设计年产300万吨1700多品种热带连轧车间毕业设计

1、学 号：200dddd15hebei polytechnic university毕业设计说明书graduate design 设计题目：设计年产300万吨1700多品种热带连轧车间学生姓名： 专业班级：0d轧1 学 院：指导教师：d 教授 2008年06月15日河北理工大学本科生毕业设计（论文）课题申请表(由指导教师填写)学院：冶金与能源学院 2008 年 03 月 10 日课题情况课题名称设计年产300 万吨1700mm多品种热带连轧车间教师姓名 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2008.32008.6 主要

2、研究内容1、所建厂产品范围，使用领域，汽车板产品特性，建厂经济依据2、典型产品总延伸率的计算，道次选择，轧机布置选择比较3、压下分配，轧制规程计算，轧制图表，年产量计算4、温降计算，轧制力，力矩计算5、凸度规程计算，轧制力凸度计算，弯辊力设定，热膨胀计算，原始轧辊辊形设定，cvc凸度计算，横移量6、电机发热校核，轧辊强度校核7、辅助设备选择，加热炉形式选择，热卷箱，剪切机，卷曲机选择8、金属平衡、燃料消耗计算目标和要求以两架独自可逆轧机为粗轧，精确计算凸独规程，以低碳优质深冲汽车板为典型产品。设备工艺选择考虑为冷板供应精品热卷。特色成果形式成果价值系主任或专家审题意见负责人签章： 年 月 日学

3、院审批意见院长签章： 年 月 日河北理工大学本科生毕业设计任务书（由指导教师填写）学院冶金与能源学院学生姓名 专业班级 设计（论文）题目设计年产300 万吨1700mm多品种热带连轧车间 （坯料240，产品包括汽车板，产品范围1.2mm-18mm，典型产品1.5mm）主要研究目标以两架独自可逆轧机为粗轧，精确计算凸独规程，以低碳优质深冲汽车板为典型产品。设备工艺选择考虑为冷板供应精品热卷。主要研究内容1、所建厂产品范围，使用领域，汽车板产品特性，建厂经济依据2、典型产品总延伸率的计算，道次选择，轧机布置选择比较3、压下分配，轧制规程计算，轧制图表，年产量计算4、温降计算，轧制力，力矩计算5、凸

4、度规程计算，轧制力凸度计算，弯辊力设定，热膨胀计算，原始轧辊辊形设定，cvc凸度计算，横移量6、电机发热校核，轧辊强度校核7、辅助设备选择，加热炉形式选择，热卷箱，剪切机，卷曲机选择8、金属平衡、燃料消耗计算研究方法在设计室，参考热轧车间设计资料和现场资料说明书的要求根据典型产品的要求，确定具有较高精度产品的工艺参数，完成车间主要设备的选择、配置和校核，绘制车间平面图。说明书要求80页，英译汉至少五千单词。图纸的要求绘制车间工艺平面图 图纸：0#1张主要参考文献宽带热连轧工艺及车间设计计划进程3月10日-4月10日 现场实习4月10日-4月15日 开题论述，寻找英文资料，翻译4月15日-6月1

5、0日 完成设计初稿6月10日-6月15日 修改，广读工艺书准备答辩起止时间自08 年3 月10日至 06月 22 日指导教师签字： 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河北理工大学所有，学生不能向第三方泄露有关成果内容和技术秘密。河北理工大学本科生毕业设计（论文）自评结论定性分析表基本情况本论文中比较详细地介绍了加热、除鳞、立辊、粗轧、热卷取、精轧、冷却、卷取等一整套热带连轧过程。精轧的板形控制部分是本设计的重点部分本。设计就是采用了一些新工艺新设备，所以在设计过程中有些问题

6、解决的很好，有些问题仍就很难完善。主要成绩和经验训练我全面掌握轧钢车间设计，熟悉板带钢轧制的特点。论文可以指导新车间的设计，也可作为车间改造的参考。存在主要问题由于经验不足，对知识掌握不到位，设计过程中存在很多问题需要进一步结合实践进行改正。在设计过程中，有些纯理论的计算会和实际出入很大，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，细心去对比今后改进措施及建议本文的写作的需要更多的相关材料和数据，才能使文章内容得以充实，今后需要对文章的不足之处提出了宝贵的意见和修改办法，使之保持了结构和内容上的完整、一致。河北理工大学本科生毕业设计（论文）成绩评分

