年產413萬噸熱軋板帶鋼車間設計

1、裝訂線年產413萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設計摘 要鋼鐵業(yè)是一個國家基礎工業(yè)中非常重要的組成部分，也是國家經濟發(fā)展的重要支柱。我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展較快，工藝結構逐步改善，但生產專業(yè)化自動化程度低，技術不夠先進等等，導致還有很多產品需要從國外進口。這些年來，隨著我國的經濟發(fā)展，熱軋板帶鋼在國內市場的需求空間越來越大，為彌補我國寬帶鋼供應不足而設計此熱軋帶鋼車間。根據設計任務書要求，本車間設計年產量熱軋鋼卷413萬t；鋼種有普碳鋼，優(yōu)質鋼和低合金鋼；產品規(guī)格為1.525.4×10001900。設計內容主要包括：產品方案，工藝流程，設備選擇及生產能力計算，車間平面布置，環(huán)境保護等。本車間采用常規(guī)半

2、連軋工藝。板坯全部采用連鑄坯。為減少坯料規(guī)格，簡化軋制程序，采用定寬壓力機。為提高產品質量，精軋機各架全采用CVC軋機。為提高設計效率和質量；采用VB語言編制了壓下規(guī)程程序；采用CAD繪制車間平面布置圖。關鍵詞：車間設計，熱軋帶鋼，CVC軋機Annual output of 4.13 million tons of hot rolled flat steel plant process designAbstractSteel is a very important part of the national base-industry,it is the important pillar of

3、nationaleconomic development. In China, steel industry is developing fast and the sructures of the process is gradually improving, however, the low automatic, insufficient specialized degree, unadvanced technology and other reasons have lead to that many products need imported from abroad.These year

4、s, with the development of economy in China, the demand of steel in every field has been greately increased. In order to make up for a wide strip in short supply, a hot rolling strip mill is designed.According to the design plan descriptions of the requirement, the annual production workshop design

5、about grades of hot rolled steel coils of 4.13 million tons; A kind of carbon-steel, high-quality steel and low alloy steel; The product specification for 1.5 25.4 x 1000 1900 .Design content mainly includes: products, process, equipment selection and production capacity calculation, workshop layout

6、, environment protection, etc.This workshop half the conventional rolling process. All the slab continuous casting slab. To reduce stock specifications, simplify the rolling process, USES the fixed width press. In order to improve the product quality, the frame by finishing all CVC rolling mill.In o

7、rder to improve the design efficiency and quality. The VB language under the pressure of rules program; Using CAD drawing workshop floor plan.Key words: workshop design, strip, CVC rolling mil目錄摘 要IAbstractII目錄III1 概 述11.1 熱軋板帶鋼發(fā)展史11.1.1 熱連軋板帶鋼的種類和用途11.2 板帶鋼生產技術發(fā)展趨勢21.3 軋鋼的發(fā)展狀況21.3.1軋鋼裝備的發(fā)展狀況31.3.2

8、軋鋼工藝技術的發(fā)展狀況31.3.3 軋鋼生產中節(jié)能技術的研究31.3.4 軋鋼技術發(fā)展前景41.4 熱軋帶鋼發(fā)展趨勢及市場41.5 本設計的目的和意義51.6 本設計的相關問題62 車間產品大綱和金屬平衡72.1 車間產品大綱72.1.1 金屬平衡圖72.2 板坯及產品規(guī)格82.2.1 板坯82.3 產品特點82.3.1 產品質量標準82.3.2 產品性能102.4 金屬平衡表103 設計方案123.1 工藝方案的選擇123.2 主機型式的選擇143.3 軋機數量及相關設備的選擇153.3.1 粗軋機組設備選擇153.3.2 側壓設備的選擇163.3.3 保溫裝置的選擇163.3.4 精軋機組

9、設備選擇173.4 加熱爐的選擇224 生產工藝流程244.1 生產工藝流程框圖244.2 生產工藝流程244.3 工藝制度264.3.1 坯料管理制度264.3.2 加熱制度274.3.3 軋制制度284.3.4 冷卻制度304.3.5 卷取制度304.4 車間自動化325 車間工作制度及年工作小時345.1 車間工作制度345.2 年工作小時346 軋機組成和型式及其生產能力356.1 粗軋機組356.1.1 粗軋機組的組成356.1.2 精軋機組的組成356.2 粗軋機主要參數確定356.2.1 粗軋機R1參數確定356.2.2 粗軋機R2參數確定386.3 精軋機組主要參數確定406.

