品本錢概念81折舊81本錢構(gòu)成8210.5.4年利潤及投資回收期8311環(huán)境保護與綜合利用8511.1環(huán)保對車間設(shè)計的要求8511.2環(huán)保的內(nèi)容與對策8512航空航天用超高強度鋼8712.1低合金超高強度鋼8712.2二次硬化超高強度鋼9012.3馬氏體時效鋼91參考文獻93致謝941文獻綜述1.1熱軋板帶鋼開展史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。熱軋板帶鋼軋機的開展已有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運輸業(yè)等的開展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求量不斷增加，從而促使熱軋板帶鋼軋機的建設(shè)獲得了迅速和穩(wěn)定的開展。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、減少軋制線長度實現(xiàn)緊湊化軋機布置到熱連軋機和連鑄機的直接連接布置，熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了不同的開展時期。國外熱軋板帶的開展1960年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機稱第一代熱帶鋼軋機。這一時期熱帶鋼軋機技術(shù)開展比擬緩慢,其中最重要的技術(shù)進步是將厚度自動控制〔AGC〕技術(shù)應(yīng)用于精軋機，從根本上改善了供應(yīng)冷軋機的原料板帶鋼的厚度差。20世紀六、七十年代是熱軋板帶鋼軋機開展的重要時期。同時連鑄技術(shù)開展成熟，促使熱連軋機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)工藝過程是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中自動化控制技術(shù)最興旺的工序。60年代后新建的熱帶鋼軋機很快采用了軋制過程計算機控制，將熱軋板帶鋼軋機的開展推向一個新的開展階段，這一時期新建的軋機稱為第二代熱帶鋼軋機。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)熱連軋機上生產(chǎn)厚度0.8～1.2mm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0.8mm,但實際生產(chǎn)中并不追求軋制最薄規(guī)格，因為薄規(guī)格生產(chǎn)的故障率高,輥耗大,噸鋼酸洗本錢高等。待技術(shù)開展到故障率等降低后,才能經(jīng)濟地批量生產(chǎn)。國內(nèi)熱軋板帶鋼的開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/1700mm半連續(xù)式板帶軋機，既生產(chǎn)中厚鋼板，又生產(chǎn)鋼卷，該軋機的軋制中厚板局部于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)歷程。該軋機根本上是手動操作，人工設(shè)定的操作方式，軋機的主要生產(chǎn)工藝技術(shù)指標相當(dāng)于第一代熱帶軋機的裝備水平，該軋機已于2000年8月停產(chǎn)。就我國熱帶鋼軋機半個世紀的開展歷程來看，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，全自動控制系統(tǒng)的半連續(xù)式布置軋機或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。1.熱軋帶鋼軋機建設(shè)進一步開展。近年我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)開展極其迅速，邯鋼、南鋼、安鋼、武鋼、等也正在規(guī)劃建設(shè)熱帶軋機。如果所有軋機全部建成,產(chǎn)能得到發(fā)揮,那么帶鋼產(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.軋機的國產(chǎn)化率逐步提高。進入21世紀以后,除熱連軋帶鋼產(chǎn)量大幅度提高、軋機建設(shè)快速開展以外,軋機國產(chǎn)化問題也有了長足進步。目前由國外總承包的工程國產(chǎn)化率普遍到達70%以上,有的到達90%。而且一些工程已做到全部國產(chǎn)化,如鞍鋼1700、2150mm軋機、濟鋼1700mm軋機、萊鋼1500mm軋機、太鋼1549mm軋機等,由國內(nèi)總承包,裝備全部國內(nèi)設(shè)計制造,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)水平上與外國先進水平有一定差距,但已到達較高水平,以鞍鋼1700mm軋機為例,其質(zhì)量水平與其1780mm軋機相差不大。國產(chǎn)裝備的另一優(yōu)勢是價格優(yōu)勢。如引進國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資20～23億人民幣,但采用國產(chǎn)中等厚度薄板坯僅需15～17億人民幣,其產(chǎn)量與國外生產(chǎn)線根本相同。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)工藝與傳動控制器TDC,國內(nèi)已有太鋼1549mm軋機、武鋼2250mm軋機采用,北京科技大學(xué)國家軋制中心承當(dāng)?shù)娜R鋼1500mm軋機自動化控制系統(tǒng)也采用了該控制器,使我國緊跟國外最先進的技術(shù)開展。事實說明,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。近年我國寬帶鋼熱連軋技術(shù)和裝備能力取得巨大開展,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)品大綱普遍涵蓋了建材、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外表質(zhì)量俱佳的高端產(chǎn)品。我國現(xiàn)有的和正在建設(shè)的帶鋼熱連軋機組，可分為四種類型:一是總體引進國外先進技術(shù)建設(shè)的常規(guī)熱帶鋼軋機；二是引進技術(shù)建設(shè)的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線；三是引進國外二手設(shè)備或國產(chǎn)機組,經(jīng)過國外承包商采用現(xiàn)代化技術(shù)改造的常規(guī)熱帶鋼軋機；四是總體采用國內(nèi)先進成熟技術(shù),國內(nèi)企業(yè)總承包建設(shè)的中薄板坯連鑄連軋和常規(guī)熱連軋機組。我國目前寬帶鋼熱連軋機的裝機水平和生產(chǎn)能力可以說整體到達了國際平均水平,有的那么代表著當(dāng)代國際最新水平。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)線的蓬勃開展是明顯受到國民經(jīng)濟建設(shè)和相關(guān)行業(yè)開展的拉動,開展的速度和規(guī)模從數(shù)量上適應(yīng)了需求。未來開展重點,或者說熱連軋企業(yè)間的競爭的焦點,將集中在提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次,擴大品種規(guī)格,降低本錢和消耗,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、工程設(shè)計、工藝和裝備、信息化和計算機應(yīng)用,管理水平方面不間斷地開展切實的技術(shù)進步,跟上經(jīng)濟全球化的步伐,我國在熱軋寬帶鋼領(lǐng)域能夠到達和保持國際先進水平。熱連軋技術(shù)開展現(xiàn)狀最近十幾年,熱連軋技術(shù)有了很大的進步，軋機都進行了現(xiàn)代化技術(shù)改造，根本上做到產(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，如地下卷取機等?！?〕減少原粗軋機組機架數(shù)量，增加強有力的粗軋機架，既能使粗軋機組產(chǎn)鋼量和精軋機組相適應(yīng)，又減少機架數(shù)量，節(jié)約設(shè)備維修量、勞動定員和電力消耗。〔3〕精軋機組裝設(shè)液壓壓下厚度控制、彎輥裝置、凸度控制，太鋼1549毫米軋機和梅山1420毫米軋機還在原精軋機組前增1架四輥不可逆式精軋機F0?！?〕在精軋機組前輸送輥道上安設(shè)保溫罩、移位更新粗軋機組及精軋機組前除鱗裝置，將精軋機間活套改為液壓活套?！?〕更新帶鋼層流冷卻系統(tǒng)。如新鋼的1580mm熱連軋?！?〕采用多級計算機控制系統(tǒng)。熱連軋技術(shù)的很大進步,在熱軋帶鋼軋機設(shè)備的開展方面,總結(jié)起來,其主要趨勢如下：1.熱軋帶鋼軋機建設(shè)進一步開展。近年我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)開展極其迅速，邯鋼、南鋼、安鋼、武鋼、等也正在規(guī)劃建設(shè)熱帶軋機。