毕业设计--设计年产量为200万吨的CSP薄板车间（含CAD图纸）.doc

设计年产量为200万吨的CSP薄板车间摘要 本设计以生产产品规格为7.5mm1500mmQ345E低合金钢为例，设计一个年产量为200万吨的CSP热轧薄板厂。设计内容主要包括兴建该厂的可行性分析、制定产品大纲、CSP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。关键词：CSP；参数计算；参数校核Designed annual output of 200 tons of sheet metal workshop CSPAbstract The design specifications for the production of products 7.5mm1500mmQ345E low alloy steel, for example, designing an annual output of 200 tons of CSP thin workshop. 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: CSP; parameter calculation; parameter checking第一章 前言1.1 CSP生产线历史简介 众所周知，CSP技术取得成功的一个重要因素是它可靠地把冶金学家所追求的近终形铸造和直接轧制的梦想变成了现实1。 自1989年世界上第一台工业化的薄板坯连铸连轧生产线投产以来，过去的11年中已有36条生产线相继运作，2000年可形成年产4825万吨的生产能力。薄板坯连铸连轧工艺技术装置日趋完善，市场竞争更具实力，原因在于它的工艺优势：投资低、能耗低、生产成本低、维护费用低、成材率高。两流薄板坯连铸机与一套热连轧机相配可产160250万t/a热轧带卷，可以分别与电炉或高炉转炉流程相联接。薄板坯连铸连轧技术越来越显示出它的生命力2。1.2国内外CSP生产线概况1.2.1国内CSP生产线发展概况概况 自1989年世界上第1条薄板坯连铸连轧(Thin Slab Casting and Rolling，简称TSCR)生产线在美国Nucor公司问世以来，薄板连铸连轧因节约能源和减少投资Ifu获得了迅速的发展3。它是继转炉炼钢取代平炉炼钢、连铸工艺取代模铸工艺后钢铁生产技术的第二次革命。该项技术是在炼钢、连铸和轧钢的最新技术成果基础上迅速发展起来的钢铁冶金工业的新工艺、新技术，具有节能降耗、提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期及简化工艺流程等优点，综合经济效益相当可观4。到目前为止全世界共有各种类型的薄板坯连铸连轧生产线60多套，总生产能力近1亿吨/年，其中我国已投产14条薄板坯连铸连轧生产线，年生产能力达3_500多万吨。目前，薄板坯连铸连轧工艺生产线的主要类型有:德国SMS公司的CSP（Compact Strip Production,即紧凑式带钢生产)和ISP（Inline Strip Production,即串列式带钢生产)、意大利DANIELI公司的FTSR（Flexible Thin Slab Rolling for Quality,即灵活的薄板坯连铸连轧)、口本住友公司的QSP（Quality Strip Production)以及奥地利VAI公司CONROLL等，其中CSP工艺是目前技术最为成熟、应用最为广泛的薄板坯连铸连轧工艺。与传统的连铸连轧生产工艺相比，CSP生产线具有基建投资少、生产周期短、节约能源、成材率高等优点。因而，在全球能源严重紧缺和板材市场巨大需求的今天，CSP工艺在技术和经济效益方面具有巨大的优势。目前全世界已建成投产的CSP生产线有30余条，其产能已超过_5000万吨/年，其中国内有7条(珠钢、邯钢、包钢、马钢、涟钢、酒钢、武钢)，年生产能力已突破1500万吨，产能占热轧板材的15% 2001年以来投产的生产线的达产速度快于国外同类生产线邯钢薄板坯连铸连轧生产线1999年12月投产，2000年达到设计生产能力，是所有已投产的CSP生产线中达产最快的。包钢的薄板坯连铸连轧生产线是我国第一套双流CSP生产线，2002年8月投产，2003年超过了设计生产量，比邯钢更快，是国际上达产速度最快的。 2003年已投产的5条线为所在企业创造了可观效益已投产5条生产线2003年的生产指标见表1-15。