2030熱連軋車間設(shè)計

1、摘 要板帶材生產(chǎn)技術(shù)水平不僅是冶金工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標志，也反映了一個國家工業(yè)與科學技術(shù)發(fā)展的水平。建設(shè)現(xiàn)代化的熱軋寬帶鋼軋機要滿足現(xiàn)代工業(yè)對熱軋板品種質(zhì)量的要求。最終產(chǎn)品的質(zhì)量取決于連鑄坯的質(zhì)量，傳統(tǒng)厚度的板坯連鑄工藝明顯優(yōu)于薄板坯連鑄工藝。薄板坯連鑄連軋更適于生產(chǎn)中低檔板材品種，在薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)方面具有明顯優(yōu)勢。為了滿足高質(zhì)量和高性能板材要求，采用厚板坯常規(guī)連軋生產(chǎn)方式更合理?；谶@些考慮，本次設(shè)計結(jié)合柳鋼2030常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線。在此設(shè)計中詳細地介紹了加熱、粗軋、熱卷取、精軋、冷卻、卷取等一系列過程。其中精軋機選用六架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機,采用 HC軋機、CVC軋機、工作輥正

2、彎輥（WRB）技術(shù)和厚度自動控制（AGC）等技術(shù)來控制板型和厚度。另外，為提高軋件溫度，減少頭尾溫差，在精軋前采用無芯軸隔熱屏熱卷箱。設(shè)計中涉及的技術(shù)參數(shù)大部分取自現(xiàn)場的經(jīng)驗數(shù)值，用到的部分公式也是來自于實際的經(jīng)驗公式。關(guān)鍵詞: 常規(guī)熱連軋 熱卷箱 層流冷卻 厚度自動控制 ABSTRACTThe hot strip production technique level not only is a important marking of the metallurgy industry produce development level, but also reflect a level of

3、the national industry and science technique.The new modernizational hot wide rolling mills should satisfy the request of modern industry to hot strip species quality.The quality of end product is by all means decided by quality of continous casting slab. The continous casting slab of traditional thi

4、ckness is obviously better than thin slab continous casting and rolling. Thin slab continous casting and rolling is suitable to produce medium low file time plank material species and have obvious advantage at the thin specification product.For satisfying the request of obtaining the high quality an

5、d high performance strip, thick slab continous casting produce method is considered more reasonable.Based on the above premise, this design combine liu steel 2030 traditional hot continuous rolling workshop. In this paper it is detailly introduced the heat furnace, the rough rolling, the hot curl, t

6、he finish rolling, the laminar cooling, the curl and so on.Among them, The finishing mill still selected the big cross section memorial arch and the high tonnage rolling stand, and choosed HC mill,CVC mill,work roll bend technique and automatic gauge control to control strip shape and thickness. Mor

7、eover, in order to raise the temperature of rolling metal and reduce the difference temperature between tail and head of rolling metal,I establish a hot curl box between the rough rolling and the finishing rolling. The coefficient in this design and parts of formulas come from actual experience.Key

8、words: convensional continuous rolling , the laminar cooling, automatic gauge control目 錄摘 要IABSTRACTII目 錄III1 緒論11.1 熱連軋板帶鋼的發(fā)展歷史11.2 熱軋板帶鋼生產(chǎn)發(fā)展的現(xiàn)狀21.3 熱連軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點31.3.1 常規(guī)熱連軋工藝31.3.2 薄板坯連鑄連軋工藝31.4 本課題目的及意義42 2030連軋機組工藝設(shè)備簡介52.1 2030熱軋線概況52.2 工藝流程與軋機選型52.2.1工藝流程52.2.2 主要工藝設(shè)備類型及參數(shù)72.3 設(shè)計方案考慮92.4 產(chǎn)品大

9、綱103 典型產(chǎn)品壓下規(guī)程設(shè)計133.1 概述133.2 各道次出口厚度及壓下量的確定133.2.1 粗軋機的壓下量分配原則143.2.2 精軋機的壓下量分配原則143.2.3 綜合分析143.3 軋機咬入的校核153.4 確定軋制速度制度153.4.1 粗軋機速度制度153.4.2 精軋機速度制度163.4.3 加減速度的選擇173.5 確定軋制溫度制度183.5.1 粗軋各道次溫度確定193.5.2 精軋各道次溫度確定193.6 力能參數(shù)的計算193.6.1 軋制力的計算和空載輥縫的設(shè)定193.6.2 軋制力矩的計算213.6.3 附加摩擦力矩的計算233.6.4 空轉(zhuǎn)力矩的計算243.6

10、.5 動力矩的計算253.7 層流冷卻對溫度的控制及大致的冷卻速率的確定254 輔助設(shè)備的選擇274.1 加熱爐的選擇274.1.1 加熱能力的確定284.1.2 爐子數(shù)量的確定284.1.3 爐子尺寸的確定284.2 除磷裝置的選擇294.2.1 除磷的必要性294.2.2 各種除磷方式的比較304.2.3 本次設(shè)計除磷裝置的選擇304.3 剪切設(shè)備的選擇314.4 帶鋼冷卻裝置324.5 卷取設(shè)備的選擇334.6 輥道的選擇354.7 活套支撐器364.7.1 概述364.7.2 活套支撐器的相關(guān)參數(shù)的計算374.8 控制設(shè)備384.8.1 厚度控制384.8.2 板形控制394.8.3

