畢業(yè)設(shè)計(6)年產(chǎn)420萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計管理資料

年產(chǎn)420萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計摘要本設(shè)計說明書是參照鞍鋼1780熱軋帶鋼生產(chǎn)線設(shè)計的年產(chǎn)量為420萬噸的熱軋帶鋼廠。典型產(chǎn)品為16MnR，，寬度為1520mm。整個設(shè)計說明書包括緒論、正文和專題三部分。第一部分為緒論，介紹了熱軋帶鋼的發(fā)展狀況以及整個設(shè)計所應(yīng)完成的內(nèi)容。第二部分為正文（從第2章到第9章）正文說明整個設(shè)計的總體方案，主要包括產(chǎn)品方案和生產(chǎn)方案的制定，金屬平衡和工藝流程的制定、生產(chǎn)設(shè)備的選擇、工藝參數(shù)計算、軋制力能參數(shù)校核。設(shè)計的第三部分為專題部分，簡單介紹了關(guān)于高鐵重軌的性能特點和性能要求，熱處理的作用，熱處理方法的分類、各種方法的優(yōu)缺點，存在什么問題，以及重軌熱處理技術(shù)的發(fā)展方向。另外，繪制了一張車間平面布置圖。整個設(shè)計理論聯(lián)系實際，設(shè)計了技術(shù)先進，經(jīng)濟效益大的熱軋帶鋼生產(chǎn)線。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；工藝設(shè)計；高鐵重軌；熱處理AbstractThisspecificationreferstoanshanSteel’s1780striplinedesignfortheproductionofhotrollingstripsteelfactory420milliontons.Typicalproductsfor16MnR,productsformmthicknessandwidthfor1520mm.Thedesignmanualincludesthreeparts:introduction,textandtopic.Thefirstpartisintroduction,introducesthedevelopmentstatusofstripandwholedesignshouldcompletecontent.Thesecondpart(fromchapter2texttochapter9)isthetext.Thebodyofthewholedesignoftheoverallprogramdescription,includingproductandproductionplanformulation,metalbalanceandprocess,productionequipment,processparametercalculation,rollingforce.Thethirdpartofthedesignfortheprojectssection,introducedthecharacteristicsandperformancerequireentsofGaoTieChongrail.Italsoinducestheheattreatment,heattreatmentmethodsoffunctionofclassification,theadvantages,disadvantagesofvariousmethods,theexistingproblems,andwhattheheavyrailheattreatmenttechnologydevelopmentdirection.Inaddition,drawaworkshoplayout.Thewholedesignlinkestheoryandpracticetogether.Italsodesignstheadvancedtechnologyandeconomicbenefitofstripline.Keywords:hotrollingstripsteel;high-speedrailwayrails;heattreatment目錄TOC\o"1-3"\u1文獻綜述 1熱軋帶鋼發(fā)展歷史 1熱軋帶鋼的種類及用途 2 2 3熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝 4幾種新技術(shù)簡介 5中間坯保溫技術(shù)和邊部感應(yīng)加熱技術(shù) 5組織性能控制與鐵素體區(qū)軋制新技術(shù) 6自由程序軋制技術(shù) 7 7熱軋工藝潤滑技術(shù)問題 7熱軋過程中產(chǎn)生氧化鐵皮的問題 8小結(jié) 82產(chǎn)品方案與金屬平衡 10 10熱軋產(chǎn)品品種及產(chǎn)品鋼號標準 10產(chǎn)品品種規(guī)格及代表尺寸 11年計劃產(chǎn)量及所占比例 12 13原料的選擇 14原料種類及規(guī)格 14板坯技術(shù)條件 14年需坯數(shù)量 153軋制工藝過程及軋制制度的制定 17 17典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程示意圖 17生產(chǎn)工藝流程簡介 18 19加熱制度 19壓下制度 21速度制度 24溫度制度 28輥型制度 30厚度制度 31軋機工作圖表 324設(shè)備參數(shù)的選擇 34 34 35板坯高壓水除鱗裝置 35粗軋機組 35粗軋機小立輥 35保溫罩 36精軋區(qū)設(shè)備選擇 36飛剪 36精軋除鱗箱 37精軋機組 37精軋區(qū)其他設(shè)備 38冷卻裝置 40卷取區(qū) 415軋制力與軋制力矩計算 42軋制力計算 42計算公式 42軋制力計算結(jié)果 43 44 44 446設(shè)備能力參數(shù)校核 45軋制力能參數(shù) 45軋輥強度校核 45參數(shù)計算 46R1軋輥強度校核 47咬入角校核 51加熱爐能力校核 51電機功率校核 527軋機生產(chǎn)能力校核 54年產(chǎn)量計算 54工作制度與工作時間 54軋機生產(chǎn)能力校核 548車間技術(shù)經(jīng)濟指標 57概述 57車間各項技術(shù)經(jīng)濟指標分析及制定 579節(jié)能與環(huán)境保護 62綠化布置 62污染物處理 62水處理 62廢氣處理 62熱軋潤滑油處理 63噪聲處理 63廢棄物處理 64現(xiàn)場節(jié)能技術(shù)與措施 64高鐵重軌熱處理技術(shù)的發(fā)展 651. 高鐵重軌的性能特點和性能要求 65高鐵重軌的概念 65 65 662高鐵重軌的熱處理技術(shù) 66高鐵重軌熱處理的作用 66高鐵重軌熱處理方法的分類及其優(yōu)缺點 67高鐵重軌熱處理存在的問題 683重軌熱處理技術(shù)的發(fā)展方向 69環(huán)保節(jié)能是近代重軌熱處理技術(shù)發(fā)展的主題 69貝氏體重軌熱處理工藝 694小結(jié) 70結(jié)論 71致謝 71參考文獻 731文獻綜述熱軋帶鋼發(fā)展歷史

～8mm成卷帶鋼的工藝。帶鋼寬度600mm以下稱為窄帶鋼；超過600mm的稱為寬帶鋼。第一臺帶鋼熱連軋機于1905年在美國投產(chǎn)，生產(chǎn)寬200mm的帶鋼。由于帶鋼熱軋機的技術(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)越，所以發(fā)展很快。在工業(yè)發(fā)達的國家，1950年以前熱軋寬帶鋼的產(chǎn)量約占鋼材總產(chǎn)量的25％,70年代已達50％左右熱軋帶鋼的原料是連鑄板坯或初軋板坯，厚度為130～300mm。板坯在加熱爐中加熱后,～，并卷成鋼卷。軋制的鋼種有普通碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和硅鋼等。其主要用途是作冷軋帶鋼、焊管、冷彎和焊接型鋼的原料；或用于制作各種結(jié)構(gòu)件、容器等[1]。

帶鋼熱軋機由粗軋機和精軋機組成。粗軋機組分半連續(xù)式、3/4連續(xù)式和全連續(xù)式三種：①半連續(xù)式有一臺破鱗（去掉氧化鐵皮）機架和1臺帶有立輥的可逆式機架；②3/4連續(xù)式則除上述機架外，還有2臺串列連續(xù)布置機架；③全連續(xù)式由6～7臺機架組成。精軋機組均由5～7臺連續(xù)布置的機架和卷取機組成。帶鋼熱軋機按軋輥輥身長度命名,輥身長度在914mm以上的稱為寬帶鋼軋機。精軋機工作輥輥身長度為1700mm的，稱為1700mm帶鋼熱軋機，這種軋機能生產(chǎn)1550mm寬的帶鋼卷[2]。

帶鋼熱軋按產(chǎn)品寬度和生產(chǎn)工藝有四種方式：寬帶鋼熱連軋、寬帶鋼可逆式熱軋、窄帶鋼熱連軋以及用行星軋機熱軋帶鋼。

寬帶鋼熱連軋采用的熱連軋機的發(fā)展經(jīng)歷了三代：

第一代寬帶鋼熱連軋機

最早的寬帶鋼熱連軋機是1926年在美國投產(chǎn)的。采用四輥式軋機以提高剛性，生產(chǎn)寬而薄的產(chǎn)品。精軋機組的主電機為直流電機，用電動機－發(fā)電機組供電。這代軋機所用板坯厚150～200mm，寬1200～1550mm,～5m。從粗軋機出來的軋件厚度一般為20～30mm,精軋機最高速度為每秒鐘8～10米。最大卷重小于10噸，單位寬度卷重約8kg/mm。年生產(chǎn)能力約60～200萬噸，1959年中國鞍山鋼鐵公司投產(chǎn)的1700mm半連續(xù)式軋機就屬于這一類型。

