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1、设计年产350万吨1700热带连轧车间毕业论文目 录摘 要IABSTRACTII引 言1第1章 综 述21.1 热轧板带钢生产的发展史21.2 带钢生产技术的进步21.3 近代热轧板带钢生产技术发展的主要趋向41.4 我国热带轧机的发展趋势41.5 本车间设计情况概述5第2章 建厂依据及产品大纲62.1 建厂依据62.2 产品大纲62.2.1 原料规格选择72.2.2 产品规格72.2.3 钢种分类及比例72.2.4 规格详细分类表72.2.5 常用合金元素对钢材的影响8第3章 车间布置及主要设备选择113.1 车间布置及设备选用的原则113.2 轧钢机数量的选择113.2.1 轧制道次选择1
2、23.2.2 板坯宽度侧压设备123.3 粗轧机163.3.1.粗轧机布置形式及数量的选择163.3.2.粗轧机的各种参数183.4 热卷箱的选择203.5 精轧机机组的选择22第4章 典型产品的压下规程设计和辊型设计264.1 压下规程设计264.1.1 坯料尺寸264.1.2 粗精轧机组压下量分配274.1.3 综合分析274.1.4 咬入能力校核284.1.5 确定速度制度294.1.6 各道次处轧机的转速314.1.7 轧制温度的确定324.1.8 层流冷却对温度的控制及大致的冷却速率的确定334.1.9 轧制压力的计算344.1.10 计算传动力矩354.2 轧辊辊型和辊缝设计384
3、.2.1 轧辊辊缝的确定384.2.1 凸度计算39第5章 轧制图表与年产量计算455.1 轧制图表455.1.1 研究轧制图表的意义455.1.2 轧制图表的基本形式及其特征455.2 轧钢机的产量计算475.2.1 轧钢机小时产量475.2.2 轧机平均小时产量485.2.3 轧钢车间年产量计算48第6章 轧辊强度的校核与电机能力验算506.1 轧辊的强度校核506.1.1 支撑辊弯曲强度506.1.2 工作辊的扭转强度校核526.1.3 工作辊与支撑辊的接触应力校核546.2 电机的校核566.2.1 电机负荷图566.2.2 主电机的功率计算58第7章 辅助设备的选择607.1 加热炉
4、的选择607.1.1 步进式加热炉的发展617.1.2 技术装备627.2 除鳞设备的选择647.3 剪切设备的选择657.4 冷却设备的选择667.5 卷取机的选择677.6 活套支撑器68第8章 轧钢车间平面布置及经济技术指标728.1 轧钢车间平面布置728.1.1 轧钢车间平面布置的原则728.1.2 金属流程线的确定728.2 车间技术经济指标738.2.1 各类材料消耗指标738.2.2 综合技术经济指标76结 论79参考文献80谢 辞82 .专业.专注. 引 言板带产品外形扁平，宽厚比大，单位体积的表面积也很大，这种外形特点带来其使用上的特点：表面积大，故包容覆盖能力强，在化工、
5、容器、建筑、金属制品、金属结构等方面都得到广泛应用；可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构件，使用灵活方便，在汽车、航空、造船及拖拉机制造等部门占有极其重要的地位；可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件，故称为“万能钢材”。板带材的生产具有以下特点：板带材是用平辊轧出，故改变产品规格较简单容易，调整操作方便，易于实现全面计算机控制和进行自动化生产；带钢的形状简单，可成卷生产，且在国民经济中用量最大，故必须而且能够实现高速度的连轧生产；由于宽厚比和表面积都很大，故生产中轧制压力很大，可达数百万至数千万牛顿，因为此轧机设备复杂庞大，而且对产品厚、宽尺寸精度和板型以及
6、表面质量的控制也变得十分困难和复杂。从我国目前板带市场需求情况和生产能力来看，热轧板的生产能力大大高于冷轧能力。采用常规板坯连铸、热送热装和直接轧制工艺，可稳定生产以汽车面板为代表的高档板材品种，除生产工艺成熟、效率高、产品质量高外，还可缩短工艺流程，降低生产成本。选择这种工艺方案，热轧板品种质量定位很高，品种齐全，尤其是生产超深冲钢、高强度钢、奥氏体不锈钢、高钢级管线钢等时适宜采用厚板坯常规热连轧工艺。轧件变形和轧机变形是在轧制过程中同时存在的。我们的目的是要使轧件易于变形和轧机难于变形，亦即发展轧件的变形而控制和利用轧机的变形。由于带钢轧制的特点是轧制压力极大，轧件变形难，而轧机变形及其影
7、响又大，因而使这个问题就成为左右带钢轧制技术发展的主要矛盾。要使带钢在轧制时易于变形，主要有两个途径：一是努力降低带钢本身的变形抗力（可简称阻），其最有效的措施是加热并在轧制过程中抢温保温，使轧件具有较高而均匀的轧制温度；二是设法改变轧件变形时的应力状态，努力减小应力状态影响系数，减少外摩擦等对金属变形的阻力（可简称外阻）。至于控制和利用轧机的变形，则包括了增强和控制机架的刚性和辊系的刚性、控制和利用轧辊的变形以及采用液压弯辊与厚度和板型自动控制等各种实用技术措施。第1章 综 述1.1 热轧板带钢生产的发展史热轧板带钢轧机的发展已有70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