如果所有軋機全部建成,產(chǎn)能得到發(fā)揮,那么帶鋼產(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.軋機的國產(chǎn)化率逐步提高。進入21世紀以后,除熱連軋帶鋼產(chǎn)量大幅度提高、軋機建設(shè)快速開展以外,軋機國產(chǎn)化問題也有了長足進步。目前由國外總承包的工程國產(chǎn)化率普遍到達70%以上,有的到達90%。而且一些工程已做到全部國產(chǎn)化,如鞍鋼1700、2150mm軋機、濟鋼1700mm軋機、萊鋼1500mm軋機、太鋼1549mm軋機等,由國內(nèi)總承包,裝備全部國內(nèi)設(shè)計制造,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)水平上與外國先進水平有一定差距,但已到達較高水平,以鞍鋼1700mm軋機為例,其質(zhì)量水平與其1780mm軋機相差不大。國產(chǎn)裝備的另一優(yōu)勢是價格優(yōu)勢。如引進國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資20～23億人民幣,但采用國產(chǎn)中等厚度薄板坯僅需15～17億人民幣,其產(chǎn)量與國外生產(chǎn)線根本相同。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)工藝與傳動控制器TDC,國內(nèi)已有太鋼1549mm軋機、武鋼2250mm軋機采用,北京科技大學(xué)國家軋制中心承當(dāng)?shù)娜R鋼1500mm軋機自動化控制系統(tǒng)也采用了該控制器,使我國緊跟國外最先進的技術(shù)開展。事實說明,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)開展趨勢1.熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術(shù)開展主要可分兩個層次：(1)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消耗，提高經(jīng)濟效益，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)。(2)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.采用自動控制不斷提高產(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)量的兩項重要指標。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(截面)和平直度(板形)的控制技術(shù)往往尚感缺乏，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、裝備和方法。這是近代板帶軋制技術(shù)研究開發(fā)最活潑的一個領(lǐng)域。4.開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)開展的需要，對不銹鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、造船鋼板、深沖鋼板等生產(chǎn)技術(shù)的提高特別注意。各種控制鋼板組織性能的技術(shù)，包括對組織性能預(yù)報控制技術(shù)得到了開發(fā)研究和重視。熱軋寬帶鋼開展方向及市場熱軋板寬帶鋼以深沖鋼板、耐腐蝕高強度熱軋鋼板、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、超細晶高強度鋼板為開展目標。由于將采用無頭軋制技術(shù)、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術(shù)等軋制工藝生產(chǎn)熱軋薄帶鋼，因此可以較好地控制熱軋帶鋼的組織和性能。在冷卻技術(shù)方面，以溫度預(yù)測模型為根底，采用細分的冷卻箱和緩慢冷卻裝置，開發(fā)高精度的冷卻系統(tǒng)，對鋼材的組織和性能進行控制。從超薄熱軋帶鋼的市場需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀可看出“以熱代冷〞的鋼鐵市場走向決定了超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)總體趨勢是供不應(yīng)求，同時也說明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個開展方向?？梢灶A(yù)見，采用無頭軋制和低溫軋制工藝將是薄板坯連鑄直接軋制生產(chǎn)超薄帶鋼的主要開展方向。對于30多家國外鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品調(diào)查說明：作為最終產(chǎn)品使用的厚度大于2mm的熱軋帶鋼的需求量正在下降，1995年為48%，2005年將下降至42%，而厚度小于2mm的熱軋薄帶需求量日益增加，從正在進行和準備進行的深加工線和冷軋機組方面的投資也可看出這種趨勢。2005年，厚0.8mm~1.2mm熱軋薄帶需求量增加將大于1%，厚1.2mm~2.0mm熱軋薄帶需求量增加將大于7%。到2007年，預(yù)測全世界超薄熱軋帶鋼的市場需求將超過1.9×107t。就國內(nèi)市場而言，1998年全國共消耗熱軋薄板2.9×107t，為填補國內(nèi)板帶材的供需缺口，1998年進口熱軋薄板約7.8×106t，占當(dāng)年鋼材進口總量的64.1%?？梢?，國內(nèi)熱軋薄板的市場空間巨大，特別是對2.0mm以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛。熱軋窄帶鋼開展方向及市場增大帶鋼產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)比，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開拓?zé)彳堈瓗т摦a(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質(zhì)量、降低消耗、降低本錢、擴大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質(zhì)量帶鋼作為主導(dǎo)產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設(shè)新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機產(chǎn)品的下限之外，從而可以代替局部冷軋產(chǎn)品。如用厚度小于1.5mm的熱軋窄帶鋼替代冷軋帶鋼，可以減少冷軋軋程，大幅度降低生產(chǎn)本錢，提高軋機的效率。向薄、寬、厚方向開展。生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼，可滿足薄壁焊管廠提高成材率、降低生產(chǎn)本錢的需要；生產(chǎn)寬規(guī)格帶鋼，占領(lǐng)熱軋中寬帶鋼(寬度一般大于500mm的產(chǎn)品空間；生產(chǎn)厚規(guī)格帶鋼，開發(fā)輕鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼結(jié)構(gòu)用來制作工業(yè)廠房、辦公大樓、體育場館、商業(yè)超市、倉庫等，目前廣泛使用寬200mm~350mm、厚6mm~30mm、長3m~12m中板及板卷，熱窄帶鋼比中板廉價600元/t~700元/t，如能用窄帶鋼代替中板，將使整個鋼結(jié)構(gòu)工程本錢有較大幅度下降。國內(nèi)外熱軋窄帶鋼市場需求大體相同，厚度大于25mm的產(chǎn)品根本飽和，厚度小于20mm的熱帶卻供不應(yīng)求。我國寬帶軋機雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國的輕工、建筑行業(yè)等需要大量的薄規(guī)格窄帶鋼，主要用于生產(chǎn)薄壁焊接鋼管、輕鋼龍骨等，此外熱軋窄帶鋼還要給冷軋窄帶鋼軋機及特殊用途的鋼帶軋機等提供原料，因而目前我國熱軋窄帶鋼仍然不會為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計，我國煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過3×106t，這也是窄帶鋼的一個大市場。1.3熱軋板帶生產(chǎn)工藝裝備的開展除磷技術(shù)的開展熱軋帶鋼在軋制過程中除鱗效果的好壞,直接影響到帶卷產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn),均采用高壓水除鱗系統(tǒng),水壓達15～18MPa,采用屢次除鱗,即粗軋前、精軋前及機架間進行除鱗。隨著薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn),給除鱗技術(shù)帶來了一個新課題,薄板坯的氧化鐵皮在板坯外表很薄且很粘,氧化鐵皮很難去除,因此高壓水鱗系統(tǒng)水壓高到達35MPa,在奧鋼聯(lián)的實驗機組上水壓曾高達55MPa。