第二代寬帶鋼熱連軋機

1961年在美國投產(chǎn)，其特點是在軋機上采用增速軋制工藝。當帶鋼從精軋機出來，前端喂入卷取機后,精軋機、輥道和卷取機同時加速,使精軋機速度提高到每秒鐘15～20m,單位寬度卷重達18～20kg/mm，卷重達30噸，年生產(chǎn)能力達400萬噸。在這類軋機上采用了自動厚度控制，測厚和測寬儀表，完善的除鐵鱗和帶鋼冷卻控制系統(tǒng)，良好的速度控制系統(tǒng)和微張力活套裝置。同時加大了軋機剛性和主電機功率，增設(shè)了快速換輥裝置，并開始采用計算機控制系統(tǒng)，提高了表面質(zhì)量和厚度的精度。

第三代寬帶鋼熱連軋機

隨著第二代軋機技術(shù)的成熟和應(yīng)用，結(jié)合連鑄機和步進式加熱爐的發(fā)展，1970～1978年發(fā)展出第三代軋機。配合這類軋機的加熱爐能加熱重達45噸,長達15m的板坯。并可減少加熱時產(chǎn)生的黑印，減少板坯表面劃傷，每座爐子的加熱能力達300噸。單位寬度卷重達36kg/mm，。年生產(chǎn)能力達600萬噸。第三代軋機有下列特點:①減少粗軋機組的長度，節(jié)省設(shè)備和廠房投資,多數(shù)采用3/4連續(xù)式軋機。精軋機列由7個機架組成,進入精軋機列的軋件厚度為30～50mm。②軋制成品尺寸范圍為～25mm，但其經(jīng)濟合理性尚需從全局考慮。③用液壓彎輥裝置控制板形并用帶鋼層流冷卻以提高鋼板質(zhì)量。并試安裝板形檢測儀閉環(huán)控制板形。④采用計算機管理和控制全車間(從板坯庫到成品庫)的生產(chǎn)過程。⑤在降低能耗、提高作業(yè)率、改進產(chǎn)品質(zhì)量、提高成材率等方面取得成就，如帶鋼的寬度公差達到±1mm，,％，氧化鐵鱗損失降為％，～％，成材率達到99％。改進軋輥材質(zhì),采用軋制潤滑油，延長了軋輥壽命；并裝設(shè)快速換輥裝置，使總換輥時間由總操作時間的10～15％減少到4％,有些車間的軋機作業(yè)率提高到90％[3]。熱軋帶鋼的種類及用途1、熱軋普通碳素結(jié)構(gòu)帶鋼（GB3524-83）熱軋普碳帶鋼采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼作材質(zhì)，，寬度50-1200mm的帶鋼。（1）主要用途主要用作冷軋坯料、冷彎型鋼的坯料、焊接鋼管坯和自行車、小五金制品的制造。（2）材質(zhì)的牌號與化學(xué)成分、力學(xué)性能符合GB700-79(88)的規(guī)定。2、壓力容器用熱軋帶鋼(GB5681-85）（1）主要用途用于制造低壓力容器。（2）材質(zhì)的牌號與化學(xué)成分、力學(xué)性能符合GB700-79(88)的規(guī)定。壓力容器用熱軋帶鋼一般帶鋼厚度4mm，寬度為80mm的倍尺，長度不小于70m（卷）。1、熱軋優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼帶鋼（GB8749-88）（1）主要用途作為冷軋帶鋼的坯料，也可用于制造自行車、縫紉機零件及五金制造。（2）材質(zhì)的牌號與化學(xué)性能符合GB699(優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件)的規(guī)定。（3）帶鋼規(guī)格尺寸（）,寬度100-250mm。2、熱軋高電阻電熱合金帶（GB1234-85）熱軋高電阻電熱合金帶俗稱鎳鉻合金帶。（1）主要用途用于制造電爐、民用電器的發(fā)熱元件和電阻件。（2）材質(zhì)的牌號與化學(xué)成分熱軋高電阻電熱合金帶鋼所采用材質(zhì)牌號為CR20Ni80、Cr15Ni60、1Cr13Al14、0Cr25Al5、1Cr25Al9和9Cr18等，其化學(xué)成分符合GB1234-85的規(guī)定。（3）合金帶的規(guī)格尺寸與生產(chǎn)單位帶鋼厚度2-6mm；寬度20-100mm；長度≥5m或重量為8kg。熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝如今，以連鑄板坯為原料廣泛用于生產(chǎn)熱軋帶鋼；傳統(tǒng)的初軋板坯只用于特殊情況。連鑄板坯的應(yīng)用可以提高帶鋼的純凈度、性能和表面質(zhì)量。為了再加熱時節(jié)能的需要，通常將板坯直接熱裝入推鋼式加熱爐，熱板坯（約600℃）被加熱至軋制溫度（1200～1250