表1-1为2003年我国薄板坯连铸连轧生产指标厂名连铸机流数和铸坯规格/mm2003年轧材产量/万吨钢水成材率/%钢材合格率/%珠钢1流，(10001350)50112.5098.299邯钢1流，(9001680)70153.2697.5698.43包钢2流，(12501500)67(12501500)50251.8198.8599.13鞍钢1流，(9601520)(100130)220.8595.8299.81唐钢1流，(9501680)(7085)55.7687.2299.47 已投产的5条生产线技术操作指标的差别很大。表1-2技术操作指标中有一些不具备可比性，但相当一部分是可比的，如:作业率、连浇炉数、燃料消耗等。另一方面，与设计技术操作指标对比，还有一些指标未达到。差距就意味着潜力。表1-2为2003年我国薄板坯连铸连轧生产线技术操作指标厂名拉坯速度/(mmin-1)铸机作业率/%平均连浇炉数平均连浇时间漏钢次数漏钢率/%加热炉燃耗/(kgt-1)轧机作业率/%珠钢邯钢包钢鞍钢唐钢4.55.83.84.852.12.43.798368.681.486.733.567.738.4515.415.95.92550336.6569.4_337.2_655211300.30.480.4110.0660.772026.8_38.7767.86574.7780.684.332.5 发挥薄板坯连铸连轧技术潜力的关键之一在于发挥连浇的优势。抓连浇炉数的增加就必须解决铸机漏钢和提高整个作业线作业率的问题，从而提高生产线的效率。 连铸连轧工艺的独特优势薄板坯连铸连轧工艺是由薄板坯连铸机与常规宽热带连轧机的精轧机组集成而来的。连轧机组的能力与常规热带连轧机相当，而薄板坯铸机能力低于连轧机组。常规热连轧机生产薄规格产品的不利点是单位时间内产量大幅度下降，而这正是薄板坯连铸连轧生产线的固有特性。生产薄规格热轧板是薄板坯连铸连轧技术的独特优势。近几年我国进口热轧板中大都属于薄规格产品，特别是厚度2mm的薄板。发挥薄板坯连铸连轧技术的独特优势将大大促进我国钢铁产品结构的调整。 对新工艺决不能满足于掌握操作技术、达到并超过设计能力，还必须做到自主设计，制造、并有所改进与提高。我们应努力使我国的薄板坯连铸连轧生产线成为效率最高且最经济的生产线。 我国薄板坯连铸连轧技术还有很大发展空间。在2010年期间，我国板材年产量达1.11.3亿t。其中需要中厚板轧机生产的中厚板约在2000万t/a水平。需要由热连轧机生产的板材，约在0.91.1亿t之间。在2003年底，我国热连轧机生产能力为4708万t/a(其中常规热连轧机为3126万t/a，薄板坯连铸连轧1442万t/a，炉卷140万t/a)。在建热连轧机生产能力3850万t/a(其中常规热连轧机2450万t/a，薄板坯连铸连轧1400万t/a)，尚有10003000万t/a的规模扩大空间。从发展观点看，今后常规热连轧机与薄板坯连铸连轧生产能力之比应在11或64之间。则我国这一规模发展空间将主要由薄板坯连铸连轧技术来填补。 其技术发展空间如前所述，薄板坯连铸连轧技术是新开发的薄板坯连铸技术与常规热连轧机组的集成。集成技术属于生产要素的一种新的组合，新的组合就会产生新的生产力，从而产出新的贡献，同时提供今后潜力开发的空间。薄板坯连铸连轧技术提供的发展空间有：(1)利用轧机能力余量大的潜力，开发薄规格热轧板生产技术，替代部分冷轧产品；(2)利用薄板坯温度均匀的潜力，开发生产平直度高的产品；(3)利用薄板坯冷却速度快的优势，开发生产强度更高的普碳钢和部分应用广泛的不锈钢和硅钢。1.2.2世界其他各国的薄板坯连铸连轧生产线近况 在欧洲、日本以及一大批新兴国家经济的增长带动下，全球经济达到了近年来的最好水平。尤其是欧洲经济的快速发展，吸纳了大量中国产钢材。目前欧洲和中国的制造业都处于旺盛发展期，对钢铁的需求仍然十分强劲。因此，按照目前欧洲经济的发展判断，欧洲钢材市场可以给中国相当大的支撑。同时今年一季度中国经济继续保持着异乎寻常的发展速度，GDP增长达到11.1。 美国纽柯厂有多条CSP生产线。同时在ARMCO(阿姆科)建立了一条CONROLL生产线，生产75125mm的中等厚度板坯轧薄板。1997年又在IPSCO(依波斯柯)投产了一条ISP生产线，年产125万t的212.7mm热轧带卷(宽12192438mm)。近年来加拿大的阿尔戈马(Algoma)厂采用达涅利(Danieli)技术建立了一台两流薄板坯连铸连轧生产线，年产200250万t。美国的北极星(North)BHP厂引进了住友公司的中等厚度板坯铸机和达涅利的热连轧机建成一条年产135万t的生产线，带钢最小厚度2.7mm。应指出，自1998年来有大量低价薄板材涌入美国市场，使多条薄板坯连铸连轧生产线遭遇打击，但仍能有较大发展。 