年产366万吨热轧板带钢车间设计

1、年产366万吨热轧板带钢车间工艺设计摘 要随着我国经济的发展，各行业对钢材需求量日趋增加。我国目前钢铁行业发展虽快，但还远远低于发达国家水平。一些高性能的汽车用板，高强度钢板仍有很大一部分需进口。故设计此热轧带钢车间。根据设计任务书要求，本车间设计年产量热轧钢卷366万吨；钢种有普碳钢，优质钢和低合金钢；产品规格为1.521×9001750。本车间采用常规半连轧工艺。板坯全部采用连铸坯。为减少坯料规格，简化轧制程序，采用定宽压力机。为提高产品质量，精轧机各架全采用CVC轧机。设计内容主要包括：产品方案，工艺流程，设备选择及生产能力计算，车间平面布置，环境保护等。为提高设计效率和质量；

2、采用VB语言编制了压下规程程序；采用CAD绘制车间平面布置图。关键词：车间设计，热轧带钢，CVC轧机Annual output of 3.66 million tons of hot rolled flat steel plant process design AbstractWith the development of our national economy, various industries of steel demand is increasing day by day. Our country at present the steel industry development

3、is fast, but are still far lower than those of developed countries. Some high-performance cars with board, high strength steel plate is still a big part of the need to import. The reason design strip workshop.According to the design plan descriptions of the requirement, the annual production worksho

4、p design about grades of hot rolled steel coils of 3.66 million tons; A kind of carbon-steel, high-quality steel and low alloy steel; The product specification for 1.5 21 x 900 1750 .This workshop half the conventional rolling process. All the slab continuous casting slab. To reduce stock specificat

5、ions, simplify the rolling process, USES the fixed width press. In order to improve the product quality, the frame by finishing all CVC rolling mill. Design content mainly includes: products, process, equipment selection and production capacity calculation, workshop layout, environment protection, e

6、tc. In order 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 mill 共 2 页 第 2 页目录1 概 述11.1 热轧板带钢发展史11.1.1国外热轧板带的发展11.1.3热连轧技术发展现状31.1.4我国年产300万吨以上热连轧板带生产状况31.2板带钢生产技术

7、发展趋势41.2.1热轧宽带钢发展方向及市场41.2.2热轧窄带钢发展方向及市场51.3热轧板带生产工艺装备的发展61.3.1除磷技术的发展61.3.2板型、板厚控制技术的发展61.4本设计的目的和意义61.5本设计的相关问题72 车间产品大纲和金属平衡82.1 车间产品大纲82.2 板坯及产品规格82.2.1板坯82.3 产品特点92.3.1 产品质量标准92.3.2产品性能102.4 金属平衡表113 设计方案123.1 工艺方案的选择123.2 主机型式的选择143.3 轧机数量及相关设备的选择153.3.1粗轧机组设备选择153.3.2侧压设备的选择163.3.3保温装置的选择163.

8、3.4 精轧机组设备选择173.4 加热炉的选择224 生产工艺流程244.1 生产工艺流程框图244.2 生产工艺流程254.3 工艺制度264.3.1 坯料管理制度264.3.2加热制度274.3.3轧制制度284.3.4冷却制度304.3.5卷取制度304.4车间自动化325 车间工作制度及年工作小时345.1 车间工作制度345.2 年工作小时346 轧机组成和型式及其生产能力356.1 粗轧机组356.1.1粗轧机组的组成356.1.2精轧机组的组成356.2粗轧机主要参数确定356.2.1粗轧机R1参数确定356.2.2粗轧机R2参数确定386.3精轧机组主要参数确定406.3.1

9、精轧机F1F3的参数确定406.3.2精轧机F4F7的参数确定426.3.3 轧辊材质的选择457 轧制工艺参数设计467.1制定轧制制度的原则和要求467.1.1在保证设备能力允许的条件下尽量提高产量467.1.2在保证操作稳便的条件下提高质量477.2粗轧压下规程487.2.1粗轧温度制度487.2.2粗轧速度制度497.2.3粗轧压下制度517.3精轧压下规程527.3.1精轧压下量的分配527.3.2精轧速度制度537.3.3精轧轧制时间和周期的确定537.3.4精轧温度制度567.4力能参数计算567.4.1轧制压力计算567.4.2轧制力矩的计算577.5电机及轧辊强度校核577.

