年产340万吨热轧带钢1800车间工艺设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

年产340万吨热轧带钢1800车间工艺设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

及计算机自动控制等技术的发展，液压传动、升速轧制、层流冷却、高精度轧制等工艺的利用，热连轧发展更为迅速。 但是，随着我国钢铁工业产能的增加以及资源条件的限制，热轧宽带钢轧机建设的 大跨进式发展在 20xx年后不可能。 总体看，我国钢铁生产的总体产能过剩并具有明显的结构性矛盾，一是高端钢材产品不能满足国内需求，二是低端长材产品严重过剩。 预计以后 在热轧宽带钢轧机领域更多的是生产 环节的技术进步和产品的升级。 从我国目前板带市场需求情况和生产能力来看， 高附加值的热轧带钢生产还是有很大的利润空间。 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。 河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 2 综 述 热轧薄板用途广泛， 300mm以下 窄带钢主要用于焊管和小五金冲压件， 600mm以上中宽带多供给冷轧板原料，用于家电生产。 为原料，用于火车或汽车车厢冲压。 高质量厚带卷可生产大口径天燃气的输送焊接管线。 汽 车板更是在尺寸、板形、表面光洁度有更高的要求，特别需要有大的压缩比 ，保证组织性能的均匀性。 我国近年钢铁产量大幅攀升，许多普钢供大于求，但高端产品 显 有不足，如汽车板 很 不能适应汽车工业的飞速发展。 薄板散热大，容易温度不均，最初人们使用叠轧薄板，厚度不均，表面质量差，而且是单张生产，产量极低。 热轧带钢时， 总是 希望保持头尾温度一致，这就 使人们出现 采用连轧 缩短轧制时间的想法。 为此， 1924 年美国轧钢工程师首先试验热带连轧机，用人工控制转速，实现活套自由轧制。 以后，人工转速控制又向自动转速控制发展，到 20 世纪 60 年代 以前，带钢热连轧机自动化发展主要集中在调速系统、辊缝调节系统，以后向厚度自动控制系统扩展。 第一套模拟厚度控制系统在 1957 年投入使用， 促使连轧速度和精度提高不少。 由于计算机可以 设定程序并 获取多方面的过程信息，按照事先编排的程序，快速作出判断和选择方案，向多个执行机构发出动作指令。 因而，计算机在轧制过程控制中 在线 应用开始被人们所 期待。 美国是 实用计算机诞生地 ，也是尝试在工业 领域 应用计算机最早的国家。 20 世纪 60 年代初，麦克劳思钢铁 (MclouthSteel)公司在他们自己的 1525mm 带钢热连轧机上开始使用 计算机，设定精轧机组的辊缝和速度， 大大提高产量和质量，获得极大成功。 中国板带起步于 1962年鞍钢半连轧，是由前苏联设计制造，压下为电动压下，1976年武汉引进新日铁热带连轧新技术，使国人顿开眼界。 1986年国家斥资 500亿，在上海宝钢建设能生产多种钢材的特大型联合企业，使我国钢铁生产水平有了较大发展。 20xx年 国内 生产粗钢 ，比上年增加 ，增长 %，增幅比 20xx年回落 ， 总体呈 缓慢 增长态势。 目前， 国际 经济严重疲软， 市场需求 较少。 国内经济建设发展很 不平衡，许多地区 基建放缓，更多地区没有 足够 资金 进行建设。 造成目前钢铁 产量过剩 较 大， 价格偏低，企业利润在盈河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 3 亏线上挣扎。 统计表明，截至目前，我国已建 1000mm以上热轧生产线已超过 70条， 20xx年国内 生产能力为 19000万吨左右热轧薄板卷原卷（其中 8260万吨为冷轧基板供应量， 4000万吨商品量， 500万吨用于生产硅钢片），国内 需求 为 13230万吨左右。 表面上看产能过剩 5770多万吨。 但是以目前来看，薄板坯实际上只能生产普 碳 钢板，导致 我国继续进口优质宽薄板。 因此，建设生产为高档汽车板冷轧供料 的热连轧生产线是 当务之急。 为生产汽车板，必须使用 200mm以上厚板坯，也就需要两架可逆粗轧。 本设计采用两架 凸度控制的 CVC粗轧机， 从粗轧就按比例凸度控制板厚，轧制力不必被迫递减，增加粗轧压下量， 也为精轧机提供 厚度和凸度稳定 的坯料。 轧制过程中，轧件边部散热总是较大，造成温度偏低，国外一些先进热带生产线在粗轧之后的辊道上加装边部加热器，很好的补偿了中间坯边部温度，只是电加热运行成本很高，国内只有宝钢 1810 车间安装这种设备。 