年產200萬噸1700熱軋帶鋼車間工藝設計

1、河北聯(lián)合大學輕工學院COLLEGEOFLIGHTINDUSTRYHEBEIUNITEDUNIVERSITY畢業(yè)設計說明書設計題目：年產200萬噸1700熱軋帶鋼車間工藝設計學生姓名：學號：專業(yè)班級：學部：材料化工部指導教師：2012年05月20日本設計為年產200萬噸的1700多品種板帶生產車間設計。本著多品種，多規(guī)格的原則制定了產品大綱，其中包括汽車大梁鋼、船板鋼、管線鋼，汽車板用鋼等，并以其為出發(fā)點，盡量從工藝上使產品做到高質量、高附加值。根據產品規(guī)格和設計要求，確定軋機各主要部件的尺寸以及一些必要的工藝參數。本設計經過仔細比較，并結合現(xiàn)場使用情況，選用了7架CVC軋機，這對產品的板形控制

2、起到了關鍵作用。對典型產品壓下規(guī)程的設計包括壓下量的分配、速度制度的確定、溫度制度的確定以及力能參數的計算等等各方面參數的選定。再有就是校核軋輯與選擇電機等問題，此外，本設計還對車間內的各種消耗和厚度控制等做了簡要介紹。關鍵詞：多品種：兩架獨立的可逆粗軋機：CVC板形控制AbsuactAbstractTluspaperdesignfortheworkplacewhichyearlyproduces3milliontonsvariousstrapspioduction.Totheprincipleofmorevarietiesandmorespecificationswedevelopaprod

3、uctprogramincludingautomobilebigjoiststeehshipplatesteel,pipelinesteel,carplatesteelandsoonandtakingitasthestartingpointmaketheproductshighgradeandthehighattaclunentvalueasfaraspossibl.Accordingtoproductspecificationsanddesignrequirements,weidentifythemajorcomponentsofthenullsizeandthenecessarypaiam

4、etersLAftercarefillcomparison;combiningwiththefieldusesituationweselectsevenCVCmills,whichplayakeyroleintheplateshapecontroloftheproduct.TheDraftingScheduleDesignofthetypicalproductisalsoincludesreductiondistribution,thespeedsystem,thesystemofdeterminingthetemperanue,calculatingofthepowerparametersa

5、ndparametersselected.Checkingrollandchoiceelectricalarethekeyproblemstonormalproduction.Inordertoworksmoothly,donotallowequipmentfiill-loadoroverloadofworkforalongtiiune.Inaddition,thisdesignalsomadethebriefintroductiontoeachkindofconsumptioninworkshopandthicknesscontrolKeywords：multipleproducts;two

6、separatereversiblelollmgmills;CVCplateshapecontiol.目錄摘要IAbstractII綜述錯誤!未定義書簽。第1章引言31.1 建廠依據31.2 產品大綱31.2.1 原料規(guī)格選擇41.2.2 產品規(guī)格41.1.1 種分類及比例41.2.4 規(guī)格詳細分類表51.2.5 汽車板用鋼介紹6第2章軋機設備比較與選擇102.1 軋鋼機數量的選擇102.1.1 道次選擇112.1.2 立轉選擇112.1.3 軋軋機122.1.4 精軋機機組的選擇142.1.5 保溫裝置17第3章典型產品的壓下規(guī)程設計和輻型設計193.1 壓下規(guī)程設計193.1.1 坯料尺寸

7、193.1.2 粗精軋機組壓下量分配203.1.3 咬入能力校核223.1.4 確定速度制度223.1.5 軋制溫度的確定243.1.6 軋制壓力的計算253.1.7 計算傳動力矩273.1.8 軋根輻縫和轉速的設定283.2 軋根轉型設計29目錄第4章軋制圖表與年產量計算354.1 軋制圖表354.1.1 研究軋制圖表的意義354.1.2 軋制圖表的基本形式及其特征354.2 軋鋼機的產量計算374.2.1 軋鋼機小時產量374.2.2 軋機平均小時產量38423軋鋼車間年產量計算38第5章軋較強度的校核與電機能力驗算405.1 軋轉的強度校核405.1.1 支撐輯彎曲強度415.1.2 工

8、作輯的扭轉強度校核425.13工作輻與支撐輯的接觸應力校核445.2 電機的校核465.2.1 電機負荷圖465.2.2 主電機的功率計算48第6章輔助設備的選擇506.1 加熱爐的選擇506.1.1 步進式加熱爐的發(fā)展516.1.2 技術裝備526.2 除鱗設備的選擇546.3 剪切設備的選擇556.4 冷卻設備的選擇576.5 卷取機的選擇576.6 活套支撐器58第7章軋制工藝過程627.1 原料選擇和加熱627.1.1 原料選擇627.1.2 加熱637.2 鋼的軋制過程64IV7.2.1 除鱗647.2.2 粗軋657.2.3 精軋667.3 軋后冷卻及卷取67第8章金屬平衡與其他消

9、耗688.1 金屬平衡688.1.1 燒損688.1.2 切損698.1.3 理表面損失698.1.4 軋廢698.1.5 加熱、精整造成的缺陷以及鋼號混亂所造成的損失708.2 其他消耗708.2.1 燃料消耗708.2.2 電力消耗708.2.3 輻消耗708.2.4 水的消耗718.2.5 壓縮空氣消耗718.2.6 潤滑油消耗718.2.7 蒸汽消能728.2.8 氧氣消耗728.2.9 耐火材料消耗72第9章板帶精度控制739.1 板帶凸度的研究739.2 厚度控制759.2.1 壓力AGC系統(tǒng)的動靜態(tài)指標759.2.2 壓力AGC的研究和發(fā)展769.2.3 的壓力AGC模型RALA