提高水壓對除鱗有一定作用,但帶來一些問題,如高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作量增加,事故率增加。進一步優(yōu)化除鱗機噴嘴到板坯外表的距離和角度,以到達更高的除鱗效果；開發(fā)新型高壓水流量噴嘴,使水流壓力高,且沖擊到板坯外表的水量小,從而減少板坯外表溫降,這是高壓水除鱗設(shè)備的開展方向。板型、板厚控制技術(shù)的開展板形控制是帶鋼軋機的關(guān)鍵技術(shù),各軋機制造商在此方面都下大力氣開發(fā),呈現(xiàn)出多種板形控制技術(shù)。這些技術(shù)可大致分為工藝方法和設(shè)備方法。從設(shè)備方法來講,主要有原始凸度法、液壓彎輥法,調(diào)整軋輥凸度法,軋輥變形自補償法,階梯形支承輥法,抽動軋輥法,在線磨輥法,軋輥交叉法等。其中抽動軋輥法中的CVC、HC結(jié)合彎輥技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,交叉輥法的PC軋機,其板形控制能力較強,綜合性能優(yōu)良,是目前開展較快的板形控制法,但交叉軋輥帶來的較大的軸向力給設(shè)備設(shè)計帶來不便,且交叉機構(gòu)較為復(fù)雜,是其得到廣泛應(yīng)用的巨大障礙。板厚自動控制技術(shù)方面,液壓AGC已得到普遍的認可,采用短行程壓下缸,以減少油柱高度提高響應(yīng)速度,已成為業(yè)界的共識。1.4本設(shè)計的目的和意義本設(shè)計是年產(chǎn)360萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計。產(chǎn)品規(guī)格為：〔1.2～16〕×〔700～1430〕mm。所用鋼種為：普碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、汽車大梁用鋼。帶鋼是有一個比擬特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進入廠家，目前帶鋼有時也作為冷彎型鋼的坯料，廣泛用于制造小五金、自行車車架、輪圈、彈簧片、鋸條等。通過對近五年的統(tǒng)計，可看出帶鋼消費正以一個較快的速度開展。在國內(nèi)外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國作為一個開展中國家，對帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國內(nèi)外需求量都較大。同時我國現(xiàn)在根底建設(shè)規(guī)模很大，對焊管、型材的需求也相應(yīng)增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。本設(shè)計課題是年產(chǎn)360萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。這是一個大型的軋鋼車間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，開展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)。由于市場對板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會下降，因此該大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術(shù)開展至今已有80多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代軋機，板形控制技術(shù)目前也已經(jīng)開展得較為成熟。在相關(guān)技術(shù)比擬完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術(shù)改進上的投資，可以在建成時就采用目前最先進的技術(shù)，還可以借鑒其他車間的生產(chǎn)經(jīng)驗，少走一些彎路，一步到位。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)在進行西部大開發(fā)，對西部地區(qū)在財力，物力上大力扶持，大力進行根底工程的建設(shè)，如能源，交通等。因此，在西部建立一個大型軋鋼廠不僅可以滿足西部地區(qū)對板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會占用太多人口居住地，這在地理上是一個很大的優(yōu)勢。西部目前的交通狀況比以前改進了很多，而且作為國家重點建設(shè)這一狀況仍在完善，因此原材料的運輸不再是一個主要的問題。綜上所述，本設(shè)計的選題是有意義且可以實現(xiàn)的。1.5本設(shè)計的重點問題本設(shè)計重點研究的問題是熱軋廠熱裝熱送問題。連鑄坯熱送熱裝指的是把無缺陷的鑄坯在熱狀態(tài)下送到軋鋼加熱爐加熱，然后再送到軋機進行軋制。連鑄與熱軋之間的連接方式有四種：(1)冷裝工藝(CHR)。(2)連鑄坯熱裝工藝(HCR)。(3)連鑄坯直接熱裝工藝(DHCR)。(4)連鑄坯直接軋制工藝(DR)。該技術(shù)是一項集冶煉、連鑄、判定、入庫、轉(zhuǎn)運、組批裝爐、軋制成材等諸多技術(shù)和管理于一身的系統(tǒng)工程，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)的實施，必須解決好如下幾個主要問題：〔1〕煉鋼、軋鋼工序廠址地理位置要鄰近，工藝設(shè)備要適合熱送熱裝要求?！?〕煉鋼、連鑄及軋鋼工序的綜合生產(chǎn)狀況正常穩(wěn)定，工序能力大致匹配?！?〕為保證冶煉、連鑄和軋機的連續(xù)性生產(chǎn)，必須提高生產(chǎn)過程的可靠性?！?〕由于連鑄坯缺陷難以在線清理，煉鋼、連鑄工序必須具備無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)?！?〕為保證連鑄坯的熱裝溫度，提高熱裝效果，連鑄工序必須具有高溫出坯能力和鑄坯輸送過程中的保溫技術(shù)以及連鑄坯的熱裝爐技術(shù)。根據(jù)連鑄坯熱送熱裝的特點，設(shè)計中擬采用以下解決思路：〔1〕連鑄坯流轉(zhuǎn)方式，連鑄坯熱送均采用輥道輸送到熱軋車間加熱爐，輥道上采取了一定的隔熱保溫措施。熱裝溫度一般達600～700℃，有的高達800℃以上。〔2〕連鑄坯裝爐及加熱控制，當(dāng)連鑄坯熱送到熱軋生產(chǎn)線時，經(jīng)驗收及組批后，用長行程裝鋼機或輥道將熱坯送入加熱爐，由計算機在線控制加熱爐的加熱溫度?！?〕組織無缺陷連鑄坯生產(chǎn)，加強各類事故的管理。例如：鑄坯外表縱裂是在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生，并在二冷段進一步擴展形成的。為了減少外表縱裂的發(fā)生率，在生產(chǎn)中應(yīng)改進結(jié)晶器冷卻和二次冷卻工藝?！?〕在板坯庫和加熱爐之間設(shè)有保溫坑，以滿足熱裝熱送工藝需要。2生產(chǎn)方案的選擇2.1產(chǎn)品方案的選擇產(chǎn)品方案的編制產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。產(chǎn)品方案包括所設(shè)計車間生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)、年方案產(chǎn)量及技術(shù)條件。產(chǎn)品方案的編制原那么如下：〔1〕根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等各方面的需要情況，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來開展的需要?！?〕產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡?！?〕建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。對于各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，均按標準規(guī)定。產(chǎn)品標準可以分為國家標準〔GB〕、冶金工業(yè)部標準〔YB〕、企業(yè)標準〔QB〕等。計算產(chǎn)品的選擇車間擬以生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、狀態(tài)、規(guī)格組合起來可能有十幾甚至幾十上百種。但是，在設(shè)計中不可能對每種合金的每種品種、狀態(tài)、規(guī)格都進行詳細的工藝計算。所以將各類產(chǎn)品進行分類編組，從中選擇典型的產(chǎn)品〔在合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點方面有代表〕作為計算產(chǎn)品。選擇計算產(chǎn)品應(yīng)遵循以下原那么：〔1〕有代表性從擬生產(chǎn)的所有品種中選出幾種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性的產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品?！?