年产120万吨冷轧带钢厂工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产120万吨冷轧带钢厂工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

在我国投入生产的宽带钢轧机有 18 套 ,窄带钢轧机有 418 套。 主要生产的产品有低碳薄板、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、塑料复合钢板和硅钢板等 [1]。 冷轧板带钢的产品品种很多 ,生产工艺流程亦各有其特点。 具有代表性的冷轧板带钢 产品是金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等）、深冲板（以汽车板为最多）、电工硅钢板、不锈钢板和涂层（或复合）钢板。 成品供应状态有板或卷或纵剪带形式 ,这要取决于用户的要求。 其品种和规格国家标准做了相应的规定 ,见表 及表 ： 冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制：单片轧制最早采用二辊式轧机 ,目前多采用四辊式冷轧机；成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式冷轧机。 其生产工艺流程基本相似 ,主要是：坯料酸洗 → 冷轧带钢的轧制 → 热处理 → 精整 → 产品性能检 验 → 剪切 → 包装 [2]。 表 冷轧钢板品种 厚度范围 / mm 宽度范围 /mm 普通薄钢板 ~ 500~1500 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 7 页 合金结构钢板 ~ 500~1500 深冲钢板 ~ 约 2020 弹簧钢板 ~ 500~1500 不绣钢板 ~ 500~1500 电工硅钢板 ~ 600~1000 纯铁薄板 ~ 500~1500 酸洗钢板 ~ 400~1000 镀锌钢板 ~ 400~1000 镀锡钢板 ~ 550~1100 镀铅钢板 ~ 600~1000 表 冷轧钢带品种 厚度范围 / mm 宽度范围 /mm 普通冷轧钢带 ~ 5~200 冷轧焊管坯 ~ 50~500 冷轧冲压钢带 ~ 4~300 碳素结构钢带 ~ 4~200 弹簧、工具钢带 ~ 4~200 不锈钢带 ~ 20~400 热镀锡钢带 ~ 90~300 下面就其工艺流程中的主要工序做介绍： 1)酸洗： 清除带钢表面氧化铁皮及切掉有缺陷部分的带钢 ,这一工序通常由连续酸洗机组来完成。 目前的酸洗设备主要有半连续酸洗机组、连续卧式酸洗机组和连续塔式酸洗机组。 酸洗是用化学方法除去金属表面氧化铁皮的过程。 有酸法、碱酸法、氢化物法、电解法等 ,但在连续酸洗机组上绝大多数是使用硫酸或盐酸的酸洗方法 [3]。 2)冷轧：冷轧是带钢生产中的一个重要的工序。 热轧带钢经过一定程度的冷轧变形获得了厚度很薄、尺寸精确、表面光洁和板形平直的冷硬状态带钢 ,再经过以后热处理和精 整就能使带钢具有良好的力学性能和加工性能或优良的电磁性能 ,另外 ,镀涂层处理还可使得带钢具有良好的抗腐蚀性能 ,从而使冷轧带钢在汽车、仪表、家用电器、食品罐头、轻工和建筑等行业中得到了极为广泛的应用。 由此 ,冷轧工序的工艺设备 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 8 页 条件也就决定了该冷轧带钢厂的规模和技术质量水平。 冷轧机按轧辊辊系结构分类有二辊式、四辊式和多辊式冷轧机 ,按机架布置形式分有单机架可逆式和多机架串列式冷轧机 ,为适应特殊品种和高质量冷轧带钢生产又有特殊形式的冷轧机。 冷轧设备由入口侧钢卷接受及运送装置、开卷机、轧机、卷取机和 钢卷输出设备等机械设 备以及各个设备的驱动、控制、检测仪表和润滑等装置所组成。 3)热处理：再结晶退火是将经冷塑性变形的金属加热到再结晶温度以上 , ciA 以下 ,经保温冷却的热处理工艺。 