10、GC模型789.2.4 各種壓力AGC列表分析79結論80參考文獻81目錄82VI引言最近十幾年，熱連軋技術有了很大的進步，在熱軋帶鋼軋機布置形式的發(fā)展方面，總結起來，主要有六種形式：典型的傳統(tǒng)熱帶鋼連軋機組，這種機組通常是2架可逆粗軋機，7架精軋機,2臺地下卷取機，年總產量350-550萬噸，生產線的總長度400-500111,有一些新建的機組裝備了定寬壓力機（SP）。這類軋機采用的鑄坯厚度通常為200-250nmi,特點是產量高，自動化程度高，軋制速度高（20m/s以上），產品性能好風緊湊型的熱連軋機，通常機組的組成為1架粗軋機，1臺中間熱卷箱，56架精軋機，卜2臺地下卷取機,生產線長度約

11、300m,年產量200300萬噸。采用的鑄坯厚度200mm左右，投資比較少，生產比較靈活，由于使用熱卷箱溫度條件較好，可以不用升速軋制（軋制速度14m/s左右）。新型的爐卷軋機機組，通常采用1臺粗軋機，1臺爐卷軋機，卜2臺地下卷取機，產量約100萬噸，其中有的生產線可以生產中板也可以生產熱軋板卷，主要用于不銹鋼生產，投資較小，生產靈活，適合多品種。熱軋帶鋼的另一生產形式是薄板坯連鑄連軋，按結晶器的形式不同，分別有多種形式，如SMS開發(fā)的CSP、DANIELY開發(fā)的H2FRL等，由薄板坯鑄機、加熱爐和軋機組成,剛性連接，鑄坯厚5070mm,產量120200萬噸,軋機的布置形式有粗軋加精軋為2+5

12、布置，1+6布置，也有7架精軋機組成的生產線。薄板坯連鑄連軋的特點是生產周期短、產品強度高、溫度與性能均勻性好，但是表而質量、潔凈度控制方面比傳統(tǒng)厚板坯的難度大。國外發(fā)展的無頭（半無頭）軋制技術，德國發(fā)展的是半無頭軋制技術，他們利用薄板坯連鑄連軋的生產線，鑄造較長的鑄坯，如200m,進人精軋，并且軋后進行剪切，在精軋機組中形成有限的無頭連軋。這種生產線的特點是適合于穩(wěn)定生產薄規(guī)格的帶鋼，減少了薄規(guī)格帶鋼生產中的軋廢和工具損失。正在開發(fā)的生產熱帶鋼的技術是薄帶直接連鑄并軋制的技術，鋼水在兩個根中鑄成56mm的帶鋼，經過1架或2架軋機進行小變形的軋制和平整，生產出熱帶鋼卷。歐洲、日本和澳大利亞都進

13、行過類似的試驗，2004年美國NUCOR建立了工業(yè)試驗廠，德國的THYSSEN-KRUPP也建立了相同的試驗工廠?，F(xiàn)在熱連軋機很多的技術發(fā)展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準控制、表面的質量控制等方面，比如廣泛使用的強力彎根（WRB）系統(tǒng)、工作根竄輯（HCW、CVC）和對限交叉（PC）技術，工作餛的精細冷卻、高精度的數學模型河北聯(lián)合大學輕工學院的不斷改進等，都使熱軋產品的質量不斷提高。所有新建的軋機都有完善的檢測技術和手段，如厚度、寬度、速度、凸度、平直度、表面等，使帶鋼的精度更高,質量更好平口】。第1章引言第1章文獻綜述1.1 建廠依據自2011年5月底以來，國際大宗商品期貨價格大幅

14、下跌，其中有關投資設廠所需的原材.料，如鋼鐵，水泥，石油等的價格下降也十分明顯。在這樣的背景下，建廠成本將顯著下降。但從長遠來看，我國的鋼鐵產能已經明顯過剩，再加上以鐵礦石為首的原料價格的定價權被主要的幾個鐵礦石生產企業(yè)所掌握，大大壓縮了我國鋼鐵企業(yè)的利澗空間。同時根據我國的經濟政策，尤其是關于產業(yè)結構調整的相關文件，新建鋼鐵廠的審批難度將會有所加大?？偟膩碚f，隨著我國汽車、家電、集裝箱、輸油（汽）管線、船舶制造等行業(yè)的迅猛發(fā)展，各類板材仍有較大的市場前景。與薄板坯連鑄連軋相比，常規(guī)熱連軋有其自身的優(yōu)勢。薄板坯連鑄連軋技術晶粒較細，加上軋制的大壓下，使產品硬度很高，不能按要求向冷軋供應強度低:

15、240Mpa的軟帶鋼。1.2 產品大綱產品大綱是進行車間設計的主要依據，不同規(guī)格、不同品種、不同質量決定不同的生產工藝和設備選擇水平，即確定軋機形式和組成以及其他各項設備與水平。因而產品大綱是車間今后組織生產的依據，產品方案一旦確定，不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(guī)定了車間生產品種的方向，產品大綱的主要內容包括：A、車間生產的鋼種和生產的規(guī)模：B、各類產品的品種和規(guī)格：C、各類產品的數量和其在總產量中所占的比例等。所以編制產品方案時應注意以下問題：1 .滿足國民經濟發(fā)展對產品的需要，根據市場信息解決某些短缺產品的供應和優(yōu)先保證國民經濟重要部門對鋼材的需要。2 .考慮各類產品的平衡，尤其是地區(qū)之間

