毕业设计（论文）-年产65万吨冷轧薄板钢厂的生产车间设计.doc

摘要本设计说明书是参照宝钢冷轧薄板厂工艺流程，结合现代化生产实际要求设计了年产65万吨冷轧薄板钢厂的生产车间。该车间的主体设备包括：浅槽酸洗机组、五机架全连续冷轧机组、连续退火机组、单机架四辊式平整机组、横切、纵切及重卷机组等。设计时结合各产品的市场前景合理地分配了各产品产量，并且优化了冷轧薄板的生产工艺，绘制了车间平面图。关键词：冷轧板；退火；车间设计；AbstractThedesignspecificationismodeledAnshanIronandSteelColdRollingMillprocess,combinedwiththepracticalrequirementsofmodernproductiondesignoftheannualoutputof1.5milliontonscold-rolledsheetsteelproductionworkshop.Theworkshopsmainequipmentincludes:lighttankpicklingline,thefivestandcontinuousrollingmill,hood-typeannealingfurnace,singlestandfour-rollertempermill,cross-cutting,slittingandrecoilingunit,etc.Designoffutureproductsinthemarketcombinedwiththerationalallocationofproductionofvariousproducts,andoptimizestheproductionprocessofcold-rolledsheet,drawaworkshopplan.Keywords:coldrolledsheet;annealing;plantdesign目录1 文献综述61.1冷轧带刚简介61.1.1概述61.1.2冷轧的特点61.1.3重要地位71.2冷轧带钢分类81.3冷轧板带发展现状121.3.1冷轧带钢生产技术121.3.2 CDCM机组是冷轧生产的发展趋势131.4我国冷轧板带近年来采用的先进工艺151.4.1酸洗工艺设备151.4.2冷轧工艺设备151.4.3退火工艺设备161.4.4热镀锌工艺设备161.4.5冷轧带坯原料无酸洗除鳞工艺171.5我国冷轧板带发展中存在的问题及发展展望181.5.1冷轧板应该注意的问题181.5.2建议211.6可行性分析212 产品方案232.1产品方案的选择232.1.1编制产品大纲的原则232.1.2本设计产品方案（列表见表2-1）232.1.3计算产品的选择原则232.1.4计算产品（详细数据见表2-2）242.2产品标准与技术要求252.2.1冷轧板卷252.2.2镀锌板262.2.3彩涂产品272.3坯料的选择283流程及金属平衡计算303.1生产工艺流303.1.1制定工艺流程的原则303.1.2车间工艺流程313.1.3金属平衡计算313.1.4计算成材率313.2 生产工艺简述323.2.1酸洗333.2.2轧制333.2.3脱脂343.2.4退火343.2.5平整344 轧机选择374.1 冷轧轧机的种类及选择374.1.1冷轧轧机类型374.2机架数确定（见下表4-3）414.3连轧机类型确定424.4轧机主要尺寸确定434.5 坯料选择444.6典型产品的压下规程编制454.7典型产品力能参数计算464.7.1总轧制力计算465 轧制速度确定575.1速度的计算575.1.1末机架速度确定575.1.2轧辊速度的确定585.2加速度的选择596力能参数校核626.1力矩确定626.1.1轧制力矩626.1.2摩擦力矩的确定626.1.3空转力矩636.1.4动力矩636.2校核656.2.1咬入能力校核656.2.2电机的校核666.3轧机轧辊强度校核676.3.1四辊轧机轧辊强度校核676.3.2工作辊强度校核697 年产量计算727.1轧机小时产量计算727.2轧机平均小时产量747.3轧机年常量计算758 辅助设备选择778.1 设备组成778.2 机组设备778.2.1 酸洗冷轧联合机组778.2.2连续退火机组808.2.3连续热镀锌机组828.2.4 1号重卷机组858.2.5 2号重卷机组868.2.6重卷/剖分机组878.2.7横剪切机组888.2.8半机械化包装机组889.1平面布置的原则899.2金属流程线的确定899.3车间的布置形式909.3.1车间布置形式的分类909.3.2几种典型平面布置实例919.3.3冷轧板带生产车间组成919.4仓库面积计算939.4.1 原料仓库面积939.4.2中间仓库面积949.4.3成品仓库面积959.4.4 其它面积959.5 设备间距确定9610 各项技术经济指标9610.1 综合技术经济指标9610.2 各项材料消耗指标9710.2.1.金属消耗9710.2.2.