℃）。加熱時間應(yīng)充足，以使整個軋件溫度場分布均勻。加熱后用高壓水除鱗（除去加熱期間在板坯表面形成的氧化鐵皮）。軋制前可用壓力定寬機控制板坯寬度以提高生產(chǎn)靈活性。在半連續(xù)熱軋帶鋼廠，兩次粗軋過程都由往復(fù)式萬能軋機來完成。經(jīng)第二架粗軋機軋制后，板坯被軋制成厚度約為40mm的帶坯。用切頭剪剪斷端部后，帶坯經(jīng)7機架精軋機組軋制，。最后，帶鋼被水冷至卷取溫度。為達到質(zhì)量要求并獲得熱軋帶鋼的性能參數(shù)，在精軋和冷卻階段，應(yīng)對帶鋼的厚度、寬度、平整度和終軋溫度進行精確控制[4]。按照要求，熱軋帶鋼可以按以下形式交貨：軋制狀態(tài)（表面由一薄層氧化鐵皮），酸洗涂油狀態(tài)（無氧化鐵皮），平整狀態(tài)（對軋后的整卷帶鋼給以輕微壓下量的軋制過程），熱軋卷，縱切成窄帶鋼，切成定尺的鋼板，切邊熱卷等。圖1熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝圖幾種新技術(shù)簡介中間坯保溫技術(shù)和邊部感應(yīng)加熱技術(shù)粗軋機出口帶坯長度可達80～90m，進精軋機軋制過程中，為了減少輸送輥道上的溫度降，以節(jié)約能耗，近年來很多工廠還采用在輸送輥道上安置絕熱保溫罩或補償加熱爐（器）。保溫罩內(nèi)表面附一層吸熱溫升快、熱反射率高的特殊合金層，有效地提高了進入精軋的中間坯溫度，從而可降低加熱爐出坯溫度，提高成材率，節(jié)約燃耗。還可提高板帶末端溫度、減少帶鋼頭尾溫差，使板帶溫度更加均勻，可軋出更寬、更薄、重量更大及精度性能質(zhì)量更高的板卷[5]。帶坯在軋制過程中，邊部由于散熱較快，其溫降大于中部溫降，溫差大約為100℃。邊部溫差大，在帶鋼橫截面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時，還將造成軋制中邊部裂紋和對軋輥嚴重的不均勻磨損。因此，在精軋機組前對帶坯邊部進行加熱，將溫度補償?shù)脚c中部溫度一致[6]。一般采用電磁感應(yīng)加熱器，可使帶坯邊部溫度提高30～50℃，使帶鋼橫向溫度更加均勻，從而減少帶鋼邊部裂紋，以適應(yīng)軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的鋼。組織性能控制與鐵素體區(qū)軋制新技術(shù)熱軋板帶鋼的內(nèi)在質(zhì)量除了受材料本身化學(xué)成分的影響之外，很大程度上取決于軋制過程中的變形制度和冷卻制度。通過控制變形量的分配、終軋溫度、卷取溫度、冷卻速度，可以控制產(chǎn)品的晶粒度、析出、相變、微結(jié)構(gòu)形態(tài)等組織結(jié)構(gòu)特征和屈服強度、抗拉強度、伸長率、斷面收縮率、韌性等力學(xué)性能參數(shù)。熱軋帶鋼中最有效的組織性能控制手段是通過控制軋件在層流冷卻區(qū)的冷卻過程來控制卷取溫度[7]。鐵素體區(qū)軋制工藝，又稱為溫軋（WarmRolling），最初開始于20世紀80年代后期。其初始的設(shè)計思想是簡化工藝、節(jié)約能源為主要目的，力圖以傳統(tǒng)的連鑄坯為原料，通過鐵素體區(qū)軋制，生產(chǎn)一種可直接使用或供隨后冷軋生產(chǎn)的價格便宜、質(zhì)軟、非失效的熱軋板。由于IF鋼的γ→α轉(zhuǎn)變溫度較高，很難保證IF鋼在奧氏體區(qū)終軋，相反容易實現(xiàn)鐵素體區(qū)軋制，所以鐵素體區(qū)軋制工藝隨著IF鋼的發(fā)展應(yīng)運而生。IF鋼鐵素體區(qū)軋制工藝與傳統(tǒng)的IF鋼生產(chǎn)工藝區(qū)別，在于傳統(tǒng)的IF鋼熱軋生產(chǎn)中粗軋和精軋溫度均在Ar3以上，即在奧氏體區(qū)軋制，而鐵素體區(qū)軋制時精軋在Ar3以下，即在鐵素體區(qū)軋制。鐵素體區(qū)軋制是在Ar3溫度以下軋制，由于溫度低，可降低加熱溫度，這樣不僅可以節(jié)約燃料，開發(fā)加熱爐的潛在生產(chǎn)力，從而提高效益，還可以大幅度降低由此產(chǎn)生的氧化鐵皮損耗，且氧化鐵皮量大大減少，不僅提高了成材率和帶鋼的表面質(zhì)量，還使冷軋前酸洗效率提高。由于采用較低的軋制溫度，首先表現(xiàn)為軋件表面質(zhì)量的提高，其次，鐵素體區(qū)帶鋼的內(nèi)部應(yīng)力較低，可有效地提高帶鋼的平直度。因此，鐵素體區(qū)熱軋對產(chǎn)品質(zhì)量是有利的。通過降低精軋機機組的軋制溫度，能有效地減少軋輥磨損、增加有效工作時間，提高生產(chǎn)率。采用鐵素體區(qū)熱軋工藝，通過鐵素體區(qū)熱軋生成的｛111｝織構(gòu)能夠遺傳到冷軋過程并在冷軋過程中得到加強，因此鐵素體軋制工藝可以以較小的冷軋壓下率得到傳統(tǒng)工藝在較大壓下率情況下得到的相或更強的｛111｝織構(gòu)，保證冷軋板的深沖性能。IF鋼在鐵素體區(qū)熱軋時，若能采取合理的控制軋制、控制冷卻制度和較好的潤滑條件，產(chǎn)品經(jīng)退火或高溫卷取酸洗后可作為成品直接使用，并使IF鋼的r值達到接近3的超級深沖鋼，從而免去了冷軋工藝，使產(chǎn)品成本大大降低[8]。自由程序軋制技術(shù)軋制程序是決定板坯軋制順序的基準，它對產(chǎn)品的質(zhì)量、軋制能耗、成本和成材率都有直接影響。傳統(tǒng)的軋制程序不僅不適應(yīng)于連鑄——熱裝、連鑄——直接軋制等技術(shù)，限制了生產(chǎn)計劃安排和軋機能力提高，而且也不利于板帶表面質(zhì)量和尺寸精度的提高。在傳統(tǒng)的熱軋帶鋼生產(chǎn)中，每次換輥后軋輥為冷態(tài)，沒有熱凸度，為了維持正常生產(chǎn)所需要的凸度，必須按一定的規(guī)程組織軋鋼生產(chǎn)，產(chǎn)品的寬度軋制順序應(yīng)首先安排寬度較窄的“燙輥材”，使軋輥生成較為穩(wěn)定的熱凸度，然后按照一定的步長，逐漸增加寬度，達到最大可軋寬度，在穩(wěn)定生產(chǎn)一段時間后，軋輥開始在最大寬度上的磨損增加，又需逐漸地減小寬度，直到軋到最小寬度后，軋輥報廢。除了寬度方面的限制之外，軋件的厚度和硬度（指不同鋼種變形抗力的差別）的跳躍也不能太大。這種安排軋制計劃的方式與鋼材買方市場的現(xiàn)實相矛盾，目前在世界范圍內(nèi)鋼材生產(chǎn)能力已過剩，軋鋼廠只能按照用戶的需求安排軋制計劃，而不能拘泥于已有形式。另一方面，以大幅度節(jié)能為目標開發(fā)出的連鑄連軋直接軋制技術(shù)，也需要突破傳統(tǒng)軋制計劃的限制，開發(fā)應(yīng)用自由程序軋制技術(shù)（ScheduleFreeRolling）迫在眉睫。隨著軋制技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是熱軋工藝潤滑、在線輥型檢測、在線磨輥、高精度板形控制（工作輥橫移、交叉等）、定寬壓力機和高精度寬度控制以及耐磨性能優(yōu)良的新材質(zhì)軋輥等技術(shù)的相繼開發(fā)與應(yīng)用，保證了軋輥磨損、板厚、板形控制等技術(shù)問題，使得有可能突破傳統(tǒng)軋制計劃的限制，實現(xiàn)自由程序軋制技術(shù)。但在具體應(yīng)用方面，還不夠完善，其經(jīng)驗還不夠成熟，有待于人們進一步研究，相信在不久的將來真正意義的自由程序軋制技術(shù)會得以實現(xiàn)[9]。雖然我國熱軋帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)量和技術(shù)已有極大發(fā)展，但在發(fā)展中也存在一定問題。熱軋潤滑技術(shù)可明顯減少輥耗，減小軋制力制力矩，提高作業(yè)率，并顯著改善熱軋帶鋼表面質(zhì)量及后續(xù)冷軋帶鋼表面質(zhì)量，經(jīng)濟效益非常明顯。因此，近年來，熱軋潤滑技術(shù)得到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用[10]。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和市場競爭的加劇，熱連軋廠生產(chǎn)任務(wù)不斷擴大，薄規(guī)格鋼種比例也越來越大為滿足市場的需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)任務(wù)的完成，經(jīng)過市場調(diào)研和技術(shù)儲備，熱連軋廠決定采用工藝潤滑技術(shù)，以實現(xiàn)增加不銹鋼，硅鋼及普通鋼單位軋制量以及不銹鋼普通鋼規(guī)格薄化的目的。熱連軋工藝潤滑經(jīng)過兩年的工業(yè)試驗及大量的生產(chǎn)試驗，已取得成功，現(xiàn)已交付生產(chǎn)，投入正常使用。工藝潤滑的投入使用，標志著熱連軋生產(chǎn)技術(shù)水平又邁上一個新臺階。熱軋過程中產(chǎn)生氧化鐵皮的問題由于鋼材的熱軋制過程是在800～1200℃的高溫中進行，所以在加熱或軋制過程中表面會產(chǎn)生氧化鐵皮。表面附著氧化鐵皮就進行軋制是鋼材表面受損傷的主要原因。熱軋時軋輥與軋件間存在氧化鐵皮，給熱傳導(dǎo)和表面形狀帶來很大影響，特別是由于氧化鐵皮的變形和破壞的形態(tài)，產(chǎn)生各種各樣的表面損傷。一般帶鋼在熱軋過程中形成的氧化鐵皮可以分為三種形態(tài)：在加熱爐內(nèi)形成的初生(一次)氧化鐵皮，在精軋前形成的二次氧化鐵皮，以及精軋及其后續(xù)冷卻過程中形成的三次氧化鐵皮。初生（一次）氧化鐵皮由設(shè)置在粗軋機前的1＃除鱗箱經(jīng)高壓水除鱗去除，二次氧化鐵皮由布置在粗軋機組內(nèi)的高壓除鱗水和精軋機組前的2＃除鱗箱去除，三次氧化鐵皮通過精軋區(qū)帶鋼表面溫度控制、工作輥輥面狀態(tài)控制等來控制其厚度以及與帶鋼基體的結(jié)合狀態(tài)，最后通過冷軋前的酸洗去除。質(zhì)檢人員在開卷判定時，一般是按氧化鐵皮酸洗后影響深度進行分級，共5種：好、粗糙、輕微、中等、嚴重。嚴重表示酸洗后會留有黑點；中等表示已酸洗干凈但會留有手感明顯的麻坑；輕微表示已酸洗干凈但會留有手感不明顯麻坑或目視可見的小白條?，F(xiàn)在，根據(jù)影響氧化鐵皮產(chǎn)生的原因，可以分為除鱗系、板道系、溫度系、軋輥系、粘鐵[11]。