〕通過所有工序所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是所有計算產(chǎn)品綜合起來看的。〔3〕所選的計算產(chǎn)品要與實際相接近。〔4〕計算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量，也就是說所選的計算產(chǎn)品要品種靈活，容易生產(chǎn)多種規(guī)格的產(chǎn)品。本次設(shè)計選用的四個典型產(chǎn)品分別是：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q215(3mm×1400mm)、低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345(4mm×1400mm)、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20(1.8mm×1400mm)、汽車大梁用鋼16MnL〔5mm×1400mm〕。確定產(chǎn)品大綱根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求和上述原那么，確定車間產(chǎn)品大綱，見表2-1。典型產(chǎn)品見表2-2。表2-1熱連軋產(chǎn)品方案列表序號鋼種代表鋼號執(zhí)行標準年產(chǎn)量〔104t/a〕比例(%)1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195Q275GB912-89GB3274-88100282優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08～40、08AlGB711-88160443低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345～Q690GB912-89GB3274-8860174汽車大梁用鋼16MnL、16MnReL、10TiLGB/T3273-20054011總計=SUM(ABOVE)360=SUM(ABOVE)100表2-2計算產(chǎn)品列表序號鋼種牌號規(guī)格〔mm〕年產(chǎn)量〔萬噸〕比例〔%〕1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2153×1400100282優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼081.8×1400160443低合金結(jié)構(gòu)鋼Q3454×140060174汽車大梁用鋼16MnL5×110040115合計3601002.2生產(chǎn)方案的選擇所謂生產(chǎn)方案量指為完成設(shè)計任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計規(guī)模、產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟技術(shù)指標的要求，考慮當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。生產(chǎn)方案選擇依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)。確定生產(chǎn)方案時應(yīng)考慮以下幾點：〔1〕金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求?！?〕年產(chǎn)量的大小。產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。〔3〕投資、建設(shè)速度、機械化和自動化程度、勞動條件、工人與管理售貨員的數(shù)量以及將來的開展。制定生產(chǎn)方案根據(jù)上述依據(jù)，該車間為年產(chǎn)360萬噸的板帶車間，生產(chǎn)形式為熱軋，主要鋼種為普碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)鋼以及汽車大梁用鋼，采用粗軋和精軋兩個階段來完成不同的任務(wù)和要求。3生產(chǎn)工藝流程3.1制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設(shè)計的重要工作，它直接關(guān)系到整個設(shè)計能否滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的根底上追求軋機的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品本錢。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對于工藝過程合理化，對于充分發(fā)揮軋機作用具有重要意義。根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動本錢，并有利于產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和開展，有較好的勞動條件，最好的經(jīng)濟效益，具體的原那么包括：產(chǎn)品的技術(shù)條件，生產(chǎn)規(guī)模大小，產(chǎn)品本錢和工人的勞動條件。制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有一下幾點：〔1〕依據(jù)生產(chǎn)方案的要求由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差異。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)?！?〕根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標準的要求是設(shè)計生產(chǎn)工藝流程的根底?！?〕根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程的復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計時生產(chǎn)率的要求是設(shè)計工藝過程的出發(fā)點。熱連軋板帶生產(chǎn)的一般工藝流程：鑄錠與坯料的清理準備、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)計的生產(chǎn)工藝流程如以下圖3-1。板坯230×800～1600板坯230×800～1600×9000～11000冷裝板坯熱裝板坯板坯加熱出爐溫度12300C高壓水除磷系統(tǒng)壓力20MPa噴嘴壓力20Mpa粗軋兩機架軋制6～9道次半成品尺寸30～50mm廢品剪切收集半成品切頭尾二次除磷系統(tǒng)壓力20MPa噴嘴壓力20Mpa精軋七機架各軋一道成品厚1.2～16mm層流冷卻卷取最大卷重30t鋼卷內(nèi)徑762mm最大外徑2080mm打捆檢查稱重噴印熱鋼卷庫送冷軋3.2生產(chǎn)工藝過程簡述熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置，連鑄機出坯輥道可與熱軋板坯庫輸送輥道直接連接。在連鑄車間經(jīng)冷卻、火焰處理、標記后的合格連鑄板坯以及外表質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量合格的熱連鑄板坯，由輥道送到本廠板坯庫。裝爐制度采用冷裝、保溫?zé)嵫b和直接熱裝三種制度熱連鑄坯分別存放在三個板坯跨內(nèi)，當(dāng)連鑄機和熱軋機的生產(chǎn)方案相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)輥道直接送到加熱爐后的裝料輥進行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)方案的要求計算機對選用的板坯進行最優(yōu)化處理，使板坯庫以最小的工作量進行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輥道后進行稱重，核對號碼，確認無誤后，按裝料順序由輥道將板坯送到的加熱爐。坯料通過在加熱爐內(nèi)加熱，板坯的出爐溫度為1150～1250℃。少量不能直接熱裝的板坯先由車間吊車卸料到板坯庫，在需要時排入生產(chǎn)方案，再由車間吊車按照一定順序吊到輥道上，然后送入加熱爐加熱。為使軋機充分發(fā)揮能力，上述不同溫度的板坯可以進行組合裝爐，如果冷熱坯間溫差太大，可由計算機進行計算，合使冷熱坯間保持一個必要的間距。板坯在加熱爐內(nèi)一般加熱到1150～1250℃出爐。加熱出爐后的板坯，首先經(jīng)過在板坯輸送輥道上的高壓水除鱗去除氧化鐵皮，而后進入兩架粗軋機組。R1，R2粗軋機為四輥可逆式軋機，分別與可逆式立輥軋機E1，E2靠近布置。板坯在E1R1四輥可逆式軋機上軋制1～3道后，經(jīng)輥道送至E2R2四輥可逆式軋機軋制1～3道次。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格不同，由粗軋機將板坯軋制成25～50mm的中間坯。