萬噸CSP熱軋薄板廠畢業(yè)說明

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。萬噸CSP熱軋薄板廠畢業(yè)說明萬噸CSP熱軋薄板廠畢業(yè)說明畢業(yè)設計說明書240萬噸CSP熱軋薄板廠設計摘要本設計以生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格為12mm×1550mmX65管線鋼為例，設計一個年產(chǎn)量為240萬噸的CSP熱軋薄板廠。設計內(nèi)容主要包括興建該廠的可行性分析、產(chǎn)品大綱的編制、產(chǎn)品平衡計算、主輔設備選擇、以及生產(chǎn)工藝流程設計、軋制規(guī)程的計算、輥形設計和軋輥強度的校核、電機功率的校核、車間生產(chǎn)能力的計算、軋機工作圖標的確定以及車間平面布置等內(nèi)容。參考其他已建廠的參數(shù)經(jīng)驗，指定產(chǎn)品大綱、確定壓下規(guī)程，選擇主要

2、軋制設備，進行計算。關鍵詞：CSP 連鑄連軋 軋制工藝 強度校核Design of CSP Hot rolling Sheet Plant 240 ton Annual OutputAbstractThe design specifications for production of product is 12mm1550mm X65 steel as an example. Design a production capacity of 2.4 million tons production of CSP. Design features include the construction o

3、f the plant feasibility analysis, the preparation of the outline of the products, metal balance calculation,rolling determining the csale, products blance calculation,the mainequipments choice, the choice of auxiliary equipments. Economical and technical indicators of development an production proce

4、ss design, system temperaure, the speed of the system,cone unit rate calculation the calculation of rollling a point of order, roll strength checking, checking the electrical power, workshop production,the mill work chart to determine yhe plant layout an so on.Reterence other plant parameters of exp

5、erience,the design products outline,selcet apoint of other to determine major reduction rolling equpments,calculation.Keywords: CSP Continuous casting and rolling Rolling progirss Strength check9797目 錄摘要IABSTRACTII第一章 建設一個CSP車間的可行性和必要性分析11.1 CSP生產(chǎn)線歷史簡介11.2國內(nèi)外CSP生產(chǎn)線概況11.2.1國內(nèi)CSP生產(chǎn)線發(fā)展概況概況11.2.2世界其他各國的

6、薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線近況31.3在包頭建設csp鋼廠的必要性和可行性研究4第二章 產(chǎn)品方案編制62.1產(chǎn)品大綱的編制62.1.1 產(chǎn)品大綱的制定原則62.1.2產(chǎn)品大綱62.2金屬平衡表的編制72.2.1編制依據(jù)及內(nèi)容72.2.2金屬平衡表的編制8第三章 CSP生產(chǎn)工藝過程的制定93.1制定工藝過程的依據(jù)93.2CSP生產(chǎn)工藝流程圖103.3 CSP生產(chǎn)工藝流程及主要設備簡介103.4 CSP生產(chǎn)工藝流程特點11第四章 主要設備的選擇134.1機架數(shù)目的確定134.2軋機技術性能參數(shù)134.3軋輥尺寸的確定14第五章 壓下規(guī)程的確定155.1 壓下規(guī)程的制定依據(jù)155.1.1 軋制制度確定的原

7、則及要求165.1.2 變形制度的確定165.2速度制度的確定165.3溫度制度的確定175.4各道次壓下量的分配175.5各機架軋制速度的確定185.5.1各機架軋制速度的計算185.5.2各架軋機速度范圍的確定195.6各機架軋制溫度的計算205.7軋機咬入能力校核225.8軋制壓力的計算245.8.1各道次的平均變形速度的計算245.8.2求各道次的變形抗力255.8.3平均單位壓力的計算275.8.4軋制壓力的計算275.9軋機的軋輥輥型設計285.9.1影響輥縫形狀的因素285.9.2輥形的設計315.10電動機傳動軋輥所需力矩的確定345.10.1傳動力矩的組成345.10.2軋制

8、力矩的確定355.10.3附加摩擦力矩的確定375.10.4空轉(zhuǎn)力矩的確定405.10.5電機軸上總的傳動力矩405.11軋制規(guī)程表的確定42第六章 軋制過程中主要參數(shù)的校核436.1電機能力的校核436.1.1等效力矩的確定436.1.2電動機功率的確定446.2 軋機的強度校核456.2.1板帶軋輥的強度特點456.2.2軋輥的強度校核48第七章 車間生產(chǎn)能力的確定607.1軋機小時產(chǎn)量的確定607.1.1軋機小時產(chǎn)量計算607.1.2軋鋼機平均小時產(chǎn)量607.2軋鋼車間年產(chǎn)量計算617.3軋鋼機的工作圖表627.3.1軋鋼機的工作圖表的意義627.3.2連續(xù)式軋機軋制圖表的特征62第八章

9、 輔助設備選擇648.1加熱設備的選擇658.2剪切設備（事故剪）的選擇668.3高壓水除鱗箱的選擇678.4活套支撐器的選擇678.4.1熱連軋帶鋼軋機精軋機組的生產(chǎn)特點678.4.2活套支撐器的作用688.4.3活套支撐器的類型688.4.4活套支撐器的工作特征698.4.5所選活套支撐器的參數(shù)698.5冷卻設備的選擇698.6卷取設備的選擇708.6.1帶鋼生產(chǎn)工藝對卷取的要求718.6.2帶鋼卷取機的結構特點718.6.3帶鋼卷取機區(qū)的主要技術參數(shù)72第九章 廠房平面布置759.1平面布置的原則759.2金屬流程線的確定759.3設備間距的確定769.4倉庫面積的確定779.5其它設施