小結(jié)熱軋帶鋼品種多、成本低，我國板帶鋼市場仍有較大的缺口，而且板帶鋼消費比例逐年上升，市場潛力大，因此板帶鋼的發(fā)展前景是美好的[12]。但是，目前我國板帶生產(chǎn)與利用在資源配置方面還有許多不甚合理之處，與國外先進技術(shù)相比還有一定的差距。在這種情況下，應(yīng)充分發(fā)揮窄帶鋼小而全、成本低、品種多的特點，通過技術(shù)改造，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，開拓?zé)彳垘т摦a(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域。2產(chǎn)品方案與金屬平衡產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格及年產(chǎn)量計劃。本車間依據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。編制產(chǎn)品方案的原則及方法：（1）國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。（2）考慮產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。（4）考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。熱軋產(chǎn)品品種及產(chǎn)品鋼號標準本次熱軋帶鋼車間設(shè)計參照鞍鋼1780熱軋生產(chǎn)先進行。根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)實際和要求，其產(chǎn)品主要供給冷軋廠、硅鋼廠和生產(chǎn)熱軋商品卷。產(chǎn)品的材質(zhì)主要有低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、管線用碳素鋼、熱軋無取向硅鋼、汽車用鋼、一般耐熱鋼等。產(chǎn)品鋼號標準：：(JISG3141)SPCC、SPCD、SPCE、CQ、DQ、DDQ、HSLA；（1）熱軋軟帶鋼:(JISG3141)SPHC、SPHD、SPHE；（2）一般結(jié)構(gòu)用熱軋帶鋼：(JISG3101)相當于SS330、SS400、SS490、SS540；Q195、Q215、Q235（中國標準）(3)機械結(jié)構(gòu)用碳素鋼：08AL（中國標準）；(4)一般結(jié)構(gòu)低合金熱軋帶鋼：(JISGB106)SM400B、SM400C；(5)鋼管用熱軋帶鋼：（API-5LS標準）X-42、X-60、X-65、X-70；(6)冷軋無取向硅鋼用熱軋帶鋼：（舊JIS標準）S30-S60；(7)一般耐熱性能熱軋帶鋼：(JISG3125)SPHA、（中國標準）09CuPTiRe。產(chǎn)品品種規(guī)格及代表尺寸1.產(chǎn)品規(guī)格，產(chǎn)品規(guī)格列表規(guī)格熱軋商品卷供冷軋鋼卷橫切鋼板分卷鋼卷厚度(mm)寬度(mm)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)最大卷重(t)最大單位寬度(kg/mm)800-1630φ762φ1100-21503023板坯200mm厚800-1630φ762φ1100-215030800-163030800-1630φ762φ1100-2150302.產(chǎn)品極限尺寸，產(chǎn)品極限尺寸列表鋼種代表鋼號極限尺寸（厚×寬）低碳鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼管線鋼SPHCS15CSM400CX42～X70×800×1630×800×1630×800×1630×800×16303.產(chǎn)品寬度代表尺寸單位：mm寬度800-10001001-11001101-13001301-15001501-1630代表尺寸9001050120014001600產(chǎn)品厚度的代表尺寸單位：mm厚度代表尺寸年計劃產(chǎn)量及所占比例要求生產(chǎn)的產(chǎn)品量為420萬噸/年。。按產(chǎn)品流向分配的年產(chǎn)量產(chǎn)品種類產(chǎn)品規(guī)格計劃產(chǎn)量（t/a）所占比例%厚度（mm）寬度(mm)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)最大卷重（t）熱軋商品卷板800-16307621000-215030600000冷軋用熱軋板卷800-16307621000-2150301500000經(jīng)橫切的商品板800-16307621000-215030800000經(jīng)分卷的商品卷800-16307621000-2150301200000管線鋼用熱軋卷1015-16307621000-215030100000合計4200000100按產(chǎn)品規(guī)格分配的年產(chǎn)量表單位：mm厚度寬度合計900~10001001~11001101~13001301~15001501~1630t/a%~~~~~~~合計t/a%120000100000600008000090000700006000058000010000014000010000014000013000017000010000088000011000016000016000012000014000014000012000095000018000014000015000016000012000080000140000970000100000180000120000100000100000130000900008200006100007200005900006000005800005900005100004200000100100100金屬平衡是反應(yīng)在某一定時期內(nèi)（通常是1年），制品金屬材料的收支情況。它是編制車間生產(chǎn)預(yù)算與制定計劃的重要數(shù)據(jù)，同時對于設(shè)計車間的內(nèi)部運輸與外部運輸，以及車間的平面布置都是極為重要的數(shù)據(jù)。本廠設(shè)計年產(chǎn)能力420萬噸，需要連鑄坯量4288486噸，。連鑄坯連鑄坯4288486t熱軋生產(chǎn)線4216495t橫切商品板805964t供分卷鋼卷1210531t供冷軋鋼卷1500000t管線熱軋卷100000t熱軋商品卷600000t800000t成品鋼卷4200000t100000t600000t1200000t1500000t%100%%%100%100%根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗及產(chǎn)品方案，。金屬平衡表序號機組及產(chǎn)品名稱板坯量（t）熱軋鋼卷量（t）成品板卷（t）成材率%金屬消耗軋制線精整線氧化及燒損切損及廢品切損及廢品t%t%t%12--軋機熱軋鋼卷（板）小計帶鋼成品供冷軋鋼卷供分卷鋼卷供橫切鋼卷管線鋼用卷熱軋商品卷小計--428848642884864228447--421649542164954216495150000012105318059641000006000004216495150000012000008000001000006000004200000100100100------------3001942285----3001942285------------------------10531--------5964------------------------16495原料的選擇原料種類及規(guī)格原料選為為連鑄坯，年需要量4288486t，板坯由鞍鋼煉鋼廠連鑄車間供給。這些板坯經(jīng)表面清理、檢查合格、打印標記后送到本車間。。板坯規(guī)格厚度（mm）長度（m）寬度（mm）重量（t）230（標準坯）1000~1700Max：30板坯技術(shù)條件。產(chǎn)品工藝及質(zhì)量控制精度質(zhì)量控制項目保證偏差測量長度百分數(shù)厚度精度±㎜%寬度精度0～7㎜%凸度精度±㎜%平直度38i%終軋溫度±20℃%斷面輪廓±㎜%楔形≤%h%卷曲溫度±15℃%表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質(zhì)量的局部缺陷亦允許存在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長度的8％。年需坯數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品方案和金屬平衡確定車間年需坯數(shù)量，。年需坯數(shù)量表厚度寬度合計1000~11001101~12001201~14001401~16001601~1700t/a%~~~~~~~合計t/a%12000010000060000802669000070000600005802661000001400001000001400001300001702201000008802201100001600001630001200001400001400001200009530001800002000001500001650001200008000014000010350001000001900001300001000001000001300009000084000061000079000060300060526658000059022051000042884861001001003軋制工藝過程及軋制制度的制定典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程示意圖本熱軋帶鋼生產(chǎn)車間的年產(chǎn)量為420wt/a，典型產(chǎn)品為16MnR，×1520mm。為保證產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量，生產(chǎn)采取較為先進的生產(chǎn)工藝流程，。連鑄板坯步進式加熱爐高壓水除鱗R1（E1,E2）粗軋機（帶前后立輥）飛剪保溫罩精軋機層流冷卻精軋機組軋制高壓水除鱗箱卷取機檢查卷取，分卷，橫切成品生產(chǎn)工藝流程簡介

熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置，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表面質(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。熱連鑄坯分別存放在四個板坯跨內(nèi)，當連鑄機和熱軋機的生產(chǎn)計劃相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)中間輥道直接磅到加熱爐后的裝料輥進行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)計劃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。DHCR直接熱裝坯約占10％，t≥700℃。HCR保溫后裝爐坯約占50％，t≥550℃；CCR冷裝坯約占40％,t≥室溫。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1200～1250℃出爐。加熱出爐后的板坯，首先經(jīng)過高壓水除鱗清除氧化鐵皮，而后進入粗軋機組，R1粗軋機為四輥可逆式軋機，與可逆式立輥軋機E1靠近布置，板坯在E1R1上軋制3道后，經(jīng)輥道送至E2R2四輥可逆式軋機軋制3道次，軋成30～60mm的中間帶坯。帶坯經(jīng)中間輥道送至切頭飛剪剪去帶坯頭、尾，然后經(jīng)精軋機前除鱗設(shè)備除去帶坯表面的氧化鐵皮，送入精軋機組軋制。粗軋機組產(chǎn)生廢帶坯，由設(shè)在中間輥道傳動側(cè)的廢品推出機推至廢品臺架上，切割后用載重小車運走。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。為減少切損，切頭飛剪設(shè)有最佳化剪切系統(tǒng)?！榇_保軋制精度和控制板型，在F1～F7精軋機上設(shè)有動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動控制系統(tǒng)。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)。成品帶鋼經(jīng)精軋機組后的輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)后，使溫度降到規(guī)定的卷曲溫度，由液壓助卷卷曲機卷成鋼卷。卷曲完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷曲機，經(jīng)臥式自動打捆機打捆后，再由臥式翻卷機將鋼卷翻卷成立卷放在鏈式運輸機中心位置上，由鏈式運輸機和步進梁運送鋼卷，必要時將鋼卷送到檢查機組打開鋼卷頭部進行檢查。鋼卷經(jīng)稱重打印后根據(jù)下一工序決定鋼卷的流向。去精整線的鋼卷先翻成臥卷再由運輸機送到本車間熱鋼卷庫分別進行加工；去冷軋廠的鋼卷由運輸機運到鋼卷轉(zhuǎn)運站，再由鋼卷運輸小車送至冷軋廠。板帶鋼軋制工藝制度主要包括：（1）壓下制度它是板帶軋制工工藝制度中最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系到產(chǎn)量、質(zhì)量和操作的穩(wěn)定性。其主要內(nèi)容是確定所采用的軋制方法、軋制道次和道次壓下量。（2）溫度制度包括加熱溫度制度，軋制溫度制度（開軋、終軋溫度和道次溫度的確定）和冷卻溫度制度（包括卷曲溫度和緩冷制度等）。溫度制度取決于對產(chǎn)品的性能要求和變形制度、但對變形制度本身又有所影響。（3）速度制度多數(shù)板帶軋機與不可逆式的型鋼軋機不同，采用可調(diào)速的可逆軋機或連軋機。速度制度的合理與否同樣影響軋機的產(chǎn)量和軋鋼過程的順利進行。所謂合理的工藝制度，是相對而論的。因為某一制度都是針對某一特定的設(shè)備條件、車間布置、原料供應(yīng)等具體情況而制定。另一方面，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗是工藝制度所追求的目標，但這三者在客觀上是有一定矛盾的，而質(zhì)量的多項指標之間也存在一定的矛盾，因而工藝制度只能根據(jù)具體要求求得總體上的合理性。加熱制度在熱軋帶鋼的生產(chǎn)中，為使鋼材便于軋制，就必須根據(jù)鋼本身特性的不同而采取不同的加熱制度。加熱質(zhì)量的好壞與帶鋼軋制工藝及質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。加熱目的在軋鋼之前，要將原料進行加熱，其目的在于提高鋼的塑性，降低變形抗力及改善金屬內(nèi)部組織性能，以便于軋制加工。2．加熱要求鋼坯在軋制前加熱的好壞直接影響軋機產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量和能量消耗、設(shè)備安全及其他技術(shù)經(jīng)濟指標。對此，必須滿足以下加熱要求：加熱溫度要準確、不產(chǎn)生過熱和過燒；加熱時板坯內(nèi)外溫度要均勻，盡量將溫差限制級在允許范圍內(nèi)，否則產(chǎn)生熱應(yīng)力；盡量減少板坯加熱時氧化損失，以降低成本，提高表面質(zhì)量；防止含碳量高的板坯在加熱時脫碳；不同的鋼種制定不同的合理的加熱制度。鋼的加熱溫度主要應(yīng)根據(jù)各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，從保證鋼材質(zhì)量和產(chǎn)量出發(fā)進行確定。加熱溫度的上限和下限對低合金鋼和碳鋼，可根據(jù)Fe-C平衡相圖確定加熱溫度的上限和下限，理論上應(yīng)當是固相線AE，實際上加熱溫度上限一般低于100~150℃。其下限理論上高于Ar3（高30~50℃），這個溫度通常是1150~1250℃。此外還要考慮到出爐到軋制終了時的全部溫降情況。加熱溫度必須考慮軋鋼工藝的要求、設(shè)備布置特點等。合金鋼的加熱溫度，尤其高合金鋼中合金元素的種類、含量不同，故具體考慮。板坯的加熱時間可按下面的經(jīng)驗公式計算：1）冷裝加熱時間：τ=C·B()式中:τ——加熱時間，小時；B——鋼坯厚度，厘米；C——系數(shù)；2）熱裝加熱時間：鋼坯熱裝時加熱時間取決于其入爐溫度，溫度越高，加熱時間越短。故熱裝加熱時間可按下面公式確定：t1=(T-200)式中：T—裝爐時金屬溫度，℃。系數(shù)C的選擇鋼種C碳素鋼~合金結(jié)構(gòu)鋼~高合金結(jié)構(gòu)鋼~高合金工具鋼~本設(shè)計采用熱裝加熱，依據(jù)典型產(chǎn)品取C=，則加熱時間t1=××（550-230）=。壓下制度板帶鋼軋制壓下規(guī)程是半袋軋制制度最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系著軋機的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。其內(nèi)容包括確定采用的軋制方法，軋制道次及每道次的壓下量等。熱軋帶鋼的壓下規(guī)程包括粗軋和精軋兩部分。本次設(shè)計的典型產(chǎn)品是：16MnR，×1520mm。粗軋機的作用是將加熱后的板坯，經(jīng)本機組的粗軋機軋制成規(guī)定的厚度和寬度的中間坯。根據(jù)產(chǎn)品選擇原料選擇連鑄坯的規(guī)格為：230×1500×10000mm，。坯料的化學(xué)成分單位：%牌號CSiMnPSAlt16MnR