10、3.1 精軋機F1F3的參數確定406.3.2 精軋機F4F7的參數確定426.3.3 軋輥材質的選擇457 軋制工藝參數設計467.1 制定軋制制度的原則和要求467.2 粗軋壓下規(guī)程477.2.1 粗軋溫度制度477.2.2 粗軋速度制度497.2.3 粗軋壓下制度517.3 精軋壓下規(guī)程527.3.1 精軋壓下量的分配527.3.2 精軋速度制度537.3.3 精軋軋制時間和周期的確定547.3.4 軋制圖表567.3.5 精軋溫度制度577.4 力能參數計算587.4.1 軋制壓力計算587.4.2 軋制力矩的計算597.5 電機及軋輥強度校核607.5.1 粗軋機組電機校核607.5

11、.2 精軋機組電機校核617.5.3 粗軋R1、R2軋輥強度校核627.5.4 精軋機組軋輥強度校核637.6 軋機生產能力計算647.7 各計算產品的軋制程序表657.8 壓下規(guī)程程序框圖708 主要輔助設備及其生產能力718.1 加熱爐的生產能力718.2 切頭飛剪748.3 卷取機758.4 板坯邊部加熱器768.5 定寬壓力機768.6 除鱗設備778.7 熱卷箱778.8 層流冷卻系統(tǒng)779 車間平面布置、倉庫面積及起重運輸799.1 車間平面布置原則799.2 金屬流線型式799.3 倉庫面積的確定799.3.1 確定倉庫面積的原則799.3.2原料倉庫面積的確定799.3.3 成

12、品倉庫面積的確定809.4 車間平面設計及起重運輸設備8010 車間主要經濟技術指標8211 環(huán)境保護8311.1 環(huán)境保護概述8311.2 環(huán)境保護的內容與對策8311.2.1 綠化8311.2.2 水質處理8311.2.3 噪音防治8311.2.4 大氣污染的防治8411.2.5 有害廢棄物的處理8411.2.6 車間的綜合利用84主要參考文獻86程序881 概 述1.1 熱軋板帶鋼發(fā)展史在工業(yè)現代化進程中國，鋼鐵行業(yè)一直處于基礎產業(yè)的地位，在國民經濟中所起的作用很重要，是衡量一個國家的工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術的四個現代化水平的標志。熱軋帶鋼是重要的鋼材品種，對整個鋼鐵工業(yè)的技術進步和經

13、濟效益有著重要影響。熱軋板帶鋼軋機的發(fā)展已有80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獲得了迅速和穩(wěn)定的發(fā)展。從提高生產率和產品尺寸精度、節(jié)能技術、提高成材率和板形質量、節(jié)約建設投資、減少軋制線長度實現緊湊化軋機布置到熱連軋機和連鑄機的直接連接布置，熱軋板帶鋼生產技術經歷了不同的發(fā)展時期。熱軋帶鋼產品主要以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機作原料，同時也直接向用戶和市場銷售熱軋鋼卷和精整加工產品，即平整鋼卷、分卷鋼卷、縱切窄帶鋼卷、橫切鋼板，最近幾年又有經過酸洗的熱軋鋼卷作為成品進入銷售市場。1.1.1 熱連軋板帶鋼的種類和用途供給

14、本企業(yè)和其他企業(yè)冷軋機作原料用熱軋鋼卷主要的鋼種為低碳鋼（包括超低碳鋼）、一般碳素結構鋼，供冷軋機生產取向硅鋼、無取向硅鋼、不銹鋼薄板帶用原料鋼卷，也由熱軋寬帶鋼軋機生產。冷軋機原料鋼卷的規(guī)格范圍為：厚度1.56.0mm、寬度6001900mm。直接供用戶和向市場銷售的熱連軋板帶鋼的種類和用途如下：(1) 普通碳素結構鋼板帶。用于制造建筑結構，起重運輸機械，工程、農用和建筑機械，鐵路車輛及其他各種結構件。(2) 優(yōu)質碳素結構鋼板帶，包括按國外標準供貨的焊接結構鋼板帶。大量的用途同上，并用于制造汽車、拖拉機、收割機以及要求沖壓性能和焊接性能優(yōu)良的機械構件、石油儲罐、壓力容器、船舶、橋梁和各種工程

15、的結構件。(3) 低合金高強度結構鋼板帶。用于制造要求強度更高、成形性更好和性能穩(wěn)定的機械制造、車輛、化工設備等各種設備的結構，大型廠房鋼結構，重要工程及橋梁結構等。(4) 耐大氣腐蝕和高耐候鋼板帶。用于制造鐵路客車、冷藏車、鐵路貨車、礦石車以及各種交通車輛的結構件，也用于船舶及鐵路集裝箱制造，石油井架、各種工程機械和交通運輸機械的制造。(5) 耐海水腐蝕結構鋼板帶。用于石油井架、海港建筑、采油平臺、船舶制造，也用于化工、石油行業(yè)含硫化氫腐蝕性液體容器和鐵路運輸車輛的制造。(6) 汽車制造用板帶鋼系列。(7) 集裝箱用鋼。專用于制造集裝箱側板、門板、頂板、底板、邊框、立柱等構件。(8) 管線用

16、鋼。石油天然氣輸送用管線，用于制造埋弧焊鋼管以及直縫電焊鋼管。(9) 焊接氣瓶及壓力容器用鋼。用于制造液化氣鋼瓶及乙炔氣鋼瓶、較高工作溫度的壓力容器及鍋爐等。(10) 造船用鋼板。用于制造內河船體及上層建筑結構，遠洋輪船的上層建筑及隔艙板。(11) 礦用鋼板。用于制造采礦用液壓支架、礦用工程機械、礦用車斗、采礦刮板運輸機，以及其他礦用機械耐磨結構件。1.2 板帶鋼生產技術發(fā)展趨勢(1) 熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術發(fā)展主要可分兩個層次： 常規(guī)生產工藝的革新。為了大幅度簡化工藝過程，縮短生產流程，充分利用冶金熱能，節(jié)約能源與金屬等各項消耗，提高經濟效益，不僅充分利用連鑄板坯為原料，而

