年产150万吨薄板柸连铸连轧车间工艺设计毕业设计

1、学 号：毕业设计说明书GRADUATE DESIGN 设计题目：年产150万吨薄板坯连铸连轧车间工艺设计 学生姓名： 专业班级： 学 院：指导教师： 年月日本科生毕业设计（论文）课题申请表(由指导教师填写)学院： 年 月 日课题情况课题名称设计年产150万吨薄板坯连铸连轧车间工艺设计教师姓名职称学位课题来源A.教师科研 B.来自现场 C.自拟题目 D.其它（需注明）课题类别A.设计 B.论文设计时间主要研究内容按照薄板坯连铸连轧生产工艺要求，设计年产150万吨的连铸连轧生产线。产品规格厚度为5mm，包括轧机的形式选择及布置，机架数目确定，工艺的设计和辅助设备的选择。并且对典型产品进行压下规程设

2、计和计算。验算轧辊强度和电机能力。绘制工艺平面图。目标和要求根据典型产品的要求，确定合理的工艺参数，完成车间主要设备的选择、配置和校核，绘制车间平面图。缩写说明书至2000字，并翻译成英文。特色采用先进的工艺和技术保证超薄带钢的批量生产，适应未来向中厚板坯发展的趋势，能够开发出更多的新产品成果形式设计说明书及车间平面布置图成果价值培养学生全面掌握轧钢车间设计，熟悉薄板坯连铸连轧车间生产的特点。系主任或专家审题意见负责人签章: 年 月 日学院审批意见院长签章: 年 月 日注：各学院可根据具体要求对课题申请表进行修改。 本科生毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）学院学生姓名专业班级设计题目年产

3、150万吨薄板坯连铸连轧生产线工艺设计主要研究目标按照设计要求进行工艺要求，采用先进的工艺和技术，设计年产150万吨的连铸连轧生产线。主要研究内容按照薄板坯连铸连轧生产工艺要求，设计年产150万吨的连铸连轧生产线。产品规格厚度为5mm，包括轧机的形式选择及布置，机架数目确定，工艺的设计和辅助设备的选择。并且对典型产品进行压下规程设计和计算。验算轧辊强度和电机能力。绘制工艺平面图。研究方法按照设计要求进行工艺设计。说明书及译文要求通过在唐钢热轧薄板厂现场实习，收集有关设计资料，设计年产150万吨的连铸连轧生产线。通过设计方案比较，选择连铸机和轧机形式，确定布置方式；根据典型品种（厚度5mm）进行

4、压下规程设计和有关计算（力能参数计算，轧辊强度和电机能力校核）；选择辅助设备（包括控冷装置、卷取机等）并对选取的新工艺核技术进行说明。图纸要求绘制连铸连轧生产线工艺平面图。主要参考文献（1） 有关邯钢、包钢在、珠钢的连铸连轧生产线的工艺设备（2） 中国热连轧带钢轧机和生产技术（3） 钢铁轧钢等刊物关于连铸连轧生产技术介绍起止时间指导教师签字： 年 月 日系主任意见 签字： 年 月 日院长意见签章： 年 月 日注：任务书的具体内容可依据各系要求进行修正。另，学生所做毕业设计(论文)的工作的研究成果归 所有，学生不能向第三方泄露有关成果内容和技术秘密。本科生毕业设计（论文）计划进程表（由学生填写）

5、学院姓 名合作者题 目年产150万吨薄板坯连铸连轧生产线工艺设计时 间工 作 内 容完 成 情 况第3-5周第6-7周第 8 周第9-12周第 12 周第 13 周第14-15周第 15 周在唐钢一钢轧厂实习，并记录有关数据，了解生产发展情况，掌握每个环节的设置，了解整个车间布置查阅资料，掌握设计必备的辅助知识，然后做开题报告查阅资料，并将资料按环节分类整理进行主要设备的形式选择和布置，初步设计压下规程，计算轧钢机产量、轧制力及轧制力矩，确定辊缝完成轧机咬入，电机功率及轧辊强度的校核，并对设计做出调整进行辅助设备的选择完成本次设计的说明书按上述确定整个轧钢车间平面布置，并按设计的要求用CAD绘

6、图顺利完成本人完成部分说明书 共 4 万字论文 万字图纸 1 张， 折合1号图共 1 张说明书摘要汉译英共 千字其他指导教师签字： 年 月 日 本科生毕业设计自评结论定性分析表基本情况在唐钢一钢轧厂的生产实习,通过认真了解薄板坯连铸连轧生产线的生产工艺过程,查阅大量相关质料,本文设计了薄板坯连铸连轧的轧制规程,包括道次设计,然后根据轧制规程选择了合适的设备并校核设备能力。介绍了热连轧轧机的发展现状，超薄规格板带生产及半无头轧制技术，柔性轧制技术，铁素体轧制等，分析了影响板形、板凸度的诸项因素, 尝试通过增加精轧机的数量以实现超薄带钢的生产，并保证产品的质量。主要成绩和经验通过本次设计,对薄板坯

