年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计

1、本科毕业设计题目：年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计摘 要本说明书描述的是年产量 400 万吨的高精度热连轧轧板带车间设计。指定产品为深冲用热轧板带钢，规格是 5.0*1250*L。本设计首先介绍了热连轧带钢生产技术的现状和深冲用热轧卷的工艺标准、用途等。设计以提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、提高产品质量及综合经济效益为设计原则。利用现有技术资料，确定了车间工艺设计的产品方案、工艺流程和计算机控制系统，并对主要设备进行选型。利用相关数学模型对指定产品进行工艺设计，设计内容包括原料选择、变形制度、速度制度、温度制度及辊型制度的确定。根据设计结果，编制轧制图表，计算生产能力，并对轧

2、辊强度进行验算以及电机能力校核。计算结果表明，整个车间生产流畅、指定产品工艺计算结果及所有设备强度性能符合要求，实际产量的核算满足设计产量的要求。关键词： 热连轧带钢； 车间工艺设计； 工艺计算； 强度校核Abstract This is a graduation design specification about hot continual rolling of the sheet and strip steels whose production is 4 million tonsper year . The designated products is deep drawing hot

3、 rolling plate and strip steel，its specification is 5.0*1250*L. This design first introduced the hot strip production technology status and the hot rolled deep drawing process standards, Designed to improve productivity and reduce production costs, reduce labor intensity and improve product quality

4、and overall economic efficiency of the design principles.Use of existing technical information, the workshop process to determine the product design program, process and computer control systems, and major equipment selection.Use of mathematical models related to the specified product process design

5、, design elements including material selection, deformation system, speed system, temperature system and roller-type system to determine.According to the design results, the preparation of rolling charts, computing capacity, and roll intensity of motor ability of checking and checking.The results sh

6、ow that the workshop production of smooth, calculated and specified product technology strength properties of all equipment to meet the requirements, the actual output of the accounting output to meet the design requirements。Key words: hot continual rolling strip，workshop process design，process calc

7、ulation， strength check目 录1 前言.11.1 热轧板带钢的主要生产方式 .11.1.1 行星轧机 .11.1.2 叠轧 .11.1.3 炉卷轧机 .21.1.4 热连轧 .21.1.5 薄板坯连铸连轧 .21.2 指定产品 .31.2.1 同类产品.31.2.2 产品标准 .31.2.3 用途 .42 产品方案的确定.5 2.1 原料来源 .5 2.2 主要成品规格 .52.3 板坯尺寸和技术条件 .52.3.1 板坯尺寸 .52.3.2 板坯技术条件 .52.4 钢种、钢号以及相应标准 .62.5 产量及金属平衡 .62.5.1 金属平衡表 .62.5.2 板坯需求

8、量 .63 轧机的组成和布置.73.1 确定轧机组成的原则 .73.2 车间布置形式 .73.3 加热炉的选择 .73.4 粗轧机布置 .83.4.1 半连续式 .93.4.2 全连续式 .93.4.3 3/4 连续式.103.5 精轧机布置 .103.6 整个车间轧制线简图 .104 工艺过程的描述.124.1 板坯管理及准备 .124.1.1 板坯储存 .124.1.2 轧制计划和初始数据的输入 .124.2 板坯上料与加热 .124.3 粗轧机轧制过程 .134.4 精轧机轧制工艺过程 .144.5 带钢冷却及卷取 .154.5.1 前段冷却 .154.5.2 后段冷却 .154.5.3

9、 卷取过程 .154.6 计算机控制概况 .164.6.1 加热炉 .164.6.2 粗轧机 .164.6.3 精轧机 .164.6.4 输出辊道及卷取机 .175 设备的选择.185.1 加热炉 .185.1.1 加热炉输入设备 .185.1.2 加热炉参数 .185.2 粗轧设备 .195.2.1 辊道 .195.2.2 轧机 .195.2.3 轧机装置 .205.3 精轧设备 .205.3.1 辊道 .205.3.2 测量辊 .205.3.3 切头飞剪 .205.3.4 破鳞机 .215.3.5 精轧机 .215.3.6 轧机换辊装置 .225.3.7 轧辊挠度控制（弯辊）装置 .225

10、.3.8 活套支持器 .225.4 冷却除鳞系统 .225.4.1 粗轧除鳞喷水系统 .225.4.2 精轧除鳞喷水系统 .225.4.3 轧辊冷却系统 .235.5 精轧机输出辊道冷却系统 .235.5.1 上部冷却喷嘴 .235.5.2 下部冷却喷嘴 .235.5.3 侧喷嘴 .235.6 轧制线上主要设备技术规格 .235.7 地下卷取机 .245.7.1 地下卷取机夹送辊 .245.7.2 地下卷取机 .245.7.3 卸卷小车 .255.7.4 翻卷机 .255.7.5 带卷移送车 .255.7.6 带卷升降机 .255.7.7 带卷打捆机 .256 指定产品的工艺计算.266.1

11、指定产品的技术条件 .266.2 温度制度的确定 .266.2.1 卷取温度终轧温度的确定 .266.2.2 精轧入口温度的确定 .266.2.3 粗轧出口温度的确定 .266.2.4 出炉标准温度的确定 .266.3 粗轧压下制度的设定 .266.3.1 平辊压下制度 .276.3.2 立辊侧压量的设定 .286.3.3 压下规程的设定 .306.4 粗轧机组速度制度的确定 .316.4.1 R2 各道次速度的制定.316.4.2 绘制速度图和轧制图表 .346.4.3 功率校核 .366.5 精轧机组轧制工艺的设定 .366.5.1 轧制功耗的确定 .366.5.2 各机架速度的确定 .3