最先引进CSP生产线的是墨西哥希尔沙厂，它生产1.52、1.37、1.21、1.06、0.91mm厚，宽8311270mm的热轧带钢，40%国内出售，25%销往美国，其余出口中东和拉美。又增建了第2台薄板坯连铸机，产量翻倍，以生产1.5mm热轧带卷为主。 韩国的浦项(POSCO)光阳厂，1997年建的CSP生产线(2号)，1998年中期工程即暂停，已决定和原有的1号生产流程(180万t/a)一同出售，主要原因是钢铁工业布局不合理，太集中了。泰国NTS公司引进了CSP工艺，1997年夏在乔恩布日(Chonburi)建成，薄板坯厚4570mm，产品为12mm热轧带卷，产量120万t/a，生产正常。SSM公司采用了QSP技术，浇注9070mm，生产热轧带卷。马来西亚梅加厂(Maga Steel)用了6亿美元在橡胶园建成了两条CSP生产线，1998年投产以来生产正常，有望突破250万t/a。印度伊斯帕特集团1998年第一条CSP生产线投产后，又订了第二套设备，计划2000年初达到200万t/a。 第一条CSP生产线建在西班牙的比斯卡亚ACB厂(Aceria Compactade Bizkaia)，1998年投产以来，受欧盟限产要求，产量不大。德国的蒂森(Thyssen)1999年4月9日投产了CSP生产线，它和转炉相连，生产(4570)mm1600mm铸坯，1.23.0mm的高强度带钢和0.8mm的软钢，现已满负荷生产200万t/a。荷兰的霍戈文公司正在艾默伊登厂建设150万t/a的ISP生产线，争取2000年投产，生产(11.25)mm(7501560)mm的热轧带卷。此外，非洲埃及亚历山大国家钢铁公司(EZZ)1999年来投产了100万t/a的CSP生产线。南非的萨尔达尼厂(SALDANHA)建成了一流年产140万t的ISP生产线。澳洲的BHP公司拟引入QSP技术，建立第一条薄板坯连铸连轧生产线。综上所述，各种薄板坯连铸连轧技术正被全世界各国广泛使用。从这些生产线中总结出该技术的发展趋势：与高炉转炉流程嫁接，用更纯净的钢水作原料，以生产1 mm的薄规格产品；热轧薄带部分取代冷轧产品。1.3必要性和可行性分析 目前，钢铁企客户对钢材的品种、规格需求越来越多样化，客户需求呈现小批量，多品种特点，企业经营方式由传统的以定销改变为按订单生产，企业的生产规模也由过去的大批大量生产方式改变为多品种、小批量生产方式，所以如何最大限度的满足用户的特殊加工要求，如何把握合同烦人进度实现按期交货，成为钢铁企业争取客户的一个重要因素，企业必须具备灵活的调整计划和调整生产的手段，实现敏捷和精益制造。 近几年，中国CSP板消费量随着国内造船、基础建设、石油化工、机械制造等行业的发展，呈快速增长趋势。同时，中国正进入建筑业向制造业转型期，对板材，特别是高附加值板材需求强劲，而目前国内CSP板生产在品种、规格和质量等方面均存在不足，每年还需进口一定量的高附加值CSP板。这样的缺口，导致市场对CSP板的需求将持续保持增长势头。随着经济的发展，CSP板的产品规格将满足不了造船业、机械制造业的发展需求。因此拟投资建设的CSP板车间生产线，旨在充分利用自身在CSP板的技术、管理和用户群等方面的优势，进一步优化产品结构，增加高附加值产品的占有率；为各行业配套提供板材，以满足不同客户的需求，提高市场竞争力；实现持续稳定健康发展。 随着CSP板需求的增加，品种逐步在扩大，质量也有所改善与提高。但我国CSP板生产技术、轧机装备水平、品种、质量、数量等目前还不能满足用户要求。与国外先进水平相比，差距还相当大，几乎落后二三十年。随着市场的变化，矛盾还会更突出。为满足国民经济发展对CSP板的需求，今后应加强管理，完善工艺，增加产量，扩大品种，提高质量，重视CSP板的生产和建设与改造。 包头市地处内蒙古高原的南端，阴山山脉横贯市区中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三个地形区域。中国最重要的稀土，钢铁，冶金，机械制造，军工基地。 改革开放以来，包头市的经济建设进入了持续、快速、健康的发展时期，产业结构不断调整、基本产业得到加强，国民经济快速增长，形成了以铜铁冶金、稀土冶金及应用、机械制造、有色金属、纺织、电子、化工等行业为主的门类齐全的工业体系，与韩国、日本、美国、泰国、中国香港等30多个国家和地区建立了贸易往来，出口商品多达27个大类，近200个品种。包头的矿产资源具有种类多、储量大、品位高、分布集中、易于开采的特点，尤以金属矿产得天独厚，其中稀土矿不仅是包头的优势矿种，也是国家矿产资源的瑰宝。