设计年产300万吨的12连续热连轧带钢车间.docx

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目：设计年产300万吨的1/2 连续热连轧带钢车间学生姓名：学 号：专 业：材料成型及控制工程班 级：指导教师：内蒙古科技大学毕业设计摘要板带钢是钢铁产品的主要品种之一，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。本设计是以包头地区为条件，设计了年产量300万吨的热轧带钢车间。分析了在包头地区建造新的热轧带钢车间的可行性和必要性。典型产品规格为6mm1700mm，所用钢种为q235。本设计主要内容包括：原料的选择、生产工艺的制定、典型产品工艺计算、轧制制度的确定、主要设备和辅助设备的选择，并且对主要设备（轧辊和电机）的能力进行了校核。对车间主要经济指标、生产车间布置和环境保护，进行了设计和规划。典型产品选择的原料尺寸为200180010000，经过六个道次粗轧和六个道次精轧。粗轧机组由一架二辊可逆轧机和一架四辊可逆轧机组成，精轧机组由六架四辊连续式pc轧机组成。轧制后的带钢经过层流冷却系统冷却，然后进入地下卷取机卷曲成卷。钢卷最后进行打捆、称重、喷标；有的还需要进入横切机组、纵切机组进行精整以满足用户的要求。最后，钢卷进入成品库。关键词：热轧带钢；半连续 ；车间设计 ；生产工艺abstractboard strip is one of the main varieties of steel products, widely used in industry, agriculture, transportation and construction. wide strip is in great demand in the development of national economy in our country. countries around the world in recent years are in pay attention to the development and use of new technology and new equipment such as continuous casting and rolling plate strip to production.this design is based on baotou region conditions,which designed of the hot rolled strip plant with an annual production capacity of 3 million tons. analysis of the construction of new hot rolling strip workshop of the necessity and feasibility in baotou area. product specifications for the 6 mm x 1700 mm,while the steel grade: q235.the main content of this design includes: the choice of raw materials、the formulating of production process、calculation of typical product process、the determination of rolling system、the choice of main equipment and auxiliary equipment, and the main equipment (roll and motor) ability was checked. the main economic indicators, the workshop production workshop layout and environmental protection which has carried on the design and planning. the typical product selection of raw materials with dimensions of 200 x 1800 x 10000,which through six passes rough rolling and finish rolling six times. roughing mill is made of a two reversible rolling mill and a four reversible