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1、 目录目录1 1 概述.31.1近终形技术的兴起.31.2薄板坯连铸连轧的发展.41.3车间设计的任务和目的.81.4厂址的选择.92 2 生产方案及坯料的选择.102.1 生产方案的编制.102.2 薄板坯连铸连轧的产品方案.112.3 生产方案的选择.113 3 主要设备的选择.123.1.连铸区的设备选择.133.2 加热设备.203.3 轧制设备.234 4 产品工艺设计.254.1 产品压下规程.254.2 咬入条件较核.264.3 各道次轧制温度的确定.274.4 轧制压力的计算.274.5 轧制力矩的计算.304.6 附加摩擦力矩的确定.314.7 空转力矩的确定.344.8 动
2、力矩的计算.354.9 静力矩的确定.354.10 电机功率的较核.354.11 轧辊强度的较核.37 4.12 金属平衡表编制.415 5 辊型设计.425.1 辊型的磨削凸度.425.2 工作辊挠度与轧辊实际凸度的关系. 435.3 轧辊挠度的计算.43后记 .46参考文献.471 概述41.1 近终形连铸技术的兴起随着冶金工业的技术发展进步，新工艺的出现和不断完善，全球范围内板材连铸工艺发生了巨大的变化，特别是 20 世纪 80 年代末近终形连铸的开发成功，更是促进了板材市场的变化。近终形连铸是一项高新技术，目前已趋于成熟，走向工业化。它的实质是在保证成品钢材的质量的前提下，尽量缩小铸坯
3、的断面来取代压力加工。近终形连铸通常可分为三大类：薄板坯连铸和喷雾成形。与普通连铸工艺相比，薄板坯连铸连轧具有如下特点：（1）工艺简化，设备减少，生产线缩短。薄板坯连铸连轧省去了粗轧和部分精轧机架，生产线一般仅 200 余米，降低了单位基建造价，缩短了施工日期，可较快地投产并发挥投资效益。（2）生产周期短。从冶炼钢水至热轧板卷输出，仅需要 1.5 h，从而节约流动资金，降低生产成本，企业可很快取得较好的经济效益。 （3）节约能源，提高成材率。由于实现了连铸连轧，薄板坯连铸连轧可直接节能 66 kg/t、间接节能 145 kg/t，成材率约提高 11%13%。近终形连铸技术中的薄板坯连铸连轧工艺
4、自 1989 年自美国纽柯厂在意大利阿维迪厂投产以来，引起了全世界冶金界的重视。面对当今世界能源紧缺和市场对难于塑性加工的板带产品要求的增加，近终形连铸显示出它的明显优势。预计薄板坯连铸连轧技术在今后十年将对传统的钢铁企业造成大的冲击。到 2010 年全球有可能建成 75 个薄板坯连铸连轧工厂，总生产能力可达 1.9 亿t，即全球 50%左右的热轧板卷将由薄板坯连铸连轧技术来生产。近终形连铸技术的出现和高速基于近代冶金学的研究成果，其中，金属凝固理论的深入研究、钢水炉外精练机理、功能及各种精练装置的问世和纯净钢生产技术、压力加工的进步等是推动近终形连铸技术加速开发、完善的根本，而能源危机的冲击
5、、市场需求的扩大则是企业普遍看好它的外因。近终形连铸技术的前景是光明的。1.2 薄板坯连铸连轧技术的发展1.2.1 薄板坯连铸连轧技术的出现自世界上为短流程小钢厂开发的薄板坯连铸连轧技术获得工业上的成功以来，受到的不仅仅是关注、而是青睐，在冶金界产生了巨大反响，短短几年中，建起或正在兴建大批生产线，且势头迅猛。以西马克（SMS）公司的紧凑式热带生产技术（Compact Strip Productiong）,简写为 CSP 为例，试验研究始于1985 年 10 月，第一条生产线于 1989 年在美国纽柯克拉福兹维莱厂建成（Nucor Steel Corp,Crawfordsville,IN/US
6、A)后，又相继建成了黑克曼(Nucor Steel Hickman,AR/USA,1992-08)、希尔沙（Hylsa Monteney Mexico,1994-11）、韩宝（Hanbo Steel Pusan,South Korea,1995-06）、戈拉廷（Gallatin Steel,1995-02）、第纳米克斯（Steel Dynamics Inc,(SDI)Butler,IN/USA,1996-01）、比斯卡亚（Aceria Compacta de Bizcaya(ACB)Bilbao,Spain,1996-07）、印度的德罗伊斯帕特公司（Nippon Denro Ispat Dol
7、vi）、美国的阿克梅公司（Acme Steel Company）、伯克利厂、泰国的乔恩布日钢厂（Nakornthai Chonburi Strip Mill）德国的蒂森(Thyssen)钢铁厂，荷兰的康力斯(Corus)带钢厂，埃及的亚历山大国立（ANSDK）钢厂、伊朗的沙法钢厂、马来西亚的梅加钢厂、印度尼西压的 KS-浦项钢厂以及中国的珠钢、邯钢、包钢、马钢、涟钢等。薄板坯连铸连轧技术取得成功的有众多公司和研究单位，其中最具代表性的是德马克（MDH）、西马克（SMS）、奥钢联（VAI）、意大利的达涅利（Danieli）等公司，尽管各自的工艺路线不同，设备也各具特点，但最终的目标是一致的，即通