7、连铸连轧生产线有了一定的认识,了解了生产工艺过程。培养了对设备选型,校核及工艺路线分析等综合设计能力，并完成150万吨薄板坯连铸连轧生产线工艺设计任务。在设计过程中既要慎重的考虑实际情况，又要大胆的改进创新，使理论和实际紧密的结合起来存在主要问题车间设计既需要工艺方面、原理方面的知识，又需要设备方面的知识，系统性和整体性很强。体会最深的是力能参数的计算，经过多次向老师请教和不厌其烦的查阅资料，最终得以解决。本设计主要从机型选择，完成设计任务产量，板形控制等来考虑，有些内容没有更深层次的研究。车间设计需要对现场工艺环节和轧钢设备的深入了解，更需要很多现场的一手资料，这实际做起来有困难。今后改进措

8、施及建议本设计结合唐钢一钢厂的1810生产线，但又不拘泥于它的形式（增加了轧机数目）。但是毕竟水平有限在设计过程中遇到不少问题，有些纯理论的计算和实际出入很大，有些是我们不可避免的，有些是我们改进设计方法后能收到明显实际效果的，这需要我们耐心去分析，细心去对比。 本科生毕业设计（论文）成绩评分表之一（指导教师用表）学院： 班级： 学生姓名： 1评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10109876实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案，独立进行实验工作，如装

9、置安装、调试、操作。202018161412分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。202018161412工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。202018161412论文（设计）质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。202018161412创 新工作中有创新意识； 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。1

10、0109876总 分总分40%指导教师评语：指导教师签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系。 本科生毕业设计（论文）成绩评分表之二（评阅人用表）学院： 班级： 学生姓名： 1评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE翻译资料综述材料查阅文献有一定广泛性；翻译外文资料质量较好；有综合归纳资料的能力和自己见解。1515131197论文（设计）质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应

11、用价值。505045403530工作量、难度工作量饱满，难度较大。252523211917创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分20%评阅人评语：评阅人签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系。本科生毕业设计（论文）成绩评分表之三（答辩小组用表）学院： 班级： 学生姓名： 1评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。505045403530创 新对前人工作有改进或突破，或有

12、独特见解。10109876答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。303027242118报告时间符合要求。10109876总 分总分40%答辩小组评语答辩小组组长签字： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任签章： 年 月 日指导教师成绩评阅人成绩答辩成绩毕业设计（论文）总成绩注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系。毕业设计说明书摘要摘要薄板坯连铸连轧与传统生产工艺流程相比，具有可节约投资、提高成材率、降低生产成本、大幅度缩短生产周期等优点。目前市场上对薄带钢如镀锌板的需求很大，而用传统的冷轧花费较高

13、，生产周期长。有些一般用途薄板如果能用热轧直接生产，这将大大降低成本。这也进一步促进了对薄板坯连铸连轧技术作更深层次的研究。 基于上述前提，结合目前国内外薄板坯连铸连轧的生产状况，本文设计了年产150万吨薄板坯连铸连轧的生产工艺。在本次设计中，重点是对工艺进行设计，通过采用两架粗轧和六架精轧轧机，缓和以往薄板车间生产超薄规格时板形、跑偏等问题，而且适应今后板坯向中薄方向发展的趋势具有开发新产品的巨大潜力。另外合理地选取了结晶器，减少拉漏事故和优化了铸坯质量，为新产品的开发奠定了基础。最后还对本次设计的可行性进行了分析，使得本次的设计能符合实际的要求。设计中涉及的系数部分取的也是现场的经验数值，

14、用到的部分公式也是来自于实际的经验公式，最终完成了本次的设计。关键词: 薄板坯连铸连轧；层流冷却；轧制新工艺ABSTRACTComparing with the traditional production technical process, thin slab continuous castin and rolling technical process has the advantage of saving the investment, improving useful adult rate, reducing the production cost, reducing the pro

15、duction cycle and so on. At present in market the demand of thin slab like galvanized sheet is very big, but with traditional cold rolling expenditure too high, production cycle long, also is not easy to control the production, if hot rolling can use to produce this kind of thin belt even the ultra

16、thin belt product, it will have the significant significance. It also further promotes to roll over the technology to thin slab continuous casting and rolling to make a deeper level the research. Basing on the above premise, combining the production condition which the unions at present domestic and