11、寬度控制405控軋控冷工藝的確定435.1 板坯加熱溫度435.2軋制溫度435.3變形量435.4控制冷卻436 軋輥強度及主電機能力校核456.1 軋輥強度的校核456.1.1 支撐輥的校核456.1.2 工作輥的校核476.1.3 工作輥與支撐輥間的接觸應力496.2 主電機能力的校核516.2.1 軋制過程中靜負荷圖的制定516.2.2 主電機的校核527 年產(chǎn)量的計算557.1 軋鋼機年產(chǎn)量的計算557.1.1 軋鋼機年產(chǎn)量的計算557.1.2 軋鋼機平均小時產(chǎn)量的計算567.1.3 軋鋼車間年產(chǎn)量的計算567.2 軋鋼機工作圖表的制定577.2.1 軋制圖表的基本形式及其特征577

12、.2.2 軋機工作圖表的制定588 軋鋼車間平面布置及經(jīng)濟技術(shù)指標598.1 軋鋼車間平面布置598.1.1 軋鋼車間平面布置的原則598.1.2 金屬流程線的確定598.2 車間技術(shù)經(jīng)濟指標608.2.1 各類材料消耗指標608.2.2 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標62參考文獻65致謝661 緒論1.1 熱連軋板帶鋼的發(fā)展歷史熱軋板帶鋼軋機的發(fā)展已有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運輸業(yè)等的發(fā)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)定的發(fā)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

13、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)歷了不同的發(fā)展時期。我國熱連軋帶鋼的發(fā)展,大體經(jīng)歷了三個階段：第一階段,以大企業(yè)為主,以解決企業(yè)有無為主要目的的初期發(fā)展階段。這個時期熱軋板帶鋼軋機建設(shè)只能靠國家投入,由于資金、技術(shù)等限制,軋機水平參差不齊。1989投產(chǎn)的寶鋼2050mm軋機代表了當時國際先進水平,采用了一系列最先進的熱連軋生產(chǎn)技術(shù)。但是,這個時期投產(chǎn)的二手設(shè)備則是國外五六十年代的裝備(1994年投產(chǎn)的太鋼1549mm軋機、梅鋼1422mm軋機)，整體技術(shù)水平相對落后，在安裝過程中進行了局部改造，但整體技術(shù)水平提高有限。還有兩套國產(chǎn)軋機投產(chǎn)：1980年投產(chǎn)的本鋼1700mm軋機和1

14、992年投產(chǎn)的攀鋼1450mm軋機，這兩套軋機的整體水平不高，產(chǎn)品與國際水平差距較大1。但在當時條件下，這幾套軋機滿足了國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，同時培養(yǎng)了一大批技術(shù)人才。第二階段,全面提高技術(shù)水平，瞄準世界最高、最新技術(shù)，全面引進階段。20世紀90年代以后，各大企業(yè)均以引進國外最先進技術(shù)為主。如1999年投產(chǎn)的鞍鋼1780mm軋機、1996年投產(chǎn)的寶鋼1580mm軋機，是世界傳統(tǒng)熱連軋帶鋼軋機最先進水平的代表，除通?，F(xiàn)代化軋機采用的先進技術(shù)以外，還采用了軋線與連鑄機直接連接的布置形式，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)和帶坯邊部感應加熱技術(shù)，軋機全部采用

15、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)。國內(nèi)還引進了三套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，即1999年投產(chǎn)的珠鋼1500mm薄板坯生產(chǎn)線、邯鋼1900mm薄板坯生產(chǎn)線和2001年投產(chǎn)的包鋼1750mm薄板坯生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線是當時世界最先進的薄板坯生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線的引進使我國擁有了新一代熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)。第三階段,這個階段是近幾年開始的，是以提高效益、調(diào)整品種結(jié)構(gòu)、滿足市場需要和提高企業(yè)競爭能力為目的的發(fā)展階段。由于近年國家經(jīng)濟快速發(fā)展,對鋼材需求不斷增加，因此除國營大中型企業(yè)外，中小型企業(yè)，甚至民營企業(yè)都把生產(chǎn)寬帶鋼作為今后發(fā)展的重點，或引進或采用國產(chǎn)技術(shù)

16、，或建設(shè)傳統(tǒng)熱連軋寬帶鋼軋機或建設(shè)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。同時,這個階段對引進的二手軋機和原技術(shù)較落后的國產(chǎn)軋機進行了全面技術(shù)改造，使其達到了現(xiàn)代化水平。國外剛出現(xiàn)的半無頭軋制技術(shù)、鐵素體加工技術(shù)、高強度冷卻技術(shù)、新型卷取機等，在一些軋機上也已應用。目前我國熱連軋技術(shù)裝備已完全擺脫落后狀態(tài)，并已處于世界先進水平之列。1.2 熱軋板帶鋼生產(chǎn)發(fā)展的現(xiàn)狀最近十幾年，熱連軋技術(shù)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(jié)起來，主要有六種形式：1.典型的傳統(tǒng)熱帶鋼連軋機組，這種機組通常是2架粗軋機，7架精軋機，2臺地下卷取機，年總產(chǎn)量350550萬t，生產(chǎn)線的總長度400500m，有一些新建的機