16、產品的平衡，要正確處理長遠與當前，局部與整體的關系，做到供求適應，品種平衡，產銷對路，布局合理。河北聯(lián)企大學輕工學院3 .考慮軋機的生產能力的充分利用和建廠地區(qū)產品的合理分Lo4 .考慮建廠地區(qū)資源的供應條件，物資和材料運輸的情況。5 .要適應當前對外開放，對內搞活的經濟形式需要，要使設計車間工藝與設備達到產品結構和產品標準的現(xiàn)代化，與國際標準接軌，為走向國際市場做好準備。本設計考慮以上幾點，以唐山為基地，面向全世界，制定產品大綱如下：按照設計任務書，本車間設計年產200萬噸/年。其中汽車板用鋼20%,優(yōu)質鋼60%,管線鋼20%。1.2.1 原料規(guī)格選擇板坯厚度：240nlm板坯寬度：9001

17、500mm板坯長度：12m1.2.2 產品規(guī)格帶鋼厚度：1.218mm帶鋼寬度：9001500mm鋼卷內徑：760mm鋼卷外徑：10001950mm鋼卷重量：30t單位寬度卷重：17kg/nmi1.2.3 鋼種分類及比例本車間的主要產品是汽車板用鋼IF鋼，其有自己的特性。介紹如下。IF鋼的特點是含碳量很低，加入和Nb之后，形成和Nb的C,N化合物，由于鋼中無間隙原子，而使其具有優(yōu)越的深沖性能,自1949年由Comstcok等人提出來之后，由于受當時冶煉水平的限制，鋼中C,N含量較高，須加入的較多T1，而且價格昂貴，因此，在生產中受到了限制。20世紀60年代，由于真空脫氣技術在冶金生產中的應用，

18、鋼中Ti含量可以降低到0.01%以下，于是商用TrIF鋼面世，同時Nb在改善深沖性能方面的作用也被發(fā)現(xiàn)和應用。IF表1-1鋼種分類及比例鋼種C含量比例IF鋼C0,005%20%管線鋼(X70,X80)C0.08%20%優(yōu)質鋼一60%4第1就引方1.2.4 規(guī)格詳細分類表表1-2規(guī)格詳細分類寬度nun厚度nim90010001001-11001101-12001201-1300130卜14001401-1500合計占比例產量1.2-1.52.84.47.21.568.0%15.961.5卜2.09.527.729.2414.2%28.462.1-3.010.0823.9620.4415.28一一

19、34.9%69.763.1-4.0一19.7611.9619.15.228.0%56.02416.084.83.21.048.5%17.046.1-18.04.183.93.121.566.4%12.76占比例合計26.2%25.0%29.8%26.9%5.8%1.3%產量22.3850.1259.553.8811.522.6一200鋼廣泛應用于汽車制造業(yè)，尤其是汽車外板，內板，需要很好的深沖性能,以使其容易成型。深沖鋼按沖壓級別可分為：商用級(CQ),普通沖壓級(DQ),深沖壓級(DDQ),特深沖壓級(EDDQ)和超深沖壓級(SUPER-EDDQ),它們分別同深沖鋼發(fā)展的幾個階段相對應。深沖

20、鋼的第一代產品的開發(fā)和應用，是20世紀50,60年代的普通沸騰鋼，只能用于普通深沖件：低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為第二代產品，產生于20世紀60,80年代，具有較好的深沖性能：20世紀80年代以后出現(xiàn)了以IF鋼為代表的第三代超低碳超深沖鋼。近年來在對IF鋼的研究中發(fā)現(xiàn),略微增加Mil,P,Si等元素的含量可以提高IF鋼的機械性能，同時保持IF鋼的良好的成型性能。，Nb和B也具有提高IF鋼強度的作用，而鋼板強度的提高對降低汽車自重，降低材料消耗有重要作用。因此，開發(fā)和應用高強度鋼IF成為深沖鋼發(fā)展的新熱點。深沖鋼的技術特征主要反映在優(yōu)良的成型性上，即高塑性應變比Q-值),高均勻延伸率，低屈服強度，低時效指數A

21、I,較高應變強化指數11值(n值越高,板材成型加工過程中變形區(qū)材料強度越高，因此，變形越容易傳播到鄰近區(qū)從而使得變形趨于均勻化)。只有具備這些性能的鋼材才能用于深沖復雜的汽車外殼及支撐筋板等零部件。IF鋼的特點是含碳量很低，加入和Nb之后，形成和Nb的C,N化合河北聯(lián)合大學輕工學院物，由于鋼中無間隙原子，而使其具有優(yōu)越的深沖性能。H1949年由Comstcok等人提出來之后，由于受當時冶煉水平的限制，鋼中C,N含量較高，須加入的較多T”而且價格昂貴，因T1此，在生產中受到了限制。20世紀60年代，由于真空脫氣技術在冶金生產中的應用，鋼中含量可以降低到0.01%以下，于是商用TUF鋼面世，同時N

