重钢1780mm热轧带钢车间工艺设计毕业论文.doc

1 车间投资分析 重钢重钢 1780mm 热轧带钢车间工艺设计热轧带钢车间工艺设计 毕业论文毕业论文 目 录 摘要 I ABSTRACT II 引言 1 1车间投资分析 2 1 1本设计的目的和意义 2 1 2厂址的选择 2 1 3原料及产品的市场分析 3 1 4技术经济分析 3 2年产量及产品大纲的制定 5 2 1产品方案的编制 5 2 1 1产品方案 5 2 1 2编制产品方案的原则及方法 5 2 1 3选择计算产品 5 2 1 4确定产品大纲 5 3生产方案 7 3 1选择生产方案的依据 7 3 2制定生产方案 7 4生产工艺流程制定 8 4 1制定生产工艺流程的主要依据 8 4 2主要生产工艺过程简述 9 4 2 1板坯库工艺技术流程 9 4 2 2加热炉工艺技术流程 9 4 2 3粗轧区工艺技术流程 10 4 2 4热卷箱 飞剪工艺技术流程 10 4 2 5精轧区工艺流程 11 5轧机选择 12 5 1轧钢机选择的原则 12 5 2轧钢机机架布置及数目的确定 12 5 2 1 E1 立辊轧机 12 5 2 2四辊粗轧机 14 5 2 3 F1E 立辊轧机 15 5 2 4 F1 F7 四辊精轧机组 15 6辅助设备的选择 17 6 1加热及热处理设备选择 17 6 1 1炉型确定 17 6 1 2步进梁及运动机构 17 6 1 3加热炉 18 6 2切断设备的选择 18 6 3热卷箱 19 6 4层流冷却 21 7典型产品工艺计算 24 7 1确定粗轧机组的轧制规程 24 7 1 1板坯尺寸 24 7 1 2粗轧机组压下量分配原则及其道次变形量的分配 24 7 1 3校核咬入能力 25 7 1 4粗轧机组的速度制定 25 7 1 5确定轧件在各道次中的轧制时间 26 7 1 6确定轧件在各道次中的轧制温度 28 7 1 7确定轧件在各道次的平均变形速度 30 7 1 8确定轧件在各道次的轧制力 31 7 1 9确定轧件在各道次的轧制力矩 33 7 2精轧阶段工艺计算 38 7 2 1压下规程的分配 38 7 2 2精轧机组速度制度的制定 39 7 2 3轧制时间的确定 40 7 2 4轧制温度的确定 40 7 2 5计算各道的平均变形速度 41 7 2 6计算各道平均单位压力 42 7 2 7计算各道的传动力矩 44 8电机能力校核 48 8 1粗轧电机能力校核 48 8 1 1等效力矩计算 48 8 1 2电机温升校核 49 8 1 3电机的过载校核 49 8 2精轧机电机能力校核 49 8 2 1等效力矩计算 49 8 2 2电机温升校核 49 8 2 3电机的过载校核 49 9轧辊强度校核 50 9 1R1 强度校核 50 9 1 1辊身强度校核 50 9 1 2辊颈弯曲应力和扭转应力计算 51 1 车间投资分析 9 1 3辊头扭转强度计算 51 9 1 4接触应力计算 52 9 2F1 F4 精轧机强度校核 52 9 2 1支承辊弯曲力矩校核 52 9 2 2辊颈弯曲应力和扭转应力校核 53 9 2 3辊头扭转强度计算 53 9 2 4接触应力计算 53 9 3F5 F7 精轧机强度校核 53 9 3 1支承辊弯曲力矩校核 53 9 3 2辊颈弯曲应力和扭转应力校核 54 9 3 3辊头扭转强度计算 54 9 3 4接触应力计算 54 10轧钢机产量计算 55 10 1典型产品的工作图表 55 10 2典型产品小时产量计算 55 10 3厂年产量计算 55 11车间平面布置 57 11 1平面布置的原则 57 11 2金属流程线的确定 57 11 3设备间距的确定 58 11 3 1加热炉及其前后设备间距 58 11 3 2其它设备之间的距离 58 11 3 3车间跨度大小及柱距大小 58 11 4仓库面积的确定 59 11 4 1原料仓库面积的计算 59 11 4 2中间仓库面积的计算 60 11 4 3成品仓库面积的计算 60 11 5车间运输量的确定 60 12劳动组织及车间经济技术指标 62 12 1车间劳动组织 62 12 1 1劳动定额 62 12 1 2劳动定员 62 12 2车间技术经济指标 63 12 2 1金属消耗 63 12 2 2其它消耗 63 12 3车间概算 63 12 3 1车间设计指标 63 12 3 2车间投资概算 64 12 3 3成本概算 64 12 3 4钢板销售收入 64 12 3 5年利润及投资回收期 64 13轧钢车间环境保护设计与废水处理 64 13 1环保对车间设计的要求 65 13 2环保的内容与对策 65 13 3热轧废水的治理 66 13 3 1直接冷却废水的处理 66 13 3 2间接冷却废水的处理 66 13 3 3层流冷却废水的处理 66 参考文献 67 致谢 69 1车间投资分析 1 1 本设计的目的和意义 本设计是重钢 1780 热轧板带钢车间工艺设计 典型产品 产品规格为 6 0 1530mm 钢种为 Q195 当今世界 板材比已成为钢铁工业发展的重要标志之一 一些工业发达国家如美 国 德国的板材比已经达到了 65 72 随着汽车工业的迅猛发展 板带比还将迅 速增长 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 