10、5.1粗轧机组电机校核577.5.2精轧机组电机校核597.5.3粗轧R1、R2轧辊强度校核597.5.4 精轧机组轧辊强度校核617.6轧机生产能力计算638 主要辅助设备及其生产能力648.1加热炉的生产能力648.2切头飞剪678.3卷取机688.4板坯边部加热器698.5定宽压力机698.6除鳞设备708.7热卷箱708.8层流冷却系统709 车间平面布置、仓库面积及起重运输729.1车间平面布置原则729.2金属流线型式729.3仓库面积的确定729.3.1确定仓库面积的原则729.3.2原料仓库面积的确定729.3.3成品仓库面积的确定739.4车间平面设计及起重运输设备7310

11、车间主要经济技术指标7511 环境保护7611.1环境保护概述7611.2环境保护的内容与对策7611.2.1绿化7611.2.2水质处理7611.2.3噪音防治7711.2.4大气污染的防治7711.2.5有害废弃物的处理7711.2.6车间的综合利用77致谢78主要参考文献79附录A 各计算产品的轧制程序表81附录B压下规程程序框图86程序87 1 概 述1.1 热轧板带钢发展史热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。热轧板带钢轧机的发展已有80多年历史，汽车工业、建筑工业、交通运输业等的发展，使得热轧及冷轧薄钢板的需求量不断增加，从而促使热轧板带钢轧机的

12、建设获得了迅速和稳定的发展。从提高生产率和产品尺寸精度、节能技术、提高成材率和板形质量、节约建设投资、减少轧制线长度实现紧凑化轧机布置到热连轧机和连铸机的直接连接布置，热轧板带钢生产技术经历了不同的发展时期。1.1.1国外热轧板带的发展1960年以前建设的热带钢轧机称第一代热带钢轧机。这一时期热带钢轧机技术发展比较缓慢,其中最重要的技术进步是将厚度自动控制（AGC）技术应用于精轧机，从根本上改善了供给冷轧机的原料板带钢的厚度差21。20世纪六、七十年代是热轧板带钢轧机发展的重要时期。同时连铸技术发展成熟，促使热连轧机从最初使用钢锭到使用连铸坯，从而大幅度提高产量并能够为冷轧机提供更大的钢卷。热

13、轧板带钢轧机的生产工艺过程是钢铁工业生产中自动化控制技术最发达的工序。60年代后新建的热带钢轧机很快采用了轧制过程计算机控制，将热轧板带钢轧机的发展推向一个新的发展阶段，这一时期新建的轧机称为第二代热带钢轧机。1969年至1974年在日本和欧洲新建的轧机称为第三代热带钢轧机。20世纪80年代，板带钢生产更加注重产品质量，同时对于低凸度带材需求量不断增长，这使板带钢板形控制技术成为热轧板带钢轧制技术重要课题之一。90年代，热轧板带钢在工艺方面有重大突破，1996年日本川崎钢铁公司成功开发无头连续轧制板带钢技术，解决了在常规热连轧机上生产厚度0.81.2 mm超薄带钢一系列技术难题。热连轧生产线的

14、产品规格最薄达0.8mm，但实际生产中并不追求轧制最薄规格，因为薄规格生产的故障率高,辊耗大,酸洗成本高等。待技术发展到故障率等降低后,才能经济地批量生产。1.1.2 国内热轧板带钢的发展我国第一套热轧宽带钢轧机始建于1957年，即鞍钢的半连续轧机，全套设备从当时苏联引进，为一套2800mm/1700mm半连续式板带轧机，既生产中厚钢板，又生产钢卷，该轧机的轧制中厚板部分于1958年7月先投产，1959年精轧机组投产，开辟了我国宽带钢卷生产历程。该轧机基本上是手动操作，人工设定的操作方式，轧机的主要生产工艺技术指标相当于第一代热带轧机的装备水平，该轧机已于2000年8月停产1。就我国热带钢轧机

15、半个世纪的发展历程来看，我国热轧宽带钢轧机主要经历了由设备简单、控制落后的半连续式轧机型；代表当时先进水平，自动化水平较高的连续式布置；再到具有紧凑型可逆式粗轧机，大能力定宽设备，全自动控制系统的半连续式布置轧机或代表世界先进水平的薄板坯连铸连轧带钢生产线等三个阶段。(1) 热轧带钢轧机建设进一步发展。近年我国热连轧带钢生产发展极其迅速，邯钢、南钢、安钢、武钢、等也正在规划建设热带轧机。如果所有轧机全部建成,产能得到发挥，则带钢产量将很可观，我国钢材板带比低、薄板长期供不应求的状况将根本改变。(2) 轧机的国产化率逐步提高。进入21世纪以后,除热连轧带钢产量大幅度提高、轧机建设快速发展以外,轧

16、机国产化问题也有了长足进步。目前由国外总承包的项目国产化率普遍达到70 %以上，有的达到90 %。而且一些项目已做到全部国产化,如鞍钢1700、2150mm轧机、济钢1700mm轧机、莱钢1500mm轧机、太钢1549mm轧机等，由国内总承包，装备全部国内设计制造，少量关键件在国外自主采购。国内装备虽然在整体技术水平上与外国先进水平有一定差距，但已达到较高水平，以鞍钢1700mm轧机为例，其质量水平与其1780mm轧机相差不大。国产装备的另一优势是价格优势。如引进国外的薄板坯连铸连轧生产线一般需投资2023亿人民币，但采用国产中等厚度薄板坯仅需1517亿人民币，其产量与国外生产线基本相同。(3