22、b在改善深沖性能方面的作用也被發(fā)現(xiàn)和應用IF鋼廣泛應用于汽車制造業(yè)，尤其是汽車外板，內板，需要很好的深沖性能，以使其容易成型習。70年代石油危機以來，為了節(jié)約能源，國外汽車廠采取了一系列措施。其中之一就是大量開發(fā)高強度鋼板用作車體達到“減重節(jié)能力如冷軋含磷板、雙相鋼板等等。有資料表明：使用高強度鋼板，厚度為L0l.2mm，車身板可減薄至0.70.8mm,車身重量減輕15%20%,節(jié)油8%15%。眾所周知，由于強度和成型性是一對矛盾，隨著強度的提高其成型性能下降給加工帶來困難，特別是對要求兼有高強度和高值的零件，如汽不外覆蓋件等,傳統(tǒng)的以鋁鎮(zhèn)靜鋼為基的固溶強化鋼系列很難滿足要求。進入80年代后，

23、由于冶金技術的不斷發(fā)展，鋼中的C,N含量可控制在很低的水平(C90X10-4%,N30xl0-4%),使高強度IF(inteistitialee)鋼的大批量生產成為可能，從而很好地解決了強度和成型性之間的矛盾【叫下表是以鋁鎮(zhèn)靜鋼為基的固溶強化鋼與高強度IF鋼板的性能比較，從表1-3中可明顯看出，在同樣強度級別下，高強度IF鋼具有高的值、高的延伸率和低的屈強比。表1-3鋁銀黔鋼為基的固溶強化鋼板和高強度IF鋼板的性能比較鋼種級別MPaYP.MpaYS,MpaEL.%yprrsNr340245372380.660.211.6鋁鎮(zhèn)靜固370265402370.660.211.6溶強化鋼3902744

24、21360.650.211.5440333470340.710.201.4340206353400.580.211.9高強度IF370225382390.590.212.0鋼390245412370.590.211.9440274461360.590.201.81.2.5 汽車板用鋼介紹隨著高強度鋼板的采用，汽乍用鋼板減薄，對鋼板的防腐蝕性提出了更高的要求，這就促進了高強度表面處理鋼板的發(fā)展，特別是熱鍍鋅鋼板。目前，國外第1就引方在高強度IF冷軋鋼板的基礎上乂開發(fā)了一系列熱鍍鋅高強度IF鋼板（多為合金化熱鍍鋅鋼板），它把IF鋼的超深沖性、合金元素（P、MikSi等）的固溶強化性和熱鍍鋅的高耐蝕

25、性三者融于一體，是一種理想的汽車用鋼板，使強度一深沖性一耐蝕性達到較好匹配。但是由于熱鍍鋅合金化工藝的特殊性，將造成成型性能的下降，表1-4是熱鍍鋅鍍層對IF鋼性能的影響。因此和冷軋及熱鍍鋅產品相比，為了獲得高n值和高I值的合金化熱鍍鋅鋼板，必須對鋼板的成分和工藝進一步優(yōu)化?？梢哉J為，能否生產這種鋼板代表了一個鋼鐵企業(yè)的汽車用鋼板的生產水平。合金元素對鋼板性能及熱鍍鋅鍍層的影響：同深沖IF鋼一樣，按微合金化元素種類的不同，高強度IF鋼也分為三類，以Ti-IF、Nb-IF和（Ti+Nb）IF為基的高強度鋼。TMF鋼雖然對生產工藝參數的變化不敏感，但力學性能的平面各向異性（r值）大;Nb-IF鋼的

26、平面各向異性小,但力學性能對生產工藝參數比較敏感，一般要采用高溫卷取。近年來（TI十Nb）-IF鋼引起了人們的重視，其優(yōu)點是：（1）力學性能對生產工藝不敏感，整卷性能均勻；（2）晶粒細化，降低鋼的各向異性；（3）抗二次加工脆性好；（4）熱鍍鋅合金化時，界面反應均勻，抗粉化性能較好，特別適合熱鍍鋅用基板。以下的討論中所指的IF主要是（Ti+Nb）IF鋼。與深沖IF鋼不同的是，高強度IF鋼是在IF鋼基礎上乂特意地加入一些固溶強化元素，而這些合金元素的加入勢必對鋼板性能和熱鍍鋅鍍層等帶來一些影響，下面主要總結340440MPa常用的合金元素（P,Si,Mii）o表1-4熱鍍鋅鍍層對鋼性能的影響鍍層引

27、起性能的改變熱鍍鋅（Ti-IF）合金化（Ti-IF）合金化(Ti+Pb”FYP,MPa+2.8+4.1+3.5TS,MPa+3.5+5.5+6.2EL,%-0.1-0.28-1.9n-0.003-0.30-0.015r-0.10-0.56-0.291）p的影響由于P是一種價格便宜而且強化能大的元素，每添加0.1%的P,強度可提高77MPa（Si提高lOMPa,Mil提高5MPa）：抗拉強度為340400MPa級的超深沖高強度鋼板都離不開P，其含量通常在0.04%0.09%之間。然而在IF鋼中由于C,N被固定，晶界清潔，P向晶界偏析容易引起二次加工脆化，晶界處的P含量可比基體中的P含量高10倍。

28、為了防止P的晶界偏析，常采取的措施是加B,它遷移到晶界，強化晶界并防止P的偏析，從而使脆性轉變溫度降低，如圖河北聯(lián)合大學輕工學院1.1所示。但B有降低值，提高再結晶溫度的傾向，因此B的含量不宜過高，一般在10x10%20x10-4%之間。但P在提高強度的同時卻使鋼的值降低，這主要是由于P含量的增加使111ND取向織構減弱，100J/7ND取向織構加強造成的。xB=0%300B=0.0020%10000.050100.15020P.%圖1.1加B與不加B時脆性轉變溫度和P含最的關系在熱鍍鋅時，P對鍍層的相結構也有很大影響，特別是在合金化時，研究表明：P雖然對鋼板的浸潤性沒有多大影響，但它使合金化