17、組裝備了定寬壓力機(SP)。這類軋機采用的鑄坯厚度通常為200250mm，特點是產(chǎn)量高，自動化程度高，軋制速度高(20m/s以上)，產(chǎn)品性能好。2.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，12臺地下卷取機，生產(chǎn)線長度約300m，年產(chǎn)量200300萬t。采用的鑄坯厚度200mm 左右，投資比較少，生產(chǎn)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)2。3.新型的爐卷軋機機組,通常采用1臺粗軋機，1臺爐卷軋機，12臺地下卷取機，產(chǎn)量約100萬t，其中有的生產(chǎn)線可以生產(chǎn)中板也可以生產(chǎn)熱軋板卷,主要用于不銹鋼生產(chǎn)，投資較小，生產(chǎn)靈活，

18、適合多品種。4.熱軋帶鋼的另一生產(chǎn)形式是薄板坯連鑄連軋,按結(jié)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5090mm,產(chǎn)量120200萬t ,軋機的布置形式有粗軋加精軋為2+5布置,1+6布置,也有7架精軋機組成的生產(chǎn)線。薄板坯連鑄連軋的特點是生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品強度高、溫度與性能均勻性好,但是表面質(zhì)量、潔凈度控制方面比傳統(tǒng)厚板坯的難度大。5.國外發(fā)展的無頭(半無頭)軋制技術(shù)，日本是在傳統(tǒng)的粗軋機后設(shè)立熱卷箱,飛焊機，把中間坯前一坯的尾部和下一坯的頭部焊接在一起,進入精軋機組時形成無頭的帶鋼進行軋制，在卷取

19、機前再由飛剪剪斷，該生產(chǎn)線可以20m/s的速度軋制生產(chǎn)0.81.3mm厚的帶鋼。德國發(fā)展的是半無頭軋制技術(shù),他們利用薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)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(chǎn)線的特點是適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄規(guī)格的帶鋼，減少了薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中的軋廢和工具損失。歐洲還在開發(fā)基于薄板坯連鑄連軋技術(shù)的無頭軋制技術(shù)，通過進一步提高鑄坯的拉速，使連軋機和連鑄機的速度得到匹配，實現(xiàn)真正的連鑄連軋。6.正在開發(fā)的生產(chǎn)熱帶鋼的技術(shù)是薄帶直接連鑄并軋制的技術(shù),鋼水在2 個輥中鑄成56mm的帶鋼,經(jīng)過1架或2架軋機進行小變形的軋制和平整,生產(chǎn)出熱帶鋼卷。歐洲、

20、日本和澳大利亞都進行過類似的試驗,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，據(jù)介紹年產(chǎn)50萬t的帶鋼廠已經(jīng)試驗成功，但是關(guān)于生產(chǎn)的穩(wěn)定性、成本、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品范圍和應用領(lǐng)域的進一步報道尚未見到。1.3 熱連軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點1.3.1 常規(guī)熱連軋工藝常規(guī)厚板坯熱連軋生產(chǎn)工藝具有諸多特點：(1)生產(chǎn)能力大；(2)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,最薄可達112mm(采用無頭軋制)，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

21、產(chǎn)品；(3)生產(chǎn)效率高、成材率高、自動化程度高；(4)壓縮比大于其他各種工藝；(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)、定寬壓力機調(diào)寬技術(shù)等。因此目前這種生產(chǎn)工藝仍是大型或特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)熱軋寬帶鋼軋機的首選。由于連鑄連軋工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、工藝流程長、占地面積大、能耗較高,因此生產(chǎn)成本相對較高；生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高檔產(chǎn)品時，需配備技術(shù)含量高的煉鋼、精煉和連鑄設(shè)施,投資相應增大；此外，生產(chǎn)超薄帶鋼的難度大，生產(chǎn)成本高。1.3.2 薄板坯連鑄連軋工藝由于薄板坯(厚度為50mm)連鑄連軋時鑄坯薄、拉速高，易產(chǎn)生縱向裂紋,

22、因而造成板坯表面質(zhì)量差，組織不均勻，限制了很多品種的生產(chǎn)。在對于表面光潔度要求不高的場合下，其產(chǎn)品能夠部分取代冷軋產(chǎn)品，省去冷軋各個環(huán)節(jié)。尤其坯料連續(xù)鑄造后，在軋制前僅有一次補熱，生產(chǎn)過程得到簡化，降低了成本。為了擴大生產(chǎn)品種,將出結(jié)晶器的鑄坯厚度增加到90mm,經(jīng)軟壓下后減薄到70mm ,形成中薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)方式,可實現(xiàn)鐵素體軋制,能生產(chǎn)包晶鋼等。中厚板坯連鑄連軋也是在薄板坯連鑄的基礎(chǔ)上，將鑄坯厚度增至90150mm,軋制工藝和設(shè)備配置接近常規(guī)工藝,使帶坯溫度和性能更均勻，生產(chǎn)品種不斷擴大,逐步接近常規(guī)工藝生產(chǎn)的品種范圍。薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝具有的特點是：（1）生產(chǎn)能力適中,適合中型