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≤

≥（2）根據(jù)成品板寬確定精軋目標寬度由公式：BF=BC×（1+C1×TF7）+β()式中BC——成品板寬，mm；BF——精軋目標寬度，mm；C1——熱膨脹率，×10-5；TF7——精軋末架出口溫度，取880℃；β——寬展邊余量，一般為6~8mm。則：BF=BC×（1+C1×TF7）+β=1520×（1+×10-5×880）+6=。（3）確定出F1E的目標寬度BF1E由公式:BF1E=BF-ΔBF()式中：ΔBF——精軋機組的總寬展量。由于精軋機組的寬展量較小，為方便計算可以忽略不計，故ΔBF=0，則：BF1E=BF=。（4）粗軋各道次壓下量分配。各道次壓下率分配范圍軋制道次123456軋5道的ε%203035~4035~5030~50--軋6道的ε%15~2322~3020~3527~4030~5015~35本設(shè)計粗軋時由兩架粗軋機軋6道次，根據(jù)實際經(jīng)驗，中間坯厚度范圍在30~60mm，本設(shè)計取30mm，粗軋總壓下量為200mm。。粗軋各道次壓下分配軋制道次123456ε%152532Δh（mm）35494839218軋前H(mm)230195146986948軋后h（mm）19514698694840（5）粗軋各道次寬展量計算由公式:ΔBi=Ki×Δhi()式中：ΔBi——第i道次的寬展量，mm；Δhi——第i道次的壓下量，mm；Ki——各軋機寬展系數(shù)，取K=。則：ΔB1=K×Δh1=×35=;ΔB2=K×Δh2=×49=;ΔB3=K×Δh3=×48=;ΔB4=K×Δh4=×39=;ΔB5=K×Δh5=×21=;ΔB6=K×Δh6=×8=;∑ΔBi=60mm(6)寬向所需的總的側(cè)壓量由公式：∑ΔB’=(C2×B坯-BF1E)+∑ΔBi()式中：∑ΔB’——寬向的總側(cè)壓量，mm；C2——熱膨脹系數(shù)，；B坯——常溫下的坯料寬度，mm；則∑ΔB’=(C2×B坯-BF1E)+∑ΔBi=(×)+60=（7）各道次寬度計算各道次寬度等于軋前寬度減去側(cè)壓量再加上寬展量，。各道次寬度計算單位：mm道次123456F1E軋前寬度15001480側(cè)壓量10寬展量--軋后寬度1480精軋機組的主要任務(wù)是把從粗軋機架輸送來的中間坯通過七機架連軋，把帶坯軋成符合用戶要求的合格產(chǎn)品。精軋機組壓下量分配原則：第一架可以預(yù)留適當?shù)挠嗔?，即是考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備允許的壓下量；第二、三架要充分利用設(shè)備能力，給予盡可能大的壓下量；以后各架逐漸減小，到最末一架一般在10~15%左右，以保證板型，厚度精度及性能質(zhì)量。。。連軋機組各機架壓下率一般分配范圍機架號1234567ε%40~5035~4530~4025~3515~2510~15--ε%40~5035~4530~4025~4025~3520~2810~15精軋機組壓下規(guī)程單位：mm機架號1234567軋前H402415107軋后h2415107Δh169531ε%速度制度制度速度制度就是確定各道次的速度圖，并計算各道次的純軋時間及間隙時間。粗軋速度制度根據(jù)體積不變原理：BHL=bhl可以粗略得出各軋機道次連鑄坯的長度，。（由于長度方向有切頭尾，而厚度方向變化很小，所以厚度和長度方向不考慮熱膨脹。）粗軋各軋機道次連鑄坯的長度參數(shù)0123456B(mm)15001480H(mm)23019514698694840L(m)10本設(shè)計粗軋機共軋6道次。根據(jù)經(jīng)驗資料取平均加速度a＝40rpm/s,平均減速度為b=60rpm/s。采用梯形速度圖，：()式中：——該道軋后軋件長度，m；——梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；——軋件的咬入速度，轉(zhuǎn)/分；——軋件的拋出速度，轉(zhuǎn)/分；——工作輥的直徑m，取D=。粗軋各道次速度制度道次123456L（m）ny（轉(zhuǎn)/分）202020202020nh（轉(zhuǎn)/分）404040404040np（轉(zhuǎn)/分）202020202020tzh（s）tj（s）121281212--注：tj為道次間隙時間軋件出粗軋機的速度可由公式求出：（）所以：=，m/s，粗軋機到精軋機組的距離共120m，因此，尾部軋完后，m/s的速度逐漸降到精軋第一架的咬入速度0.5m/s，=，此段運行時間取為36s。粗軋速度圖2．精軋機速度制度（1）確定最末架軋機F7的出后（出口）速度V7末架出口速度的上限受電機能力帶鋼軋厚的冷卻能力限制，并且厚度小于2mm的薄帶鋼在速度太高時，還會在輥道上產(chǎn)生漂浮跳動現(xiàn)象，但速度太低又會降低產(chǎn)量且影響軋制速度，故應(yīng)盡可能采取較高的速度。末架穿帶速度一般以成品厚度為依據(jù)，。，故取穿帶速度為10m/s。末架軋機最高軋制速度取為20m/s。末架穿帶速度成品厚度mm穿帶速度m/s成品厚度mm穿帶速度m/s成品厚度mm穿帶速度m/s~~~~~~~~~(2)帶鋼熱連軋機組的速度曲線圖精軋速度圖其中，A點：穿帶開始時間,穿帶速度為10m/s；B點：帶鋼頭部出末架至其頭部達到計數(shù)器設(shè)定值點后（0~50mm）開始第一級加速，~；C點：帶鋼頭部咬入卷取機后開始第二級加速，m/s2；D點：帶鋼以工藝制度設(shè)置的最高速度軋制，取15m/s；E點帶鋼尾部離開第三架時，機組開始減速，減到13m/s；F點：帶鋼尾部離開第六架，以13m/s速度等待拋出；G點：帶鋼尾部離開精軋機組，開始第二次降速；H點軋機以穿帶速度等待下一條帶鋼。I點；第二條帶鋼開始穿帶。（3）軋制時間的計算1）AB段：取，2）BC段：精軋機組末架軋機至卷曲機的距離為125m，則：，取加速度則：；3)CD段：取加速度則：EF段：式中——帶鋼尾部出第三架，六架軋機時，這時還能軋出的帶鋼長度；——第i架軋機軋出厚度；——精軋機各架間距；，，，此段加速度為：，；5）FG段：，；6）DE段：成品帶鋼長度：，取L=667m；則：DE段所軋帶鋼長度為：；7）GHI段：，間隙時間15s。綜上：精軋機組的純軋時間為：（4）其它各機架速度制度的確定由秒流量相等的原則，即。其中為第架的前滑值，為第架的軋出厚度。由于熱軋過程中前滑很小，可以忽略不計，故上式可轉(zhuǎn)化為。從而得出其它各架的速度，。精軋機組各架軋制速度單位：m/s機架1234567V0穩(wěn)定軋速15穿帶速度10注：V0為進精軋機組的咬入速度溫度制度板坯的加熱溫度，由Fe-C相圖，定為1200℃，考慮到鋼坯從加熱爐到粗軋機組有溫降，第一道次開軋溫度定為1150℃。由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道次溫降時應(yīng)以尾部溫度為準。對于粗軋來說各道次的溫降可采用下面的公式：（）式中：——道次溫降，℃；——前一道次溫度，℃?！摰来伍g隙時間和純軋時間；——該道次軋前厚度，mm；——前一道次的絕對溫度，K。則第一道次軋后尾部溫度為：第二道次軋后尾部溫度：第二道次軋前頭部溫度：第三道次軋后尾部溫度:第三道次軋前頭部溫度：接著進入第四架粗軋機，第四架的軋前頭部溫度為：第四道次軋后尾部溫度：第五道次軋前頭部溫度：第五道次軋后尾部溫度：第六道次軋后尾部溫度：道次123456溫度（℃）精軋溫度根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，帶坯在輥道上運行時的溫降為1~2℃/s，設(shè)定輥道降溫為10℃，精軋在除鱗箱的溫降為30℃，由于精軋前立輥與精軋機組距離較近，忽略此處溫降，=℃。精軋末架的出口溫度為880℃?？紤]到軋制過程中塑性變形熱和摩擦熱，以冷卻水降溫，輻射散熱等多重因素的影響，結(jié)合現(xiàn)場實際，采用溫降公式：（）（）其中，——精軋前軋件的溫度℃和厚度mm；，——軋件終軋溫度℃及厚度mm。根據(jù)上公式℃取880℃考慮到現(xiàn)場軋制生產(chǎn)中，精軋機組間采用冷卻水控制溫度，根據(jù)生產(chǎn)需要，。精軋各架溫度變化機架1234567溫度(℃)880CVC帶表“連續(xù)可變凸度”，其技術(shù)的基本原理是將上下工作輥的輥型設(shè)計成花瓶的S型，然后相對180°布置，組成相互對稱的輥縫形狀，通過工作輥沿軸向移動，達到改變工作輥所組成輥縫形狀，以控制帶鋼的橫截面形狀及延伸情況，從而得到所要求的板型。CVC技術(shù)在不斷減少對軋輥支持作用的情況下，實現(xiàn)了軋輥凸度的連續(xù)變化，從而起到板型控制作用。該裝置即滿足了對控制輥縫的要求，又節(jié)省了大量的配置輥型的軋輥，也就是既提高了板型質(zhì)量，又降低了生產(chǎn)成本。CVC輥型中性CVC輥型中性CVC輥型圖輥原理正輥負輥PC輥原理圖PC輥為PairCross的縮寫，即上下工作輥（包括支撐輥）軸線有一個交叉角度，上下軋輥（平滾），當軸線有交叉角度時將形成一個相當于有輥型的輥縫形狀（相當于軋輥具有正凸度）。因此PC輥為了得到整凸度輥縫形狀就必須采用帶有負凸度的軋輥。軋輥交叉調(diào)節(jié)出口斷面形狀的能力相對比較大，但是由于軋輥交叉將產(chǎn)生較大的軸向力，因此，交叉角度不能太大，否則將影響軸承壽命。目前一般小于1°。PC輥在應(yīng)用中的另一問題是軋輥的磨損，為此，目前PC軋機都帶有在線磨損裝置以保持輥縫形狀的穩(wěn)定。