窄带钢毕业设计

内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书1摘 要对目前我国带钢生产现状进行了分析，认为带钢生产既具有一定优势，也面临巨大挑战。设计内容主要包括兴建该厂的可行性分析、制定产品大纲、工艺过程的制定、主辅设备选择、以及轧制过程中主要参数计算、轧制过程中主要参数校核、车间生产能力的计算、辅助设备的选择以及厂房平面布置等内容，并据设计计算结果完成了 CAD 车间平面布置图的绘制。 关 键 字: 带钢生产； 发展趋势； 生产现状； 热轧； 轧后余热热处理； 带钢缺陷； 16 Mn 钢AbstractThe current situation of narrow strip produc-tion in china was analyzed. The advantages and huge cha-llenges of narrow strip production were pointed out. Mainly includes the construction of the plant design feasibility analysis, development of product mix, CSP formulation process, main and auxiliary equipment selection, as well as calculate the main parameters during the rolling process, the main parameters of the rolling process checking, workshop production capacity is calculated auxiliary equipment selection and plant layout, etc., and according to the design calculations completed CAD floor plan drawing workshop.keywords: strip production; development tendency; current situation of production; hot rolling; heat treating with the residual heat after hot rolling; bandfehler; 16Mn st-eel内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书2内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书3目录摘 要 .1Abstract .1第一章：带钢发展概况 .51.1 国内外带钢的发展状况 .51.1.1 国外带钢的发展情况 .51.1.2 国内带钢的发展情况 .61.2 带钢的生产消费情况和发展趋势 .61.3 热轧窄带钢 .71.4 带钢分类与用途 .81.4.1 热轧普通带钢 .81.4.2 热轧优质带 .91.5 带钢轧制常见缺陷及原因分析 .91.5.1 结疤 .91.5.2 气泡 .101.5.3 表面夹杂 .101.5.4 分层 .111.5.5 辊印 .111.5.6 轧烂 .12第二章：16Mn 钢板 .132.1 16Mn 钢板 .132.2 16Mn 钢板化学成分 .132.3 16Mn 钢板力学性能 .132.4 16Mn 钢板主要特性 .13第三章：可行性研究 .143.1 研究工作概况 .143.1.1 项目建设的必要 .143.1.2 项目发展及可行性研究工作概况 .143.2 可行性研究结论 .143.2.1 市场预测和项目规模 .143.2.2 原材料供应 .153.2.3 环境保护 .153.2.4 项目综合评价结论 .153.3 市场调查 .163.3.1 市场销售预测 .163.4 建设条件与厂址选择 .163.4.1 建设地区的选择 .163.5 工厂技术方案 .17第四章：工艺流程及其设备 .184.1 生产工艺流程图 .184.2 产品大纲 .204.3 