23、鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)板材，2流連鑄機經(jīng)濟規(guī)?？蛇_250萬t左右；（2）布置緊湊、設(shè)備重量輕、廠房面積小、流程短、能源和動力消耗較少、生產(chǎn)運行成本較低；（3）采用半無頭軋制工藝，適合批量生產(chǎn)1.5mm以下薄規(guī)格熱軋板實現(xiàn)“以熱代冷”；（4）生產(chǎn)一般用途板材和超薄帶鋼的市場競爭力較強。由于薄板坯連鑄拉坯速度較高，因而鑄坯易產(chǎn)生橫向角裂和表面縱裂等缺陷 ,使帶鋼表面質(zhì)量不及常規(guī)工藝產(chǎn)品水平；此外，也不利于生產(chǎn)要求壓縮比較大的品種。目前，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的產(chǎn)品只能覆蓋板材品種的70%80% ,還有相當一部分產(chǎn)品 ,如汽車面板、超深沖板和表面質(zhì)量要求高的板材、高鋼級管線板、奧氏體不銹鋼板、部分高碳鋼板等尚處于

24、開發(fā)試驗階段。鑒于此，世界上已投產(chǎn)的40多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，中低檔產(chǎn)品約占80%3。中等厚度板坯連鑄連軋工藝的拉坯速度處于薄板坯與傳統(tǒng)厚板坯之間，連鑄坯內(nèi)在質(zhì)量有很大提高,板材質(zhì)量優(yōu)于薄板坯工藝。因此學術(shù)界認為，該工藝在理論上生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有可能與常規(guī)工藝接近，可達到傳統(tǒng)厚板坯的水平。1.4 本課題目的及意義本文將以柳鋼2030車間對板帶鋼的生產(chǎn)工藝研究及發(fā)展趨勢進行了分析研究。針對板帶鋼鋼的生產(chǎn)設(shè)計，了解帶鋼生產(chǎn)中控軋控冷新技術(shù)，產(chǎn)品的各項性能提高和高精度軋制控制等幾個方面進行研究和計算分析，從中能更多的了解帶鋼熱連軋設(shè)備、工藝和控制技術(shù)方面新的技術(shù)動態(tài)，掌握一些熱連軋機組新的裝備條件

25、下產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)和質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)。2 2030連軋機組工藝設(shè)備簡介2.1 2030熱軋線概況2003年，柳州鋼鐵(集團)公司從CORUS公司購買了一套熱軋寬帶軋機二手設(shè)備，所有軋線設(shè)備均舊設(shè)備。軋機主電機及軋線輔助設(shè)備電機均為原有設(shè)備，氣設(shè)備則由國內(nèi)配套提供。設(shè)計年產(chǎn)一期150萬t/a熱軋帶鋼卷；二期230萬t/a熱軋帶鋼卷。主要鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和管線鋼。原料為厚度：180、220、(250)mm，寬度：6501850mm，長度：定尺75009500mm 連鑄板坯。產(chǎn)品為厚度：2.012.7 mm，寬度：600 1840mm的熱軋帶鋼卷。產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行現(xiàn)行國

26、家標準，也可按國際標準組織生產(chǎn)。生產(chǎn)線從土建動工到建成投產(chǎn)僅一年時間，基建投資12.7億元。CORUS公司2030熱軋帶鋼廠位于英國TEESSIDE地區(qū)，該軋機始建于20世紀60年代，最初僅設(shè)置1架四輥可逆粗軋機，前后附帶立輥，四個垂直軋輥的傳動裝置及其電機與粗軋機牌坊主體裝配在一起，垂直和水平軋輥靠得非常近，主導產(chǎn)品為齊邊鋼板。后來，歷經(jīng)過多次改擴建，先后增加了6機架四輥精軋機組、地下卷取機等設(shè)備，生產(chǎn)鋼卷。于2001年6月停產(chǎn)。軋線主體機械設(shè)備均由原英國DAVY公司設(shè)計并制造。其余電 從該套軋機的裝備水平看，屬第二代熱連軋機，最大軋制速度達14m/s，單位寬度卷重12.96kg/mm，最大

27、鋼卷重量23.86t。粗軋機為四輥可逆軋機，前后附帶立輥，6架精軋機組采用直流電機直接驅(qū)動，中間不設(shè)減速裝置，僅有齒輪箱。精軋機組各機架間設(shè)有電動活套，各架軋機裝有電動AGC。與國內(nèi)目前熱軋帶鋼相比，這套軋機的裝備水平就稍顯落后，如：單位寬度卷重、最大鋼卷重量稍?。蛔畲筌堉扑俣燃败垯C的產(chǎn)能較低；高壓水除鱗裝置水壓低，除鱗效果不甚理想；工作輥無快速換輥裝置，換輥時間長；軋線設(shè)備傳動電機功率偏?。划a(chǎn)品的厚度、寬度和板形不能實現(xiàn)自動控制(第三代熱連軋機產(chǎn)品厚度和板形控制手段有：液壓AGC、交叉輥、花瓶輥、彎輥、竄輥等)。2.2 工藝流程與軋機選型2.2.1工藝流程合格的無缺陷連鑄板坯由火車運入本廠裝