E1E2立輥軋機設(shè)有自動寬度控制系統(tǒng)〔AWC〕和短行程控制〔SSC〕和PWC系統(tǒng)；R1二輥粗軋機設(shè)有電動壓下+回松裝置，R2四輥粗軋機設(shè)有電動壓下+液壓AGC，并在軋機下部設(shè)置階梯墊，可迅速調(diào)整軋制線高度。帶坯經(jīng)中間輥道送至切頭習(xí)剪剪去帶坯頭、尾，然后經(jīng)精軋機前除鱗設(shè)備除去帶坯外表的氧化鐵皮，送入精軋機組軋制。粗軋機組產(chǎn)生廢帶坯，直接送到中間輥道上，再由廢品推出裝置將其推到中間輥道操作側(cè)進行自然冷卻。經(jīng)人工切割后天車吊走。為了減少帶坯在中間輥道上的溫降和帶坯頭尾溫差，在中間輥道上設(shè)有保溫罩。依據(jù)成品鋼種和規(guī)格的不同而確定是否采用中間坯保溫罩進行保溫。為減少切損，切頭飛剪設(shè)有最正確化剪切系統(tǒng)。切頭后的中間坯經(jīng)精軋除鱗箱用高壓水除去二次氧化鐵皮，然后進入七機架精軋機進行軋制，到達最終的產(chǎn)品厚度。精軋機組的穿帶速度、加速度、最大軋制速度、各機架的壓下量、機架的彎輥力等各項參數(shù)均由計算機過程控制模型按軋制的帶鋼產(chǎn)品規(guī)格計算和設(shè)定。帶坯經(jīng)七機架四輥式連軋機組軋制成厚度為1.2～16.0的成品帶鋼。為確保帶鋼在F7軋機出口溫度的控制，F(xiàn)1━F7機架之間的導(dǎo)板架體上設(shè)有帶鋼冷卻集水管控制帶鋼溫度。另外設(shè)有F1-F4軋輥防剝落水、在F1━F7出口導(dǎo)衛(wèi)上裝有煙塵抑制裝置、在F1━F7導(dǎo)衛(wèi)上設(shè)工藝潤滑油。為確保帶鋼的厚度精度和板型，F(xiàn)1-F7精軋機組設(shè)有響應(yīng)速度快、控制精度高的全液壓壓下裝置及厚度自動控制系統(tǒng)〔AGC〕。該控制系統(tǒng)代替過去常規(guī)采用的電動活陶器和微張力控制兩套系統(tǒng)。為有效控制帶鋼的凸度和平直度，F(xiàn)1-F7采用工作輥彎輥裝置和竄輥裝置。精軋機軋出口的帶鋼在熱輸出輥道上，由高效的層流冷卻系統(tǒng)〔分微調(diào)段和精調(diào)段〕將熱軋帶鋼由終軋溫度冷卻到卷取溫度，由液壓助卷卷曲機卷成鋼卷。冷卻方式、冷卻水量都由計算機根據(jù)不同鋼種、規(guī)格、終軋溫度、卷取溫度進行設(shè)定和控制，以保證產(chǎn)品的機械性能。冷卻后的帶鋼，由伺服液壓系統(tǒng)控制的卷取機前側(cè)導(dǎo)板進行對中，當(dāng)帶鋼頭部進入夾送輥時進行頭部定位，3個助卷輥處于設(shè)定位置，卷筒直徑為待卷直徑。當(dāng)帶鋼在卷筒上卷取頭3~5圈時，助卷輥在卷取過程中根據(jù)帶鋼厚度進行踏步控制，以保證鋼卷內(nèi)圈不產(chǎn)生壓痕；卷3～5圈后，卷筒漲到卷取直徑，同時助卷輥翻開，卷取機在恒張力狀態(tài)下卷取；當(dāng)帶鋼卷到最后2~3圈時，1、3號助卷輥壓下，帶鋼尾部通過夾送輥時進行尾部定位，使帶鋼尾部在鋼卷下部位置。卷取后的鋼卷經(jīng)卸卷小車從卷取機卸卷并運至固定臺架，由運卷小車將鋼卷運至鋼卷運輸線，最后由鋼卷運輸線運往鋼卷庫或冷軋車間，在此過程中進行檢查、稱重、打捆、噴印。鋼卷的運輸、冷卻及堆放均采用臥卷的方式。當(dāng)鋼卷需要檢查時，托輥在液壓馬達驅(qū)動下，可使鋼卷按要求進行正反轉(zhuǎn)，在開卷時托輥正轉(zhuǎn)〔順時針〕，將鋼卷外圈翻開，使鋼卷頭部進入取樣剪，剪切帶鋼及將帶鋼送到輥道臺進行外表檢查。完成剪切帶鋼和檢查帶鋼外表后，托輥反轉(zhuǎn)〔逆時針〕將鋼卷外圈重新卷好。4坯料及生產(chǎn)設(shè)備的選擇4.1坯料的選擇目前，軋鋼生產(chǎn)用的坯料有三種：連鑄坯、初軋坯、鋼錠。熱帶鋼連軋機一般都布置在板坯初軋機或連鑄機之后，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，因為連鑄坯的物理化學(xué)均勻性比初軋坯好，這對于提高成品率和降低生產(chǎn)本錢也是很重要的。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。為此連鑄板坯構(gòu)成比在急劇的增加。20世紀80年代末板坯連鑄比已超過90%。隨著技術(shù)的開展，連鑄生產(chǎn)受批量和材質(zhì)限制等問題已根本得到解決，故最近熱帶鋼軋機的原料均使用連鑄板坯，初軋坯已趨淘汰。初軋坯和連鑄板坯比擬見表4-1，考慮冶金工廠將來的開展方向，依照本車間設(shè)計的要求和產(chǎn)品規(guī)格所以選用連鑄坯比擬適宜。表4-1初軋坯和連鑄板坯比擬工程初軋板坯連鑄板坯備注工序經(jīng)鑄錠脫模后需要由均熱爐和初軋機軋制省略初軋工序減少1/2以上的廠房，板坯生產(chǎn)時間提前12～24h操作通過改變初軋程序可以塊為單位組織生產(chǎn)由于實行變寬，每個批量單位可取作1流單位連鑄有在線調(diào)寬，熱軋自由程序軋制機械化省力化在鑄錠作業(yè)的機械化和節(jié)約人力方面存在極限與傳統(tǒng)鑄錠作業(yè)相比，在相當(dāng)程度上實現(xiàn)了機械化機，節(jié)約人力節(jié)能與連鑄相比，因需均熱，需要消耗多余的熱能有利于直接軋制連鑄的能耗約為初軋的1/2成才率半鎮(zhèn)靜鋼為92％～93％；鎮(zhèn)靜鋼為85％連鑄約為98％鋼種無極限生產(chǎn)沸騰鋼困難可用準沸騰鋼代替質(zhì)量〔1〕不同部位偏析不同，〔2〕鋼錠頭部的縮孔，下部大型夾雜物是問題?！?〕板坯易出現(xiàn)翹曲?！?〕質(zhì)量均勻；(2)會出現(xiàn)在1/4后的表層處殘留大型夾雜物的問題，(3)板坯較少出現(xiàn)翹曲。大局部熱軋板卷用的坯料是碳的質(zhì)量分數(shù)在0.4%以下的普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金高強度鋼。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、機械用等產(chǎn)品。鋼的化學(xué)成份主要根據(jù)各種標準機加工和用途等條件決定，也有的按外表質(zhì)量的要求調(diào)整化學(xué)成分。4.1.1坯料尺寸〔1〕板坯厚度選擇板坯尺寸時，必須考慮板坯連鑄機和連軋機的工作條件。板坯越薄，連鑄機的生產(chǎn)率越低，因此，提高板坯厚度，對提高連鑄機的生產(chǎn)率是有利的。對于熱連軋機而言，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。一般為150～250mm，多數(shù)為200～250mm，最厚可達300～350mm。本設(shè)計參照新鋼的數(shù)據(jù)，選擇厚度為230mm?！?〕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)系與粗軋機組的調(diào)寬能力相對應(yīng)。50年代以前的軋機，板坯寬度小于成品寬度，因此必須寬展，即粗軋機組裝置寬展機座，使板坯回轉(zhuǎn)90進行縱軋。這樣，板坯的長度受到寬展機座輥身長度的限制，大大的影響坯料重量的增加和軋機生產(chǎn)率的提高。近代軋機完全取消了寬展，板坯最大寬度越比成品寬度大50mm。現(xiàn)代板坯初軋機生產(chǎn)的板坯寬度可達2130~2240mm，連鑄坯可達2320mm，連鑄坯的寬度還便于進一步增大。因此，沒有寬展機座的現(xiàn)代熱帶鋼連軋機的輥身長度可達2300~2500mm。20世紀70～80年代采用了帶孔型的強力立輥，實現(xiàn)無寬展軋制。板坯的寬度應(yīng)合理選擇。本設(shè)計參照新鋼的數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品規(guī)格，選擇寬度為1400mm。〔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50年代因熱軋帶鋼軋機無升速軋制，為保持帶鋼頭尾溫差，帶鋼不能過長，此時的板坯長度一般為5500㎜左右。20世紀60年代熱軋帶鋼軋機升速軋制，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)計長度達14500㎜。本設(shè)計參照新鋼的數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品規(guī)格，選擇長度為10m?！?〕板坯單重板坯單重取決于板坯尺寸，最大已達45噸。設(shè)計板坯最大質(zhì)量時已建的多數(shù)熱帶鋼軋即是按板坯最大寬度設(shè)計的。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)代熱軋帶鋼軋機為減小板坯質(zhì)量、降低設(shè)備費用，確定最大批重時選擇經(jīng)濟合理的坯寬，一般不采用最大寬度。我國寶鋼和鞍鋼現(xiàn)代化熱帶鋼軋機單位卷重為24kg/㎜左右，最大采卷重達43噸。用板坯厚度為200㎜和250㎜，長度最長達1300㎜。增加板坯及鋼卷的重量具有許多優(yōu)點：可以提高熱連軋機的生產(chǎn)率；減少切頭切尾損失；降低金屬消耗率；減少倉庫的運輸作業(yè)；提高鋼卷庫單位面積負荷，減少倉庫面積；延長穩(wěn)定軋制時間；簡化軋制自動控制過程等。