目前带钢有时也作为冷弯型钢的坯料 广泛用于制造小五金 自行车车架 轮圈 弹 簧片 锯条等 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 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 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 重庆地处中国西南 由热轧带钢轧机的区域分布 可以看出西南地区的钢铁相对薄 弱 在西南地区建厂 具有区域优势 此外 重庆是中国重要的中心城市之一 长江 上游地区经济中心和金融中心 内陆出口商品加工基地和扩大对外开放的先行区 中 国重要的现代制造业基地 是汽车之城 摩托车之都 到 2010 年 重庆每年用钢量将 达 1400 万吨 其中 汽摩用钢将达 150 万吨以上 重钢新投资的热轧板带可抢占本地 市场 并且重庆交通较为发达 有较为完善的铁路系统及天然的长江水道 可为重钢 的原料及产品的运输提供保障 综上所述 本设计的选题是有意义且可以实现的 1 车间投资分析 1 2 厂址的选择 厂址选择在重庆长寿江南镇 长寿位于重庆腹心地带 交通四通发达 基础设施 完善 是重庆主城到三峡库区和渝东地区的必经之地 是重庆通往上海 成都和福州 的交通枢纽 交通四通八达 公路方面 渝 重庆 宜 宜昌 渝 重庆 涪 涪陵 高速公路纵贯全境 在境内设有晏家 桃花 但渡 合兴 云台 古佛六座互通式立 交桥 境内有通车公路干线 6 条 支线 40 条 总长 572 公里 国道 319 318 线横贯 区内 铁路方面 渝 重庆 怀 湖南怀化 铁路 国铁 I 级双线 穿境而过 在境 内设有客 货及编组站 渝利 湖北利川 铁路 国铁 I 级双线 将于 2012 年底通 车 与渝利铁路共线的渝万 万州 城际铁路 国铁客运专线双线 已经开工 在境 内设长寿北 长寿湖两站 将于 2014 年内完工 水运方面 长江黄金水道长寿段长 20 9 公里 正在建设中的长寿港有 5 个港区公用码头 主港面有 18 个 3000 吨级的泊位 年吞吐能力可达 1000 万吨 3000 吨船舶可终年直达长寿 长寿基础设施完善 境内有水电站 30 余座 变电站 16 座 总变电容量达 1098 5mva 兆伏安 新中国第一座水电站 狮子滩水电站在这里诞生 它被称为 新中国水电工程师的摇篮 境内的 500 千伏变电站是西电东输的重要枢纽站 优越的 供电环境和强大的电力供应能力是钢厂选址长寿的一个重要原因 此外 境内矿产资 源丰富 拥有天然气 煤炭 石灰石等 20 余种可开采资源 目前已探明天然气储量达 3000 亿立方米 煤炭 4000 万吨 优质石灰石 20 亿吨 1 3 原料及产品的市场分析 重钢开发的国内矿山共有 5 座 分别是西昌太和铁矿钒钛磁铁矿 陕西小金河磁铁 矿 巫山桃花铁矿 綦江篆塘铁矿和巴南接龙铁矿 目前 太和铁矿 630 万吨 年采选 扩建工程推进顺利 小金河磁铁矿已经取得开采许可证 剩下三个铁矿正在完善相关 采矿手续 这些矿山投入使用后 重钢所需的铁矿石原料 50 以上将由自己的矿山供 应 避开国际铁矿石 卡脖子 涨价 降低采购成本 另外 重钢海外铁矿石开发也在顺利推进当中 重钢去年投资 2 58 亿美元 收购 控股澳大利亚伊斯坦鑫铁矿山的亚洲钢铁控股有限公司 重钢将拥有总量达 17 8 亿吨 的磁铁矿项目 预计在 2012 年项目投产后 将年出产 1000 万吨的高纯度磁铁精矿 实现矿产自给 产品主要供应重庆市以及周边地区 满足汽车 天然气化工 机器和军械制造 内河船舶制造 集装箱运输 建筑和轻工业等行业的板带用钢需求 重庆是我国重要 的综合性机械制造 lT 业生产基地之一 汽车 摩托车制造 天然气化工 机器和军械 制造 内河船舶制造 仪器仪表等工业实力相当雄厚 历来居我国西部地区各省市板 带材消费量前列 2010 年 预计重庆钢材消费 l300 万 t 其中板带材消费 700 万 t 板带比 53 85 2010 年重庆宽板卷消费量 400 万 t 宽板带比 30 77 折合消费 热轧宽板卷 430 万 t 未来五年重庆周边地区对热轧宽板卷的需求为重钢提供了广阔的 市场前景 1 4 技术经济分析 轧钢技术经济指标是指轧钢车间各项设备 原材料 燃料 动力以及劳动力 资金 等利用程度 这些指标反映了企业的生产技术水平和生产管理制度执行的情况 是鉴 定车间设计和工艺过程制订质量好坏的重要标准 是评定车间各项工作优劣的主要依 据 通过对同一类型不同车间的技术经济指标的分析和对比 可以找出差距 分析原 因 寻找改进指标 改进生产的措施 所以研究和分析经济技术指标也就成了研究和 分析轧钢差距情况的主要方法之一 在轧钢生产过程中 有各种各样的技术经济指标 其中包括 综合技术经济指标 各项材料消耗指标 车间劳动定员及车间费用消耗等 而其中尤以产品的产量 质量 各类材料消耗 劳动力使用 资金利用及轧机作业率等指标最为人们所关心 这些反 映生产水平的主要指标成为人们分析和研究的主要内容 本设计的各类材料消耗指标和综合经济技术指标是借鉴重钢热轧薄板厂的数据 并在此基础上稍有改进 考虑到成本问题这些指标并没有达到世界先进水平 只是在 国内较先进的技术基础上稍加改进 