28、料跨，少量用汽車運入。用75t板坯夾鉗吊車按計劃好的位置進行卸料、對中堆放。根據(jù)生產(chǎn)計劃要求，用2臺31t板坯夾鉗吊車從裝料跨板坯堆放區(qū)將板坯倒垛至板坯備料區(qū)并按軋制計劃要求對中堆放。 1臺31t板坯夾鉗半門型裝料吊車從備料區(qū)逐塊將板坯吊到上料輥道后運至稱量輥道上。稱量后，運至爐尾入爐輥道自動對中，然后由裝鋼機裝入加熱爐爐內(nèi)加熱。合格連鑄坯板坯庫備料區(qū)精軋切頭飛剪加熱爐粗軋除磷箱鏈式運輸機粗軋保溫罩層流冷卻捆扎翻卷稱重、噴印中間庫（立方）成品發(fā)貨成品庫（臥放）翻卷運往廠外卷取機加熱爐為燃氣(混合煤氣)步進梁式爐，進出鋼方式為端進、端出。板坯在爐內(nèi)加熱溫度為11501250。加熱好的坯料，由出鋼

29、機托出放到出爐輥道上，經(jīng)粗除鱗箱除去加熱時生成的氧化鐵皮后，由輥道送往E1、R1、E2組成的可逆粗軋機組。E1之前設(shè)有高壓水除鱗裝置可以用于清除粗軋階段產(chǎn)生的二次氧化鐵皮。R1為四輥可逆軋機，E1、E2在R1兩側(cè)。板坯在可逆軋制機組軋制5、7、9道次，軋成要求的中間坯。軋出合格的中間坯經(jīng)中間保溫輥道送往切頭飛剪，由飛剪切除不規(guī)則的部分后再經(jīng)精軋機除鱗箱除去帶坯表面的氧化鐵皮進入精軋機組。精軋機組由六架四輥軋機組成，即F1F6。軋件依次進入六架軋機連續(xù)軋制。根據(jù)生產(chǎn)的成品規(guī)格，中間坯在精軋機組中軋制26道次，軋成2.012.7mm帶鋼。精軋機架間設(shè)有5臺電動活套裝置 (即H1H5)，通過活套高度

30、調(diào)節(jié)系統(tǒng)使軋機自動調(diào)速，并通過張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)使帶鋼在微張力狀態(tài)下軋制，軋成所需要的帶鋼尺寸。精軋機組F1F6壓下系統(tǒng)原為電動壓下，為保證帶鋼全長范圍內(nèi)的厚度精度及板形要求，增設(shè)液壓AGC自動厚度控制系統(tǒng)。帶鋼頭部從精軋出來，經(jīng)一小段輥道空冷，進入帶鋼層流冷卻裝置。分別對帶鋼上表面層流、下表面噴水冷卻，并能根據(jù)帶鋼厚度、鋼種、終軋溫度及軋制速度，自動調(diào)節(jié)層流集管組數(shù)和數(shù)量，將帶鋼由終軋溫度冷卻至規(guī)定的卷取溫度。由三輥式液壓助卷輥卷取機卷成鋼卷。卷取完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷取機，經(jīng)臥式自動打捆機打捆后，再由翻卷機把鋼卷翻成立卷放在鏈式運輸機上，由鏈式運輸機進行鋼卷運輸。鋼卷經(jīng)稱重、噴印后，用專用

31、吊具將鋼卷吊運至中間庫進行冷卻，一部分鋼卷由汽車直接運往廠外；一部分鋼卷，待冷卻后經(jīng)翻卷機翻卷，送入成品庫臥式堆放、待發(fā)。生產(chǎn)工藝流程框圖見工藝流程框圖。工藝流程框圖2.2.2 主要工藝設(shè)備類型及參數(shù)(1) 步進梁式加熱爐兩座(一期1座；二期1座)型式： 燃煤氣步進粱式加熱爐、端進端出加熱爐有效長度： 48000mm加熱爐內(nèi)寬： 10200mm加熱爐產(chǎn)量： 300t/h(冷裝)板坯出爐溫度： 11501250(2) 粗除鱗裝置 1套高壓水水壓： 18Mpa(3)粗軋前立輥軋機 1列型式： 附在主機架上，立式電機上傳動軋輥直徑： 743.0/692.2mm輥身長度： 736.6mm主電機： N=

32、373kw2，DC主電機冷卻型式： 風冷壓下電機： N=111.9kw2，DC軋機開口度： 5502032 mm(4)粗軋機列 1列型式： 四輥可逆軋機工作輥直徑： 997.0/946.2mm工作輥輥身長度： 2030mm支撐輥直徑： 1447.8/1320.8mm支撐輥輥身長度： 2030 mm主電機： N=373kw2，DC主電機冷卻型式： 風冷軋制速度： 1.975.22m/s壓下電機： N=149.1kw2，DC(5)粗軋后立輥軋機 1列型式：附在主機架上，立式電機上傳動軋輥直徑： 743.0/692.2mm輥身長度： 736.6mm主電機： N=3729kw2，DC主電機冷卻型式：

33、風冷壓下電機： N=111.9kw2，n=40/100r/min DC(6)飛剪 1臺型式： 轉(zhuǎn)鼓式軋件斷面： 26406001840 mm軋件溫度： 900軋件最大抗拉強度： 110Mpa驅(qū)動電機： 746kw(7)精軋機組 1組型式：由6架四輥軋機組成，串列布置工作輥直徑： 723.9/673.1mm工作輥輥身長度： 2030mm支撐輥直徑： 1524.0/1371.6mm支撐輥輥身長度：2030mm主電機：N1=4480kw， n=30/75r/min DCN2=4474.2kw， n=48/120r/min D CN3=4474.2kw， n=76/1 90r/minDCN4=4474