17、且不斷開發(fā)和推廣應用連鑄板坯直接熱裝與直接軋制技術。 薄板坯和薄帶坯的連鑄連軋和連續(xù)鑄軋技術是近十年來興起的冶金技術的大革命，隨著這一技術的逐步完善，必將成為今后建設熱軋板帶材生產線的主要方式。(2) 生產過程連續(xù)化。近代熱軋生產過程實現了連續(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，使生產的連續(xù)化水平大大提高。(3) 采用自動控制不斷提高產品精度和板形質量。在板帶材生產中，產品的厚度精度和平直度是反映產品質量的兩項重要指標。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)的控制技術往往尚感不足，還急待開發(fā)研究。為

18、此而出現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研究開發(fā)最活躍的一個領域。(4) 發(fā)展合金鋼種及控制軋制、控制冷卻與熱處理技術，以提高優(yōu)質鋼及特殊鋼帶的組織性能和質量。利用錳、硅、釩、鈦、鈮等微合金元素生產低合金鋼種，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)發(fā)展的需要，對不銹鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、造船鋼板、深沖鋼板等生產技術的提高特別注意。各種控制鋼板組織性能的技術，包括對組織性能預報控制技術得到了開發(fā)研究和重視。1.3 軋鋼的發(fā)展狀況1.3.1軋鋼裝備的發(fā)展狀況軋鋼裝備的好壞直接影響軋鋼產品的好壞。近年來，隨著我國經濟以及技術綜合實

19、力的不斷提升，在軋鋼裝備方面也有了顯著的進步，相關技術達到了國際先進水平，主要體現在以下幾個方面29。(1) 開發(fā)的現代化熱軋寬帶軋鋼生產線。該生產線主要是由我國鞍鋼等自主集成開發(fā)的，通過不懈努力，逐步開發(fā)，不斷完善了中薄板坯連鑄連軋技術。該熱軋帶鋼生產線流程的主要特點是完整、高效、節(jié)能、工業(yè)化、規(guī)模化等，而流程緊湊則是其最為凸顯的優(yōu)勢，從而實現了連鑄與軋鋼工序完美的連接。(2) 集成寬厚板軋制生產線技術。寬厚板軋制生產線主要是采取國內設計或者聯合設計的方式，引進關鍵裝備，針對國內的技術進行總和集成。主要產品有管線鋼板、結構鋼板、石油儲備用鋼等。(3) 開發(fā)大型冷連軋生產線。第一次由我國技術總

20、負責設計的鞍鋼1780大型寬帶鋼冷軋生產線于2005 年成功投入運行，混合配置六輥四輥軋機，采用先進關鍵技術，酸洗冷軋聯合生產技術、紊流鹽酸酸洗技術等。主要產品有高品質轎車板、高檔次鍍鋅原板等。此外，還發(fā)展了薄板坯連鑄連軋生產線、三輥連軋管機組生產線等。1.3.2 軋鋼工藝技術的發(fā)展狀況近年來，我國軋鋼工藝技術主要是研發(fā)、改造軋制與控冷新裝備以及發(fā)展高質量高性能新產品。主要有以下較為突出的軋制技術30：(1) 半無頭軋制技術。集成創(chuàng)新了半無頭軋制配套技術。(2) 超薄規(guī)格軋制技術。部分以熱代冷的目標實現。(3) 長尺鋼軌軋制及在線熱處理生產線技術。實現了噴風強制冷卻軋后高溫鋼軌。(4) 控制冷

21、卻技術。基于傳統(tǒng)集管層流冷卻系統(tǒng)，混合配置噴嘴傾斜布置的壓力噴射式超快速冷卻系統(tǒng)，實現了熱軋帶鋼的超快速冷卻。(6) 軋制數學模型優(yōu)化技術。研發(fā)了調優(yōu)寬帶鋼冷連軋數學模型系統(tǒng), 連續(xù)軋制過程中，鋼冷連軋機柔性軋制得到最大程度的實現。(7) 板形控制技術。拓展了極限規(guī)格，研發(fā)了高等級帶鋼表面質量控制技術。1.3.3 軋鋼生產中節(jié)能技術的研究目前，整個世界都在提倡節(jié)能環(huán)保，自從哥本哈根會議以后，全球各國都開始重視環(huán)保問題，人民的環(huán)保意識也越來越強。在我國，鋼鐵行業(yè)能耗占我國總能耗高達12%31，而軋鋼能耗又是我國鋼鐵行業(yè)能耗的“大頭”，因此，開發(fā)研制軋鋼生產的新工藝新技術的同時要著重加強軋鋼生產中