本设计的重要特点是本着设备先进 成本低 环 保的原则 在我国轧钢技术不断前进的基础上不断更新和引进世界的先进设备和技术 并且也努力开发研究适应本厂的生产工艺 以适应长远的发展 为我国的钢铁向产量 高 质量好 性能优越的方向发展奠定基础 使我国成为钢铁生产强国的一枝独秀 1 车间投资分析 2年产量及产品大纲的制定 2 1 产品方案的编制 2 1 1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 实际生产中为了满足用户客观上的使用要求 每个品种都必须满足形状 尺寸规格 和内部性能的要求 因而 各类产品的分类 编制 牌号 化学成分 品种规格和尺 寸公差 生产技术条件 机械性能 验收规程 试验及包装方法 交货状态等 国家 均有标准规定 如国标 冶标 企标等 如果国家没有标准规定 可由生产厂家和客 户商定 2 1 2编制产品方案的原则及方法 1 国民经济发展对产品的要求 既考虑当前的急需又要考虑将来发展的需要 2 产品的平衡 考虑全国各地的布局和配套加以平衡 3 建厂地区的条件 生产资源 自然条件 投资等可能性 4 考虑轧机生产能力的充分发挥 提高轧机的生产技术水平 2 1 3选择计算产品 车间拟生产的产品品种 规格及状态组合起来可能有几种 数百种以上 但是 在设计中对每一种合金的每一种品种 规格及状态进行详细的工艺计算 为了减少设 计工作量 加快进度 同时 又不影响整个设计质量 从中选择典型产品作为计算产 品 选择计算产品应遵循以下原则 1 有代表性 从拟生产的所有品种中选出几种合金 品种 规格 状态 产量和工艺特点等方 面有代表性的产品作为计算产品 2 通过所有工序 所选的所有计算产品要通过各工序 但不是说第一种计算产品都通过各工序 而 是所有计算产品综合起来看的 3 计算产品要留一定的调整余量 也就是说所选的计算产品要品种灵活 本次设计选用的典型产品是 Q195 6 1530 2 1 4确定产品大纲 根据设计任务书要求和上述原则 确定车间产品大纲 见表 2 1 2 年产量及产品大纲的制定 表 2 1 车间产品大纲 表 2 2 Q195 技术条件 典型产品技术要求见表 2 2 注 表面质量 钢板和钢带的表面不允许有裂纹 结疤 折叠 气泡和夹杂 钢板和钢带不得 有分层 钢板和钢带的表面允许有深度和高度不大于厚度公差之半的折印 麻点 划伤 小拉痕 压痕以及氧化铁皮脱落所造成的表面粗糙等局部缺陷 对表面的薄层氧化铁 皮 轻微铁锈和残余涂料 活痕等不影响表面质量的局部缺陷亦允许存在 钢板和钢带表面的局部缺陷 允许用修磨方法清除 但清除深度不得大于钢板和 钢带厚度公差之半 钢带允许带缺陷交货 但缺陷部分不得超过每卷长度的 8 产品名称代表钢种规格 mm执行标准 年产量 104t 比 例 汽车结构用钢板 TRIP 钢 BH 钢 IF 钢 DP 钢 16MnL 1 2 19 800 1630 GB T2518 2004 GB T3273 2005 GB912 2008 18863 钢结构用板 Q195 Q345 Q235 16Mn 1 2 19 800 1630 GB T700 2006 GB19879 2005 6020 管线钢 X80 级 X70 级 X65 级 1 2 19 1000 1600 GB T9711 GB T9253 2 1999 124 集装箱用板Q345GNHJ 1 2 10 800 1630 GB T18982 20034013 合计 300100 化学成分 牌号 CMnSiSP 脱氧方法 Q195 0 06 0 120 25 0 50 0 30 0 50 0 045 F B Z 牌号厚度偏差 屈服点 s N mm 抗拉强度 b N mm 伸长率 s Q195 在宽度 1500 2500 厚度 5 00 8 00 时为 0 60 195 315 430 33 3生产方案 3 1 选择生产方案的依据 确定生产方案时应考虑以下几点 1 金属与合金的品种 规格 状态及质量要求 2 年产量的大小 产量不仅决定工艺过程的特点 同时也对设备选择 铸锭尺 寸 产品规格有着直接的影响 3 投资 建设速度 机械化和自动化程度 劳动条件 工人与管理售货员的数 量以及将来的发展 所谓生产方案量指为完成设计任务书中所规定的产品的生产任务而采取的生产方 法 根据设计规模 产品的质量及经济技术指标的要求 考虑当地的具体条件 找出 合理的生产方案 3 2 制定生产方案 根据上述依据 该车间为年产 300 万吨的板带车间 生产形式为热轧 主要钢种 为普碳钢 合金结构钢 采用粗轧和精轧两个阶段来完成不同的任务和要求 热轧车间以板坯为原料 生产薄钢板 热轧薄板带钢生产方法主要有热连轧法 炉卷轧制法 连铸连轧法和双辊连铸法 其中前三种工艺已经大规模地应用于工业化 生产中 技术成熟可靠 本车间选择热连轧法 热连轧法的优点是高产 优质和低成 本 在当前热带钢生产方法中占据了主导地位 缺点是投资大 带钢热连轧机主要有全连续式 半连续式 3 4 连续式三种布置形式 各种热带钢 连轧的精轧机组一搬都是由 6 7 架轧机组成 全连续式带钢热连轧机的主要特点是轧 机均为不可逆轧机 带钢在粗轧区轧制时 每架轧机只按板坯的前进方向轧制一道 并且不形成连轧 半连续式带钢热连轧机的主要特点是至少有一架可逆式轧制 