10、面積的確定789.5.1操作臺位置選擇789.5.2主電室789.5.3運輸通道的確定789.6軋輥堆放場地的確定79參 考 文 獻80致 謝81第一章 建設一個CSP車間的可行性和必要性分析1.1 CSP生產(chǎn)線歷史簡介自1989年世界上第一臺工業(yè)化的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，過去的11年中已有36條生產(chǎn)線相繼運作， 2000年可形成年產(chǎn)4825萬t的生產(chǎn)能力。薄板坯連鑄連軋工藝技術裝置日趨完善，市場競爭更具實力，原因在于它的工藝優(yōu)勢：投資低、能耗低、生產(chǎn)成本低、維護費用低、成材率高。兩流薄板坯連鑄機與一套熱連軋機相配可產(chǎn)160250萬t/a熱軋帶卷，可以分別與電爐或高爐轉(zhuǎn)爐流程相聯(lián)接。薄

11、板坯連鑄連軋技術越來越顯示出它的生命力。1.2國內(nèi)外CSP生產(chǎn)線概況1.2.1國內(nèi)CSP生產(chǎn)線發(fā)展概況概況2001年以來投產(chǎn)的生產(chǎn)線的達產(chǎn)速度快于國外同類生產(chǎn)線邯鋼薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線1999年12月投產(chǎn)，2000年達到設計生產(chǎn)能力，是所有已投產(chǎn)的CSP生產(chǎn)線中達產(chǎn)最快的。包鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線是我國第一套雙流CSP生產(chǎn)線，2002年8月投產(chǎn)，2003年超過了設計生產(chǎn)量，比邯鋼更快，是國際上達產(chǎn)速度最快的。2003年已投產(chǎn)的5條線為所在企業(yè)創(chuàng)造了可觀效益已投產(chǎn)5條生產(chǎn)線2003年的生產(chǎn)指標見表1-1【1】。表1-12003年我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)指標廠名連鑄機流數(shù)和鑄坯規(guī)格/mm2003年

12、軋材產(chǎn)量/萬t鋼水成材率/ %鋼材合格率/ %珠鋼1流，(10001350)×50112.5098.299邯鋼1流，(9001680)×70153.2697.5698.43包鋼2流，(12501500)×67(12501500)×50251.8198.8599.13鞍鋼1流，(960 1520) ×(100130)220.8595.8299.81唐鋼1流，(9501680)×(7085)55.7687.2299.47已投產(chǎn)的5條生產(chǎn)線技術操作指標的差別很大。表2技術操作指標中有一些不具備可比性，但相當一部分是可比的，如:作業(yè)率、連澆爐

13、數(shù)、燃料消耗等。另一方面，與設計技術操作指標對比，還有一些指標未達到。差距就意味著潛力。表1-22003年我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線技術操作指標廠名拉坯速度/(m·min-1)鑄機作業(yè)率/%平均連澆爐數(shù)平均連澆時間漏鋼次數(shù)漏鋼率/%加熱爐燃耗/(kg·t-1)軋機作業(yè)率/%珠鋼邯鋼包鋼鞍鋼唐鋼4.55.83.84.852.12.43.798368.681.486.733.567.738.4515.415.95.92550336.6569.4_337.2_655211300.30.480.4110.0660.772026.8_38.7767.86574.7780.684.332

14、.5發(fā)揮薄板坯連鑄連軋技術潛力的關鍵之一在于發(fā)揮連澆的優(yōu)勢。抓連澆爐數(shù)的增加就必須解決鑄機漏鋼和提高整個作業(yè)線作業(yè)率的問題，從而提高生產(chǎn)線的效率。連鑄連軋工藝的獨特優(yōu)勢薄板坯連鑄連軋工藝是由薄板坯連鑄機與常規(guī)寬熱帶連軋機的精軋機組集成而來的。連軋機組的能力與常規(guī)熱帶連軋機相當，而薄板坯鑄機能力低于連軋機組。常規(guī)熱連軋機生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品的不利點是單位時間內(nèi)產(chǎn)量大幅度下降，而這正是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的固有特性。生產(chǎn)薄規(guī)格熱軋板是薄板坯連鑄連軋技術的獨特優(yōu)勢。近幾年我國進口熱軋板中大都屬于薄規(guī)格產(chǎn)品，特別是厚度2mm的薄板。發(fā)揮薄板坯連鑄連軋技術的獨特優(yōu)勢將大大促進我國鋼鐵產(chǎn)品結構的調(diào)整。對新工藝決

15、不能滿足于掌握操作技術、達到并超過設計能力，還必須做到自主設計，制造、并有所改進與提高。我們應努力使我國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線成為效率最高且最經(jīng)濟的生產(chǎn)線。我國薄板坯連鑄連軋技術還有很大發(fā)展空間預計到2010年后，我國板材年產(chǎn)量將達1.11.3億t。其中需要中厚板軋機生產(chǎn)的中厚板約在2 000萬t/a水平。需要由熱連軋機生產(chǎn)的板材，約在0.91.1億t之間。到2003年底，我國熱連軋機生產(chǎn)能力為4 708萬t/a(其中常規(guī)熱連軋機為3 126萬t/a，薄板坯連鑄連軋1 442萬t/a，爐卷140萬t/a)。在建熱連軋機生產(chǎn)能力3850萬t/a(其中常規(guī)熱連軋機2 450萬t/a，薄板坯連鑄連軋