17、) 世界最新技术不断被采用。目前国内已建和在建热轧生产线中采用了许多最新技术，如半无头轧制技术，其在国外刚开发不久，国内已有多条生产线采用或预留 (唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢等)；如高性能控制器，西门子刚推出新一代闭环工艺与传动控制器 TDC，国内已有太钢 1549mm轧机、武钢2250mm轧机采用，北京科技大学国家轧制中心承担的莱钢 1500mm轧机自动化控制系统也采用了该控制器，使我国紧跟国外最先进的技术发展。事实表明，在采用最新技术方面热连轧领域已处于国际前沿水平。近年我国宽带钢热连轧技术和装备能力取得巨大发展， 其特点：一是投资规模前所未有，实现的投资延伸到从铁水预处理、钢水精炼到连

18、铸，从钢铁冶金、压力加工到精整和配送的投入；二是技术和规模水平，不仅引进了多套当代国际最先进的机组，而且建设了多条自主集成技术、自行设计和制造的轧制线； 三是热轧宽带钢产品大纲普遍涵盖了建材、汽车、家电、机械、化工和管道输送等用途，包括低合金、高强度、薄规格、深冲板，板形和厚度尺寸公差及表面质量俱佳的高端产品。我国现有的和正在建设的带钢热连轧机组，可分为四种类型:一是总体引进国外先进技术建设的常规热带钢轧机；二是引进技术建设的薄板坯连铸连轧生产线； 三是引进国外二手设备或国产机组，经过国外承包商采用现代化技术改造的常规热带钢轧机；四是总体采用国内先进成熟技术，国内企业总承包建设的中薄板坯连铸连

19、轧和常规热连轧机组。我国目前宽带钢热连轧机的装机水平和生产能力可以说整体达到了国际平均水平，有的则代表着当代国际最新水平。国外轧钢界专业人士说世界上最先进的热连轧机在中国。尤其是宽带钢热连轧技术和生产线的蓬勃发展是明显受到国民经济建设和相关行业发展的拉动，发展的速度和规模从数量上适应了需求。未来发展重点，或者说热连轧企业间的竞争的焦点，将集中在提高产品质量和档次，扩大品种规格，降低成本和消耗，提升产品的附加值和生产线的综合竞争能力。在提高钢铁冶金、工程设计、工艺和装备、信息化和计算机应用，管理水平方面不间断地开展切实的技术进步，跟上经济全球化的步伐，我国在热轧宽带钢领域能够达到和保持国际先进水

20、平。1.1.3热连轧技术发展现状最近十几年,热连轧技术有了很大的进步，轧机都进行了现代化技术改造，基本上做到产量翻番，产品质量有了根本改善，技术改造的主要内容有： （1）更换主电机和供电设备，以及影响正常生产的设备，如地下卷取机等。 （2）减少原粗轧机组机架数量，增加强有力的粗轧机架，既能使粗轧机组产钢量和精轧机组相适应，又减少机架数量，节约设备维修量、劳动定员和电力消耗。 （3）精轧机组装设液压压下厚度控制、弯辊装置、凸度控制，太钢1549毫米轧机和梅山1420毫米轧机还在原精轧机组前增1架四辊不可逆式精轧机F0。 （4）在精轧机组前输送辊道上安设保温罩、移位更新粗轧机组及精轧机组前除鳞装置

21、，将精轧机间活套改为液压活套。 （5）更新带钢层流冷却系统。如新钢的1580mm热连轧。 （6）采用多级计算机控制系统。1.1.4我国年产300万吨以上热连轧板带生产状况据不完全统计，目前我国300万吨以上热连轧板带机组主要有于1989年8月3日投产宝钢2050mm热轧厂，热轧机组设计年产量为400万吨；马钢2250机组设计产能550万吨；武钢2250机组设计产能400万吨；沙钢1700mm热连轧生产线设计产能450万吨。另外我国准备建设的热轧宽带钢轧机数量较多，预计2012年投产的有马钢1580生产线，设计年产量300万吨；防城港2050和1580生产线，设计年产量分别为460万吨和327万

22、吨；攀西基地1780生产线，设计年产量400万吨；湛江1780和2250生产线，年产量分别为430万吨和550万吨等等。1.2板带钢生产技术发展趋势(1) 热轧板带材短流程、高效率化。这方面的技术发展主要可分两个层次： 常规生产工艺的革新。为了大幅度简化工艺过程，缩短生产流程，充分利用冶金热能，节约能源与金属等各项消耗，提高经济效益，不仅充分利用连铸板坯为原料，而且不断开发和推广应用连铸板坯直接热装与直接轧制技术。 薄板坯和薄带坯的连铸连轧和连续铸轧技术是近十年来兴起的冶金技术的大革命，随着这一技术的逐步完善，必将成为今后建设热轧板带材生产线的主要方式。(2) 生产过程连续化。近代热轧生产过程