带钢 在粗轧区内采用可逆式轧制 进行多道次压下 在粗轧机组不形成连轧 3 4 连续式带 钢热连轧机的主要特点是带钢在粗轧区部分轧机可采用可逆式轧制 而在最后的两架 粗轧机内形成连轧 从热轧带钢的粗轧发展来看 最先出现的是全连续式轧机 全连续式轧机轧制速 度较快 但设备昂贵 压下量较小 为了克服缺点 出现了 3 4 连续式轧机 既可以 增加轧制量 又可以保证轧制速度 随着轧辊技术的发展 轧辊的压下量大幅度增加 轧制能力增强 目前较多选择单机架的半连续式轧机 既可以减少成本 又可以保证 压下 因此本车间粗轧区定为半连续式轧制 选择一架可逆式粗轧机 精轧机组选择 7 架轧机形成连轧 4 生产工艺流程制定 4生产工艺流程制定 4 1 制定生产工艺流程的主要依据 所谓生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来 正确制定工艺过程是 轧钢车间工艺设计的重要内容 制定轧钢生产工艺过程的首要目的是为了获得质量符 合要求的产品 其次要在保证质量的基础上追求轧机的高产量 并能做到降低各种原 料 材料消耗 降低产品成本 因此 正确制定产品工艺过程 对于工艺过程合理化 对于充分发挥轧机作用具有重要意义 根据已制定的生产方案 在充分完成产品产量质量要求的前提条件下 用最大可能 的低消耗 最少的设备 最小的车间面积 最低的劳动成本 并有利于产品的质量的 提高和发展 有较好的劳动条件 最好的经济效益 具体的原则包括 产品的技术条 件 生产规模大小 产品成本和工人的劳动条件 热轧板带生产的一般工艺流程是 原料的清理准备 坯料的加热 轧制 轧后冷 却 精整和质量检查等工序 对于特殊要求的钢种 在加热后不需经过热处理等工序 本车间的生产工艺流程如图 4 1 所示 图 4 1 本车间生产工艺流程图 连铸坯板坯库 称重加热 除鳞 热卷箱除鳞精轧层流冷却 称重喷印打捆卷取表面检查 热钢卷运 输 热钢卷库 切头粗轧定宽压力 机 4 2 主要生产工艺过程简述 4 2 1板坯库工艺技术流程 图 4 2 板坯库上料工艺流程 车间配置两条连铸生产线 分别连接板坯库的上料辊道和下料辊道 进入卸料辊 道的连铸坯可以经过卸料辊道 1 段后 由旋转辊道 二 送往上料辊道 也可直接进 入卸料辊道 2 段及 3 段 在卸料辊道 2 段或 3 段天车下料 上料辊道接收来自连铸或 来自卸料辊道 一 输送的钢坯 经上料辊道 2 3 4 段及称重板坯后送往热加区 上料辊道也可在 2 3 4 段直接由天车进行下料操作 对经加热炉加热后 不符合轧 制要求的板坯 由加热炉送上返回辊道 在返回辊道上进行下料工作 4 2 2加热炉工艺技术流程 图 4 3 加热段工艺流程图 1780mm 热轧生产线与热轧工程新建的连铸生产线构成可以直接热送热装的生产工 艺 即将连铸坯在热状态下装入加热炉 坯料通过称重辊道后由装炉辊道进入加热炉 经过预热 加热和均热后出炉 再经过高压水除磷就可进入下一工序 炼钢 连铸 板坯 1 上料辊道 1 板坯库 旋转辊道 一 2 上料辊道 1 卸料辊道旋转辊道 一 1 2 塔接辊 道 2 板坯库 3 上料辊道4 上料辊道5 上料辊道3 板坯库板 坯 称重辊道装炉辊道 称重辊道装炉辊道预热段加热段 均热段出炉辊道高压水除磷 回炉板坯2 出炉辊道 4 生产工艺流程制定 4 2 3粗轧区工艺技术流程 粗轧区的任务是把出炉的钢坯经过高压水除鳞 经 E1 R1 轧制 热卷箱卷取中间 带坯并开卷 带坯头尾调换后输送到精轧区 加热好的坯料 由出钢机托出放到出炉 辊道上 经粗除鳞箱除去炉生氧化铁皮后 由辊道送往 E1 R1 组成的可逆粗轧机组轧 制 可逆轧制 3 5 道次 E1 之前设有高压水除鳞装置可以用于清除粗轧阶段产生的二 次氧化铁皮 R1 采用四辊可逆轧机 轧机本体具有较高的刚度 能够提高中间坯的 厚度精度和板形质量 粗轧机组 E1 R1 轧机的辊缝设有 APC 系统 即自动位置控制 系统 为了提高产品质量 R1 轧机还设有液压 AGC E1 轧机还设有液压 AWC 系统 为 缩短车间长度 在 R1 末道次粗轧机组具有与热卷箱连轧连卷功能 轧出合格的中间坯再由辊道送往热卷箱 卷成热卷 然后移送至开卷工位 平头 开卷 将带钢头部引出后经飞剪切除不规则的部分后继续运行至精轧机组 图 4 4 粗轧区工艺流程 4 2 4热卷箱 飞剪工艺技术流程 热卷箱位于 R1 后延伸辊道后 精轧飞剪前 热卷箱采用了无芯移送和边部保温技 术 以减小中间坯头尾温差及带钢边部温降 热卷箱具有以下几点主要作用 具有保温的作用 在轧制过程中 由于将中间坯卷成卷 所以有效的减小了带钢 的散热面积 辐射面积 减小了带钢头尾温差及带钢边部温降 具有均温作用 由于中间坯卷成卷 所以中间坯在全长度方向上成卷后发生热传 递 热辐射 有效地保证了带钢的温度均匀性 有效的减少加热炉在烧钢过程中产生 的黑印 加热炉 出炉辊道 高压水除磷填充辊道入口侧导板 E1 立棍轧机 R1 粗轧机出口侧导板测宽仪高压水除磷 热卷箱 废品 推出 装置 辊道 飞剪 优化剪切 系统 APC AG C 控制 APC AWC SCC 控制 具有破鳞作用 由于卷取和开卷过程中中间坯发生机械弯曲变形 使带钢表面脆 硬的二次氧化铁皮碎裂 同时由于带钢的高速卷取 使氧化铁皮大部分被抛离带钢 