16、1 400萬t/a)，尚有10003000萬t/a的規(guī)模擴大空間。從發(fā)展觀點看，今后常規(guī)熱連軋機與薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)能力之比應在11或64之間。則我國這一規(guī)模發(fā)展空間將主要由薄板坯連鑄連軋技術來填補。其技術發(fā)展空間如前所述，薄板坯連鑄連軋技術是新開發(fā)的薄板坯連鑄技術與常規(guī)熱連軋機組的集成。集成技術屬于生產(chǎn)要素的一種新的組合，新的組合就會產(chǎn)生新的生產(chǎn)力，從而產(chǎn)出新的貢獻，同時提供今后潛力開發(fā)的空間。薄板坯連鑄連軋技術提供的發(fā)展空間有：(1)利用軋機能力余量大的潛力，開發(fā)薄規(guī)格熱軋板生產(chǎn)技術，替代部分冷軋產(chǎn)品；(2)利用薄板坯溫度均勻的潛力，開發(fā)生產(chǎn)平直度高的產(chǎn)品；(3)利用薄板坯冷卻速度快的優(yōu)勢

17、，開發(fā)生產(chǎn)強度更高的普碳鋼和部分應用廣泛的不銹鋼和硅鋼。1.2.2世界其他各國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線近況美國紐柯廠有多條CSP生產(chǎn)線。同時在ARMCO (阿姆科)建立了一條CONROLL生產(chǎn)線， 生產(chǎn)75125 mm的中等厚度板坯軋薄板。 1997年又在IPSCO (依波斯柯)投產(chǎn)了一條ISP生產(chǎn)線，年產(chǎn)125萬t的212.7 mm熱軋帶卷(寬1219 2438 mm)。近年來加拿大的阿爾戈馬(Algoma)廠采用達涅利(Danieli)技術建立了一臺兩流薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，年產(chǎn)200250萬t。美國的北極星(North)BHP廠引進了住友公司的中等厚度板坯鑄機和達涅利的熱連軋機建成一條年產(chǎn)

18、135萬t的生產(chǎn)線，帶鋼最小厚度2.7 mm。應指出，自1998年來有大量低價薄板材涌入美國市場，使多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線遭遇打擊，但仍能有較大發(fā)展。最先引進CSP生產(chǎn)線的是墨西哥希爾沙廠，它生產(chǎn)1.52、1.37、1.21、1.06、0.91 mm厚，寬8311270 mm的熱軋帶鋼，40 %國內(nèi)出售，25 %銷往美國，其余出口中東和拉美。又增建了第2臺薄板坯連鑄機，產(chǎn)量翻倍，以生產(chǎn)1.5 mm熱軋帶卷為主。韓國的浦項(POSCO)光陽廠，1997年建的CSP生產(chǎn)線(2號)，1998年中期工程即暫停，已決定和原有的1號生產(chǎn)流程(180萬t/a)一同出售，主要原因是鋼鐵工業(yè)布局不合理，太集中

19、了。泰國NTS公司引進了CSP工藝，1997年夏在喬恩布日(Chonburi)建成，薄板坯厚4570 mm，產(chǎn)品為12 mm熱軋帶卷，產(chǎn)量120萬t/a，生產(chǎn)正常。SSM公司采用了QSP技術，澆注9070mm，生產(chǎn)熱軋帶卷。馬來西亞梅加廠(Maga Steel)用了6億美元在橡膠園建成了兩條CSP生產(chǎn)線，1998年投產(chǎn)以來生產(chǎn)正常，有望突破250萬t/a。印度伊斯帕特集團1998年第一條CSP生產(chǎn)線投產(chǎn)后，又訂了第二套設備，計劃2000年初達到200萬t/a。第一條CSP生產(chǎn)線建在西班牙的比斯卡亞ACB廠(Aceria Compactade Bizkaia)， 1998年投產(chǎn)以來，受歐盟限產(chǎn)要

20、求，產(chǎn)量不大。德國的蒂森(Thyssen) 1999年4月9日投產(chǎn)了CSP生產(chǎn)線，它和轉(zhuǎn)爐相連，生產(chǎn)(4570) mm×1600 mm鑄坯， 1.23.0 mm的高強度帶鋼和0.8 mm的軟鋼，現(xiàn)已滿負荷生產(chǎn)200萬t/a。荷蘭的霍戈文公司正在艾默伊登廠建設150萬t/a的ISP生產(chǎn)線，爭取2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)(11.25) mm×(7501560)mm的熱軋帶卷。此外，非洲埃及亞歷山大國家鋼鐵公司(EZZ)1999年來投產(chǎn)了100萬t/a的CSP生產(chǎn)線。南非的薩爾達尼廠(SALDANHA)建成了一流年產(chǎn)140萬t的ISP生產(chǎn)線。澳洲的BHP公司擬引入QSP技術，建立第一條

21、薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。綜上所述，各種薄板坯連鑄連軋技術正被全世界各國廣泛使用。從這些生產(chǎn)線中總結出該技術的發(fā)展趨勢：與高爐轉(zhuǎn)爐流程嫁接，用更純凈的鋼水作原料，以生產(chǎn)1 mm的薄規(guī)格產(chǎn)品；熱軋薄帶部分取代冷軋產(chǎn)品【2】。1.3在包頭建設csp鋼廠的必要性和可行性研究包頭市，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，地處渤海經(jīng)濟區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，北部與蒙古國接壤，南臨黃河，東西接沃野千里的土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部。包頭的地理坐標是東經(jīng)109度50分至111度25分、北緯41度20分至42度40分，面積為27691平方公里，為內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的城市。能為建廠提供一個很好的地理位置。包頭市位于陰

