年產(chǎn)490萬噸熱軋板帶鋼車間設(shè)計

1、年產(chǎn)490萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計摘 要國民經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展中大量使用金屬材料，其中鋼鐵材料占有很大比例，板帶鋼產(chǎn)品薄而寬的斷面決定了板帶鋼產(chǎn)品在其生產(chǎn)和應(yīng)用上有其特有的優(yōu)越條件，而熱軋帶鋼工藝的成熟，更是為冷軋生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的原料，大大地滿足了國民生產(chǎn)和生活的需要。本車間參考鞍鋼2150生產(chǎn)線，設(shè)計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)490萬噸，典型產(chǎn)品為：Q345-A，2.5 mm1400mm。主要設(shè)備有三臺步進式加熱爐，一臺粗軋除鱗機，一架四輥可逆粗軋機（5000噸），六機架四輥精軋機組(3架CVC軋機和3架PC軋機)，三臺卷取機，及各種附屬設(shè)備。設(shè)計以年產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合各產(chǎn)品的市場前景合理地分配各產(chǎn)品的產(chǎn)量

2、，制定產(chǎn)品方案和金屬平衡。以典型產(chǎn)品為例，制定了工藝流程和壓下制度、速度制度、溫度制度、輥型制度等，并校核了軋機生產(chǎn)能力，計算了各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，繪制了一張車間平面圖。在專題中詳細(xì)論述了鋁及鋁合金種類,生產(chǎn)工藝及應(yīng)用。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；壓下規(guī)程；鋁及鋁合金；成型工藝Annual output of 4.90 million tons of hot rolled flat steel plant process designAbstractLots of metal materials are being used in countrys economic constructions, stee

3、l makes up a big proportion,The product of steel strip are widely produced and used because of its special superior function.As its industrial art get close to maturity and provide cold rolled steel strip with raw material of excellent quality,which satisfy requirements of peoples lives. Refering to

4、 the 2150 Hot Rolling Strip Steel Plant of An Steel, the designed plant has an annual capability of 4.90millions tons for typical product of Q345-A, 2.5 mm1400 mm. The maojor facilities include: three walking beam furnaces, one descaling machine for rough rolling, one 4-roll reversing blooming mill

5、(5000 tons), one 6-stand and 6-roll finishing mill group (3 Continuously Variable Crown rolling mills and 3 Pair Cross rolling mills), three coilers, and appurtenances. Considering market prospect, the yield, product scheme, and metal balance of each kind of product are appropriately designed based

6、on the annual plant capacity. For the typical product, the process flow diagram, depressing systerm, velocity system, temperature system, and crown systerm, etc. are determined. Furthermore, the production capacity of the rolling mill is checked, the economic and technical norms are cauculated, and

7、a plane figure for this workshop is drafted. In the chapter of special topic, The species，industrial arts and use of aluminum and its alloy are discussed in detail.Key words: hot rolled steel strip, depressing schedulel, aluminum and its alloy, species and use 目 錄摘 要IAbstractII1綜述11.1熱軋板帶的發(fā)展史11.2熱軋及

8、熱軋的現(xiàn)狀21.2.1熱軋定義21.2.2熱軋工藝優(yōu)點21.2.3熱軋工藝不足之處21.2.4熱軋板帶的分類31.2.5熱軋板帶鋼的規(guī)格31.2.6熱軋板帶鋼生產(chǎn)的大體工藝流程41.2.7 新型軋機簡介61.2.8國內(nèi)熱軋板帶的生產(chǎn)現(xiàn)狀61.3熱軋及熱軋板帶生產(chǎn)未來發(fā)展方向71.4 本設(shè)計的目的和意義82 產(chǎn)品方案和金屬平衡92.1 產(chǎn)品方案的編制92.1.1 產(chǎn)品方案簡介92.1.2 編制產(chǎn)品方案的原則及方法92.1.3 選擇計算產(chǎn)品92.2產(chǎn)品特點102.2.1熱軋產(chǎn)品品種及產(chǎn)品鋼號標(biāo)準(zhǔn)102.2.2產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)112.2.3產(chǎn)品性能122.3確定產(chǎn)品方案132.4編制金屬平衡表143 主

9、要設(shè)備及參數(shù)的確定163.1 加熱爐163.1.1 加熱爐的主要結(jié)構(gòu)及特點163.1.2 加熱爐的主要尺寸163.1.3 加熱溫度、時間及產(chǎn)量173.1.4 設(shè)備規(guī)格173.2 粗軋主要設(shè)備173.2.1粗軋除鱗裝置183.2.2粗軋機183.3 精軋主要設(shè)備193.3.1 帶坯邊部加熱器203.3.2 切頭飛剪203.3.3 精軋除鱗裝置213.3.4 精軋立輥軋機F1E213.3.5 精軋機組軋機223.4保溫裝置的選擇253.5層流冷卻253.6卷取設(shè)備263.7生產(chǎn)方案的選擇294 軋制工藝及軋制制度的確定304.1 生產(chǎn)工藝流程304.1.1 生產(chǎn)工藝簡介304.1.2 生產(chǎn)工藝流程