22、的節(jié)能技術。而目前主要的節(jié)能措施都是以技術進步為基礎，如結構調整(改變各工序鋼比系數)或直接節(jié)能(降低各工序能耗)等，生產節(jié)能的關鍵還是推進軋鋼技術進步。軋鋼生產實現節(jié)能目的，可采取以下幾種節(jié)能技術32。(1) 蓄熱式燃燒技術。該技術能最大限度地回收利用爐煙氣的熱量。熱量的回收利用能大幅度節(jié)約燃料，從而能夠有效降低成本、提高產量,同時還能夠減少有害氣體（如二氧化碳、氮氧化合物等的排放），實現環(huán)境保護。(2) 加熱爐絕熱技術。采用高溫節(jié)能涂料，實現加熱爐的絕熱技術，這也是目前高性耐火材料的發(fā)展趨勢。(3) 高溫低氧燃燒技術。無氧化加熱和熱軋的低成本手段一直都是熱軋追求的目標。高溫低氧燃燒技術就是

23、利用高溫最大程度的實現低成本加熱和熱軋，并能回收利用大量的煙氣余熱，因此，該項節(jié)能環(huán)保燃燒技術在發(fā)達國家在不斷推廣應用。(4) 低溫軋制技術。該項節(jié)能技術措施主要是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗，并且加熱爐出鋼溫度的降低能夠有效減少燃料消耗，而且軋制功率和變形抗力在一定程度上都會有所增加。 (5) 軋制工藝潤滑技術。熱軋工藝潤滑技術的使用能夠有效降低軋制力，從而降低軋制動力的消耗。1.3.4 軋鋼技術發(fā)展前景隨著技術的不斷完善，社會的不斷進步，軋鋼技術的主要發(fā)展方向35：(1) 前沿性軋鋼工藝的研發(fā)，引領性新產品的開發(fā)。自主創(chuàng)新，建立產學研相結合的技術體系，研發(fā)新工藝、新技術，采用低成本、高性能、節(jié)能環(huán)

24、保的新材料，借鑒國外先進技術。(2) 智能化技術在軋鋼領域的應用。隨著智能化技術的不斷發(fā)展與完善以及日趨激烈全球競爭的，鋼鐵產品的產量和質量也需要更完美、更理想的設計方法，智能化技術已成為了發(fā)展的必然方向。(3) 著眼可持續(xù)發(fā)展，實現節(jié)能減排技術。我國“十二五”規(guī)劃已經明確提出建立環(huán)境友好型社會，實現綠色動力，在不久我國將會是一個綠色的國家，全球也要實現全球綠色化，因此，節(jié)能產品的研制已經非常明了，要不斷推進節(jié)能減排，實現可持續(xù)發(fā)展。1.4 熱軋帶鋼發(fā)展趨勢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發(fā)展目標。

25、由于將采用無頭軋制技術、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術等軋制工藝生產熱軋薄帶鋼，因此可以較好地控制熱軋帶鋼的組織和性能。在冷卻技術方面，以溫度預測模型為基礎，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現狀可看出“以熱代冷”的鋼鐵市場走向決定了超薄熱軋帶鋼生產總體趨勢是供不應求，同時也表明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個發(fā)展方向。可以預見，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超薄帶鋼的主要發(fā)展方向。板帶鋼是我國鋼鐵生產的主打產品，需求量大。而且今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外板帶鋼的延伸產品還有一

26、定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產品出口到東南亞、歐美等國際市場，這拉動了國內的帶鋼生產2。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，因此大型生產車間的建立是可行的。 增大帶鋼產品的優(yōu)質比，調整產品結構，開拓熱軋窄帶鋼產品應用新領域。目前熱軋窄帶鋼生產廠在提高質量、降低消耗、降低成本、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)質碳素結構鋼、優(yōu)質低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質量帶鋼作為主導產品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設新熱軋窄帶鋼生產線，所軋產品規(guī)格處于寬帶軋機產品的下限之外，從而可以代替部分冷軋產品。如用厚度小

27、于1.5mm的熱軋窄帶鋼替代冷軋帶鋼，可以減少冷軋軋程，大幅度降低生產成本，提高軋機的效率。國內外熱軋窄帶鋼市場需求大體相同，厚度大于25mm的產品基本飽和，厚度小于20mm的熱帶卻供不應求。我國寬帶軋機雖然已經具有一定規(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。據資料統(tǒng)計，我國煤氣管年產量已經超過3×106t，這也是窄帶鋼的一個大市場。1.5 本設計的目的和意義本設計是年產413萬t的熱軋板帶鋼車間工藝設計。產品規(guī)格為：(

28、1.525.4)mm×(10001900)mm。所用鋼種為：普碳鋼、低合金鋼、優(yōu)質鋼。本設計課題是年產413萬t的板帶鋼生產車間。這是一個大型的軋鋼車間，其投資大，消耗大，生產量大。板帶鋼是我國鋼鐵生產的主打產品，需求量很大。今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內的帶鋼生產。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，因此該大型生產車間的建立是可行的。帶鋼生產技術發(fā)展至今已有80多年的歷史，現在已經是第四代軋機，板形控制技術目前也已經發(fā)展得較為成熟。在相關技術

29、比較完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術改進上的投資，可以在建成時就采用目前最先進的技術，還可以借鑒其他車間的生產經驗，少走一些彎路，一步到位。綜上所述，本設計的選題是有意義且可以實現的。1.6 本設計的相關問題本設計的相關問題有熱軋板坯熱裝熱送問題。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：(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)。該技術是一項集冶煉、連鑄、判定、入庫、轉運、組批裝爐、軋制成材等諸多技術和管理于一身的系統(tǒng)工