29、速度降低，抑制了合金化，如圖1.2所示。進一步的研究表明，P富集在表面和晶界上，加速了第一相的形核從而抑制了第二相的形成。圖1.2P含量與合金化時間的關系(700)2) Si的影響Si的強化能力僅次于P,但在浸鍍性方面存在很多問題，故很少用于鍍層鋼。這主要是由于S比Fe活潑，在熱鍍鋅退火爐的直接燃燒加熱段中，很容易在鋼板表面形成一層Si的氧化物，在還原段中乂不能徹底還原，從而形成了隨機分布的島狀Si的氧化物，成為柱狀組織的形核地，影響了鍍層的附著力。當鋼中的Si含量大于0.3%時，鍍層的附著力就會明顯下降.Si與P一樣，使合金化反應顯著推遲。第1章引方3)Mn的影響Mn是比較貴重的元素，和P,

30、Si相比強化效果低，提高同樣的強度所需的量較大，其加入量通常在0.2%1.6%之間，不能再高，否則會產生針狀鐵素體，使延伸率和值急劇下降，但是用Mn強化的IF鋼對深沖脆性較不敏感。因此,強度級別在390MPa以上的多用P,Mn復合添加的方式，在添加P的鋼中，Mil會使再結晶開始溫度降低。相對于P，Si來說，Mn對鍍層附著力的影響較小。但是，與Si一樣，在退火時鋼板表面也易形成一層富Mn的氧化物，由于這種不良影響不如Si那樣明顯，因而Mn常作為熱鍍鋅高強度IF鋼板的合金強化添加元素。河北聯(lián)企大學輕工學院第2章軋機設備比較與選擇2.1 軋鋼機數量的選擇軋鋼機是生產的設備，是完成金屬軋制變形的主要設

31、備，并且代表著生產技術的水平，造價極為昂貴。而且，軋鋼機架的選擇對車間生產和投資有著非常大的影響，軋機多投資大，軋機過少，壓下大，軋制穩(wěn)定性差，難于控制。帶鋼軋機為平較軋制，軋制力大，為了能控制良好板型，機架必須有較大的剛度，軋輕應有較大的抗彎撓度。以往粗軋為二輻軋機，盡管直徑較大，但撓度還是較大，不能滿足凸度控制要求。四輻軋機作為粗軋，乂有工作輻輻徑偏小，帶來新的咬入問題。當選用中薄板坯或薄板坯后，絕對壓下量大大減少，這一問題自然消失,所以現(xiàn)代板帶軋機得粗軋與精軋都是四輯軋機。軋鋼機選擇的主要依據是：車間生產的鋼材的鋼種，產品品種和規(guī)格，生產規(guī)模的大小以及由此確定的產品生產工藝過程，對軋鋼年

32、間設計而言，軋鋼機選擇的主要內容是：確定軋鋼機的結構形式，主要技術參數，選用軋鋼機的架數以及偉置形式。在選擇軋鋼機時一般要注意考慮以下各項原則：在滿足產品方案的前提下，使當前軋鋼機組成合理，布置緊湊或為控制軋制及增加軋機留有余地：粗精軋軋制節(jié)奏時間接近相等，有較高的生產效率和設備利用系數；選擇軋機能力和電機能力較大，保證大綱內產品生產順利，易于控制操作，并獲得質量良好的產品，也為更難品種生產留有余地；備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標準化（如精軋前四架一樣）：禁絕使用不成熟技術。下面比較幾種軋制工藝：1）常規(guī)連軋工藝常規(guī)連軋工藝通常是采用200250mm厚板坯為原料，經過多機架連軋出1.

33、2525mm厚成品板帶。常規(guī)連軋工藝乂可分為全連軋工藝、3/4連軋匚藝、半連軋工藝和爐卷工藝兒種，目前以3/4連軋和半連軋工藝居多。常規(guī)板帶軋制工藝已成熟,基本上實現(xiàn)了計算機在線控制下的高速化、連續(xù)化、大型化和高精度,在控制產品質量上，實現(xiàn)了在線板形、板厚和板寬的自動控制。這種常規(guī)連軋工第2堂軋機設備比較與選擇藝經濟規(guī)模多在200-400萬t/ao其優(yōu)勢是生產規(guī)格靈活、適應面廣、高質量、高產量、多品種，但設備投資大。2）薄板坯連鑄+連軋工藝這種工藝在生產周期短、軋線占地少、減少投資，普鋼帶卷生產成本比常規(guī)工藝更有優(yōu)勢，一直得到世界鋼鐵界普遍關注，特別是美國的紐柯公司的薄板坯連鑄連軋生產線198

34、9年投產以來，在世界上掀起了采用新工藝熱潮，標志板帶生產工藝進入又一嶄新階段，但該工藝噸鋼投資比并不少，而且對鋼水要求很高,澆鑄鋼種有限，本質細晶粒，適合超細晶鋼類的產品生產，不適合用作冷軋的原料。壓縮比小，許多鋼種、規(guī)格受到限制。3）直接鑄軋成成品寬帶鋼工藝本工藝是由口本金屬與德國克虜伯公司聯(lián)合開發(fā)成功的，1993年在口本新日鐵光廠正式投產。其采用電爐鋼水直接鑄軋成1.65mm（厚）x8001220mm（寬）帶鋼，代替常規(guī)連軋工藝。該工藝已鑄軋出SUS-304不銹鋼帶及低碳鋼帶，用這種工藝生產的帶鋼既可作為成品銷售，據報道可作為冷軋原料。4）采用常規(guī)連鑄坯的緊湊式熱軋帶鋼工藝（SCHSM）2