其余部分只是附着在表面保证了精轧除鳞的良好效果 由于热卷箱具有双站工作特点 可以放两个中间卷 即缩短了轧线长度 又可以 作为粗 精轧的缓冲带 图 4 2 4 热卷箱 飞剪工艺技术操作工艺流程 4 2 5精轧区工艺流程 粗轧轧出合格的中间坯由热卷箱卷成热卷后 热卷箱开卷 将带钢头部引出后经 飞剪切除不规则的部分后继续运行至精轧除鳞箱 在热卷箱出口处预留有测宽和测厚 仪位置 用于将来考虑液压 AGC 宽度补偿及厚度前馈控制 带钢头部到达精除鳞箱时 除鳞箱启用高压除鳞水清除中间坯表面的次生氧化铁皮 然后继续运行到精轧机组 带钢尾部移出除鳞箱后关闭除鳞水 精轧机组由一架立辊和七架平辊轧机组成 即 F1 F7 轧件依次进入平 平 平 平 平 平 平轧机连续轧制 精轧机架间设有 6 台液压活套装置 即 L1 L6 当轧件依次进入 n 1 架轧机时 n 至 n 1 架轧机之间 的活套依次升起 通过套高调节系统使轧机自动调速 并通过张力调节系统使带钢在 微张力 恒张力状态下轧制 轧成所需要的带钢尺寸 精轧机组 F1 F7 压下系统为全 液压压下 并设有液压 AGC 自动厚度控制系统和正弯辊装置 用于保证带钢全长范围 内的厚度精度及板形要求 F1 F7 工作辊设有轴向窜辊装置 可以降低轧辊热凸度并 使轧辊磨损均匀 提高轧辊使用寿命 带钢尾部依次离开各架轧机时 活套装置便自 动下降复位 可以根据用户需要用飞剪切除带钢的尾部不规则部分 精轧机架间设有 喷水冷却装置 用于控制终轧温度 带钢终轧温度在 850 以上 精轧机组后设置 射线测厚仪 多功能仪 平直度仪和上表面质量检测仪 其中测厚仪参与液压 AGC 监 粗轧输出 辊道 热卷箱 前辊道 热卷箱 侧导板 热卷箱 直通 热卷箱 无芯卷取 热卷箱 开卷 飞剪入口辊 道飞剪侧导 板 飞剪切头 尾 优化剪切控制系 统 精轧 除磷箱 头尾切片收集槽 4 生产工艺流程制定 控 多功能仪 平直度仪参与板形的监控 上表面质量检测仪参与表面质量的监控 5轧机选择 5 1 轧钢机选择的原则 轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备 是代表车间生产技术水平 区别于其 它车间类型的关键 因此 轧钢车间选择的是否合理对车间生产具有非常重要的作 用 轧钢机选择的主要依据是 车间生产的钢材的钢种 成品品种和规格 生产规模的 大小以及由此而确定的产品生产工艺过程 对轧钢车间工艺设计而言 轧钢机选择的 内容是 确定轧机的结构型式 确定其主要参数 选用轧机机架数即布置形式 在选择轧钢机时 一般要注意 考虑下列原则 1 在满足产品方案的前提下 使轧机组成合理 布置紧凑 2 有较高的生产率和设备利用系数 3 保证获得良好的产品 并考虑到生产新产品的可能 4 有利于轧机的机械化 自动化的实现 有助于工人的劳动条件改善 5 轧机结构型式先进合理 制造容易 操作简单 维修方便 6 备品备件更换容易 并利于实现备品备件的标准化 7 有良好的综合经济技术指标 目前 由于机械制造业的发展 轧钢生产的日益进步 现在的主要轧机除去一些特 殊用途外 基本上都已经趋于系列化 标准化了 为我们选用轧机进行生产提供了方 便的条件 5 2 轧钢机机架布置及数目的确定 轧钢机布置是轧钢机按工作机架排列成某种方式 轧钢机布置的基本形式有三种 横列式布置 顺列式布置和连续式布置 轧钢机机架数目的确定与很多因素有关 主要有 坯料的断面尺寸 生产的品种 范围 生产数量的大小 轧机布置的形式 投资的多少以及建厂条件等因素 但是在 其它条件既定的情况下 主要考虑与轧机布置形式有关 根据本车间生产情况及现场实际状况 粗轧阶段选用一台带立辊的四辊可逆式轧 机 立辊轧机的作用是轧边 限制宽展 同时破碎轧件表面的氧化铁皮 四辊可逆式 粗轧机既可满足板坯精度高的要求 又可保证足够的压下量及较好的板形 5 2 1E1 立辊轧机 a 用途 该立辊轧机位于 R 四辊粗轧机入口侧 与 R 四辊粗轧机形成紧凑布置 具有液压 宽度自动控制 HAWC 和短行程控制 SSC 功能 用于控制带钢宽度与头 尾部形状 5 轧机选择 b 技术参数 型式附着式 立式电机上部驱动 带 AWC 最大轧制力7000kN 轧制速度 0 2 4 5 7m s 最大辊时 立辊开口度750 1780mm 道次最大减宽量100mm 50mm 单侧 低碳钢 厚度 230mm 侧压速度最大 80mm s 40mm s 单侧 立辊辊子尺寸辊环 1400mm 辊子 1150 1050 x630mm 立辊轴承四列圆锥辊子轴承 主电机 立式 2 台 超载系数115 额定转矩 连续运行 225 额定转矩 历时 60sec 250 额定转矩 历时 20sec 275 额定转矩 切断 功率 AC1500kW 转速 160 380r min 主传动箱i 4 037 侧压缸 AWC 缸 460 320 895mm 带位移传感器 4 件 压力 27MPa 侧平衡缸 220 140 1925mm 带位移传感器 2 件 压力 16MPa 负荷测量采用压力传感器 机架辊2 根 450 1780mm 速度 0 6 3m s 电机 2 台 功率 45KW 接轴提升液压缸 160 100 680mm 2 件 压力 16MPa 万向节型式2 根 SWC 型 可伸缩 万向节回转直径 760mm 