设计年产量为210万吨CSP热轧薄板厂本科设计说明书

1、I / 74科技大学科技大学本科生毕业设计说明书本科生毕业设计说明书 题题 目：目：设计年产量为设计年产量为 210210 万吨万吨 CSPCSP 热轧薄板厂热轧薄板厂I / 74毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。

2、作 者 签 名：日 期：指导教师签名： 日期：使用授权说明使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。作者签名： 日 期：设计年产量为设计年产量为 210210 万吨万吨 CSPCSP 热轧薄板厂热轧薄板厂摘摘要要本设计以生产产品规格为 12.0mm1600mmspcc 建筑钢为例，设计一个年产量为210 万吨的 CSP 热轧薄板厂

3、。设计容主要包括兴建该厂的可行性分析、产品大纲的编制、II / 74产品平衡计算、主辅设备选择、以与生产工艺流程设计、轧制规程的计算、辊形设计和轧辊强度的校核、电机功率的校核、车间生产能力的计算、轧机工作图标的确定以与车间平面布置等容。参考其他已建厂的参数经验，指定产品大纲、确定压下规程，选择主要轧制设备，进行计算。关键词关键词：CSP；连铸连轧；轧制工艺；强度校核DesignDesign ofAnnualofAnnual CapacityCapacity ofof 2.3Million2.3Million TonsTons ofofIII / 74thethe HotHot RollingR

4、olling SheetSheet PlantPlant FactoryFactoryA Ab bs st tr ra ac ct tThe design specifications for production of product is 12.0mm1600mm spcc steel as an example. Design a production capacity of 2.1 million tons production of CSP. Design features include the construction of the plant feasibility analy

5、sis, 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 process design, system temperaure,

6、 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 experience,the design products o

7、utline,selcet apoint of other to determine major reduction rolling equpments,calculation.KeywordsKeywords: CSP ;Continuous casting and rolling; Rolling progress; Strength check目录目录摘要摘要 I IABSTRACTABSTRACTIIII第一章建设第一章建设 CSPCSP 薄板厂可行性与必要性分析薄板厂可行性与必要性分析 1 11.1 CSP 生产线历史简介 11.2 国 CSP 生产线发展概况概况 11.3 在建设C

8、SP钢厂的必要性和可行性研究 11.3.1 建设投资低 11.3.2 生产成本低 21.3.3 产品销售市场好 2IV / 741.3.4 资源好 31.3.5 交通运输条件好 4第二章产品方案的编制第二章产品方案的编制 5 52.1 产品方案 52.1.1 产品大纲的制定原则 52.1.2 产品大纲 5金属平衡表的编制金属平衡表的编制 8 8第四章生产工艺流程的确定第四章生产工艺流程的确定 10104.14.1 生产工艺过程制订的依据生产工艺过程制订的依据 104.2 车间布置形式 114.3 CSP 生产工艺流程 114.3.1 CSP 生产工艺流程图 12第五章轧机参数确定第五章轧机参数

9、确定 13135.1 机架数目的确定 135.1.1 轧机技术性能参数 135.2 轧辊尺寸的确定 14第六章压下规程的确定第六章压下规程的确定 16166.1 压下规程的制定依据 166.1.1 轧制制度确定的原则与要求 166.1.2 变形制度的确定 166.1.3 速度制度的确定 176.1.4 温度制度的确定 176.1.5 各道次压下量的分配 176.2 各机架轧制速度的确定 186.1.1 各机架轧制速度的计算 186.3 各机架轧制温度的计算 196.4 轧机咬入能力校核 20V / 74第七章力能参数第七章力能参数 23237.1 各道次的平均变形速度的计算 237.1.1 各

10、道次的平均变形速度的计算 237.1.2 求各道次的变形抗力 23图 7-2 变形抗力曲线 247.1.3 轧制压力的计算 257.2 电动机传动轧辊所需力矩的确定 267.2.1 传动力矩的组成 267.2.2 轧制力矩的确定 277.2.3 附加摩擦力矩的确定 277.2.4 空转力矩的确定 297.2.5 电机轴上总的传动力矩 307.3 轧制规程表的确定 32第八章轧制过程主要参数校核第八章轧制过程主要参数校核 33338.1 电机能力的校核 338.1.1 等效力矩的确定 338.1.2 电动机功率的确定 348.2 轧机的强度校核 358.2.1 板带轧辊的强度特点 358.2.2

11、 轧辊的强度校核 35第九章车间生产能力的确定第九章车间生产能力的确定 40409.1 轧机小时产量的确定 409.1.1 轧机小时产量计算 409.1.2 轧钢机平均小时产量 409.2 轧钢车间年产量计算 419.3 轧钢机的工作图表 429.3.1 轧钢机的工作图表的意义 429.3.2 连续式轧机轧制图表的特征 42VI / 74第十章辅助设备选择第十章辅助设备选择 444410.1 加热设备的选择 4510.2 剪切设备（事故剪）的选择 4610.3 高压水除鳞箱的选择 4710.4 活套支撑器的选择 4710.4.1 热连轧带钢轧机精轧机组的生产特点 4710.4.2 活套支撑器的