10、概述304.2 加熱制度314.2.1 加熱的目的314.2.2 加熱的要求324.2.3 加熱溫度的確定324.2.4 加熱時間的確定334.2.5 加熱速度的確定334.3 壓下規(guī)程制定344.3.1 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料344.3.2 粗軋機組壓下制度的制定344.3.3 精軋機組壓下制度的確定374.3.4 咬入條件校核384.4 軋制時間制度394.4.1 粗軋機軋制時間制度394.4.2 精軋機軋制時間制度404.4.3 軋機工作圖表434.5 溫度制度444.5.1 粗軋溫度制度454.5.2 精軋溫度制度464.5.3 卷取溫度制度474.6 速度制度474.6.1粗軋機速度制度4

11、74.6.2精軋機速度制度484.6.3粗軋各道次的平均變形速度504.6.4精軋各道次的平均變形速度514.7 輥型制度525 生產(chǎn)設(shè)備校核555.1 軋制力與軋制力矩555.1.1 軋制力的計算555.1.2 軋制力矩的計算565.1.3 粗軋與精軋的軋制力和軋制力矩565.2設(shè)備能力參數(shù)校核575.2.1軋制力能參數(shù)575.2.2咬入角校核585.3 軋輥強度校核585.3.1 參數(shù)計算595.3.2 軋輥強度校核605.4 電機功率校核665.5 年產(chǎn)量計算695.5.1 工作制度與工作時間695.5.2 加熱爐能力校核705.5.3軋機生產(chǎn)能力校核716車間技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)746.1 概

12、述746.2 車間各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)制定757 結(jié)語76專題：鋁及鋁合金產(chǎn)品成型工藝77致 謝88參考文獻89附錄A901綜述1.1熱軋板帶的發(fā)展史自1926年建成世界上第一臺帶鋼熱連軋機以來，它的發(fā)展大體上分成四個階段。一階段是19271960年第一代常速軋機，為了保證離開末架精軋機的帶鋼頭部能順利地送入卷取機，軋制時末架精軋機的軋制速度限制在600700m/min的水平。機組年產(chǎn)量為100300萬t，單位寬度卷重4.011.0kg/mm。19611969年為第二代升速軋機。升速軋機是以過去控制的帶鋼軋制速度進行穿帶軋制，待帶鋼頭部送入卷取機后，全部精軋機、卷取機、輥道等同步升速，以更高的速度

13、進行軋制，提高軋制能力。機組年產(chǎn)量超過300萬t，單位寬度卷重18.022.0kg/mm。1968年后達到了13001600m/min。19701978年為第三代的超級軋機。與第二代軋機相比，其特點是鋼卷單位寬度卷重提高到36kg/mm，成品厚度范圍從1.212.7mm變?yōu)?.2(0.8)25.4mm，板坯厚度從250300mm變?yōu)?50360mm，板坯重量從2540t增加到4050(60)t，最大軋制速度提高到14401800m/min，年生產(chǎn)能力提高到500600萬t/a。簡單說第三代軋機的性能和生產(chǎn)能力有了進一步提高，所以第三代軋機又稱為高產(chǎn)能軋機，1973后受世界石油危機的影響，世界上

14、主要發(fā)達國家出現(xiàn)經(jīng)濟蕭條，市場緊縮，板帶鋼軋機開工不足，因上述原因促成了第四代經(jīng)濟型軋機的出現(xiàn)。第四代軋機的特點是生產(chǎn)能力大幅度降低，年產(chǎn)量從500600萬t/a降為30050萬t/a，單位寬度卷重減少到2025kg/mm，板坯寬度、長度、重量都減少，但在技術(shù)經(jīng)濟上更合理，采用了降低能耗、降低成本的措施，以提高市場競爭力1。1.2熱軋及熱軋的現(xiàn)狀1.2.1熱軋定義所謂熱軋，即在金屬再結(jié)晶溫度以上進行的軋制，一般指金屬經(jīng)加熱的過程而進行的軋制加工。1.2.2熱軋工藝優(yōu)點（1）、能量消耗少，熱變形時的金屬變形抗力低,壓縮比大于其他各種工藝。（2）、熱加工變形時，加工硬化的同時，也存在回復(fù)或再結(jié)晶的

15、軟化過程，塑性變形容易進行。塑性、韌性好，斷裂的傾向性減少。金屬原子活動性提高，空洞、氣泡、裂紋等缺陷易于焊合。不需要像冷加工中的中間退火，簡化生產(chǎn)工序。（3）、生產(chǎn)率提高，成材率高、自動化程度高,成本降低。（4）、控制熱加工，可改變材料的組織結(jié)構(gòu)以滿足一定性能要求。產(chǎn)品品種規(guī)格范圍寬、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量穩(wěn)定,規(guī)格可覆蓋全部板材產(chǎn)品,產(chǎn)品最寬可達2000mm 以上,可生產(chǎn)包括汽車板、家電板、硅鋼、管線板、造船板、容器板等高純凈度、高精度和高強度的全部熱軋產(chǎn)品。(5)、近年來常規(guī)板坯連鑄和熱連軋工藝取得突破性進展,包括連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術(shù)、無頭軋制技術(shù)、連鑄板坯結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)、定寬壓力

