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1、河北联合大学本科毕业设计中期检查报告题目：年产 280 万吨 1780 热轧带钢车间设计 学 院： 冶金与能源学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 09 成型 1 班 姓 名： 张志芳 学 号： 200906040106 指导教师： 杨海丽 2013 年 4 月 20 日一、工作任务的进展情况在开题报告中，我主要讲述的是研究热轧带钢的意义、热轧带钢的发展过程、生产现状及未来的发展前景、本次设计的主要研究内容以及设计方案和进度安排。经过几周的资料查阅，并将资料按不同的环节进行了大致的分类整理。通过分析对比，并且参考国内几个大型热轧带钢厂的数据，初步选定了轧制线上主要设备的形式和布置方式，
2、并且初步设计了压下规程。现将目前工作进展情况汇报如下：1. 产品大纲的确定1.1 产品大纲的编制原则1）满足国民经济特别需要，根据市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对钢材的需要。2）考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。要正确处理长远与当前、局部与整体的关系。作到供求适应、品种平衡、产销对路、布局合理、要防止不顾轧机特点和条件一哄而上、一哄而下的倾向。3）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。4）考虑建厂地区资源的供应条件，物资和材料运输的情况。5）要适应当前对外开放、对内搞活的经济形势，力争做到产品结构和产品标准的现代化。1.2 产品大纲该车间为年
3、产 280 万吨的 1780 热轧带钢车间设计，主要钢种为普碳钢，合金结构钢和不锈钢，采用粗轧和精轧两个阶段来完成不同的任务和要求。表 1 车间产品方案钢种 牌号 规格(mm) 年产量 (万吨)比例（%）普碳钢Q195，Q215Q235，Q255Q275(1.512.0)(14001600) 140 50合金结构钢12Mn2A，16Mn2A30Cr，40Cr45Cr，45Mn(2.55.0)(14001600) 56 20不锈钢1Cr13，0Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Ti(2.06.0)(10001600) 84 30总量 2801.3 坯料选择本设计所用板坯厚度一般为 1
4、50mm，近代连轧机完全取消了展宽工序，以便加大板坯长度而其长度则主要取决于加热炉的宽度和所需坯重。本次设计选取板坯规格为：板坯厚度： 150mm板坯宽度： 9001600mm板坯长度： 10m最大卷重： 约 30t厚度公差： 5mm宽度公差： 12mm长度公差： 30mm板坯表面质量：全部为无缺陷合格板坯。2 车间布置及主要设备的选择2.1 轧制总道次的确定取平均延伸系数为 1.42，由产品厚度为 3mm，进粗轧机的厚度为 150mm。则根据公式 可得： nphH轧制总道次数为 n= 。所以确定道次数为 12126.4.1lg350llgpp道。初步确定粗轧 6 道，精轧 6 道。2.2 粗
5、轧机1）粗轧机布置形式及数量的选择粗轧区的布置形式是根据产量、板卷重量等诸多因素决定的。由于精轧机的设计没有太大的区别，我们通常所说全连续式、34 连续式、半连续式和其它形式都是根据粗轧区轧机的布置形式来命名的。下面分别介绍粗轧机不同的布置形式。（1）全连续式所谓全连续式并不是说所有轧机构成连轧，只是说在整个轧制过程中轧件始终沿一个方向前进，没有逆向。全连续式粗轧机通常由 4 到 6 架不可逆式轧机组成，前几架为二辊式，后几架为四辊式。全连续式粗轧机的布置形式主要有两种：一种是全部轧机呈跟踪式连续布置；另一种是前几架轧机为跟踪式，后两架为连轧布置。典型的全连续式粗轧机的布置如图 1 所示。 R