34、.2kw， n=l10/275r/minDCN5=2237.1kw2 n=l35/338r/minDCN6=4470kw， n=l 48/370r/min DC主電機冷卻型式： 風冷軋制速度： F1：1.1332.845m/sF2：1.8194.547m/sF3：2.8757.188m/sF4：4.16610.414m/sF5：5.13112.827m/sF6：5.61314.021m/s壓下電機：149.1kw2，DC(8)層流冷卻置 1套冷卻段數(shù)： 14段上集管數(shù)： 56個下集管數(shù)： 140個冷卻水量： 12600m /h(max)(9)2#卷取機 1臺型式：三助卷輥液壓卷取機，具有踏步卷

35、筒直徑： 762mm膨脹 724mm收縮傳動電機： 900kw夾送輥： 上輥10252032mm下輥4502032mm330kw電機傳動助卷輥： 4002032mm.86kw電機傳動卷取速度： 150841m/min卷取能力： 25mm1840鋼卷重量： 35t(max)2.3 設(shè)計方案考慮設(shè)計遵循原拆原裝原則，充分利用拆回的二手設(shè)備，節(jié)約工程建設(shè)投資；在工藝布置及將來生產(chǎn)組織上力爭合理；盡量向現(xiàn)代化熱軋寬帶軋機靠近。除鱗高壓水系統(tǒng)更新。除鱗高壓水壓力由原來的14MPa左右提高至18MPa。加熱爐系統(tǒng)更新。新建2座步進梁式加熱爐，一期1座；二期1座。加熱爐上料系統(tǒng)改造，利用部分舊上料輥道，新增

36、稱重系統(tǒng)包括輥道和板坯稱重裝置及板坯裝鋼機；加熱爐出料系統(tǒng)改造，利用部分舊輥道，新增部分單獨傳動輥道及板坯出鋼機。利用粗軋機組(E1、R1)、切頭飛剪及中間保溫輥道。精軋機組(F1F6)進行現(xiàn)代化改造。增加液壓AGC及工作輥彎輥裝置。利用精軋輸出輥道及層流冷卻裝置。一期利用2#卷取機，1#卷取機取消；二期增加3#卷取機。利用部分鏈式運輸機。增加鋼卷噴印裝置。液壓潤滑系統(tǒng)由于設(shè)備老化、各件困難，因此，液壓潤滑設(shè)備全部更新。起重運輸設(shè)備由國內(nèi)重新配套。利用軋機主電機、飛剪電機、卷取機電機及部分輥道電機；粗軋前工作輥道5組輥道電機、粗軋后工作輥道2組輥道電機、精軋后輸出輥道電機及鏈式運輸機電機更新。

37、所有變壓器及高低壓供配電設(shè)各均為國內(nèi)配套。電控及計算機系統(tǒng)均為國內(nèi)重新配套。2.4 產(chǎn)品大綱產(chǎn)品大綱是軋鋼車間中的主要內(nèi)容之一，是軋鋼車間制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱不但規(guī)定了車間的類型,同時也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。所以編制產(chǎn)品方案時應注意10：1.滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。2.考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠與當前、局部與整體的關(guān)系。作到供求適應、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理、要防止不顧軋機特點和條件一哄而上、一哄而下的傾向。3.考慮軋機生產(chǎn)能力的充分

38、利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。4.考慮建廠地區(qū)資源的供應條件，物資和材料運輸?shù)那闆r。5.要適應當前對外開放、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化。（1）坯料熱連軋帶鋼所用的原料主要是連鑄板坯和初軋板坯。由于連鑄坯的諸多優(yōu)點，加之比初軋坯物理化學性能均勻，且便于增大坯重，故對熱帶連軋更為合適，其所占比重日益增大。熱帶連軋機所用板坯厚度一般150300mm，多數(shù)為200250mm，最厚達350mm。近代連軋機完全取消了展寬工序，以便加大板坯長度，采用全縱軋制，故板坯寬度要比成品寬度大，由立輥軋機控制帶鋼寬度，而其長度則主要取決于加熱爐的寬度和所需坯重。板坯重量的增大可以提高產(chǎn)量和

39、成材率，但也受到設(shè)備條件，軋件終軋溫度和頭尾允許溫差，以及卷取機所允許的板卷最大外徑等的限制。目前板卷單位寬度的重量不斷提高，達到1530kgmm毛病準備提高到3336kgmm。綜上本次設(shè)計選擇的原料規(guī)格如下：板坯厚度：150300mm板坯寬度：8001800mm板坯長度：定尺坯410.6m（2） 產(chǎn)品規(guī)格厚度：0.812.7mm寬度：8501800mm鋼卷內(nèi)徑：759mm鋼卷外徑：12002025mm最大卷重：30t產(chǎn)量：年產(chǎn)200萬噸（3）鋼種方案按鋼種分類的熱軋板帶產(chǎn)品方案如表2.1：表2.1 按鋼種分配的熱軋板帶的產(chǎn)品序號鋼種代表鋼號年產(chǎn)量（wt）比例1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235Q2757