30、程，連鑄坯熱送熱裝技術的實施，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，工藝設備要適合熱送熱裝要求。(2) 煉鋼、連鑄及軋鋼工序的綜合生產狀況正常穩(wěn)定，工序能力大致匹配。(3) 為保證冶煉、連鑄和軋機的連續(xù)性生產，必須提高生產過程的可靠性。(4) 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技術。(5) 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以及連鑄坯的熱裝爐技術。根據連鑄坯熱送熱裝的特點，設計中擬采用以下解決思路：(1) 連鑄坯流轉方式，連鑄坯熱送均采用輥道輸送到熱軋車間加熱爐，輥道上采

31、取了一定的隔熱保溫措施。熱裝溫度一般達600700，有的高達800以上。(2) 連鑄坯裝爐及加熱控制，當連鑄坯熱送到熱軋生產線時，經驗收及組批后，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。(3) 組織無缺陷連鑄坯生產，加強各類事故的管理。例如：鑄坯表面縱裂是在結晶器內產生，并在二冷段進一步擴展形成的。為了減少表面縱裂的發(fā)生率，在生產中應改進結晶器冷卻和二次冷卻工藝。2 車間產品大綱和金屬平衡2.1 車間產品大綱本設計車間年產量熱軋鋼卷413萬t，車間生產計劃如表2-1所示。表2-1 車間生產計劃表厚度（）寬度（mm）10001100（1050）11001300（1

32、250）13001500（1400）15001700（1600）170019000（1800）產量（104）占比例（）1.52.0（1.8）205050101014033.92.04.5（3.0）204040101012029.14.56.0（5）102030557016.96.012.7（10.0）151520556014.512.725.4（20.0)36347235.6合計產量（104t)681311433437413占比例()16.531.734.68.29.01002.1.1 金屬平衡圖連鑄坯423萬噸成材率97.6%熱軋鋼卷413萬噸供冷軋鋼卷290萬噸共熱軋鋼卷123萬噸所占比例

33、70%所占比例30%2.2 板坯及產品規(guī)格2.2.1 板坯板坯產品品種和規(guī)格見下表2-2。板坯全部為連鑄坯，使用連鑄坯的優(yōu)點3：(1) 簡化生產及設備使成材率高金屬節(jié)約6%12%以上大幅降低能耗和成本。(2) 比初軋坯形狀好，短尺少，成分均勻，節(jié)約投資和勞動力，易于自動化。(3) 可節(jié)約能耗，噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬大卡，降低成本可達10。(4) 與鑄錠相比，組織致密，成分偏析較小。表2-2 板坯和產品品種及規(guī)格項目參數板坯連鑄坯厚度230寬度10002000長度10000最大重量t35產品品種低碳鋼、優(yōu)質鋼、低合金鋼帶鋼厚度1.525.4帶鋼寬度10001900鋼卷內徑762鋼卷最大外徑11

34、80單位寬度最大卷重-1182.3 產品特點2.3.1 產品質量標準本車間產品生產執(zhí)行GB-709-2006標準，尺寸偏差見表2-3和表2-4。通常產品按產品標準供貨，也可以根據用戶要求供貨。產品標準24一般包括有品種(規(guī)格)標準、技術條件、試驗標準及交貨標準等方面的內容。產品標準有川家標準、國際標準、部頒標準或企業(yè)標準。軋鋼工作者的任務是按產品標準組織生產，并不斷提高生產技術水平以滿足用戶對產品質量的更高要求。對不同用途的板帶鋼，產品的技術要求各不相同，但依其相似的外形特點及其使用條件，產品的技術要求可歸納為：尺寸精確板形好，表面光潔性能高。具體表現在如下四個方面： (1) 尺寸精度。板帶鋼

35、的尺寸精度主要是厚度精度，它不僅影響使用性能.而且厚度偏差對節(jié)約金屬影響很大，是生產中控制難度最大的方面。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，故在板帶鋼生產中一般應力爭高精度軋制和按負公差軋制。 (2) 板型。板型是板帶鋼的重要質最指標之一22。無論是直接使用還是為了便于后道工序的生產，都要求有良好的板型，即要求板帶平直，每米長度上的浪形、瓢曲、側彎均不得超過產品標準中所允許的數值。 板型不良25是由于沿寬度上不均勻變形引起的，當軋制薄帶鋼時，其不均勻變形的敏感性更大，故要求在生產技術上保證其板形良好。生產中要采取措施以減小軋制壓力及其波動的影響，在軋制

36、中要特別注意板型和輥型的控制。板帶越薄，則對不均勻變形的敏感性越大，要保持板帶良好的板型的困難也就越大。因此，板型的好壞與厚度精確度(尤其是橫向厚度精確度)也有著直接的關系。 (3) 表面質量。板帶鋼的表面質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量。無論是厚板或薄板，其表面都不得有氣泡、結疤、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生破裂和銹蝕的主要原因，成為應力集中的薄弱環(huán)節(jié)。例如.硅鋼片表面的氧化鐵皮和表面光潔度就直接破壞磁性;深沖鋼板的表面氧化