7、表之一 （指导教师用表）学院： 班级： 0 学生姓名： 龙评价内容具 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

8、。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。10109876总 分总分50%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。河北理工大学本科生毕业设计（论文）成绩评分表之二（评阅人用表）学院： 班级： 学生姓名： 评价内容具 体 要 求

9、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

10、情况自行制定相应的指标体系。河北理工大学本科生毕业设计（论文）成绩评分表之三（答辩小组用表）学院： 班级： 学生姓名： 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30%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

11、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。摘 要本设计为年产300万吨的1700多品种板带生产车间设计。本着多品种，多规格的原则制定了产品大纲，其中包括汽车大梁钢、船板钢、管线钢，汽车板用钢等，并以其为出发点，尽量从工艺上使产品做到高质量、高附加值。根据产品规格和设计要求，确定轧机各主要部件的尺寸以及一些必要的工艺参数。本设计经过仔细比较，并结合现场使用情况，选用了3架cvc轧机放在精轧机组的前段，这对产品的板形控制起到了关键作用。对典型产品压下规程的设计包括压下量的分配、速度制度的确定、温度制

12、度的确定以及力能参数的计算等等各方面参数的选定。再有就是校核轧辊与选择电机等问题，此外，本设计还对车间内的各种消耗和厚度控制等做了简要介绍。关键词:多品种；两架独立的可逆粗轧机；cvc板形控制abstractthis paper design for the work place which yearly produces 3 million tons various straps production. to the principle of more varieties and more specifications we develop a product program includi

13、ng automobile big joist steel, ship plate steel, pipe line steel ,car plate steel and so on and taking it as the starting point make the products high grade and the high attachment value as far as possibl. according to product specifications and design requirements we identify the major components o

14、f the mill size and the necessary parameters.after careful comparison, combining with the field use situation we select three cvc mills on the first part of the finish rolling , which play a key role in the plate shape control of the product. the drafting schedule design of the typical product is al

15、so includes reduction distribution, the speed system, the system of determining the temperature,calculating of the power parameters and parameters selected. checking roll and choice electrical are the key problems to normal production.in order to work smoothly, do not allow equipment full-load or ov

16、erload of work for a long tinme. in addition, this design also made the brief introduction to each kind of consumption in workshop and thickness control.keywords: multiple products; two separate reversible rolling mills; cvc plate shape control目录综 述11 建厂依据及产品大纲31.1 建厂依据31.2 产品大纲31.2.1 原料规格选择41.2.2 产

17、品规格41.2.3 钢种分类及比例41.2.4 规格详细分类表51.2.5 汽车板用钢介绍52 轧机设备比较与选择102.1 轧钢机数量的选择102.1.1 道次选择112.1.2 立辊选择112.1.3 粗轧轧机122.1.4 精轧机机组的选择142.1.5 热卷箱的选择173 典型产品的压下规程设计和辊型设计203.1 压下规程设计203.1.1 坯料尺寸203.1.2 粗精轧机组压下量分配213.1.3 咬入能力校核223.1.4 确定速度制度223.1.5 轧制温度的确定243.1.6 轧制压力的计算253.1.7 计算传动力矩283.1.8 轧辊辊缝和转速的设定293.2 轧辊辊型设

18、计314 轧制图表与年产量计算364.1 轧制图表364.1.1 研究轧制图表的意义364.1.2 轧制图表的基本形式及其特征364.2 轧钢机的产量计算384.2.1 轧钢机小时产量384.2.2 轧机平均小时产量394.2.3 轧钢车间年产量计算405 轧辊强度的校核与电机能力验算425.1 轧辊的强度校核425.1.1 支撑辊弯曲强度425.1.2 工作辊的扭转强度校核445.1.3 工作辊与支撑辊的接触应力校核465.2 电机的校核485.2.1 电机负荷图485.2.2 主电机的功率计算516 辅助设备的选择536.1 加热炉的选择536.1.1 步进式加热炉的发展546.1.2 技

19、术装备556.2 除鳞设备的选择576.3 剪切设备的选择586.4 冷却设备的选择596.5 卷取机的选择606.6 活套支撑器617 轧制工艺过程657.1 原料选择和加热657.1.1 原料选择657.1.2 加热657.2 钢的轧制过程677.2.1 除鳞677.2.2 粗轧677.2.3 精轧687.3 轧后冷却及卷取698 金属平衡与其他消耗718.1 金属平衡718.1.1 烧损718.1.2 切损728.1.3 清理表面损失728.1.4 轧废728.1.5 加热、精整造成的缺陷以及钢号混乱所造成的损失728.2 其他消耗728.2.1 燃料消耗738.2.2 电力消耗738.