PC軋輥的優(yōu)點是調(diào)節(jié)凸度的能力較大，但是存在很大的軸向力而限制了其調(diào)節(jié)能力。PC輥的缺點是機構(gòu)復(fù)雜以及軸向力（達到軋制力的8%~10%）將使軸承壽命縮短，使維護工作量增大，并增加了軋制力測量的滯后性，采用PC輥時彎輥力一般不能超過80t。PC軋輥一般用于凸度預(yù)定，不用于在線（軋制時）調(diào)節(jié)。本設(shè)計精軋機組F1，F(xiàn)5～F7為常規(guī)軋機；F2～F4為PC軋機，F(xiàn)4～F7帶有ORG裝置，對工作輥的偏磨損及表面粗糙，通過段差磨削及表面磨削來消除，可進行不受同寬度軋制，寬度逆轉(zhuǎn)軋制的自由軋制，同時，可以延長換輥周期。F1～F7采用橫移臺車快速換工作輥，減少停軋時間。熱軋帶鋼厚度精度一直是提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要目標。板帶鋼軋制厚度波動主要來源于軋制力的波動，影響厚度波動的因素有以下幾個方面：（1）由帶鋼本身工藝參數(shù)波動造成，這包括來料頭尾溫度不均、水印、來料厚度不均以及化學(xué)成分偏析等。（2）由軋機參數(shù)變動造成，這包括支承輥偏心、軋輥熱膨脹、軋輥磨損以及油膜軸承油膜厚度變化等。軋機參數(shù)變動將使輥縫發(fā)生周期變動（偏心）及零位偏移（熱膨脹等）。這將在輥縫不調(diào)整情況下，使軋件厚度發(fā)生周期波動火緩慢變化。自動厚度控制系統(tǒng)是用來克服帶鋼工藝參數(shù)波動對厚差的影響，并對軋機參數(shù)的波動給予補償。軋鋼機工作圖表是研究和分析軋制過程的工具，它表示和反映了軋制道次和時間的關(guān)系。其中T為軋制節(jié)奏時間，TZ為總延續(xù)時間，Δt上塊軋完到下塊開始軋制的間隙時間，Σtj為各道次的間隙時間之和。。粗軋機的工作圖表：，設(shè)定：，精軋機的工作圖表其中,4設(shè)備參數(shù)的選擇1．為了完成每年420wt板坯任務(wù)，車間設(shè)置三座步進梁式加熱爐。2．爐子形式，步進梁式板坯加熱爐。3．加熱能力：最大產(chǎn)量：350t/h，加熱230×1500×100000mm的板坯從20℃到1200℃，裝料間隔50mm。4．爐子主要尺寸:爐子基本尺寸名稱尺寸，mm裝料輥道、出料輥道中心線距離47500兩爐中心線距離24000爐子全長42470爐子有效長度40020裝料前室長度2450預(yù)熱段長度11322加熱1段長度9113加熱2段長度9485均熱段長度10100爐子寬度12644爐膛內(nèi)寬度117165．加熱爐爐型圖及尺寸24509008501500700100080070028002450900850150070010008007002800裝料前室預(yù)熱段加熱1段加熱2段均熱段20002000加熱爐爐型圖及尺寸板坯高壓水除鱗裝置高壓水除鱗裝置設(shè)備性能項目指標型式高壓水噴射式集管數(shù)，個上/下各2壓力，MPa16水量，m3/h420噴嘴型式扁平噴射型噴嘴型號相當于DNH1525數(shù)量，個66（合計）粗軋機組車間設(shè)有兩架粗軋機（R1，R2）,與力輥一起構(gòu)成萬能軋機對板坯進行壓下，然后供給精軋機軋制，粗軋機入口處設(shè)有導(dǎo)板，使軋件對中，軋輥軸承座下部設(shè)有換輥滑板。粗軋機主要參數(shù)粗軋機R1R2型式四輥可逆式最大軋制力t4000工作輥mmΦ1200/Φ1100×1780支持輥mmΦ1550/Φ1400×1780主電動機2-AC7000kwKW&rpm0±40/80r/min軋制速度m/s0～～粗軋機小立輥粗軋機小立輥（E1E2）附在每架粗軋機前面，與粗軋機一起構(gòu)成萬能軋機，對粗軋機中的板坯在寬度上進行強有力的壓縮，并保持帶鋼寬度一致，同時也起著對準軋制中心線的作用。粗軋機小立輥設(shè)備主要參數(shù)軋機小立輥E1E2最大軋制力t400最大軋制速度m/s0～～軋輥直徑mmΦ1180～1080軋輥開口度mm770～1780主傳動功率kw2×1450最大壓下量mm60（板坯230mm）保溫罩本設(shè)備是放在延遲輥道上，主要是防止帶鋼的溫降，以保證精軋的開軋溫度，同時也起到節(jié)能消耗的作用。保溫罩設(shè)備性能項目指標型式液壓傾動式液壓缸行程，mm560液壓缸工作壓力，MPa21開啟角度，(°)0、45、90數(shù)量，個11精軋區(qū)設(shè)備選擇飛剪飛剪設(shè)備性能序號名稱技術(shù)數(shù)據(jù)1切頭剪形式異周速滾筒式2剪切能力剪切材料碳素鋼低合金鋼剪切溫度900℃900℃剪切負荷最大1175噸剪切規(guī)格最大60mm×1630mm切頭長度500mm剪切速度約60~150m/min3減速機形式二級齒輪減速機減速比1/潤滑強制給油4電動機1-AC2000kw×680rpm精軋除鱗箱精軋除鱗箱設(shè)備性能項目指標除鱗箱型式雙夾送輥形高壓水噴射式上夾送輥型式空心空轉(zhuǎn)輥式上夾送輥尺寸，mmф510×L1930上夾送輥壓下裝置氣缸驅(qū)動式上夾送輥數(shù)量，根2輥道輥和下夾送輥型式單獨驅(qū)動式輥道輥和下夾送輥尺寸，mmф350×L1930下夾送輥數(shù)量，根2輥道輥數(shù)量，根4電動機，臺×KW×r/min6××250輥道速度，m/min0～275除鱗上集管數(shù)量，根2除鱗集下管數(shù)量，根2除鱗噴咀型號DNH1525每根除鱗集管噴咀數(shù)量，個20除鱗壓力，MPa16水量，m3/h450除鱗罩液壓缸驅(qū)動開閉式精軋機組精軋機組為7架四輥不可逆式連軋精軋機（F），各機架間距6000mm，傳動系數(shù)設(shè)有安全裝置。軋機牌坊為閉口式，工作輥和支持輥用噴嘴來冷卻。1780精軋機組是日本三菱重工設(shè)計，設(shè)備由三菱重工與中國一重合作制造或從日本引進。主要包括：測量輥、切頭剪、精軋機除鱗機、F1E立輥軋機、7架精軋機及其附屬設(shè)備組成。F1，F(xiàn)5～F7為常規(guī)軋機；F2～F4為PC軋機，F(xiàn)4～F7帶有ORG裝置，設(shè)計年生產(chǎn)能力420萬噸。F1E立輥有AWC(寬度自動控制)功能。精軋機采用全液壓壓下裝置AGC系統(tǒng),液壓缸行程為120mm,增加了壓下的快速性，提高板厚的精度。目前AGC系統(tǒng)厚度控制數(shù)學(xué)模型不斷完善,控制精度不斷提高。精軋機組F1～F7采用熱軋油工藝潤滑技術(shù)。F1～F7采用橫移臺車快速換工作輥，減少停軋時間。。精軋機組設(shè)備主要參數(shù)設(shè)備性能參數(shù)數(shù)量7架類型四輥不可逆軋機最大軋制力4000t/每機架開口度（最大輥徑）F1~F370mm,F4~F760mm工作輥直徑F1~F3:φ800/φ710F4~F7:φ700/φ625輥身長度1780mm材質(zhì)高速鋼/高鎳鉻支承輥尺寸1550/1400×1760材質(zhì)45Cr4NiMoV主傳動電機功率KW和轉(zhuǎn)速r/minF1~F3AC10000×100/200F4AC7500×F5AC7500×F6AC7500×F7AC6000×精軋區(qū)其他設(shè)備活套支持器用于張緊精軋機架間的帶鋼，使精軋機架間的帶鋼在恒定的微張力狀態(tài)下保持一定的微套量，形成張力調(diào)節(jié)的緩沖環(huán)節(jié)?；钐纵伔畔聲r，活套輥上表面高出理論軋線的高度?；钐籽b置（）?；钐籽b置設(shè)備性能項目指標型式電動式活套動作角度，（°）60(軋鋼時)，90(換輥時)活套初始角度，（°）輥徑×輥身長，mmф184×1830電動機，KW×r/minL1～L33×2—DC60×58L4～L63×1—DC90×58精軋機引料輥精軋機引料輥項目指標機架F1F7輥身直徑，mm350300材質(zhì)空心鍛鋼厚壁鋼管，表面噴焊數(shù)量，根12電動機，臺×KW×r/minAC×2502×AC8×1400輥子轉(zhuǎn)速，m/min0～2750～1319軋輥交叉裝置軋輥交叉裝置參數(shù)型式電動單側(cè)交叉方式交叉角，（°）Max.絲桿(直徑×螺距),mm180×16交叉速度（絲桿速度）,mm/s電機，臺×KW×r/min2×AC44×13004.磨輥裝置F4～F7軋機在線磨輥裝置。F4～F7軋機在線磨輥裝置項目指標型式2磨頭組合型定壓推壓方式(杯型)研磨范圍工作輥輥身全長磨削研磨方式全面磨削、段差磨削和全面、段差并用磨削砂輪尺寸（外徑×內(nèi)徑×有效厚），mmφ240×φ120×75砂輪研磨速度，r/min800～1000(2個機架)，400～5004（個機架）擺動速度，mm/s50～80砂輪推壓力，kg100～140砂輪傾斜角度隨工作輥傾斜冷卻裝置軋輥冷卻：F1～F7入口側(cè)上支持輥各設(shè)置一根集管。F1～F7入口側(cè)上、下工作輥各設(shè)置一根集管。F1～F3出口側(cè)上、下工作輥各設(shè)置三根集管。F4～F7出口側(cè)上、下工作輥各設(shè)置二根集管。除鱗集管：F1～F3機架間上下各設(shè)置1根除鱗集管。帶鋼冷卻集管：F3～F7機架間上下各設(shè)置1根帶鋼冷卻用集管、氧化物清除集管F1～F7出口軋制線兩側(cè)各設(shè)置1根側(cè)噴集管，上部設(shè)置一根水切噴射集管。除塵集管：F1～F7出口側(cè)上、下各一根。