电能消耗9810.2.3轧棍消耗9810.2.4.水的消耗9810.2.5.压缩空气消耗9810.2.6.润滑油消耗9910.2.7.蒸汽消耗9910.2.8.氧气消耗9910.2.9燃料消耗9910.2.10其他消耗9910.3车间劳动组织10010.3.1劳动定额10010.3.2.车间劳动定员10010.3.3成本概算10110.3.4钢板销售收入10210.3.5年利润及投资回收期10210.4 轧钢厂的环保10210.4.1 绿化10310.4.2 各类有害物质的控制及防治103参考文献1041 文献综述1.1冷轧带刚简介1.1.1概述当薄板带材厚度小到一定程度，由于温度和均温的困难，很难实现热轧，并随着钢板宽厚比值的增大，在无张力热轧条件下，要保证良好的板形也很困难采用冷轧方法可以很好的解决这类问题。所谓冷轧带钢就是在再结晶温度以下轧制的带钢，即带钢，通常是指那种对厚度和宽度有严格限制的产品。带钢的长度一般不加规定，而只限定最小允许长度，可按用户要求以条状或成卷方式交货。一般冷轧带钢不需要预热，但是对于塑形比较差的材料有时需要预热，但其预热温度不能高于再结晶温。1.1.2冷轧的特点（1）轧制温度低，在轧制过程中将产生不同程度的加工硬化，有时需要多个轧程。冷轧时，尤其是轧较硬较薄的带钢时，如何减小轧制力是一个需要解决的问题，办法一是采用多辊轧机，减小工作辊直径，并采用大张力轧制；二是在冷轧中途进行中间软化退火。在每两次软化退火之间完成的冷轧过程叫一个轧程。带钢钢质越硬，成品越薄，所需轧程越多。当然，我们希望在一个轧程完成整个冷轧过程，以免进行中间软化退火。（2）采用大张力轧制冷轧中张力的作用主要是：防止带钢在轧制过程中跑偏（即保证正确对中轧制）；使带钢保持平直，改善板形；减轻轧件三向受压的应力状态，降低变形抗力，进而降低轧制力，减小轧辊弹性压扁，以利于轧制更薄的产品；适当调整各架主电机负荷。跑偏将破坏正常板形，轧后轧件出现楔形横断面和镰刀弯，而且一旦出现轧件偏向辊缝一侧轧制，则轧件有继续向这边偏移的趋势，如不加以控制，就不能保证稳定的轧制过程，甚至引起操作事故、设备事故。造成跑偏的根本原因是轧制中轧件的纵向（即轧件长度方向）延伸沿横向（即轧件宽度方向）不均匀分布。轧件总是向延伸小的一侧偏移。而引起延伸不均匀的因素有多种，比如咬入时喂钢不对中辊缝、轧件沿横向温度分布不均匀或组织性能分布不均匀、轧前辊缝未调平行、来料楔形等，因此跑偏是轧制操作中一个容易发生的问题。防止跑偏的方法有：1）控制轧机操作变量，如压下量，使工作辊缝（或称负荷辊缝，为轧钢时辊缝）为对称的凸形，即中间缝隙大，两边缝隙小。在这样的辊缝中轧制时，轧辊对轧件的作用力沿水平方向的分量迫使轧件自动定位于辊缝中心；2）采用侧导板夹持轧件；3）采用轧件对中控制；4）采用大张力轧制。3）工艺润滑为保证轧后带钢有高的表面质量和板形，除采用高质量轧辊外，还要采用工艺润滑和冷却。工艺润滑主要作用是减小金属的变形抗力，同时也有降低轧件的变形热、冷却轧辊及改善板形的作用。在冷轧过程中，由于金属的变形及金属与轧辊的摩擦产生的变形热及摩擦热，使轧辊及轧件产生较大的温升。而辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度下降，并有可能促使淬火层内残余奥氏体发生分解，使辊面出现附加组织应力，同时辊面温度过高也会使冷轧工艺润滑剂失效，使润滑剂的油膜破裂，使轧制过程不能正常进行。此外，在冷轧中，轧件温度过高会使带钢产生浪形，造成板形不良，一般带钢的正常轧制温度希望控制在90130，但在实际生产中带钢的温度容易高于200，出现这种情况时应停轧。工艺润滑剂有轧制油和乳化液两大类。润滑剂的选用与轧制品种、规格及轧机形式有关。一般冷轧时使用兼有润滑和冷却两种功能的乳化液，通过冷却和过滤可以循环使用，到一定时间进行更换。此外，为了控制带钢局部凸起等板形缺陷，宽带轧机采用在辊身长度方向多段冷却和各段冷却液流量单独可调方式，以便在不同段、喷射不同量的乳化液进行辊身凸度调节。1.1.3重要地位冷轧薄板带钢产品包括冷轧板、金属镀层薄板、深冲钢板、电工用硅钢板和不锈钢板，其中冷轧带钢，特别是冷轧宽带钢，自三十年代开始应用以来，日益显示出重要性。特别是几十年内，汽车制造业、仪表工业、家庭用品、包装工业以及机器制造和建筑方面，对冷轧带钢的需求集聚增加。与此相适应的是，冷轧带钢的生产方法和各个生产领域的技术也有了迅猛的发展。当前，大力发展冷轧带钢生产，逐步提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重，迅速提高冷轧带钢的质量，不断增加冷轧带钢的品种，满足各个生产部门，特别是与人民密切相关的民用工业等，以及外贸出口对冷轧带钢急剧增长的需要，是重型机械制造和钢铁生产部门面临的一项重要而又十分紧迫的任务。21世纪中国钢铁工业已经迈入了一个新台阶，中国的冷轧带钢的生产能力提高很快，但是，还是满足不了汽车等工业对冷轧材料的需求，尤其是对冷轧钢板的质量提出更加严格的要求。