设计100万吨1700冷带连轧车间毕业设计说明书(编辑修改稿)

设计100万吨1700冷带连轧车间毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

多万吨；生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。 冷轧薄板发展如此迅速的的主要原因是： 钢材热轧过程中的温降和温度分布不均匀给生产带来了难题。 特别是在轧制厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首 尾温差往往带使产品尺寸超出公差范围，性能出现显著差异。 当厚度小到一定时，轧件在轧制过程中温降剧烈，以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。 目前热轧工艺技术水平尚不能使钢带表面在热轧过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不量热轧不适于生产表面光洁程度要求较高的板带钢产品。 冷轧钢板性能好、品种多、用途广。 通过一定的冷轧变形程度与冷轧后热处理恰当配合，可以在比较广的范围内满足用户的要求。 以下是国内在建的和拟建的百万吨极冷轧生产线及产品，可作为设计的参考，在这里也简单介绍一下： 武钢 —武钢股份投资 2130mm冷轧机组，年产量 215万吨，产品厚度 ，最大宽度 2080mm，最大强度 800MPa，其产品用于以轿车板和家电板为代表的覆盖面极广的高档冷轧产品。 鞍钢 —继 1780mm冷轧机组投产后，鞍钢为配合新建的 2150mm的热连轧机组，新建 1500 mm冷连轧和 2130 mm冷连轧。 首钢 —首钢股份总投资 亿元的冷轧薄板生产项目年产量可达 150 万吨，目标是汽车板和奥运项目 [1]。 唐钢 —唐钢冷连轧生产线用于与现存的酸洗线联机。 酸洗线与一套 5 机架冷连轧生产线联 机能够生产出下游生产线所要求的产品（镀锌线以及其他的生产线）。 在 5 架冷连轧机中， 14 架轧机为 4 辊预留 Smartcrown 轧机，第 5 架轧机为 6 辊 Smartcrown 轧机。 生产钢种： CQ:50%； DQ:40%；HSLA:10%。 生产宽度为 8201650mm厚为。 钢铁工业是国民经济的基础产业，对整个国民经济各个部门的发展至关重要。 带钢冷连轧是钢铁工业中发展较为迅速、各种新技术应用最为广泛的一个领域。 它的工艺水平、自动化程度、产品规格与质量代表了一个国家钢铁工业的水平。 近年来，随着 社会的发展和科学技术的进步，用户对冷轧高质量，高附加值，高技术难度的带钢产品的需求量显著增加，对钢铁产品质量、品种、性能的要求越来越高。 钢铁领域的竞争，已从过去的价格为主转向以产品品质、服务为主，企业的技术水平、产品品种质量和延伸服务将成为竞争力强弱的决定因素。 同时随着市场竞争的加剧，各冷轧带钢厂为了在市场竞争中居于有利地位，也迫切需要提高生产技术水平，减少原材料和能量消耗，改善经营管理，增强竞争能力。 钢铁产品结构调整的一个主要方向是大力提高冷轧薄板的生产能力。 在统一规划指导下，建设冷轧宽带钢机组。 改造和 新建的冷轧机组，轧制性能好、品种多、用途广的高质量板材，特别生产汽车板、镀锌板、彩涂板。 在今后的几年里，国内轻工，机械、建筑、造船、交通等各钢材使用较多的行业对钢材的价格、性能、质量，服务等提出了更高的要求，产品必须多品种，多规格，全系列提高产品附加值，降低运输优势在竞争中所占的比重，开拓市场，迎接市场的挑战。 1 建厂依据和产品大纲 建厂依据 冷轧板带有极广阔的用途。 汽车制造、拖拉机制造、电气产品、机车车辆、造船、航空及火箭、精密仪表、民用建筑、工业厂房、家用电器、食品罐头以及一些耐久制品都需 要大量的冷轧板带。 出于这些工业的发展，对薄板质量要求越来越高，产量要求越来越大，对冷轧板带生产提出了更高的要求，故冷轧薄板、带钢的产量增长很快。 同时，随着人民生活水平及物质需求的提高，钢材市场的需求结构发生了巨大变化，特别是冷轧和镀涂层深加工产品的生产能力、品种质量与市场需求差距甚大，矛盾突出。 一方面，国产冷轧产品的市场占有率低仅为 50%左右；另一方面，冷轧带钢品种规格不全、高强度、高附加值产品虽已部分试制成功，但产量低，还不能完全满足国内用户需求，此外，产品质量不能满足用户高精度要求。 