16、機調(diào)寬技術(shù)等。1.2.3熱軋工藝不足之處（1）、過薄或過細(xì)的工件，散熱較快，保持熱加工溫度困難。一般仍采用冷加工的方法。（2）、工件的表面不如冷加工的光潔，尺寸也不如冷加工生產(chǎn)的精確。（3）、熱加工結(jié)束時，溫度難于均勻一致，溫度偏高處晶粒尺寸要大一些，特別是大斷面更為突出。熱加工后產(chǎn)品的組織、性能常常不如冷加工的均勻。（4）、熱加工金屬材料的強度比冷加工的低。（5）、某些金屬材料不宜熱加工。例如銅中含Bi（鉍常用的硬度較小的低熔點金屬。鉍（熔點271.3）的某些合金的熔點在100以下，如由50鉍、25鉛、13錫和12鎘組成的“伍德合金”，其熔點為71，應(yīng)用于自動滅火設(shè)備、鍋爐安全裝置以及信號儀

17、表等）時，它們的低熔點雜質(zhì)分布在晶界上，熱加工會引起晶間斷裂2。1.2.4熱軋板帶的分類板帶材根據(jù)規(guī)格、用途、和鋼種的不同，可劃分成不同的種類。按規(guī)格可分為厚板、薄板、極薄帶材等，有時又把厚板細(xì)分為特厚板、厚板、中板。我國的分類標(biāo)準(zhǔn)是把厚度60mm以上的稱為特厚板，2060mm稱為厚板，420mm稱為中板，0.24.0mm稱為薄板，0.2mm以下稱為薄帶鋼。按用途可分為汽車用鋼、壓力容器鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、橋梁鋼板、電工鋼板、深沖鋼板、航空結(jié)構(gòu)鋼板、屋面鋼板及特殊用途鋼板等。按鋼種可分為普通碳素鋼板、優(yōu)質(zhì)碳素鋼板、低合金結(jié)構(gòu)鋼板、碳素工具鋼、合金工具鋼板、不銹鋼板、耐熱及耐酸鋼板、高溫合

18、金鋼板等3。1.2.5熱軋板帶鋼的規(guī)格 熱軋帶鋼是用熱軋方法生產(chǎn)出來的成卷交貨的鋼，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，主要用作冷軋帶鋼的原料，其次是作焊管坯、輕型型鋼及剪切板材的原料?；蛞院褚?guī)格鋼卷為原料生產(chǎn)厚壁大直徑螺旋焊管。 其產(chǎn)品尺寸及規(guī)格要求見表1.1。 表1.1熱軋帶鋼的尺寸規(guī)格鋼帶公稱厚度/mm1.2,1.4,1.5,1.8,2.0,2.5,2.8,3.0,3.2,3.5,3.8,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,8.0,10.0,11.0,13.0,14.0,15.0,16.0

19、,18.0,19.0,20.0,22.0,25.0鋼帶公稱寬度/mm600,650,700,800,850,900,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,1350,1400,1450,1500,1550,1600,1700,1800,1900 我國熱軋鋼卷的規(guī)格： 表1.2 熱軋鋼卷規(guī)格厚度 寬度鋼卷內(nèi)徑鋼卷外徑鋼卷質(zhì)量單位寬度質(zhì)量1.225.4mm 6001900mm762mm 2150mm最大43.6t 最大23kg/mm1.2.6熱軋板帶鋼生產(chǎn)的大體工藝流程 連鑄板坯 進步式加熱爐 高壓水除鱗（初） 定寬壓力機定寬 粗軋機 飛剪 高壓水除磷（精） FE連軋

20、前立輥 精軋機層流冷卻 卷取機 檢查 卷取分卷橫切 成品11.2.6.1加熱對熱軋帶鋼的板坯加熱，一般采用連續(xù)式加熱爐型式。為了適應(yīng)熱軋產(chǎn)量增大的需要，現(xiàn)代連續(xù)式加熱爐，無論是熱滑軌式或步進式，一方面采用多段(68 段以上) 供熱方式，以延長爐子高溫區(qū)，實現(xiàn)強化操作快速燒鋼，提高爐底單位面積產(chǎn)量；另一方面盡可能加大爐寬和爐長，擴大爐子容量。增加爐長，可采用步進式爐，是現(xiàn)代熱連軋機加熱爐的主流。為了節(jié)約能量消耗，近年來板坯熱裝和直接軋制技術(shù)得到迅速發(fā)展。熱裝是將連鑄坯或初軋坯在熱狀態(tài)下裝入加熱爐，熱裝溫度越高，節(jié)能越多。熱裝對板坯的溫度要求不如直接軋制嚴(yán)格。直接軋制則是板坯在連鑄或初軋之后，不再

21、入加熱爐加熱而只略經(jīng)邊部補償加熱，即直接進行軋制。1.2.6.2粗軋熱帶鋼軋制分為除鱗、粗軋和精軋幾個階段。與一般板帶的軋制不同的是熱帶鋼軋制，在粗軋階段的寬度控制不但不用寬展，反而要采用立輥對寬度進行壓縮，以調(diào)節(jié)板坯寬度和提高除鱗效果。板坯除鱗后，接著進入二輥軋機軋制，由于此時板坯厚度大、溫度高、塑性好、抗力小，故選用二輥軋機即可滿足要求。隨著板坯厚度的減薄和溫度的下降，變形抗力增大，而板型及厚度精度要求也逐漸提高，故必須采用強大的四輥軋機進行壓下，才能保證足夠的壓下量和較好的板型。為了使鋼板的側(cè)邊平整和控制寬度的精確，在以后的每架四輥粗軋機前面一般都設(shè)有小立輥進行軋邊。1.2.6.3除鱗熱