12、作用 4810.4.3 活套支撑器的类型 4810.4.4 活套支撑器的工作特征 4910.4.5 所选活套支撑器的参数 4910.5 冷却设备的选择 4910.6 卷取设备的选择 5010.6.1 带钢生产工艺对卷取的要求 5010.6.2 带钢卷取机的结构特点 5110.6.3 带钢卷取机区的主要技术参数 51第十一章厂房平面布置第十一章厂房平面布置 555511.1 平面布置的原则 5511.2 金属流程线的确定 5511.3 设备间距的确定 5611.4 仓库面积的确定 5711.5 其它设施面积的确定 5811.5.1 操作台位置选择 5811.5.2 主电室 5811.5.3 运输

13、通道的确定 5811.6 轧辊堆放场地的确定 58第十二章技术经济指标第十二章技术经济指标 606012.1 车间各项技术经济指标分析与制定 6012.2.综合经济技术指标 62VII / 74第十三章环境保护第十三章环境保护 636313.1 绿化布置 6313.2.2 废气处理 6313.2.3 热轧润滑油处理 6413.3 噪声处理 6413.4 现场节能技术与措施 64参考文献参考文献 6565致致 66661 / 74第第一一章章 建建设设 C CS SP P 薄薄板板厂厂可可行行性性与与必必要要性性分分析析1.11.1 CSPCSP 生产线历史简介生产线历史简介自 1989 年世界

14、上第一台工业化的薄板坯连铸连轧生产线投产以来，过去的 11 年中已有 36 条生产线相继运作， 2000 年可形成年产 4825 万 t 的生产能力。薄板坯连铸连轧工艺技术装置日趋完善，市场竞争更具实力，原因在于它的工艺优势：投资低、能耗低、生产成本低、维护费用低、成材率高。两流薄板坯连铸机与一套热连轧机相配可产 160250 万 t/a 热轧带卷，可以分别与电炉或高炉转炉流程相联接。薄板坯连铸连轧技术越来越显示出它的生命力1。1.21.2 国国 CSPCSP 生产线发展概况概况生产线发展概况概况2001 年以来投产的生产线的达产速度快于国外同类生产线邯钢薄板坯连铸连轧生产线 1999 年 1

15、2 月投产，2000 年达到设计生产能力，是所有已投产的 CSP 生产线中达产最快的。包钢的薄板坯连铸连轧生产线是我国第一套双流 CSP 生产线，2002 年 8 月投产，2003 年超过了设计生产量，比邯钢更快，是国际上达产速度最快的。发挥薄板坯连铸连轧技术潜力的关键之一在于发挥连浇的优势。抓连浇炉数的增加就必须解决铸机漏钢和提高整个作业线作业率的问题，从而提高生产线的效率。连铸连轧工艺的独特优势薄板坯连铸连轧工艺是由薄板坯连铸机与常规宽热带连轧机的精轧机组集成而来的。连轧机组的能力与常规热带连轧机相当，而薄板坯铸机能力低于连轧机组。常规热连轧机生产薄规格产品的不利点是单位时间产量大幅度下降

16、，而这正是薄板坯连铸连轧生产线的固有特性。生产薄规格热轧板是薄板坯连铸连轧技术的独特优势。近几年我国进口热轧板都属于薄规格产品，特别是厚度2mm 的薄板。发挥薄板坯连铸连轧技术的独特优势将大大促进我国钢铁产品结构的调整。1.31.3 在建设在建设 cspcsp 钢厂的必要性和可行性研究钢厂的必要性和可行性研究1 1. .3 3. .1 1 建建设设投投资资低低薄板坯连铸连轧生产线单位建设投资低的原因有下述几点。（1）由于拉速高（5.5m/min，为一般板坯连铸机拉速 1.82.0m/min 的 3 倍） ，坯厚薄（50mm，为一般板坯连铸机坯厚 220mm 的 22.7%） ，因而铸机产量相似

17、时（如每流为 100120 万 t/a） ，薄板坯连铸机冶金长度短（6m 左右，为一般连铸机的1/41/5） ，结构轻，设备重量仅为后者的一半。（2）薄板坯连铸连轧生产线要求无缺陷铸坯，铸坯由连铸机出来后直接进人均热2 / 74炉，没有一般连铸机设置的板坯冷却、检查、表面清理等设备、 ，而设备重量大为减轻。（3）没有堆存连铸坯的中间仓库。（4）取消了热连轧机前的板坯加热炉，但设有板坯均热炉以与板坯边部加热装置。（5）不再设置粗轧机架。但因为精轧机能力较大，如仅设有一台薄板坯连铸机和均热炉线时（产量规模 100万/t 左右)，则由于精轧机负荷不满，上述降低建设投资因素被抵消；当产量规模增加到 2

18、00 万/t 时，薄板坯连铸连轧生产线的单位投资将远低于传统工艺。现美国纽柯公司第三条薄板坯连铸连轧生产线（柏克利厂）单线设计规模为 150 万/t，考虑将来双线时，生产线规模为年产钢带 300 万 t,单位建设投资将进一步降低。1 1. .3 3. .2 2 生生产产成成本本低低据美国咨询公司的实际调查资料，在美国，薄板坯连铸连轧工艺生产钢带成本（从钢水到热带）较传统工艺约低 50 美元/t。（1）人工费用 吨钢耗费人力约 0.3h，较传统工艺少 0.42h，相当于 11.8 美元。（2）金属收得率 从钢水到热轧带卷新工艺为 97%，较传统工艺（93%）高 4%，扣除废钢收人后约相差 6.5