12、76.5.3 绘制精轧速度图 .416.5.4 绘制精轧速度锥 .426.6 校核功率 .436.6.1 精轧机各机架单位能耗的计算 .436.6.2 各机架所需功率的计算 .436.6.3 功率检查 .447 车间产量的计算.457.1 加热炉小时产量 .457.1.1 在炉时间 .457.1.2 出钢节奏时间 .457.1.3 单座炉生产理论小时产量 .457.1.4 单座炉生产实际小时产量 .457.2 轧机小时产量 .457.2.1 粗轧机 R2 的小时产量 .457.2.2 精轧机小时产量 .467.3 平均小时产量 .467.3.1 产品品种及各自的小时产量 .467.3.2 平均

13、小时产量的计算 .477.4 年产量的计算 .478 主要设备强度及功率校核.488.1 轧制压力 .488.1.1 平均变形抗力的计算 .488.1.2 用迭代法求 R，.508.2 轧辊强度的计算 .518.2.1 强度校核原则 .518.2.2 工作辊强度的校核 .518.2.3 支撑辊强度校核 .548.3 机架强度校核 .558.3.1 机架尺寸 .558.3.2 计算断面静矩，形心，惯性矩及抗弯系数 .568.4 电机能力校核 .598.4.1 精轧节奏时间 .598.4.2 按能耗曲线确定轧制功率 .599 车间主要经济技术指标及平面布置.609.1 车间主要经济技术指 .60

14、9.2 车间工艺平面布置 .609.2.1 1#加热炉与 VSB 大立辊之间的距离 .609.2.2 粗轧机组各架间距 .609.2.3 中间辊道的长度 .619.2.4 CSF1 的距离.619.2.5 精轧机组各机架的间距 .619.2.6 F7 到卷取机的距离.619.3 厂房建筑面积 .61致 谢.62参考文献 .631 前言热轧板带钢产量在工业发达国家约占轧钢钢材总产量的 60%。热轧板带钢广泛用于船舶、锅炉、容器、汽车、航空、铁路车辆、桥梁、机械制造、建筑材料、军事等方面，还用作冷轧板带、焊接钢管、冷弯型钢的原料。热轧板带钢的生产，从板坯装炉加热、粗轧、精轧、带钢冷却、卷取成卷直至

15、钢卷从轧制线输出，全部在连续生产线上进行。钢卷收集在中间仓库堆存冷却。供冷轧用钢卷，一般是采用地下钢卷运输链直接由轧制线输送到冷轧车间。一部分钢卷可在热轧车间剪成钢板、或纵切成窄钢卷或分卷或平整分卷为重量较轻的钢卷。1.1 热轧板带钢的主要生产方式1.1.1 行星轧机由一个或两个支持辊和围绕支持辊四周的许多行星辊（工作轧辊）组成的轧机。支持辊为传动辊，按轧机方向旋转，行星辊除按反轧制方向“自转”外，还围绕支持辊的转动方向“公转”。行星辊在轧制时无咬入能力，坯料须藉送料机推力送入，所以行星轧机机组包括送料机。行星辊相继通过坯料变形区，似轧似锻周期性地压缩坯料。虽然每个行星辊压下量很小，但每秒内通

16、过变形区的行星辊多达 100 对,所以轧制一道的压下率可达到 90%以上。由于工作轧辊辊径很小，所以轧制压力低于同样压下率的其他轧机。由于轧辊多次压下累积的结果，带材上出现波纹，需在平整机上平整消除，所以行星轧机机组包括平整机。 1.1.2 叠轧将几层钢板叠在一起,用二辊轧机热轧成薄于 2mm 的薄板的工艺。18 世纪初，西欧就开始用热叠轧法轧制小块薄钢板。直到 20 世纪初，大部热轧薄钢板都用此法轧制。有粗轧和精轧两工序,最初在单架二辊机上进行,以后分别在两架轧机上进行。也有用一架三辊劳特式轧机进行粗轧，产品供给两架二辊轧机精轧。叠轧法可生产厚0.282.0mm，宽 7501000mm，长三

17、辊式行星轧机和专门生产小钢坯的万能式行星轧机，并同焊管机组和连铸机配合成联 15002000mm 的热轧薄钢板，也可生产厚 24mm热轧钢板。产品主要有屋面板、酸洗板、镀锌板、搪瓷用钢板、油桶用薄板和硅钢片；此法也可生产不锈耐酸钢板和耐热钢板等。 叠轧薄板生产规模小，投资少，建设快；轧机的结构简单，为下辊单辊传动，不用齿轮机座。但缺点很多，高温叠轧容易产生叠层间粘结，废品量大；轧速低，热轧件薄而冷却快，又不能对轧辊进行冷却；采用温度在 400500的热辊轧制，使生产难于准确控制，轧辊消耗量也很大；轧辊轴承需用沥青润滑，油烟很大，污染环境。此外，劳动生产率低，劳动强度高，操作条件恶劣；金属切损和

18、烧损高，产品质量和尺寸精度低。一些工业发达国家已不再采用此法。1.1.3 炉卷轧机炉卷轧机技术，代表了当前炉卷轧机的最高新水平。其在轧机产品中具有多重优点为一方面可以满足中厚板轧制到带钢钢卷轧制的厚度变化，另一方面又能满足不同材料的轧制需求，如低碳钢、高强度钢、不锈钢板等。是一种产品规格变化灵活、适应性广的产品。通过多年实践经验的积累，北京蒂本斯可为客户提供成熟可靠的炉卷轧机，该产品在生产工艺、机械设计、液压系统、电气和自动化系统设计和制造方面，都达到了世界一流的水平。1.1.4 热连轧 用连铸板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控