8、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。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。20世纪六、七十年代是热轧板带钢轧机发展的重要时期。这一时期，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，从而大幅度降低成本，
9、并能够为冷轧机提供更大的钢卷。热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0.81.2mm超薄带钢
10、一系列技术难题。热连轧生产线的产品规格最薄达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，吨钢酸洗成本高等。待技术发展到故障率等降低后，才能经济地批量生产2。1.2 带钢生产技术的进步最近十几年，热连轧技术有了很大的进步，在热轧带钢轧机布置形式的发展方面，总结起来，主要有六种形式：1）典型的传统热带钢连轧机组，从3/4向2+7发展。2+7是2架粗轧机，7架精轧机，24台地下卷取机，年总产量350550万t，生产线的总长度400500m，有一些新建的机组装备了定宽压力机(SP)。这类轧机采用的铸坯厚度通常为200250mm，特点是产量高，自动化程度高，轧制速度高
11、(20m/s以上)，产品性能好，可以生产18.4mm厚管线钢，也可生产各种厚度的优质合金板。2）紧凑型的热连轧机，通常机组的组成为1架粗轧机，1台中间热卷箱，57架精轧机，23台地下卷取机，生产线长度约300m，年产量200300万t。采用的铸坯厚度150180mm左右，投资比较少，生产比较灵活，由于使用热卷箱温度条件较好，可以不用升速轧制(轧制速度14m/s左右)。品种远远少于厚坯。3）进入二十一世纪，国热带生产有两项新技术有待推广，一是粗轧可逆轧机全部加装凸度控制装置，实现比例凸度轧制。二是精轧实现无活套轧制。4）热轧带钢的另一生产形式是薄板坯连铸连轧，按结晶器的形式不同，分别有多种形式，
12、如SMS开发的CSP、DANIELY开发的H2FRL等，由薄板坯铸机、加热炉和轧机组成，刚性连接，铸坯厚5090mm，产量150250万t，轧机的布置形式有粗轧加精轧为2+5布置，1+6布置，也有7架精轧机组成的生产线。薄板坯连铸连轧的特点是生产周期短、产品强度高、生产成本较低，但是表面质量、晶粒大小控制方面比传统厚板坯的难度大，品种开发受到极大限制。5）国外发展的无头(半无头)轧制技术，日本是在传统的粗轧机后设立热卷箱，飞焊机，把中间坯前一坯的尾部和下一坯的头部焊接在一起，进入精轧机组时形成无头的带钢进行轧制，在卷取机前再由飞剪剪断，该生产线可以20m/s的速度轧制生产。0.81.3mm厚的
13、带钢。德国发展的是半无头轧制技术，他们利用薄板坯连铸连轧的生产线，铸造较长的铸坯，如200m，进人精轧，并且轧后进行剪切，在精轧机组中形成有限的无头连轧。这种生产线的特点是适合于稳定生产薄规格的带钢，减少了薄规格带钢生产中的轧废和工具损失。欧洲还在开发基于薄板坯连铸连轧技术的无头轧制技术，通过进一步提高铸坯的拉速，使连轧机和连铸机的速度得到匹配，实现真正的连铸连轧3。6）正在开发的生产热带钢的技术是薄带直接连铸并轧制的铸轧技术，钢水在2个辊中铸成56mm的带钢，经过1架或2架轧机进行小变形的轧制和平整，生产出热带钢卷。欧洲、日本和澳大利亚都进行过类似的试验，2004年美国NUCOR建立了工业试
14、验厂，德国的THYSSEN-KRUPP也建立了相同的试验工厂，据介绍年产50万t的带钢厂已经试验成功，但是关于生产的稳定性、成本、产品质量、产品围和应用领域的进一步报道尚未见到。1.3 近代热轧板带钢生产技术发展的主要趋向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：(1)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。(2)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
15、为今后建设热轧板带材生产线的主要方式。2）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。3）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、钦、银等微合金元素生产低合金钢种，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4。1.4 我国热带轧机的发展趋势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、宣钢、承钢等也正在规划建