已发现矿物74种，矿产类型14个。 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。 包头年平均气温6.4，年降水量310毫米，无霜期110142天。矿产资源丰富，已探明40多种。 交通运输发达，是京包、包兰、包白、包神、包西等铁路的交会处；民航有飞往北京、上海、广州、成都、武汉、沈阳、大连、三亚、深圳、昆明、西安、石家庄、长春、兰州、温州、郑州、南京、太原、海口、呼和浩特、银川等地的班机。 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。 育事业继续深化改革，加快发展，教育规模、质量、效益出现新局面。科技事业稳步发展。其人力资源丰厚。自治区级全日制本科大学(内蒙古科技大学)为钢铁行业的发展输出知识性人才。 因此从包头市的地理环境及其水资源,气候,交通运输,矿产资源,电力资源,教育资源以及人力资源等各方能因素分析,以包头为地区为条件建造CSP薄板厂是可行的。其各方面的条件都满足了生产的需要并且有其自身的优势，同时巨大的市场需求满足了CSP薄板行业的可持续发展。第二章 制订产品大纲2.1产品大纲的制定2.1.1产品大纲的制定原则 产品方案是进行其它工艺设计的首要依据（轧制、选型、厂房），因此工艺设计首先从拟订车间产品方案开始。作用：产品方案是设计任务书的重要内容之一，在工艺设计中 1）制定生产工艺过程 2）确定轧机机组 3）选辅设 4）确定车间平面布置格局 都以产品大纲为依据。 内容：车间生产的钢种、生产规模；各种产品的品种、规格；各类产品的数量及其在总产量中所占比例;拟订产品方案要以上级部门批准的设计任务书及相应文件为依据，一般在设计任务书中只笼统地对车间所要生产的产品提出数量，规格范围及品种要求（只给定典型产品钢种、规格及车间总产量），进行工艺设计时，需按照具体条件进行详细安排（参照同类车间设计，生产技术资料，具体安排产品大纲）编制原则： (1)市场需求（当前市场对相应产品品种、规格、质量上的要求及数量上的供需差异情况） (2)生产所列产品所需坯料供应的可能性（上级车间生产情况）。 (3）为生产所列产品当前技术上的可能性（产品性能、精度保证）。 (4)设备合理利用，有好的技术经济指标即考虑设备与坯料产品规格之间关系。 (5)产品规格上限：受主轧机设备性能、咬入条件、电机性能影响。 (6)产品规格下限：受轧制道次、冷加工时加工硬化等影响4。2.1.2产品大纲的编制基于产品大纲编制原则、市场需求以及地区条件编制该产品大纲表2-1产品编制表序号产品名称规格（mm）年产量（万t）所占比例技术标准代表钢种、钢级1低合金高强度钢3.010.0980156020.010%GB/T3274-2007Q345E2碳素结构钢1.220.09801560157.5%JISG3101DINI7100S400;S4903焊接结构钢2.520.09801560199.5%JIS G 3106SM400A;SM400B4汽车结构钢3.012.7980156032.16%JIS G 3113BG510L5管线钢155012.040.020%GB/T 14164X656焊接气瓶钢2.56.0980156012.66.3%GB/T 3277-1991HP2957船舶结构用钢812.0980156010.55.3%YB/T4159-2007A;B;A328冷成形用钢1.56.0980156030.15%JISG 3131-1996SPHC;SPHD;SPHE9热轧花纹板3.020.0980156020.910.5%GB/T 3277-1991HQ235B10合计200100%2.2金属平衡表的制定2.2.1编制依据及内容金属消耗系数是轧钢生产中最主要的消耗，通常占产品成本的一半以上，因此，降低金属消耗对节约金属，降低产品成本有重要的意义。金属的消耗通常以金属消耗系数表示，其计算公式为：K=W/Q （3-1） K金属消耗系数；W投入的坯料重量；Q合格产品的重量。金属消耗系数一般由以下金属消耗组成：1）烧损，2）切损，3）清理表面消耗，4）轧废，（5）由于加热、精整造成的缺陷以及钢号混乱造成的损失等等。1 烧损：烧损是金属在高温下的氧化损失。它包括坯料在加热过程中生成的氧化铁皮和轧制过程中形成的二次氧化铁皮，据估计轧钢生产过程中金属一次加热和轧制所形成的氧化损失一般在2.0%左右。2 切损：切损包括切头、切尾、切边和由于局部质量不合格而必须切除所造成的质量损失。根据现场经验数据，热轧宽带钢的切损一般是0.4%1.5%。