22、山-天山縱向成礦帶上，礦產(chǎn)資源豐富，蘊藏有稀土、鐵、煤炭、鋁、金、鈮等54種金屬、非金屬和能源化工原料。其中最為著名的白云鄂博礦山，是舉世罕見的金屬共生礦山，鐵的探明儲量約為10億多噸，鈮的儲量居全國之首，稀土儲量居世界之最，稀土儲量不僅巨大而且品位高、生產(chǎn)成本低，占到全國稀土儲量的91.6%，占世界已探明儲量的54.2%，1999年包頭稀土產(chǎn)量（以氧化稀土計）占世界總產(chǎn)量的60%，是名副其實的“稀土之鄉(xiāng)”。豐富的礦產(chǎn)資源為csp產(chǎn)品所需要的其他元素提供了得天獨厚的條件。雖然是西部城市，但包頭擁有充足的水資源，而這也是是包頭經(jīng)濟賴以發(fā)展的重要條件。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi)214公里，水面寬130米到4

23、58米，水深1.6米到9.3米，平均流速為每秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均徑流量為260億立方米，是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。此外，艾不蓋河、哈德門溝、昆都侖河、五當溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。包頭可利用地表水總量為0.9億立方米（不包括黃河過境水）。地下水補給量為8.6億立方米。從50年代起，包頭就開始了大規(guī)模的水資源開發(fā)，先后修建了黃河水源地多處，以及奧陶窯子、團結渠、民生渠、磴口揚水站、畫匠營水源地等較大的黃河提水工程，先后構筑了昆都侖、劉寶窯、水澗溝等中小型水庫，進行了大規(guī)模的水資源開發(fā)。由此看來，CSP生產(chǎn)線的用水設施

24、得到了一個很好的保障。包頭土地總面積27768平方公里，其中，山地占14.49，丘陵草原占75.51，平原占10。 已開發(fā)和利用的土地中，市區(qū)面積為140.5平方公里；耕地面積占土地面積比重14.3；森林面積149.2千公頃，草原面積2086.5千公頃。其中很多地方可以作為工業(yè)園區(qū)，可見包頭能提供建廠所需土地。包頭是連接中國華北、西北的重要交通樞紐和中國西部重要的郵電通訊中心，現(xiàn)已基本形成了鐵路、公路、航空綜合交通網(wǎng)絡。其中貫通華北、西北地區(qū)的大動脈京包、包蘭鐵路、包神鐵路在包交匯，東行可連北京，西行可連蘭州，南行可連太原、西安、上海、寧波等地；110、210國道穿越市區(qū)、呼包高速公路建成通車

25、，27條公路干線通向全國各地，形成了以丹東-北京-包頭-銀川-拉薩為東西南北州縣和北海-西安-包頭-白云為南北軸線，連接內(nèi)蒙古自治區(qū)和 近省、市、自治區(qū)的公路網(wǎng)絡，密度超過了全國平均水平；由此看來，包頭的交通運輸條件很好，能為產(chǎn)品的對外銷售銷售提供保障，更為保障資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢與外來資源的引進提供了基礎條件。 綜上所述，包頭市資源區(qū)位優(yōu)勢突出，各項基礎設施較為完善。在能源與原材料價格不斷上漲的宏觀形勢以及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)向西部轉(zhuǎn)移移的大趨勢下?lián)碛休^為廣闊的發(fā)展前景。而包頭市近年來也不斷通過改革降低地區(qū)比較優(yōu)勢發(fā)揮的交易成本，同時通過招商引資與對外合作進一步釋放了資源優(yōu)勢對于當?shù)亟?jīng)濟的拉動作用。作

26、為市場經(jīng)濟中最重要的微觀主體，企業(yè)對于包頭的經(jīng)濟發(fā)展具有無可爭議的重要意義。從各個方面來分析，在包頭建立一個CSP鋼廠很有優(yōu)勢，更有發(fā)展前景。第二章 產(chǎn)品方案編制2.1產(chǎn)品大綱的編制2.1.1 產(chǎn)品大綱的制定原則產(chǎn)品方案是進行其它工藝設計的首要依據(jù)（軋制、選型、廠房），因此工藝設計首先從擬訂車間產(chǎn)品方案開始。1）服從國家或地區(qū)對產(chǎn)品的需求，在此條件下，根據(jù)車間工藝、設備的特點和市場的要求進行產(chǎn)品開發(fā)。2）具有經(jīng)濟觀點，主要是生產(chǎn)能力大，消耗指標底，生產(chǎn)技術先進，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低廉。3）考慮各產(chǎn)品的平衡，正確處理當前和長遠發(fā)展的要求，注意地區(qū)之間的平衡。4）考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)

27、產(chǎn)品的合理分工，有條件的要爭取軋機向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化的方向發(fā)展，以提高軋機的生產(chǎn)技術水平。5）注意建廠地區(qū)資源及鋼坯的供應條件，物資和材料的運輸情況，逐步建設和完善我國自己的獨立的軋鋼生產(chǎn)體系。6）要逐步解決產(chǎn)品品種和規(guī)格的老化問題，要適應當前新的經(jīng)濟形勢的變化。2.1.2產(chǎn)品大綱基于產(chǎn)品大綱編制原則、市場需求以及地區(qū)條件編制該產(chǎn)品大綱 （1）鋼坯規(guī)格： 厚度： 5065 mm 寬度范圍： 9801560mm 長度范圍： 648mm（2）軋制品種： 冷成形用鋼，碳素結構鋼，焊接結構鋼，汽車結構鋼，管線鋼，焊接氣瓶剛，船舶結構用鋼，低合金高強度鋼，熱軋花紋板。（3）工藝條件： 爐內(nèi)溫度： 98