rolling mill,while finishing mill group is composed of six and four roller continuous pc mill. after rolling strip after laminar cooling system cooling, and then enter the underground coiler coiling. steel coil finally bundling, weighing, marking;which some of products need access to the crosscutting units, slitting units for finishing to meet user requirements. finally, the steel coil were put into the finished product warehouse.key words:hot rolled strip; semi continuous; workshop design; the production process目录摘要iabstractii第一章引言11.1国内外热连轧带钢的发展概况11.2热轧工艺装备技术现状21.3在包头地区新建热连轧带钢厂的可行性和必要性2第二章产品方案及金属平衡表的编制62.1产品方案的编制62.1.1 产品方案的主要内容62.1.2在编制产品方案时应该注意的问题62.2产品大纲62.2.1原料的选择62.2.2产品规格72.2.3产品方案72.3产品特点82.3.1产品质量标准82.3.2产品性能102.4金属平衡表10第三章生产工艺流程的确定123.1生产工艺流程制定的依据123.2车间布置形式123.3主轧线工艺流程框图143.4主轧线工艺流程简述14第四章生产工艺制度设计164.1粗轧压下规程的制定164.1.1粗轧压下规程制定164.1.2粗轧轧机布置164.1.3粗轧压下制度164.1.4粗轧速度制度174.1.4粗轧温度制度204.2精轧压下规程的制定224.2.1精轧压下规程制定224.2.2精轧机布置224.2.3精轧轧压下制度224.1.4精轧速度制度234.2.4精轧温度制度274.3咬入能力校核28第五章主要设备的选择305.1轧机组的组成305.1.1粗轧机组的组成305.1.2精轧机组的组成305.2粗轧机主要参数确定305.2.1粗轧机r1参数确定305.2.2粗轧机r2参数确定325.3精轧机主要参数确定345.4轧辊平衡方式的确定365.5压下方式的确定36第六章轧制压力和力矩的计算376.1粗轧机组轧制压力的计算376.2精轧机组轧制压力的计算396.3粗轧及精轧机组轧制力矩的计算406.4静力矩的计算416.4.1摩擦力矩的计算416.4.2空转力矩的计算43第七章轧辊强度和主电机能力的校核447.1电机的校核447.2粗轧机组电机校核457.3精轧机组电机校核467.4轧辊强度校核477.5粗轧轧辊强度校核517.6精轧轧辊强度校核53第八章主要辅助设备的选择558.1加热炉的选择558.1.1加热炉的生产能力558.1.2炉子尺寸的确定558.2除磷装置的选择568.3切断设备的选择578.3.1切头飞剪578.3.2圆盘剪切机578.4卷曲机的选择578.5冷却设备的选择598.6活套的选择608.7运输设备的选择618.8起重机设备的选择62第九章年产量的计算649.1利用轧机工作图表确定合理的轧制节奏时间649.2确定轧制一年内实际作业时间659.3轧机小时产量计算659.4平均小时产量计算669.5轧钢车间年产量的计算67第十章车间平面布置及仓库面积的计算6810.1车间平面布置原则6810.2金属流线型式6810.3仓库面积的确定6910.3.1确定仓库面积的原则6910.3.2原料仓库面积的确定6910.3.3成品仓库面积的确定7010.4设备间距的确定7110.4.1加热炉间的距离7110.4.2加热炉到轧机距离7110.4.3粗轧机组各架的间距7110.4.4中间辊道的长度7110.4.5精轧机组各机架的间距7110.4.6 末架精轧机到卷取机的距离7110.5其它设施的布置7110.5.1操作台位置的确定7110.5.2主电室的确定7210.5.3运输通道的确定7210.5.4轧辊堆放场地的确定7210.5.5车间内通路的布置7310.5.6车间机修室和磨辊间7310.5.7乳液与润滑油站7410.5.8生活间及办公室7410.6车间内部运输设备的布置75第十一章车间主要经济技术指标7611.1经济技术指标7611.1.1 金属消耗7711.1.2 燃料消耗7711.1.3 电能消耗7811.1.4 轧辊消耗7811.1.5 其它消耗7811.2综合技术经济指标79第十二章环境保护8212.1环境保护概述8212.2环境保护的内容与对策8212.2.1绿化8212.2.2水质处理8212.2.3噪音防治8312.2.4大气污染的防治8312.2.5有害废弃物的处理8312.2.6车间的综合利用83参考文献85致谢86vi第一章引言1.1国内外热连轧带钢的发展概况1923年，第一台热轧窄带钢轧机在美国问世，其后热轧带钢的反战非常迅速。