因此，要求我们要进一步创新理论，改善轧钢生产工艺流程，进而改变带钢的力学性能，更好满足国民生产的需要，为全面建设中国特色社会主义提供坚实的保障。冷轧带钢的用途极广。低碳镇静钢和沸腾钢的冷轧薄板，可以制造汽车车身、冰箱外壳以及许多其它冲压件及深冲件；低碳镇静钢和沸腾钢的冷轧镀锡板可以制造罐头盒、喷雾器筒及类似产品；由X12CrNi18和X5Cr7钢制成的冷轧不锈带钢，可以用来制造化工设备、洗涤机、冲洗槽和餐具等；经冷轧和随后退火的电工硅钢带，可用于制造如电动机、变压器、发电机和各种其他电器设备的电磁回路中的铁心叠片。高碳冷轧调质带钢及其它经热处理的带钢，可用来制造可淬硬的部件如弹簧板或锯片。电镀锌、热镀锌、镀镍、镀铬、镀铜、镀铝或涂塑料的带钢比例不断增加。它们有着多方面的用途。例如热镀锌钢板(有一部分涂漆或塑料)，在建筑工程中用作建筑物的外墙皮；而镀镍、镀铬和镀铜带钢，则多用来制作装饰件。1.2冷轧带钢分类 按规格特厚板（60mm以上）、厚板（2060mm）、中厚板（420mm）、薄板（0.14mm）、极薄板（0.02mm以下）。冷轧带钢和薄板一般厚度为 0.13mm,宽度为 1002000mm；均以热轧带钢 或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材。冷轧带钢和薄板具有表面光洁、 平整、尺寸精度高和机械性能好等优点，产品大多成卷，并且有很大一部分经 加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高，使用方便,有利于后续加工。 因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的热叠轧薄板。只有少量的特殊用途的冷轧 合金钢板采取单片轧制。冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产 量的 30%左右。钢种除普通碳钢外，还有硅钢、不锈钢和合金结构钢等。冷轧带 钢产品广泛地应用于汽车制造业、电工制造业、精密仪器制造业、食品包装、 不锈钢制品、家电制造、金属制品及冷弯制品等。金属镀层薄板、深冲钢板、电工用硅钢板与不锈钢板等是具有代表性的冷轧板带钢产品。1.2.1冷轧板带钢生产方法冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。 (1)单片轧制。单片轧制最早采用二辊式轧机，目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。采用不可逆式四辊轧机进行单片生产时，轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机，全垛钢板轧完一道次后，用吊车将板垛吊送到轧机前，进行下一道次的轧制，如此循环进行，直到轧成规定的成品尺寸时为止。采用可逆式轧机时，则轧制操作有两种，一种是每一张钢板在轧机上往返轧制，直到轧制成最终的成品尺寸，然后再进行第二张钢板的轧制。这种操作方法虽然压下调整操作频繁，但产品表面不易划伤，故实际生产中应用较多，特别是轧制单重和尺寸较大的钢板，均采用此法。另一种是每张钢板逐张送入轧机，待全垛钢板轧完一道次后，再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一，而且省去了轧辊反转和压下的调整时间，从而冷轧机产量较高，但板面之间有时可能造成划伤。单张轧制方法由于不能采用张力，故每道次的压下率一般不超过14，轧制道次增多，钢板加工硬化程度增大。因此，单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。(2)成卷轧制。目前，冷轧生产大多是采用成卷轧制，其基本形式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种。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的冷轧机。单饥不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机两种(图1-1)，这种轧机在我国有数百台之多，其辊身长度在100-600mm之间，辊径在100-300mm之间。在这些轧机中，大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600mm以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢，轧制速度在1.22.0 m/s范围内。 图1-1 不可逆式冷轧机 a-二辊不可逆式；b-四辊不可逆式单机可逆式冷轧机分为四辊轧机和多辊轧机(偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机)。