接轴最短允许长度 4260mm 接轴最大工作倾角 15 C 设备特点 E 机架轧机和 R 机架轧机之间采用无张力或微张力轧制 不允许 R 轧机 的轧制速度低于 E 轧机出口速度 换辊方式 C 型钩换辊 轧辊冷却水系统 水压 0 8 1 0MPa 5 2 2四辊粗轧机 a 用途 将板坯轧制到所要求的中间坯厚度 b 技术参数 轧机型式四辊可逆式轧机 上下工作辊单独传动 最大轧制力42000kN 最大开口度300mm 最大辊时 道次最大压下量 50mm 最大辊时咬入角 16 6 最小辊时咬入角 17 3 轧制速度 0 2 8 6 3m s 牌坊立柱断面积 7500cm2 工作辊尺寸 1200 1100 1780mm 支承辊尺寸 1600 1450 1780mm 工作辊轴承 900 710 410 四列圆锥滚子轴承 支承辊轴承无键锥套 双止推 可拆卸液压锁紧 对称设计 油膜轴承 54 主传动电机2 台 超载系数 115 额定转矩 连续运行 225 额定转矩 历时 60sec 250 额定转矩 历时 20sec 275 额定转矩 切断 功率AC8000kW 转速0 45 100r min 主传动接轴型式十字轴式万向接系统 机架辊 数量及型式2 1 单传动型 机架辊规格尺寸 500 1550mm 机架辊电机2 45kW 转速 240r min 工作辊冷却水工作压力1 0MPa 支承辊冷却水工作压力0 4MPa 机前机后高压水除鳞 喷嘴出口压力20MPa 喷嘴数量1 套 水量约 2 240m3 h 5 轧机选择 C 设备特点 在 E 轧机和 R 轧机之间保持无张力或微张力轧制 在 R 轧机轧出之间机 后推床必须打开到最大开口位置 工作位置 当轧件完全离开 R 轧机之后 R 轧机机 后推床向轧制中心线合拢将轧件对中 在对中夹持后 立刻后退 0 50mm 引导轧件对 中运行 当 R 轧机机后工作辊道反转后 轧机返回 R 轧机进行偶道次的轧制 在 E R 轧机上进行 3 5 道次轧制 每奇数道次轧制时 E 立辊轧机参与轧制 偶数道次时 E 立 辊轧机不参与轧制 5 2 3F1E 立辊轧机 a 用途 位于 F1 精轧前面 对轧件进行对中 边部轧制 b 技术参数 型式 立式电机上传动 液压缸侧压式 最大轧制力 1000KN 最大侧压能力 20mm 单侧 10mm 轧辊尺寸 750 700mm 平辊 立辊辊子材质 60CrMnMo 开口度 750 1780mm 轧制速度 0 2 5m s 主电机 370KW 600 1344r min 1 台 减速机速比 21 11 侧压速度 单侧 50mm s 侧压调整油缸 约 350 300 1050mm 2 个 5 2 4F1 F7 四辊精轧机组 a 用途 其作用是将厚度 32 60mm 的中间坯轧制为厚度 1 2 19mm 宽度 800 1630mm 成 品带钢 b 技术参数 结构型式 四辊全液压不可逆轧机 中间坯厚度 32 60mm 中间板坯宽度 800 1630mm 成品带钢厚度 1 2 19mm 成品带钢宽度 800 1630mm 精轧机间距 5 5m 最大轧制压力 F1 F4 42000kN F5 F7 35000kN 轧辊最大开口度 F1 F4 max 80mm 最大辊径 F5 F7 max 50mm 最大辊径 设备主要参数 见表 5 1 F1 F7 主要参数表 主电机超载系数 115 额定转矩 连续运行 150 额定转矩 历时 180sec 225 额定转矩 历时 60sec 250 额定转矩 切断 表 5 1 F1 F7 轧机主要参数表 轧机 名称 F1F2F3F4F5F6F7 工作 辊 mm 760 85 0 2080 760 85 0 2080 760 85 0 2080 760 85 0 2080 630 70 0 2080 630 70 0 2080 630 70 0 2080 支撑 辊 mm 1450 1 600 1780 1450 1600 178 0 1450 1600 178 0 1450 1600 178 0 1450 1600 178 0 1450 1600 178 0 1450 1600 178 0 最大 轧制 力 KN 42000420004200042000350003500035000 轧机 线速 度 最 大辊 径 1 5 3 52 4 5 6 3 6 8 2 5 0 11 5 6 5 14 9 7 7 17 6 8 8 20 2 减速 机速 比 2 941 841 251111 AC8000AC8000AC8000AC8000AC7500AC7500AC7000 主电 机 100 230100 230100 230113 260176 416209 500240 585 6 辅助设备的选择 6辅助设备的选择 由于本车间轧制成品的种类较多 其生产过程中的繁简程度也不相同 因此 为 适应各种产品生产的轧板车间的辅助设备 不论从用途 结构 形式上或工作原理上 看都是多种多样的 虽然不同的辅助设备完成不同的工作 在生产过程中完全不能互相代替 所以 设备选择是否合理 同样对产品产量和质量 对节省建设投资以及改善和减轻劳动强 度等都有重要影响 辅助设备的选择应遵循以下原则 有较高工作效率 较高的产量 设备结构形式 先进合理 动作灵活 机构紧凑 操作维修方便 