可见，建一座年产量 高质量好的冷轧厂是有市场基础的。 制定产品大纲 本设计任务是年产 100 万吨 1700mm冷轧薄板。 设计之前首先制定产品大纲。 产品大纲是设计任务书中的主要内容之一，是进行车间设计时制订产品生产工艺过程确定轧机组成和选择各项设备的主要依据。 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。 做到供求适应、品种平衡、产销对路、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。 3. 考虑建厂地区资源的供应条件，物资和材料运输的情况。 4. 要适应对外开放、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。 本设计综合考虑以上各点，唐钢采用厚坯料的第二热轧带卷厂的投产可以提供强度 240MPa的合格原料，厂址选在唐钢内部，产品面向全国和世界各国。 产品大纲如下： 产量及钢种： 100 万吨 /年（本设计以一期为例进行详细叙述。 ） 其中超低碳钢占 10％， Q235A 占 80%，低合金结构钢占 10%。 规格 原料（热带卷）规格： 带钢厚度： ~； 带钢宽度： 820~1500； 钢卷内径： ф 610mm； 钢卷外径： 最大 ф2150mm； 钢卷重量： 最大 30t； 单位质量： 23kg/mm； 抗张强度： 28~42kg/mm2； 含碳量： 0%~%； 年用量： 100 万 t； 钢种及其比例： 表 1 钢种及其比例 钢种 C 含量 比例 钢号 超低碳钢 C%≤ 10% EN Fe P01/P03 低碳钢 C%≤ 80% AISI 1005 低合金结 构钢 C%≤ 10% ASTM A588 产品规格详细分类（见表 2） 表 2 产品规格 年产量 厚 度 /mm 宽 度 (mm) 总计产 量 / t 比例 % 550～ 650 650～ 750 750～ 850 850～ 950 950～ 1150 1150～ 1250 1250～ 1350 1350 ～ —— —— —— 8125000 10 ～ —— 675000 40 ～ —— 268750 21 ～ —— 150000 15 ～ —— —— 75000 8 ~ 6 比例 /% 3 12 17 26 19 13 8 2 100 产品执行标准 产品质量标准执行 GB, DIN, JIS, API 2 轧钢机类型和布置形式比较选择 轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，代表着车间的技术水平，是区别于其他车间类型的关键。 因此，轧钢车间主要设备选择就是指轧机的选择。 轧机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。 轧机选择的主要依据是车间生产的钢材的钢种 ,产品品种和规格 ,生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。 对轧钢车间工艺设计而言 ,轧钢机选择的主要内容是：确定轧钢机的结构形式 ,确定其主要技术参数 ,选用轧机的架数以及布置方式。 在选择轧钢机时一般要考虑下列各项原则 [1]： 1) 在满足产品方案的前提下 ,使轧机布置合理 ,既要满足当前生产又要考虑未来的生产发展。 2) 有较高的生产效率和设备利用系数。 3) 能获得质量良好产品的同时还要尽可能多地轧制多品种。 4) 有利于轧机机械化 ,自动化的实现 ,有助于改善劳动条件。 5) 轧机结构型式先进合理，操作简单，维修方便。 6) 有良好的综合技术经济指标。 连轧机形式选择 现在大批量的低碳与结构冷轧带钢和镀涂加工用钢都是由四 辊 式冷连轧机生产的，轧制厚度较大时采用四机架连轧轧制厚度较 薄是采用五机架或六机架连轧机。 下表列出常规连轧机的参数： 表 3 常规连轧机的参数 轧机形式 规格 mm 产品厚度mm 轧制速度 m/s 卷重 t 工作棍直径 mm 电动机容量 kw 四机座 17002500 2025 3035 500600 33600 五机座 17002185 2530 4060 585660 46700 六机座 12001450 3040 3540 610 32500 而其中五机架连轧机是典型的高效率冷轧机， 其生产品种、规格的范围较宽，可扎厚度为、宽度可达 20xxmm 的带钢。 