3 清理表面消耗：它包括金属表面和原料表面缺陷处理、酸洗以及轧后成品表面所造成的金属损失，约占金属消耗的0.1%。4 轧废：轧废是由于操作不当、管理不善或者出现事故所造成的废品损失，合金钢轧制要求较高，生产困难，轧废量较多，一般为13%，而碳钢则可小于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。2.2.2金属平衡表的编制以上面的金属损失量为依据，结合现场经验，制订以下的金属平衡表（见表2-2）。表2-2金属平衡表序号品种烧损（%）切损（%）轧废（%）金属消耗（%）成材率（%）1冷成形用钢1.20.50.31.0896.922碳素结构钢1.30.50.41.0896.723焊接结构钢1.30.40.61.0896.624汽车结构钢1.40.40.71.0996.415管线钢1.40.40.61.0896.526焊接气瓶钢1.30.40.51.0896.727船舶结构用钢1.50.50.61.0896.328低合金高强度钢1.20.40.31.0897.029热轧花纹板1.30.50.71.0996.41.第三章 CSP生产工艺过程的制定3.1制定工艺过程的依据尽管由若干工序组成的产品生产工艺过程是比较复杂的，但工序的取舍不是任意的。工艺设计的任务就是要掌握制订工艺过程的原则，正确地选择工序内容和确定各个基本工序的主要参数。以达到获得产量高、质量好、消耗低的目的。制订工艺过程的主要依据是：A产品的技术条件通常在产品标准中规定了钢材品种规格，技术条件、产品性能检验等内容。但技术要求则是其主要方面，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精度确定、钢的内部组织与性能以及表面质量都作出了明确的规定，显然，产品的妓术要求是制订工艺过程的首要依据。因为达到产品技术要求是我们组织生产的出发点。B钢种的加工工艺性能钢的加工工艺性能也包括了钢的变形抗力、塑性、导热性以及形成缺陷的倾向性等内容。它反映了金属在加工过程中的难易程度，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序内容和确定工艺参数。因此，钢的加工工艺性能是制订工艺过程的重要依据。C生产规模大小一般生产规模大小有两个含义，即企业规模的大小和品种批量的多少。企业规模的大小决定了工艺过程中是采用热锭作业还是冷锭作业的问题，是次成材还是二个阶段生产的问题。至于批量的多少主要反映在选取设备的技术水平、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著彤响。D产品成本成木是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。一般钢的加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高，其生产工艺过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。反之，则产品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工艺过程是不合理的反映。当然，成本还与产量大小、生产技术水平等其他因素有关的。E工人的劳动条件工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，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。在确定工艺过程时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 CSP生产工艺流程图 CSP工艺生产流程一般为电炉或转炉钢包精炼炉薄板坯连铸机均热(保温)热连轧机层流冷却卷取机，其典型的工艺流程图如下图3-1从连铸机拉出的坯厚70mm,经过5-7架精轧机，可轧成1-1.25mm厚度钢带。在CSP生产过程中，从钢水冶炼、浇铸到热连轧板卷成品离线，仅需1.5h，板坯经历了由高温到低温、由-单向变化过程。武钢CSP于2004年启动， 2006年开始建设，并于2009年3月出第一卷钢。因有1700mm热连轧生产经验，在工艺设计过程形成了相应技术6。 