19、 美元。（3）吨钢热耗和电耗 新工艺均热炉吨钢热耗为 0.527kJ，较传统工艺少1.25kJ，约折合 3 美元/t；电耗为 70kWh/t，较传统工艺少 55kWh/t 约折合 1.7 美元/t。（4）吨钢销售与管理费用 采用薄板坯连铸连轧工艺的纽柯公司克劳福兹维尔厂吨钢销售与管理费用较传统工艺少 25 美元/t。结合我国情况来看，上述四个因素中，人工费用差距将缩小，在美国按每工时 28美元计算，我国如按每工时 3 美元考虑，由此钢带成本将降为 1.3 美元；我国电费将达到 0.068 美元/t（美国按 0.027 美元/t 计算)，因而耗电费用差矩将升为 4.3 美元/t。综合人工、金属收

20、得率、热耗、电耗四方面因素，新工艺较传统工艺少 15.1 美元/t。关于吨钢销售与管理费用方面差距与是否采用紧凑式流程直接有关，需要进行综合研究。另按前述分析，薄板坯连铸连轧生产线吨材建设费用将不高于传统工艺，当规模适当时会低于传统工艺，因而折旧费用也将较低2。综上所述，薄板坯连铸连轧工艺吨材成本将低于传统工艺，其幅度将随国家和地3 / 74区情况的条件不同而有所区别。1 1. .3 3. .3 3 产产品品销销售售市市场场好好近几年来，随着经济体制改革的不断深入和产业结构的调整，家电工业和汽车工业等行业发展较快，冷轧薄板的消费量大幅度增加，是冶金产品中短线的短线。19811987 年七年期间

21、全国平均年消费量为 304 万 t，平均年生产量为 123 万 t 平均年进口量为 181 万 t 平均年自给率为 41.2%。2011 年我国钢铁产量和消费量继续增长，全年钢材消费量约为 6.1 亿吨。冶金工业规划研究院预计，2012 年我国钢材消费量将达到 6.46 亿吨。根据冶金工业规划研究院测算，2011 年机械行业钢材消费量有望达到1.18 亿吨。主要钢材消费子行业中，机械通用零部件行业钢材消费量 1550 万吨、重型机械行业 1500 万吨、通用机械行业 1500 万吨、工程机械行业 1900 万吨、电工电器行业 1950 万吨。钢材消费品种结构没有发生较大变化，仍然以中厚板、薄板

22、、优质棒材和型材为主，中厚板中高强度机械板所占比重有所增长。另外，本地拥有北方重工汽车产业与宏昌天马汽车车斗配件企业还有军工企业每年都会需要大量板带材，还有特有的稀土钢深受用钢企业欢迎。可见，进行冷轧薄板的生产，具有较好的市场销售环境。1 1. .3 3. .4 4 资资源源好好市位于阴山-天山纵向成矿带上，矿产资源丰富，蕴藏有稀土、铁、煤炭、铝、金、铌等 54 种金属、非金属和能源化工原料。其中最为著名的白云鄂博矿山，是举世罕见的金属共生矿山，铁的探明储量约为 10 亿多吨，铌的储量居全国之首，稀土储量居世界之最，稀土储量不仅巨大而且品位高、生产成本低，占到全国稀土储量的91.6%，占世界已

23、探明储量的 54.2%，1999 年稀土产量（以氧化稀土计）占世界总产量的 60%，是名副其实的“稀土之乡” 。丰富的矿产资源为 csp 产品所需要的其他元素提供了得天独厚的条件。虽然是西部城市，但拥有充足的水资源，而这也是是经济赖以发展的重要条件。黄河流经境 214 公里，水面宽 130 米到 458 米，水深 1.6 米到 9.3 米，平均流速为每秒 1.4 米，最大流量每秒 6400 立方米，年平均径流量为 260 亿立方米，是地区工农业生产和人民生活的主要水源。此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。可利用地表水总量为 0

24、.9亿立方米（不包括黄河过境水） 。地下水补给量为 8.6 亿立方米。从 50 年代起，就开始了大规模的水资源开发，先后修建了黄河水源地多处，以与奥窑子、团结渠、民生4 / 74渠、磴口扬水站、画匠营水源地等较大的黄河提水工程，先后构筑了昆都仑、宝窑、水涧沟等中小型水库，进行了大规模的水资源开发。由此看来，CSP 生产线的用水设施得到了一个很好的保障。1 1. .3 3. .5 5 交交通通运运输输条条件件好好是连接中北、西北的重要交通枢纽和中国西部重要的邮电通讯中心，现已基本形成了铁路、公路、航空综合交通网络。其中贯通华北、西北地区的大动脉京包、包兰铁路、包神铁路在包交汇，东行可连，西行可连