煤气加热方式还在研究，本设计在辊道边保留加热器安装位置，待技术成熟再行使用。 河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 4 第 1 章 建厂依据及 产品大纲 建厂依据 我国已建立的热连轧生产线已超过 70条，设计产品的规格据称最薄达到，意欲以热轧产品取代冷轧。 但目前经济可生产的规格远在。 如一些薄板坯车间，在薄规格生产时故障率高，辊耗大，过渡轧材多，均匀加热难，板型控制难度大，废品率高。 这样按综合成本计算，热轧超薄板与用热轧 作原料，冷轧生产 ，甚至更高，质量还远不如冷轧。 本溪传统热轧厂曾经介绍，采用传统轧机，降低精轧入口中间坯的厚度，成功轧出。 宝钢 2050轧机采用升速轧制也能稳 定生产 ，甚至试轧过。 其成功关键在于带钢软 ， 中间坯厚度 小 和 中间坯 凸度稳定。 产品大纲 产品大纲是进行车间设计的主要依据，不同规格、不同品种、不同质量决定不同的生产工艺和设备选择水平，即确定轧机形式和组成以及其他各项设备与水平。 因而产品大纲是车间今后组织生产的依据，产品方案一旦确定，不但规定了车间的类型，同 时也规定了车间生产品种的方向， 产品大纲的主要内容包括： A、车间生产的钢种和生产的规模； B、各类产品的品种和规格； C、各类产品的数量和其在总产量中所占的比例等。 原料规格选择 本设计选定使用占地少加热能力大的步进加热炉，最终确定原料规格为： 板坯厚度： 220mm 板坯宽度： 900~1600mm 板坯长度： 10m 钢卷重量： 30t 产品规格 带钢厚度： ~18mm 带钢宽度： 900~1600mm 河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 5 钢卷内径： 760mm 钢卷外径： 1000~1950mm 单位宽度卷重： 19kg/mm 钢种分类及比例 表 11 钢种分类及比例 钢种 C 含量 比例 IF 钢 C≤ % 20% 管线钢（ X70， X80） C≤ % 20% 优质钢 （ 08, 08AL） 60% 规格详细分类表 表 12 产品规格 产 量 （ wt） 宽 度 （ mm） 合计 比 例 800～1000 1000～ 1200～1400 1400～ 1550～ 1200 1550 1650 厚度 2～ 4 3 5 8 7 10 33 10% （ mm） 4～ 6 8 9 15 14 40 86 25% 6～ 9 11 10 25 23 30 99 30% 9～18 17 15 35 25 30 122 35% 合 计（ t） 39 39 83 69 110 340 比 例 % % % % % 100% 热轧带钢用途及发展方向 热轧板宽带钢以 深冲钢板 、耐腐蚀高强度热轧钢板、 成型性优异 的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板为发展目标。 由于将采用无头轧制技术、薄板坯连铸连轧工艺、控制冷却技术等轧制工艺生产热轧薄带钢，因此可以较好地控制热轧带钢的组织和性能。 在冷却技术方面，以温度预测模型为基础，采 用细分的冷却箱和缓慢冷却装置，开发高精度的冷却系统，对钢材的组织和性能进行控制。 带钢是有一个比较特殊的钢铁产品，其直供比例非常高， 40%以上直接进入厂家。 通过对近五年的统计，可看出带钢消费正以一个较快的速度发展。 在河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 6 国内外带钢生产逐渐减少的情况下，我国作为一个发展中国家，对带钢的需求不断增加，虽然受汽车等产业规模的限制，但五金产品国内外需求量都较大。 同时我国现在基础建设规模很大，对焊管、型材的需求也相应增加，带钢的需求仍保持较高水平。 汽车板用钢介绍 本车间的主要产品是汽车板用钢 IF 钢，其有自己 的特性。 介绍如下。 IF 钢的特点是含碳量很低 ， 加入 Ti 和 Nb 之后 ， 形成 Ti 和 Nb 的 C， N 化合物 ， 由于钢中无间隙原子 ， 而使其具有优越的深冲性能。 自 1949年由 Comstcok等人提出来之后 ， 由于受当时冶炼水平的限制 ， 钢中 C， N 含量较高 ， 须加入的较多 Ti， 而且价格昂贵 ， 因此 ， 在生产中受到了限制。 20 世纪 60 年代 ， 由于真空脱气技术在冶金生产中的应用 ， 钢中 Ti 含量可以降低到 %以下 ， 于是商用 TiIF 钢面世 ， 同时 Nb 在改善深冲性能方面的作用也被发现和应用。 