17、 foreign thin slab continuous casting and rolling, I have designed the production rolling over which can produces 1.5 million ton per year. In this design, focused on the design process, through the use of two rough and rolled 6 finishing mill, easing past workshop production of thin sheet specifica

18、tions shape, deviation and other issues, but also adapt to the slab in the future thin direction of the development trend of the development of new products with great potential. In addition to select a reasonable mold, reduce accidents and leakage optimization pull the slab quality, for the develop

19、ment of new products laid the foundation. Finally, on the feasibility of this design were analyzed, making this the design to meet the actual demand. Involved in the design of the coefficient is also part of the scene from the experience of value to use part of the formula is from the actual experie

20、nce of the formula, this completed the final design.Keywords: thin slab continuous casting and rolling, the laminar cooling, new rolling technologyV毕业设计说明书目录目录摘要IABSTRACTII引 言11 文献综述21.1 国内外发展现状21.2 国内新产品的开发31.3 薄板坯连铸连轧的研究意义42 建厂的依据及车间的概述52.1 建厂的依据52.1.1 地理与资源52.1.2 可行性研究52.2 车间的概述62.2.1 产品大纲的拟定原则62

21、.2.2 产品大纲的制定62.3 工艺流程83 车间的布置及所用设备的选择93.1 车间布置及设备选用的原则93.2 结晶器的选择93.3 车间布置及轧机型式及数目等参数的确定123.3.1 立辊轧机的选用133.2.2 轧机数的确定143.2.3 粗轧机的确定153.2.4 中间辊道布置的确定163.2.5 精轧机的确定183.2.6 精轧机与层流冷却设备之间辊道的布置214 压下规程设计224.1 坯料尺寸224.2 轧制工艺中各参数的确定234.2.1 各道次出口厚度及压下量的确定234.2.2 轧机咬入能力的校核244.2.3 各道次带钢出口速度的确定254.2.4 各道次处轧机的转速

22、264.2.5 各道次带钢温度的确定275 轧制力的计算及辊缝的确定305.1 轧制力的计算306 带钢生产过程中各种力矩的计算326.1 轧制力矩的计算326.2 附加摩擦力矩的计算336.3 空转力矩的计算356.4 动力矩的计算357 电机功率及轧辊强度的校核377.1 轧制过程中静负荷图的制定377.2 电机的校核387.2.1 等效力矩的计算和校核387.3 轧辊强度校核397.3.1 支撑辊的校核417.3.2 工作辊的校核427.3.3 工作辊和支撑辊接触应力校核438 辅助设备468.1 加热炉的选择468.2 剪切机的选择488.3 除鳞机的选择508.4 活套支撑器508.

23、5 冷却设备538.6 卷曲设备558.7 高速通板装置578.8 辊道588.9 矫直机599 轧钢机产量的计算619.1 轧机各类产量计算619.1.1 轧机小时产量计算619.1.2 轧机平均小时产量629.1.3 轧钢车间年产量计算639.1.4提高轧机产量的途径.649.2 轧钢机工作图表的制定649.2.1 轧机工作图表的意义649.2.2 轧机工作图表的制定6410 轧钢车间平面布置及经济技术指标6610.1 轧钢车间平面布置6610.1.1 轧钢车间的平面布置原则6610.1.2 金属流程线的确定6610.2 车间技术经济指标6810.2.1 各类材料消耗指标6810.2.2

24、综合技术经济指标70参考文献73致 谢75毕业设计说明书 引 言薄板坯连铸技术TSCR（ThinSlab Casting and Rolling）自1989年开发成功并在Nucor投入商业化生产以来取得了很大的进步，是当代冶金领域前沿性、变革性技术，是氧气转炉和连续铸钢技术发明和应用之后，炼钢生产的第三次革命，连铸技术自之所以被广泛地应用于钢铁工业生产中，主要是由于它的低生产成本、高产品质量、高生产能力以及对环境更为友好。但在对该项技术实施过程中，也遇到了不少问题，这给我们提出了亟待解决研究的课题。首先由于是薄板坯的生产，想要得到性能良好、表面质量高的产品，就得要求铸出无缺陷、内部组织均匀的坯