25、，南行可连、 、 、等地；110、210 国道穿越市区、呼包高速公路建成通车，27 条公路干线通向全国各地，形成了以-为东西南北州县和-白云为南北轴线，连接自治区和 近省、市、自治区的公路网络，密度超过了全国平均水平；由此看来，的交通运输条件很好，能为产品的对外销售销售提供保障，更为保障资源优势转化为经济优势与外来资源的引进提供了基础条件。3综上所述，市资源区位优势突出，各项基础设施较为完善。在能源与原材料价格不断上涨的宏观形势以与国产业向西部转移移的大趋势下拥有较为广阔的发展前景。而市近年来也不断通过改革降低地区比较优势发挥的交易成本，同时通过招商引资与对外合作进一步释放了资源优势对于当地经

26、济的拉动作用。作为市场经济中最重要的微观主体，企业对于的经济发展具有无可争议的重要意义。从各个方面来分析，在建立一个 CSP 钢厂很有优势，更有发展前景。5 / 74第第二二章章 产产品品方方案案的的编编制制2.12.1 产品方案产品方案2 2. .1 1. .1 1 产产品品大大纲纲的的制制定定原原则则产品方案是进行其它工艺设计的首要依据（轧制、选型、厂房） ，因此工艺设计首先从拟订车间产品方案开始。1）服从国家或地区对产品的需求，在此条件下，根据车间工艺、设备的特点和市场的要求进行产品开发。2）具有经济观点，主要是生产能力大，消耗指标底，生产技术先进，产品质量高，成本低廉。3）考虑各产品的

27、平衡，正确处理当前和长远发展的要求，注意地区之间的平衡。4）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，有条件的要争取轧机向专业化和产品系列化的方向发展，以提高轧机的生产技术水平。5）注意建厂地区资源与钢坯的供应条件，物资和材料的运输情况，逐步建设和完善我国自己的独立的轧钢生产体系。6）要逐步解决产品品种和规格的老化问题，要适应当前新的经济形势的变化。42 2. .1 1. .2 2 产产品品大大纲纲基于产品大纲编制原则、市场需求以与地区条件编制该产品大纲（1）钢坯规格： 厚度： 5065 mm 宽度围： 9801560mm 长度围： 648m（2）轧制品种： 冷成形用钢，碳素结构钢，

28、焊接结构钢，汽车结构钢，管线钢，焊接气瓶刚，船舶结构用钢，低合金高强度钢，热轧花纹板。（3）工艺条件： 炉温度： 9801180 炉外温度： 9501150 终轧温度： 8001000 轧制速度： 最后一架的速度围 312m/s6 / 74表 2.1 产品编制表序号产品名称规格（mm）年产量（万 t）所占比例技术标准代表钢种、钢级1冷成形用钢8.0155057.525%JIS G 3131-1996SPCC2碳素结构钢1.220.0980156027.612%JIS G 3101DINI7100S400;S4903焊接结构钢2.520.0980156018.48%JISG 3106SM400A

29、;SM400B4汽车结构钢3.012.7980156032.214%JIS G 3113BG510L5管线钢155012.02310%GB/T 14164X656焊接气瓶钢2.56.0980156020.79%GB/T 3277-1991HP2957船舶结构用钢812.0980156027.612%YB/T4159-2007A;B;A328低合金高强度钢3.010.0980156013.86%GB/T3274 -2007Q295B;Q345B;Q345C9热轧花纹板3.020.098015609.24%GB/T 3277-1991HQ235B合230100%7 / 74计表 2.2 典型产品参

30、数产品种类成品规格 mm牌号坯料规格理论重量钢制代号SPCC钢15508.0SPCC*ST1.0*1250*C坯料定尺化学成分力学性能执行标准CSiMnPSGB11253-893m9m0.100.500.500.03580.025按用户要求8 / 74第第三三章章 金金属属平平衡衡表表的的编编制制说明编制金属平衡表的目的、任务，运用公式分析金属消耗指标与成材率。其计算公式为：K=W/Q K金属消耗系数；W投入的坯料重量；Q合格产品的重量。以上面的金属损失量为依据，结合现场经验，制订以下的金属平衡表。表3.1 金属平衡表序号品种烧损（%）切损（%）轧废（%）金属消耗（%）成材率（%）1冷成形用钢

31、1.25.50.31.08932碳素结构钢1.35.30.41.08933焊接结构钢1.35.70.61.0892.44汽车结构钢1.45.80.71.0992.15管线钢1.45.20.61.0892.86焊接气瓶钢1.35.40.51.0892.87船舶结构用钢1.55.50.61.0892.48低合金高强度钢1.25.60.41.0892.89热轧花纹板1.35.90.71.0992.1金属消耗系数一般由以下金属消耗组成：1）烧损，2）切损，3）清理表面消耗，4）轧废， （5）由于加热、精整造成的缺陷以与钢号混乱造成的损失等等。（1）烧损：烧损是金属在高温下的氧化损失。它包括坯料在加热过