70年代上钢十厂建成第一套小型半连续式热轧窄带钢轧机，从而把多数小型热带钢生产推进到一个新的水平。我国现在热轧机约30余套，年生产卷带30010四次方吨，其中60%供焊管用，又以普碳镇静钢为主，优质钢不足5%，因而优质带钢无法满足国内需求，多年进口各类优质带钢约20万吨，生产优质带钢是发展的必由之路。1960年以前，为保证把离开精轧最末架的带钢前偏顺利递进卷取机，精轧末架速度限制在1011.7m/s的水平，窄带的困难程度1935年以前几乎没有变化。而在1960年以后创造了保持过去的带钢轧制速度咬钢，再把头部递入卷取机，再用调整全体精轧机座和卷取机一起升速轧制的操作方法称之为升速轧制工艺制度，提高了精轧机的轧制速度，使带钢连轧几组跃到了第二代的水平由此一来，炸出钢卷的卷重不断增加，机组的产量不断提高，产品的厚度规格范围不断扩大，年产量也由1960年前的200万吨以下，经过短短八年就可以达到360600万吨的水平。热带钢生产在过去20年里取得了很大的进步，新技术的应用在提高产品质量，降低生产成本，增加竞争力等方面发挥了重要作用。我国钢材生产已经从追求产量规模向品种质量效益方面转变，虽然不能排除个别新建生产线出现的可能，但是总体上的趋势是从改造原有生产线为主，用高新技术武装传统产业。众所周知，缩短工艺流程是降低能耗的有效手段，从而降低了成本，这将成为国内外热轧带钢的必然方向1。最近十几年,热连轧技术有了很大的进步，轧机都进行了现代化技术改造，基本上做到产量翻番，产品质量有了根本改善，技术改造的主要内容有：（1）更换主电机和供电设备，以及影响正常生产的设备，如地下卷取机等。（2）减少原粗轧机组机架数量，增加强有力的粗轧机架，既能使粗轧机组产钢量和精轧机组相适应，又减少机架数量，节约设备维修量、劳动定员和电力消耗。 （3）精轧机组装设液压压下厚度控制、弯辊装置、凸度控制，太钢1549毫米轧机和梅山1420毫米轧机还在原精轧机组前增1架四辊不可逆式精轧机f0。（4）在精轧机组前输送辊道上安设保温罩、移位更新粗轧机组及精轧机组前除鳞装置，将精轧机间活套改为液压活套。（5）更新带钢层流冷却系统。如新钢的1580mm热连轧。（6）采用多级计算机控制系统。1.2热轧工艺装备技术现状在国家调整振兴装备制造业政策的指引下，我国冶金机械及其自动化领域的发展迅速，冶金设备及自动控制系统总体上实现了由仿制向创新的转变，冶金装备自主集成和冶金装备的科学技术研究都取得重要进展。突出表现在大型宽厚板轧机基本实现了国产化，板带钢热、冷连轧机组的自主研制也开创了新局面，常规的大型热、冷连轧机组成套设备基本实现自主化。近年来，我国钢铁行业大型冶金成套装备工程建设成绩突出。其中，典型的大型热连轧成套设备有：鞍钢1780mm、武钢1580mm、邯钢2250mm、天铁1750mm、北台钢铁1780mm、建龙钢铁1780mm、鞍钢2150mm、迁安钢铁1250mm、莱钢1500mm等薄板热连轧成套设备。而且还出口1800mm、2250mm 薄板热连轧成套设备到印度波兰等国。热轧中宽带钢生产线也实现国产化。目前全国已有十几条中宽带生产线投产，以北台钢铁公司的850mm 中宽带钢生产线和川威钢铁公司的950 中宽带钢生产线为主要代表。传统的热连轧新技术，包括无头轧制技术、连铸板坯热送热装和直接轧制技术、铁素体轧制技术、热轧工艺润滑技术、自动化控制技术等得到了广泛应用和更深入研究。传统热连轧机分为粗轧和精轧两部分，使用的板坯厚度一般大于180mm，最小产品厚度为1.2mm。近年来传统热连轧新技术、新装备的出现推动了炼钢一连铸一轧钢生产的一体化，加速了钢铁生产向连续化、低成本和高质量方向发展，扩大了传统热带轧机的轧制范围，可批量生产0.8mm 的超薄带钢。先进的传统热连轧生产技术，是传统热连轧机组改造和发展关键2。此外，对板带组织结构以及轧制过程中温度的预测和控制等因素进行分析，对于控制板形、精度和质量都有积极作用。对某些影响因素进行合理建模是研究分析的重要方法。1.3在包头地区新建热连轧带钢厂的可行性和必要性热轧板带终端需求主要集中在以下几大行业：五金加工业、管线业、集装箱制造业、钢结构行业、汽车工业、压力容器钢（气瓶钢）、工业结构件等。（1）五金加工业：该行业主要是用于制作防盗门、办公用具、各种工业柜等，以普通材质结构板为主，厚度集中在3mm 以下，宽度在1500mm 以内，可以热代冷。