25、子；铸坯的厚度较薄，一些工厂对结晶器的开发与使用还不够成熟，常出现拉漏等问题。其次在生产薄规格产品时，带钢容易跑偏和发飘易造成甩尾，而且板形和轧后的冷却制度不容易控制，严重影响产品质量。最后由于现阶段生产的板坯厚度较薄在压缩比方面受到限制，产品的种类不能覆盖传统工艺的全部产品。根据任务书要求本设计为年150万吨的薄板坯连铸连轧生产线。结合目前薄板坯连铸连轧的生产问题，本次的设计参考唐钢FTSR现场实际，对工艺设备进行部分改造，运用先进的控制技术，使之能尽量顺利实现薄规格产品生产并提高产品质量，增加薄规格产品在产品大纲中的比例；适应其今后向中等板坯发展的趋势，增大产品开发的潜力。781 文献综述

26、1.1 国内外发展现状 在钢铁工业快速发展的进程中，薄板坯连铸连轧技术的发展和应用发挥了重要的作用，自1998年8月我国第一条薄板坯连铸连轧生产线在广州珠江钢厂建成投产以来，国内相继建设投产了13条、28流铸机的生产线，形成薄板坯连铸连轧生产能力为3280万吨，2006年中国薄板坯连铸连轧热轧板卷总产量为2435.8万吨，比2005年产量增加539.8万吨，2007年1-8月份总产量达到2064.6万吨，总产量位居世界第一。 薄板坯连铸连轧工艺起初生产的是普通中等强度的低碳热带钢,在过去的10 年里,其产品范围不断扩展,现在已经能够生产或在试生产的主要产品有:低碳钢,结构钢和HSLA 钢(改进

27、成形性的HSLA ,适用于焊接的细晶粒结构钢,耐候钢,特种含磷低合金钢);管线钢(St E48017 , X70)；可热处理钢(碳钢,碳铬钢,碳锰钢, 碳锰硼钢,碳铬钼钢,碳铬钼钒钢)；弹簧钢(非合金弹簧钢,合金弹簧钢)；工具钢(碳素工具钢,合金工具钢)；耐磨钢(90Mn4)；电工钢(无取向硅钢、取向硅钢)；不锈钢(铁素体类,奥氏体类)等1。例如,德国蒂森钢铁公司的CSP主要产品有,低碳钢(0102%01075%C , SAE1006),结构钢(S235、S275、S355) ,含微量合金元素铌、钒的细晶结构钢( S420MC S340MC) ,高强度低合金( HSLA)钢,可热处理钢(28M

28、n6、27MnB5、SAE1050) , 双相钢,无取向硅钢, IF 钢等。美国纽柯公司的CSP 线最近在开发生产含Nb系列的高强度低合金钢产品(HSHA-Nb、HSHA-Nb-Mo、HSHA-Nb-Mo-Ni),板材的屈服强度从430MPa到530MPa ,抗拉强度从510MPa到650MPa。此外,纽柯公司还开发了一种卡车车架用钢,此钢的屈服强度达到550MPa,冲击韧性值187J(室温)和66J(-20),墨西哥的希尔沙CSP 厂生产的热轧产品可满足结构型材、汽车板材、镀锌板、电工钢和制管等的市场需求。意大利AST 厂为第一家生产不锈钢的CSP厂,其每年大约生产100万t 铁素体和奥氏体

29、类不锈钢以及硅钢2。去年我国钢材生产总量超过三亿吨，钢材产品的结构调整取得成效，板带产品由于市场需求得到极大的扩充，产品比例超过45，但数量和质量的需求仍在不断的增加，高精尖产品年进口量4000万吨，尤其各种用途的宽面冷轧深冲板。这一差距表明我国仍需继续增加宽面板带材生产量，提高冷轧钢材生产的比例。目前，我国已经建立了近十条薄板坯连铸连轧生产线，设计产品的规格最薄达到0.8mm，意欲以热轧产品取代冷轧。但目前经济可生产的规格远在1.5mm以上，因为薄规格生产的故障率高，辊耗大，过渡轧材多，加热难度大，板型控制难度大等，这样按综合成本计算，与用热轧2.0mm作原料，冷轧1.0mm的带钢成本相当，

30、甚至更高。因此薄板坯连铸连轧生产线并不追求轧制最薄规格，待技术发展到故障率等降低后，才能经济的批量生产。另外，薄板坯连铸连轧工艺仍有许多不足之处：首先，薄板坯连铸连轧的生产品种受限，产品档次不高，在实际生产中面临着扩大品种、改善质量的任务，其产品与传统热带钢轧机产品尚有一定差距。由于薄板坯连铸连轧一般采用5090的板坯，在轧制生产时，板坯压缩比明显不够，生产如深冲钢、管线钢等生产工艺要求严格、高质量、高附加值的产品很困难，主要是偏析数量多，夹杂多，扩散相对不足，不利于生产高质量的带钢。其次，薄板坯连铸机漏钢率相对较高，轧机生产能力得不到充分发挥。1.2 国内新产品的开发从近年来我国薄板坯连铸连