ORG的水切集管：F4～F7入口側(cè)的側(cè)導(dǎo)板的兩側(cè)各有一根冷卻裝置壓力及水質(zhì)使用部位壓力，MPa水質(zhì)F1～F7工作輥冷卻F3～F7機架間冷卻、F1～F7出口側(cè)除塵噴射及吹掃噴水直接水飛剪輸入輥道冷卻飛剪冷卻精軋除鱗箱輥道冷卻F1～F7支持輥冷卻F1～F7機架間活套輥冷卻飛剪輸入輥道內(nèi)部冷卻油冷卻裝置間接水層流冷卻系統(tǒng)設(shè)備性能項目上部下部閥門數(shù)量型式126個空氣操作蝶閥108個空氣操作蝶閥組數(shù)15151～12組每組集管數(shù)量，根61213～15組每組集管數(shù)量，根1212每組流量，m3/h504504集管內(nèi)壓力，MPa冷卻水溫度，℃≤35≤35總水量，m3/h75607560冷卻水區(qū)域長度，mm82800側(cè)噴組數(shù)，組16側(cè)噴壓力，MPa卷取區(qū)主要設(shè)備性能卷取能力材料厚度，mm寬度，mm卷取速度，m/min等級抗拉強度，N/mm2屈服強度，N/mm2碳素鋼7005401630＜250低合金鋼7005401630＜200卷取溫度400℃~項目指標型式液壓3助卷輥卷取機窗口直徑，mm2350帶鋼厚度，mm~帶鋼寬度，mm800~1630板卷外徑，mm1000~2150板卷內(nèi)徑，mm762板卷重量，t最大30單位卷重，kg/mm23傳動電機額定功率，KW2~500轉(zhuǎn)速，r/min320/960卷取速度，rpm最大1300卷取機框架厚度，mm1505軋制力與軋制力矩計算軋制力計算計算公式1.，其公式為；（）式中：m——表示外摩擦?xí)r對P影響的系數(shù)，；當t≥800℃,Mn%≤%時，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa式中：t——軋制溫度，C、Mn為以%表示的碳、錳的含量；——平均變形系數(shù)，；η——粘性系數(shù)，——摩擦系數(shù)，，對鋼輥a=1，對鑄鐵輥a=；——決定于軋制速度的系數(shù)，。與速度的關(guān)系軋制速度（m/s）＜66~1010~1515~20系數(shù)12.各道軋制力計算公式為軋制力計算結(jié)果粗軋機軋制力計算結(jié)果道次123456T(℃)H(mm)230195146986948h(mm)19514698694840Δh(mm)35494839218R(mm)600600600600600600fmK(Mpa)C'111111ηv（mm/s）251025102510251025102510ξ(Mpa)BH（mm）1500bh（mm）1480P(KN)141741801819902206181831712070精軋機軋制力計算結(jié)果道次1234567T(℃)880H(mm)402415107h(mm)2415107Δh(mm)169531Ri(mm)400400400350350350350fmK(Mpa)C'111ηv（mm/s）121022003660611094101308015000ξ(Mpa)(BH+bh)/2P(KN)1641015671151121417918065148137925傳動兩個軋輥所需要的軋制力矩為：，式中：——軋制力；——力臂系數(shù)；——咬入?yún)^(qū)的長度。上式中的力臂系數(shù)根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，~。一般的，軋制力臂系數(shù)隨著軋制厚度的減小而減小。1。粗軋軋制力矩計算結(jié)果道次123456Ri（m）Δh(m)P(KN)141741801819902206181831712070M（）。精軋軋制力矩計算結(jié)果道次1234567Ri（m）Δh(m)P(KN)1641015671151121417918065148137925M（）6設(shè)備能力參數(shù)校核軋輥的物理性質(zhì)軋輥名稱材質(zhì)許用應(yīng)力泊松比彈性模量（Gpa）工作輥F1~F3實心鍛鋼[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa工作輥F4~F7高鎳鉻[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa支持輥F1~F7高速鋼[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPaR1工作輥合金鍛鋼[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPaR1支持輥合金鍛鋼[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa軋輥強度校核在本設(shè)計中，由于粗軋兩架軋機相同，所以對于同一輥徑的情況下，只需校核壓下量最大的一道。對于R1校核第二道次，F(xiàn)1~F3校核第一道，F(xiàn)4~F7校核第四道。由于各機架均為四輥軋機，所以本設(shè)計以粗軋機為例進行校核。校核時，需要校核軋制力較大，軋輥尺寸較小的道次。對于四輥軋機，當采用工作輥驅(qū)動時，由于工作輥受彎矩小，主要由支承輥承擔(dān)，量輥之間圧靠會產(chǎn)生接觸應(yīng)力，因此在設(shè)計校核中，支撐輥校核輥身與輥徑的彎曲應(yīng)力，工作輥校核輥身彎曲應(yīng)力，輥頭的彎曲組合應(yīng)用，以及兩輥間的接觸應(yīng)力大小。參數(shù)計算由于校核時應(yīng)考慮危險情況，故有關(guān)尺寸應(yīng)按最危險情況取值，現(xiàn)將有關(guān)的軋輥參數(shù)列出如下：1．工作輥R1粗軋機主要尺寸為：輥徑D×輥身長度L；1200mm×1780mm，輥頸采用滾動軸承，故根據(jù)經(jīng)驗公式，其尺寸如下：，取為650mm；，取為600mm；萬向接軸示意圖輥頭采用滑塊式萬向接軸，其主要尺寸如下：輥頭的直徑， 取1190mm。厚度，取320mm。，取200mm。，壓下螺絲中心距抗扭斷面系數(shù)12345其它參數(shù)選擇方法相同，。工作輥參數(shù)選擇結(jié)果單位mm項目輥徑D×輥身長度L輥頸d輥頸l輥頭D1輥頭b輥頭sR1R21200×17806506001190200320F1~F3800×1780420380790120200F4~F7700×17803503006901101802．支撐輥R1R2粗軋機主要尺寸為：輥徑D×輥身長度L：1550mm×1780mm輥頸：=850mm，=750mm壓下螺絲中心距支撐輥參數(shù)選擇結(jié)單位mm項目輥徑D×輥身長度L輥頸d輥頸lR1R21550×1780850750F1~F71400×1760800700R1軋輥強度校核由于R1R2、F1~F7軋機均為四輥軋機，校核方法相同。工作輥與支撐輥輥身中央處的彎矩可按下列公式計算：，式中：——工作輥輥身中央處的彎矩；——支撐輥輥身中央處的彎矩；——軋制力；——輥身長度；——壓下螺絲中心距；——所軋板帶鋼寬度。選軋制力大的第四道次進行校核，已知數(shù)據(jù)：電機功率P=7000kw,輥頭寬度：（1）工作輥輥身的彎曲應(yīng)力經(jīng)支承輥傳遞，工作輥的壓力（最大應(yīng)力）位于工作輥輥身和輥徑（輥頸）的交界處，則工作輥所受軋制載荷均勻分布，則上式可簡化為：（2）工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。工作輥輥頭的扭矩圖根據(jù)上圖的輥頭結(jié)構(gòu)圖，其合力作用在扁頭一個支叉的外側(cè)的b/3處扭轉(zhuǎn)力矩式中：——接軸所傳遞的力矩；；——扁頭的總寬度與扁頭一個支叉的寬度?！姍C功率，KW，=7000KW——轉(zhuǎn)速，r/min；——速度，m/s；，——輥頭直徑，m。所以扭轉(zhuǎn)力矩等于：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（3）兩輥的接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力按赫茲公式計算式中——加在接觸表面單位長度上的負荷，；——相互接觸的工作輥與支撐輥的半徑；——與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，、其中——兩軋輥材料的泊松比和彈性模量。和粗軋機第四道次的板寬相等即：由于工作輥與支撐輥的材質(zhì)相同，并且泊松比，所以上式可寫為：（4）支撐輥的輥身中部彎曲應(yīng)力——工作輥對支撐輥在單位長度上的壓力；——支撐輥兩個支反力間的距離。在計算彎曲強度時，認為等于壓下螺絲中心距，而且把工作輥對支撐輥的壓力簡化為均布載荷，則上式可簡化為：1780mm1780mml/mm（5）支撐輥輥頸處的彎曲應(yīng)力危險斷面位于支撐輥輥頸和輥身的連接處（此處支撐輥輥頸所受彎矩最大），則符合強度要求。同理，通過以上公式計算精軋機組第一架和第四架軋機符合要求。因此，可知其它四輥軋機符合條件。在設(shè)計軋制板帶時，必須保證其能穩(wěn)定咬入。其咬入角主要取決于軋機的形式、軋制速度、軋輥材質(zhì)、表面狀態(tài)、鋼板的溫度、鋼種特性及軋制潤滑等因素的影響。熱軋帶鋼的最大咬入角一般為15°~20°，低速軋制時為15°。軋件能被咬入的條件為摩擦角大于咬入角，即，并且一般的，軋制速度高時，咬入能力低。根據(jù)壓下量與咬入角的關(guān)系：，取輥徑最小時計算。由此公式，計算結(jié)果項目R1第二道F1~F3第一道F4~F7第四道tanαtanβ注：只對壓下量Δh