35、.1.1 道次選擇為簡化連鑄生產，前面已經選擇單一坯料（厚度240mm）,由產品大綱已確定的典型厚度（2.3mm）可得最大總延伸系數股如下：h=F0/Fn=240/2.3=104（2.1）選擇p=L42總軋制道次11=13（2.1）取13道次。選定粗軋6道，精軋7道。2.1.2 立輻選擇由于連鑄坯寬度不易改動，但產品寬度要求有些不同。為能少量控制坯料寬度，在粗軋之前一般配置立輻軋機E1進行側邊壓下。E1安裝在R1粗軋機身前面，配有液壓缸，主要用于控制寬度和邊部質量加工，主要參數如下寬度壓下量：最大50mm（25mm/邊）11河北聯(lián)介大學輕工學院軋制力：最大300噸軋制速度：最大22i/min主

36、傳動電機：2-AC88KWx0-15017mm成對的水平電機軋較開口度：最大1600mm,最小800mn】軋輻調整速度：通過液壓缸調整，30nuiVs軋輻調整裝置：四個液壓缸驅動軋輯：最大(p764nlm,最小(p680nlm,轉身長cp500mni：立輕壓下小，延伸極少，主要是邊端雙鼓形。故延伸計算時不予考慮。2.1.3 粗軋軋機1)全連續(xù)式全連續(xù)式軋機粗軋機由56個機架組成，每架軋制一道，全部為不可逆式,大都采用交流電機傳動。這種軋機產量可高達400600萬t/年，適合于大批量單一品種生產，操作簡單，維護方便，但設備多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。粗軋機組的利用率不是很高，或者說粗軋

37、機生產能力與精軋機組不相平衡。2)半連續(xù)式半連續(xù)式軋機有兩種形式：圖2.1(c)粗軋機組由一架不可逆式二輕破鱗機架和一架可逆式四根機架組成，主要用于單一生產成卷帶鋼。由于二輻軋機破鱗效果差，故現(xiàn)在已經很少采用。圖2.1(d)粗軋機組是由兩架可逆式軋機組成，主要用于復合半連續(xù)軋機，設有中厚板加工線設備,既生產板卷，又生產中厚板。這樣半連續(xù)式軋板粗軋階段道次可靈活調整，設備和投資都較少，故使用于產最要求不高，品種范圍乂廣的情況。但是經實踐證明，這種形式軋出的中間坯有一定的缺點，不能很好的保證中間坯的厚度和凸度。3)3/4連續(xù)式為了充分利用粗軋機，同時也為了減少設備和廠房面積，節(jié)約投資，而廣泛發(fā)展了

38、一種3/4連續(xù)式新布置形式，它是在粗軋機組內設置1-2架可逆式軋機，把粗軋機由六架縮減為四架。對絕大多數產品，軋機的薄弱環(huán)節(jié)不是在粗軋機組,3/4連軋機己能夠滿足精軋能力的要求。3/4連軋機的可逆式軋機可以放在第二架，也可以放在第一架，前者優(yōu)點是大部分鐵皮已在前面除去，使輻面和板面質量好些，但第二架四輻可逆軋機的換輯次數比第一架二根可逆式要多二倍。這種形式最大的優(yōu)點就是后邊的兩架四輯軋機，這兩架軋機很好的控制了中間坯的參數。使中間坯的厚度，凸度等重要的指標得到了很大的改觀。軋機所需設備少，廠房短，總的建設投資要少5%-6%,生產靈活性也梢大些，但可逆式機架的12第2堂軋機設備比較與選擇操作維修

39、要復雜些，耗電量也大些。對于年產200萬噸左右規(guī)模的帶鋼廠，采用3/4連軋機一般較為適宜。圖2.1粗軋機組軋制六道次的典型布置形式13河北聯(lián)合大學輕工學院4）兩架獨立可逆四根軋機本次設計的形式屬于半連續(xù)式，與上圖不同的是都是四輯可逆軋機，隨著制造軋機技術的提高，本設計的第一軋機的作用相當與3/4連軋中的二輕軋機和四輕軋機，先對板坯進行大壓下。后邊的軋機則是控制中間坯的厚度，凸度等。為后邊精軋減輕了負擔。有足夠的能力軋出板形，凸度要求很高的汽車板用鋼。本設計的粗軋機，驅動主要由調速電機，減速機齒輪機座及軋鋼機接軸構成。兩架粗軋機參數一樣，粗軋機詳細資料：R1四轉軋機用途：按工藝要求將板坯軋制成規(guī)

40、定厚度的中間坯。技術參數型式：四輪可逆式軋機，軋機壓下采用電動壓下+液壓AGC最大軋制壓力：55000kN軋機最大開口度：270nun工作輻直徑：1200工作輕輕身長度：170011U11肖氏硬度：HS69-75支撐輻直徑：01550支拽輻輯身長度：1700mm肖氏硬度：HS65-71最大軋制力矩:2x3715.7kNm（2.5倍過載）主電機：N=9500kW,AC,二臺軋制速度：l/5.34in/s2.1.4 精軋機機組的選擇當今新型熱帶軋機主要有：HC軋機、CVC軋機、PC軋機等。現(xiàn)在介紹如下：1）HC軋機（HighCrownContiolMill）HC軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是口