28、01180 爐外溫度： 9501150 終軋溫度： 8001000 軋制速度： 最后一架的速度范圍312m/s表2-1產(chǎn)品編制表序號產(chǎn)品名稱規(guī)格（mm）年產(chǎn)量（萬t）所占比例技術標準代表鋼種、鋼級1冷成形用鋼1.56.0×98015602410%JIS G 3131-1996SPHC;SPHD;SPHE2碳素結構鋼1.220.0×980156026.412%JIS G 3101DINI7100S400;S4903焊接結構鋼2.520.0×980156019.28%JIS G 3106SM400A;SM400B4汽車結構鋼3.012.7×980156033

29、.614%JIS G 3113BG510L5管線鋼1550×12.060.025%GB/T 14164X656焊接氣瓶鋼2.56.0×980156021.69%GB/T 3277-1991HP2957船舶結構用鋼812.0×980156031.212%YB/T4159-2007A;B;A328低合金高強度鋼3.010.0×980156015.66.5%GB/T 3274 -2007Q295B;Q345B;Q345C9熱軋花紋板3.020.0×98015608.43.5%GB/T 3277-1991HQ235B2.2金屬平衡表的編制2.2.1編制

30、依據(jù)及內(nèi)容金屬消耗系數(shù)是軋鋼生產(chǎn)中最主要的消耗，通常占產(chǎn)品成本的一半以上，因此，降低金屬消耗對節(jié)約金屬，降低產(chǎn)品成本有重要的意義。金屬的消耗通常以金屬消耗系數(shù)表示，其計算公式為：K=W/Q （3-1） K金屬消耗系數(shù)；W投入的坯料重量；Q合格產(chǎn)品的重量。金屬消耗系數(shù)一般由以下金屬消耗組成：1）燒損，2）切損，3）清理表面消耗，4）軋廢，（5）由于加熱、精整造成的缺陷以及鋼號混亂造成的損失等等。（1）燒損：燒損是金屬在高溫下的氧化損失。它包括坯料在加熱過程中生成的氧化鐵皮和軋制過程中形成的二次氧化鐵皮，據(jù)估計軋鋼生產(chǎn)過程中金屬一次加熱和軋制所形成的氧化損失一般在2.0%左右。（2）切損：切損包括

31、切頭、切尾、切邊和由于局部質(zhì)量不合格而必須切除所造成的質(zhì)量損失。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗數(shù)據(jù)，熱軋寬帶鋼的切損一般是0.4%1.5%。（3）清理表面消耗：它包括金屬表面和原料表面缺陷處理、酸洗以及軋后成品表面所造成的金屬損失，約占金屬消耗的0.1%。（4）軋廢：軋廢是由于操作不當、管理不善或者出現(xiàn)事故所造成的廢品損失，合金鋼軋制要求較高，生產(chǎn)困難，軋廢量較多，一般為13%，而碳鋼則可小于1%。生產(chǎn)中除以上損失外，還有取樣、檢驗、混號等造成的金屬損失，但數(shù)量非常少【3】。2.2.2金屬平衡表的編制以上面的金屬損失量為依據(jù)，結合現(xiàn)場經(jīng)驗，制訂以下的金屬平衡表（見表2-2）。表2-2金屬平衡表序號品種燒損（%）

32、切損（%）軋廢（%）金屬消耗（%）成材率（%）1冷成形用鋼1.25.50.31.08932碳素結構鋼1.35.30.41.08933焊接結構鋼1.35.70.61.0892.44汽車結構鋼1.45.80.71.0992.15管線鋼1.45.20.61.0892.86焊接氣瓶鋼1.35.40.51.0892.87船舶結構用鋼1.55.50.61.0892.48低合金高強度鋼1.25.60.41.0892.89熱軋花紋板1.35.90.71.0992.1第三章 CSP生產(chǎn)工藝過程的制定3.1制定工藝過程的依據(jù)盡管由若干工序組成的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程是比較復雜的，但工序的取舍不是任意的。工藝設計的任務就

33、是要掌握制訂工藝過程的原則，正確地選擇工序內(nèi)容和確定各個基本工序的主要參數(shù)。以達到獲得產(chǎn)量高、質(zhì)量好、消耗低的目的。制訂工藝過程的主要依據(jù)是：A產(chǎn)品的技術條件通常在產(chǎn)品標準中規(guī)定了鋼材品種規(guī)格，技術條件、產(chǎn)品性能檢驗等內(nèi)容。但技術要求則是其主要方面，它對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精度確定、鋼的內(nèi)部組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的妓術要求是制訂工藝過程的首要依據(jù)。因為達到產(chǎn)品技術要求是我們組織生產(chǎn)的出發(fā)點。B鋼種的加工工藝性能鋼的加工工藝性能也包括了鋼的變形抗力、塑性、導熱性以及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中的難易程度，決定并影響了我們對金

34、屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。因此，鋼的加工工藝性能是制訂工藝過程的重要依據(jù)。C生產(chǎn)規(guī)模大小一般生產(chǎn)規(guī)模大小有兩個含義，即企業(yè)規(guī)模的大小和品種批量的多少。企業(yè)規(guī)模的大小決定了工藝過程中是采用熱錠作業(yè)還是冷錠作業(yè)的問題，是次成材還是二個階段生產(chǎn)的問題。至于批量的多少主要反映在選取設備的技術水平、產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品的工藝過程無顯著彤響。D產(chǎn)品成本成木是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會相應提高。反之，則產(chǎn)品成