20、2.3 轧辊消耗738.2.5 压缩空气消耗748.2.6 润滑油消耗748.2.7 蒸汽消能748.2.8 氧气消耗758.2.9 耐火材料消耗759 板带精度控制769.1 板带凸度的研究769.2 厚度控制78结 论84致 谢85参考文献86综 述热轧薄板用途广泛，300mm以下窄带钢主要用于焊管和小五金冲压件，600mm以上中宽带多供给冷轧板原料，用于家电生产。1.5m左右宽薄带大量供给冷轧作为原料，用于火车或汽车车厢冲压。高质量厚带卷可生产大口径天燃气的输送焊接管线。甚至薄宽热带可以以热代冷直接作为汽车外露部件。2007年生产粗钢48924.08万吨，比上年增加6625.22万吨，增

21、长15.66%，增幅比2006年回落2.67个百分点；生产生铁46944.63万吨，比上年增加6189.22万吨，增长15.19%，增幅比2006年回落4.8个百分点，总体呈较快增长态势。钢铁生产较快增长，是国内、国际两个市场需求旺盛拉动的结果一是国内市场需求旺盛。 从2006年以来，考虑到全行业板管带材生产能力从总量上看，已经满足国内市场需求，钢铁产品结构调整和优化的方向，应当是在提高产品质量的基础上，增加各大类品种钢材的高技术含量、高附加值产品的比重，以全面满足国内各用钢行业发展变化的需求。2007年高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨，同比增

22、长31.8%；冷轧薄板1563.83万吨，同比增长25.2%；镀层板（带）1754.58万吨，同比增长37.9%；涂层板（带）317.21万吨，同比增长36.1%；电工钢板（带）415.57万吨，同比增长23.5%。2007年以上5个品种钢材合计生产5791.48万吨，占钢材生产总量的10.26%，比2006年提高0.67个百分点。统计表明，截至目前，我国已建1000mm以上热轧生产线已超过70条，2007年我国主要钢铁企业热轧薄板机组生产能力已超过15000万吨。轧机组生产能力大约8550万吨左预计2010年国内需求19000万吨左右热轧薄板卷原卷（其中8260万吨为冷轧基板供应量，4000

23、万吨商品量，500万吨用于生产硅钢片），国内生产能力为13230万吨左右。表面上看产能过剩2500多万吨，但是以目前来看，薄板坯和中厚板实际上只能生产普钢2.0mm以上薄板，导致2006年继续大量进口优质宽薄板。因此，建设生产全品种超薄带的热连轧生产线是当务之急。唐钢1700中板坯热带卷厂设计能力为年产250万吨，配置两座加热炉，使用一架可逆粗轧机进行粗轧，7架精轧机连续轧制。实际生产表明，这种布置使精轧机能力远大于加热和粗轧机能力，精轧空转时间较长。本设计任务年产量很高，因此必须加强加热炉和粗轧机生产能力。本设计采用两架粗轧机方式布置，缩短粗轧轧制时间，不但提高中间坯温度，也为精轧机提供厚度

24、和凸度稳定的坯料，减少精轧机空转时间。根据中国钢铁协会的调查资料显示，2003年我国热轧宽带钢的生产能力已达4632万吨，20042005年生产能力达到6316万吨，板、管钢材代表了钢材产品中高附加值、高技术的产品，2000年、2001年、2002年、2003年和2004年我国钢材板管材比分別为41.65%、39.72%、40.7%、40.6和45.8，低于发达国家60%的平均水平。近年来我国优质板带用量急剧上升，因而，这意味著我国优质热带卷产品还有很大市场，因此本次车间设计应为一个设备配套，控制先进，质量优良的热带卷车间。本次车间设计的目标是生产高质量多品种的板带。为此采取了以下措施，首先粗