41、立公司研制的一種新型六較軋機，它是在普通四輻軋機的基礎上增加兩個可軸向移動的中間輕其出發(fā)點是為了改善或消除四輻軋機中工作軸和支撐轆之間有害的接觸部分。HC軋機利用軋輻軸向串動裝置，就能適應帶鋼寬度變化的要求，使輻身接觸長度作相應的改變。HC軋機的主要特點：（1）具有大的剛度穩(wěn)定性。14第2堂軋機設備比較與選擇(2)HC軋機具有很好的控制性。(3)HC軋機由于上述特點因而可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。(4)壓下量由于不受板形限制而可適當提高。2)CVC(ContinuouslyVariableCrown)軋機CVC軋機是SMS公司在HCW軋機的

42、基礎上于1982年研制成功的。近年來廣為采用的CVC軋機是德國技術和其他國家專利的結合物，它被世界各國認為是一個能對輕型進行連續(xù)調整的理想設備。CVC輻和彎輻裝置配合使用可調輻縫達600微米。CVC精軋機組的配置一般是，前幾個機架采用CVC輻主要控制凸度，后幾個機架采用CVC輻主要控制平直度。CVC的基本原理是：將工作較轉身沿軸線方向一半削成凸輕型，另一半削成網輻型，整個輻身成S型或花瓶式軋輻，并將上下工作輻對稱布置.，通過軸向對稱分別移動上下作短，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達到所要求的板形。圖2.2CVC軋制原理圖CVC軋機有很多優(yōu)點：板凸度控制能力強，軋機結構簡單.，易

43、改造，能實現(xiàn)自由軋制，操作方便，投資較少。CVC軋機的缺點是：孔輕形狀復雜、特殊、磨削要求精度高，而且困難，必須配備專門的磨床；無邊部減薄功能，帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象。此外隨著軋短竄動，熱輯型及磨損輕型亦將竄動。3)PC(PairedCiossedMill)軋機PC軋機為軋轉成對交叉軋機，其工作原理是相互平行的上工作短，上支承軸中心線與相互平行的下工作輻，下支承短軸中心線的交叉成一定角度，這一角度等同于工作輕凸度。PC軋機的缺點：軋機牌坊加工復雜，開出四個螺母孔，減少軋機立柱剛度。軸承座由牌坊窗口平面約束變成螺絲端頭點接觸，在高壓高速時穩(wěn)定性下降。軋制結構復雜，軸向力大(達到軋制力的8%10%)將

44、使軸承壽命縮短，使維護1：作量加大。而且軋制結構復雜，軸向力大(達到軋制力的8%10%)將使軸承壽命縮15河北聯(lián)公大學輕工學院短，使維護工作量加大，鑒于以上比較，本設計為：七架四輻精軋機縱向排列，間距為6m；F1-F7均為CVC軋機，并配有正彎輻系統(tǒng)。所有機架均設有AGC系統(tǒng)；工作短軸承為四列圓錐滾動；平衡快中安裝工作輕平衡缸。支撐輻采用油膜軸承并有靜壓系統(tǒng)：軋機匚作側匚作短軸承座配有加緊裝置，用于保證軋制過程中轉系的穩(wěn)定，為了保證軋制線水平，上下支撐輻軸承座上（下部）裝有調整墊進行補償。F6F7裝有ORG系統(tǒng)用于工作根表面的磨削；軋機進出口安裝有上下導板及衛(wèi)板：為保證帶鋼平穩(wěn)輸送F7軋機出口

45、安裝有機架輕。軋機出口側均安裝冷卻水管，工藝澗滑裝在進口上下刮水板架上，除塵噴水安裝在每個機架的出口側。精軋機組：型式：七架，四較不可逆式帶鋼連軋機組板形控制方式：CVC軋機+工作短彎輻軋短尺寸：工作輻：（F1F4）850/765mm（直徑）x1700mm（輻身長度）（F5F7）760/685mm（直徑）xl700min（輕身長度）材質：高銘合金鑄鐵肖氏硬度：HS70-75支掠餛：1600/1440mm（直徑）x1700mm（輻身長度）材質：鍛鋼肖氏硬度：HS65-71軋制力：FHF340000kNF4F640000kN開口度：50mm（最大輯徑時）工作根竄較行程：150iihii工作短彎短：

46、1500kN（FHF7）主電機：FlAC9500kWx150/340r/minF2AC9500kWx150/340r/minF3AC9500kWx150/340r/minF4AC8500kWx150/340r/minF5AC8500kWx300/650r/minF6AC8500kWx300/650r/minF7AC8500kWx300/650f/mniAGC液壓缸，機架F1F7AGC液壓缸：2套/機架第2堂軋機設備比較與選擇AGC力：19.6MN(2000t/液壓缸)液壓缸內徑x有效行程及壓力：lOOOmmx265mm最大3O.9MPa(315kg/cm)液壓缸速度：約3mni/s傳感器：磁尺

47、(2套/液壓缸)2.1.5保溫裝置1)保溫裝置的概述保溫裝置位于粗軋與精軋之間，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，不僅可以改善進精軋機的中間帶坯溫度，使軋機負荷穩(wěn)定，有利于改善產品質量，擴大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱，其共同的特點是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設備結構大相徑庭,迥然不同。分別敘述如下：保溫罩：布置在粗軋與精軋機之間的中間短道上，一般總長度有5060m,由多個罩子組成，每個罩子均有升降蓋板，可根據生產要求進行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在根道是密封的。中間