37、鐵皮會使沖壓件表面祖糙甚至開裂，并使沖壓工模具迅速磨擬；至于不銹鋼板等特殊用途的板帶材，還需對它們提出特殊的表面技術要求。表2-3 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+152000+1041620006000+256000+302000+15166020006000+306000+40表2-4 縱切帶鋼的寬度允許偏差(mm)公稱寬度厚 度4.04.06.06.08.08.0160±0.5±0.8±1.0±1.2160-250±0.5±1.0±1.2±1.4250-600&#

38、177;1.0±1.0±1.2±1.42.3.2 產品性能板帶鋼的性能要求主要包括力學性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學性能。一般結構鋼板只要求具備較好的工藝性能，如冷彎和焊接性能等，而對力學性能的要求不很嚴格。對甲類鋼鋼板，則要求保證一定的強度和塑性。重要的結構鋼板，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。諸如造船板、橋梁板、鍋爐板、高壓容器板、汽車板、低合金結構鋼板以及優(yōu)質碳素鋼板等都屬于這一類，它們的綜合性能

39、要求較嚴格。各種特殊用途的鋼板(如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片、復合板等)，則要求特殊的高溫性能、低溫性能、耐酸耐堿耐腐蝕性能，或要求一定的物理性能(如電磁性能等)及其他特殊性能。 2.4 金屬平衡表金屬平衡表如表2-5所示。表2-5 金屬平衡表序號厚度范圍（）成品切頭及廢品燒損、再氧化坯料量（104t）產量104t成材率（）104t損耗率（）104t損耗率（）11.52.014097.52.1541.51.4361.0143.5902>2.04.512097.61.4751.21.2301.0122.9513>4.56.07097.70.7161.00.7161.071.6484

40、>6.012.76097.80.3070.50.6141.061.3505>12.725.42397.90.0700.30.2351.023.4936合計41397.634.7221.124.2311.0423.0323 設計方案3.1 工藝方案的選擇本設計是設計一年產量為413萬t的熱軋帶鋼車間，成品規(guī)格1.525.4×10001900，結合國外國內熱軋寬帶鋼生產線的情況，選擇常規(guī)熱連軋工藝 20。薄板坯連鑄連軋與常規(guī)熱連軋帶鋼比較：(1) 常規(guī)熱軋其流程一般為：板坯先進步進式加熱爐，然后經過定寬機，開始粗軋，粗軋一般為兩個軋機可以其中一個可逆，也可以兩個都可逆。然后通

41、過飛剪，除鱗后進行精軋，精軋一般為七機架，其后安裝三臺卷取機。(2) 薄板坯連鑄連軋工藝下面以CSP為例：先進行連鑄，然后進入輥底式加熱爐，除鱗之后可以進入精軋機，精軋機一般為六架，層流冷卻之后就可以卷曲了。短流程和常規(guī)熱軋最大的不同就是熱歷史的不同，前者從鋼水冶煉到板卷成品僅為2.5h左右，而后者時間要長得多。在傳統(tǒng)工藝中，鋼坯經歷冷卻加熱兩次相變（到和到），原始的奧氏體組織有柱狀晶轉化為等軸的、細的、均勻的晶粒。但短流程沒有這一過程，而是采用結晶器快冷而后經過二冷區(qū)緩冷，從而獲得比較細小的晶粒。在加熱方式上也有不同，常規(guī)熱軋一般采用步進梁式加熱爐，而短流程由于鑄坯溫度很高，頭尾溫度相差太大

42、（軋制要求頭尾相差正負十度）所以采用均熱爐，主要是為了保持溫度均勻，而不是為了加熱。其次常規(guī)熱軋通過再結晶來細化奧氏體晶粒，但再加熱前的冷卻使部分合金元素隨碳化物氮化物析出，再次加熱只有有限的部分能溶解，損失了一部分可強化細晶的奧氏體晶粒。短流程由于采用快冷是的合金元素固溶在其中進行強化。(1) 薄板坯連鑄連軋的優(yōu)點 工藝簡化、設備減少、生產線短，從而大幅度降低了基本建設投資，使得噸鋼投資下降19%34%。 生產周期短。從冶煉鋼水至鋼卷送到運輸鏈，僅需約2h，從而減少了大量流動資金。 成材率提高約2%3%，能耗降低約20%，從而降低了生產成本，使噸鋼成本降低。(2) 薄板坯連鑄連軋的不足2 短

43、流程(薄板坯連鑄連軋)的產品范圍比常規(guī)的窄。CSP原料的厚度不超過100mm, 通常產品厚度最好在10mm以下。而常規(guī)軋制厚度可由1.2mm至25.4mm，遠遠超過了短流程。 CSP生產的大部分是低附加值產品。常規(guī)軋制的連鑄速度比CSP低，提高了鋼水的質量，可以生產出高附加值、高尖端的產品來。 短流程的產量低于常規(guī)軋制。由于連鑄速度的影響，短流程的產量一般遠低于常規(guī)軋制。 短流程成本低。工藝流程緊湊、簡化、投資成本低、能源消耗低。 常規(guī)熱連軋帶鋼生產工藝，通常采用200280mm厚的厚板坯，由冷坯或熱坯裝入板坯加熱爐中加熱，由粗軋和精軋軋制后出成品。 板坯厚度200mm以上，長度一般為4.59