备品备件标准化 制造 更换方便 辅助设备的生产能力要大于轧机生产能力 以保证轧机生产能力得到方便发挥 通常 辅助设备能力可按大于轧机生产能力考虑以保证轧机生产正常 设备设计经济合理 体积小 重量轻 以减少设备总重量和节省车间投资 6 1 加热及热处理设备选择 6 1 1炉型确定 用作钢锭和钢坯加热 或均匀化退火 的炉子主要有 均热炉 均匀化炉和连续 式加热炉 连续式加热炉又有几种类型 推钢式加热炉 步进式加热炉 环形加热炉 以及感应加热炉 根据车间需要 决定选用步进式加热炉 其原因是 步进式加热炉和推钢式连续 加热炉相比较 有加热能力增加 擦伤减小和容易修炉等优点 最近在大批量生产中 采用步进式加热炉的较多 炉子的预热段 加热段 均热段分得很清楚 在加热升温 到所规定的温度 均热段为消除锭坯内外温度而进行均热 另外 步进式加热炉还可 以用于长宽板坯的退火 6 1 2步进梁及运动机构 运动机构形式 采用液压传动和滚轮斜台面机构 两层框架 升降框架和水平框 架 平移行程 550 mm 升降高度 200 mm 步进周期 50s 提升框架 1段 提升滚轮 16 800 平移滚轮 16 800 斜台面倾角 11 5 平移导向轮 6 400 mm 提升导向轮 6 450 mm 平移液压缸 1 250 160 650 mm 提升液压缸 4 250 160 1150 mm 6 1 3加热炉 炉型 端进端出步进梁式连续加热炉 节能型 6 段自动控制 额定生产能力 270 额定 300 碳钢 最大 加热钢种 低碳结构钢 结构用钢 汽车结构钢 船用钢 锅炉 及压力容器用钢 集装箱及车厢用钢 焊接气瓶钢 高耐候结构钢 管线钢 X80 冷轧深冲钢等 加热炉尺寸 44 11 7m 坯料尺寸 厚 230 70 190 30 宽 850 1650 长 9000 11000 单 4500 5300 双 加热温度 1150 1250 燃料及热值 混合煤气 7524 kJ m3 额定燃耗 混合煤气 55000 Nm3 h 空气预热形式及预热温度 蓄热式 预热温度 1050 1150 6 2 切断设备的选择 剪机的形式较多 有平刃剪 斜刃剪 鳄鱼剪 圆盘剪和各种飞剪 平刃剪主要切大钢坯 作为初轧和中 小开坯车间的热剪 有时也用来冷剪小型 型材 斜刃剪主要用于横向 纵向剪切钢材 为了减少剪切力 通常上剪刃做成一定的 倾角 圆盘剪通常设置在带材精整作业线上 用于切边或分条 剪切过程是连续进行的 此生产率很高 飞剪是用来横向切断运行着的金属料 在板带钢生产中被广泛采用 结合本车间实际情况 主轧线上选用飞剪 切头飞剪安装于保温罩之后与精轧除鳞箱之间 用于切除带坯头尾 以利于带坯 顺利地被精轧机咬入 本车间采用上下两组剪刃的刀尖具有不同的回转直径 上剪刃 为 1133mm 下剪刃为 1073mm 950KN 因此上下两把尖刀具有不同的圆周 max P 速度 故称为异周速回转式飞剪 这种异周速飞剪的优越性 提高了回转式飞剪的剪切性能 有利于较大断面 带坯的剪切 延长了剪刃的使用寿命 这种异周速飞剪的刀刃使用寿命是等速剪刃 的 1 5 2 倍 6 辅助设备的选择 6 3 热卷箱 a 用途 热卷箱安装在粗轧机后 切头飞剪之前 将中间坯进行无芯卷取后 再打开钢卷 中间坯在热卷箱以钢卷形式保温 均热 以保证中间坯在全长范围内温度基本一致 b 技术参数 型式钢卷无芯移送式热卷箱 卷取中间坯厚度32 45mm 碳钢 低合金 中间坯最小宽度800mm 中间坯最大宽度1630mm 中间坯最大重量32t 入口坯最低温度900 入口坯最高温度1150 钢卷内径 650 30mm 中间坯钢卷最大外径 2150mm 穿带速度2 4m s 卷取速度2 5 5m s 开卷速度0 2 5m s 人口导槽及偏转辊 偏转辊辊径 420mm 偏转辊辊身长度 1840mm 数量2 根 升降液压缸 缸径 杆径 160 90mm 行程 415mm 数量2 个 传动电机 额定功率AC 30KW 额定转速738r min 数量 1 台 弯曲辊 弯曲辊辊径 450mm 辊身长度 上 下 1780 2400 mm 辊子数量 上 下 2 1 根 升降液压缸 带位移传感器 缸径 杆径 220 160mm 行程 285mm 数量 2 个 传动电机 额定功率AC350KW 额定转速 994r min 数量2 台 成形辊和 1 号托卷辊 成形辊辊径 420mm 成形辊辊身长度1900mm 成形辊数量1 根 成形辊升降液压缸 缸径 杆径 140 90mm 行程375mm 数量2 个 1 号托卷辊辊径 450mm A B 辊身长度2400 1780mm 1 号托卷辊数量2 根 1 号托卷辊升降液压缸 一台带位置传感器 缸径 杆径 160 110mm 行程440mm 数量2 个 1 号托卷辊传动电机 额定功率AC350K 额定转速994r min 数量1 台 2 号托卷辊 2A 辊辊径 辊身长度 数量 420mm 1980mm 1 根 2B 辊辊径 辊身长度 数量 420mm 1780mm 1 根 2C 辊辊径 辊身长度 数量 420mm 1780mm 1 根 2D 辊辊径 辊身长度 数量 420mm 1780mm 1 根 夹送辊及开尾辊 夹送辊开口度20 230mm 夹紧力230KN 上 下夹送辊辊径 400mm 辊身长度1780mm 