23、实现了连续铸造板坯、连续轧制和连铸与轧制直接衔接连续化生产，使生产的连续化水平大大提高。(3) 采用自动控制不断提高产品精度和板形质量。在板带材生产中，产品的厚度精度和平直度是反映产品质量的两项重要指标。由于液压压下厚度自动控制和计算机控制技术的采用，板带纵向厚度精度已得到了显著提高。但板带横向厚度(截面)和平直度(板形)的控制技术往往尚感不足，还急待开发研究。为此而出现了各种高效控制板形的轧机、装备和方法。这是近代板带轧制技术研究开发最活跃的一个领域。(4).发展合金钢种及控制轧制、控制冷却与热处理技术，以提高优质钢及特殊钢带的组织性能和质量。利用锰、硅、钒、钛、铌等微合金元素生产低合金钢种

24、，配合连铸连轧、控轧控冷或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能。近年来，由于工业发展的需要，对不锈钢板、电工钢板(硅钢片)、造船钢板、深冲钢板等生产技术的提高特别注意。各种控制钢板组织性能的技术，包括对组织性能预报控制技术得到了开发研究和重视。1.2.1热轧宽带钢发展方向及市场热轧板宽带钢以深冲钢板、耐腐蚀高强度热轧钢板、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板为发展目标。由于将采用无头轧制技术、薄板坯连铸连轧工艺、控制冷却技术等轧制工艺生产热轧薄带钢，因此可以较好地控制热轧带钢的组织和性能。在冷却技术方面，以温度预测模型为基础，采用细分的冷却箱和缓慢冷却装置

25、，开发高精度的冷却系统，对钢材的组织和性能进行控制。从超薄热轧带钢的市场需求和生产现状可看出“以热代冷”的钢铁市场走向决定了超薄热轧带钢生产总体趋势是供不应求，同时也表明了超薄热轧带钢将成为热轧宽带钢的另一个发展方向。可以预见，采用无头轧制和低温轧制工艺将是薄板坯连铸直接轧制生产超薄带钢的主要发展方向。对于30多家国外钢铁企业的产品调查表明：作为最终产品使用的厚度大于2mm的热轧带钢的需求量正在下降，而厚度小于2mm的热轧薄带需求量日益增加，从正在进行和准备进行的深加工线和冷轧机组方面的投资也可看出这种趋势。带钢是有一个比较特殊的钢铁产品，其直供比例非常高，40%以上直接进入厂家。通过对近五年

26、的统计，可看出带钢消费正以一个较快的速度发展。在国内外带钢生产逐渐减少的情况下，我国作为一个发展中国家，对带钢的需求不断增加，虽然受汽车等产业规模的限制，但五金产品国内外需求量都较大。同时我国现在基础建设规模很大，对焊管、型材的需求也相应增加，带钢的需求仍保持较高水平。板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很大。而且今后几年市场需求仍然会有较大增长。另外带钢的延伸产品还有一定市场空间，如装潢用的五金材料，发展十分快，不少五金产品出口到东南亚、欧美等国际市场，拉动了国内的带钢生产2。由于市场对板带钢的需求仍然很大，而且在近几年不会下降，因此大型生产车间的建立是可行的。 1.2.2热轧窄带钢发展方

27、向及市场增大带钢产品的优质比，调整产品结构，开拓热轧窄带钢产品应用新领域。目前热轧窄带钢生产厂在提高质量、降低消耗、降低成本、扩大品种的前提下，将小家电、小五金、家具、自行车零件等深加工企业所需多层次优质碳素结构钢、优质低合金钢、高锰钢、不锈钢等高质量带钢作为主导产品，彻底改变只以焊管为主要供货方向的局面，建设新热轧窄带钢生产线，所轧产品规格处于宽带轧机产品的下限之外，从而可以代替部分冷轧产品。如用厚度小于1.5mm的热轧窄带钢替代冷轧带钢，可以减少冷轧轧程，大幅度降低生产成本，提高轧机的效率。国内外热轧窄带钢市场需求大体相同，厚度大于25mm的产品基本饱和，厚度小于20mm的热带却供不应求。

28、我国宽带轧机虽然已经具有一定规模，但是我国的轻工、建筑行业等需要大量的薄规格窄带钢，主要用于生产薄壁焊接钢管、轻钢龙骨等，此外热轧窄带钢还要给冷轧窄带钢轧机及特殊用途的钢带轧机等提供原料，因而目前我国热轧窄带钢仍然不会为宽带钢所替代。据资料统计，我国煤气管年产量已经超过3×106t，这也是窄带钢的一个大市场。1.3热轧板带生产工艺装备的发展1.3.1除磷技术的发展热轧带钢在轧制过程中除鳞效果的好坏,直接影响到带卷产品的质量。传统热轧带钢生产，均采用高压水除鳞系统，水压达1518MPa,采用多次除鳞，即粗轧前、精轧前及机架间进行除鳞。随着薄板坯连铸连轧工艺的出现，给除鳞技术带来了一个新