22、軋帶鋼在經(jīng)過粗軋以后，在中央輥道運輸過程中會再次產(chǎn)生氧化鐵皮，為了避免在精軋過程中發(fā)生氧化鐵皮壓入，麻點等事故的發(fā)生，在進入精機組前要進行除鱗工序。用高壓水噴射帶鋼表面，進行除鱗。1.2.6.4 精軋 精軋機座一般選用四輥式軋機，不帶小立輥。機座數(shù)目有五架、六架、七架、八架,根據(jù)來料厚度及成品厚度的需要進行選用。精軋機組是真正的連軋，增加精軋架數(shù)，可以減輕各架負(fù)荷，有利于提高軋制速度和軋制更薄的產(chǎn)品，并可使進入精軋機的坯厚從2030mm 增加至2040mm 。精軋機座間距離為5.5m 6m。精軋前設(shè)有入口導(dǎo)板，機座間設(shè)有活套支持器，以調(diào)節(jié)軋制速度和緩沖金屬流量的變化。精軋機組末架的終軋溫度對產(chǎn)

23、品質(zhì)量有直接的影響，主要根據(jù)鋼種和產(chǎn)品的機械性能要求確定。1.2.6.5 層流冷卻 層流冷卻是通過控制冷卻方式和冷卻速度使成品的卷取溫度達到工藝設(shè)計的要求，最終滿足不同用戶對產(chǎn)品性能的需要。2150ASP生產(chǎn)線的層流冷卻裝置按粗調(diào)、精調(diào)、微調(diào)分組布置，控制精度高，流量大，冷卻方式靈活，可以滿足不同鋼種的冷卻要求。具備生產(chǎn)高強度、高級別X100管線鋼，鐵素體鋼等特殊產(chǎn)品的能力。 1.2.6.6 卷取 精軋機組軋制后的成品厚度帶鋼經(jīng)過層流冷卻裝置冷卻后由卷取機卷成鋼卷，利于存放和運輸。1.2.7 新型軋機簡介1.2.7.1 CVC 軋機CVC 軋機就是把上下工作輥都研磨成瓶形軋輥, 然后相互顛倒1

24、80度安裝在機架里, 因而在工作輥之間形成對稱的輥縫輪廊。當(dāng)上下工作輥沿軸向作相對移動時, 按其移動方向的不同而形成輥縫輪廊的正凸度和負(fù)凸度。由于軸向移動量是無級的, 因而系統(tǒng)可連續(xù)進行可變凸度控制。根據(jù)THYSSEN 的經(jīng)驗, 當(dāng)軋輥移動范圍為±100mm 時, 輥縫的可變凸度范圍為100500Lm。CVC 軋機的使用效果：（1）CVC 系統(tǒng)與彎輥系統(tǒng)結(jié)合使用, 有相互增益作用, 擴大了調(diào)節(jié)范圍, 輥縫橫斷面起到了很好的校正作用, 且易于補償各種軋制因素對輥縫橫斷面的影響。（2）由于輥縫的凸度連續(xù)變化, 故一套軋輥系統(tǒng)可替代多套傳統(tǒng)四輥軋機的輥型系統(tǒng), 減少了軋輥庫存。（3）工作輥

25、的磨損與熱膨脹對軋制的影響與傳統(tǒng)四輥軋機相似。（4）工作輥和支持輥的接觸壓力略高于普通四輥軋機。（5）當(dāng)輥移動于中間位置, 其軸向力與普通四輥軋機相同, 但承載下移動軋輥, 則軸向力明顯增加。1.2.7.2 PC 軋機PC 軋機為成對軋輥交叉，即上支持輥與上工作輥作為一對，下支持輥和工作輥作為一對, 上下兩對輥組軸線的垂直面相交叉成一個很小的角度，從而得到很大的軋輥凸度。其控制原理是：上、下工作輥形成的輥縫截面隨軋輥交叉角度的變化而變化，可形成具有凸度變化的輥縫截面。隨著交叉角增加，等效輥縫凸度增大，交叉角的變化范圍在0°1.2°之間，具有良好的凸度控制效果，且隨板帶寬的增

26、大，控制效果也變好。1.2.8國內(nèi)熱軋板帶的生產(chǎn)現(xiàn)狀以鞍鋼2150mm熱軋帶鋼軋機為例，鞍鋼2150mm熱軋廠鞍鋼集團公司結(jié)合其三煉廠異地改造，在鞍鋼西部地區(qū)新建的一條年產(chǎn)500萬噸的ASP連鑄連軋生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線采用直軋工藝，配備了步進式加熱爐且?guī)в虚L行程裝鋼機、四輥可逆式粗軋機、液壓活套、精軋液壓AGC、AWC、竄輥和彎輥裝置、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。熱軋帶鋼廠目前生產(chǎn)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，產(chǎn)品覆蓋面廣。熱軋鋼卷除供冷軋、硅鋼繼續(xù)深加工外，廣泛應(yīng)用于建筑、機