35、本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是不合理的反映。當然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術水平等其他因素有關的。E工人的勞動條件工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。否則，應采取妥善的防護措施。應當說明，上述制定工藝過程的各項依據(jù)是相互聯(lián)系、相互影響的。在確定工藝過程時應該進行綜合的考慮，任何片面地強調(diào)某一方面的做法都會給生產(chǎn)帶來不良影響。3.2CSP生產(chǎn)工藝流程圖 以3.1節(jié)所敘述的內(nèi)容為依據(jù)制定下面的工藝流程圖轉(zhuǎn)爐精煉爐薄板坯連鑄機切頭剪連鑄薄板坯輥底爐加熱事故剪高壓水除鱗立輥軋邊F1-F6熱連軋制層流冷卻卷取檢驗、稱重熱軋板卷圖3-13.3 CS

36、P生產(chǎn)工藝流程及主要設備簡介 連鑄板坯進入隧道式加熱爐均熱到11001150對中導板的輸送輥事故剪高壓水除鱗CVC軋機軋制 F1 立輥附屬的立輥軋機，立輥軋機軋輥的速度預設定，立輥開口度按板坯尺寸進行調(diào)節(jié)，立輥軋機導向并改善板坯邊部條件后咬入F1，F(xiàn)2F6按規(guī)定的帶鋼規(guī)格軋出。精軋機前有事故剪，在軋線出現(xiàn)事故時將板坯切斷，軋機和爐子間的坯料退回到爐子內(nèi)，并碎斷事故剪與F1機架間的廢鋼坯。為了確保軋制的帶鋼精度和控制板形、平直度，精軋機上設有液壓AGC自控系統(tǒng)。F1F3機架工作輥是凸度連續(xù)可調(diào)控制系統(tǒng)CVC液壓彎輥WRB控制帶鋼凸度，F(xiàn)4F6有CVC和彎輥系統(tǒng)來控制平直度。在生產(chǎn)過程中的控制由過

37、程計算機進行預設，在軋制過程中配以動態(tài)彎輥系統(tǒng)調(diào)節(jié)板形，在F6機架出口側的測量室設有檢測儀等，對軋出的成品進行監(jiān)測。F1F6各機架之間均設有液壓活套支撐器，在軋制的過程中，通過調(diào)整活套的轉(zhuǎn)角角度，調(diào)節(jié)套量，以保持恒定的微張力軋制，防止堆鋼事故的發(fā)生。成品出鋼后，經(jīng)層流冷卻到適當溫度進行卷取。成品帶鋼由F6機架軋出后經(jīng)設在輸出輥道上的分級控制的層流冷卻系統(tǒng)將帶鋼由終軋溫度按規(guī)定的冷卻制度冷卻到卷取溫度。帶鋼經(jīng)卷取機前入口側導板對中并正確的導入夾送輥，夾送輥設有PRC控制系統(tǒng)，帶鋼被送進卷取機芯軸和助卷輥之間設定的縫隙，借助助卷輥，帶鋼被纏繞在卷取機的芯軸上，對于4mm的帶鋼，助卷輥實施踏步式控制

38、，以確保卷取帶鋼的質(zhì)量。卷取完成后，卷取機外支撐打開，卸卷小車將鋼卷取下并送至鋼卷提升車。由此把鋼卷送至帶回轉(zhuǎn)臺的傳遞小車將鋼卷水平旋轉(zhuǎn)90°送到1號步進梁上。再把鋼卷送到液壓提升裝置上。提升裝置把帶鋼送到車間地坪線上，由2號步進梁接出臥放的鋼卷。2號步進梁上布置有；帶鋼控制站，稱重，徑向和軸向打捆以及噴印機。在2號步進梁端點設有鋼卷旋轉(zhuǎn)臺，將帶卷旋轉(zhuǎn)90°，按生產(chǎn)計劃生產(chǎn)的品種或后部連接的3號步進梁運輸機和鏈式運輸機冷卻后，送到熱軋鋼卷庫，另一部分送到精整作業(yè)線進行后續(xù)處理或由去冷軋廠的快速運輸裝置送給冷軋廠。3.4 CSP生產(chǎn)工藝流程特點（1）、加熱爐： 采用兩坐隧道式

39、擺動加熱爐，全長200.8米，爐間距7米，爐子外寬3.2米，內(nèi)寬2.7米。一流為五段式加熱，二流為三段式加熱。爐輥共計336個，間距1.2米，166個爐門，五臺風機與爐體構成燃燒的循環(huán)系統(tǒng)，保證加熱質(zhì)量，燒嘴由氮氣和壓縮空氣全開閉式控制，耗氣3萬米3 /時，時產(chǎn)400多噸。清潔安全，節(jié)能高效。（2）、高壓水除鱗 去除出爐板坯表面的氧化鐵皮以及殘余的澆注保護渣。在其他生產(chǎn)線上設置的高壓水除鱗箱一般水壓為1518MPa，而在CSP生產(chǎn)線上的除鱗箱水壓為1240MPa。集水管共有4組，上下各2組，每組噴嘴數(shù)量為40個，最大水流量3800m3/h。，噴水寬度可達1600mm。（3）、設有立輥軋機 改善