32、程中生成的氧化铁皮和轧制过程中形成的二次氧化铁皮，据估计轧钢生产过程中金属一次加热和轧制所形成的氧化损失一般在2.0%左右。9 / 74（2）切损：切损包括切头、切尾、切边和由于局部质量不合格而必须切除所造成的质量损失。根据现场经验数据，热轧宽带钢的切损一般是5%10 %。（3）清理表面消耗：它包括金属表面和原料表面缺陷处理、酸洗以与轧后成品表面所造成的金属损失，约占金属消耗的0.1%。（4）轧废：轧废是由于操作不当、管理不善或者出现事故所造成的废品损失，合金钢轧制要求较高，生产困难，轧废量较多，一般为13%，而碳钢则可小于1%。生产中除以上损失外，还有取样、检验、混号等造成的金属损失，但数量

33、非常少。10 / 74第第四四章章 生生产产工工艺艺流流程程的的确确定定4.14.1 生产工艺过程制订的依据生产工艺过程制订的依据尽管由若干工序组成的产品生产工艺过程是比较复杂的，但工序的取舍不是任意的。工艺设计的任务就是要掌握制订工艺过程的原则，正确地选择工序容和确定各个基本工序的主要参数。以达到获得产量高、质量好、消耗低的目的。制订工艺过程的主要依据是：1）产品的技术条件5通常在产品标准中规定了钢材品种规格，技术条件、产品性能检验等容。但技术要求则是其主要方面，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精度确定、钢的部组织与性能以与表面质量都作出了明确的规定，显然，产品的妓术要制订工艺

34、过程的首要依据。因为达到产品技术要我们组织生产的出发点。2）钢种的加工工艺性能钢的加工工艺性能也包括了钢的变形抗力、塑性、导热性以与形成缺陷的倾向性等容。它反映了金属在加工过程中的难易程度，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序容和确定工艺参数。因此，钢的加工工艺性能是制订工艺过程的重要依据。3）生产规模大小一般生产规模大小有两个含义，即企业规模的大小和品种批量的多少。企业规模的大小决定了工艺过程中是采用热锭作业还是冷锭作业的问题，是次成材还是二个阶段生产的问题。至于批量的多少主要反映在选取设备的技术水平、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著彤响。4）产品

35、成本成木是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。一般钢的加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高，其生产工艺过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。反之，则产品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工艺过程是不合理的反映。当然，成本还与产量大小、生产11 / 74技术水平等其他因素有关的。5）工人的劳动条件工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，不危与劳动者的身体健康，不造成环境污染。否则，应采取妥善的防护措施。应当说明，上述制定工艺过程的各项依据是相互联系、相互影响的。在确定工艺过程时应该进行综合的考虑，任何片面地强调某一方面的做法都会给生产带

36、来不良影响。4.24.2 车间布置形式车间布置形式轧钢车间常用的金属流程线通常有以下几种类型。1）直线式 这种流程线形式被认为是比较合理的。主要用于连轧机、初轧机、板坯轧机。但这种流程线往往受到厂房长度的限制。因它占有较长的厂房，铺设的管道、电缆相应的加长而需要较多的投资。2）直线横移式 这种多见于钢管车间。因为钢管的横移可靠钢管的自由滚动。在型钢车间大多数的冷床布置也采用这种形式。3）曲折式 这种形式节省厂房长度。当地形条件受到限制、厂房不能过长而跨间又较多时可采用这种形式。4）放射式 用于轧机轧出的轧件同时进入两个以上平行的机组中继续进行轧制或加工时的情况。5）过渡式 当车间布置很多一样设

37、备时采用此方式。常见于轧钢车间的精整工段。6）汇聚式 用于分别由两个一样或不同的设备加工的产品再进入同一设备加工的情况。实际上，由于轧钢车间性质、生产任务和地形条件等情况的不同，再加上轧钢车间由原料到成品的工序繁多，各种设备所起的作用又不尽一样，因而金属流程线布置只有在少数情况有可能是单一的，大多数情况下是以上几种方式的综合。除金属流程线以外，轧钢车间设计时还应注意原料流程线，各种备件流程线以与成品加工线等的交叉，以防止相互干扰。鉴于上述原则，在本设计中采用直线式金属流程线方式。12 / 744.34.3 CSPCSP 生产工艺流程生产工艺流程4 4. .3 3. .1 1 C CS SP P

38、 生生产产工工艺艺流流程程图图以 4.1 节所叙述的容为依据制定下面的工艺流程图。13 / 74图 4-2 工艺流程图第第五五章章 轧轧机机参参数数确确定定5.15.1 机架数目的确定机架数目的确定轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。 本设计为保证轧制质量和满足轧机的性能采取经典的 CSP 六连轧机，并且预留第七架轧机的位置，在轧制形式上采用全连续轧制，保证产量。其中各机架有以下特点：（1）在设计上预留 F7 的位置用以生产厚度规格小于 1.2mm 的薄带钢；（2）F1F6 机架设有 AG