（2）制管业：中国已成为世界第二大能源消费国，未来20 年，我国石油天然气需求增长较快，预计到2020 年，中国石油需求量为4 亿吨，年均递增12%。天然气消费结构中，天然气发电、城市燃气增长最快，到2020 年，天然气在一次能源消费中，所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上。该行业年消费热卷量为500600万吨。（3）集装箱制造业：生产集装箱所用钢材主要有热轧薄板、型材和焊管等，其中以1.66.0mm 的板材为主，约占使用钢材总量的96%以上。据统计目前全国共有18 家大型集装箱制造企业，年生产集装箱150 万个标准箱，需求集装箱板225 万吨，目前有40%需要进口。随着2005、2006 年集装箱运量的需求增长，集装箱运输市场将获得更大的发展空间。预计2006年集装箱产量增长率可能达到7.8%8%，预计2006年该行业需求热轧板卷350万吨。（4）钢结构行业：钢结构是建筑中的主要结构类型之一，近年来已迅速发展成为我国建筑业中的重要分支。钢结构技术发展正在经历重要时期，与目前普遍使用的钢筋混凝土结构相比，其技术指标，无论从结构、自重还是施工周期，都具有明显的优势。未来五年，随着青藏铁路等数百座铁路桥梁的建设，国内40 个机场的改建和扩建，以及大规模物流基地、中心仓库的建成，住宅钢结构的试点和推广，钢结构业发展潜力巨大，预计该行业需求钢板量将达到500万吨年，相当一部分可以使用热卷开平板。（5）汽车工业：汽车用热轧板卷主要用于车架纵、横梁、车厢横梁、车轮轮辐等，钢号为车梁用钢和碳素钢，厚度集中在410mm，宽度范围9001500mm，当前国产汽车用热轧板卷100万吨年，有较大的市场空间。（6）压力容器钢（气瓶钢）：该行业热轧板卷需求较大，规格集中在厚度2.53.0mm，宽度11501300mm。主要生产厂家有宝钢、鞍钢、武钢、太钢、梅钢、攀钢、本钢。（7）工业结构件：随着基础工业的迅猛发展，冶金、化工等行业大规模扩张，纷纷实施设备更新或扩容，使得机械制造业工作任务饱满，对热轧板卷的需求有较大增长。包头地区在全国冶金行业中占有得天独厚的的资源。包头市位于阴山-天山纵向成矿带上，矿产资源丰富，蕴藏有稀土、铁、煤炭、铝、金、铌等54种金属、非金属和能源化工原料。其中最为著名的白云鄂博矿山，是举世罕见的金属共生矿山，是西北地区储量最大的铁矿,铁的探明储量约为10亿多吨，铌的储量居全国之首，居世界第二位,稀土储量居世界之最，稀土储量不仅巨大而且品位高、生产成本低，占到全国稀土储量的91.6%，占世界已探明储量的54.2%，1999年包头稀土产量（以氧化稀土计）占世界总产量的60%，是名副其实的“稀土之都” 包头紧依黄河，靠近山西、内蒙古煤炭富集区，毗邻资源丰富的蒙古国、俄罗斯，水、电、煤、铁等资源充足。包头市交通发达，是连接中国华北、西北的重要交通枢纽和中国西部重要的邮电通讯中心，现已基本形成了铁路、公路、航空综合交通网络。其中贯通华北、西北地区的大动脉京包、包兰铁路、包神铁路在包交汇，东行可连北京，西行可连兰州，南行可连太原、西安、上海、宁波等地；27条公路干线通向全国各地，基本上形成了覆盖华北、西北、华东、华中、华南等较为完善支线航空运输联络。铁路公路交通四通八达，为板带钢的坯料和产品的运输提供了极大的便利。充足的水资源是包头经济赖以发展的重要条件。黄河流经包头境内214公里，是包头地区工农业生产和人民生活的主要水源。此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。包头可利用地表水总量为0.9亿立方米（不包括黄河过境水）。地下水补给量为8.6亿立方米。包头地区的生活、工业及农业用水设施已经能够满足本地区经济社会发展的需要。包头市具有丰富的人力资源和技术实力。包头有名誉全国的包头钢铁学院，也就是现在的内蒙古科技大学，隶属于原冶金工业部。其中，冶金工程专业获批国家级专业综合改革试点；冶金工程、采矿工程、自动化、稀土工程4个专业为国家高等学校特色专业建设点；冶金工程、材料工程、自动化、土木工程、采矿工程、机械设计制造及其自动化等为内蒙古品牌专业。2006年以来，学校拥有教育部创新团队1个，内蒙古创新团队3个，引进创新团队1个。共承担科研项目862项，其中，国家“973”前期研究项目、国家“863”项目，国家杰出青年基金、国家自然科学基金等国家级项目146项，省部级项目272项，科研总经费4.34亿元；出版专著、教材216部；发表学术论文3922篇，其中被国际三大检索（sci、ei、istp）收录336篇。申请专利212项，专利授权56项；获国家科技进步二等奖1项，省部级科学技术奖30项，其中教育部科技进步一等奖1项，内蒙古科技进步一等奖4项，内蒙古自然科学一等奖1项，内蒙古中青年科学技术创新奖2项。