40、板坯邊部組織結構，實現(xiàn)板坯對中，防止跑偏。輥子直徑為350/320mm，最大壓下量為30mm，最大軋制力可達1700KN。（4）、預留F7位置 隨著軋制能力和控制技術的不斷進步，軋制更薄規(guī)格的帶鋼成為現(xiàn)實，但六架精軋機的軋薄能力是有限的，為滿足市場需求，在設計過程中預留了F7的位置，實現(xiàn)7連軋。（5）、厚、凸度控制技術控制系統(tǒng)中采用先進的由二級機控制的CVC厚度控制和WRB凸度控制系統(tǒng)以及彎輥控制系統(tǒng)，控制產(chǎn)品的厚度精度和平直度，保證產(chǎn)品的橫向、縱向精度以獲得良好的板形。（6）、層流精確控制冷卻 冷卻帶鋼至卷取溫度，同時通過調(diào)節(jié)冷卻水的流量，在長度為52800mm（包括4800mm空冷段）的冷

41、卻系統(tǒng)上使板坯獲得要求的機械性能和適合的卷溫度 。最大流量為5240m3/h，上部共設有一個噴淋區(qū)（1MPa、2個集水管），34個精調(diào)區(qū)（0.07MPa、34個集水管），8個微調(diào)區(qū)（0.07MPa、4個集水管）。下部設有36個精調(diào)區(qū)（0.07MPa、108個集水管）和8個微調(diào)區(qū)（0.07MPa、16個集水管）。閥門：噴淋區(qū)1個、精調(diào)區(qū)有70個（上34，下36）、微調(diào)區(qū)16個（上、下各8個）。側噴數(shù)量13個（1MPa）。 通過層流冷卻的精確控制將帶鋼冷卻到500（520）650后卷取。（7）、采用三助卷輥踏步式地下卷取機。（8）、采用統(tǒng)一三電控制。分區(qū)分級控制方式，控制方式包括全自動、半自動和手

42、動控制。部分參數(shù)由二級機直接給定控制。第四章 主要設備的選擇4.1機架數(shù)目的確定軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，是代表車間生產(chǎn)技術水平、區(qū)別于其他車間類型的關鍵。因此，軋鋼機選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。 本設計為保證軋制質(zhì)量和滿足軋機的性能采取經(jīng)典的CSP六連軋機，并且預留第七架軋機的位置，在軋制形式上采用全連續(xù)軋制，保證產(chǎn)量。其中各機架有以下特點：（1）、在設計上預留F7的位置用以生產(chǎn)厚度規(guī)格小于1.2mm的薄帶鋼；（2）、F1F6機架設有AGC液壓自控系統(tǒng)；（3）、F1F3機架為CVC彎輥控厚系統(tǒng)并設有WRB帶鋼凸度控制裝置；（4）、F4F6機架為CVC彎輥控厚系統(tǒng)控制

43、板帶的平直度；（5）、在F1F6機架間設有活套支撐器，保持恒定的微張力。4.2軋機技術性能參數(shù)根據(jù)軋制工藝性能參數(shù)的要求軋機牌坊分為閉式牌坊和開式牌坊兩類。閉式牌坊是一個將上下橫梁與立柱整體鑄造的封閉式整體框架，而開式牌坊則是非整體結構的框架，牌坊是由立柱中部斷開的兩個部分經(jīng)連接件連接而成。閉式牌坊具有較高的強度和剛度，主要用于初軋機和板帶機。閉式牌坊在換輥時軋輥沿軸向從牌坊的窗口進出。在本設計中考慮到軋制產(chǎn)品的要求選用閉式牌坊。傳動技術參數(shù)如表4-1所示，軋機的技術參數(shù)如表4-2所示。表4-1住傳動技術參數(shù)機架電機功率（KW）電機轉(zhuǎn)速（rpm）電機扭矩（KNm）軋制力矩（KNm）F17000

44、0130/3305142170F270000130/3305142170F370000130/3305141470F470000130/3305141120F570000130/330514500F670000160/400371371表4-2 軋機技術參數(shù)項 目參數(shù)牌坊立柱面積59000機架高度（mm）外側9605內(nèi)側6605機架寬度（mm）外側3105內(nèi)側2420機架間距（mm）5500軋機最大允許軋制力（KN）F1F440000F5F6320004.3軋輥尺寸的確定 軋輥的主要尺寸就工藝設計來說就是輥身直徑和輥身長度。在確定軋輥主要尺寸時要考慮到軋制時軋輥的抗彎強度和其允許的撓度，以保證

45、軋輥的安全和軋制產(chǎn)品的精確。 在決定軋輥直徑時，必須致意不同軋制情況下咬入角的允許值和壓下量與輥徑之間的比值，以保證軋件的順利咬入，一般選定在15°25°，另外也要考慮接軸的傳動情況和軋輥最大限度的使用效率，以節(jié)省軋輥的儲備和消耗，并有較少的換輥時間，本設計參考相同類型的軋機情況選取軋輥直徑。輥身長度是軋輥尺寸的另一個重要參數(shù)，一般根據(jù)輥身長度和輥徑的比值來確定。 （4-1）式中 -軋輥輥身長度（mm） -軋輥直徑（mm） -系數(shù)系數(shù)是反映軋機結構特點的重要參數(shù)。其對軋機生產(chǎn)有影響的原因就在于當軋輥輥徑相同時，值不同時，在相同的軋制壓力作用下軋輥所承受的彎曲應力不同。值大，