轧机大部分采用工作辊驱动方式，这样可使总变形抗力减小，降低电能消耗，可轧制较薄的产品。与单机座可逆式冷轧机相比，多机架连续式冷轧机具有如下特点：(1)轧制速度高，一般在 25m/s以上（最高可达41 ms）。(2)产品质量好，能满足用户提出的力学性能、表面质量、厚度、精度等各种要求。(3)钢卷的两端均能压下，减少了切头切尾损失，金属收得率高。(4)产量高，年产量一般在数十万吨到100万t以上。(5)采用液压压下装置和一系列自动化控制及各种新技术，其优点更为突出。表1-1 1200mm四辊可逆式冷轧机主要技术性能性 能1200mm四辊可逆式冷轧机工作辊直径/支撑辊直径辊身长度/mmmm轧制力/kN最大轧制速度/ms-1主电机功率/kw压下形式原料厚度宽度/mmmm成品厚度/mm钢卷质量/t钢卷最大外径/mm卷取机直径/mm卷取机电机功率/kw卷取机最大张力/kN卷取机最大速度/ms-1开卷机功率/kw开卷机张力/kN开卷机速度/ms-1年产量/万t400/130012001800013.822000电动压下(1.8-3.O)(550-1020)O.21.5151800750266010013.8280346.9101.2.2多机架连续式冷轧机的缺点是：(1)各机架的延伸和轧制速度不易调整，生产操作较难掌握。(2)轧制品种范围受一定限制。(3)设备投资较大。冷轧板带的工艺流程图：冷轧板带的轧制方法虽有单张和成卷、单机座和多机座之分，但它们的生产工艺过程却基本相似。冷轧薄板、带钢中有3大典型产品：镀层板、汽车板与电工硅钢板。其生产工艺流程大致如图1-2所示。图1-2 冷轧薄板、带钢生产工艺流程1.3冷轧板带发展现状1.3.1冷轧带钢生产技术近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面：(1)增加钢卷质(重)量。增加钢卷质量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷质量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷质量也不可无限制地增加，它受到开卷机、卷取机等机械设备的结构与强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的质量已达40t，个别的达到60t，以带钢单位宽度计算的卷重达到3036kg/mm。 (2)提高机组和轧机的速度。以五机架轧机为例，20世纪50年代大都在20m/s左右，60年代以来已逐步提高到30m/s左右，最高轧制速度达37.5m/s。六机架冷连轧机的最高轧制速度已超过了40m/s。但是，轧制速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。其他作业线(如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等)的机组速度也都相应提高。(3)提高产品厚度精度。为提高冷轧带钢的厚度精度，在冷轧机上采用了全液压压下装置，以便增加轧机压下装置的反应速度，并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机，实现了计算机控制。(4)改善板形。在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板形。(5)提高自动化程度。在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关、光电管等、对每个动作实行自动程序控制，实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分选等自动化操作和控制。（6）改进轧机结构。1971年以来，出现了全连续式冷连轧机。这种轧机只要一次引料穿带后，就可实现连续轧制。此时，后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制，在连轧机人口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端没置了分卷用的飞剪机，并设置了两台卷取机，以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧饥即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内。换辊一结束，轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机，可以提高生产率3050，产品质量和收得率也都得到提高。(7)改进生产工艺。不断采用新工艺、新设备，例如深冲钢板连续退火作业线和浅槽盐酸酸洗、HC轧机、和异步轧制等，以简化冷轧工艺过程，提高冷轧带钢的精度和节省能量。1.3.2 CDCM机组是冷轧生产的发展趋势将不同的机组联合在一起形成连续生产线的必要条件是：各段工艺线带钢的平均金属的秒流量相等。