但增加板坯重量會延長機架間距，增大板坯庫和鋼卷庫吊車噸位，使廠房造價和設(shè)備投資增大。對現(xiàn)有的連軋機，還可能受到允許的終軋溫度、軋件前后端允許的溫差以及鋼卷最大允許外徑的限制。新鋼現(xiàn)代化熱帶鋼軋機最大卷重達29.9噸。本設(shè)計典型產(chǎn)品選擇的坯料如表4-2所示。表4-2典型產(chǎn)品選擇的坯料序號鋼種牌號規(guī)格〔mm〕坯料規(guī)格〔mm〕1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2153×1400230×1400×100002優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼201.8×1400230×1400×100003低合金結(jié)構(gòu)鋼Q3454×1400230×1400×100004汽車大梁用鋼16MnL5×1400230×1400×100004.1.2板坯的預(yù)處理板坯加熱以前，必須首先進行外表缺陷清理、外表氧化皮的清理，這對于保證鋼材的質(zhì)量、提高成品率、節(jié)約金屬和降低本錢具有十分重要的意義。特別對于合金鋼，更必須進行嚴格清理。由連鑄車間運來的板坯被送到熱軋板庫入口時，經(jīng)操作工核對后，按材質(zhì)、寬度進行堆放，一個爐次的板坯應(yīng)盡量分散到各跨區(qū)堆放，以便減輕吊車的作業(yè)負荷。并且按照最正確化的軋制方案，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溫度后進行軋制。有效地采用了利用熱連鑄坯(HCR)，坯溫一般為600℃左右，大幅度的節(jié)省能源。在熱軋工序采用可縮短加熱時間的直接熱裝工藝DHCR，坯溫一般為800℃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各自獨立的工序連續(xù)化，因此，需要解決這倆個工序間的溫度、小時產(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正確化等一系列技術(shù)問題。目前，世界上先進的常規(guī)熱帶鋼軋機熱裝比已超過90%。〔1〕板坯的外表缺陷清理連鑄坯外表會存在各種缺陷，需要在加工以前加以清理，否那么要嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。清理外表常用的方法有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機床清理等。根據(jù)鋼種、缺陷的性質(zhì)與狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，而采用的清理方法也不同。一般碳素鋼及局部合金鋼的局部處理采用人工火焰清理；碳鋼和局部合金鋼的大面積剝皮采用機械火焰清理；碳鋼及局部不能用火焰清理的鋼的局部清理采用風(fēng)鏟清理；合金鋼及高硬度的高級合金鋼采用砂輪清理；高級合金鋼的全面剝皮采用機床清理。各種清理方法費用比擬，砂輪清理費是風(fēng)鏟清理的3倍，而機床與火焰清理費用僅是風(fēng)鏟清理的一半。所以，在本車間設(shè)計中，采用火焰清理。〔2〕板坯檢查板坯外表狀況檢查，傳統(tǒng)上都是由人工在切割前后，用肉眼進行直觀檢查，然而為了提高檢查精度，開發(fā)了熱外表缺陷檢測裝置。板坯的熱外表缺陷檢測裝置有使用探頭線圈的渦流探傷裝置和利用自發(fā)廣或照明光的光學(xué)探傷裝置。4.2軋機的選擇4.2.1軋機選擇的原那么在選擇軋鋼機時，一般要注意，考慮以下原那么軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，是代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平、區(qū)別于其它車間類型的關(guān)鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。軋鋼機選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(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)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言，軋鋼機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結(jié)構(gòu)型式，確定其主要參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。在選擇軋鋼機時，一般要注意，考慮以下原那么：〔1〕在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；〔2〕有較高的生產(chǎn)率和設(shè)備利用系數(shù)；〔3〕保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能；〔4〕有利于軋機的機械化，自動化的實現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善；〔5〕軋機結(jié)構(gòu)型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；〔6〕備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標準化；〔7〕有良好的綜合經(jīng)濟技術(shù)指標。目前，由于機械制造業(yè)的開展，軋鋼生產(chǎn)的日益進步，現(xiàn)在的主要軋機除去一些特殊用途外，根本上都已經(jīng)趨于系列化，標準化了。為我們選用軋機進行生產(chǎn)提供了方便的條件。4.2.2軋機的型號尺寸選擇和數(shù)量軋鋼機布置是軋鋼機按工作機架排列成某種方式。軋鋼機布置的根本形式有三種：橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。軋鋼機機架數(shù)目確實定與很多因素有關(guān)。主要有：坯料的斷面尺寸，生產(chǎn)的品種范圍，生產(chǎn)數(shù)量的大小，軋機布置的形式，投資的多少以及建廠條件等因素。但是在其它條件既定的情況下，主要考慮與軋機布置形式有關(guān)。根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實際狀況，粗軋階段選用兩臺帶立輥的四輥可逆式軋機。立輥軋機的作用是軋邊，限制寬展，同時破碎軋件外表的氧化鐵皮。四輥可逆式粗軋機既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。精軋階段選用七連軋〔F1～F7〕的四輥軋機。4.2.3粗軋前立輥〔兩臺E1、E2〕該設(shè)備安裝在粗軋機的進口側(cè)，當(dāng)粗軋機處于正向軋制時，該立軋機參與對板坯邊部的軋制工作，此時兩臺軋機形成“串聯(lián)〞式軋制。立輥又可以稱為破磷機。立輥除了擠松氧化皮之外，還起軋平板坯兩側(cè)邊和調(diào)節(jié)板坯寬度規(guī)格的作用。其主要技術(shù)參數(shù)：立輥軋機的最大軋制力：為5000KN；立輥軋機的最大軋制力矩：2x350KNm〔1.5倍過載〕輥子尺寸：輥身直徑φ1000～φ1100mm，輥身長度430mm；立輥間開口度：720～1780mm；最大軋制速度：0～2.82～5.65m/s；主傳動電機功率：2臺AC1200kw×290/590rpm。4.2.4四輥可逆粗軋機〔兩架R1、R2〕四輥粗軋機主要參數(shù)：最大軋制壓力：40000KN；最大軋制力矩：2x2230KN.m(1.5倍過載)；四輥軋機軋制速度：0~±2.82~5.65m/s；工作輥尺寸：輥徑φ1200～φ1100mm，輥面長1580mm；支承輥尺寸：輥徑φ1550～φ1400mm，輥面長1580mm；工作輥最大開口度：270mm；輥子平衡：采用液壓平衡缸；主傳動電機功率：2x7000kw，轉(zhuǎn)速為45/90轉(zhuǎn)/分的直流馬達。4.2.5精軋機組〔F1～F7〕七臺四輥精軋機機座之間以6m的間距串聯(lián)布置形成了一條七機架連軋精軋機組。每個機座的上下工作輥用一臺直流馬達通過馬達接手、齒輪減速〔或齒輪座〕以及軋機的主傳動軸驅(qū)動。精軋機組主要技術(shù)參數(shù)：工作輥：F1～F4輥徑×輥身長＝825/735mm×1580mm；F5～F7輥徑×輥身長＝650/575mm×1580mm；支承輥：F1～F7輥徑×輥身長＝1550/1400mm×1580mm；最大軋制力：F1～F440000KN；F5～F734000KN；精軋機組軋制速度：F7出口速度max=20m/s；F1~F7精軋機主傳動電機功率：F1~F5N=5x7500KW160/416/r/minF6N=6500KW250/500/r/minF7N=6500KW250/500/r/min4.3輔助設(shè)備的選擇由于軋制產(chǎn)品的種類繁多，其生產(chǎn)過程的繁簡程度也很不一樣，因此，為適應(yīng)各種產(chǎn)品生產(chǎn)的軋鋼車間輔助設(shè)備，不管從用途、結(jié)構(gòu)形式或是動作的工作原理上—看那是多種多樣的。就是同一類別的輔助設(shè)備，由于其效勞對象不同或生產(chǎn)工藝的要求不同，其結(jié)構(gòu)和工作原理也會存在很大差異。