40、236%2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼0808AL7236%3低合金鋼Q345B5628%4合計200按產(chǎn)品規(guī)格分配熱軋板帶方案見表2.2。表2.2 按產(chǎn)品分配的熱軋板帶產(chǎn) 量 (wt)寬 度 （mm）合 計（wt）比 例10001200120014001400160016001800厚度（mm）11.536742010%1.54132527158040%46102020106030%612.78131454020%合 計（t）34646834200比 例17.0 %32.0%34.0%17.0%100%3 典型產(chǎn)品壓下規(guī)程設(shè)計3.1 概述板帶鋼軋制壓下規(guī)程是板帶軋制制度（規(guī)程）最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系著

41、軋機的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。壓下規(guī)程的中心內(nèi)容就是要確定由一定的板坯軋制成所要求的板帶成品的變形制度，亦即要確定所需要采用的軋制方法、軋制道次和每道壓下量的大小，在操作中就是要確定各道次壓下螺絲的升降位置（即輥縫的開度）。與此相關(guān)連的，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，因而廣義的說來，壓下規(guī)程的確定也應當包括這些內(nèi)容。制定壓下規(guī)程的方法很多，可概括為以下兩種：1.經(jīng)驗方法，就是按現(xiàn)場經(jīng)驗公式直接分配各道次的壓下率和各道次出口的厚度。2.理論方法，就是從充分滿足前述制定軋制規(guī)程的原則出發(fā)，按預設(shè)的條件通過理論計算或圖表方法，以求最佳的軋制規(guī)程。也就是根據(jù)車間

42、生產(chǎn)的能耗曲線，分配各架能耗負荷來確定壓下率以及厚度?，F(xiàn)代連軋機組軋制規(guī)程設(shè)定最常用的方法是“能耗法”，就是從電機能量合理消耗觀點出發(fā)，按經(jīng)驗能耗資料推算出各架壓下量。對于軋機強度日益增大，軋制速度日益提高的現(xiàn)代連軋機而言，電機功率往往成為提高生產(chǎn)能力的限制因素，采用這種方法是比較合理的。但是，在實際生產(chǎn)中變化的因素太多，特別是溫度條件的變化很難預測和控制，事先按理想條件經(jīng)理論計算確定的壓下規(guī)程在實際中往往并不能實現(xiàn)。在人工操作時就只能按照實際情況平操作人員的經(jīng)驗隨機處理。只有在全面計算機控制的現(xiàn)代化軋機上，才有可能根據(jù)具體情況的變化，從上述原則和要求出發(fā)，對壓下規(guī)程驚醒在線理論計算和控制。對

43、于本次設(shè)計，由于所選軋輥及各參數(shù)與其它有所不同，故無法得知該套設(shè)備的能耗曲線，只能按經(jīng)驗公式直接分配壓下率和出口厚度然后進行校核了。通常在板、帶生產(chǎn)中制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：(1)在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)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逐道次軋制溫度；(3)計算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；(4)校驗軋輥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。壓下規(guī)程設(shè)計的基本原則：(1)在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗公式分配各道次壓

44、下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量和壓下率，確定各道次壓下量分配率（h/h）及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法。(2)制定軋制速度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度。(3)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。3.2 各道次出口厚度及壓下量的確定3.2.1 粗軋機的壓下量分配原則根據(jù)板坯尺寸、軋機架數(shù)、軋制速度以及產(chǎn)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)由于在粗軋機組上軋制時，軋件溫度高、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]到粗軋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

45、組道次最大壓下量主要受軋輥強度的限制。(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)為簡化精軋機組的調(diào)整，粗軋機組軋出的厚的范圍應盡可能小，并且不同厚度的數(shù)目也應盡可能減少。根據(jù)不同的帶鋼厚度和精軋機組的設(shè)備能力，一般粗軋機組軋出的帶坯厚度為2040mm(對六機架精軋機組，約為2032mm；對七機架精軋機組，約為2540mm)。許多熱帶鋼連軋機，不論板坯及帶鋼厚度如何，粗軋機軋出的帶坯厚度是固定的，當板坯厚度改變時，則改變粗軋機組的壓下量，帶鋼厚度改變時，則改變精

46、軋機組的壓下量。精軋機壓下量的分配3.2.2 精軋機的壓下量分配原則精軋機組的主要任務是在57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，并且保證帶鋼的表面質(zhì)量和終軋溫度。擬訂精軋機組壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及其確定各架的軋制速度。精軋機組壓下量的分配原則：一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾架，在后幾架軋機上為了保證板形、厚度精度、表面質(zhì)量，壓下量逐漸減少。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%，此外壓下量分配盡量簡化精軋機組的調(diào)整和使軋制力及其軋制功率不超過允許值。依據(jù)以上原則精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是：第一架可以留有余量，即

47、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)備的允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設(shè)備能力，盡量給以大的壓下量軋制，以后各架，隨著軋件的溫降，變形抗力的增大，應該減小壓下量，為控制帶鋼的板形，厚度精度和性能質(zhì)量，最后一架為保證板型良好，壓下量一般在10%15%左右。3.2.3 綜合分析針對本次設(shè)計的要求，目標是生產(chǎn)6mm帶鋼，綜合上述分配原則，總結(jié)后所依據(jù)的分配原則主要是以下幾個：(1)粗軋機的壓下量占總變形量的70%80%；(2)末架軋機的壓下率控制在10%15%之間；(3)第一架軋機要求大變形以達到奧氏體的再結(jié)晶要求；(4)F1軋機的變形量不宜太大，應留有余量以確保