酸洗冷轧联合机组可以满足这个条件，而且由于酸洗机组采用了紊流酸洗技术，以及机械预除鳞设备，使酸洗质量和生产效率有了明显提高。就冷轧本身而言，通过六辊HC轧机、液压正负弯辊、CVC技术、支承辊凸度控制技术、液压压下、轧辊分段冷却以及高精度带钢平直度检测系统等技术的应用，使冷轧产品的板型质量有了可靠的保障。CDCM机组与全连续冷轧机组和常规冷轧机组相比，其生产能力较高，可以生产高质量的冷带钢，且投资少，成品率高，效益好，工艺技术日趋成熟，设备性能可靠，归纳起来有以下几个特点：1） 生产率大幅度提高由于它无头无尾，因而就没有穿带甩尾，所以大大提高了轧机的实际生产时间。据有关文件介绍，与常规轧机相比，约提高生产率1015%。2） 节省设备投资酸洗与连轧原有的两套几乎相同的入口和出口段设备，联合后可用一套代替，如开卷机、卷取机、焊机等，同时也省去了中间库，减少了厂房面积和中间吊装设备，因此使总投资降低，据有关资料统计，总投资大约降低15%。3 ）提高轧辊寿命因没有穿带和甩尾，减少了带钢对轧辊的冲击，降低了轧辊的磨损，从而提高了轧辊的使用寿命。日本福山厂的统计，每生产1000吨冷轧带钢换工作辊组由25.9对降低到7.2对。4） 废品率降低带钢在中间库存贮时，往往由于保管不善或时间过长而造成塌卷、带卷损伤以及锈蚀等弊病，使成品率降低，而联合机组显然不存在这类问题，另外，由于没有穿带，减少了头尾超厚的带钢长度，所以成品率相对提高了。5 ）产品质量的提高由于无穿带，从而大大减少了工作辊的划伤，使带钢成品的表面质量大大提高。6 ）成本低关于降低成本，各家的效益方面的统计方法不尽相同，普遍认为生产成本降低了2025%，其中1012来自于产品质量、成材率提高，3%来自酸洗钢管的捆带和防锈油，剩下来的来自包括轧辊寿命的提高，劳动力的节省等。7 ）其不足之处在于机组庞大，设备多，种类复杂，故障率提高；另外，由于受酸洗工艺速度的所限，轧机的生产能力无法充分发挥。据报道：CDCM机组中的冷轧机较全连续轧机中的连轧机利用率约低20%。通过上述介绍，可以看出，CDCM机组具有良好的技术和经济效益优势，国际上众多的连轧设备生产厂商，都在投入大量的资金和人力努力开发和完善CDCM技术，就用户而言，多数冶金成品生产也在竞相投资新建CDCM机组，或将老的连轧机组改造成CDCM机组，使CDCM机组成为当今冷轧生产的发展趋势。1.4我国冷轧板带近年来采用的先进工艺普通冷轧带钢生产工艺比较简单,由酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、精整(包括重卷分卷、横切等)等工序组成。涂镀层带钢是由冷轧后的冷硬卷经热镀或电镀或热镀、电镀后再涂层的带钢。这里重点分析酸洗工艺设备、冷轧工艺设备、退火工艺设备及热镀锌工艺设备的现状。现代冷轧生产技术基本 以连续化 、高速化 、 专业化为特征。 1.4.1酸洗工艺设备目前常用的酸洗工艺有两种:连续式和推拉式。产量高时选择连续式,产量低时选择推拉式。由于盐酸酸洗比硫酸酸洗效率高,表面质量好,所以目前酸洗介质普遍采用盐酸,而不采用硫酸。酸洗技术按酸槽深度的不同有深槽酸洗、浅槽酸洗和紊流酸洗。深槽酸洗是盐酸酸洗机组较早的酸洗技术,20世纪70年代以前世界上都采用这种酸洗技术。到20世纪80年代,发展了浅槽酸洗。进入20世纪90年代以后,又发展了具有双层槽盖的紊流式酸洗技术。该技术较浅槽酸洗技术在酸洗效率、酸液加热效率方面有了更进一步的提高,同时可以减少槽内抽出的酸雾,降低了酸耗。在我国目前大型冷轧厂如宝钢、武钢、鞍钢等酸洗工艺设备全都是采用连续式的浅槽紊流式盐酸酸洗方式。地方小型冷轧厂则采用推拉式酸洗方式。1.4.2冷轧工艺设备带钢的冷轧按辊系分为四辊轧机、六辊轧机以及多辊轧机。按轧制方式来分有可逆冷轧机和串列式冷连轧机两大类。可逆冷轧机又可分为单机架可逆冷轧机和双机架可逆冷轧机,串列式冷连轧机可分为常规冷连轧机、全连续冷连轧机、酸洗-冷轧联合机组和酸洗-冷轧-连续退火联合生产线。串列式冷连轧机机架数根据产品厚度的不同有三机架、四机架、五机架和六机架,现在使用最多的为四机架和五机架。二辊冷轧机是早期出现的结构形式最为简单的冷轧机,其具有轧辊辊径大,咬入性能好,轧制过程稳定的特点,但由于轧机刚度较小,轧制产品厚度精度差,难以保证高质量的轧制。因此目前这种轧机已很少使用,仅部分作为平整机使用。冷轧薄板轧机目前的主流机型是六辊轧机和四辊轧机。四辊轧机是以前使用最多、用途最广的轧机,一般多采用工作辊传动,配有工作辊正负弯辊系统,机架具有较大的刚度,适合于生产低碳普通冷轧带钢,也可生产合金钢。六辊轧机和四辊轧机比较,增加了中间辊,因而可以通过减小工作辊直径,减小轧制负荷,增大道次压下量,减少连轧机的机架数量,据统计可比同类四辊轧机提高产量约20%左右。同时,增加一对中间辊可以使轧机刚度增加,对厚度控制和板形控制都有好处。因而目前六辊轧机得到了广泛的应用。