29、课题，薄板坯的氧化铁皮在板坯表面很薄且很粘，氧化铁皮很难去除，因此高压水除鳞系统水压高达到35MPa，在奥钢联的实验机组上水压曾高达55MPa。提高水压对除鳞有一定作用，但带来一些问题，如高压系统的维修保养工作量增加，事故率增加。进一步优化除鳞机喷嘴到板坯表面的距离和角度，以达到更高的除鳞效果；开发新型高压水流量喷嘴,使水流压力高，且冲击到板坯表面的水量小，从而减少板坯表面温降，这是高压水除鳞设备的发展方向。1.3.2板型、板厚控制技术的发展板型控制是带钢轧机的关键技术，各轧机制造商在此方面都下大力气开发，呈现出多种板形控制技术。这些技术可大致分为工艺方法和设备方法。从设备方法来讲,主要有原始

30、凸度法、液压弯辊法，调整轧辊凸度法，轧辊变形自补偿法，阶梯形支承辊法，抽动轧辊法，在线磨辊法，轧辊交叉法等。其中抽动轧辊法中的CVC、HC结合弯辊技术得到广泛应用，交叉辊法的PC轧机，其板形控制能力较强，综合性能优良，是目前发展较快的板形控制法，但交叉轧辊带来的较大的轴向力给设备设计带来不便，且交叉机构较为复杂，是其得到广泛应用的巨大障碍。板厚自动控制技术方面，液压AGC已得到普遍的认可，采用短行程压下缸，以减少油柱高度提高响应速度,已成为业界的共识。1.4本设计的目的和意义本设计是年产366万吨的热轧板带钢车间工艺设计。产品规格为：（1.521）mm×（9001750）mm。所用钢

31、种为：普碳钢、低合金钢、优质钢。本设计课题是年产366万吨的板带钢生产车间。这是一个大型的轧钢车间，其投资大，消耗大，生产量大。板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很大。今后几年市场需求仍然会有较大增长。另外带钢的延伸产品还有一定市场空间，如装潢用的五金材料，发展十分快，不少五金产品出口到东南亚、欧美等国际市场，拉动了国内的带钢生产。由于市场对板带钢的需求仍然很大，而且在近几年不会下降，因此该大型生产车间的建立是可行的。带钢生产技术发展至今已有80多年的历史，现在已经是第四代轧机，板形控制技术目前也已经发展得较为成熟。在相关技术比较完善的情况下，建立大型轧钢厂可以节约很多在技术改进上的投资，

32、可以在建成时就采用目前最先进的技术，还可以借鉴其他车间的生产经验，少走一些弯路，一步到位。综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。1.5本设计的相关问题本设计的相关问题有热轧板坯热装热送问题。连铸坯热送热装指的是把无缺陷的铸坯在热状态下送到轧钢加热炉加热，然后再送到轧机进行轧制。连铸与热轧之间的连接方式有：(1)冷装工艺(CHR)。(2)连铸坯热装工艺(HCR)。(3)连铸坯直接热装工艺(DHCR)。(4)连铸坯直接轧制工艺(DR)。该技术是一项集冶炼、连铸、判定、入库、转运、组批装炉、轧制成材等诸多技术和管理于一身的系统工程，连铸坯热送热装技术的实施，必须解决好如下几个主要问题： （1）

33、炼钢、轧钢工序厂址地理位置要邻近，工艺设备要适合热送热装要求。 （2）炼钢、连铸及轧钢工序的综合生产状况正常稳定，工序能力大致匹配。 （3）为保证冶炼、连铸和轧机的连续性生产，必须提高生产过程的可靠性。 （4）由于连铸坯缺陷难以在线清理，炼钢、连铸工序必须具备无缺陷连铸坯的生产技术。 （5）为保证连铸坯的热装温度，提高热装效果，连铸工序必须具有高温出坯能力和铸坯输送过程中的保温技术以及连铸坯的热装炉技术。根据连铸坯热送热装的特点，设计中拟采用以下解决思路： （1）连铸坯流转方式，连铸坯热送均采用辊道输送到热轧车间加热炉，辊道上采取了一定的隔热保温措施。热装温度一般达600700，有的高达800

34、以上。 （2）连铸坯装炉及加热控制，当连铸坯热送到热轧生产线时，经验收及组批后，用长行程装钢机或辊道将热坯送入加热炉，由计算机在线控制加热炉的加热温度。 （3）组织无缺陷连铸坯生产，加强各类事故的管理。例如：铸坯表面纵裂是在结晶器内产生，并在二冷段进一步扩展形成的。为了减少表面纵裂的发生率，在生产中应改进结晶器冷却和二次冷却工艺。（4）在板坯库和加热炉之间设有保温坑，以满足热装热送工艺需要。2 车间产品大纲和金属平衡2.1 车间产品大纲本设计车间年产量热轧钢卷366万吨，车间生产计划如表2-1所示。表2-1 车间生产计划表厚度（）宽度（）合计9001000（950）10001100（1050）

35、11001200（1150）12001300（1250）13001450（1400）14501650（1600）16501750（1700）产量（104）占比例（）1.52.0（1.8）221314191191210027.322.04.5（3.0）18910101811149024.604.56.0（5.5）97861011156618.036.013（10.0）971059795615.301321（20.0)987106865414.75合计产量（104t)67444950544656366占比例()18.3112.0213.3913.6614.7512.5715.301002.2 板坯