19、制轧制，终轧后即经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。20 世纪 60 年代以来由于可控硅供电电气传动及计算机自动控制等新技术的发展，液压传动、升速轧制、层流冷却等新技术的发展，热连轧发展更为迅速。现代热连轧发展趋势和特点是为(1)为了提高产量而不断提高速度，加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧辊尺寸、采用快速换辊机换剪刃装置等，使轧制速度普遍超过 1520m/s，甚至高达 30 m/s 以上，卷重达 45t 以上，产品厚度扩大到 0.825mm，年产可达 300600 万吨。但到最近，大厂追求产量的势头已见停滞，而转向节约能耗和提高质量方向发展。 （2）当前降低成本，

20、提经济效益，节约能耗，提高成材率成为关键问题，为此而迅速发展开发了一系列新工艺新技术。突出的是普遍采用连铸坯及热装和直接轧制工艺、无头轧制工艺、低温加热轧制、热卷取箱和热轧工艺润滑及车间布置革新等。 （3）为了提高质量而采用高度自动化和全面计算机控制，采用各种 AGC 系统和液压控制技术，开发各种控制板形的新技术和信轧机，利用升速轧制和层流冷却以控制钢板温度与性能。使厚度精度由过去人工控制的0.2mm 提高到 0.05mm，终轧和卷取温度控制在15以内。在工业发达国家中，热连轧带钢已占板带钢总量的 80%左右，占钢材总产量的 50%以上，因而在现代轧钢生产中占着统治。1.1.5 薄板坯连铸连轧

21、 SMS 公司的薄板坯连铸连轧工艺中，出连铸机的薄板坯厚度一般在 50mm 以上，这样厚的板坯不仅要增加精轧的压缩率和精轧机设备，而且由于难以热卷取而只能放长条输送保温，大大增加了输送保温的设备和操作困难，并且使板坯氧化皮损失和散热损失成倍增长。因此，从连铸连轧工艺要求出连铸机的薄板坯厚度还应继续减小，最好小到 1020mm，则一出连铸机便可进行热卷取(见带卷箱保温)，然后成卷保温输送至精轧机组轧制成材，这样其经济效益将更为显著。为此，MDH 公司开发的薄板坯连续铸轧技术可以铸轧出厚度在 15mm 以下的适于热卷取的板卷。该项技术的主要特点不仅在于采用直弧式结晶器，还在于连铸的同时可进行连续铸

22、轧减薄。该公司于 1987 年 9月在杜伊斯堡-胡金根的曼内斯曼钢厂经改造后的超低压头板坯连铸机上试验该项技术成功后，连续铸轧出了各类钢种、不同规格的薄板坯。试验生产结果表明，此项薄板坯连铸技术与最佳轧制工艺相配合，不但降低了投资与生产成本，而且使产品质量性能也大为改善，并可由连铸机直接生产合格的成品厚板。1.2 指定产品1.2.1 同类产品本次毕业设计的指定产品是深冲用热轧板带钢，产品尺寸是 5.01250L，牌号是 WY08AlA,这是属于低碳铝镇静钢冷轧薄板，是汽车制造业的主要材料，同类的产品有武钢的 WY08Al、鞍钢的 08Al 和 K08Al 等薄板，在国内应用非常广泛。1.2.2

23、 产品标准 该产品的标准使武标（热）1-78 和 GB5213-85，其中武钢的具体标准见表 1.1。表 1.1 指定产品的执行标准牌号WY08A1A产品标准 GB5213-85、武技规（热）1-78规格（mm）1.56.0*6501550*C同坯温差()水管黑印()加热加热温度() 120030加热质量5035R2 入口侧R2 出口侧VSBR1奇道次偶道次奇道次偶道次R3R41#2#3#粗轧除鳞ONONONOFFOFFONONON精轧除鳞ONONON温度()FT7:86030 CT:57030（08A1） 55030 (08A1A)冷却方式后段冷却轧制及卷取厚度控制在轧制时，两台 X-测厚仪

24、同时在线工作，如果两台测厚仪之间的误差大于0.06mm 时应及时处理宽度(mm)凸度(mm)12000.08精整凸度楔形（mm）0.0712000.10浪高(mm)401.2.3 用途该产品的用途主要是用于制造汽车板、家电和建筑行业。2 产品方案的确定2.1 原料来源本设计所有产品的原料均采用连铸坯，并且以热装热送的方式将连铸坯送到车间的坯料库。在热状态下，合格的连铸坯经过描号后用吊车吊上保温车，每个保温车有一个保温罩，以保持坯料的温度。流程图如下为 连铸坯 热送 板坯库存 热装 轧制 冷送 冷 装 图 2.1 轧制流程图2.2 主要成品规格 (1) 热轧带卷为厚度为 1.212.7mm；宽度

25、为 5001550mm；内径为 760mm；外径为 10002000mm；重量为最大 30000kg；单位宽度重量为 19.6kg/mm。(2) 成品板材为厚度为 1.212.7mm；宽度为 6201550mm；长度为200012000mm；包装重量为最大 10000kg。2.3 板坯尺寸和技术条件2.3.1 板坯尺寸本设计所需板坯的主要技术指标见下表 2.1。表 2.1 板坯的主要技术指标规格坯型材质厚度(mm)170、210、250连铸坯宽度(mm)7001600（50 近级）连铸坯长度(mm)40004800/800010000单倍尺/双倍尺尺寸(mm)210*1350*9500标准板坯