2006年荣获“内蒙古科教兴区突出贡献先进集体”，2008年被内蒙古政府评为“科技创新先导型大学”，2010年被国家知识产权局评为全国知识产权试点单位。内蒙古科技大学先后与包头钢铁集团公司、上海宝山钢铁集团公司、太原钢铁集团公司等企业，北京科技大学、东北大学、重庆大学、西安建筑科技大学等兄弟院校以及美国、澳大利亚、英国、德国、瑞典、日本等国的高校、科研院所建立了合作关系。因此在包头地区建立一个热轧板带厂具有非常优越的天时，地利人和的条件，因此在包头地区建立年产300万吨的半连续热连轧带钢车间是切实可行的。第二章产品方案及金属平衡表的编制2.1产品方案的编制产品方案是设计任务书的主要内容之一，是进行车间设计时制定产品生产工艺流程，确定轧机机组成和选择各项设备的主要依据。产品方案一经确定，车间的类型及其性质即已确定。2.1.1 产品方案的主要内容（1）产品车间的钢种和生产规模（2）各类产品的品种和规格（3）各类产品的数量和其在年产量的比例2.1.2在编制产品方案时应该注意的问题（1）满足国民经济发展的需要，特别是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。要正确处理长远和当前，局部和整体的关系。做到供应适当，品种平衡，产销对路布局合理。要防止不顾轧机特点，不顾车间具体工艺设备条件随便上马的倾向。（3）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。有条件的争取轧机向专业化的产品系列方向发展，以提高轧机的生产技术水平。（4）考虑建厂地区及资源及钢的供应条件，物资和材料等运输情况逐步完善和配套起我国自己独立的轧钢生产体系。（5）要逐步解决产品品种和规格老化的问题，要适应当前对外开放，对内搞活的新经济形势的需要。需根据车间工业设备的情况，力争做到产品标准的现代化。有条件的要考虑生产一些出口产品走向国际市场3。2.2产品大纲2.2.1原料的选择热连轧带钢所用的原料主要是连铸板坯和初轧板坯。由于连铸坯的诸多优点，加之比初轧坯物理化学性能均匀，且便于增大坯重，故对热带连轧更为合适，其所占比重日益增大。热带连轧机所用板坯厚度一般150300mm，多数为200250mm，最厚达350mm。近代连轧机完全取消了展宽工序，以便加大板坯长度，采用全纵轧制，故板坯宽度要比成品宽度大，由立辊轧机控制带钢宽度，而其长度则主要取决于加热炉的宽度和所需坯重。板坯重量的增大可以提高产量和成材率，但也受到设备条件，轧件终轧温度和头尾允许温差，以及卷取机所允许的板卷最大外径等的限制。目前板卷单位宽度的重量不断提高，达到1530kgmm4。综上本次设计选择的原料规格如下：板坯厚度：200300mm板坯宽度：8002000mm板坯长度 定尺坯510.0m2.2.2产品规格厚度：1.212mm 宽度：8502000mm钢卷内径：759mm 钢卷外径：12002025mm最大卷重：40t 产量：年产300万吨2.2.3产品方案产品方案是进行车间设计、制定产品生产工艺过程、确定轧机组成或选择各项设备的主要依据，包括车间拟生产的产品名称、品种、规格几年产量计划。本车间依据设计任务书要求，经过对同类厂的调查和统计分析，选取具有代表性的品种和规格作为典型产品。本车间生产普通碳素钢、碳素结构钢、合金结构钢、钢管用热轧带钢及优质碳素结构钢。典型产品规格为6.01700碳素结构钢。本设计的产品大纲如表2.1所示。表2.1 300万吨热轧板带产品大纲编号钢种牌号原料规格/mm产品规格/mm所占比例/%1普通碳素钢q2352001800100006.0170015%2普通碳素钢q23525018001000012170015%3普通碳素钢q2352001500100003.015005%4碳素结构钢q235-tz2501600100002.016005%5优质碳素结构钢10mn2001580100001.414805%6优质碳素结构钢16mn2501800100008180010%7合金结构钢45mn2001350100002.012505%8普通碳素钢ss4002502000100006195010%9低碳钢sphc20020001000010180020%10中碳调质结构钢45#2501800100005160010%合计1002.3产品特点2.3.1产品质量标准它们提本车间产品执行gb-709-88标准，尺寸偏差见表2.2和表2.4。通常产品按产品标准供货，也可以根据用户要求供货3。产品标准一般包括有品种(规格)标准、技术条件、试验标准及交货标准等方面的内容。产品标准有川家标准、国际标准、部颁标准或企业标准。轧钢工作者的任务是按产品标准组织生产，并不断提高生产技术水平以满足用户对产品质m的更高要求。