由于全连续冷轧机组和酸洗-轧机联合机组具有生产节奏快、成材率高、成本低、产量大、占地少、投资省、产品质量好等明显优势,国内武钢、本钢、鞍钢、益昌、攀钢等厂已将单卷连轧方式改造成连续方式。现在大型钢厂新建冷轧厂,无一例外地均选取的是联合机组。97年投入使用的双机架可逆轧机引起中、小钢厂的普遍关注,它利用了单卷轧制所具有的灵活性、多变性,但减少了可逆道次,提高了产量,更适合生产薄带和特殊钢、高强钢等。当产量在50万80万t/a时,值得考虑使用。济钢和江阴泓联、浙江龙盛、武钢鄂钢正在进行有益的尝试。单机架可逆轧机在地方的小型冷轧厂还在广泛使用。1.4.3退火工艺设备冷轧带钢退火的目的主要是消除带钢在冷轧过程中所产生的加工硬化。有罩式炉退火和连续炉退火两种方式。罩式退火炉适用于产品批量小的生产,生产较灵活,可以适应中小规模,投资也较省。连续退火将脱脂、退火及平整等工序集中在一条生产线上进行连续化生产,可以减少占地面积、中间环节、操作人员和生产周期, 产品表面质量较好,能够生产高强钢,适用于批量大、品种规格较单一的生产。在我国目前大型钢铁企业的冷轧厂产品定位很高,退火设备基本采用连续退火方式,如宝钢、武钢、鞍钢、本钢、首钢顺义、马钢。其他中小型钢铁企业的冷轧厂产品定位稍低,退火设备基本采用罩式炉退火方式。地方民营钢铁厂则更是采用罩式炉退火方式。1.4.4热镀锌工艺设备国内应用广泛,发展也快,80年代初,仅武钢一条机组15万t,现在全国有几十条机组。热镀锌的生产工艺主要有森吉米尔、改良森吉米尔和美钢联工艺等。90年代后,在NOF炉前加化学清洗段的改良森吉米尔工艺以及在全辐射管前设化学清洗,电解清洗的美钢联工艺已占统治地位。国内建成和新建热镀锌机组都注意了专业化、大型化、高速化的生产因热镀锌产品定位的不同,热镀锌工艺设备的选择差异很大。国内目前热镀锌工艺设备大致可以分为三个层次。第一层次,可以生产高档汽车面板和家电面板的热镀锌机组,其工艺设备装备有高性能的窄搭接焊机、高效清洗设备、全辐射管立式退火炉、感应锌锅、能均匀控制锌层厚度的气刀、光整机、拉矫机。这一类机组装备在宝钢、武钢、鞍钢、本钢、马钢等。第二层次,可以生产汽车内板和家电板的热镀锌机组,其工艺设备装备。1.4.5冷轧带坯原料无酸洗除鳞工艺冷轧带坯原料酸洗除鳞一直是冷轧生产流程中最大的污染源。轧钢界多年来曾探索过喷丸除鳞、水流喷砂除鳞、电解除鳞等工艺，但均未能工业化经济应用，目前仅在棒线材拉拔加工时采用了过喷丸除鳞工艺。最近Danieli Wean United公司开发了新的无酸洗除鳞工艺，第一套工业规模年产10万t的机组于2001年4月在意大利威尼斯附近的Ispadue带钢厂投入运行，渴望成为新的无酸洗除鳞工艺。 1）该无酸洗除鳞技术由3步工序组成 第1步为加热工序。带钢在无氧化气氛中由燃气烧咀喷出火焰直接加速地加热到某一最佳化学反应温度； 第2步为反应工序。该工序在富氢气(25%95%H2) 的混合气氛中进行，带钢表面氧化皮将与气氛中的氢气H2而被还原成金属铁，具体的反应方程式随氧化皮的种类而异。 2Fe2O3+2H2= Fe3O4+ Fe+2H2O Fe3O4+ H2= 3FeO+H2O FeO+H2= Fe+H2O反应室分两段，从而能保证反应室内混合气体的组成，使用风机实现气体的混合并抽走反应后的废气。第3为冷却工序。此工序在含H2和N2的气氛中进行，从防止带钢冷却室温前再次被氧化。根据试验机组运行结果，经无酸除鳞后带钢表面的洁净度远优于传统酸洗的带钢表面。 2）液氮冷却机用于带钢冷轧工艺冷轧工艺润滑也是冷轧工艺中的另一污染源，冷轧工艺润滑的乳液随着带钢的移动带到冷轧车间地面，并存在废乳液的回收处理及防火等安全问题，因此开发水乳液或油润滑液的替代品具有重要的环保意义。近年来德国C.D WalzholzTs公司开发出一种新型的冷却技术，即用液氮作为冷却剂替代水/油乳化液，并成功应用于工业生产。该公司开发的冷却技术是使用喷咀将液氮(温度一196摄氏度 一170摄氏度) 喷洒于轧辊前的带钢表面，液氮的快速散热功能允许提高轧制速度，提高压下量，在该厂单机架轧机上生产某些钢种时，轧制速度可达600mm/min。传统的润滑剂是通过减小摩擦来减少产生的摩擦热，而液氮几乎不具备润滑效果，其只是快速地将摩擦产生的热量散去，自身也蒸发，实际应用表明其安全性较好，消除了火灾和爆炸隐患，消除了有害的乳液蒸汽及对工作区的污染；同时产生质量良好，表面质量更加均匀一致，不会产生由于残余乳液造成的表面锈蚀，在高速轧制条件下亦可获得镜面加工表面。采用该技术，无需增添设备并可装去乳液循环设备、乳液购置等，降低了成本和电耗，并减少了换辊次数和磨削次数，使生产成本得到降低。3）进一步开发多种轧制簿带的小辊径高精度轧机，以满足市场对簿带钢的需求，并实现冷轧簿带的灵活性、专业化生产。目前轧制簿带钢，特别是轧制硅钢和不锈钢等硬钢种簿带钢，最佳轧机仍是二十辊轧机，但轧机结构已有较大突破，发展了双牌坊式20辊轧机及无鞍座整体箱式20辊轧机等，目的是简化制造精度和结构，便于操作与维护，节约制造成本，但均保留了20辊轧机最大的优点一一小工作辊径和产品高精度。