6、1 R2 R3 R4 R5 R6图 1 典 型 的 全 连 续 式 粗 轧 机 的 布 置全连续式粗轧机在一、二代热轧带钢轧机中居多，因受当时的控制水平和机械制造能力的限制，粗轧机轧制速度较低，且都是以断面大、长度短的初轧板坯为原料，所以轧机产量取决于粗轧机的产量。全连续式粗轧机每架轧机只轧道，轧件沿一个方向进行述连续轧制，生产能力大，因此在当时发展较快。随着粗轧机控制水平的提高和轧机结构的改进，粗轧机的轧制速度提高了，生产能力增大了，粗轧机的布置形式也发生了很大变化，相继发展了 34 连续式和半连续式。相比之下，全连续式粗轧机的优点就不明显了，而且其生产线长、占地面积大、设备多、投资大、对板
7、坯厚度范围的适应性差等缺点更加突出，所以近期建设的粗轧机已不再采用全连续式。（2） 34 连续式34 连续式粗轧机由可逆式轧机和不可逆式轧机组成，其布置形式有 2 架轧机，3 架轧机或 4 架轧机。典型的 34 连续式粗轧机的布置如图 2 所示。图 2 34 连 续 式 粗 轧 机 的 布 置典型的 34 连续式粗轧机由 4 架轧机组成，第 1 架为二辊可逆式轧机，第 2 架为四辊可逆式轧机。第 3、4 架均为四辊不可逆式轧机。34 连续式粗轧机的轧制工艺是：板坯在可逆式轧机上往复轧制 35 道次，在不可逆式轧机上轧制 l 道次。34 连续式粗轧机兼有全连续式粗轧机的优点，又克服了它的缺点，与
8、其相比具有生产线短、占地面积小、设备少、投资省、对板坯厚度范围的适应性好等优点。对于年产 300 万吨左右规模的带钢厂，采用 34 连轧机较为适宜。我国热轧宽带钢粗轧机采用 34 连续式布置的有宝钢 2050mm、武钢 1700mm、太钢 1549mm。（3）半连续式半连续式粗轧机由 1 架或 2 架可逆式轧机组成。常见的布置形式有：1 架四辊可逆式轧机组成，如下图 3 所示。由 1 架二辊可逆式轧机和 1 架四辊可逆式轧机组成，如图 3 所示。单 机 架 四 辊 可 逆 二 辊 可 逆 四 辊 可 逆图 3 两 种 半 连 续 式 粗 轧 机 的 布 置由 2 架四辊可逆式轧机组成，如下图
9、4 所示。四辊可逆 四辊可逆图 4 四 辊 可 逆 式 轧 机半连续式粗轧机与 34 连续式粗轧机相比，具有设备少、生产线线短、占地面积小、投资省等特点，且与精轧机组的能力匹配较灵活，对多品种的生产有利。我国热轧宽带钢粗轧机采用半连续式布置的有宝钢 1580mm、鞍钢 1780mm、攀钢1450mm、武钢 2250mm。2）粗轧机的各种参数（1）材料的选择由于热轧的时候工作辊表面温度高，又受到水的激冷，表面冷热反复循环产生工作应力，热疲劳应力使得轧辊表面产生网状裂纹，工作辊选择以辊面硬度为主。四辊机座除了少数机座受辊强度和咬入条件限制采用铸钢轧辊以外，其他主要受到扭矩和压力，弯曲应力较小，轧制
10、速度高，辊面要求光滑以保证板带的表面的质量而多采用铸铁轧辊（辊面硬） 。支撑辊受压力大主要受的是弯曲应力，而且直径较大并要着重考虑强度和轧辊的淬透性，因此多采用含铬的合金锻钢。（2）轧辊尺寸的选择轧辊是轧钢机的主要部分，在选取工作辊和支撑辊辊颈的时候要考虑以下几个方面：工作辊的辊颈可能减小的程度取决于工作辊径和万向接轴所传递的传动力矩。为创造良好的变形条件，强度高的带钢要求采用较小的工作辊径。所能传递的变形力矩受工作辊断面积的限制，要求工作辊有较大的传动大的变形力矩。辊身长度与辊颈的比值不能超过允许值，否则工作辊会弯曲，所以要求辊颈采用较大的值。粗轧机性能参数如下表 1 所示。表 2 粗轧机的