根據(jù)輔助設(shè)備在軋鋼生產(chǎn)過程中的不同用途，可以將輔助設(shè)備歸納為如下幾類：(1)加熱設(shè)備；(2)切斷設(shè)備；(3)輥道；(4)冷卻設(shè)備；(5)卷曲設(shè)備；(6)起重運輸設(shè)備。顯而易見，不同的輔助設(shè)備完成著不同的工作，在生產(chǎn)過程中起著互相不能代替的作用。所以，軋鋼車間輔助設(shè)備的選擇是否合理，同樣對產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，對節(jié)省車間建設(shè)投資以及對改善和減輕勞動強度等都有重要影響。輔助設(shè)備選擇一般要遵循以下原那么：(1)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求；(2)有較高的工作效率，保證軋機獲得較短的軋制節(jié)奏時間而有較高的產(chǎn)量；(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)的型式要先進合理，動作靈活機構(gòu)緊湊，操作維修容易，備品備件標準化，制造、更換方便；(4)輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力一般要大于軋機生產(chǎn)能力，以保證軋機生產(chǎn)能力得到發(fā)揮。通常輔助設(shè)備能力可按大于軋機能力20％考慮；(5)設(shè)備設(shè)計經(jīng)濟合理，體積小，重量輕，以減少設(shè)備總重量和節(jié)省車間投資。輔助設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是根據(jù)生產(chǎn)的要求確定他們的型式、能力和數(shù)量。加熱爐的選擇熱軋板帶車間的板坯加熱普遍采用推鋼式連續(xù)加熱爐和步進式連續(xù)加熱爐。我國熱軋板帶車間過去大都采用推鋼式連續(xù)加熱爐。步進式連續(xù)加熱爐是一種新型的加熱爐，板帶車間近來都采用這種加熱爐進行坯料加熱或中間加熱。與推鋼式連續(xù)加熱爐相比擬，步進式連續(xù)加熱爐雖然重量較大，造價較高。但它的優(yōu)點在于：(1)采用電子計算機自動控制，加熱溫度均勻，加熱時間快，產(chǎn)量高。每小時可加熱板坯300噸左右，最大可達400噸；板坯在爐內(nèi)運行時，相鄰之間有50mm的間隔，不會產(chǎn)生粘結(jié)；板坯溫度均勻，軋制時由于溫差引起的厚度差也較小。(2)爐子長度不受板坯寬度厚度比的限制，不同厚度和寬度的板坯可以同時加熱；還可以加熱碳鋼，合金鋼，硅鋼，不銹鋼等多種板坯。靈活性很大。(3)板坯在爐內(nèi)一步一步的前進，不會起拱；板坯燒損小，爐內(nèi)氧化皮少，易于清理；爐子熱惰性小，開爐時升溫較快，停爐時降溫也較快，可縮短停爐檢修時間。操作方便。由于步進式加熱爐有以上一系列優(yōu)點，而且目前國內(nèi)外新建或改建的熱連軋板帶車間幾乎全都采用這種加熱爐。所以本次設(shè)計決定選用步進式連續(xù)加熱爐。步進式加熱爐一般采用輥道和推鋼機上料，出爐采用板坯出料機。對這種設(shè)備的要求是可靠、故障率低，只有這樣才能滿足現(xiàn)代小型連軋機生產(chǎn)高速、大產(chǎn)量的要求。每座加熱爐配置一套推鋼機，把在輥道上定位后的板坯一塊一塊地推到爐前滑架上，再由步進梁送入爐內(nèi)。這樣，推鋼機的設(shè)備重量和電機功率可大大減少。上料機又包括鏈式上料機、階梯式上料機、震動式布料機三種，本設(shè)計中采用階梯式上料機，它可以靈活控制排料和送料的節(jié)奏，以滿足軋制節(jié)奏的要求。步進式加熱爐爐尾推鋼機負責(zé)將鋼坯從輥道上推至固定梁上。這種推鋼機行程不大，推力也不大，多采用液壓缸驅(qū)動。本設(shè)計采用步進式端進料爐尾推鋼機?！?〕爐子寬度確實定主要根據(jù)坯料的長度確定：B=nl+(n+1)(9-1)式中：l—坯料長度(m)；n—坯料排列數(shù)；—料間或料與爐墻的空隙距離(m)；一般取0.2～0.3m。本車間生產(chǎn)所用的坯料最大長度為11m，采用單排加熱，取0.3m，所以爐子寬度B=1×11+(1+1)×0.3=11.6m。取爐寬=12m?！?〕爐子長度確實定爐子的長度分為全長和有效長度二個概念，有效長度是坯料在爐膛內(nèi)所占的長度，而全長還包括從出料口到端墻的一段距離。爐子的有效長度的計算公式為：(9-2)式中：—爐子的生產(chǎn)能力〔kg/h〕—坯料寬度，m—加熱時間(小時)—每根鋼坯的重量〔kg〕加熱時間，—透熱深度，cm。代入數(shù)據(jù)得：=2.5h取有效長度49m，設(shè)置兩個加熱爐，每個加熱爐有效長度取25m。爐子全長等于有效長度加上出料口到端墻的距離A，取A=2m。所以爐子全長。起重運輸設(shè)備的選擇起重運輸設(shè)備包括起重機、輥道、運輸小車以及各種運輸設(shè)備。起重機〔天車、吊車〕主要用于車間原材料、成品、設(shè)備和部件的起重和運輸。起重機的類型有橋式起重機、龍門式起重機、鉗式起重機、磁力起重機及電葫蘆等。在加工車間主要是橋式起重機，它有三種類型：雙梁橋式起重機的起重量大，運動速度快；單梁橋式起重機起重量小，速度慢，通常在機修車間使用；但主梁式起重機結(jié)構(gòu)新、重量輕、造價低。本車間采用雙梁橋式起重機。主要參數(shù)①起吊重量主要由起吊最重物件的重量來決定，還應(yīng)考慮由于車間產(chǎn)量提高而起重量增大的可能性，在確定起重量大小時還應(yīng)考慮吊運工具的重量。②運行速度決定于其用途。檢修換輥用的速度較低，而在成品倉庫和原料倉庫吊料用的起重機采用較高的速度。③工作制度按起重量、運行速度和使用頻繁程度分為輕、中、重型三種。主電室的提升和運行速度要求較慢，宜選用輕型；相應(yīng)的用于安裝、維修用的采用中型；車間內(nèi)各工序之間，成品庫之間的起重機應(yīng)選用重型工作制度。④臺數(shù)確實定主要依據(jù)起重機實際工作負荷及作業(yè)率的大小來確定。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗確定，車間內(nèi)每50米左右有一臺起重機，即安車間總長度就可確定起重機的臺數(shù)?！?〕輥道的選擇根據(jù)用途分以下幾類：①工作輥道設(shè)置在軋機工作機座的前前方，靠近工作機座，參與軋制過程。②延伸輥道設(shè)置在工作輥道的末尾，只有在軋制的料延伸之后才起作用。③運輸輥道主要作用是連接車間內(nèi)設(shè)備之間、機組之間的軋制料的運送任務(wù)。④爐子輥道設(shè)置在爐前后以及爐底，作用是運送加熱的料。⑤其它輥道?！?〕輥道的技術(shù)參數(shù)①輥子直徑D主要根據(jù)軋件的重量和要求及輥子的強度決定。②輥長L主要決定于輥道的類型及軋件的形狀和大小。③節(jié)距t即兩個輥子之間的距離，不能大于最小軋件長度的一半，以保證軋件的穩(wěn)定性。④輥道速度v主要根據(jù)輥道的類型與其工作條件選主軋線上各組輥道特點：〔1〕每根輥道采用了單獨傳動的形式?！?〕粗軋區(qū)的輥徑較粗φ400～φ500mm的實心輥，精軋區(qū)和卷取區(qū)的輥徑為φ300～φ350?！?〕除了層流冷卻輥道中的24個輥子采用通水內(nèi)冷以外，其余輥子都采用分段式輥子底面噴水冷卻。〔4〕輥道軸承座均采用干油集中潤滑?！?〕輥道的軸承座與其底座之間采用了較為可靠的定位鍵連接方式，以確保安裝后每根輥道之間的平行度要求。除磷設(shè)備的選擇由于坯料在加熱爐中加熱時生成了氧化鐵皮，為了保證鋼板的質(zhì)量，在軋制前要將氧化鐵皮除掉，否那么氧化鐵皮壓入鋼板外表會形成麻點和凹坑。除鱗裝置可分為平輥除鱗機、立輥除鱗機、和高壓水除鱗箱。高壓水除鱗裝置不用機械設(shè)備對板坯進行壓下，是通過板坯外表噴射高壓水將氧化鐵皮去除，水壓為15～22Mpa。與輥式除鱗機相比，高壓水除鱗裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備質(zhì)量輕，去除氧化鐵皮效果好。目前廣泛采用的除鱗方法為立輥軋邊后用高壓水除去氧化鐵皮。采用高壓水除磷箱以及軋機前后設(shè)高壓水噴頭以除鱗，這種方法效果好，投資小，完全可以滿足除磷要求。本設(shè)計參考新鋼1580除磷裝置采用二只高壓水除鱗箱，一只裝于粗軋機前用于除去板坯外表的一次氧化層，保證鋼板外表質(zhì)量。另一只裝于精軋機之前用于去除帶坯外表的二次氧化皮。除鱗箱由上、下箱體，上、下集管組成。噴水集管上，下各兩根，除鱗箱設(shè)有擋水板將噴射水擋在箱內(nèi)，另設(shè)有懸鏈裝置及清掃噴咀，防止高壓水飛濺，去除回落的氧化鐵皮。保溫裝置的選擇保溫裝置位于粗軋于精軋之間，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，不僅用于改善進精軋機的中間帶坯溫度，使軋機負荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機成材率。中間的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱。根據(jù)本車間的實際需要，選用保溫罩。保溫罩布置在粗軋機與精軋機之間的中間輥道上，一般由多個罩子組成，每個保溫罩長4.5m，可根據(jù)現(xiàn)實需要進行增減。