转炉精炼炉薄板坯连铸机切头剪连铸薄板坯辊底炉加热事故剪高压水除鳞立辊轧边F1-F6热连轧制层流冷却卷取检验、称重热轧板卷图3-13.3 CSP生产工艺流程及主要设备简介 连铸板坯进入隧道式加热炉均热到11001150对中导板的输送辊事故剪高压水除鳞CVC轧机轧制 F1 立辊附属的立辊轧机，立辊轧机轧辊的速度预设定，立辊开口度按板坯尺寸进行调节，立辊轧机导向并改善板坯边部条件后咬入F1，F2F6按规定的带钢规格轧出。精轧机前有事故剪，在轧线出现事故时将板坯切断，轧机和炉子间的坯料退回到炉子内，并碎断事故剪与F1机架间的废钢坯。为了确保轧制的带钢精度和控制板形、平直度，精轧机上设有液压AGC自控系统。F1F3机架工作辊是凸度连续可调控制系统CVC液压弯辊WRB控制带钢凸度，F4F6有CVC和弯辊系统来控制平直度。在生产过程中的控制由过程计算机进行预设，在轧制过程中配以动态弯辊系统调节板形，在F6机架出口侧的测量室设有检测仪等，对轧出的成品进行监测。F1F6各机架之间均设有液压活套支撑器，在轧制的过程中，通过调整活套的转角角度，调节套量，以保持恒定的微张力轧制，防止堆钢事故的发生。成品出钢后，经层流冷却到适当温度进行卷取。成品带钢由F6机架轧出后经设在输出辊道上的分级控制的层流冷却系统将带钢由终轧温度按规定的冷却制度冷却到卷取温度。带钢经卷取机前入口侧导板对中并正确的导入夹送辊，夹送辊设有PRC控制系统，带钢被送进卷取机芯轴和助卷辊之间设定的缝隙，借助助卷辊，带钢被缠绕在卷取机的芯轴上，对于4mm的带钢，助卷辊实施踏步式控制，以确保卷取带钢的质量。卷取完成后，卷取机外支撑打开，卸卷小车将钢卷取下并送至钢卷提升车。由此把钢卷送至带回转台的传递小车将钢卷水平旋转90送到1号步进梁上。再把钢卷送到液压提升装置上。提升装置把带钢送到车间地坪线上，由2号步进梁接出卧放的钢卷。2号步进梁上布置有；带钢控制站，称重，径向和轴向打捆以及喷印机。在2号步进梁端点设有钢卷旋转台，将带卷旋转90，按生产计划生产的品种或后部连接的3号步进梁运输机和链式运输机冷却后，送到热轧钢卷库，另一部分送到精整作业线进行后续处理或由去冷轧厂的快速运输装置送给冷轧厂。3.4 CSP生产工艺流程特点（1）、加热炉： 采用两坐隧道式摆动加热炉，全长200.8米，炉间距7米，炉子外宽3.2米，内宽2.7米。一流为五段式加热，二流为三段式加热。炉辊共计336个，间距1.2米，166个炉门，五台风机与炉体构成燃烧的循环系统，保证加热质量，烧嘴由氮气和压缩空气全开闭式控制，耗气3万米3 /时，时产400多吨。清洁安全，节能高效。（2）、高压水除鳞 去除出炉板坯表面的氧化铁皮以及残余的浇注保护渣。在其他生产线上设置的高压水除鳞箱一般水压为1518MPa，而在CSP生产线上的除鳞箱水压为1240MPa。集水管共有4组，上下各2组，每组喷嘴数量为40个，最大水流量3800m3/h。，喷水宽度可达1600mm。（3）、设有立辊轧机 改善板坯边部组织结构，实现板坯对中，防止跑偏。辊子直径为350/320mm，最大压下量为30mm，最大轧制力可达1700KN。（4）、预留F7位置 随着轧制能力和控制技术的不断进步，轧制更薄规格的带钢成为现实，但六架精轧机的轧薄能力是有限的，为满足市场需求，在设计过程中预留了F7的位置，实现7连轧。（5）、厚、凸度控制技术控制系统中采用先进的由二级机控制的CVC厚度控制和WRB凸度控制系统以及弯辊控制系统，控制产品的厚度精度和平直度，保证产品的横向、纵向精度以获得良好的板形。（6）、层流精确控制冷却 冷却带钢至卷取温度，同时通过调节冷却水的流量，在长度为52800mm（包括4800mm空冷段）的冷却系统上使板坯获得要求的机械性能和适合的卷温度 。最大流量为5240m3/h，上部共设有一个喷淋区（1MPa、2个集水管），34个精调区（0.07MPa、34个集水管），8个微调区（0.07MPa、4个集水管）。下部设有36个精调区（0.07MPa、108个集水管）和8个微调区（0.07MPa、16个集水管）。阀门：喷淋区1个、精调区有70个（上34，下36）、微调区16个（上、下各8个）。侧喷数量13个（1MPa）。 通过层流冷却的精确控制将带钢冷却到500（520）650后卷取。（7）、采用三助卷辊踏步式地下卷取机。（8）、采用统一三电控制。分区分级控制方式，控制方式包括全自动、半自动和手动控制。部分参数由二级机直接给定控制。3.5轧机的轧辊辊型设计板、带材横向厚差和板形主要决定于轧制时实际辊缝的形状，故必须研究影响实际辊缝形状的因素，并据以对轧辊原始形状进行合理的设计。3.5.1影响辊缝形状的因素 影响辊缝形状的因素主要有轧辊的弹性变形，轧辊的不均匀热膨胀和轧辊的磨损。（1）轧辊的不均匀热膨胀轧制过程中轧辊的受热和冷却条件沿辊身分布是不均匀的。