48、能順利咬入；(5)F2F4進行稍大的變形，隨后逐道次減少；(6)出粗軋機的厚度大致為2035mm之間。結(jié)合上述，確定每道次的變形量及出口厚度。設(shè)定鑄坯的長度為10m,按體積相等可以推算出每道次的長度。并將這些數(shù)據(jù)列入表3.1。表3.1 每道次的變形量及出口厚度及長度架數(shù)連鑄坯R1.1R1.2R1.3F1F2F3F4F5F6壓下量h1/mm.453832108.05.53.01.70.8出口厚度H/mm1501056735251711.58.56.86.0壓下率/%.30.036.247.828.632.032.426.120.011.8每道次長度L/m10.014.322.442.960.08

49、8.21301762202503.3 軋機咬入的校核熱軋帶鋼時候咬入角一般為15度到22度,低速咬入時候可以取20度。在軋制過程中，壓下量與咬入角的關(guān)系是 (3.1)式中各道次的壓下量，mm；各道次軋輥的直徑，mm；各道次的咬入角。將各道次壓下量及軋輥直徑代入可得各軋制道次咬入角為：表3.2 各軋制道次咬入角軋制道次R1.1R1.2R1.3F1F2F3F4F5F6壓下量（）453832108.05.53.01.70.8輥徑（）120012001200900825825825680680咬入角（）15.7414.4713.278.547.996.624.874.052.78根據(jù)計算結(jié)果可見咬入不

50、成問題。3.4 確定軋制速度制度速度制度是指軋輥轉(zhuǎn)速隨時間的變化規(guī)律，它關(guān)系到軋機產(chǎn)量、軋制溫度計算、主電機能力、操作條件等。合理選擇和確定速度制度是軋制規(guī)程設(shè)計的一項重要內(nèi)容。3.4.1 粗軋機速度制度由于板坯較長，為操作方便，可采用梯形速度圖如圖3.1所示。ABCEFDGHtZHtjnynpndt,sn,r/m圖3.1 梯形速度圖采用梯形速度圖時，純軋時間為： (3.2)式中：、分別為咬入轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)速和拋出轉(zhuǎn)速, rpm/s； L該道軋制后軋件長度, mm； D工作輥直徑，mm； a、b分別為加速度和減速度，rpm/s2。根據(jù)經(jīng)驗資料，取平均加速度a=15 rpm/s2，平均減速度b=3

51、0 rpm/s2。 R1各道的咬入轉(zhuǎn)速ny20rpm/s，最高轉(zhuǎn)速nd等于額定速度，即ndne40rpm/s，拋出轉(zhuǎn)速np也為20rpm/s。由于軋件較長，第一架反復軋制3道次，取第一道次間隙時間為2秒，第二道后，需要立輥側(cè)壓，間隙時間取為5秒。按照公式求粗軋各道次軋制時間見表3.3。表3.3 粗軋機各道次純軋時間軋制道次R1.1R1.2R1.3軋后軋件長度（）142852238842857軋制時間（s）6.199.4117.56所以粗軋總延續(xù)時間tcz=6.19+2+9.41+5+17.56=40.16s3.4.2 精軋機速度制度1.末架軋機出口速度的確定精軋末架的軋制速度決定著軋機的產(chǎn)量和

52、技術(shù)水平。末架軋機出口速度的上限受電機能力和帶鋼軋后冷卻能力的限制，以及產(chǎn)量、設(shè)備的限制。確定末架軋制速度時，應考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度；軋制寬度大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時，應采用低的軋制速度。一般穿帶速度依帶鋼厚度的不同大致在410m/s。帶鋼厚度減少，其穿帶速度增加；帶鋼厚度在4mm以下時，穿帶速度可取10m/s左右。近年來出現(xiàn)另一種觀點，就是末架速度應該在電機能力允許的條件下，根據(jù)最大產(chǎn)量來決定。而另為控制終軋溫度而專門設(shè)計了在軋制過程中采用大量冷卻水來進行控制的系統(tǒng)14。根據(jù)本次設(shè)計的要求，參考現(xiàn)場的實際經(jīng)驗，考慮粗軋與精軋設(shè)熱卷取箱，精軋時為恒速軋制，及保證頭尾溫差、合適卷取溫度及帶鋼產(chǎn)量這些條件，確定帶鋼出精軋機的速度為10m/s。2.其他各機架出口速度的確定當精軋機組末架出口速度確定后，根據(jù)連軋條件秒流量相等的原則求出各架軋機出口速度。即由公式：進行帶鋼速度的計算，由經(jīng)驗向前依次減小以保持微張力軋制。但是，在設(shè)定咬入線速度時，為保證各架之間有微張力，應使各架出口速度略低于下一架入口速度。依據(jù)經(jīng)驗第一架精軋機的出口速度是第二架精軋機入口速度的97%，其余為99%根據(jù)已知條件H6=6.0mm