IF钢广泛应用于汽车制造业 ， 尤其是汽车外板 ， 内板 ， 需要 很好的深冲性能 ， 以使其容易成型。 随着高强度钢板的采用 ， 汽车用钢板减薄 ， 对钢板的防腐蚀性提出了更高的要求 ， 这就促进了高强度表面处理钢板的发展 ， 特别是热镀锌钢板。 目前 ，国外在高强度 IF 冷轧钢板的基础上又开发了一系列热镀锌高强度 IF 钢板 (多为合金化热镀锌钢板 )， 它把 IF 钢的超深冲性、合金元素 (P、 Mn、 Si等 )的固溶强化性和热镀锌的高耐蚀性三者融于一体 ， 是一种理想的汽车用钢板 ， 使强度 —深冲性 — 耐蚀性达到较好匹配。 但是由于热镀锌合金化工艺的特殊性 ， 将造成成型性能的下降 ， 表 4 是热镀锌镀层对 IF 钢性能的影响。 因此和冷 轧及热镀锌产品相比 ， 为了获得高 n 值和高 r 值的合金化热镀锌钢板 ， 必须对钢板的成分和工艺进一步优化。 可以认为 ， 能否生产这种钢板代表了一个钢铁企业的汽车用钢板的生产水平。 表 14 热镀锌镀层对钢性能的影响 合金元素对钢板性能及热镀锌镀层的影响 ： 同深冲 IF 钢一样 ， 按微合金化元素种类的不同 ， 高强度 IF 钢也分为三类 ，河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 7 以 TiIF、 NbIF 和 (Ti+Nb)— IF 为基的高强度钢。 TiIF 钢虽然对生产工艺参数的变化不敏感 ， 但力学性能的平面各向异性 (△ r 值 )大 ； NbIF 钢的平面各向异性小 ， 但力学性能对生产工艺参数 比较敏感 ， 一般要采用高温卷取。 近年来(Ti+Nb)— IF 钢引起了人们的重视 ， 其优点是 ： (1)力学性能对生产工艺不敏感 ，整卷性能均匀 ； (2)晶粒细化 ， 降低钢的各向异性 ； (3)抗二次加工脆性好 ； (4)热镀锌合金化时 ， 界面反应均匀 ， 抗粉化性能较好 ， 特别适合热镀锌用基板。 设计目的 本设计课题是年产 340 万吨的板带钢生产车间。 这是一个大型的轧钢车间，其投资大，消耗大，生产量大。 板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很大。 今后几年市场需求仍然会有较大增长。 另外带 钢的延伸产品还有一定市场空间，如装潢用的五金 材料，发展十分快，不少五金产品出口到东南亚、欧美等国际市场，拉动了国内的带钢生产。 由于市场对板带钢的需求仍然很大，而且在近几年不会下降，因此该大型生产车间的建立是可行的。 带钢生产技术发展至今已有 80 多年的历史，现在已经是第四代轧机，板形控制技术目前也已经发展得较为成熟。 在相关技术比较完善的情况下，建立大型轧钢厂可以节约很多在技术改进上的投资，可以在建成时就采用目前最先进的技术，还可以借鉴其他车间的生产经验，少走一些弯路，一步到位。 综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。 河北联合大学迁安学院 毕业设计说明书 8 第 2 章 轧机设备比较与选 择 轧钢机数量的选择 轧钢机是生产的设备，是完成金属轧制变形的主要设备，并且代表着生产技术的水平，造价极为昂贵。 而且，轧钢机架的选择对车间生产和投资有着非常大的影响，轧机多投资大，轧机过少，压下大，轧制稳定性差，难于控制。 带钢轧机为平辊轧制，轧制力大，为了能控制良好板型，机架必须有较大的刚度，轧辊应有较大的抗弯挠度。 以往粗轧为二辊轧机，尽管直径较大，但挠度还是较大，不能满足凸度控制要求。 四辊轧机作为粗轧，又有工作辊辊径偏小，带来新的咬入问题。 当选用中薄板坯或薄板坯后，绝对压下量大大减少，这一问题自然 消失，所以现代板带轧机得粗轧与精轧都是四辊轧机。 轧钢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确定的产品生产工艺过程，对轧钢车间设计而言，轧钢机选择的主要内容是：确定轧钢机的结构形式，主要技术参数，选用轧钢机的架数以及布置形式。 下面比较几种轧制工艺： （ 1）常规连轧工艺 常规连轧工艺通常是采用 200～ 250mm 厚板坯为原料 ， 经过多机架连轧出～ 25mm 厚成品板带。 常规连轧工艺又可分为全连轧工艺、 3/4 连轧工艺、半连轧工艺和炉卷工艺几种 ， 目前以 3/4 连轧和半连 轧工艺居多。 常规板带轧制工艺已成熟 ， 基本上实现了计算机在线控制下的高速化、连续化、大型化和高精度 ， 在控制产品质量上 ， 实现了在线板形、板厚和板宽的自动控制。 这种常规连轧工艺经济规模多在 200～ 400 万 t/。