25、轧选择了两架独立的可逆轧机，这种形式第一粗轧完成大的压下，第二粗轧很好的控制了中间坯的厚度和凸度，而且表面质量较好。再者，精轧机的前三架采取了具有板形控制能力很强的cvc轧机，而且精轧机都有弯辊系统，动态地调整凸度。在精轧最后两架控制带卷的平直度。采用的板坯是厚板坯，保证了足够的压缩比。1 建厂依据及产品大纲1.1 建厂依据我国已建立的热连轧生产线已超过70条，设计产品的规格据称最薄达到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。如一些薄板坯车间，在薄规格生产时故障率高，辊耗大，过渡轧材多，均匀加热难，板型控制难度大，废品率高。这样按综合成本计算，热轧超薄板与

26、用热轧2.0mm作原料，冷轧生产1.0mm的带钢成本相当，甚至更高，质量还远不如冷轧。本溪传统热轧厂曾经介绍，采用传统轧机，降低精轧入口中间坯的厚度，成功轧出1.5mm薄带。宝钢2050轧机采用升速轧制也能稳定生产1.5mm薄板，甚至试轧过1.2mm。其成功关键在于带钢软，中间坯厚度小和中间坯凸度稳定。本设计热轧带卷下限定为1.2mm，工艺设备应当选择成熟技术，确保投产后能够顺利方便生产薄规格产品。1.2 产品大纲产品大纲是进行车间设计的主要依据，不同规格、不同品种、不同质量决定不同的生产工艺和设备选择水平，即确定轧机形式和组成以及其他各项设备与水平。因而产品大纲是车间今后组织生产的依据，产品

27、方案一旦确定，不但规定了车间的类型，同时也规定了车间生产品种的方向，产品大纲的主要内容包括：a、车间生产的钢种和生产的规模；b、各类产品的品种和规格；c、各类产品的数量和其在总产量中所占的比例等。所以编制产品方案时应注意以下问题：1. 满足国民经济发展对产品的需要，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，做到供求适应，品种平衡，产销对路，布局合理。3. 考虑轧机的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

28、适应当前对外开放，对内搞活的经济形式需要，要使设计车间工艺与设备达到产品结构和产品标准的现代化，与国际标准接轨，为走向国际市场做好准备。本设计考虑以上几点，以唐山为基地，面向全世界，制定产品大纲如下：按照设计任务书，本车间设计年产300万吨/年其中汽车板用钢20%，优质钢60%，管线钢占20%。1.2.1 原料规格选择本设计选定使用占地少加热能力大的步进加热炉，最终确定原料规格为：板坯厚度：240mm板坯宽度：9001500mm板坯长度：12m1.2.2 产品规格带钢厚度：1.218mm带钢宽度：9001500mm钢卷内径：760mm钢卷外径：10001950mm钢卷重量：30t单位宽度卷重：

29、17kg/mm1.2.3 钢种分类及比例表1钢种c含量比例if钢c0.005%20%管线钢（x70，x80）c0.08%20%优质钢60%1.2.4 规格详细分类表 表2宽度厚度9001000mm10011100mm11011200mm12011300mm13011400mm14011500mm合计占比例产量1.21.5mm2.84.47.21.564.7%14.11.512.0mm9.527.729.240.268032%96.02.13.0mm15.0824.4425.4420.285.7226.7%80.13.14.0mm5.219.7611.9619.15.23.7819.1%57.3

30、4.16.0mm11.96137.85.21.0411.4%34.26.118.05.466.763.93.121.566.1%18.3合计占比例9.5%20%21.2%18.2%5.7%25.4%产量28.560.063.654.617.176.23001.2.5 汽车板用钢介绍本车间的主要产品是汽车板用钢if钢，其有自己的特性。介绍如下。if钢的特点是含碳量很低，加入ti和nb之后，形成ti和nb的c，n化合物，由于钢中无间隙原子，而使其具有优越的深冲性能。自1949年由comstcok等人提出来之后，由于受当时冶炼水平的限制，钢中c，n含量较高，须加入的较多ti，而且价格昂贵，因此，在生

31、产中受到了限制。20世纪60年代，由于真空脱气技术在冶金生产中的应用，钢中ti含量可以降低到0.01%以下，于是商用ti-if钢面世，同时nb在改善深冲性能方面的作用也被发现和应用。if钢广泛应用于汽车制造业，尤其是汽车外板，内板，需要很好的深冲性能，以使其容易成型。深冲钢按冲压级别可分为：商用级(cq)，普通冲压级(dq)，深冲压级(ddq)，特深冲压级(eddq)和超深冲压级(super-eddq)，它们分别同深冲钢发展的几个阶段相对应。深冲钢的第一代产品的开发和应用，是20世纪50，60年代的普通沸腾钢，只能用于普通深冲件；低碳铝镇静钢为第二代产品，产生于20世纪60，80年代，具有较好