可以包括四机架和六机架的生产产品。 因此五机架连轧机是一种应用最为广泛的连轧机，在各中全连续冷轧生产获得了广泛的应用。 而六机架连轧机是轧制小于 镀锡板的专业轧机。 由于轧薄时速度难以提高和原版力学性能不如二次冷轧得好，因此这类轧机未能得到很好的发展。 轧机的选择： 当今新型热带轧机主要有： CVC 轧机、 HC 轧机、 VC 轧机、 PC 轧机等。 1)CVC 轧机 图 1 CVC 轧机原理图 CVC 轧机是 SMS 公司在 HCW 轧机的基础上于 1982 年研制成功的。 近年来广为采用的 CVC轧机是德国技术和其他国家专利的结合物，它被世界各国认为是一个能对辊型进行连续调整的理 想设备。 CVC 辊和弯辊装置配合使用可调 辊缝达 600 微米。 CVC 精轧机组的配置一般是，前几个机架采用 CVC 辊主要控制凸度，后几个机架采用 CVC 辊主要控制平直度。 CVC 的基本原理是；将工作辊辊身沿轴线方向一半削成凸辊型，另一半削成凹辊型，整个辊身成 S 型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形状而达到所要求的板形。 （调节带钢凸度的原理图如下） 图 2 CVC 轧机凸度的调整 CVC 轧机有很多优点：板凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能实现自由轧制，操作方便，投资较少。 CVC 轧机的缺点：轧辊形状复杂，特殊，磨削要求精度高，而且困难，必须配备专门的磨床；无边部减薄功能，带钢易出现蛇形现象。 此外随着轧辊窜动，热辊型及磨损辊型亦将窜动。 2)HC 轧机 HC 轧机为高性能板形控制轧机的简称，是日立公司研究的一种新型六辊轧机，它是在普通四辊轧机的基础上增加两个可转向移动的中间辊其出发点是为了改善或消除四辊轧机中工作辊和支撑辊之间有害的接触部分。 HC 轧机利用轧辊轴向传动装置，就能适应带钢宽度变化的要求，使辊身接触长度作相应的改变。 图 3 HC 轧机 HC 轧机的主要特点：具有大的刚度 稳定性和很好的控制性同时可以显著提高带钢的平直度，可以减少板、带钢边部变薄及裂边部分的宽度，减少切边损失。 3)VC 轧机 VC 轧机是一种新型的四辊轧机，它的支撑辊凸度可根据板形需要加以改变。 图 4 为这种凸度可变的支撑辊 (也称为 VC 轧辊 )的结构简图 4。 支撑辊由外套筒 2 和芯轴 1 组成。 芯轴与外套筒之间有一液压腔 3，外套筒 2 与芯轴 l是热装在一起的。 高压油 (最高油压为 50MPa)由液压站 5通过高速旋转接头 4 和芯轴内油孔 6 进入液压腔 3 中。 只要改变高压油的压力，就可改变轧辊凸度，使其能抵消由轧制压力引起的弹性弯曲变形， 获得较好的板形。 VC 轧辊的主要优点是： VC 轧机的凸度控制能力比液压弯辊的四辊轧机大。 VC 轧辊与液压弯辊配合使用时，不仅可以调整边浪和中间浪的不良板形，也可调整较复杂的复合浪的板形缺陷。 由于 VC 轧辊采用了压力较高的液压系统，给设计制造带来一定的难度。 近年来，有人在轧辊芯轴内设置增压腔，以便能采用压力较低的液压系统，利于高速旋转接头的工作。 图 4 VC 轧辊结构简图 1－芯轴； 2－外套筒； 3－液压腔； 4－旋转接头； 5－液压站， 6－油孔 以上介绍了一些典型的宽厚板轧机的机型和技术。 目前生产中使用最多的是六 辊式 HC 轧机和四辊式的 CVC 轧机。 HC 轧机与 CVC 轧机的比较见表 4： 表 4 HC 轧机与 CVC 轧机的比较 CVC 技术 HC 技术 原理结构 工作辊轴向移动工作用 S 辊型形成压下差控制板长度和板形+工作辊液压弯辊；轧辊移动量小，应用于四辊轧机，改造工作量小。 中间滚轴移造成辊间压扁差控制板长度和板形 +工作辊、中间辊液压弯辊；轧辊移动量大，应用于六辊轧机，改造工作量大。 效果 板凸度控制 好 边部减薄 差 波浪控制：边波与中波 好 复合 波 差 受热长度和磨损影响 大 受轧制力波动影响 大 板凸度控制 好 边部减薄 好 波浪控制：边波与中波 好 复合波 好 受热长度和磨损影响 小 受轧制力波动影。