对不同用途的板带钢，产品的技术要求各不相同，但依其相似的外形特点及其使用条件，产品的技术要求可归纳为:尺寸精确板形好，表面光洁性能高。具体表现在如下四个方面：(1) 尺寸精度。板带钢的尺寸精度主要是厚度精度，它不仅影响使用性能.而且厚度偏差对节约金属影响很大，是生产中控制难度最大的方面。板带钢由于b/h很大，厚度的微小变化势必引起其使用性能和金属消耗的极大波动，故在板带钢生产中一般应力争高精度轧制和按负公差轧制。(2) 板型。板型是板带钢的重要质最指标之一。无论是直接使用还是为了便于后道工序的生产，都要求有良好的板型，即要求板带平直，每米长度上的浪形、瓢曲、侧弯均不得超过产品标准中所允许的数值。板型不良是由于沿宽度上不均匀变形引起的，当轧制薄带钢时，其不均匀变形的敏感性更大，故要求在生产技术上保证其板形良好。生产中要采取措施以减小轧制压力及其波动的影响，在轧制中要特别注意板型和辊型的控制。板带越薄，则对不均匀变形的敏感性越大，要保持板带良好的板型的困难也就越大。因此，板型的好坏与厚度精确度(尤其是横向厚度精确度)也有着直接的关系。 (3) 表面质量。板带钢的表面质量直接影响到钢材的使用性能、寿命及其美观，并且板带材又是单位体积的表面积最大的一种钢材，故必须保证板带材的表面质量。无论是厚板或薄板，其表面都不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮等表面缺陷，因为这些缺陷不仅损害板制件的外观，而且往往破坏性能或成为产生破裂和锈蚀的主要原因，成为应力集中的薄弱环节。例如.硅钢片表面的氧化铁皮和表面光洁度就直接破坏磁性;深冲钢板的表面氧化铁皮会使冲压件表面祖糙甚至开裂，并使冲压工模具迅速磨拟；至于不锈钢板等特殊用途的板带材，还需对它们提出特殊的表面技术要求如表2.2所示。表2.2 钢板长度允许偏差（单位：mm）公差厚度长度允许偏差41500+101500+152000+1041620006000+256000+302000+15166020006000+306000+40表2.3 纵切带钢的宽度允许偏差（单位：mm）公称宽度厚度4.04.06.06.08.08.01600.50.81.01.2160-2500.51.01.21.4250-6001.01.01.21.42.3.2产品性能板带钢的性能要求主要包括力学性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。一般结构钢板只要求具备较好的工艺性能，如冷弯和焊接性能等，而对力学性能的要求不很严格。对甲类钢钢板，则要求保证一定的强度和塑性。重要的结构钢板，要求有较好的综合性能，既要有良好的工艺性能又要保证有一定的强度和塑性，同时还要保证一定的化学成分及良好的焊接性能和常温或低温冲击韧性或一定的冲压性能、一定的品粒组织及各方向组织均匀性等。诸如造船板、桥梁板、锅炉板、高压容器板、汽车板、低合金结构钢板以及优质碳素钢板等都属于这一类，它们的综合性能要求较严格。各种特殊用途的钢板(如高温合金板、不锈钢板、硅钢片、复合板等)，则要求特殊的高温性能、低温性能、耐酸耐碱耐腐蚀性能，或要求一定的物理性能(如电磁性能等)及其他特殊性能。2.4金属平衡表金属平衡是反映在某一定时期，制品金属材料的收支情况。它是编制厂或车间生产预算与制定计划的重要数据。同时对于设计工厂或车间的内部运输与外部运输，以及平面布置都是极为重要的依据。因此，必须在确定成品率及金属损失率的基础上，编制出各种计算产品的金属平衡表。 成品率是一项重要的技术经济指标，成品率的高低反映了生产组织管理及生产技术水平的高低。影响成品率的因素是各工序的各种损失。金属损失主要有以下几种：（1）烧损：金属在高温状态下的氧化损失称为烧损。金属加热过程中的烧损与加热温度和时间有关系，加热温度越高，时间越长，烧损量就越大。（2）溶损：溶损是指在酸、碱洗或化学处理等过程中的溶解损失。本车间无此类消耗。（3）几何损失：分为切损和残屑。切损是指切头、切尾、切边等大块残料损失。钢材切损主要与钢种、坯料尺寸以及原料状况等有关。残屑指钢锭表面缺陷以及加工后产品表面缺陷清理所造成的损失。本车间产品切损为3%-4%。（4）工艺损失：各工序生产中由于设备和工具、操作技术以及表面介质问题所造成的不符合质量要求的产品。它与车间的技术装备、生产管理及操作水平有关。本车间轧废为1。生产中除以上损失外，还有取样，检验，混号等造成的金属损失，但数量非常少。以上面的金属损失量为依据，结合现场经验，制定金属平衡表见表2.4所示。