36、及产品规格2.2.1板坯板坯产品品种和规格见下表2-2。板坯全部为连铸坯，使用连铸坯的优点3：（1） 简化生产及设备使成材率高金属节约6%12%以上大幅降低能耗和成本。（2） 比初轧坯形状好，短尺少，成分均匀，节约投资和劳动力，易于自动化。（3） 可节约能耗，吨钢大致可节约热能14万大卡，降低成本可达10。 (4)与铸锭相比，组织致密，成分偏析较小。表2-2 板坯和产品品种及规格项目参数板坯连铸坯厚度280宽度11501800长度10500最大重量t35产品品种低碳钢、优质钢、低合金钢带钢厚度1.521带钢宽度9001750钢卷内径765钢卷外径19682641单位宽度最大卷重-1202.3

37、产品特点2.3.1 产品质量标准本车间产品生产执行GB-709-88标准，尺寸偏差见表2-3和表2-4。通常产品按产品标准供货，也可以根据用户要求供货。产品标准24一般包括有品种(规格)标准、技术条件、试验标准及交货标准等方面的内容。产品标准有川家标准、国际标准、部颁标准或企业标准。轧钢工作者的任务是按产品标准组织生产，并不断提高生产技术水平以满足用户对产品质m的更高要求。对不同用途的板带钢，产品的技术要求各不相同，但依其相似的外形特点及其使用条件，产品的技术要求可归纳为:尺寸精确板形好，表面光洁性能高。具体表现在如下四个方面： (1) 尺寸精度。板带钢的尺寸精度主要是厚度精度，它不仅影响使用

38、性能.而且厚度偏差对节约金属影响很大，是生产中控制难度最大的方面。板带钢由于B/H很大，厚度的微小变化势必引起其使用性能和金属消耗的极大波动，故在板带钢生产中一般应力争高精度轧制和按负公差轧制。 (2) 板型。板型是板带钢的重要质最指标之一22。无论是直接使用还是为了便于后道工序的生产，都要求有良好的板型，即要求板带平直，每米长度上的浪形、瓢曲、侧弯均不得超过产品标准中所允许的数值。 板型不良25是由于沿宽度上不均匀变形引起的，当轧制薄带钢时，其不均匀变形的敏感性更大，故要求在生产技术上保证其板形良好。生产中要采取措施以减小轧制压力及其波动的影响，在轧制中要特别注意板型和辊型的控制。板带越薄，

39、则对不均匀变形的敏感性越大，要保持板带良好的板型的困难也就越大。因此，板型的好坏与厚度精确度(尤其是横向厚度精确度)也有着直接的关系。 (3) 表面质量。板带钢的表面质量直接影响到钢材的使用性能、寿命及其美观，并且板带材又是单位体积的表面积最大的一种钢材，故必须保证板带材的表面质量。无论是厚板或薄板，其表面都不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮等表面缺陷，因为这些缺陷不仅损害板制件的外观，而且往往破坏性能或成为产生破裂和锈蚀的主要原因，成为应力集中的薄弱环节。例如.硅钢片表面的氧化铁皮和表面光洁度就直接破坏磁性;深冲钢板的表面氧化铁皮会使冲压件表面祖糙甚至开裂，并使冲压

40、工模具迅速磨拟；至于不锈钢板等特殊用途的板带材，还需对它们提出特殊的表面技术要求。表2-3 钢板长度允许偏差(mm)公差厚度钢板长度长度允许偏差41500+101500+152000+1041620006000+256000+302000+15166020006000+306000+40表2-4 纵切带钢的宽度允许偏差（）公称宽度厚 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±1.0±1.0±

41、1.2±1.42.3.2产品性能板带钢的性能要求主要包括力学性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。一般结构钢板只要求具备较好的工艺性能，如冷弯和焊接性能等，而对力学性能的要求不很严格。对甲类钢钢板，则要求保证一定的强度和塑性。重要的结构钢板，要求有较好的综合性能，既要有良好的工艺性能又要保证有一定的强度和塑性，同时还要保证一定的化学成分及良好的焊接性能和常温或低温冲击韧性或一定的冲压性能、一定的品粒组织及各方向组织均匀性等。诸如造船板、桥梁板、锅炉板、高压容器板、汽车板、低合金结构钢板以及优质碳素钢板等都属于这一类，它们的综合性能要求较严格。各种特殊用途的钢板(如高温合金板、

42、不锈钢板、硅钢片、复合板等)，则要求特殊的高温性能、低温性能、耐酸耐碱耐腐蚀性能，或要求一定的物理性能(如电磁性能等)及其他特殊性能。 2.4 金属平衡表金属平衡表如表2-5所示。表2-5 金属平衡表序号厚度范围（）成品切头及废品烧损、再氧化坯料量（104t）产量104t成材率（）104t损耗率（）104t损耗率（）11.52.010097.31.3981.70.8221.0102.77522.04.59097.51.0771.50.7181.092.30834.56.06697.70.8781.30.6761.067.55446.0135698.10.6970.90.7751.057.085