27、械加工制造、汽車制造、造船、卷管、集裝箱制造業(yè)等行業(yè)。2150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、三架立輥軋機、一架四輥可逆粗軋機、十二組保溫罩、一臺切頭飛剪、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。自1992年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套CSP薄板坯連鑄機以來，國內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛新建或改造熱連軋廠，不斷擴大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的2050和1580熱軋線是國內(nèi)工藝裝備及自動化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度1.5mm的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚1.0mm1.2mm的超薄熱軋帶鋼。19

28、99年珠鋼引進第一條CSP薄板坯連鑄連軋線(1 450mm)，之后相繼建成投產(chǎn)邯鋼1450mm、包鋼1700mm、攀鋼、唐鋼1800mmFTSR機組馬鋼1800mmCSP機組、華菱1800mmCSP一期工程和上鋼一廠的1780熱連軋機組， 本鋼1880mmCSP連鑄連軋熱軋生產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能280萬噸，萊鋼1450熱連軋機組設(shè)計產(chǎn)能200萬噸，沙鋼1700mm熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能450萬噸。鞍鋼2150mmCSP機組設(shè)計產(chǎn)能450萬噸。珠鋼CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后，計劃采用該工藝生產(chǎn)2.0mm以下超薄熱軋帶鋼，目前國內(nèi)唐鋼、本鋼等多條CSP薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。1.3熱軋及

29、熱軋板帶生產(chǎn)未來發(fā)展方向近年來，熱連軋機很多的技術(shù)發(fā)展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準(zhǔn)控制、表面的質(zhì)量控制等方面，如廣泛使用的強力彎輥(WRB)系統(tǒng)、工作輥竄輥( HCW、CVC)和對輥交叉( PC)技術(shù),工作輥的精細(xì)冷卻、高精度的數(shù)學(xué)模型的不斷改進等,都使熱軋產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提高。新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，如板坯定寬壓力機、 PC板形控制系統(tǒng)、強力彎輥系統(tǒng)、軋輥在線研磨、中間輥道保溫技術(shù)和帶坯邊部感應(yīng)加熱技術(shù)、軋機全部采用交流同步電機和GTO電源變換器及4級計算機控制、精軋機采用了全液壓壓下及AGC技術(shù)、半無頭軋制技術(shù)、鐵素體加工技術(shù)、高強度冷卻技術(shù)、新型卷取機等。今后熱軋寬帶鋼發(fā)展方

30、向以深沖鋼板、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(xì)晶高強度鋼板為發(fā)展目標(biāo)。熱軋窄帶鋼發(fā)展方向以增大帶鋼產(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)域為主。近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向：（1）.熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術(shù)發(fā)展主要可分兩個層次：一是常規(guī)生產(chǎn)工藝的革新。為大幅度簡化工藝過程，縮短生產(chǎn)流程，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)；二是薄板坯和薄帶坯的連鑄連軋和連續(xù)鑄軋技術(shù)逐步完善。（2）.生產(chǎn)過程連續(xù)化。（3）.采用自動控制不

31、斷提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量。（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1。1.4 本設(shè)計的目的和意義帶鋼是有一個比較特殊的鋼鐵產(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。本設(shè)計課題是年產(chǎn)490萬噸熱軋帶鋼生廠工藝設(shè)計。產(chǎn)品規(guī)格為：（1.825.4）mm×（10002000）mm。所用鋼種為：普碳鋼、低合金鋼、優(yōu)質(zhì)鋼。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。目前我國帶鋼產(chǎn)能在5500萬噸左右，

32、但今后幾年市場需求仍然會有較大增長。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。綜上所述，本設(shè)計的選題是有意義且可以實現(xiàn)的。2 產(chǎn)品方案和金屬平衡2.1 產(chǎn)品方案的編制2.1.1 產(chǎn)品方案簡介產(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。實際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。 (1)產(chǎn)品方案的內(nèi)容：1)車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)規(guī)模； 2)各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3)各類產(chǎn)品的數(shù)量和在總產(chǎn)量中所占的比例。 (2)產(chǎn)品技

33、術(shù)條件：規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)、試驗標(biāo)準(zhǔn)、交貨標(biāo)準(zhǔn)2.1.2 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(dāng)前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。(2) 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。2.1.3 選擇計算產(chǎn)品車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有幾種、數(shù)百種以上。但是，在設(shè)計中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進行詳細(xì)的工藝計算是沒有必要的。為了減少設(shè)計工作量，加快進度，同時，又不影響整個設(shè)計質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。選擇計算產(chǎn)品應(yīng)

34、遵循以下原則： (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。 (2)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)品要與實際產(chǎn)品接近。 (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4。本次設(shè)計的典型產(chǎn)品是Q345-A，2.5mm×1400 mm2.2產(chǎn)品特點2.2.1熱軋產(chǎn)品品種及產(chǎn)品鋼號標(biāo)準(zhǔn)本次熱軋帶鋼車間設(shè)計參照鞍鋼2150熱軋生產(chǎn)線進行。根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)實際和要求，其產(chǎn)品主要供給