44、m（亦有達到12.5m），具有一定容量的板坯庫，有加熱爐區(qū)（一臺或多臺步進式加熱爐），具有粗軋區(qū)，后接精軋機組及地下卷取機（一臺到多臺）的生產線。 連鑄能力與連軋能力匹配上還不可能與常規(guī)工藝生產規(guī)模相比；在所生產的鋼種上和產品質量上，還是常規(guī)略勝一籌；薄板坯連鑄連軋可以覆蓋大多數熱軋帶鋼的品種范圍，但是一些高性能要求和高附加值的品種還不能生產，目前的薄板坯技術可以生產約70%的傳統(tǒng)熱帶可生產的鋼種。生產方案的選擇與設備的選擇密切相關。確定生產方案時應考慮以下幾點：(1) 年產量的大小。產量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備選擇、鑄錠尺寸、產品規(guī)格有著直接的影響。(2) 投資、建設速度、機械化

45、和自動化程度、勞動條件、工人與管理售貨員的數量以及將來的發(fā)展。根據以上分析，再結合實際，本設計采用常規(guī)熱軋工藝。主要原因如下：(1) 生產規(guī)模：本設計鋼板帶材年產量為413萬t，目前薄板坯連鑄連軋生產量還難達到。(2) 產品定位：考慮到本設計車間的將來發(fā)展，以后需要生產的產品可能為轎車用板、高韌性管線鋼、造船和橋梁用高強度鋼等。產品品種較多，像轎車用板等表面質量要求較高。目前薄板坯連鑄連軋工藝在表面質量和品種上難以滿足，高質量產品生產尚處于開發(fā)實驗階段，如汽車面板、超深沖鋼板和高表面要求的鋼板、鍍錫板的基板、高級別的高強韌管線鋼、奧氏體不銹鋼等。(3) 產品性能：常規(guī)熱連軋所用板坯常為2003

46、00mm,而薄板坯連鑄連軋一般為50100mm。軋制同樣規(guī)格產品時，常規(guī)熱連軋生產具有較高的壓縮比，這對產品性能的提高有利。鑒于以上原因，本設計采用常規(guī)熱連軋工藝。3.2 主機型式的選擇常規(guī)熱連軋工藝根據粗軋機的布置形式，又可以分為全連軋工藝、3/4連軋工藝、半連軋工藝幾種。本設計采用半連續(xù)式、雙機架粗軋機布置方案1。(1) 全連續(xù)式軋機：指軋件自始至終沒有逆向軋制道次。其粗軋機由56個機架組成，軋件沿一個方向連續(xù)軋制，每架軋制一道，采用交流電機傳動。雖然全連續(xù)式布置操作簡單，生產能力大，但是粗軋機架多，各機架間距離長，因而軋制線很長，廠房長度增加。同時軋制時間往往要比精軋機組的軋制時間少得多

47、，亦即粗軋機的利用率不高。(2) 半連續(xù)式軋機：指粗軋機組各機架主要或全部為可逆式。粗軋機組由兩架軋機組成，既生產板卷，又生產中厚板。(3) 3/4連續(xù)式：粗軋機組12架可逆式軋機，數量由六架縮減為四架?？赡媸杰垯C可放在第二架，也可放在第一架。優(yōu)點：兼有全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點，克服了其缺點，與其相比有生產線短、占地少、設備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應性好等優(yōu)點，且生產能力也不低，適應于多品種的熱軋帶鋼的生產。缺點：可逆式機架的操作維修要復雜些，耗電量大。半連續(xù)式和3/4連續(xù)式一樣，不僅可以充分利用粗軋機、減少設備和廠房面積，降低投資，而且可以滿足年產量413萬噸的生產要求。圖3-1全連續(xù)式粗

48、軋機的布置形式圖3-2 3/4連續(xù)式粗軋機的布置形式半連續(xù)式粗軋機常見的幾種布置形式如下：a）由一架四輥可逆式軋機組成；b) 由一架二輥可逆式和一架四輥可逆式軋機組成；c) 由二架四輥可逆式軋機組成。圖3-3 半連續(xù)式粗軋機的布置形式3.3 軋機數量及相關設備的選擇3.3.1 粗軋機組設備選擇軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備26，是代表車間生產技術水平、區(qū)別于其它車間類型的關鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產具有非常重要的作用。軋鋼機選擇的主要依據是：車間生產的鋼材的鋼種，成品品種和規(guī)格，生產規(guī)模的大小以及由此而確定的產品生產工藝過程。對軋鋼車間工藝設計而言，軋鋼機選擇的內容是：確定

49、軋機的結構型式，確定其主要參數，選用軋機機架數即布置形式。在選擇軋鋼機時，一般要注意，考慮下列原則：(1) 在滿足產品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；(2) 有較高的生產率和設備利用系數；(3) 保證獲得良好的產品，并考慮到生產新產品的可能；(4) 有利于軋機的機械化，自動化的實現，有助于工人的勞動條件改善；(5) 軋機結構型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；(6) 備品備件更換容易，并利于實現備品備件的標準化；(7) 有良好的綜合經濟技術指標。目前，由于機械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產的日益進步，現在的主要軋機除去一些特殊用途外，基本上都已經趨于系列化，標準化了。為我們選用軋機進行