39、C 液压自控系统；（3）F1F3 机架为 CVC 弯辊控厚系统并设有 WRB 带钢凸度控制装置；（4）F4F6 机架为 CVC 弯辊控厚系统控制板带的平直度；（5）在 F1F6 机架间设有活套支撑器，保持恒定的微力。5 5. .1 1. .1 1 轧轧机机技技术术性性能能参参数数根据轧制工艺性能参数的要求轧机牌坊分为闭式牌坊和开式牌坊两类。闭式牌坊是一个将上下横梁与立柱整体铸造的封闭式整体框架，而开式牌坊则是非整体结构的框架，牌坊是由立柱中部断开的两个部分经连接件连接而成。闭式牌坊具有较高的强度和刚度，主要用于初轧机和板带机。闭式牌坊在换辊时轧辊沿轴向从牌坊的窗口进出。在本设计中考虑到轧制产品

40、的要求选用闭式牌坊。传动技术参数如表 5.1 所示，轧机的技术参数如表 5.2 所示。6表 5.1 住传动技术参数机架电机功率（KW）电机转速（rpm）电机扭矩（KNm）轧制力矩（KNm）F170000130/3305142170F270000130/330514217014 / 74F370000130/3305141470F470000130/3305141120F570000130/330514500F670000160/400371371表 5.2 轧机技术参数项 目参数牌坊立柱面积59000外侧9605机架高度（mm）侧6605外侧3105机架宽度（mm）侧2420机架间距（mm）5

41、500F1F440000轧机最大允许轧制力（KN）F5F6320005.25.2 轧辊尺寸的确定轧辊尺寸的确定轧辊的主要尺寸就工艺设计来说就是辊身直径和辊身长度。在确定轧辊主要尺寸时要考虑到轧制时轧辊的抗弯强度和其允许的挠度，以保证轧辊的安全和轧制产品的精确。 在决定轧辊直径时，必须致意不同轧制情况下咬入角的允许值和压下量与辊径之间的比值，以保证轧件的顺利咬入，一般选定在 1525，另外也要考虑接轴的传动情况和轧辊最大限度的使用效率，以节省轧辊的储备和消耗，并有较少的换辊时间，本设计参考一样类型的轧机情况选取轧辊直径。辊身长度是轧辊尺寸的另一个重要参数，一般根据辊身长度和辊径的比值来确定。 （

42、5-1）DLK 式中 -轧辊辊身长度（mm）L -轧辊直径（mm）D -系数K15 / 74系数是反映轧机结构特点的重要参数。其对轧机生产有影响的原因就在DLK 于当轧辊辊径一样时，值不同时，在一样的轧制压力作用下轧辊所承受的弯曲应DL力不同。值大，则轧制时轧辊承受较大的弯曲应力，而轧辊强度起着限制作用。DL因此，只能轧制断面较小的钢材；反之，值小，就能轧制断面尺寸较大的钢材。DL另外，值小，轧机的刚性增加，为提高轧制产品的精度和生产轻型、薄壁钢材提DL供了可能。在轧辊材质方面，考虑到轧制的强、硬度和产品表面质量要求选定工作辊和支承辊均为合金锻钢。轧辊的详细参数见表 5.3。表 5.3 轧辊尺

43、寸参数机架轧辊轧辊直径辊身长度轧辊材质辊身硬度辊颈硬度工作辊8001950无限冷硬铸铁8040F1F4支承辊13501750合金锻钢6035工作辊8001950无限冷硬铸铁8040F5F6支承辊13501750合金锻钢603516 / 74第第六六章章 压压下下规规程程的的确确定定6.16.1 压下规程的制定依据压下规程的制定依据6 6. .1 1. .1 1 轧轧制制制制度度确确定定的的原原则则与与要要求求（1）在设备能力允许条件下尽量提高产量充分发挥设备潜力以提高产量的途径不外乎是提高压下两、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间，提高作业率与合理选择原料增加坯重等。对

44、于连轧机而言主要是合理分配压下并提高轧制速度。无论是提高压下量还是提高轧制速度，都涉与到轧制压力轧制力矩和电机功率。一方面要求充分发挥设备的潜力，另一方面又要求保证设备安全和操作方便，就是说在设备能力允许的条件下努力提高产量。而限制压下量和速度的主要因素包括咬入条件、轧辊与接轴叉头等的强度条件、电机能力的限制以与轧机的具体情况考虑其他因素等。（2）在保证操作稳便的条件下提高产量 （a） 操作稳便的钢板轧制定心条件，努力提高轧机的刚度。尽力消除机架刚度对钢板纵向和横向精度的影响。（b）提高板形与尺寸精度质量。板带材轧制的精轧阶段对于保证钢板的性能、表面质量、板形与尺寸精度有着极为重要的作用。为了

45、保证板形质量与厚度精度，必须遵守均匀延伸或所谓的“板凸度一定”的原则去确定各道次的压下量。（3）注意保证板组织性能和表面质量。例如有些钢种对终轧温度和压下量有一定的要求，都需要根据钢种特性和产品技术要求在设计轧制规程时加以考虑。76 6. .1 1. .2 2 变变形形制制度度的的确确定定根据 CSP 轧机的特点，咬入情况不是限制压下量的主要因素。在保证轧机刚度的情况下，为提高轧机的生产能力，前几道次采用低速大压下量轧制，随着钢带的变薄后几道次采用高速小压下的轧制方式 。具体如下8：（1） F1 来料厚度达 50mm，65mm 为便于咬入，压下率在 40%以下；（2） 其他道次的压下率很大最大