35、冷軋廠、硅鋼廠和生產(chǎn)熱軋商品卷。產(chǎn)品的品種主要有低碳鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、管線鋼、深沖鋼、耐候鋼等5。產(chǎn)品鋼號標(biāo)準(zhǔn)：（1）. 冷軋用熱軋鋼卷：SPCC（一般用熱軋鋼板及鋼帶）、SPCD（沖壓用熱軋鋼板及鋼帶）、SPCE(深沖用熱軋鋼板及鋼帶)、CQ、DQ、HSLA按JIS G3141標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（2）. 冷軋鍍錫用熱軋鋼卷：T1、T2、T2.5、T3、T4、T5按JISG3303標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（3）. 焊接結(jié)構(gòu)用熱軋鋼卷：SM400A、SM400B、SM400C、SM490A、SM490B、SM490C、SM490YA、SM490YB、SM520B、SM520C、按JISG3106標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（4

36、）. 汽車結(jié)構(gòu)用熱軋鋼卷：SAPH310、SAPH370、SAPH400、SAPH440按JISG3113標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（5）. 冷軋取向硅鋼用熱軋鋼卷：Z8H、Z9H、Z9、Z10、Z12按新日鐵標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（6）. 冷軋無取向硅鋼用熱軋鋼卷：S9S23、S30S60按新的JIS標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（7）. 一般結(jié)構(gòu)用熱軋鋼卷：SS330、SS400、SS490、SS540按JISG3101標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（8）. 一般耐大氣腐蝕用熱軋鋼卷：NAW400、NAW490按新日鐵標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（9）. 機械結(jié)構(gòu)用熱軋鋼卷：C22、C35、S20C、S35C按JIS G4501標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。（10）. 管線用熱軋鋼卷：X42、

37、X46、X52、X56、X60、X65、X70、X80、按API 5L標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。2.2.2產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本車間產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行GB-709-88標(biāo)準(zhǔn)，尺寸偏差見表2.1和表2.2。通常產(chǎn)品按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)供貨，也可以根據(jù)用戶要求供貨。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括有品種(規(guī)格)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。軋鋼工作者的任務(wù)是按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，并不斷提高生產(chǎn)技術(shù)水平以滿足用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的更高要求。對不同用途的板帶鋼，產(chǎn)品的技術(shù)要求各不相同，但依其相似的外形特點及其使用條件，產(chǎn)品的技術(shù)要求可歸納為:尺寸精確板形好，表面光潔性能高。具體表現(xiàn)在如下四個方面：

38、 (1) 尺寸精度。板帶鋼的尺寸精度主要是厚度精度，板帶鋼由于B/H很大，厚度的微小變化勢必引起其使用性能和金屬消耗的極大波動，故在板帶鋼生產(chǎn)中一般應(yīng)力爭高精度軋制和按負(fù)公差軋制。 (2) 板型。要求板帶平直，每米長度上的浪形、瓢曲、側(cè)彎均不得超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中所允許的數(shù)值。 (3) 表面質(zhì)量。板帶鋼的表面質(zhì)量直接影響到鋼材的使用性能、壽命及其美觀，并且板帶材又是單位體積的表面積最大的一種鋼材，故必須保證板帶材的表面質(zhì)量。無論是厚板或薄板，其表面都不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮等表面缺陷，因為這些缺陷不僅損害板制件的外觀，而且往往破壞性能或成為產(chǎn)生破裂和銹蝕的主要原因

39、，成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。鋼卷表面允許有微量的和局部的缺陷，這其中包括允許有深度或高度不超過板厚一半的劃痕、擦傷、麻點等很輕微的缺陷，但應(yīng)保證鋼卷允許的最小厚度。鋼卷允許有少量不正常的部分，但此部分不能超過每卷鋼卷總長的6%。表2.1 鋼板長度允許偏差(mm)公差厚度鋼板長度長度允許偏差41500+101500+154162000+1020006000+256000+3016602000+1520006000+306000+40>60所有長度+50注；剪切后平整的熱軋鋼板，其長度偏差允許增加20mm。表2.2 縱切帶鋼的寬度允許偏差（mm）公稱寬度允許偏差厚度4.04.06.06.08.

40、08.0160±0.5±0.8±1.0±1.2160-250±0.5±1.0±1.2±1.4250-600±1.0±1.0±1.2±1.42.2.3產(chǎn)品性能板帶鋼的性能要求主要包括力學(xué)性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué)性能。對甲類鋼鋼板，則要求保證一定的強度和塑性。重要的結(jié)構(gòu)鋼板，要求有較好的綜合性能，既要有良好的工藝性能又要保證有一定的強度和塑性，同時還要保證一定的化學(xué)成分及良好的焊接性能和常溫或低溫沖擊韌性或一定的沖壓性能、一定的品粒組織及各方向組織均勻性等。2.3

41、確定產(chǎn)品方案該熱軋板帶工程設(shè)計年產(chǎn)量490萬噸，成品帶鋼厚1.8-25.4mm,寬1000-2000mm,鋼卷內(nèi)徑為762mm，外徑為1100-2100mm,最大卷重37.3t，最大單位寬度卷重18.65kg/mm。原料為連鑄板坯，坯料厚度135、170、200mm,標(biāo)準(zhǔn)坯厚135mm,寬度1000-2000mm,長15-18m,最大板坯重量37.9t4.針對選取的典型產(chǎn)品Q345-A，2.5mm×1400mm,則本次設(shè)計選擇的原料規(guī)格、產(chǎn)品規(guī)格如下： 表2.3 原料規(guī)格種類板坯厚度板坯寬度板坯長度最大板坯重量連鑄板坯200mm1450mm15000 mm37.9t 表2.4 產(chǎn)品規(guī)