32、的深冲性能；20世纪80年代以后出现了以if钢为代表的第三代超低碳超深冲钢。近年来在对if钢的研究中发现，略微增加mn，p，si等元素的含量可以提高if钢的机械性能，同时保持if钢的良好的成型性能。ti，nb和b也具有提高if钢强度的作用，而钢板强度的提高对降低汽车自重，降低材料消耗有重要作用。因此，开发和应用高强度钢if成为深冲钢发展的新热点。深冲钢的技术特征主要反映在优良的成型性上，即高塑性应变比(r值)，高均匀延伸率!低屈服强度，低时效指数ai，较高应变强化指数n值(n值越高，板材成型加工过程中变形区材料强度越高，因此，变形越容易传播到邻近区从而使得变形趋于均匀化)。只有具备这些性能的钢

33、材才能用于深冲复杂的汽车外壳及支撑筋板等零部件。if钢的特点是含碳量很低，加入ti和nb之后，形成ti和nb的c，n化合物，由于钢中无间隙原子，而使其具有优越的深冲性能。自1949年由comstcok等人提出来之后，由于受当时冶炼水平的限制，钢中c，n含量较高，须加入的较多ti，而且价格昂贵，因ti此，在生产中受到了限制。20世纪60年代，由于真空脱气技术在冶金生产中的应用，钢中含量可以降低到0.01%以下，于是商用ti-if钢面世，同时nb在改善深冲性能方面的作用也被发现和应用if钢广泛应用于汽车制造业，尤其是汽车外板，内板，需要很好的深冲性能，以使其容易成型。70年代石油危机以来，为了节约

34、能源，国外汽车厂采取了一系列措施。其中之一就是大量开发高强度钢板用作车体达到“减重节能”，如冷轧含磷板、双相钢板等等。有资料表明：使用高强度钢板，厚度为1.01.2mm，车身板可减薄至0.70.8mm，车身重量减轻15%20%，节油8%15%。众所周知，由于强度和成型性是一对矛盾，随着强度的提高其成型性能下降给加工带来困难，特别是对要求兼有高强度和高r值的零件，如汽车外覆盖件等，传统的以铝镇静钢为基的固溶强化钢系列很难满足要求。进入80年代后，由于冶金技术的不断发展，钢中的c，n含量可控制在很低的水平(c4010-4%，n3010-4%)，使高强度if(interstitialfree)钢的大

35、批量生产成为可能，从而很好地解决了强度和成型性之间的矛盾。下表是以铝镇静钢为基的固溶强化钢与高强度if钢板的性能比较，从表3中可明显看出，在同样强度级别下，高强度if钢具有高的r值、高的延伸率和低的屈强比。 表3铝镇静钢为基的固溶强化钢板和高强度if钢板的性能比较随着高强度钢板的采用，汽车用钢板减薄，对钢板的防腐蚀性提出了更高的要求，这就促进了高强度表面处理钢板的发展，特别是热镀锌钢板。目前，国外在高强度if冷轧钢板的基础上又开发了一系列热镀锌高强度if钢板(多为合金化热镀锌钢板)，它把if钢的超深冲性、合金元素(p、mn、si等)的固溶强化性和热镀锌的高耐蚀性三者融于一体，是一种理想的汽车用

36、钢板，使强度深冲性耐蚀性达到较好匹配。但是由于热镀锌合金化工艺的特殊性，将造成成型性能的下降，表4是热镀锌镀层对if钢性能的影响。因此和冷轧及热镀锌产品相比，为了获得高n值和高r值的合金化热镀锌钢板，必须对钢板的成分和工艺进一步优化。可以认为，能否生产这种钢板代表了一个钢铁企业的汽车用钢板的生产水平。表4 热镀锌镀层对钢性能的影响合金元素对钢板性能及热镀锌镀层的影响：同深冲if钢一样，按微合金化元素种类的不同，高强度if钢也分为三类，以ti-if、nb-if和(ti+nb)if为基的高强度钢。ti-if钢虽然对生产工艺参数的变化不敏感，但力学性能的平面各向异性(r值)大；nb-if钢的平面各向