50、生產提供了方便的條件。本設計采用半連續(xù)式工藝。粗軋機組的水平軋機為雙機架，由兩架四輥可逆式粗軋機組成。根據本車間生產情況及現場實際狀況，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，同時破碎軋件表面的氧化鐵皮。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。剛出加熱爐的板坯在粗軋機組前幾個道次的軋制，因溫度較高，有利于實現大的壓下量，這就需要軋輥具有較大的咬入角；后幾個道次的軋制，需要為精軋機輸送厚度均勻的中間坯。采用雙四輥可逆式粗軋機組的原因：采用二輥式的工作輥直徑大，具有大的咬入角，可實現大的壓下量。其配置上由于多一個機架，故要求板坯出

51、爐溫度相對較高，裝備占地面積大；四輥式的工作輥直徑小，有利于帶坯的厚度控制，又因該配置中有支撐輥，減少了工作輥撓度,可軋制較薄的、厚度均勻的中間坯傳給精軋工序。兩架四輥可逆式粗軋機組(半連續(xù)式粗軋機組)的優(yōu)點：具有設備少,生產線短、占地面積小、投資省等特點與精軋機組的能力匹配較靈活，對多品種的生產也有利。3.3.2 側壓設備的選擇立輥軋機與定寬壓力機比較：邊部凸出量大(俗稱狗骨形)，水平軋制時易產生較大的魚尾；而側壓機邊部凸出量較小，水平軋制后產生的魚尾較小，甚至無，因此可減少切損，提高成材率。與立輥調寬相比，壓力機調寬具有明顯的優(yōu)越性，即： 提高了熱軋帶鋼軋機的成材率。調寬壓力機有控制板坯頭

52、尾形狀的功能，即使在很大的側壓下，板坯頭尾變形仍然比較均勻，故頭尾形狀得以優(yōu)化，減輕了頭尾部舌頭和魚尾，降低切損。與立輥軋制調寬相比，在相同的壓下量條件下，調寬壓力機的切頭損失大幅度減小，從而提高了成材率。 調寬能力大?，F代化的調寬壓力機最大側壓量可達350mm，所以只需要幾種連鑄板坯規(guī)格即可滿足用戶需求，大大減輕了連鑄變寬的負擔，提高了連鑄機的生產率和連鑄坯質量，同時也提高了板坯的熱裝率和熱裝溫度。 提高了調寬效率。壓縮調寬時，板坯變形可深入到板坯中部，局部變形得到緩解，狗骨形因此得到減弱，所以板坯變形均勻性得到提高，從而減少了板坯在隨后平軋時的回展，可以獲得很好的調寬效率。 提高了寬度精度

53、。由于調寬時板坯寬度由壓力機錘頭能夠得到精確控制，所以可得到比立輥軋機更高的目標寬度精度。綜合以上原因，此車間選用定寬壓力機。3.3.3 保溫裝置的選擇保溫裝置位于精軋和粗軋之間，用于改善中間坯溫度均勻性和減少帶坯頭尾溫差改善中間坯溫度均勻性和減少頭尾溫差，使帶坯全長溫度較為均勻。粗軋機出口設置熱板卷箱是減少帶坯溫降的一個有效方法，并且還具有以下優(yōu)點：使帶坯全長溫度較為均勻，進一步消除水??；有利于二次氧化鐵皮的消除，提高產品表面質量。原由： 粗軋機出口中間坯長度可達100m，為減少頭尾溫差，設保溫罩。 為了軋制薄規(guī)格的產品和特殊鋼種而設置加熱器。熱卷箱布置在粗軋機之后，飛剪機之前。采用熱卷箱的

54、作用有： 保溫：當坯厚為25mm時一般溫降速率可達100/min，而采用熱卷箱時則只有3.6/min。 均溫：帶坯頭尾交換，使尾部處于板卷中心，可保持幾乎恒定的溫度分布。精軋機不用升溫軋制，電力消耗降低約10。 提高成材率：可使處理事故時間增長到89min，熱卷箱起到了中間坯料的貯存于緩沖作用，并可增大卷重。 改善產品質量，擴大可軋品種范圍。 可縮短車間長度，節(jié)省輸送輥道，減少投資等。 熱卷箱與中間坯切頭剪斷機、焊接機聯合使用，可實現熱帶鋼全連續(xù)無頭軋制或半無頭軋制，提高成材率約0.51.5，生產率提高20。采用熱卷箱的效果：降低開軋溫度，精軋機組不用升速軋制，降低電能約10%，降低精軋機組功率約15%，大大減少了設備投資。3.3.4 精軋機組設備選擇精軋機組布置在粗軋機組中間輥道或熱卷箱的后面。它的設備主要包括切頭飛剪前輥道、切頭飛剪導板、切頭飛剪測速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除磷箱、精軋前立輥軋機、精軋機、活套裝置、精軋機進出口導板、精軋機除塵裝置、精軋機換輥裝置等。(1) 精軋機選型