11、各种性能参数名称 立辊 粗轧机 粗轧机符号 E1 R1 R2轧机形式 二辊 四辊可逆 四辊可逆辊径/mm 1000/900 1150/1000 1150/1000辊身长度/mm 450 1780 1780主电机形式 DC AC AC主电机功率/KW 2700 8000 8000压下装置形式 液压 液压 液压最大轧制力 /KN 3000 25000 250002.3 保温装置1）保温装置的概述保温装置位于粗轧与精轧之间，用于改善中间带坯温度均匀性和减小带坯头尾温差。采用保温装置，不仅可以改善进精轧机的中间带坯温度，使轧机负荷稳定，有利于改善产品质量，扩大轧制品种规格，减少轧废，提高轧机成材率，还
12、可以降低加热板坏的出炉温度，有利于节约能源。常用的保温装置主要有保温罩和热卷箱，其共同的特点是不用燃料，保持中间带坯温度。但设备结构大相径庭，迥然不同。分别叙述如下：（1）保温罩。布置在粗轧与精轧机之间的中间辊道上，一般总长度有5060m，由多个罩子组成，每个罩子均有升降盖板，可根据生产要求进行开闭。罩子上装有隔热材料，罩子所在辊道是密封的。中间带坯通过保温罩，可大大减少温降。（2）热卷箱。布置在粗轧机之后，飞剪机之前，采用无芯卷取方式将中间带坯卷成钢卷，然后带坯尾部变成头部进入精轧机进行轧制，基本消除带钢头尾温差。采用热卷箱，不仅可保持带坯的温度，而且可大大缩短粗轧与精轧之间的距离。图 5
13、典型的热卷箱结构1-入口导辊；2-成形辊；3- 下弯曲辊；4-上弯曲辊；5-平衡缸；6-开卷臂；7- 移卷机；8-托卷辊。热卷箱的优点有：减少中间坯头、尾温差，确保带钢轧制温度。热卷箱对中间坯有明显的保温作用。 精轧机可以采用恒速或加速轧制。 缩短粗轧机至精轧机之间的距离，节约工程投资。尤其对原有热轧生产线的改造。保证足够的事故处理时间，提高成材率。热卷箱可起到缓冲作用，延长精轧及卷板后部工序处理时间，降低了中间废品率。热卷箱也存在一些不足之处：对带坯横向温度控制不是特别理想，横向温差可达 40C。 带钢出末架精轧机速度一般小于 12m/s，限制了生产线的产量。对于管线钢不能降低精轧机功率，不
14、可实现恒速轧制，不能减少精轧机数量。不能充分体现卷取箱的优点。 热卷箱的耗资比保温罩大，维护比较复杂，一旦出问题会影响整个生产线，而且没有保温罩的控制灵活。2）保温装置的选择本设计综合国内热连轧厂实际情况，了解到攀钢是由于精轧机组不能升速而采用热卷箱，是我国唯一一套典型的采用热卷箱技术的热轧宽带钢厂。参考国内宝钢、鞍钢生产线，对比热卷箱与保温罩的各自优势与不足，综合考虑保温罩的诸多特点，本设计最终选择保温罩实现保温。2.4 精轧机1）精轧机布置形式及数量的选择参考国内热连轧厂的实际经验，结合本设计道次要求，本设计选择六机架精轧机。这样不仅可以满足本设计的要求，还有利于日后扩大产品规格数量。但由
15、于机架数目较多，在轧制薄规格产品时，为了保证头尾温差和卷取温度的控制，在精轧机布置方面，采用较快的轧制速度和稍小的间距。2） 边 部 加 热 器板 坯 出 炉 后 ， 经 辊 道 运 输 ， 高 压 水 除 鳞 和 粗 轧 机 组 轧 成 精 轧 坯 ， 温 度 有 明 显地 降 低 ， 一 般 要 降 低 200左 右 ， 尤 其 是 边 部 降 低 更 为 明 显 。 另 一 类 是 电 磁 感应 加 热 型 边 部 加 热 器 。 虽 然 边 部 加 热 器 由 诸 多 优 点 ， 单 考 虑 经 费 问 题 ， 决 定 暂时 不 上 ， 故 预 留 边 部 加 热 器 的 位 置 和 基 础 。3） 切 头 、 切 尾 装 置精 轧 坯 从 粗 轧 机 组 轧 出 ， 往 往 头 部 呈 “舌 形 ”， 尾 部 呈 “鱼 尾 形 ”。 其 危 害 是 ：“舌 形 ”、 “鱼 尾 形 ”部 分 比 其 他 部 分 温 度 低 ， 轧 制 时 会 产 生 很 大 的 冲 击 。 在运 输 时 容 易 钻 进 设 备 的 缝 隙 发 生 卡 钢 事 故 。 尾 部 的 长 “鱼 尾 形 ”会 影 响 板 卷的 打 捆 质 量 。切 头 飞 剪 的 形 式