8、过结构紧凑、热送热装、连铸连轧的薄板坯连铸连轧技术来实现高的经济效益。多条生产线投产后取得成功，又促使各公司的技术相互渗透，以求更加完善，在不断改进的过程中，该项技术愈发显示出其优势。1.2.2 薄板坯连铸连轧技术的发展1.2.2.1 第一代技术20 世纪 80 年代末出现的薄板坯连铸连轧技术属第一代。其发明者的初衷是避开传统板坯连铸的断面尺寸，浇出尽量薄的板坯，以求铸坯可直接进入精轧机，轧出热轧带卷来。于是就要求板厚不大于 5060。为了保证生产线具有一定产量规模，坯宽度通常不小于 1250。典型的第一代薄板坯连铸连轧生产线以美国纽柯公司的克拉福兹维莱厂、黑克曼厂、西班牙的 ACB 厂、意大
9、利的阿维迪厂、中国的珠江钢厂等为代表，几乎全部由电炉（100150 t）供应钢水，单流铸机生产能力不大于 80 万吨/年，主要生产碳钢（0.04%1%），实施奥氏体轧制，终轧温度高于 860，终轧厚度最薄为 1.2。薄板坯连铸连轧技术带来了热轧带钢生产的经济性革命，它的工艺流程紧凑、简化，投资成本低，能源消耗低，产品质量高。它首次将连铸、温度均匀化和热轧三个工艺阶段连接在一起，可有效地生产高质量的热轧带钢。1.2.3.2 第二代技术薄板坯连铸连轧技术在工业上的成功应用，受到冶金企业的普遍青睐，也促使冶金工作者对该技术的不断完善作出了更大的努力，20 世纪 90 年代末第二代技术已告成熟，并在多
10、条生产线上予以采用。首先，液芯压下技术的出现，可有效的在二冷区对铸坯进行轻压下。轻压下区即可根据冶金要求和钢种要求限制在“0”扇形段区内，也可延伸至各扇形段。轻压下区各扇形段内的辊缝由位置变速器控制液压缸来设定。于是就有可能加厚结晶器出口铸坯厚度至 7090（100）。第二代技术中最突出的特点就是各种薄板坯连铸连轧工艺的结晶器断面尺寸都有了相应的变化，CSP 工艺漏斗型结晶器厚度增至 70，FTSC 工艺坯厚可达 90。根据液芯压下量的大小在浇注前和浇注中灵活设定铸坯厚度来适应终轧带卷厚度的要求。其次，第二代技术中实现了半无头轧制和铁素体轧制，并且终轧产品厚度可做到超薄带尺寸（0.8）。当实施
11、半无头轧制时，坯长是单坯长度的 5 倍，轧制速度、冷却强度都要提高，为此，精轧机组需要大电机功率；铁素体的低温轧制工艺通常轧机配置由 56 机架的精轧机架改为 2（粗轧）+5（精轧）布置形式；而超薄带的生产同样也需要粗轧机架。第三个特点是：温度均匀段加热炉的长度加大，SMS 公司为我国涟源钢厂提供的 CSP 生产线隧道炉长达 291m，完全是为了适应第二代的改进需求。随着技术的不断完善优化，铸机单流产量可升至 130 万吨/年，双流可达250260 万吨/年，这就要求提高炼钢炉的生产能力。从目前世界范围来看，电炉过大（大于 150 吨），操作起来把握性差，薄板坯连铸机与转炉机相配合更为合适，在
12、产能不断增加的情况下，第二代技术中转炉容量的选择也显得很重要，以不小于 120 吨为好。当然，薄板坯连铸连轧工艺已不仅限于生产碳钢，所生产钢种的范围几乎覆盖了所有的产品品种，包括低合金结构钢、高碳钢、取向硅钢（硅的含量不大于 3%）、不锈钢等。同时，带卷的几何尺寸、材料技术参数及表面质量均得到稳定改进。1.2.4.3 未来的第三代技术的发展趋势薄板坯连铸连轧工艺的目的趋完善，全套技术的发展方兴未艾。从全球角度来看，它将挑战传统薄板坯连铸连轧工艺，一条两机两流生产线的产量必达到 300 万350 万吨/年，为此需要提高轧制速度、加厚铸坯断面至90100（110）。字这些前提下采用液芯压下技术，考
13、虑 F7（甚至 F8 ）机架的增设都有可能，当然其中轧机功率加大是必要的，同时 F1F3机架的压下量要增大，第一道次最后要能压下 50%60%，F1机架能咬入 7080厚的铸坯。产量的提高需要炼钢炉供应更多的钢水，第三代生产线极有可能与之相匹配的是 150 t 转炉，于是也就需要有大高炉提供更多的铁水。从品种和质量上来预测第三代技术，它将进一步扩大，不锈钢、含硅较低的硅钢（取向硅钢）等都将在薄板坯连铸连轧生产线上生产，而大量碳钢产品将向薄规格方向扩展。可以肯定，第三代技术将向 250厚度的传统板坯连铸机、3/4 连轧系列挑战，向 34 套加热炉的温度均匀化方式，向大部分传统轧机的产品氛围进行挑战，而且前景光明。结合我国具体情况分析，国内众多钢铁企业现用的传统轧机多建于 20 世纪70 年代末，一般情况下 2010 年已达到服务期限，下一步如何走，是面临的现实问题，总希望用较少的投资来实现更新换代；另一方面，作为发展中