31、轧生产技术发展现状分析可见，薄板坯连铸连轧生产的热轧板卷在我国目前和将来的热连轧板带产品中，均占有较大的比例(约30%左右)，其生产线装备均达到或接近国际一流水平，代表着我国钢铁生产先进流程的重要方面。近两年，一些薄板坯连铸连轧企业在高效化生产及新线达产、新产品研究开发、轧制过程控制工艺技术开发、钢的组织性能特征研究及控制等方面取得了一批新成果，其中部分成果达到国际领先水平。我国钢铁企业也应看到，同传统流程比较，薄板坯连铸连轧工艺在冶金工艺过程机理方面有其明显的特征；在工艺过程控制方法和技术上，需要根据流程特点充分挖掘和发挥流程的潜力，进行较为系统的、创新性的研究开发，才能创造更高的水平和效益

32、。在冷轧料方面成功地解决了薄板坯连铸连轧生产线生产的热轧卷屈服强度过高,影响冷轧生产的问题,并使屈服强度稳定在280300MPa之后,低碳钢冷轧基料的生产已趋正常。马钢CSP生产线进行开发研究后,已成功地将冷轧基料在热轧卷产量中的比例由2004年的30%提高到2005年的7%,2006年01-09月继续保持平均69.7%的比例(如包括外供的专用于冷轧坯料的热轧商品板卷,冷基料实际比例已超过80% ,这在世界薄板坯连铸连轧生产线中也是居于前列的)。2006年以来,唐钢、包钢、邯钢等企业的冷轧基料比例都超过41% ,而全国12条生产线生产的冷轧基料比例平均达3%。这说明全国薄板坯连铸作业线的产品中

33、约有1/3左右可以供冷轧深加工用。1.3 薄板坯连铸连轧的研究意义薄板坯连铸连轧( Thin Slab Casting and Rolling 简称TSCR) 是近20年来开发成功的生产热轧板卷的一项短流程工艺, 是继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后钢铁工业最重要的革命性技术之一, 是热轧板带近终形产品轧制的现代技术。自1989年美国纽柯钢公司的Crawfordsville厂建成世界首条薄板坯连铸连轧生产线以来,该项技术获得了迅猛发展3。薄板坯连铸连轧工艺在技术和经济等方面与传统的热轧带钢相比,具有非常大的优越性。传统的热轧带钢生产一般是炼钢车间冶炼、铸坯, 冷却后送往轧钢车间进行二次加热轧制成材,

34、炼钢和轧钢相对较独立,生产不连续。而薄板坯连铸连轧是几个工序之间紧密连续,铸坯和轧制之间在线进行少量补热,形成一条连续的生产作业线, 其特点是:(1) 工艺流程简化,设备减少,生产线短。薄板坯厚度较薄, 可以省去传统热轧带材粗轧,节省设备约30%,从而降低了单位基建造价,吨钢投资下降19%34%。(2) 生产周期短。连铸连轧省去了大量的中间倒运及停滞时间,从钢水冶炼至热轧成品输出,仅需1.5h,而传统热轧带钢生产需要5h左右,从而减少了流动资金的用。(3) 节约能源,提高成材率。薄板坯连铸连轧能耗降低约20%,成材率提高约2%3%,降低了生产成本。(4) 产品的尺寸精度高, 性能稳定、均匀。(

35、5) 适合生产薄及超薄规格的热轧板卷,产品的附加值高,从而实现高的经济效益。虽然现阶段的薄板坯连铸连轧还存在一些问题，例如生产品种受限, 产品档次不高；漏钢率相对较高, 轧机生产能力得不到充分发挥；缓冲能力弱等等，但随着研究的不断深入这些问题正在或终将被解决。在能源危机日益严重，市场竞争日趋激烈的今天，薄板坯连铸连轧以其自身的众多优点，技术的成熟和不断改进终将代替传统的生产方式。2 建厂的依据及车间的概述2.1 建厂的依据2.1.1 地理与资源1. 丰富的能源1）遵化和迁安有丰富的铁矿，并且唐山曹妃甸港的建设，便于购买澳矿运输。2）开滦集团可以提供充足的煤燃料。3）陡河电厂、唐山电厂可以提供充

36、足的电力。4）东北部有陡河水库可以提供充足的水资源。2. 便利的交通唐山地处京津之侧拥有便利的铁路，曹妃甸和京唐港提供了便利、廉价的水运，唐津高速公路、唐港高速公路以及107国道、205国道、102国道提供了便捷的公路运输。3. 丰富的人力资源省内的高校拥有燕山大学、河北理工大学等冶金工科院校，北京和天津的各高校在中国更是排名靠前。2.1.2 可行性研究中国正处于经济发展时期，钢铁消费良好，该车间年产150万吨，销售不是问题。还可通过曹妃甸港，经过便利的海上运输，实现出口。虽然我国的钢铁业有了很大的发展，但是我国的产品结构类型还很不合理，板带在钢材中的比例仅为25%左右，而在发达国家多达50%