26、低合金钢2.3.2 板坯技术条件普通碳素钢和低合金钢(1) 尺寸及重量公差为厚度为5mm；宽度为5mm；长度为30mm；弯曲度为长坯 50mm 以下，短坯 25mm 以下；重量为100kg。(2) 表面质量为板坯表面全部要经过火焰清理，之后进行检查并且要人工补充清理所有缺陷。(3) 标号为板坯的一个断面及该段上表面标记板坯号码，包括为厂名、炉号、年号、熔炼号、罐号、连铸坯区别号、顺序号、切断号。2.4 钢种、钢号以及相应标准表 2.2 钢种、钢号及相应标准钢种钢号技术标准屈服应力b优质碳素钢（沸）08FGB710-88优质碳素钢（镇）08、08AIGB711-88普碳钢（沸）Q195FGB91

27、2-89普碳钢（镇）Q195GB3274-88375N/ mm2优质碳钢（镇）10、15、20GB710-88 GB711-88普碳钢（镇）Q195、Q215、Q235GB912-89普碳钢（沸）Q195F、Q215F、Q235FGB3274-88375512N/ mm216MnGB912-89普通低合金钢Q245GB3274-88汽车大梁钢T52L、T52武标（热）2-87512641N/ mm2本设计中产品的厚度范围是 2.012.7mm。2.5 产量及金属平衡2.5.1 金属平衡表表 2.3 金属平衡表序号机组名称板坯成品率热轧钢卷成品11700 热轧带钢轧机40464359753925

28、04121、2 号横剪机组93080503774868433 号横剪机组9305622655229064平整分卷机组9807978877819295纵剪机组92026464724347561700 冷连轧机16153351615337合计4046435392504139023312.5.2 板坯需求量年需板坯量为 4046435 吨。3 轧机的组成和布置3.1 确定轧机组成的原则轧机的选择主要的依据是生产的钢材品种、生产的规模的大小以及由此确定的工艺过程。在本设计中，轧机的选择主要是确定轧机的结构形式、主要参数以及它们的布置形式。选择轧机时一般要考虑以下原则为(1) 在满足产品方案的前提下，使

29、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) 有利于机械化、自动化的实现，有助于工人劳动条件的改善；(4) 保证获得高质量的产品；(5) 轧机结构形式先进合理、制造容易、操作简单、维修方便；(6) 各种备件更换容易，易于实现标准化；(7) 有良好的技术经济条件。3.2 车间布置形式轧钢车间布置形式可以分为以下几种为顺列式、往复并列式以及分列式。其中顺列布置形式的特点是运输线路短，布置紧凑，仓库可以共用，节约厂房面积，并且有利于今后的发展。当厂房长度受到限制而成品车间又少时，则采用往复并列式布置。至于分列式布置形式往往是车间改造后被迫形成的，一般不采用这种布置形式。所以，

30、本设计的车间布置形式采用顺列式车间布置。3.3 加热炉的选择在选定轧机的形式为高产热连轧带钢轧机后，就要选择与其配备的加热炉了。现在的加热炉主要有以下两种为步进式加热炉和推钢式加热炉。它们各有优缺点，见下表 3.1。表 3.1 步进式加热炉和推钢加热炉的比较项目步进式加热炉推钢式加热炉加热方式上下加热上部加热加热质量用步进梁托送，活动量和固定量交替接触钢坯，黑印大大减少，加热质量好用推钢机顶推，钢坯沿炉底轨道滑动，钢坯与轨道接触处黑印十分严重加热条件板坯多面加热，缩短了加热时间板坯单面加热钢坯尺寸用于加热大型板坯、方坯，由于固定梁的限制，不适用于加热短坯适用于加热各种坯料单位燃料消耗高低冷却水

31、量多少炉内钢坯变形情况厚度小的钢坯容易弯曲钢坯不容易弯曲炉子基础深度深浅环保节能好差从上表可以看出，选择步进梁式加热炉无论从产量考虑还是从环保节能方面考虑，都优于推钢式加热炉。所以，本设计加热炉采用步进梁式加热炉。加热炉各供热段使用的燃料及供热能力见表 3.2。表 3.2 加热炉各供热段使用的燃料及供热能力段供热型式燃料数量热量（千卡/小时）总热（千卡/小时）1234561轴向供热重油636041021604102侧向供热重油648041028804103轴向供热重油630041018004104侧向供热重油830041024004105轴向供热重油621541012904106侧向供热重油8

32、21541017204107炉顶供热（3 号炉为反向供热）混合煤气（重油混合煤气）24（7）45410（150）410108041010504108侧向供热重油、混合煤气8180410（215）41014404101720410总计147740410150204103.4 粗轧机布置根据提高产量和板卷重量大型化的要求，轧机的布置由初始的半连续式一度变化为大型全连续式。然而由于节约设备给用、节约能耗等方面的需要，现在使用的最为广泛的还是结合两者之长的 3/4 连续式。但是，本设计在选择轧机的布置形式时还需综合考虑各种布置形式的优缺点。3.4.1 半连续式（a）（b）图 3.1 半连续式粗轧机布置

33、半连续式有两种布置形式：图 3.1（a）中粗轧机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，主要用于生产成卷带钢。由于二辊轧机破鳞效果差，故现在已很少采用。图 3.1（b）中粗轧机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，又生产中厚板。轧机布置虽然设备少，投资节省，产品范围广，但是产量小，不适于大规模的生产。3.4.2 全连续式图 3.2 全连续式粗轧机布置全连续式轧机粗轧机由 56 个机架组成，如图 3.2（a）所示，每架轧制一道，全部为不可逆式，大多采用交流电机传动。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