46、則軋制時軋輥承受較大的彎曲應力，而軋輥強度起著限制作用。因此，只能軋制斷面較小的鋼材；反之，值小，就能軋制斷面尺寸較大的鋼材。另外，值小，軋機的剛性增加，為提高軋制產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)輕型、薄壁鋼材提供了可能【3】。在軋輥材質(zhì)方面，考慮到軋制的強、硬度和產(chǎn)品表面質(zhì)量要求選定工作輥和支承輥均為合金鍛鋼。軋輥的詳細參數(shù)見表4-1。表4-1軋輥尺寸參數(shù)機架軋輥軋輥直徑輥身長度軋輥材質(zhì)輥身硬度輥頸硬度F1F4工作輥8001950無限冷硬鑄鐵8040支承輥13501750合金鍛鋼6035F5F6工作輥8001950無限冷硬鑄鐵8040支承輥13501750合金鍛鋼6035第五章 壓下規(guī)程的確定5.1 壓下規(guī)

47、程的制定依據(jù)5.1.1 軋制制度確定的原則及要求（1）、在設備能力允許條件下盡量提高產(chǎn)量充分發(fā)揮設備潛力以提高產(chǎn)量的途徑不外乎是提高壓下兩、縮減軋制道次、確定合理速度規(guī)程、縮短軋制周期、減少換輥時間，提高作業(yè)率及合理選擇原料增加坯重等。對于連軋機而言主要是合理分配壓下并提高軋制速度。無論是提高壓下量還是提高軋制速度，都涉及到軋制壓力軋制力矩和電機功率。一方面要求充分發(fā)揮設備的潛力，另一方面又要求保證設備安全和操作方便，就是說在設備能力允許的條件下努力提高產(chǎn)量。而限制壓下量和速度的主要因素包括咬入條件、軋輥及接軸叉頭等的強度條件、電機能力的限制以及軋機的具體情況考慮其他因素等。（2）、在保證操作

48、穩(wěn)便的條件下提高產(chǎn)量 （a）、 操作穩(wěn)便的鋼板軋制定心條件，努力提高軋機的剛度。盡力消除機架剛度對鋼板縱向和橫向精度的影響。（b）、提高板形及尺寸精度質(zhì)量。板帶材軋制的精軋階段對于保證鋼板的性能、表面質(zhì)量、板形及尺寸精度有著極為重要的作用。為了保證板形質(zhì)量及厚度精度，必須遵守均勻延伸或所謂的“板凸度一定”的原則去確定各道次的壓下量。（3）、注意保證板組織性能和表面質(zhì)量。例如有些鋼種對終軋溫度和壓下量有一定的要求，都需要根據(jù)鋼種特性和產(chǎn)品技術要求在設計軋制規(guī)程時加以考慮。5.1.2 變形制度的確定根據(jù)CSP軋機的特點，咬入情況不是限制壓下量的主要因素。在保證軋機剛度的情況下，為提高軋機的生產(chǎn)能力

49、，前幾道次采用低速大壓下量軋制，隨著鋼帶的變薄后幾道次采用高速小壓下的軋制方式 。具體如下：（1） F1來料厚度達50mm，65mm為便于咬入，壓下率在40%以下；（2） 其他道次的壓下率很大最大可以達到60%；（3） 終軋和終軋前道次壓下率漸小，終軋道次達20%25%；（4） 終軋前道次壓下率可達30%35%；（5） 對于極薄規(guī)格帶鋼產(chǎn)品考慮板形精度壓下率在15%以下。5.2速度制度的確定確定最末機架F6的出口速度v6，末架出口速度的上限受電機能力和帶鋼軋后的冷卻能力限制，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)生飄浮現(xiàn)象，但速度太低又會降低產(chǎn)量且影響軋制溫度，故應盡可能采取較

50、高速度。一般穿帶速度依帶鋼厚度之不同在310m/s之間。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。其他各機架軋制速度的確定。未架軋制速度確定之后，便可利用秒流量相等的原則根據(jù)各架軋出厚度和前滑率，求出各架軋短速度。前滑串5主要為壓下車的函數(shù)，可以通定理論公式或經(jīng)驗統(tǒng)計公式進行計算。連軋機各柒軋制速度應有較大的調(diào)整范圍。根據(jù)流量方程的一般形式(忽略前滑)h0V0=h1V1=h2V2=h6V6=C （5-1）可得 v6/v0=h0/m= （5-2）式中 h0 ，v0 第一機架入口軋件速度及厚度 ，C連軋機總延伸系數(shù)及連軋常數(shù)5.3溫度制度的確定 為了確定各軋

51、制道次軋制溫度，必須求出逐道的溫度下降。高溫時軋件溫度將即可以按輻射散熱計算，而認為對流和傳導所散失的熱量大致可與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量想抵消。由于輻射散熱所引起的溫度下降在熱軋板帶時，由于沒有粗軋，可用以下公式近似計算求得： （5-3）式中 為前一道軋出厚度，mm； 輻射時間，即該道的軋制延續(xù)時間，； 前一道的絕對溫度。5.4各道次壓下量的分配壓下量的分配原則：（1）第一機架由于來料厚度過大（傳統(tǒng)熱連軋一般40mm一下，而薄板坯連鑄為（50mm），為便于咬入，壓下率在40%以下；（2）其他道次的壓下率很大最大可以達到60%；（3）終軋和終軋前道次壓下率漸小，終軋道次達20%25%；（4）終軋前道次壓下率可達30%35%；（5）對于極薄規(guī)格帶鋼產(chǎn)品考慮板形精度壓下率在15%以下。本設計的來料尺寸，來料厚度為65mm，寬度為1550mm，來料長度為35.4m。最大壓下量為第二道次，其壓下量為16mm，其它各道次的壓下量均小于16mm。所以各道次壓下量分配如表5-1所示。5-1各機架的壓下量分配機架出口厚度H（mm）壓下量h（mm）壓下率（%）寬度B（mm）坯料長度L（m）F1551015.38155043.27F2391629.09155061.03F32