金属平衡表 .20内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书44.4 主要设备 .214.5 工艺流程 .214.6 加热 .214.7 除鳞 .224.8 粗轧机的主要参数 .224.9 保温装置 .234.10 边部加热 .234.11 切头飞剪 .234.12 精轧机主要参数 .244.13 卷取 .25第五章：压下规程工艺设计 .255.1 压下制度概述 .255.2 粗轧压下规程 .265.3 精轧机组压下规程 .285.4 咬入能力校核 .285.5 速度制度 .295.6 温度制度 .315.61 粗轧温度 .315.62 精轧温度 .32第六章：轧制力和轧制力矩计算 .336.1 轧制力计算 .336.1.1 计算公式 .336.2 粗轧轧制力 .346.3 精轧机轧制力 .356.4 确定各道次传动力矩 .366.5 轧制力矩计算公式 .376.6 附加摩擦力矩的计算 .386.7 空转力矩的确定 .416.8 主电动机上的总传动力矩 .42第七章：生产设备校核 .427.1 轧辊强度校核 .427.2 粗轧轧辊强度校核 .447.3 精轧轧辊强度的校核 .467.4 接触应力的计算 .487.5 加热炉能力校核 .497.6 电机功率校核 .49第八章：轧钢厂年产量计算 .508.1 轧机工作图表的制定 .508.2 年计划实际工作小时数 .518.3 轧机小时产量的计算 .528.4 轧机平均小时产量的计算 .538.5 年产量计算 .53第九章：轧钢车间平面布置及经济技术指标 .549.1 轧钢车间平面布置 .54内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书59.1.1 轧钢车间平面布置的原则 .549.1.2 金属流程线的确定 .549.2 车间技术经济指标 .569.2.1 金属的消耗的计算 .569.2.2 燃料消耗概述 .579.2.3 电能消耗 .579.2.4 轧辊消耗 .579.2.5 水消耗 .579.2.6 压缩空气的消耗 .579.2.7 润滑油消耗 .589.2.8 蒸气消耗 .589.2.9 氧气消耗 .589.2.10 耐火材料消耗 .589.3 综合技术经济指标 .58第十章：分析可行性及介绍设计优势 .60参考文献 .63致谢 .64内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书6第一章：带钢发展概况带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要的影响。带钢广泛应用于工业，农业，交通运输和建筑业。宽带钢在我国国民经济中的发展中需求量很大。世界各国近年来都在注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产板带钢。热轧带钢轧机的发展已有 80 多年历史，汽车工业、建筑工业、交通运输业等的发展，使得热轧的需求不断增加，从而促使热轧板带钢轧机的建设获得了迅速和稳定的发展。从提高生产率和产品尺寸精度、提高成材率和带钢质量、节约建设投资、减少轧制线长度实现紧凑化轧机布置到热连轧机和连铸机的直接连接布置，热轧带钢生产技术经历了不同发展时期。1.1 国内外带钢的发展状况1.1.1 国外带钢的发展情况1960 年以前建设的热带钢轧机称第一代热带钢轧机。这一时期热带钢轧机技术发展比较缓慢，其中最重要的技术进步是将厚度自动控制技术应用于精轧机。20 世纪六、七十年代是热轧带钢轧机发展的重要时期。同时连铸技术发展成熟，促使热连轧机从最初使用钢锭到使用连铸坯，从而大幅度提高产量并能够为冷轧机提供更大的钢卷。热轧带钢轧机的生产工艺过程是钢铁工业生产中自动化自动控制技术最发达的工序。60 年代后新建的热带钢轧机很快采用了轧制过程计算机控制，将热轧带钢轧机的发展推向一个新的发展阶段，这一时期新建的轧机称为第二代热带钢轧机。1969 年至 1974 年在日本和欧洲新建的轧机称为第三代热带钢轧机。20 世纪 80 年代，带钢生产更加注重产品质量。90 年代，热轧带钢在工艺方面有重大突破。