开尾辊辊径 360mm 辊身长度1780mm 矫平辊辊径 300mm 6 辅助设备的选择 辊身长度1780mm 液压缸 其中一台带位移传感器 缸径 杆径 160 110mm 行程 190mm 数量2 个 传动电机 额定功率AC90KW 额定转速590r min 数量3 台 夹送辊后辊道 型式单独传动辊道 辊子直径 350mm 辊身长度1780mm 辊距800mm 辊面速度0 2 5m s 辊数3 根 电机 功率AC7 5KW 输出转数 136r min 数量3 台 C 设备特点 热卷箱设有二个工作位 卷取工位 开卷工位 可以同时工作 这样 提高了热卷箱的工作效率 热卷箱卷取过程的带钢尾部变为开卷过程中带钢头部 这 样可以减少带钢头尾的温差 20 30 减少中间坯的散热 从而可以相对减少精轧机的 能量 由于使较长的中间坯成卷状 可以缩短轧制线的长度 减少建设投资 6 4 层流冷却 a 用途 层流冷却装置位于精轧机组之后 地下卷取机组之前 为了控制带钢的冶金特性 在输出辊道上设有层流冷却装置 层流冷却装置能根据带钢厚度 温度 钢种及轧制 速度等工艺参数 控制喷水组数 调节水量 将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取 温度 b 技术参数 型式 上 下管式层 成品带钢厚度 1 2 19mm 成品带钢宽度 800 1630mm 带钢最大速度 18 0m s F7 出口温度 870 900 卷取温度 500 750 冷却有效宽度 1780mm 冷却有效长度 96m 总水量 12550 m3 h 供水方式 机旁高位水箱供水 供水压力 0 07MPa 温度 喷头出口水温 35 冷却时约 40 控制组数 20 组 精调区 3 组 粗调区 17 组 每组集管数量 精调区 上集管 8 根 下集管 8x2 根 粗调区 上集管 4 根 下集管 4x3 根 每根集管水量 精调区 上集管 36hm 3 下集管 18hm 3 粗调区 上集管 70hm 3 下集管 30hm 3 集管开闭方式 气动蝶阀 开闭时间 0 7s 精调区 1 5s 粗调区 气动控制蝶阀数量 精调区 上集管 24 个 下集管 24 个 粗调区 上集管 68 个 下集管 68 个 侧喷 6 辅助设备的选择 数量 24 组 其中 2 组为压缩空气吹扫 侧喷水压力 1 0 1 2Mpa 侧喷气压力 0 4 0 6MPa 侧喷气流量 128 m3 h 2 组 侧喷水流量 384 m3 h 上部集管架翻转液压缸 缸径 杆径 125 70mm 最大速度 150mm s 数量 20 个 7典型产品 Q195 6 1530 工艺计算 7 1 确定粗轧机组的轧制规程 热带钢连轧机粗轧机组的轧制规程包括坯料尺寸选择 粗轧机组压下量分配及 温度制度及辊型制度的确定 粗轧个道次力能参数计算和设备能力校核 7 1 1板坯尺寸 现代热带钢连轧机为了提高产量 一般采用大坯重 板坯厚度多为200 250mm 板坯宽度取决于产品规格 一般为500 2000mm 板坯长度受加热炉炉膛宽度及轧件温 度降的限制 为9 12m 板坯重量为20 45t 1 板坯厚度 H 100 150 h mm 7 1 式中 h 成品带钢厚度 若粗轧机组机架数多 速度高 可选较厚板坯 反之 选较薄板坯 由于本车间生产产品厚度为1 2 19mm 且粗轧机组为一架粗轧机 选择坯料厚 度为230mm 2 板坯宽度 B b 50 100 mm 7 2 式中 b 成品带钢宽度 由于选择的典型产品b 1530mm 则B 1530 50 100 1600mm 3 板坯长度 mm 300 200 max 炉 BL 200 100 max AL mm 7 3 式中 加热炉内宽 炉 B A 加热炉两滑轨的中心距离 以知 11 7m 则 300 11500 11400 炉 B200 11700 max L 取板坯长度L 11000mm 7 1 2粗轧机组压下量分配原则及其道次变形量的分配 热带钢连轧机粗轧机组变形量及各道次压下量 应根据钢种 板坯厚度 粗轧机 架数 轧制速度及产品厚度等合理确定 一般在粗轧机上 板坯的开轧稳定为 1180 1220 轧制5 7道 可将厚120 300mm板坯轧成厚20 40mm的带坯 总延伸C o 率为8 12 1 板坯在粗轧机组上轧制时 轧件温度高 塑形好 故应尽量利用该条件而采 用大压下量轧制 可考虑到粗轧机组与精轧机组之间 在轧制节奏和负荷上的平衡 粗轧机组一般占总变形量 板坯至成品 的70 80 2 为保证精轧机组的轧件终轧温度 应尽可能提高粗轧机组轧出的带坯温度 一方面应尽可能提高开轧温度 另一方面尽量可能减少粗轧道次和提高粗轧速度 3 粗轧机组各道次压下量分配规律为 第一道次考虑咬入及坯料厚度偏差而不 7 典型产品工艺计算 应给以最大压下量 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 了控制出口和带钢的板形 应适当减小压下量 取粗轧机轧后成品厚度为36mm 由于咬人速度较低 可取较大压下 按照以上原则 分配压下如表7 1 表7 1 粗轧机组压下规程 轧制道次压下率 压下量 mm轧后厚度 mm 1 2 3 4 5 6 7 0 172 0 162 0 152 0 142 0 132