37、60%，甚至更多。板带不但可以作为成品使用，有时也作为半成品使用，常用于弯曲型钢、焊接型钢、焊管的原料，可以大大减轻设备量，降低成本。板带与型钢相比，具有形状简单，不用换辊就可以调整产品，适合高速度自动化的控制，连续大规模的生产，同时具有高精度、高性能质量等优点。目前薄板坯连铸连轧带卷已达到0.8mm，这一厚度已接近我国冷轧厂生产厚度0.70.8mm的冷轧板。部分冷轧板市场正逐步被价格相对便宜同等规格的薄板坯连铸连轧产品所代替。如作为建筑涂层板原料，冷轧板不如热轧板附着性好，而冷轧板有相当部分的产品用来涂层。尤其是表面质量没有特殊要求的产品中可不经过冷轧，直接使用热轧板。随着热轧超薄带钢品种规

38、格增多，冷轧品种供应的范围越来越小。薄板坯连铸连轧生产线的产品将大量挤占0.82.0mm之间的冷轧产品市场。而传统热轧带钢产品将分别被挤到主要生产3mm以上规格带卷和0.8mm以下的冷轧带钢供料。因此薄板坯连铸连轧生产的超薄热带具有广阔的前景和生命力。薄板坯连铸连轧工艺在技术和经济等方面与传统的热轧带钢相比，具有工艺流程简化,设备减少,生产线短；生产周期短，节约能源,提高成材率；产品的尺寸精度高, 性能稳定、均匀；适合生产薄及超薄规格的热轧板卷,产品的附加值高,从而实现高的经济效益4。综合以上几点，建设一条现代化的板带生产线是可行，甚至是必要的。2.2 车间的概述2.2.1 产品大纲的拟定原则

39、1.产品大纲是进行车间设计时制定产品生产工艺过程确定轧机组成和选择各项设备的主要依据。产品大纲一经确定，车间的类型及其性质即已确定。 产品大纲的编著原则：1)满足国民经济特别需要，根据市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对钢材的需要。2)考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。要正确处理长远与当前、局部与整体的关系。作到供求适应、品种平衡、产销对路、布局合理、要防止不顾轧机特点和条件一哄而上、一哄而下的倾向。3)考虑轧机生产能力的充分利用和建厂地区产品的合理分工。4)考虑建厂地区资源的供应条件，物资和材料运输的情况。5)要适应当前对外开放、对内搞活的经济形势，力争做到

40、产品结构和产品标准的现代化5。2.2.2 产品大纲的制定本设计考虑以上各点，立足唐山，面向全国和世界各国而定，产品大纲如下：1. 生产规模年产各种规格的热带钢150万吨。2. 产品规格带钢厚度：0.812.7mm带钢宽度：9001500mm钢卷重量：约20t单位宽度卷重：16.4 kg/mm3. 产品分类按钢种分配的热轧板带产品方案见表1。表1 按钢种分配的热轧板带的产品序号钢种代表钢号年产量/wt比例%1普通碳素结构钢Q235 Q27536242优质碳素结构钢08 08Al60403低合金钢16Mn54364合计150100按产品规格分配热轧板带方案见表2。表2 按产品分配的热轧板带产 量

41、/wt宽 度 /mm合 计/wt比 例%8001000100012001200140014001600厚度/mm0.81.5358624161.548182835436466126184228612511953020合 计/t24465129150比 例%1630.63419.41004. 原料选择根据现场的实际经验，采用厚度70-90mm连铸板坯为原料，由连铸车间供给。本次设计的典型产品采用的是没有经过连铸机软压下的90mm厚的板坯，而在生产超薄规格时采用的是经过软压下的厚度减为70mm厚的板坯。2.3 工艺流程从两流连铸机来的合格定尺板坯经过横移车移送到装钢辊道，称重后，直接热装入蓄热式步