46、可以达到 60%；（3） 终轧和终轧前道次压下率渐小，终轧道次达 20%25%；17 / 74（4） 终轧前道次压下率可达 30%35%；（5） 对于极薄规格带钢产品考虑板形精度压下率在 15%以下。6 6. .1 1. .3 3 速速度度制制度度的的确确定定确定最末机架 F6 的出口速度 v6，末架出口速度的上限受电机能力和带钢轧后的冷却能力限制，并且厚度小于 2mm 的薄带钢在速度太高时，还会在辊道上产生飘浮现象，但速度太低又会降低产量且影响轧制温度，故应尽可能采取较高速度。一般穿带速度依带钢厚度之不同在 310m/s 之间。带钢厚度减少，其穿带速度增加，带钢厚度在 4mm以下时；穿带速度

47、可取 10m/s 左右。其他各机架轧制速度的确定。未架轧制速度确定之后，便可利用秒流量相等的原则根据各架轧出厚度和前滑率，求出各架轧短速度。前滑串 5 主要为压下车的函数，可以通定理论公式或经验统计公式进行计算。连轧机各柒轧制速度应有较大的调整围。根据流量方程的一般形式(忽略前滑) h0V0=h1V1=h2V2=h6V6=C （6-1）可得 v6/v0=h0/m= （6-2）6110110vhhvvvhh0（1-）=式中 h0 ，v0 第一机架入口轧件速度与厚度，C连轧机总延伸系数与连轧常数6 6. .1 1. .4 4 温温度度制制度度的的确确定定为了确定各轧制道次轧制温度，必须求出逐道的温

48、度下降。高温时轧件温度将即可以按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量大致可与变形功所转化的热量想抵消。由于辐射散热所引起的温度下降在热轧板带时，由于没有粗轧，可用以下公式近似计算求得： （6-3）式中 为前一道轧出厚度，mm；h辐射时间，即该道的轧制延续时间，；ZjtjtZ 前一道的绝对温度。TK6 6. .1 1. .5 5 各各道道次次压压下下量量的的分分配配压下量的分配原则9：（1）第一机架由于来料厚度过大（传统热连轧一般 40mm 一下，而薄板坯连铸为18 / 74（50mm） ，为便于咬入，压下率在 40%以下；（2）其他道次的压下率很大最大可以达到 60%；（3）终轧和终轧前

49、道次压下率渐小，终轧道次达 20%25%；（4）终轧前道次压下率可达 30%35%；（5）对于极薄规格带钢产品考虑板形精度压下率在 15%以下。本设计的来料尺寸，来料厚度为 65mm，宽度为 1550mm，来料长度为 35.4m。最大压下量为第二道次，其压下量为 16mm，其它各道次的压下量均小于 16mm。所以各道次压下量分配如表 6.1 所示。表 6.1 各机架的压下量分配机架出口厚度H（mm）压下量h（mm）压下率 （%）宽度B（mm）坯料长度L（m）F1551015.38155043.27F2391629.09155061.03F3241535.90155092.13F415922.0

50、01550135.48F510517.651550164.52F68214.291550198.336.26.2 各机架轧制速度的确定各机架轧制速度的确定6 6. .1 1. .1 1 各各机机架架轧轧制制速速度度的的计计算算各机架轧制速度根据金属秒流量相等的原则计算用公式（6-1）计算即h0V0=h1V1=h2V2=h6V6=C由上式可得 6iiv(1)vv总设 v6=3m/s所以 C=h6V6=24有此可得其他各机架的速度 V0=36/65=0.37m/sV1=36/55=0.44m/sV2=36/39=0.62m/sV3=36/25=1m/s19 / 74V4=36/17=1.6m/sV

51、5=36/14=2.4m/s表 6.2 各机架的速度机架F1F2F3F4F5F6出口厚度（mm）55392415108出口速度（m/s）0.440.6211.62.436.36.3 各机架轧制温度的计算各机架轧制温度的计算各级温度的计算可用公式（6.3）来计算各机架温降时的延续时间为轧件到轧机前的间隙时间，各个间隙时间如表 6-3。表 6.3 各机架的间隙时间机架F1F2F3F4F5F6间隙距离205.55.55.55.55.5轧前速度0.370.440.6211.62.4间隙时间54.112.58.95.53.42.3各道次的温降计算，开轧温度为 1050第一道次的温降8 .50)10002

52、731050(651 .5420)1000(204411Thzt第一道次的轧制温度为1050 999.21t1t第二道次的温降9 .11)10002732 .999(555 .1220)1000(204422Thzt第二道次的轧制温度为999.2987.32t 2t第三道次的温降5 .11)10002733 .987(399 . 820)1000(204433Thzt第三道次的轧制温度为20 / 74987.3975.83t3t第四道次的温降1 .11)10002738 .975(245 . 520)1000(204444Thzt第四道次的轧制温度975.8964.74t 4t第五道次的温降6