42、格厚度寬度鋼卷內(nèi)徑鋼卷外徑最大卷重產(chǎn)量1.825.4mm10002000mm762mm11002100mm37.3t年產(chǎn)490w噸表2.5 產(chǎn)品品種、規(guī)格和生產(chǎn)量序號產(chǎn)品名稱厚度（mm）寬度（mm）產(chǎn)量（萬t）所占比例（%）典型牌號1冷軋用鋼卷1.54.570019006012.2Q2352管線鋼2.04.57301900306.2X42、X703冷軋鍍錫用鋼卷2.03.07001900326.5MR、D4一般結(jié)構(gòu)用鋼1.819.01000190015030.6Q3905鍋爐板3.010.07001900489.815CrMo6造船板5.019.085019007014.3AH32、B7轎車用

43、板1.54.57001800408.2T52L、T528冷軋硅鋼用鋼卷2.02.685017006012.2BDG表2.6產(chǎn)品寬度的代表尺寸 單位：mm寬度1000110011011300130115001501170017012000代表尺寸10501200140016001900 表2.7產(chǎn)品厚度的代表尺寸 單位：mm厚度1.82.02.13.03.14.04.15.05.19.09.112.712.819.0代表尺寸1.92.53.54.5710152.4編制金屬平衡表金屬平衡是反應(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)

44、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)。成品率是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以下幾種：(1)燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過程中的燒損與加熱溫度和時間有關(guān)系，加熱溫度越高，時間越長，燒損量就越大。(2)溶損：溶損是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過程中的溶解損失。本車間無此類消耗。(3)幾何損失：分為切損和殘屑。切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種、坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。殘屑指鋼錠表面缺陷以及加工后產(chǎn)品表面缺陷清理所造成的損失。本車

45、間產(chǎn)品切損為3%-4%。(4)工藝損失：各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。它與車間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。本廠設(shè)計年產(chǎn)能力490萬噸，需要連鑄坯量502.470萬噸，綜合成材率97.518%，考慮到軋制生產(chǎn)中燒損、切損、軋廢及原料質(zhì)量都是影響成材率的因素，因此金屬平衡如下圖表2.8 金屬平衡表序號產(chǎn)品名稱年需板坯量年產(chǎn)量成材率金屬消耗燒損切損軋廢（萬t）（萬t）（%）（萬t）（%）（萬t）（%）（萬t）（%）1普通冷軋用鋼卷61.5386097.50.5540.90.4920.80.4920.82管線鋼30.92330970.3091

46、.00.3091.00.3091.03冷軋鍍錫用鋼卷32.8213297.50.2790.850.2790.850.2630.84一般結(jié)構(gòu)用 鋼153.061150981.1480.751.1480.750.7650.55造船板49.2314897.50.3940.80.4180.850.4180.856鍋爐板72.0167097.20.6480.90.6480.90.7201.07轎車用 鋼41.1524097.20.4121.00.3290.80.4121.08冷軋硅鋼用鋼卷61.7286097.20.6171.00.4940.80.6171.0合計502.47049097.5183 主要

47、設(shè)備及參數(shù)的確定3.1 加熱爐3.1.1 加熱爐的主要結(jié)構(gòu)及特點本車間有3座加熱爐，為以后發(fā)展考慮，預(yù)留了一座加熱爐的安裝位置。本車間的加熱爐為上、下燃燒步進梁式板坯加熱爐，爐子燃料以混合煤氣為主。本加熱爐的供熱分為：預(yù)熱段、加熱段、均熱段三個階段，每個段又分為上部段和下部段，此外在裝料端有一個不供熱的熱回收段，其與供熱的預(yù)熱段用隔墻分開，設(shè)置回收段的目的是降低出爐煙氣的溫度，提高爐子效率。加熱爐的燒嘴配置為：均熱段采用爐頂平焰燒嘴；均熱段下加熱采用軸向反向燒嘴，其它各段配置軸向燒嘴，這樣配置燒嘴能夠確保板坯長度方向加熱溫度均勻。爐底和爐側(cè)的鋼結(jié)構(gòu)，由鋼板和型鋼組成，并分成若干段以適應(yīng)熱膨脹要

48、求5。步進梁的升降采用電動偏心輪式，具有維修容易，運行成本低，對板坯的跑偏調(diào)整容易的優(yōu)點。3.1.2 加熱爐的主要尺寸表3.1 加熱爐主要尺寸項目參數(shù)爐子裝料輥道與出料輥道的中心距，mm42000爐子有效長度，mm36600爐子砌磚寬度，mm20040爐子內(nèi)寬寬度，mm18940爐子出料輥道中心線與爐子砌磚線的距離，mm2800板坯在爐內(nèi)的跑偏量，mm±30表3.2 加熱爐設(shè)備性能項目參數(shù)單位爐底過鋼面積的產(chǎn)量，kg/m3·h950熱值（混合煤氣），kJ/Nm31800±50×4.18400t/h產(chǎn)量時（熱裝）的煤氣消耗量，Nm3/h38000400t/