37、异性小，但力学性能对生产工艺参数比较敏感，一般要采用高温卷取。近年来(ti+nb)if钢引起了人们的重视，其优点是：(1)力学性能对生产工艺不敏感，整卷性能均匀；(2)晶粒细化，降低钢的各向异性；(3)抗二次加工脆性好；(4)热镀锌合金化时，界面反应均匀，抗粉化性能较好，特别适合热镀锌用基板。以下的讨论中所指的if主要是(ti+nb)if钢。与深冲if钢不同的是，高强度if钢是在if钢基础上又特意地加入一些固溶强化元素，而这些合金元素的加入势必对钢板性能和热镀锌镀层等带来一些影响，下面主要总结340440mpa常用的合金元素(p，si，mn)。1） p的影响由于p是一种价格便宜而且强化能大的元

38、素，每添加0.1%的p，强度可提高77mpa(si提高10mpa，mn提高5mpa)；抗拉强度为340400mpa级的超深冲高强度钢板都离不开p，其含量通常在0.04%0.09%之间。然而在if钢中由于c，n被固定，晶界清洁，p向晶界偏析容易引起二次加工脆化，晶界处的p含量可比基体中的p含量高10倍。为了防止p的晶界偏析，常采取的措施是加b，它迁移到晶界，强化晶界并防止p的偏析，从而使脆性转变温度降低，如图1所示。但b有降低r值，提高再结晶温度的倾向，因此b的含量不宜过高，一般在1010%2010-4%之间。但p在提高强度的同时却使钢的r值降低，这主要是由于p含量的增加使111nd取向织构减弱

39、，100nd取向织构加强造成的。图1 加b与不加b时脆性转变温度和p含量的关系在热镀锌时，p对镀层的相结构也有很大影响，特别是在合金化时，研究表明：p虽然对钢板的浸润性没有多大影响，但它使合金化速度降低，抑制了合金化，如图2所示。进一步的研究表明，p富集在表面和晶界上，加速了第一相的形核从而抑制了第二相的形成。图2 p含量与合金化时间的关系(700)2） si的影响si的强化能力仅次于p，但在浸镀性方面存在很多问题，故很少用于镀层钢。这主要是由于s比fe活泼，在热镀锌退火炉的直接燃烧加热段中，很容易在钢板表面形成一层si的氧化物，在还原段中又不能彻底还原，从而形成了随机分布的岛状si的氧化物，

40、成为柱状组织的形核地，影响了镀层的附着力。当钢中的si含量大于0.3%时，镀层的附着力就会明显下降。si与p一样，使合金化反应显著推迟。3） mn的影响mn是比较贵重的元素，和p，si相比强化效果低，提高同样的强度所需的量较大，其加入量通常在0.2%1.6%之间，不能再高，否则会产生针状铁素体，使延伸率和r值急剧下降，但是用mn强化的if钢对深冲脆性较不敏感。因此，强度级别在390mpa以上的多用p，mn复合添加的方式，在添加p的钢中，mn会使再结晶开始温度降低。相对于p，si来说，mn对镀层附着力的影响较小。但是，与si一样，在退火时钢板表面也易形成一层富mn的氧化物，由于这种不良影响不如s

41、i那样明显，因而mn常作为热镀锌高强度if钢板的合金强化添加元素。2 轧机设备比较与选择2.1 轧钢机数量的选择轧钢机是生产的设备，是完成金属轧制变形的主要设备，并且代表着生产技术的水平，造价极为昂贵。而且，轧钢机架的选择对车间生产和投资有着非常大的影响，轧机多投资大，轧机过少，压下大，轧制稳定性差，难于控制。带钢轧机为平辊轧制，轧制力大，为了能控制良好板型，机架必须有较大的刚度，轧辊应有较大的抗弯挠度。以往粗轧为二辊轧机，尽管直径较大，但挠度还是较大，不能满足凸度控制要求。四辊轧机作为粗轧，又有工作辊辊径偏小，带来新的咬入问题。当选用中薄板坯或薄板坯后，绝对压下量大大减少，这一问题自然消失，

42、所以现代板带轧机得粗轧与精轧都是四辊轧机。轧钢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确定的产品生产工艺过程，对轧钢车间设计而言，轧钢机选择的主要内容是：确定轧钢机的结构形式，主要技术参数，选用轧钢机的架数以及布置形式。在选择轧钢机时一般要注意考虑以下各项原则：在满足产品方案的前提下，使当前轧钢机组成合理，布置紧凑或为控制轧制及增加轧机留有余地；粗精轧轧制节奏时间接近相等，有较高的生产效率和设备利用系数；选择轧机能力和电机能力较大，保证大纲内产品生产顺利，易于控制操作，并获得质量良好的产品，也为更难品种生产留有余地；备品备件更换容易，并利于实现备品备件的