34、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。为了减少粗轧机架，有的连续式轧机第一架或第二架设计成下辊可以利用斜契自由升降，借以实现空载返回再轧一道，以减少轧机的数目，可称为空载返回连续式轧机，如图 3.2（b）所示。对一般连续轧机，空载返回再轧的操做方法只是当其它粗轧机发生故障或损坏时才用。全连续式轧机的粗轧机每架只轧一道，轧制时间往往要比精轧机组的时间少得多，亦即粗轧机的利用率并不很高，或者说粗轧机生产能力与精轧机不相平衡。这种轧机布置形式虽然产量大，但是粗轧机架数目比较多，投资大，而且厂房面积大，轧制线很长，坯料头尾温差很大。3.4.3 3/4 连续式图 3.3 3/4 连

35、续式粗轧机布置3/4 连续式轧机更加充分的利用了粗轧机的生产能力，减少了设备和厂房面积，生产灵活性也要大些，但可逆式轧机的操作维修要复杂些，耗电量也要大些，总的说来可节约 5%6%的投资。对大多数产品，3/4 连轧机已完全能满足精轧的要求了。这种轧机布置形式的特点是，轧制线短，将第三、第四机架连轧设计后，还可以进一步缩短轧制线的长度，从而最低限度地减少轧件的温降，降低头尾温差。一般而言，对于300 万吨左右的带钢厂，采用 3/4 连续式轧机较为合适。所以，本设计轧机的布置形式采用 3/4 连续式。3.5 精轧机布置考虑到产量的要求以及厂房面积和温度控制要求，本设计精轧机采用升速连轧式。布置图如

36、下图 3.4 所示。图 3.4 精轧机布置3.6 整个车间轧制线简图从前面的分析可以得出整个车间轧制线简图如图 3.5 所示为 3 2 1 4 4VSBR1 E2R2E3R3E4R4 CSF1F7 1#- 3#图 3.5 车间轧制线图中，由于中间辊道和冷却辊道很长，所以用虚线表示。4 工艺过程的描述热轧带钢的基本生产工艺过程如下为图 4.1 热轧带钢生产工艺过程4.1 板坯管理及准备4.1.1 板坯储存经过火焰清理后的合格板坯，由连铸厂用火车运来。在每块板坯的端面标有号码，板坯用 90 吨大吊车从火车上卸下，堆放在板坯仓库待轧。对板坯在板坯库的堆放位置要进行记录，以便于轧制时索取板坯。4.1.

37、2 轧制计划和初始数据的输入上工序送来的板坯入库时编写制作票。再根据用户和精轧工序的要求填写定货单。然后根据制作票和定货单编制生产计划表。然后按照轧制技术操作规程编制出轧制单位表。一个轧制单位表是指两次换辊之间的轧制计划表，即要编出适应于精轧机工作辊型轧出最佳产品的计划。轧制明细表的编制是根据轧制单位表内每一批量中每一个钢卷号的成品规格、钢卷尺寸，下一工序以及钢卷号相对应的板坯号、板坯尺寸、重量、化学成分等。再根据技术操作规程查出尺寸公差，精轧和卷取温度要求等等经过检验无误后输入计算机。4.2 板坯上料与加热轧制单位表送板坯库管理室，以便板坯库把当天要轧制的板坯，按轧制顺序吊过过跨，堆放在上料

38、辊道附近。板坯上料是根据轧制明细表中所规定的顺序，吊在上料辊道上。在板坯上料小室前停下来，由磅秤称重。板坯在上料小室前要停下来由核对人员核对板坯号。然后板坯在由辊道送到相应的加热炉前。板坯吊运到上料辊道上 CPU即对板坯进行跟踪。并由冷金属检测器检测板坯在辊道上的位置。板坯推入加热炉时，推钢机的行程根据前一块板坯在炉位置即宽度，和即将推入的板坯宽度保持 50 毫米的间距。由计算机控制将板坯推入炉内。板坯在加热炉内由步进梁一步一步移向出料端，步进梁正常向前的行程为 600 毫米。板坯出料机的行程根据板坯宽度由计算机设定和输出。当步进梁处于下限位置，出料机处于后退极限位置时，启动出料机进入炉内托出

39、板坯并放在出炉辊道中心线上。板坯出料后即向前送到粗轧机组进行轧制。4.3 粗轧机轧制过程从出炉辊道到卷取机和整个轧制线布置有 41 套热金属检测器（HMD） ，用以跟踪轧件以使计算机根据 HMD 检测到的板坯，带坯或带钢位置，对于轧制线上的相应设备进行设定和控制。粗轧机组的设定项目有为侧导板、立辊的开口度、压下位置（辊缝） 、R1、R2 轧机轧制速度、立辊和辊道的速度，除鳞喷嘴以及粗轧出口的检测仪表的标准值。粗轧的另一个主要任务是按照精轧要求的宽度，轧出和控制准确的宽度。为此，对 VSB、E2、E3、E4 各立辊轧机要根据精轧机要求的宽度，板坯宽度和轧制时的宽展量来分配侧压量和计算各立辊的开口