42、进梁式加热炉；供合格冷坯从板坯跨，经过上料台架送到装钢辊道，称重后，装入加热炉。当板坯温度加热到1150-1250时，板坯出炉，首先经过18Mpa高压水除鳞，除去其炉生氧化铁皮，进入带立辊E1 的两架可逆粗轧机R1和R2 轧制3 至7 道次，中间坯厚度15-25mm。正常轧制时，一般R1 轧制3道次。在生产管线钢等变形抗力较大规格时，考虑R1 和R2轧制6 道次。中间坯经过保温段（如果生产管线钢就要经过冷却段）进入飞剪切头、切尾，经18Mpa 高压水除鳞，除去其表面的再生氧化铁皮，进入六架精轧机轧制成厚度为216mm 的成品。通过设定合适的终轧速度和机架间冷却水保证终轧温度。出精轧机后，带钢在

43、输出辊道上经层流冷却装置冷却到规定的卷取温度，然后进入两台地下卷取机，卷取完毕后，经钢卷运输系统传送，进行打捆、称重、喷号，天车吊运到钢卷库，冷却后发货。简图如下：连铸机液芯压下飞剪机辊底式加热炉高压水除鳞立辊轧机四辊粗轧机（2架）中间冷却（或保温罩）转鼓式飞剪四辊精轧机组（6架）带钢层流冷却高速飞剪卷取检查打捆称重打印入库6。3 车间的布置及所用设备的选择3.1 车间布置及设备选用的原则首先，在连铸机、液芯压下、粗轧机与精轧机之间设计保温罩或冷却区等方面，主要是考虑产品的规格，实际现场的生产以及带钢内部组织性能的影响，而做出选择；其次，为了使得本次的设计更贴近实际，在选定轧机型号及确定轧辊、

44、各架轧机之间的距离等方面，主要是依据唐钢薄板坯连铸连轧的车间设计，并针对本次设计要求做一些改动；在确定轧机数目及布置上，考虑的是目前连铸机铸出的坯料质量、大压下导致跑偏、轧制薄规格时的的发飘及整个轧制稳定配合等方面，而作出了本次的设计。在设计中，选用的设备、技术、轧机数目、布置及选用的原因将在下面做具体的介绍。 3.2 结晶器的选择 我们知道，连铸技术自1937年德国人S.Junghans发明振动结晶器以来，之所以被广泛地应用于钢铁工业生产中，主要是由于它的低生产成本、高产品质量、高生产能力以及对环境更为友好。连铸技术在大量的重要技术诸如钢包回转台、滑动喷嘴、密封浇铸、弯月面控制、引锭杆、电磁

45、搅拌、连续弯曲与松弛、小辊、动态二次冷却、中间包加热、中间包热交换、自动浇铸、液压振动、电磁制动、漏钢（BO）预报、轻压下、板坯热装轧制（HCR）和直接热轧（HDR）等等技术被发明以后，取得了快速的进展。这些技术大大改善了产品质量，提高了连铸效率。薄板坯连铸技术TSCR（ThinSlab Casting and Rolling）自1989年开发成功并在Nucor投入商业化生产以来取得了很大的进步。TSCR工艺使得小型工厂进入扁平材生产领域成为可能。首先，TSCR为扁平材的生产提供了经济节约的方法。其次，TSCR非常适合被广泛应用在钢结构领域的HSLA和多相钢产品的生产。与传统工艺所生产的同等级

46、的钢种相比较，采用TSCR工艺生产的HSLA和多相钢在市场上更具竞争力。值得一提的是，TSCR工艺由于薄板温度的均匀性还非常适合硅钢的生产。众所周知，在扁平材市场TSCR工艺是传统工艺的强大竞争对手，据统计目前有超过4000万吨的薄板都是通过薄板坯连铸连轧工艺生产的。但对于薄板坯连铸工艺来讲，漏斗型结晶器是其一个最薄弱环节，它特别容易在浇铸包晶钢的时候形成表面纵向裂纹。平行板结晶器的最小经济断面为90mm。当铸坯厚度为90120mm时，平行板结晶器铸坯坯壳所受的机械应力小，但是液面波动大，且在水口区结晶器壁与水口壁间隙小，钢水不能提供足够的热量，保护渣熔化条件不好，浇铸钢种范围小。 因为本次设

47、计目标在于让薄规格的产品能够顺利生产，适应薄板坯连铸连轧向中厚板坯的发展趋势以便开发更多的品种，因此，必须加强结晶器内熔融钢水的流动和凝固应力控制。其次，薄板坯连铸的开发趋势是提高生产效率，改善高附加值产品的质量。尽管采用了一些像电磁搅拌、强烈二次冷却等方法，但在铸坯内部仍然存在一些宏观偏析，这些缺陷大大影响高碳钢、管线钢、低合金高强钢的质量。基于以上理由，本次采用宝钢投入巨资开发的一套改进的薄板坯连铸工艺（下称BSP），它具有一些特殊的特征，诸如低应力结晶器和轻压下技术等等7。 下面介绍低应力漏斗形结晶器，图1为典型漏斗形结晶器唇形倒圆角区域，上述漏斗形横截面的内部曲线由三条突出的弧线组成：