43、标准化（如精轧前四架一样）；禁绝使用不成熟技术。下面比较几种轧制工艺：（1）常规连轧工艺 常规连轧工艺通常是采用200250mm厚板坯为原料，经过多机架连轧出1.2525mm厚成品板带。常规连轧工艺又可分为全连轧工艺、3/4连轧工艺、半连轧工艺和炉卷工艺几种，目前以3/4连轧和半连轧工艺居多。常规板带轧制工艺已成熟，基本上实现了计算机在线控制下的高速化、连续化、大型化和高精度，在控制产品质量上，实现了在线板形、板厚和板宽的自动控制。这种常规连轧工艺经济规模多在200400万t/a。其优势是生产规格灵活、适应面广、高质量、高产量、多品种，但设备投资大。（2）薄板坯连铸+连轧工艺这种工艺在生产周期

44、短、轧线占地少、减少投资，普钢带卷生产成本比常规工艺更有优势，一直得到世界钢铁界普遍关注，特别是美国的纽柯公司的薄板坯连铸连轧生产线1989年投产以来，在世界上掀起了采用新工艺热潮，标志板带生产工艺进入又一崭新阶段，但该工艺吨钢投资比并不少，而且对钢水要求很高，浇铸钢种有限，本质细晶粒，适合超细晶钢类的产品生产，不适合用作冷轧的原料。压缩比小，许多钢种、规格受到限制。（3）直接铸轧成成品宽带钢工艺本工艺是由日本金属与德国克虏伯公司联合开发成功的，1993年在日本新日铁光厂正式投产。其采用电炉钢水直接铸轧成1.65mm(厚)8001220mm(宽)带钢，代替常规连轧工艺。该工艺已铸轧出sus-3

45、04不锈钢带及低碳钢带，用这种工艺生产的带钢既可作为成品销售，据报道可作为冷轧原料。（4）采用常规连铸坯的紧凑式热轧带钢工艺(schsm)本设计按照任务书要求，采用240mm厚连铸坯为原料，生产1.2mm以上厚度、卷重30t钢带，它可以生产全部钢种。2.1.1 道次选择为简化连铸生产，前面已经选择单一坯料（厚度240mm），由产品大纲已确定的典型厚度（1.5mm），本设计中间坯取20mm，可得粗轧延伸系数如下：粗轧， =240/20=12 粗轧道次 ，确定粗轧道次为6道次。 精轧， =20/1.5=13.33精轧道次 ，确定精轧道次为7道。2.1.2 立辊选择由于连铸坯宽度不易改动，但产品宽度

46、要求有些不同。为能少量控制坯料宽度，在粗轧之前一般配置立辊轧机e1进行侧边压下。e1安装在r1粗轧机身前面，配有液压缸，主要用与控制宽度和边部质量加工，主要参数如下宽度压下量：最大50mm（25mm/边）轧制力：最大300吨 轧制速度：最大22r/min 主传动电机：2-ac88kw*0-150r/min成对的水平电机 轧辊开口度：最大1600mm，最小800mm 轧辊调整速度：通过液压缸调整，30mm/s 轧辊调整装置：四个液压缸驱动轧辊：最大764mm，最小680mm，辊身长500mm：立辊压下小，延伸极少，主要是边端双鼓形。故延伸计算时不予考虑。图3 粗轧机组轧制六道次的典型布置形式2.

47、1.3 粗轧轧机（1）全连续式全连续式轧机粗轧机由56个机架组成，每架轧制一道，全部为不可逆式，大都采用交流电机传动。这种轧机产量可高达400600万t年，适合于大批量单一品种生产，操作简单，维护方便，但设备多，投资大，轧制流程线或厂房长度增大。粗轧机组的利用率不是很高，或者说粗轧机生产能力与精轧机组不相平衡。（2）半连续式 半连续式轧机有两种形式：图3（c）粗轧机组由一架不可逆式二辊破鳞机架和一架可逆式四辊机架组成，主要用于单一生产成卷带钢。由于二辊轧机破鳞效果差，故现在已经很少采用。图3（d）粗轧机组是由两架可逆式轧机组成，主要用于复合半连续轧机，设有中厚板加工线设备，既生产板卷，又生产中