40、度。板坯出炉后，送入大立辊轧机（VSB）,板坯通过大立辊时给予一定的侧压，一方面是减缩板坯宽度，另一方面是挤碎初生氧化铁皮，在大立辊后设有高压水除鳞喷咀，上下各一根集管用 150 公斤/平方厘米的高压水破除氧化铁皮。板坯在进入 R1 二辊不可逆轧机前又经高压水喷除一次氧化铁皮。在 R1 轧机上仅轧制一道次便送往 R2 四辊可逆轧机继续轧制。在 R2 轧制线上根据板宽不同轧制 3-5 道次。R2 可逆式轧机因为轧制道次有可以选择的幅度，为了留有轧制多品种的可能，因而设有半自动台一套，即由操作人员设定 R2 轧机各道次的工艺参数，然后输入给NO1.DDC 来执行控制。R2 因系可逆轧机在往返轧制时

41、，轧机的正反转咬钢速度取 100米/分左右。R2 轧机往返轧制时，奇数道次 E2 立辊给侧压及入口侧导板靠近，入口侧高压水喷嘴喷水除鳞。偶数道次时 R2 后面侧导板靠近，前面的侧导板打开，E2 立辊不给侧压。R2 轧机正反转和高压水喷嘴的给定是由入口侧的 HMD33 即出口侧的 HMD40 发出启动信息。由于 R2 轧机前后工作环境差有水雾干扰，因而采用 -线检测器。轧件继续进入 R3、R4 四辊轧机进行轧制，R3、R4 轧机采用串联布置,相距 9.8m，轧制时形成连轧，从而可以缩减轧制线长度和减小温降差。R4 轧机采用交流同期机传动，而 R3 轧机采用直流传动真速度是不变的。R3 轧机的速度

42、设定是根据 R4 轧机速度和秒流量相等的关系计算，并经过适当的修正。R3、R4 轧机前均设有高压水除鳞喷嘴，根据计算机的设定进行除鳞喷嘴，一般地对厚度在 2.5mm 以上的产品，R4、R3 前高压水均使用。在靠近 R4 粗轧机的出口侧的中间辊道上，设有 -线测厚仪、光电测宽仪(不设光源的)，用以检测带坯的厚度和宽度。实测厚度要输入给计算机，用来作设定精轧机穿带速度时作前馈和设定各架的出口厚度之用。在 R4 出口侧的中间辊道上设置光学高温计(RT4)，用以检测粗轧机出口温度作为精轧机设定的一项重要参数。在中间辊道前进方向的左侧设有废品推出机，右侧设有固定台架。推出机分三组，每组四根推杆最外侧两根

43、推杆间距 85 米，台架长度为 94.6 米。用以处理轧废带坯。4.4 精轧机轧制工艺过程中间辊道分四段来控制，轧件从机架轧出以 300 米/分的速度前进。但是到精轧机前飞剪切头时速度要将到 120 米/分以下。如轧件较长时带尾离开后即立即开始减速，当尾端离开一段辊道时，该段辊道速度又回到 300 米/分。带坯前进到 HMD55 时测速辊下降到 HMD60 速度下降到飞剪切头速度。所有的带坯进精轧机前均需切除不规则和低温的头部。首先由测速辊检测出带坯速度，带坯头部到达 HMD61 时起动飞剪自动切除头部，HMD61 为 -线检测器，此后带坯速度要进一步降低到 F1 精轧机咬入速度。带坯的尾部按

44、规定成品带钢在 2.4 毫米以上、宽度在 1000 毫米以上时不切除尾部，即在此宽度以下规格要进行切尾。切尾时带钢速度由破鳞箱第二夹送辊上辊来检测，仍由剪前 HMD61 启动飞剪。飞剪切头时，其速度要稍高于带坯速度，切尾时飞剪的速度比带坯速度稍低一点，避免切头切尾搭在带钢上。切头切尾长度由人工选择，一般在 500 毫米以内。切头切尾经飞剪下面斜槽落入到切头箱中。切头箱载于小车上，箱子装满后小车移动一次，将空箱移到接受切头位置。切头箱用吊车吊出坑将切头倒在汽车中运出。切头后轧件给破鳞箱（两对高压水集管）用高压水去除在中间辊道上形成的二次氧化铁皮，连同在 F1 机架前和 F2 机架前的高压水喷嘴的

45、选择要依成品带钢厚度，由计算机（NO2DDC）选择，因为不仅要清除氧化铁皮，还可以调节终轧温度。在 F2-F3、F3-F4、F4-F5、F5-F6、F6-F7 机架之间设有冷却带钢的喷嘴集管，水压为 23 公斤/平方厘米。机架间喷水是为调节精轧温度，其选择也是依成品带钢厚度及终轧温度，由 NO2DDC 计算机控制喷水量。当带坯的前端到达后面的温度计（RT4）以后约 2 秒钟，进行第一次精轧机组的各项设定，带坯到达 HMD54 时，计算机将根据带皮实际传送的时间，相应的修改各设定参数，及进行第二次设定。当 F1 和 F2 轧机咬入带钢后，根据实测的轧制压力和压下位置，与设定值比较，还要与 F3-

46、F7 机架进行第三次设定。带钢在咬入精轧机机架后，其相应的厚度自动控制（AGC）投入工作，在机架上除设电动压下式 AGC 之外，尚设有液压 AGC，在带钢咬入 F7 机架前有操作人员选择使用电动 AGC 还是液压 AGC。当带钢咬入两个机架以后，由后一机架的负荷继电器启动前面的活套支撑器。精轧机组采用升速轧制，穿带时 F7 机架最大速度 600 米/分。为了能达到精轧机出口温度的均匀一致。并考虑穿带时在输出辊道上输出的稳定性，采用两段加速度。在精轧机出口端由于布置有测厚仪、测宽仪等设备。所设计的精轧速度调节系统，是采用 F7 机架为基本机架。精轧机的七架轧机上均设有工作辊的正负弯辊装置。正弯辊