48、AB是直线部分，BC是凹形弧线，CD是凸形弧线。在三条弧线之间是光滑过度，漏斗形垂直的中心部分形状见图2，EF是直线部分，FG是弧线部分，GH是直线部分。当新形成的板坯壳沿着漏斗形区域向下移动的时候，板坯的水平曲率不断地减小，但是当板坯壳向下移动到漏斗形和平面区域的交界处时，坯壳的曲率和移动方向由于漏斗形曲线的非光滑变化而发生动态变化。图1 漏斗形结晶器唇形倒圆角区域示意图坯壳的蠕变需要一定的时间，因为当坯壳曲率和移动方向在这一位置变化时，坯壳具有一定的刚性。在坯壳曲率变化不能紧随结晶器内部空腔曲率变化时，坯壳和结晶器之间就出现一定的间隙，这将导致一个矫直或者校正应力产生。这就是为什么漏斗形结

49、晶器会在结晶器的拐点出现热斑，进而在结晶器里产生非均匀磨损和龟裂的原因。这也造成了板坯纵向裂纹的出现。图2 漏斗形结晶器垂直截面形状(a)(b)图3 低应力结晶器横截面（a）和纵截面（b）坐标系因此，有更多理由必须对漏斗形的形状曲线进行设计，使得在所有区域曲率连续变化而无拐点，从而满足液态钢水在漏斗形区域向下形成的凝固坯壳，在向下进入平行区域时承受最小的弯曲或矫直应力，这样就阻止了坯壳和漏斗形结晶器之间间隙的形成。宝钢所设计的低应力漏斗形结晶器，凝固坯壳的变形能够通过设计特殊的结晶器横截面曲线和纵向曲线得到控制（图3）。 根据铸坯的宽度不同，宝钢开发了两种低应力结晶器，分别命名为型和型，它们基

50、本上按照上述原理设计和制造，并在商业薄板坯连铸机上进行生产试验，试验结果表明板坯质量缺陷得到有效控制。在平行试验中，一流采用低应力结晶器，另一流采用典型商业漏斗形结晶器，浇铸钢种为：为Q235B、L245、Q345C、X60、QstE380TM等等，结晶器和二次冷却都一样，试验结果表明钢卷的表面质量比目前商业漏斗形结晶器的产品更为优越，纵向裂纹的发生率也比目前商业漏斗形结晶器的产品少80。它使用一套结晶器铜板就能够浇铸15万吨的钢水，只在结晶器漏斗形区域的末端出现轻微的局部磨损，每次铜板内表面的机械加工厚度仅为1-1.3mm，使用寿命比典型漏斗形结晶器长30-50。3.3 车间布置及轧机型式及

51、数目等参数的确定轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，代表着车间的技术水平，为了实现压下量极大的控制轧制，现代带钢车间都选择轧制力大的轧钢机架和轧辊设备。板带轧机主要是四辊轧机。选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，产品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。对轧钢车间工艺设计而言，轧钢机选择的主要内容是：确定轧钢机的结构形式，确定其主要技术参数，选择轧机的架数以及布置方式。在选择轧钢机是一般要考虑下列各项原则8：1. 在满足产品方案的前提下，使轧机布置合理，既要满足当前生产又要考虑未来的生产发展。2. 有较高的生产效率和设备利用系数。3. 能获得质量良好产品的同时还要尽可

52、能多得轧制多品种。4. 有利于轧机机械化，自动化的实现，有助于改善劳动条件。5. 轧机结构型式先进合理，操作简单，维修方便。6. 有良好的综合技术经济指标。薄板坯连铸连轧车间轧机为连续布置，分粗轧和精轧。主要轧机为四辊高负荷平辊轧机。由于薄板坯的扁平形状，决定边部不可能有大的压下，但设置立辊少量对边部加工，还是可以少量改变宽度。故一般连轧现场，在粗轧机前，都设置小压下立辊轧机。3.3.1 立辊轧机的选用1. 立辊轧机立辊轧机安装在R1粗轧机前面，配有液压缸，主要用于宽度控制和边部加工。液压缸装配在轧机轴承座架后面框架上，液压缸用语辊缝调整。立辊轧机的驱动为高架型，由安装在驱动架上部的两台水平电机驱动。轧辊是电控同步，轧辊安装在铸钢轴承箱里，且装在刚性的框架底座里。这里对立辊轧机的选择主要是依据唐钢的数据。其主要的技术参数见表3：表3 立辊轧机的各种性能参数轧辊640/58