43、513215498.30.5270.70.7531.054.9346合计36697.84.6561.23.7441.0374.6563 设计方案3.1 工艺方案的选择本设计是设计一年产量为366万吨的热轧带钢车间，成品规格（1.521）×9001750，结合国际国内热轧宽带钢生产线的情况，选择常规热连轧工艺 20。薄板坯连铸连轧与常规热连轧带钢比较：(1) 常规热轧其流程一般为：板坯先进步进式加热炉，然后经过定宽机，开始粗轧，粗轧一般为两个轧机可以其中一个可逆，也可以两个都可逆。然后通过飞剪，除鳞后进行精轧，精轧一般为七机架，其后安装三台卷取机。(2) 薄板坯连铸连轧工艺下面以CSP

44、为例：先进行连铸，然后进入辊底式加热炉，除鳞之后可以进入精轧机，精轧机一般为六架，层流冷却之后就可以卷曲了。短流程和常规热轧最大的不同就是热历史的不同，前者从钢水冶炼到板卷成品仅为2.5h左右，而后者时间要长得多。在传统工艺中，钢坯经历冷却加热两次相变（到和到），原始的奥氏体组织有柱状晶转化为等轴的、细的、均匀的晶粒。但短流程没有这一过程，而是采用结晶器快冷而后经过二冷区缓冷，从而获得比较细小的晶粒。在加热方式上也有不同，常规热轧一般采用步进梁式加热炉，而短流程由于铸坯温度很高，头尾温度相差太大（轧制要求头尾相差正负十度）所以采用均热炉，主要是为了保持温度均匀，而不是为了加热。其次常规热轧通过

45、再结晶来细化奥氏体晶粒，但再加热前的冷却使部分合金元素随碳化物氮化物析出，再次加热只有有限的部分能溶解，损失了一部分可强化细晶的奥氏体晶粒。短流程由于采用快冷是的合金元素固溶在其中进行强化。(1）薄板坯连铸连轧的优点 工艺简化、设备减少、生产线短，从而大幅度降低了基本建设投资，使得吨钢投资下降19%34%。 生产周期短。从冶炼钢水至钢卷送到运输链，仅需约2h，从而减少了大量流动资金。 成材率提高约2%3%，能耗降低约20%，从而降低了生产成本，使吨钢成本降低。（2）薄板坯连铸连轧的不足2 短流程(薄板坯连铸连轧)的产品范围比常规的窄。CSP原料的厚度不超过100mm, 通常产品厚度最好在10m

46、m以下。而常规轧制厚度可由1.2mm至25.4mm，远远超过了短流程。 CSP生产的大部分是低附加值产品。常规轧制的连铸速度比CSP低，提高了钢水的质量，可以生产出高附加值、高尖端的产品来。 短流程的产量低于常规轧制。由于连铸速度的影响，短流程的产量一般远低于常规轧制。 短流程成本低。工艺流程紧凑、简化、投资成本低、能源消耗低。 常规热连轧带钢生产工艺，通常采用200280mm厚的厚板坯，由冷坯或热坯装入板坯加热炉中加热，由粗轧和精轧轧制后出成品。 板坯厚度200mm以上，长度一般为4.59m（亦有达到12.5m），具有一定容量的板坯库，有加热炉区（一台或多台步进式加热炉），具有粗轧区，后接精

47、轧机组及地下卷取机（一台到多台）的生产线。 连铸能力与连轧能力匹配上还不可能与常规工艺生产规模相比；在所生产的钢种上和产品质量上，还是常规略胜一筹；薄板坯连铸连轧可以覆盖大多数热轧带钢的品种范围，但是一些高性能要求和高附加值的品种还不能生产，目前的薄板坯技术可以生产约70%的传统热带可生产的钢种。生产方案的选择与设备的选择密切相关。确定生产方案时应考虑以下几点：（1）年产量的大小。产量不仅决定工艺过程的特点，同时也对设备选择、铸锭尺寸、产品规格有着直接的影响。（2）投资、建设速度、机械化和自动化程度、劳动条件、工人与管理售货员的数量以及将来的发展。根据以上分析，再结合实际，本设计采用常规热轧工

48、艺。主要原因如下：(1) 生产规模：本设计钢板带材年产量为366万吨，目前薄板坯连铸连轧生产量还难达到。(2) 产品定位：考虑到本设计车间的将来发展，以后需要生产的产品可能为轿车用板、高韧性管线钢、造船和桥梁用高强度钢等。产品品种较多，像轿车用板等表面质量要求较高。目前薄板坯连铸连轧工艺在表面质量和品种上难以满足，高质量产品生产尚处于开发实验阶段，如汽车面板、超深冲钢板和高表面要求的钢板、镀锡板的基板、高级别的高强韧管线钢、奥氏体不锈钢等。(3) 产品性能：常规热连轧所用板坯常为200300mm,而薄板坯连铸连轧一般为50100mm。轧制同样规格产品时，常规热连轧生产具有较高的压缩比，这对产品