53、 .10)10002737 .964(154 . 320)1000(204455Thzt第五道次的轧制温度为964.7954.15t 5t第六道次的温降4 .10)10002731 .954(103 . 220)1000(204466Thzt第六道次的轧制温度为954.1943.76t 6t表 6.4 各道次的轧制温度机架F1F2F3F4F5FF6温降50.811.911.511.110.610.4轧制温度1050999.2987.3975.8964.7954.1轧后温度999.2987.3975.8964.7954.1943.76.46.4 轧机咬入能力校核轧机咬入能力校核热轧钢板时咬入角一

54、般为 1525，在低速咬入的情况下，可以取咬入角 。20根据下式计算轧机的咬入情况最大压下量 （6-4）（）（2maxmax1112cos12fRRh确定摩擦系数摩擦系数的对板带轧制的影响影响主要有，板坯的咬入、以与对轧辊的影响等。21 / 74由于支撑辊的辊径和材质对咬入影响极小，所以我们就只对工作辊的情况进行校核。钢轧辊： （6-5)VTf056. 00005. 005. 1冷硬铸铁辊: （6-6）VTf056. 00005. 095. 0 式中 -摩擦系数f-轧制温度T-轧辊的圆周速度V重车后的最小辊径由于考虑轧辊的重车，直径会有一定的减少，为保证能够满足重车后轧辊的强度要求，校核时取轧

55、辊的最大重车系数为，按最小直径来计算。95. 0K （6-KDDmin7）求得各轧辊的最小直径见 表（6-6） 。表 6.6 重车后轧辊最小直径机架F1F2F3F4F5F6重车直径 760760760760570570第一机架的咬入校核0.950.0005T10.056V10.431f 65.1mmmax11211h1fD（1-）实际压下量为 10mm65.1mm，能保证正常咬入。第二机架的咬入校核0.950.0005T20.056V20.422f 62.4mmmax 22221h1fD（1-）实际压下量为 16mm62.4mm，能保证正常咬入。第三机架咬入校核0.950.0005T30.05

56、6V30.413f59.8mmmax33231h1fD（1-） 22 / 74实际压下量为 15mm59.8mm，能保证正常咬入。第四机架咬入校核0.950.0005T40.056V40.384f 52.2mmmax 44241h1fD（1-） =实际压下量为 9mm52.2mm，能保证正常咬入。第五机架咬入校核0.950.0005T50.056V50.345f 31.9mmmax55251h1fD（1-）=实际压下量为 5mm31.9mm，能保证正常咬入。第六机架咬入校核0.950.0005T50.056V50.316f 26.9mmmax65261h1fD（1-）=实际压下量为 2mm26

57、.9mm，能保证正常咬入。表 6.7 各机架的校核情况机架实际压下量（mm）允许最大压下量（mm）工作辊辊颈（mm）轧制温度（）轧制速度（m/s）摩擦系数校核情况F11065.1760999.20.440.43合格F21662.4760987.30.620.42合格F31559.8760975.81.000.41合格F4952.2760964.71.600.38合格F5531.9570954.12.400.34合格F6226.9570943.73.000.31合格23 / 74第第七七章章 力力能能参参数数7.17.1 各道次的平均变形速度的计算各道次的平均变形速度的计算7 7. .1 1.

58、.1 1 各各道道次次的的平平均均变变形形速速度度的的计计算算平均变形速度，可用下式计算变形速度（7-1）2/ ()Vh RHh式中 R，V轧辊半径与线速度有上述公式计算出各道次的变形速度，结果如表 7.1 所示。表 7.1 各机架的变形速度机架F1F2F3F4F5F6(mm)h101615952h（mm）55392415108V（m/s）0.440.6211.62.43.00H+h（mm）1209463392518（m-1）1.162.646.1512.3124.7527.227 7. .1 1. .2 2 求求各各道道次次的的变变形形抗抗力力按图 7-2，由各道相应的变形速度与轧制温度即可

59、查找出 30压下率时钢的变形抗力，再经换算成以该道次实际压下率时的变形抗力。24 / 74图 7-2 变形抗力曲线第一道次，由=1.16 s-1，t1=999.2，查得 15.4%压下率时的变形抗力为98MPa。再由上方的辅助线查得压下率为 15%时的变形程度修正系数 K0.91，故可求出该道次的变形抗力=980.80=78.4MPa。s1第二道次，由=2.64 s-1，t2=987.3，查得 29.1%压下率时的变形抗力为120MPa。再由上方的辅助线查得压下率为 15%时的变形程度修正系数 K0.95，故可求出该道次的变形抗力=1200.95=114MPa。s2第三道次，由=6.15s-1

60、，t3=975.8，查得 38.5%压下率时的变形抗力为140MPa。再由上方的辅助线查得压下率为 15%时的变形程度修正系数 K1，故可求出该道次的变形抗力=1401=140MPa。s3第四道次，由=12.31s-1，t4=964.7，查得 37.5%压下率时的变形抗力为160MPa。再由上方的辅助线查得压下率为 15%时的变形程度修正系数 K1.1，故可求25 / 74出该道次的变形抗力=1601.1=161.6MPa。s4第五道次，由=24.79s-1，t5=954.1，查得 33.3%压下率时的变形抗力为176MPa。再由上方的辅助线查得压下率为 15%时的变形程度修正系数 K0.92