48、帶坯通過保溫罩，可大大減少溫降。熱卷箱：布置在粗軋機之后，飛剪機之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進入精軋機進行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。熱卷箱的優(yōu)點有：(1)減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度：(2)均衡整體中間帶坯的軋制溫度，穩(wěn)定精軋機的軋制負荷，從而提高軋制過程的穩(wěn)定性，以確保成品精度；(3)縮短粗軋機至精軋機之間的距離，節(jié)約工程投資；(4)熱卷箱還具有挽救帶鋼報廢的功能；(5)進一步消除中間帶坯表面的氧化鐵皮。熱卷箱在卷取和反開卷過程中，可使粗軋階段產生的二次氧化鐵皮得以疏松，從而起

49、到機械除鱗的效果。熱卷箱也存在一些不足之處：(1)對帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達40C。(2)帶鋼出末架精軋機速度一般小于12m/s,限制了生產線的產量:。(3)對于管線鋼不能降低精軋機功率，不可實現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機數量口乳卷取箱選用的依據：河北聯(lián)合大學輕工學院(1)產量沒有太高的要求：(2)對溫度敏感性高的產品一般要選用卷取箱，如不銹鋼：(3)軋制線長度受限制時可選用卷取箱。2)保溫裝置的選擇本設計考結合在首鋼京唐公司的實際生產情況綜合考慮兩種保溫設備的特點，選用保溫罩進行保溫川。18第3章典型產品的壓下規(guī)程設計和輕型設計第3章典型產品的壓下規(guī)程設計和輕型設計3.1壓下

50、規(guī)程設計板、帶軋制壓下規(guī)程是軋制速度的基本核心內容，直接關系著軋鋼機的產量和產品的質量。壓下規(guī)程的中心內容就是確定出由一定的板坯軋成所要求的成品的變形制度，也就是確定軋制方法、軋制道次和每道壓下量的大小，在實際操作中就是要確定各道次壓下螺絲的升降位置，也就是根縫的開度。與此相關聯(lián)的,還要涉及到各道次的軋制速度、軋制溫度及前后張力制度的確定及原料尺寸的合理選擇，因而廣義的來說，壓下規(guī)程的制定也應當包括這些內容。制定壓下規(guī)程的方法很多，一般可以包括為理論方法和經驗方法兩大類。理論方法就是從充分滿足前述制定軋制規(guī)程的原則要求出發(fā)，按預設的條件通過理論計算或圖表方法，以求最佳的軋制規(guī)程。這當然是理想的

51、和科學的方法。但是，在實際生產中由于變化的因素太多，特別是溫度條件的變化很難預測和控制,因此雖事先按理想條件經理論計算確定了壓下規(guī)程，但在實際中往往并不可能實現(xiàn)。因而在人工操作時就只能按照實際變化的具體情況，憑操作人員的經驗隨機應變地處理。這就是說，在人工操作條件下，即使花費很大力氣把合理壓下規(guī)程制定出來了，卻也不可能按理想的條件得到實現(xiàn)。只有在全面計算機控制的現(xiàn)代化軋鋼機上，才有可能根據具體變化的情況，從上述原則和要求出發(fā)，對壓下規(guī)程進行在線理論計算和控制。通常在板帶生產中指定壓下規(guī)程的方法和步驟：1）在咬入能力允許的條件下，按經驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確

52、定各道次壓下量，分配率及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；2）制定速度制度，計算軋制時間并確定各道次軋制溫度；3）計算軋制力、軋制力矩及總傳動力矩；4）校驗軋輯等部件的強度和電機功率；5）按前述制定軋制規(guī)程的原則和要求進行必要的修正和改進。3.1.1坯料尺寸本設計為熱軋帶鋼生產線，坯料規(guī)格如下：19河北聯(lián)合大學輕工學院板坯厚度：240mm板坯寬度：900-150011UH1.1.1 12m1.1.2 粗精軋機組壓下量分配1)粗軋機的壓下量分配的基本原則根據板坯尺寸、軋機架數、軋制速度以及產品厚度等合理確定粗軋機組總變形量及各道次壓下量，其基本原則是：(1)由于在粗軌機組上軋制時，軋件溫度高、

53、塑性好、厚度較大，故應盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]到粗乩機組與精軋機組之間的軋制節(jié)奏和負荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占總變形量的7080%。粗軋機組道次最大壓下量主要受軋輯強度的限制。(2)為保證精軋機組的終軋溫度應盡可能提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。因此一方面應盡可能提高開軋溫度，另一方面盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時間，減少軋件的溫降。(3)為筒化精軋機組的調整，粗軋機組軋出的板厚的范圍應盡可能小，并且不同厚度的數目也應盡可能減少。2)精軋機的壓下量分配的基本原則精軋機組的主要變形是在5、6、7架連軋機上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品帶鋼，并且需要保

54、證帶鋼的表面質量和終軋溫度。精軋機連軋機組的壓下最基本分配原則：一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡最集中在前幾架，在后幾架軋機上為了保證板形、厚度精度及表面質量，壓下量逐漸減小。為保證帶鋼機械性能防止晶粒過度長大，終軋即最后一架壓下率不低于10%,此外，壓下量分配應盡可能簡化精軋機組的調整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據以上原則精軋機逐架壓下量的分配規(guī)律為：F1可以留有余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產生咬入困難等，使壓下量略小于設備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架,隨著軋件溫度降低、變形抗力增大，應逐漸減小壓下量：為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質最，最后一架的壓下量一般在1015%左右。精軋機的總壓下量一般占全部的1030%。此外，也要參考現(xiàn)場生產的資料數據。3)壓下量:的計算典型成品板帶厚度為3.0mm。軋件在變形前、后的厚度之比，本文稱之厚度減縮20第3章典型產品的壓