1996 年日本川崎钢铁公司成功开发无头连续轧制带钢技术，解决了在常规热连轧机上生产厚度 0.81.2mm 超薄带钢一系列技术难题。热连轧生产线的产品规格最薄达 0.8mm，但实际生产中并不追求最薄规格，因为薄规格生产的故障率高，辊耗达，酸洗成本高等。待技术发展到故障率等降低后，才能经济的批量生产。内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书71.1.2 国内带钢的发展情况由于带钢热轧生产的高产量和高效益，带钢热连轧机的建设已成为钢铁企业提高产量，增加经济效益的首选建设项目。全世界七十多年来已经建成二百多套带钢热连轧生产线。我国从 1978 年武钢 1700mm 热轧生产线建成投产至今，已建成及正在建设的宽带钢热连轧机亦 24 套，如加上拟建的几套，年生产力将达到 7000 万吨以上。带钢热连轧生产工艺在相当长的一段时间里变化不大，直到 20 世纪 90 年代连铸连轧的出现，才发生明显变化。为了与新发展的热轧带钢生产工艺相区别，可将过去长期以来所采用的带钢热连轧工艺称为传统带钢热连轧。带钢热轧生产工艺有：1）：传统带钢热连轧2）：连铸连轧短流程带钢热连轧3）：新型炉卷轧机4）：热带生产新动向超薄带生产及无头轧制技术的应用1.2 带钢的生产消费情况和发展趋势热轧带钢轧机有热轧宽带钢轧机、热轧窄带钢轧机和叠轧薄板轧机，热轧宽带钢轧机可生产热轧中厚宽钢带和热轧薄宽钢带热轧一次材，经横切或纵剪后可生产热轧中厚板、热轧薄板和热轧纵剪钢带等热轧一次材。作为热轧板带一次商品钢材，可直接用于下游行业，还可用作冷轧等下道工序的原料，主 要产 品 为 冷 薄 宽 钢 带 、 冷 轧 薄 板 、 冷 轧 窄 钢 带 、 镀 层 板 带 、 电 工 钢 带 和 彩 涂 板 带 。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。从超薄热轧带钢的市场需求和生产现状可看出“以热代冷”的钢铁市场走向决定了超薄热轧带钢生产总体趋势是供不应求，同时也表明了超薄热轧带钢内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书8将成为热轧宽带钢的另一个发展方向。可以预见，采用无头轧制和低温轧制工艺将是薄板坯连铸直接轧制生产超薄带钢的主要发展方向。1.3 热轧窄带钢随 着 我 国 的 钢 铁 工 业 快 步 迈 向 大 型 化 、 集 约 化 , 热 轧 窄 带 钢 生 产 线 总 体工 艺 布 局 的 成 功 与 否 , 既 决 定 着 该 生 产 线 成 品 规 格 组 距 范 围 大 小 和 市 场 适 应能 力 , 又决 定 着 该 生 产 线 产 量 水 平 、 质 量 水 平 、 消 耗 水 平 、 环 保 水 平 的 高 低更 是 当 代技 术 装 备 发 展 状 况 的 一 种 体 现 。1.3.1加热炉区的工艺布置与原料供给钢 铁 生 产 是 能 源 消 耗 大 , 易 造 成 周 围 环 境 污 的 行 业 , 特 别 是 在 我 国 能 源 极 度 紧 张 、 环 境 保 护 意 识 不 断 得 到 加 强 的 情 况 下 , 将热 轧 窄 带 钢 生 产 线 布 置 于 紧 接 炼 铁 和 炼 钢 区 域 是 必 然 的 趋 势 和 优 先 选 择 。步 进 式 加 热 炉 由 于 炉 用 机 械 设 备 和 其 保 护 设 施 庞 大 复 杂 , 使得 基 建 投 资 成 本 巨 大 、 运 行 费 用 高 、 维 护 难 度 加 大 。 考 虑 到 热 轧 窄 带 钢 所 使用 的 原 料 钢 坯 宽 度 比 较 窄 ( 通 常 最 大 500 mm 宽 ) , 原 料 钢 坯 的 出 钢 托出 机 构 设 施 也 难 于 控 制 。 而 推 钢 式 加 热 炉 基 建 投 资 相 对 较 小 、 运 行 费 用 也 较 低 、维 护 容 易 , 还 可 利 用 小 滑 坡 端 部 出 钢 方 式 取 消 出 钢 托 出 机 构 设 施 。 因 此 , 综合 对 比 ,热 轧 窄 带 宜 选 用 小 滑 坡 端 部 出 钢 的 推 钢 式 加 热 炉 ,其 性 价 比 高 。