此外，各种新型轧机，如六辊HC轧机、十二辊轧机和十六辊轧机的相继研制与应用，更增加了生产簿规格带钢时轧机的选择性。高精度轧制是这类轧机的另一个特点，带钢厚度偏差仅为厚度的0.5%，绝对精度达到+ - 1um。在冷轧板带产量早已满足工业需求的欧洲与美国，近些年仍陆续投产了多台20辊轧机、6辊HS轧机、14辊HZ轧机、10辊4/S6轧机等，且均用于生产特殊的簿带钢，证明了为适应簿带钢生产的需要而发展高精度轧机的趋势。当然，这些轧机不单是单机架可逆式轧机，为了增加产量，也有采用双机架可逆式轧机的，例如，已有年产100万t镀锡板、轧制速度达1600mm/min的双机架轧机投产；还有双机架平整机兼作二次冷轧机，其冷轧压缩率达20%50%，用于生产簿规格镀锡板。(火文 摘自(Steel Rling) 2010，No356)1.5我国冷轧板带发展中存在的问题及发展展望1.5.1冷轧板应该注意的问题冷轧板带是技术密集、资金密集型的产品,也是附加值较高的产品,在建设冷轧板带项目时应注意以下几方面的问题：（1新建冷轧项目要高起点,产品具有国际竞争力,采用当前国际上成熟先进的生产工艺技术建设规模适当的冷轧生产线,提高市场占有率和竞争力。（2）钢材的消费有明显的区域特性,冷轧薄板生产线的改造和新建项目要相对集中在市场容量较大企业中进行。产品靠近市场,更有利于以低成本优势占领和扩大市场。要充分利用所在区域的资源、环境、条件,按产品和工序的合理衔接形成特色、优势。（3）新建冷轧项目要集中在可能取得热轧薄板原料和资金保证条件的企业。鞍钢、宝钢、武钢、沙钢、宁波建龙、邯钢、本钢、唐钢、马钢、涟钢、包钢等就是很好的例子。（4）改造和新建冷轧生产线要与淘汰落后冷轧机组和部分窄带钢轧机生产能力统筹考虑。（5）改造和新建冷轧生产线一定要事先做好产品市场分析及预测,找准产品的市场定位,产品在国际国内都要具有市场竞争能力。未来的竞争中,专业化的生产厂才是赢家。（6) 新建冷轧项目时建设顺序可以灵活多样,既可以先建冷轧生产线再建涂镀层生产线。（7) 注重前工序。好的产品如轿车板、家电板需要从冶炼开始就进行各种规范的工艺和技术控制,没有纯净度高、成分优良、性能均匀的“原料”仅靠冷轧工艺技术是不可能生产出优质产品的。（8) 新建冷轧项目必须具有良好的水电供应等外部条件,尤其是水资源关系到国家经济持续发展。缺水缺电地区不能上冷轧项目。（9) 由于目前我国每年需要进口大量高附加值的冷轧板来满足需求,所以应该把重点放在提高产品质量、性能、降低成本上来。 进入新世纪以来,我国钢铁工业的钢材产量始终保持在世界第一的地位,钢材生产已整体开始供大于求的新阶段,但是相当一段时间仍然存在以下结构性矛盾：先进产能与落后产能并存；高端产品产能不足与低端产品产能过剩并存；产业集中度很差,原材料和能源支撑矛盾突出等。这就要求钢铁工业在结构调整上加大淘汰落后工艺装备产能的力度,转变增长方式,加快技术升级和开发新品种,加快产业的并购、重组,在转变增长方式方面要重视钢铁产业链的延伸,发展钢材的深度加工,以促进钢材生产品种和质量的大发展。（10）工艺技术与装备不配套：由于目前冷轧板及涂镀层板的需求缺口较大,数量不足往往掩盖了品种质量的矛盾,企业在发展中往往偏重于产品的高附加值,而对产品的高质量要求认识不充分从目前几套冷轧生产线的改造建设情况来看,由于资金技术和认识等各方面的因素,企业在改造建设过程中工艺技术与装备往往不配套不到位,许多生产高质量冷轧板所必须采用的先进技术,如,连续退火工艺技术未被采用罩式退火炉,其产品在性能均匀性方面.表面质量和生产高强度板尚不能完全满足市场需求,其结果必然造成产品档次不高.如此下去。既不能改变高质量,冷轧及涂镀层板大量进口的现实,还将会造成国内普通冷轧板的过剩，另外，薄板坯连铸连轧机组生产的以热代冷热轧薄板也将直接冲击普通冷轧板市场.使素企业在改造建设过程中工艺技术与装备往往配套不到位许多生产高质量冷轧板所必须采用的先进技术如连续退火工艺技术未被采用罩式退火炉其产品在性能均匀性表面质量和生产高强度板方面，尚不能完全满足市场需求其结果必然造成产品档次不高如此下去,既不能改变高质量冷轧及涂镀层板大量进口的现实还将会造成国内普通冷轧板的过剩。另外，薄板坯连铸连轧机组生产的以热代冷热轧薄板也将直接冲击普通冷轧板市场，使市场竞争更加激烈，冷轧板建设步伐缓慢从目前冷轧机组改造建设，实施情况看冷轧板建设步伐，要明显滞后热轧板建设部分高质量冷轧板建设还未落实如约100万的镀锡原板，80万的冷轧不锈板，100万的冷轧硅钢片等必须统一研究。热轧板和冷轧板的建设顺序建设进度以及生产能力和质量档次的匹配等问题，否则将会造成热而高质量冷轧板仍将大量进口。投资风险意识不足目前不少地方和企业都要求布点上板材建设项目。但高附加值的板材产品的生产特别是高质量的冷轧板、镀锌板、不锈板的投资风险、冷轧硅钢片、是非常大的。