47、使用的液压缸设在牌坊窗口的凸台上。在支撑辊轴承座内有用于负弯辊的液压缸，由操作人员根据板型控制。4.5 带钢冷却及卷取从精轧机轧出的带钢要求在输出辊道上冷却到卷取温度，为此采用了高效率的层流冷却系统，上部为 120 根冷却水集管，下部为 240 根集管，上部每两根下部每四根集管组成 60 个冷却控制段，分布在 104 米的输出辊道上。冷却方式分为前段冷却和后段冷却。4.5.1 前段冷却用于厚度在 1.6 毫米以上的普碳钢带，上下部对称喷水。其控制方式分为预测控制（NFF） ，补偿控制（NFFT） ，及反馈控制（NFB） 。作为控制主体的预测控制是按计算机设定的精轧机出口目标温度（预测值） ，带

48、钢的厚度及速度，计算出的喷水量（集管数） 。在带钢未到达前接通冷却水。补偿控制是在带钢出精轧机以后，计算机根据精轧机出口温度计（FT）检测到的实际温度，在接通一部分喷水集管。反馈控制是根据在进卷取机前测的得实际温度与目标温度的差值而输出的喷水量。预测控制的喷水集管数从精轧机侧向前进方向增加，而补偿控制及反馈控制的集管数是从卷取机侧向方向增加或减少。4.5.2 后段冷却用于厚度在 1.6 毫米以下的普碳钢带，其喷水方式是仅仅上部喷水。并且把NFF，NFFT 及 NFB 作为一个整体，从卷取机侧向方向增加喷水集管。带钢头部、尾部不喷水。用于硬质带钢和 8 毫米以上带钢。即在头部 10 米，尾部 1

49、0 米不喷水。有仅头部不喷水，仅尾部不喷水和头尾均不喷水三种情况。4.5.3 卷取过程经过冷却后的带钢送往三个助卷辊式的地下卷取机上卷成钢卷。三台卷取机轮流工作，结构完全一样。在卷取机咬入带钢时，夹送辊，助卷辊，卷筒这三者的速度要设定的合适，另一个方面是夹送辊，助卷辊的辊缝要给定的适当。为调整辊缝在夹送辊和助卷辊上均设有直流电机驱动的蜗杆千斤顶的调整装置。计算机要按成品带钢厚度设定卷取时的带钢张力，同时还要计算出弯曲带钢时及卷筒加速度的转速电流，并输出给传动系统。带钢被卷取咬入并卷取 23 圈后，助卷辊用气缸打开。此后，卷筒夹送辊输出辊道与精轧机一起按设定加速度开始升速轧制。带钢尾部一出 F5

50、 机架后。输出辊道按设定的滞后率将速，这时卷取带钢的张力由输出辊道，夹送辊和卷筒之间来形成。4.6 计算机控制概况热轧带钢轧机的整个轧制工艺过程，即从板坯上料辊道、装炉、加热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、卸卷直到钢卷运输转向链为止的全部工艺流程由计算机控制。4.6.14.6.1 加热炉加热炉加热炉设定项目为（1） 装入辊道（组辊道） 。（2） 推钢机为板坯装炉时的推钢机行程设定。（3） 加热炉燃烧控制。（4） 加热炉步进梁上下时间比控制。（5） 出钢行程设定。4.6.2 粗轧机(1) 压下位置为即 R1，R2，R3 的压下位置，R2 轧制道次以及各道次的压下位置。(2) 辊开口度为 VSB，E

51、3，E4 的开口度，E2 奇数道次的开口度。(3) 侧导板位置为 VSB，R1，R3，R4 入口侧导板位置，前后侧导板位置。(4) 轧机转速为 R2 咬入及抛钢速度，R2 及 R3 轧制速度，R2 的轧制时间和反转时间的设定。(5) 立辊和辊道速度为从下列各设备向入口侧设备（立辊、辊道）进行压下补偿，即由 VSB，R1，R2，E3，R3，E4，R4。(6) 高压水除鳞喷嘴为 R2 的前后侧，R3，R4 的入口侧。(7) 粗轧出口侧检测仪表为测厚仪，测宽仪的标准值。4.6.3 精轧机(1) 计算机对精轧机各设备的设定项目a F 组辊道（中间辊道） 、精轧机喂料辊（F1 前）入口侧压下补偿设定，使

52、与 F1机架轧辊回转同步。b 切头飞剪为入口侧导板开度，飞剪剪切方式（全部带坯均切头，切尾是根据规格而定） 。c 高压水除鳞装置和机架间喷水制度设定。d F1F7 精轧机入口侧导板开口度设定。e 压下装置设定，即穿带时各机架的压下位置。f 控制装置。g 穿带时主变阻器（MRH）位置设定。h 各机架轧制力预测及压下位置设定。i 活套支撑器。上述各段的速度，可用一速度曲线表示，即精轧机的速度变化曲线一般形式如下为 (B)(A)(C)(E)(F)(D)F1(on) F7 F7+50m F1-F3(off) F7(off)图 4.2 精轧机速度变化曲线(2) 精轧机出口温度控制a 带钢到达精轧机出口温