热 轧 窄 带 钢 是 一 种 断 面 高 宽 比 很 小 的 初 始 钢 铁 加 工 产 品 , 依据 其 特 点 , 应优 选 断 面 为 矩 形 的 料 钢 坯 ( 断 面 为 正 方 形的 原 料 钢 坯 只 作 为 热 轧 带 钢 生 产 的 一 种 补 充 ) , 这 样 就 容 易让 原 料 钢 坯 的 加 热 阴 阳 面 始 终 保 持 在 热 轧 窄 带 钢 上 下 表 面 ， 有利于生产过程和产品质量的稳定。原料钢坯的厚度通常选在150m m1 80 mm 范 围 内 , 这 样 既 能稳 定 推 钢 机 推 力 ( 不 受 原 料 钢 坯 宽 度 限 制 ) , 又可 以 减 小 由 于 热 轧 窄 带 钢产 品 宽 度 对 轧 线 各 工 艺 道 次 压 下 量 的 影 响 。 原 料 钢 坯 宽 度 的 选 择 主 要 依 据 热轧 窄 带 钢 产 品 宽 度 和 轧 机 布 置 方 式 来 进 行 。热 轧 窄 带 钢 生 产 线 上 料 输 送 辊 道 布 置 在 与 炼 钢 厂 连 铸 出 坯 口 紧 密 相 连 的位 置, 使炼钢厂连铸出坯口未码放的连铸钢坯可直接调入输送辊道 , 随 即 热送 至 轧 钢 加 热 炉 炉 后 并 推 入 加 热 炉 加 热 。 充 分 利 用 刚 刚 生 产 出 的 连 铸 钢 坯 余内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书9热 ( 芯 部 温 度 500 850 , 表 面 温 度 400 750 ) 快 速 加 热 ,不仅 可 以 提 高 热 轧 窄 带 钢 产 能 , 还 可 以 使 加 热 后 的 连 铸 钢 坯 整 体温 度 更 加 均 匀 ,为 稳 定 轧 制 奠 定 了 基 础 , 避 免 了 连 铸 钢坯 的 二 次 倒 运 和 由 常 温 至 出 钢 温 度 的 部 分 重 复 加 热 , 大 幅 度 节 约 热 轧 窄 带 钢 生 产 的 原 料 运 输 成 本 和 加 热 成 本 。采 用 距 热 轧 窄 带 钢 生 产 线 较 近 的 炼 铁 厂 高 炉 煤 气 作 为 热 轧 窄 带 钢 加 热 炉能 源 供 给 , 是 有 效 提 高 能 源 利 用 率 、 减 少 废 气 排 放 、 降 低 大 气 环 境 污 染 、 降低 热 轧 窄 带 钢 原 料 加 热 成 本 的 重 要 举 措 之 一 。 虽 然 高 炉 煤 气 的 发 热 值 ( 750850) 4.18 kJ/Nm3 较 低 , 并 且 着 火 温 度 较 高 , 但 是 随 着 新 型 蓄 热 式 高温 空 气 燃 烧 技 术 在 轧 钢 加 热 炉 运 用 的 日 臻 完 善 , 使 得 作 为 能源 再 利 用 的 低 发 热 值 高 炉 煤 气 完 全 能 够 满 足 和 适 应 目 前热 轧 窄 带 钢 生 产 需 要 。1.4 带钢分类与用途窄带 钢 是为了适 应 不 同工 业 部 门 需 要 而 生 产的一种 窄 而 长 的 钢 板。带 钢 又 称 钢带，其宽度一般在 300mm 以内，但随着经济发展，宽度已没有限制。带钢成卷供应，具有尺寸精度高、表 面 质 量 好、便 于 加 工、节 省 材 料 等 优 点。同 钢 板 相 同 ,带钢按所用材质分为普通带钢和优质带钢两类；按加工方法分热、冷轧两种。带钢产品广泛用于生产焊接钢管，作冷弯型钢的坯料，制造自行车车架、轮圈、卡箍、垫圈、弹簧片、锯条和刀片等。1.4.1 热轧普通带钢1、热轧普通碳素结构带钢（GB3524-83）热轧普碳带钢采用普通碳素结构钢作材质，经热轧制成厚度2.00-6.00mm， 宽度 50-300mm 的带钢。（1）主要用途主 要 用 作 冷 轧 坯 料 、 冷 弯 型 钢 坯 、 焊 接 钢 管 坯 和 自 行 车 、 小 五 金 制 品 的 制 造 。（2） 材 质 的 牌 号 与 化 学 成 分 、 力 学 性 能符合 GB700-79(88)的 规 定 。2、自行车用热轧宽带钢（G B3645-89）内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书10自行车用热轧宽带钢以碳素钢和低合金钢作材质，经 热 轧 制 成 厚 度 2.0-8.0mm 带钢，