主要表现如下：(1)从钢材价格变化趋势看普通长材价格近20年基本维持在300美元, 水平波动幅度不大而板材价格则呈周期性波动趋势、以冷轧板、镀锌、日本欧洲离岸价波动为例其价格波动的幅度高达40%而冷轧不锈板的价格波动幅度则更大达80%以上其波动幅度造成的风险程度并不亚于股（2）从投资强度和技术难度上看这类钢材品种虽然有较高的附加值但生特别是产技术难度大些工艺技术诀窍一是企业经多年摸索积累而得是用金钱都买不到的。投资强度一般为同等规模普通钢材品种投资的58倍。(3)从世界生产能力看高附加值板材的生产供大于求。市场竞争激烈。目前全世界不锈钢生产能力约2500万产量约1700万开工率68%;镀锡板(卷) 生产能力约2000万产量约1400万现开工率70%;特别是镀锌板(卷) 生产能力则远远超出需求现全世界已建成的生产线热镀锌能力约9000万而每年的产量约5500万开工率只有6111%。为确保竞争优势, 国际上一些知名钢铁企业通过加快联合重组步伐或不惜耗费巨资对现有机组进行超前性技术改造, 与竞争对手抗争, 保证和扩大高附加值板材的市场份额。目前随着我国入关进程加快这些企业又纷纷将目光盯着中国市场于其生产线大都是旧生产线由边际成本低竞争力很强国内新建生产线处于不利地位市场风险是较大的。1.5.2建议(1) 坚持高起点改造。我国市场上进口量较大的冷轧板及涂镀层板, 绝大部分是冷轧产品中高附加值、高技术含量产品该类产品的竞争力主要体现在产品的质量上。因此冷轧板生产线的改造建设必须坚持高起点产品质量必然瞄准国际先进实物质量水平。(2) 依托特大型企业进行布局。生产高附加值板材不仅工艺技术难度大，装备要求高需要对从冶炼到轧钢整个生产系统进行全面改造投资强度很大。为降低投资成本减少风险高质量冷轧板产线的改造建设生,应主要依托能提供生产高质量冷轧板原料和资金条件好的宝钢、武钢等特大型企业, 加快建设步伐。(3) 加大对外开放力度。在冷轧板及涂镀层板的建设改造中应加强资金、技术和管理等方面与国外先进企业的合资、合作, 发挥后发优势, 尽快形成能力, 达产达效。(4)坚持量力而行原则。从总体上盾当前大中型钢铁企业经济效益并不高2000年整个行业的利润水平约130亿元仅相当韩国浦项集团一个企业的盈利水平(1415亿美元在130亿利润中还包括了很大部分国家给予的政策性盈利如债转出股口退税等政策支持若扣除这些政策性盈利部分企业还处于亏损局面因此对当前的盈利状况企业应有一个客观冷静的分析对自己的筹资能力不能过于乐观要有效地防范投资风险需从投资方向顺序强度时机以及投资主体多元化等方面对项目进行充分论证事实求是量力而行切忌盲目投资.1.6可行性分析具体来看,12月份我国冷轧出口量共计29.1万吨,环比增长60.7%,同比下降16.2%;共进口冷轧30.6万吨,环比增长18.4%,同比增长7.4%。(如表1-2所示) 图表1-2目前国内冷轧库存总量为总量160.05万吨,较去年同期下降6.72万吨,同比下降4.0%。表1-3图3:全国冷轧板卷库存走势图12月,国内冷轧价格继续调整,商家对于节后有了一致的看涨预期,在此情况下,多数钢厂并未大规模削减产量,国内冷轧产量再攀新高。随着冷轧价格不断探底,冷轧出口环比明显增加,但和去年同期相比,出口量明显萎缩,具体情况如下:图1:08年以来我国冷轧产量及同比增速(数据来源:钢联云终端)2 产品方案产品方案是指所设计的车间拟生产产品的名称、品种（钢种）、规格、交货状态、执行标准、年计划产量及在总产量中的比例。2.1产品方案的选择2.1.1编制产品大纲的原则（1）满足市场和国民经济发展对产品的要求。产品方案的编制根据国内外市场短期和长期对产品数量、质量和品种等方面的要求，同时，兼顾国民经济各部门情况，既考虑当前的情况，有要考虑将来发展的需要。为此，设计者必须进行产品的市场调查。（2）产品的平衡。产品方案的编制应考虑国内外钢厂生产的布局和配套以及出口的问题。（3）建厂地区的条件、生产资源、自然条件、运输条件、投资的可能性。在进行产品方案编制时，要以以上三点为依据，全面考虑，三者不可偏废。如果一个企业有两个同类以上轧钢车间，那么各车间生产的产品品种、规格应有合理的分工，尽量实现专业化生产；即使只有一个轧钢车间也应该确定最佳的产品范围，以便经济合理的进行生产。2.1.2本设计产品方案（列表见表2-1）2.1.3计算产品的选择原则选择的产品应该具备如下条件：(1)有代表性，将所有的产品进行分类编组，从组中找出一至几种产量较大、产品品种、规格状态、工艺特点等有代表性的产品。因此，可以从拟生产的所有合金品种中选出十几种或几十种有代表性的产品。这些计算产品从全车间总体来说，在品种、规格、交货状态、产量和工艺特点等方面有代表性。（2）通过所有的工序。指所有的计算产品要通过各工序，但不是说每一种计算产品都通过各工序，而是对所有计算产品综合来看的。若拟生产的所有的产品中应有某工序，而计算产品不通过该工序，那么在此情况下，就要重选计算产品。还应指出所选典型产品的产量之和为年产量。(3)所选的计算产品与实际相接近。根据计算产品进行工艺计算、选择设备、确定工艺、确定车间人力物力的消耗及技术经济指标等所获得的结果，应