因钢种不同退火分初退火、中间退火和成品退火。 初退火主要用于 45 号碳钢以上和合金钢、高合金钢的热轧板卷。 中间退火目的是为了消除第一次冷轧的加工硬化 ,消除内应力、降低硬度、恢复塑性 ,以便于继续进行冷轧。 成品退火用于消除冷轧造成的内应力和加工硬化 ,使钢板具有标准所要求的力学性能及显微组织结构。 4)精整：精整生产是使 冷轧带钢成为交货状态产品的生产过程 ,它由带钢平整、横剪、纵剪或重卷、分选和包装等工序组成。 平整工序的主要作用是把带钢加工成具有用户所需要的尺寸和单位重量的板、带、卷材 ,而分选、包装则是对质量分级材料进行捆扎包装 ,使之成为最终交货的产品 . 5) 平整 :平整是冷轧生产的重要工序 ,其作用是：（ 1）消除退火带钢的屈服平台 ,调制好带钢的力学性能。 （ 2）改善带钢的平直度。 （ 3）使带钢表面具有一定的粗糙度。 平整工艺的首要目的是通过工艺参数管理和操作管理确保带钢的性能和质量达到用户的要求 ,其主要内容和控制项目包括：（ 1）平 整度、延伸率（ 2）带钢表面粗糙度、工作辊表面粗糙度、工作辊凸度、平整量（ 3）带钢平直度、工作辊及支持辊原始凸度、弯辊力、张力、平整温度（ 4）表面质量、换辊、轧辊研磨、平整液浓度。 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重要指标 [2]。 60 年代至 70 年代中期液压 AGC（厚度自动控制）的不断改进 ,使板带纵向厚度精度得到了基本解决。 为了控制板形 ,70 年代以来相继开发了各种新轧机与技术： VC 轧机、HC 轧机、 CVC 轧机、 UPC 轧机、 PC 轧机等。 冷轧产品退火的技术进步主要有全氢罩式 退火、连续退火 [4]。 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 9 页 本设计选择年产 120 万吨冷轧厂做为设计题目，专题是对连铸薄带夹杂物的品种与特性的分析，本设计的目的是结合实际生产 ,系统地运用所学基础和专业知识分析问题，提高解决问题的能力。 相信通过本次设计的学习，我们将有能力设计出高质量、高效率、低消耗、低污染的冷轧厂。 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 10 页 2 产品方案设计及金属平衡表 冷轧板带钢的原料来源于热轧车间生产的产品 ,要求： 1）钢卷不允许有破边和边裂。 2）来料不允许有扁卷 ,内圈松 ≤3 圈、外圈松 1 圈 ,层与层间缝隙 ≤10mm。 3）头尾不规则长度 :如下表 所示 表 项目 标准 1780 料 厚度 ,mm 头尾不规则长度 ,mm ≤ ≤700 ≤500 1700 料 ≤700 4）带钢侧边的镰刀弯在 2m 内不应大于 3mm。 5）带钢边缘个别处不应有扭边、揉皱和大于 90。 的折角。 6）在检查厚度和镰刀弯时 ,头尾两端不考核的总长度不大于 20m。 7）带钢表面不应有凸棱、汽泡、结疤、折叠、裂纹、夹杂、压入铁皮等对使用有害的缺陷 ,侧面不应有分层。 8）带钢表面不应有超过厚度公差之半的麻点、凹 面、划痕等局部缺陷。 9）对于热轧没有机会切除的缺陷 ,允许带有若干缺陷部分 ,但有缺陷部分不得超过每卷带钢总长度的 6％ [1]。 根据轧机 1780 生产能力及产量要求 (年产量 120 万吨 ),现制定以下产品方案 ,如表： 表 产品方案 钢种 产品名称 规格尺寸 /mm 产量 /万 t 标准号 比例 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 11 页 厚度 宽度 长度 K08Al 08Al 06Al P 深冲钢板 10001500 1500 3500 15 GB70888 % 20 % DW470 DQ520 电工硅钢板 5001500 1500 4000 30 GB/T5212 % 10 % Q195 Q215A(B) Q215A(B)F Q235A(B) 碳素结构钢 12501500 1500 4000 10 