表2.4 金属平衡表编号产品烧损/%切损/%轧废/%金属消耗系数成材率产品单原料单/%重t重t16.017001.30.70.41.0297.627.4128.08212.017001.20.80.41.0297.634.2635.132.018001.30.60.41.0297.722.8623.343.012001.20.70.51.0297.630.4531.251.414801.30.60.31.0297.836.1636.97610.018001.00.70.31.0298.034.135.172.012501.20.60.41.0297.830.8931.5988.015001.30.60.31.0297.838.1439.095.018501.30.70.51.0297.530.4231.2107.517501.00.60.31.0298.124.7925.27第三章生产工艺流程的确定正确制定工艺流程是轧钢车间工艺设计的重要内容。为了获得符合质量要求的产品，其次要在保证适量的基础上追求轧机的高产量，并能够降低各种原料消耗，降低成本。优质高产高效低耗是制定产品工艺过程的总要求。3.1生产工艺流程制定的依据尽管有若干工序组成的产品生产过程是复杂的，但工序的舍取不是任意的。工艺设计的任务就是要掌握制定工艺过程的原则，正确选择供需内容和确定各个基本工序的主要参数已达到获得产量高，质量好。消耗低的目的制定工艺过程的主要依据是：(1)产品的技术条件：即产品的几何形状、尺寸精度，钢的内部组织与性能及表面质量等要求达到的某种要求。(2)钢种的加工工艺性能：钢的加工工艺性能包括了钢的变形抗力，塑性，导热性及形成缺陷的倾向等内容。它反映了金属在加工过程中和难易程度决定并影响了选择工序内容和确定工艺参数。(3)生产规模的大小：一半生产规模包括企业规模企业的大小和品种批量的大小。企业规模的大小决定了生产过程中采用热锭作业还是冷锭作业的问题，是一次成材还是二次成材的问题。批量的多少主要反映在取得设备的技术水平。产品的成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著的影响。(4)产品成本：成本是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。一般的钢的加工工艺性能越差，产品的技术要求越高其生产工艺过程必然就约复杂。生产过程中金属燃料，电力劳动等各种消耗越高，产品成本必然会相应提高。反之，则产品成本下降。(5)工人的劳动条件：工艺过程中多采用的工序必须保持生产安全，不危及劳动者的身体健康，不造成环境污染。否则应采取妥善的防护措施。应当说明，上述制定工艺过程的各项依据是相互联系，相互影响的在确定工艺过程是应该进行综合的考虑，任何片面地强调某一方面的做法都会给生产带来不良影响。3.2车间布置形式根据产品规模的大小，轧机的布置形式有半连续，3/4连续式。和全连续式几种。(1)半连续式：粗轧机由1-2架可逆式机座或不可逆机座组成。其优点是机座数量少，作业线短，允许坯料规格和轧制道次有较大的变化范围且投资少，使用多种品种生产，其主要缺点是粗轧机机组的轧制时间长，粗轧机组的能力无法充分发挥，产量低。(2)3/4连续式：它是发展全连续式的同时，在半连续式的基础上改进了布置的形式，即在半连续式的1架或者2架可逆式轧机后，增加一组双机座连轧机组，这样使粗轧机组得到充分的利用。并比全连续式减少设备和厂房占地面积，生产比较灵活兼有全连续式和半连续式轧机的优点。(3)全连续式：每架轧机轧制一道，全部为不可逆轧制。其优点是产量高，带钢头尾温差小，操作简单，易于实现自动控制，但投资大，品种稳定，适于大批量生产。根据设计要求，本设计将采用半连续式轧机布置，采用由一架二辊可逆式轧机和一架四辊可逆式轧机组成。图3.1 半连续式布置图3.3主轧线工艺流程框图图3.2工艺流程图3.4主轧线工艺流程简述轧钢系统负责的板坯库共计两跨。板坯库内布置两条与连铸出坯辊道连接的辊道，一条与加热炉上料辊道连接，一条与加热炉出炉辊道连接，两条辊道在板坯库内通过回转台连接，可以使两条连铸出坯辊道都能完成板坯的直接热送热装。板坯库内布置两座板坯保温坑，用于需要保温的特殊钢种的板坯。需要在板坯库下料、冷装上料、热装。上料的板坯通过天车直接下料、上料。板坯通过辊道进入热轧厂板坯库后，有冷装（ccr）和热装（dhcr、hcr）两种装炉方式。板坯通过与加热炉上料辊道相连接的板坯输送辊道运送至称量辊道，经称重、核对、测长及测宽，进入加热炉的装炉辊道，板坯在指定的加热炉前定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。板坯在加热炉内加热到设定的板坯出炉温度后，按照轧制节奏，用出钢机将板坯依次托出、放到加热炉出炉辊道上。出炉板坯经过粗轧高压水除鳞箱除鳞后，通过定宽压力机进行减宽，然后由带附属立辊的二辊可逆式粗轧机e1r1和带附属立辊的四辊可逆式粗轧机e2r2进行轧制，将板坯轧制成2570 mm的中间坯。