48、厚板。这样半连续式轧板粗轧阶段道次可灵活调整，设备和投资都较少，故使用于产量要求不高，品种范围又广的情况。但是经实践证明，这种形式轧出的中间坯有一定的缺点，不能很好的保证中间坯的厚度和凸度。（3）34连续式为了充分利用粗轧机，同时也为了减少设备和厂房面积，节约投资，而广泛发展了一种34连续式新布置形式，它是在粗轧机组内设置l2架可逆式轧机，把粗轧机由六架缩减为四架。对绝大多数产品，轧机的薄弱环节不是在粗轧机组，34连轧机已能够满足精轧能力的要求。34连轧机的可逆式轧机可以放在第二架，也可以放在第一架，前者优点是大部分铁皮已在前面除去，使辊面和板面质量好些，但第二架四辊可逆轧机的换辊次数比第一架

49、二辊可逆式要多二倍。这种形式最大的优点就是后边的两架四辊轧机，这两架轧机很好的控制了中间坯的参数。使中间坯的厚度，凸度等重要的指标得到了很大的改观。轧机所需设备少，厂房短，总的建设投资要少5一6，生产灵活性也稍大些，但可逆式机架的操作维修要复杂些，耗电量也大些。对于年产300万t左右规模的带钢厂，采用34连轧机一般较为适宜。（4）两架独立可逆四辊轧机本次设计的形式属于半连续式，与上图不同的是都是四辊可逆轧机，随着制造轧机技术的提高，本设计的第一轧机的作用相当与3/4连轧中的二辊轧机和四辊轧机，先对板坯进行大压下。后边的轧机则是控制中间坯的厚度，凸度等。为后边精轧减轻了负担。有足够的能力轧出板形

50、，凸度要求很高的汽车板用钢。本设计的粗轧机，驱动主要由调速电机，减速机齿轮机座及轧钢机接轴构成。两架粗轧机参数一样，粗轧机详细资料r1四辊轧机用途：按工艺要求将板坯轧制成规定厚度的中间坯。技术参数型式：四辊可逆式轧机，轧机压下采用电动压下+液压agc最大轧制压力： 55000kn轧机最大开口度： 270mm工作辊直径： 1200工作辊辊身长度： 1700mm肖氏硬度：hs69-75支撑辊直径： 1550支撑辊辊身长度： 1700mm肖氏硬度： hs65-71最大轧制力矩：23715.7kn*m(2.5倍过载)主电机： n9500kw，ac，二台轧制速度： 1/5.34m/s2.1.4 精轧机机

51、组的选择当今新型热带轧机主要有：hc轧机、 cvc轧机、pc轧机等。现在介绍如下：1. hc轧机（high crown control mill）hc轧机为高性能板形控制轧机的简称，是日立公司研制的一种新型六辊轧机，它是在普通四辊轧机的基础上增加两个可轴向移动的中间辊其出发点是为了改善或消除四辊轧机中工作辊和支撑辊之间有害的接触部分。hc轧机利用轧辊轴向串动装置，就能适应带钢宽度变化的要求，使辊身接触长度作相应的改变。hc轧机的主要特点：1）具有大的刚度稳定性。2）hc轧机具有很好的控制性。3）hc轧机由于上述特点因而可以显著提高带钢的平直度，可以减少板、带钢边部变薄及裂边部分的宽度，减少切边

52、损失。4）压下量由于不受板形限制而可适当提高。2. cvc(continuously variable crown)轧机 cvc轧机是sms公司在hcw轧机的基础上于1982年研制成功的。近年来广为采用的cvc轧机是德国技术和其他国家专利的结合物，它被世界各国认为是一个能对辊型进行连续调整的理想设备。cvc辊和弯辊装置配合使用可调辊缝达600微米.cvc精轧机组的配置一般是，前几个机架采用cvc辊主要控制凸度，后几个机架采用cvc辊主要控制平直度。cvc的基本原理是：将工作辊辊身沿轴线方向一半削成凸辊型，另一半削成凹辊型，整个辊身成s型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形状而达到所要求的板形。(调节带钢凸度的原理图如下)图4 cvc轧制原理图cvc轧机有很多优点： 板凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能实现自由轧制，操作方便，投资较少。cvc轧机的缺点是： 轧辊形状复杂、特殊、磨削要求精度高，而且困难，必须配备专门