GB70888 % 10 % Q215A(B)F Q215A(B) Q235A(B)F Q235A(B) 镀锌板 8001000 1500 3500 15 GB/T2518 % 10 % — 总计 — — — 120 — — 对于产品技术要求 ,根据 GB70888 的规定 ,钢板的厚度允许偏差 : A 级精度条件下 : 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 B 级精度条件下 : 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 12 页 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 厚度 h 为 ~,宽度 b 为 。 1）深冲钢板 : 要求宽度大 ,钢板表面要求平滑洁净 ,对钢板厚度公差及板形要求要十分严格 ,在冷状态下 ,钢板应具有较好的加工和焊接性能 . 2）电工硅钢板 : 含硅量 ～ 5%。 它是制造电机、电器和变压器铁芯的材料 ,以要求电磁性能为主(导磁率高和铁损失低 ),也要求板形好 ,尺寸公差小 (得到较高的填充系数 )及表面带有优良的绝缘薄膜。 3）镀锌板 : 镀锌板抗大气腐蚀性好 ,表面美观 ,加工性能也较好 ,大多用于建筑工业、汽车工业及容器等日用品工业。 表 金属平衡表 产品名称 年产量 /万 t 成品率 / % 消耗 原料重量 /万 t 溶损 几何损失 工艺损失 /万 t /% /万 t /% /万 t /% 深冲钢板 35 电工硅钢板 40 碳素结构钢 25 镀锌板 20 合计 120 3 设备参数选择 本生产线采用一套高效浅槽盐酸酸洗机组本机组。 具有如下特点： 1)酸槽为串列式布置 ,采用刮酸辊和小收集槽间隔 ,使每一个酸洗槽的浓度保持一定的比例 ,保证了酸洗的效果 [4]。 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 13 页 2)酸洗段采用卧式浅槽酸洗结构 ,槽深 1000mm,液面高 300～ 500 mm,带钢基本上沿槽底滑行。 因此 ,可取消带钢垂直控制装置和带钢提升装置 ,克服了带钢在深槽内高速运行时摆动以 及垂直方向难以控制的问题。 3)酸洗槽配有一个再循环储罐与酸洗槽联合工作。 当停车时间超过规定时间时 ,酸洗槽内的酸液可迅速排至储酸罐；同时在储酸罐内可进行小循环 ,以保持酸液的浓度不降低；当停车处理完毕 ,酸液就立即被注入槽内进行生产 ,即减少了机组停车时间又提高了机组工作效率。 其中 ,所有热轧卷的开卷温度均 ≤40℃ ；拉伸矫直率不得超过板厚的 3%；酸洗速度最大为 360m/min；另外 ,不涂油或进行钝化；对切边的主要要求是：边部应光滑无毛刺 ,无边裂 ,无耳子和边丝附在边部上等缺陷 ,对于不切边的酸洗带钢 ,边裂不得大于10 mm,边部有对称边裂时 ,边裂长度之和不大于 10 mm。 2. 机组主要技术参数 技术参数： 1)最高年产量能力： 2)机组最大小时产量： 500t 3)原料和成品规格： 入口 出口 带钢宽度 /mm： 730～ 1600 730～ 1600 带钢厚度 /mm： ～ ～ 带卷内径 /mm： υ610 υ610 带卷外径 /mm： υ1100～ 2100 υ1100～ 2100 带卷重量 /kg： 30,000 30,000 4)机组速度： 穿带速度： 30～ 60m/min 入口段速度（ max)： 700m/min 工艺段速度 (max)： 330m/min 出口段速度 (max)： 450m/min 5)活套储量： 入口段： 700m 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 14 页 出口段： 440m 1)酸洗介质： 盐酸 2)酸洗 槽内酸液的浓度、温度及槽的规格如表 所示： 表 酸槽参数表 酸浓度 序号 铁含量 /g/l 酸含量 /g/l 酸槽温度 /g/l 槽规格 (长 宽 高 ) 1＃ ≤。