在多数场合下，辊身中部的温度高于边部(但有时也会出现相反的情况)，并且一般在传动侧的辊温稍低于操作侧的辊温。在直径方向上辊面与辊心的温度也不一样，在稳定轧制阶段，辊面的温度较高，但在停轧时由于辊面冷却较快，也会出现相反的情况。轧辊断面上的这种温度不均使辊径热膨胀值的精确计算很困难。为了计算方便，一般采用如下的简化公式： 式（3-1）式中 TZ 、TB辊身中不和边部温度； R 轧辊半径； 轧辊材料的线膨胀系数，钢辊可取为1310-6/，铸铁棍为11.910-6/； KT考虑轧辊中心层与表面层温度不均匀分布的系数，一般为KT=0.9。（2）轧辊的磨损 轧件与工作辊之间及支撑辊与工作辊之间的相互摩擦都会使轧辊不均匀磨损，影响辊缝的形状。但由于影响轧辊磨损的因素太多，故尚难从理论上计算出轧辊的磨损量，只能靠大量实测来求得各种轧机的磨损规律，从而采取相应的补偿轧辊磨损的办法7。（3）轧辊的弹性变形这主要包括轧辊的弹性弯曲和弹性压扁。轧辊的弹性压扁沿辊辊身长度分布是不均匀的，这主要是由于单位压力分布不均匀所致。此外，在靠近轧件边部的压扁也要小一些，使轧件边部出现变薄区，随着轧辊直径的减小，边部变薄区也减小，一般情况下这个区域虽然不很大，却也影响成材率。在工作辊与支撑辊之间也产生不均匀弹性压扁，它直接影响到工作辊的弯曲挠度。轧辊的弹性弯曲挠度一般是影响辊缝形状的最主要的因素。通常二辊轧机轧辊的弯曲挠度应由弯矩所引起的挠度和切力所引起的挠度两部分所组成，其辊身挠度差可按下式近似计算： y=PKw 式（3-2） 式（3-3）式中各符号的含义见图3-2；Kw为轧辊的抗弯柔度，单位是mm/kN。k为考虑切应力分布不均匀的系数，对圆断面k=32/27。图3-2原始辊型凸度的确定对四辊轧机而言，支撑辊的辊身挠度差可以用上式进行近似计算(在保证D1/D2与B/L值正确配合的情况下)。长期以来，根据对轧辊挠度的分析，认为当支撑辊直径与工作相直径之比值较大时，弯曲力主要由支撑辊承担，故工作辊的挠度也可以近似地认为与支撑辊的挠度相等。因而就认为辊型设计时可以用支撑辊的辊身挠度差来代替工作辊的辊身挠度差。但是实际上这样做是不正确的。理论和实验都表明，轧制时工作辊的实际挠度比支撑辊大得多。这主要是因为工作辊与支撑辊之间存在有弹性压扁变形，结果使位于板宽范围之外的那一部分工作辊受到支撑辊的悬臂弯曲作用，从而大大地增加了工作辊本身的挠度。轧件的宽度愈小，：工作辊的挠度便愈大。因此，在进行辊型设计时，若不考虑工作用这一弹性变形特点，而仅凭支撑辊辊身挠度差的计算来处理问题，其结果必然与实际不符。亦即四辊轧机工作辊的弯曲挠度不仅取决于支撑辊的弯曲挠度，而且也取决于支撑辊和工作辊之间的不均匀弹性压扁所引起的挠度。如果支撑辊和工作辊辊型的凸度均为零，则工作辊的挠度为： f1 =f2+fy 式（3-3）式中 f1工作辊的弯曲挠度； f2支承辊的弯曲挠度； fy支承辊和工作辊间不均匀弹性压扁所引起的挠度差。根据有关资料介绍，工作辊挠度计算公式为： 式（3-4）支撑辊挠度计算公式为： 式（3-5）式中 P轧制力； Kw1工作辊柔度； Kw2支承辊柔度； 、系数，可按下式计算： ； ， ，这里 a两压下螺丝中心距； L辊身长度； b轧件宽度。 工作辊和支承辊之间不均匀弹性压扁所引起的挠度：其中，式中 D1 、D2工作辊、支承辊直径； 工作辊与支承辊间的平均单位压力，=P/L。如果工作辊是铸铁，支承辊是锻钢，n1、n2、和参数如下所示E1=150GPa，E2=206 GPa，G1=75 GPa，G2=79.38 Gpa，1=0.35，2=0.30，=0.29610-5mm2/N。由D1 =800mm，D2=1350mm，L=1750mm，可以求得n1=0.090，n2=0.117，=0.237，=10.29109，=0.29610-5mm2/N3.5.2辊形的设计 从以上分析可知，由于轧制时轧辊的不均匀热膨胀、轧辊的不均匀磨损以及轧辊的弹性压扁和弹性弯曲，致使空载时原本平直的辊缝在轧制时变得不平直了，致使板带的横向厚度不均和板形不良。为了补偿上述因素造成的辊缝形状的变化，需要预先将轧辊车磨成一定的原始凸度或凹度，赋予辊面以一定的原始形状，使轧辊在受力和受热轧制时，仍能保持平直的辊缝。 在设计新轧辊的辊型曲线(凸度)时，主要是考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊弹性弯曲(挠度)的影响。由于轧辊热膨胀所产生的热凸度，在一般情况下与轧辊弹性弯曲产生的挠度相反，故在辊型设计时，应按热凸度与挠度合成的结果，定出新辊的凸度(或凹度)曲线。 （1）根据大量的实践资料统计，轧辊不均匀热膨胀产生的热凸度曲线，可近似地按抛物线计算： 式（3-6）式中 距辊中部为x的任意断面上的热凸度； 辊身中部的热凸度，按式（3-5-1）计算； L辊身长度； x从辊身中部到任意断面的距离，在辊身中部x=0；在辊身边缘x=L。（2）由轧制力产生的轧辊挠度曲线，一般可以按抛物线的规律计算： 式（3-7）式中 距辊身中部为x的任意断面的挠度； y轧辊中部与边部的挠度差，对于二辊轧机按式（3-7）计算。将轧辊热凸度曲线和挠度曲线叠加起来(如图3-5-2)，得出原为平辊身的轧辊在实际轧制过程巾的辊缝形状的凸度(或凹度)曲线，即： 式（3-8）当x=0时，即在辊身中部，即可得yx=y，ytx=yt ，故得其最大值凸度为：式(3-6)即轧辊辊型的磨削凸凹曲线。如果：值为正值，说明由于轧制力引起的挠度大于不均匀热膨胀产生的热凸度，故此时原始辊型应磨成凸度，反之，则为凹度(例如叠轧薄板时)。轧辊必须预先磨制成这样的原始凸度，才能在实际轧制过程中使辊缝保持平直。在实际生产中，原始辊型的选定并不是或者不完全是依靠计算，而主要是依靠经验估计与对比。在大多数的情况下，一套行之有效的辊型制度都是经过一段时期的生产试轧反复比较其实际效果之后才最终确定下来的，并且随着生产条件的变化还要作适当的改变。检验原始辊型的合理与否应从产品质旦、设备利用情况、操作的稳定性以及是否能有利于轻型控制与调整等方面来衡量。凸度选得过大，会引起中部浪形，并易使轧件横穿或蛇行乃至张力拉偏造成断带等问题；凸度过小又有可能限制轧机负荷能力的充分发挥，即为了防止边浪而不能施加较大的压力。当然在采用液压弯辊装置的现代化板、带轧机上，原始辊型凸度的选择可以大为简化。但由于弯辊装置的能力也有一定的限制，因而还需要有一定的原始辊型与之配合工作。辊型凸度选得合适时，液压弯辊在其能力范围内将能有效地消除板形缺陷。本设计以第一机架的轧辊为例进行辊型设计。工作辊凸度值的计算用式（3-8）工作辊的最大凸度值为= =1.4410-11 =1.573=0.0961=0.621=0.02310-9 =0.23mm所以轧制过程中的辊逢形状的凸度曲线为：按经验确定原始辊型凸度的方法，一般都是先参照国内外已有的同类或相似轧机的经验数据预选一个凸度值，再根据试轧效果逐次加以修订。至于理沦计算，则多是参考性的。计算结果的参考价值决定于公式的正确性和原始参数的可靠程度。本设计是参考的CVC轧机，其辊型如图3-3所示。CVC轧机轧机辊型程S形，这种轧机工作辊横移时，辊逢凸度可以连续由最小值变到最大值。所以调整控板型的能力很强。图3-3CVC轧辊辊逢形状变化示意图 1平辊辊逢；2中凸辊逢；3中凹辊逢第四章 主要设备的选择4.1机架数目的确定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、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。 本设计为保证轧制质量和满足轧机的性能采取经典的CSP六连轧机，并且预留第七架轧机的位置，在轧制形式上采用全连续轧制，保证产量。其中各机架有以下特点：（1）、在设计上预留F7的位置用以生产厚度规格小于1.2mm的薄带钢；（2）、F1F6机架设有AGC液压自控系统；（3）、F1F3机架为CVC弯辊控厚系统并设有WRB带钢凸度控制装置；（4）、F4F6机架为CVC弯辊控厚系统控制板带的平直度；（5）、在F1F6机架间设有活套支撑器，保持恒定的微张力。4.2轧机技术性能参数根据轧制工艺性能参数的要求轧机牌坊分为闭式牌坊和开式牌坊两类。闭式牌坊是一个将上下横梁与立柱整体铸造的封闭式整体框架，而开式牌坊则是非整体结构的框架，牌坊是由立柱中部断开的两个部分经连接件连接而成。闭式牌坊具有较高的强度和刚度，主要用于初轧机和板带机。闭式牌坊在换辊时轧辊沿轴向从牌坊的窗口进出。在本设计中考虑到轧制产品的要求选用闭式牌坊。传动技术参数如表4-1所示，轧机的技术参数如表4-2所示。表4-1住传动技术参数机架电机功率（KW）电机转速（rpm）电机扭矩（KNm）轧制力矩（KNm）F170000130/3305142170F270000130/3305142170F370000130/3305142170F470000130/3305141120F570000130/3305141120F670000160/400371500表4-2 轧机技术参数项 目参数牌坊立柱面积59000机架高度（mm）外侧9605内侧6605机架宽度（mm）外侧3105内侧2420机架间距（mm