49、性能的提高有利。鉴于以上原因，本设计采用常规热连轧工艺。3.2 主机型式的选择常规热连轧工艺根据粗轧机的布置形式，又可以分为全连轧工艺、34连轧工艺、半连轧工艺几种。本设计采用半连续式、双机架粗轧机布置方案1。（1）全连续式轧机： 指轧件自始至终没有逆向轧制道次。其粗轧机由56个机架组成，轧件沿一个方向连续轧制，每架轧制一道，采用交流电机传动。虽然全连续式布置操作简单，生产能力大，但是粗轧机架多，各机架间距离长，因而轧制线很长，厂房长度增加。同时轧制时间往往要比精轧机组的轧制时间少得多，亦即粗轧机的利用率不高。（2）半连续式轧机：指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式。粗轧机组由两架轧机组成，既生

50、产板卷，又生产中厚板。（3）3/4连续式：粗轧机组12架可逆式轧机，数量由六架缩减为四架。可逆式轧机可放在第二架，也可放在第一架。优点：兼有全连续式粗轧机的优点，克服了其缺点，与其相比有生产线短、占地少、设备少、投资省、对板坯厚度范围的适应性好等优点，且生产能力也不低，适应于多品种的热轧带钢的生产。缺点：可逆式机架的操作维修要复杂些，耗电量大。半连续式和3/4连续式一样，不仅可以充分利用粗轧机、减少设备和厂房面积，降低投资，而且可以满足年产量366万吨的生产要求。图3-1全连续式粗轧机的布置形式图3-2 3/4连续式粗轧机的布置形式半连续式粗轧机常见的几种布置形式如下：a) 由一架四辊可逆式轧

51、机组成；b) 由一架二辊可逆式和一架四辊可逆式轧机组成；c) 由二架四辊可逆式轧机组成。图3-3 半连续式粗轧机的布置形式3.3 轧机数量及相关设备的选择3.3.1粗轧机组设备选择轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备26，是代表车间生产技术水平、区别于其它车间类型的关键。因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生产具有非常重要的作用。轧钢机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，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，轧钢机选择的内容是：确定轧机的结构型式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。在选择轧钢机时，一般要注意，考虑下列原则：（1）在满足产

52、品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑；（2）有较高的生产率和设备利用系数；（3）保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；（4）有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善；（5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；（6）备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化；（7）有良好的综合经济技术指标。目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化，标准化了。为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。本设计采用半连续式工艺。粗轧机组的水平轧机为双机架，由两架四辊可逆式粗轧机组成。根据本车间生产情况及现场实

53、际状况，粗轧阶段选用两台带立辊的四辊可逆式轧机。立辊轧机的作用是轧边，限制宽展，同时破碎轧件表面的氧化铁皮。四辊可逆式粗轧机既可满足板坯精度高的要求，又可保证足够的压下量及较好的板形。刚出加热炉的板坯在粗轧机组前几个道次的轧制，因温度较高，有利于实现大的压下量，这就需要轧辊具有较大的咬入角；后几个道次的轧制，需要为精轧机输送厚度均匀的中间坯。采用双四辊可逆式粗轧机组的原因：采用二辊式的工作辊直径大，具有大的咬入角，可实现大的压下量。其配置上由于多一个机架，故要求板坯出炉温度相对较高，装备占地面积大；四辊式的工作辊直径小，有利于带坯的厚度控制，又因该配置中有支撑辊，减少了工作辊挠度,可轧制较薄的

54、、厚度均匀的中间坯传给精轧工序。两架四辊可逆式粗轧机组（半连续式粗轧机组）的优点：具有设备少,生产线短、占地面积小、投资省等特点与精轧机组的能力匹配较灵活，对多品种的生产也有利。3.3.2侧压设备的选择立辊轧机与定宽压力机比较： 边部凸出量大（俗称狗骨形），水平轧制时易产生较大的鱼尾；而侧压机边部凸出量较小，水平轧制后产生的鱼尾较小，甚至无，因此可减少切损，提高成材率。与立辊调宽相比，压力机调宽具有明显的优越性，即： 提高了热轧带钢轧机的成材率。调宽压力机有控制板坯头尾形状的功能，即使在很大的侧压下，板坯头尾变形仍然比较均匀，故头尾形状得以优化，减轻了头尾部舌头和鱼尾，降低切损。与立辊轧制调宽相比，在相同的压下量条件下，调宽压力机的切头损失大幅度减小，从而提高了成材率。 调宽能力大。现代化的调宽压力机最大侧压量可达350mm，所以只需要几种连铸板坯规格即可满足用户需求，大大减轻了连铸变宽的负担，提高了连铸机的生产率和连铸坯质量，同时也提高了板坯的热装率和热装温度。 提高了调宽效率。压缩调宽时，板坯变形可深入到板坯中部，局部变形得到缓解，狗骨形因此得到减弱，所以板坯变形均匀性得到提高，从而减少了板坯在随后平轧时的回展，可以获得很好的调宽效率。 提高了宽度精度。由于调宽时板坯宽度由压力机锤头能够得到精确控制，所以可得到比立辊轧机更高的目标宽度精度。综合以上原因，此车间选用定宽压力机