每個罩子均有升降蓋板，通過傾翻液壓缸控制保溫罩的翻起與放下；可根據(jù)生產(chǎn)要求進行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道失密封的。剪切設(shè)備的選擇切頭飛剪安裝于保溫罩之后與精軋除鱗箱之間。目的是將進入精軋機的中間帶坯的低溫頭尾端和形狀不良的頭尾端剪切掉，以便于帶坯順利通過精軋機組和輸出輥道，送到卷取機，防止穿帶過程中卡鋼和低溫頭尾在軋輥外表產(chǎn)生輥印。在帶鋼運行中進行橫向剪切的剪切機稱為飛剪機。板帶車間的飛剪按用途可分為切頭飛剪和定尺飛剪兩大類。切頭飛剪按結(jié)構(gòu)可以分為曲柄式和滾筒式兩種。滾筒式飛剪應(yīng)用廣泛，剪刃做簡單的圓周運動，可以剪切運行速度較高的帶鋼。但是，剪切端口質(zhì)量不好。曲柄式飛剪可以剪切厚度較大的鋼帶，剪切端口平整。剪刃做平面平移運動。結(jié)合本車間實際情況，主軋線上選用滾筒式飛剪。其特點是剪切速度為1.5～3m/s，剪切寬度1570mm，剪切溫度900，最大剪切力12000KN。冷卻設(shè)備的選擇在現(xiàn)代熱連軋帶鋼車間，在精軋機組后都有冷卻水裝置，快速冷卻帶鋼，保證適宜的卷取溫度，并得到機械性能良好的產(chǎn)品。熱軋帶鋼冷卻水裝置有側(cè)噴式、懸臂式和低壓層流式三種。側(cè)噴式和懸臂式的冷卻水裝置，有的是將水噴射成霧狀，落在熱鋼的外表。由于霧狀的水粒動能小，不能沖破熱鋼外表形成的蒸汽膜，因而不能有效的帶走熱鋼外表的熱量，冷卻效果不好；有的是采用高壓水冷卻，高壓水雖然動能增大，但是水和鋼接觸的時間極短，水的利用率低，也不能顯著的提高冷卻效果。并且高壓水設(shè)備需要昂貴的費用?，F(xiàn)代采用的低壓層流冷卻的方法得到良好的效果。其原理是利用低壓吸管造成穩(wěn)定下落的水柱，水柱具有較高的動能，高度安排恰當(dāng)時，水柱接觸帶鋼后，既不反跳也不散濺，而是從沖擊點向四周流散，擴大冷卻面積。因為水柱呈層流，且具有一定的動能，所以它能沖破熱鋼外表的蒸汽膜，使水流得到充分的利用，冷卻效果顯著提高。在本設(shè)計中，采用的冷卻設(shè)備為低壓層流冷卻。卷取機的選擇卷取機及鋼卷收集裝置，位于熱帶鋼連軋機軋制線的末端，由卷取機入口側(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組軋制的帶鋼以良好的卷形，緊緊地?zé)o擦傷地卷成鋼卷。這些設(shè)備工作的可靠性直接影響軋機的產(chǎn)量。本車間采用二臺地下下卷取機，呈前后布置形式，二臺卷取機輪流交替工作，以確保前面機組能力的充分發(fā)揮。鋼卷收集裝置包括推卷機、卸卷小車、翻卷機、運輸機、打捆機等。由于熱帶鋼連軋機產(chǎn)量的日益增加和品種規(guī)格的不斷增多，對所用卷取機提出一下要求：卷取緊密而整齊的鋼卷；提高咬入和卷曲速度；擴大卷取帶鋼寬度和厚度范圍；能卷取高強度合金帶鋼；能在較低溫度下卷??；能卷取單重大的鋼卷。地下卷取機的結(jié)構(gòu)及控制特點：〔1〕每臺卷取機前配置有一套反響速度極快的液壓側(cè)導(dǎo)板，用以將要卷取的帶材嚴格的控制在軋制中心線上，以防止卷取過程中出現(xiàn)“塔形〞卷。〔2〕采用了電液飼服閥控制的，具有框架式結(jié)構(gòu)的液壓壓下夾送輥，能在其上下輥之間實現(xiàn)輥縫和恒壓緊力的控制，從而確保在卷取過程中具有一個恒定的卷取張力?！?〕在夾送輥的上下輥面上安裝了在線拋光裝置，確保輥面具有高的光潔度。卷取過程如下：由伺服液壓系統(tǒng)控制的卷取機前側(cè)導(dǎo)板進行對中，當(dāng)帶鋼頭部進入夾送輥時進行頭部定位，3個助卷輥處于設(shè)定位置，卷筒直徑為待卷直徑。當(dāng)帶鋼在卷筒上卷取頭3～5圈時，助卷輥在卷取過程中根據(jù)帶鋼厚度進行踏步控制，以保證鋼卷內(nèi)圈不產(chǎn)生壓痕；卷3～5圈后，卷筒漲到卷取直徑，同時助卷輥翻開，卷取機在恒張力狀態(tài)下卷??；當(dāng)帶鋼卷到最后2～3圈時，1、3號助卷輥壓下，帶鋼尾部通過夾送輥時進行尾部定位，使帶鋼尾部在鋼卷下部位置。卷取后的鋼卷經(jīng)卸卷小車從卷取機卸卷并運至固定臺架，由運卷小車將鋼卷運至鋼卷運輸線，最后由鋼卷運輸線運往鋼卷庫或冷軋車間，在此過程中進行檢查、稱重、打捆、噴印。卷取最大速度：MAX21m/s，咬鋼速度：MAX11m/s。本設(shè)計卷取平均速度取13m/s。卸卷方式可以分為上推卸卷、下推卸卷和卸卷小車卸卷三種。上推卸卷是推板在卷筒上方，將鋼卷推出，落到托輥上。采用上推卷方式，因推板與卷筒之間存在一定間隙，推卷時里卷的鋼帶時常塞入，造成鋼卷推成塔形，使推卷困難。當(dāng)鋼卷重心移出卷筒端時，可能發(fā)生卡卷。由于經(jīng)常卸卷，卷筒外表磨損較快。下推卸卷那么剛好相反，推板在卷筒的下方推動鋼卷。與上推卷比擬，除卷筒外表仍磨損較快外，其他方面大有好轉(zhuǎn)。卸卷小車卸卷，是靠卸卷小車托住并往外移動移出鋼卷，防止鋼卷出現(xiàn)塔形，克服了前兩種卸卷方式的缺陷，工作可靠，因此在現(xiàn)代的熱帶鋼連軋機線上得到了廣泛的推廣。本設(shè)計中也采用卸卷小車卸卷。當(dāng)鋼卷需要檢查時，托輥在液壓馬達驅(qū)動下，可使鋼卷按要求進行正反轉(zhuǎn)，在開卷時托輥正轉(zhuǎn)〔順時針〕，將鋼卷外圈翻開，使鋼卷頭部進入取樣剪，剪切帶鋼及將帶鋼送到輥道臺進行外表檢查。完成剪切帶鋼和檢查帶鋼外表后，托輥反轉(zhuǎn)〔逆時針〕將鋼卷外圈重新卷好。5典型產(chǎn)品工藝計算下面以Q215的計算為例，詳述其計算過程。5.1軋制方法確實定此車間采用粗軋和精連軋兩個階段軋制，即采用綜合軋制方法，先在粗軋階段軋制六道次，到達產(chǎn)品所需中間厚度25～50mm后，再在精軋機中連續(xù)軋制七道次。5.2粗軋階段工藝計算5.2.1粗軋壓下規(guī)程的制定制定壓下制度的方法很多，一般有理論方法和經(jīng)驗方法。由于理論方法比擬復(fù)雜，理論公式本身也有誤差，因此，在此選用經(jīng)驗方法，按經(jīng)驗分配壓下量后，再進行校核及修訂。經(jīng)驗方法簡單易行，可通過不斷修正最后到達合理化。粗軋階段壓下量分配原那么為：〔1〕粗軋機組變形量一般要占總變形量的70～85％；〔2〕為保證精軋機組的終軋溫度，應(yīng)盡可能提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。因此，一方面應(yīng)盡可能提高開軋溫度，另一方面應(yīng)盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以減少溫降；〔3〕一般粗軋機軋出的帶坯厚度為25～50mm；〔4〕第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量，中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制，最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。粗軋機組軋制六道次時各道壓下量為：軋制道次123456相對壓下量〔%〕15～2322～3026～3527～4030～5033～355.2.2校核咬入能力粗軋時咬入角一般為150～220，低速咬入可取為220。由80.9mm，故咬入不成問題。5.2.3軋制速度確實定可逆式軋制的速度圖有兩種類型：梯形速度圖和三角形速度圖。三角形速度圖的生產(chǎn)率高于梯形速度圖的生產(chǎn)率，但采用三角形速度圖時，假設(shè)轉(zhuǎn)速高于電機額定轉(zhuǎn)速，那么允許的力矩要降低，當(dāng)軋件較長時，還可能超過電機的最高轉(zhuǎn)速。因此，粗軋機上軋制的前幾道次，軋件較短，一般可采用三角形速度圖；粗軋機軋長階段道次及精軋機所有道次一般采用梯形速度圖。粗軋階段確定咬入轉(zhuǎn)速時，應(yīng)考慮咬入條件，即為改善咬入條件，可以降低咬入速度。當(dāng)咬入條件不限制壓下量時，咬入轉(zhuǎn)速根據(jù)間隙時間確定。第一道待鋼時，可以高速咬入，取速度為30rpm，其余各道間隙時間短，可低速咬入，取20rpm，為了節(jié)省軋件的返回時間，除最末一道的拋出速度可選用最高拋出速度及30rpm，其它道次的拋出速度都取較小值20rpm。本車間設(shè)計在滿足咬入以及軋制條件時，設(shè)定軋制速度為恒定，取n=30轉(zhuǎn)/分。5.2.4軋件在各道次中的軋制時間粗軋階段軋件在每道中的道次軋制總時間tz由以下幾局部組成：道次間隙時間t0〔它包括空轉(zhuǎn)加速時間、空轉(zhuǎn)減速時間和停留時間〕、勻速軋制時間t1即tz＝t0＋t1，它可以根據(jù)軋制速度計算出來。t1=L2/v(6-1)其中(6-2)式中：L2—為軋件軋后長度；D1—為工作輥的直徑；n—軋輥轉(zhuǎn)速。粗軋各道次的軋制時間〔單位s〕計算如下：；第一道次：t1=11794.87/1.7/1000=6.83s；取t0＝7，tf＝7+6.83=13.83s。第二道次：t2=15540.54/1.7/1000=8.99s；取t0＝7，tf＝8.99＋7＝15.99s。第三道次：t3=22772.28/1.7/1000=13.18s；取t0＝7，tf＝13.18＋7＝20.18s。第四道次：t4=35384.62/1.7/1000=20.48s；取t0＝7，tf＝20.48＋7＝27.48s。第五道次：t5=54761.9/1.7/1000=31.69s；取t0＝7