53、度以后，直到其头部在卷取机上卷上为止，每 50 毫米测一次出口温度，当符合公差范围时输出第一加速度 1，超过公差上限时 1=0，超过下限时输出 n1（n=1.52.0） 。b 钢到达卷取机后，到最高速度前或带钢离开 F1 机架时为止，每 50 秒测一次出口温度，如在公差内输出第二加速度 2超出上限时 2=0，超出下限时输出n2（n=2-3） 。(3) 穿带前馈控制轧件咬入第 1，2 精轧机架时，分别读入压下位置和轧制力的实际值，与其设定值比较。符合规定条件时，轧件进入第 3 机架前，对 F3F7 机架的压下位置进行修正控制。4.6.4 输出辊道及卷取机输出辊道主要为超前率和滞后率设定，卷取机设

54、定项目有为夹送辊，助卷辊开口度；夹送辊助卷辊，卷筒超前率；卷筒的张力转矩、弯曲转矩，加速转矩；卸载小车提升量。5 设备的选择本设计主要工艺操作设备由四段式加热炉四座、3/4 连续式热轧带钢轧机一套（包括大立辊轧机一套） 、粗轧机四架、切头飞剪一套、精轧机七架和地下卷取机三台） 、钢卷运输机、横切机组三组、热平整机组以及纵剪切机一套、地面板坯及钢卷运输车等设备组成，其主要性能如下。5.1 加热炉5.1.1 加热炉输入设备(1) 加热炉装炉及输入辊道型式为成组传动；辊道长度为 11250mm*12 组（长度*组数） ；辊道速度为 75150米/分；辊子尺寸为 410*1800*750mm（辊径*长

55、度*辊距） ；辊子材质为实心锻钢；辊数为 16*12=192 个；电动机为直流 3771kw；5751156 转/分；12 台；辊子轴承为球面滚动轴承；加热炉跟前的辊道靠加热炉侧的八个辊子轴承箱设水冷却套。(2) 板坯推钢机组数为 3 组；型式为马达传动齿条轮型；板坯重量为最大 20 吨；行程为总计 6000毫米；加热炉侧为 5000 毫米；维修返回为 1000 毫米；速度为 15 米/分；传动马达为直流 3774 千瓦，5751150 转/分，2 台/组。5.1.2 加热炉参数(1) 板坯加热温度普通碳素钢为从 201250；深冲钢为从 201250；低合金钢为从201250度。(2) 加热

56、能力普通碳素钢，深冲钢，低合金钢为 270 吨/时座。(3) 炉子形状及主要尺寸燃烧室分为八段，由轴向供热和炉顶供热的上燃烧段和侧向供热的下燃烧段所组成；有效长度为 32500 毫米；全炉长为 34000 毫米；炉子内宽为 10700 毫米；装料辊道中心到装料段的距离为 4500 毫米；出料辊道中心至出料端的距离；2400 毫米；装料辊道中心到出料辊道中心线为 40900 毫米。(4) 步进梁系统步进梁行程为 3000 毫米；升降为 200 毫米；前进后退为 600 毫米（最大） ；周期为 45 秒（最大行程时） ；支撑梁数为如表 5.1.表 5.1 各加热炉的支撑梁数 炉号名称 1#加热炉2

57、#加热炉3#加热炉4#加热炉固定梁数目6688步进梁数目5555传动为升降及前进均为液压控制步进梁。5.2 粗轧设备5.2.1 辊道表 5.2 加热炉输出辊道参数辊道尺寸（毫米）辊道名称型式辊道长度（毫米/组）辊道速度（米/分）直径长度辊距数量（个）容量（KW）转速（转/分）数量（台）轴承加热炉输出辊道单独传动104202114401752 号炉6457903 号炉555790152161DG7.558.3/116.546球面滚动加热炉输出中间辊道成组传动12000275/150410170075034DG52550/11002”加热炉返回辊道”12000175/15

58、0410170075017DG52550/11001”5.2.2 轧机 表 5.3 粗轧轧机参数轧机辊身尺寸D*L(MM)马达额定功率 KW轧制速度M/M传动比电机力矩T-MVSB1120*52012507019.89:13.25R11270*1700460010216.74:110.468E2-I840*380100077/2314.32:18.12/3.75R2(支) （工）1200*17201370*167010000152/264121.75/74.9E3E4840*380280/560150/3006.33:11.52/0.75755.2.3 轧机装置（1）大立辊（VSB）附着小立辊

59、（E2，E3，E4） ；全部为“C”型钩，从上部吊起。（2）NO.1 粗轧机（R1）型式为液压缸操纵的拉出型行程为约 5800 毫米。（3）NO.22 粗轧机（R2，R3，R4）换辊装置。5.2.3.1 工作辊型式为马达传动拉出小车和侧向移动板；小车速度为 10 米/分；电动机为直流22/44 千瓦 650/1300 转/分；侧移行程为（向轧机两侧）2200 毫米*2；侧移由液压缸进行。5.2.3.2 支持辊型式为液压缸操纵的滑移型；走行行程为约 5500 毫米。5.2.3.3 中间废品推出装置型式为马达传动齿轮齿条型；推出机全长为约 85 米；推出头为 4*3=12 个；推出间距为 8190

60、 毫米；推出机行程为 6 米；后退行程为 600 毫米；推出机速度为 15 米/分；电机功率及转速:交流 22 千瓦，1000 转/分，三台；滑架尺寸为 94.6 米*6 米*910 毫米。5.3 精轧设备 精轧设备主要有辊道，测量辊，飞头剪，破磷机，精轧机及轧机换辊装置等组成。5.3.1 辊道 表 5.4 辊道参数辊道尺寸电动机辊道名称传动型式辊道长度(mm)辊道速度(米/分)直径长度辊距型式容量转速E4.E5G1G6G7G8单独传动单独传动单独传动100101339005700*20/171/3420/801/16020/801/160235530030030017002100170021