49、h產(chǎn)量時（熱裝）的空氣消耗量，Nm3/ h70300燒嘴前空氣壓力為： Pa350040003.1.3 加熱溫度、時間及產(chǎn)量1. 裝爐溫度：(1) 常溫冷裝；(2) 600保溫坑熱裝；(3) 800直接熱裝。2. 抽出溫度：1250。3. 加熱能力：常溫1250。4. 產(chǎn)量：(1) 標(biāo)準(zhǔn)板坯：200mm×1950mm×12000, 400t/h；(2) 最長板坯：220mm×1950mm×18000，275t/h。5. 板坯在爐時間：175195分鐘。3.1.4 設(shè)備規(guī)格1. 步進梁：(1) 上下驅(qū)動電機：交流電機160KW×380V×

50、;50Hz。(2) 水平移動液壓缸：224×125×580（行程）；工作壓力：110kg/cm2。2. 裝料機：(1) 前后進電機：275KW×575/1150rpm；前后進行程：10500mm。(2) 升降電機：255KW×900rpm；升降行程：350mm以上。3. 抽鋼機：(1) 前后進電機：245KW×575/1150rpm；前后進行程：4350mm。(2) 升降電機：255KW×900rpm；升降行程：150mm以上。3.2 粗軋主要設(shè)備粗軋機組設(shè)備主要由粗軋區(qū)輥道、側(cè)導(dǎo)板、高壓水除鱗裝置、R前后立輥粗軋機、中間輥道、保溫罩

51、和廢品推鋼機等組成。3.2.1粗軋除鱗裝置粗軋除鱗裝置的主要作用是通過高壓水噴射除去加熱后板坯上下表面的氧化鐵皮。表3.3 粗軋除鱗裝置的主要性能參數(shù)名稱高壓水除鱗機噴射形式高壓水噴射式噴射集管數(shù)上下各2組壓力23kg/cm2水量749.4L/min3.2.2粗軋機粗軋機的各項參數(shù)見表3.4，3.5。表3.4 水平輥粗軋機主要性能參數(shù)項目參數(shù)粗軋機支持輥尺寸 mm1500×2150粗軋機工作輥尺寸 mm1150×2150材質(zhì)合金鍛鋼最大軋制壓力 t5000道次最大壓下量 mm50主電機功率 kW2-AC 10000轉(zhuǎn)速 r/min40/90軋制速度 m/s05.89立柱斷面

52、 cm28925附著式立輥數(shù)目 架2立輥最大側(cè)壓量 mm50(板坯200mm)表3.5 E1E2立輥軋機設(shè)備性能立輥軋機型式上傳動附屬可逆立輥軋機平輥時最大壓下量，max50 mm軋制壓力，kNMAX 3800軋制力矩，kNM2×340 （1.5倍過載）軋輥尺寸,1200/1100 ×650軋輥開口度，9502150軋制速度，m/s0/2.79/5.58m/s平衡壓力，MPa16主電動機，KW×rpm2×AC1200kW×0±200/400 r/min軋輥冷卻水，MPa1.2換輥方式吊車吊出軋輥側(cè)壓方式電動APC+液壓AWC軋輥開閉電

53、機，KW×rpm2×147kW 0±1030rpm電動側(cè)壓速度（單側(cè)），mm/s055傳動比3.7電動側(cè)壓行程，mm2×735液壓壓下AWC壓頭，kN2×2500液壓缸直徑，mm460液壓缸行程（單側(cè)），mm50液壓缸工作壓力，Mpa25液壓缸工作速度，mm/s50液壓壓下速度（單側(cè)），mm/s503.3 精軋主要設(shè)備精軋機組由六架不可逆的機架組成連軋機組。其中F2F6采用交叉角形式，簡稱PC軋機。在F4F6軋機內(nèi)設(shè)有在線工作輥修磨裝置，簡稱ORG。精軋機前設(shè)置一臺帶坯邊部加熱器；精軋機前設(shè)有一臺切頭飛剪，為異周速轉(zhuǎn)鼓式。這種型式的切頭剪能很好地切除帶鋼頭部，使帶鋼順利地進入精軋機。在精軋機前還設(shè)有一立輥軋機F1E，立輥采用液壓AGC控制系統(tǒng)，對提高帶鋼寬度控制的精度和改善帶鋼邊部質(zhì)量有顯著效果；在立輥F1E前還有一套精軋除鱗裝置。3.3.1 帶坯邊部加熱器 帶坯邊部加熱器通過電感應(yīng)加熱的方式，對粗軋后的帶坯邊部進行連續(xù)加熱，以減少帶坯邊部與中部的溫差，減少帶鋼因邊部溫度過低而產(chǎn)生的裂紋。 加熱能力：標(biāo)準(zhǔn)材料（碳素鋼，厚度40mm）在75m/min的搬送速度條件下，感應(yīng)頭在正常間隙情況下，距帶坯邊部25mm處表面溫度提高45。3.3.2 切頭飛剪切頭飛剪設(shè)