中间坯经过延迟辊道时，依据轧制品种和产品规格的不同而确定是否采用中间坯保温罩保温。中间坯由切头飞剪切除头、尾，并经精轧高压水除鳞箱除去二次氧化铁皮，然后进入精轧机f1f6进行轧制，按照轧制规程设定和精轧机过程控制模型轧制成为成品规格的带钢。不能进入精轧机轧制的中间坯，直接送到延迟辊道上，再由废品推出装置将其推到延迟辊道操作侧的废品收集台架进行自然冷却。精轧机轧出的带钢在热输出辊道上由层流冷却系统按照不同的钢种、规格和产品性能要求采用适当的冷却制度，将热轧带钢由终轧温度冷却到规定的卷取温度后，进入地下卷取机进行卷取。卷取完毕后，由卸卷小车把钢卷托出，运至机旁固定鞍座，再由钢卷运输小车运到运输系统，运输系统将钢卷继续向后运送至热轧钢卷库；需要检查的钢卷则进入检查线检查。钢卷在运输过程中，将进行打捆、称重和标记。进入钢卷库的钢卷有三个去向：直接发货的钢卷在热轧钢卷库进行堆放冷却，然后通过火车或汽车外运；需要送到冷轧厂进行深加工的钢卷或送热轧酸洗的原料钢卷均通过钢卷运输系统直接送到冷轧厂原料库；需要通过平整分卷机组或横切机组进行精整的钢卷在钢卷库冷却后再上线处理，成品通过火车或汽车外运。钢卷在运输和堆放的过程中均采用卧卷的方式。整条生产线从板坯进入板坯库开始至成品发货为止，计算机通过物料跟踪系统对板坯、轧件和钢卷进行全线跟踪，并确定其位置，从而对相应设备进行设定和控制。第四章生产工艺制度设计4.1粗轧压下规程的制定4.1.1粗轧压下规程制定粗轧机组合理的压下规程必须满足以下要求：(1）为保证精轧机组的终轧温度，应尽可能提高粗轧机组的带坯温度。(2）为简化精轧机组的调整，粗轧机组轧出的带坯，厚度范围尽可能缩小，并且不同厚度的数目也应尽可能减少。4.1.2粗轧轧机布置采取常规轧制，选用半连续连轧，粗轧机组由3架轧机组成，其中第一架为立辊轧机，第二架为二辊可逆式轧机，第三架为四辊可逆式轧机。粗轧布置如图4.1所示：图4.1粗轧机布置形式4.1.3粗轧压下制度粗轧机各道次压下量分配规律为：第一道次考虑咬入及配料厚度偏差不能给以最大压下量；中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制；最后道次为了控制出口厚度和带坯的板形，应适当减小压下量。表4.1列出了某1700mm轧机所采用的hrc值作为参考3。表4-1某1700mm热连轧hrc的选用值成品厚度/mm3.893.9-5.295.3-6.997.0-9.499.5-12.7hrc/mm3234363838-40根据题目要求：设计年产300万吨的1/2连续热连轧带钢车间（钢种为q235的连铸坯，典型产品规格为6mm*1700mm，为薄规格占年产量20%），选择hrc的值为40。热带连轧机所用板坯厚度一般为150-250mm，多数为200-250mm，最厚达300-350mm。热带连轧机采用全纵轧法轧制，故板坯厚度一般与轧成的带钢厚度相同或大于带钢宽度50-100mm。板坯宽度取决于热带连轧机的辊身长度，一般为1550-2300mm。板坯长度受加热炉炉膛宽度的限制，还要受轧件温降和终轧温度的限制，一般为9-12m。所以选择原料尺寸为200180010000mm。表4.2粗轧机组压下率分配粗轧道次123456相对压下量%152320302035254030503035根据表4-2粗轧机压下率分配5，粗轧压下量排列如下表4-3所示：表4.3粗轧机压下量分配表道次入口厚度（mm）出口厚度（mm）压下量（mm）压下率（）12001703015217013634203136108.827.2204108.881.627.225581.657.124.530657.14017.1304.1.4粗轧速度制度轧辊转速随时间改变的规律成为速度图。制定速度制度就是确定各道的速度图，并计算各道的纯轧时间及间隙时间。在本设计中，粗轧机组速度制度采用梯形速度图。确定咬入转速ny时，应考虑咬入条件，即为改善咬入条件，可以降低咬入速度，当咬入条件不限制压下量时，咬入转速根据间隙时间确定。如第一道待钢和第三道等待立辊侧压时，可以高速咬入。第三道间隙时间短，则低速咬入。抛出转速np根据该道后的间隙时间确定，如第二道后，由调整压下螺丝所决定的间隙时间t0 较小，若抛钢转速过高，则由辊道制动和返回的时间，可能超过调整压下螺丝所需时间，从而使间隙时间延长，生产率下降。因此，应采用低速抛出，第三道后由于立辊需要侧压，可用较高的抛出速度，第四道后，若轧件进入下一机架轧制，可用最高轧制速度抛出。粗轧速度按照梯形速度图:4.2粗轧轧制时采用的梯形速度图式(4.1)根据所选梯形速度图,计算各道的纯轧时间和间隙时间。根据上图， 粗轧机组的纯轧时间tj计算公式如下:式中：nh速度图的恒定转速，(rpm)； np抛出速度，(rpm)； n