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年产量380万吨热轧板带车间设计毕业论文1 综 述 1.1 热轧板带钢发展史 板带钢是板材和带材的总称。板材通常是剪切成定尺长度的产品，成卷生产供应的则称为带钢或板卷。板带钢的产量多、用途广、规模大、品种全的生产特点，在国民经济中占据着异常重要的地位，对促进生产的发展起着重要作用。其 中热轧板带钢轧机的发展已有80多年历史，从提高生产率和产品尺寸精度、节能技术、提高成材率和板形质量、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，热轧板带钢生产技术经历了不同的发展时期。1.1.1国外热轧板带的发展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最重要的技术进步是将厚度自动控制（AGC）技术应用于精轧机，从根本上改善了供给冷轧机的原料板带钢的厚度差。20世纪六、七十年代是热轧板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。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，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，板带钢生产更加注重产品质量，同时对于低凸度带材需求量不断增长，这使板带钢板形控制技术成为热轧板带钢轧制技术重要课题之一。90年代，热轧板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板带钢技术，解决了在常规热连轧机上生产厚度0.81.2 mm超薄带钢一系列技术难题。1.1.2 国内热轧板带钢的发展我国第一套热轧宽带钢轧机始建于1957年，即鞍钢的半连续轧机，全套设备从当时苏联引进，为一套2800mm/1700mm半连续式板带轧机，既生产中厚钢板，又生产钢卷，该轧机的轧制中厚板部分于1958年7月先投产，1959年精轧机组投产，开辟了我国宽带钢卷生产历程。就我国热带钢轧机半个世纪的发展历程来看，我国热轧宽带钢轧机主要经历了由设备简单、控制落后的半连续式轧机型；代表当时先进水平，自动化水平较高的连续式布置；再到具有紧凑型可逆式粗轧机，大能力定宽设备，全自动控制系统的半连续式布置轧机或代表世界先进水平的薄板坯连铸连轧带钢生产线等三个阶段。1.2热轧板带钢产品概述1.2.1热轧板带钢的种类、规格及用途 热轧带钢品种有：低碳钢、中碳钢、高碳钢;船用结构钢、管线钢、锅炉用钢、焊瓶钢、IF深冲钢、无取向硅钢、包晶钢、高强双相钢等。 热轧带钢是用热轧方法生产出来的成卷交货的钢，产品尺寸及规格要求见表1.1。 表1.1热轧带钢的尺寸规格钢带公称厚度/mm1.2,1.4,1.5,1.8,2.0,2.5,2.8,3.0,3.2,3.5,3.8,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,8.0,10.0,11.0,13.0,14.0,15.0,16.0,18.0,19.0,20.0,22.0,25.0钢带公称宽度/mm600,650,700,800,850,900,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,1350,1400,1450,1500,1550,1600,1700,1800,1900 我国热轧钢卷的规格： 表1.2 热轧钢卷规格厚度 宽度钢卷内径：钢卷外径钢卷质量单位宽度质量1.225.4mm 6001900mm762mm 2150mm最大43.6t 最大23kg/mm 热轧带钢用途：主要用作冷轧带钢的原料，其次是作焊管坯、轻型型钢及剪切板材的原料。或以厚规格钢卷为原料生产厚壁大直径螺旋焊管。1.2.2板带产品的使用特点、生产特点及技术要求板带产品的使用特点：1)可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构件，使用灵活方便；2)可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件；3)表面积大，故包容覆盖能力强。4)表面质量要求高。板带材的生产特点：1) 平辊轧出 2)形状简单 3)轧制压力大技术要求：1)尺寸要求精确 2)板形要求良好 3)表面要求光洁 4)性能要求较高1.3 热轧带钢生产工艺概述1.3.1 1700ASP工艺流程及其先进技术 (1) 1700工艺流程连铸坯步进式加热炉高压水除鳞R1(E1)粗轧机（带立辊）R2(E2)粗轧机(带立辊)热卷箱飞剪高压水除鳞精轧机组层流冷却卷取机检查成品(2)1700ASP采用的先进技术 1)国内第一套中薄板坯连铸机，采用当代最先进的奥钢联中薄板坯连铸工艺，板坯厚度范围100mm-135mm； 2)采用短流程直接热装工艺； 3)采用计算机控制的步进梁式加热炉； 4)采用先进的热卷箱技术，极大提高了带钢表面质量，均衡了带坯头尾温差，改善了带钢机械性能同卷差； 5)采用先进的滚筒飞剪，以实现带坯的头、尾自动剪切； 6)采用先进的液压AGC控制，辅之以电动AGC控制以实现对带钢的自动厚度控制；并使用液压调辊缝偏差。 7)采用先进的正弯控制及窜辊控制，以实现对带钢的板形控制； 8)采用可实现卷取温度自动控制带钢层流式冷却装置； 9)采用全液压具有自动跳步控制技术的地下卷取机； 10)采用基础自动化(DDC)、过程控制级(SCC)、生产控制级(PCC)、生产管理级（ERP）四级计算机控制系统。1.3.2 1780工艺流程及其先进技术(1)1780工艺流程连铸坯步进式加热炉高压水除鳞SP定宽压力机()粗轧机（带立辊） ()粗轧机(带立辊)保温罩飞剪高压水除鳞E连轧前立辊精轧机组层流冷却卷取机检查入库(2)1780采用的先进技术 1)采用连铸坯热装工艺，可节约能源，缩短交货周期。 2)采用步进梁式加热炉，提高板坯加热质量。 3)采用板坯定宽侧压机，一次侧压量最大可达350mm，以适应板坯热装和直接热装工艺，有利于连铸与热轧轧制计划的协调，减少板坯规格和库存量。 4)粗轧机采用电动压下、液压微调及宽度自动控制（RAWC），提高带坯的厚度和宽度精调。 5)设置中间辊道保温罩，以减少温降，使带钢纵向、横向温度均匀。 6)设置E立辊轧机，进一步改善带钢边部质量，提高成材率。 7)精轧机全部采用长行程液压压下和液压AGC，并在-采用PC轧机，以保证成品带钢厚度精度和板形质量。 8)采用在线磨辊装置（ORG）和液压弯辊装置，可实现“自由轧制”，扩大单位轧制量，减少换辊次数，提高作业率。 9)精轧机采用快速换辊装置。 10)采用高效层流冷却装置。 11)采用带自动踏步控制（AJC）的全液压卷取机。 12)主传动电动机采用交流调速新技术；主传动采用由大功率元件GTO组成的电源交换器。 13)采用基础自动化级（DDC）、过程控制级（SCC）、生产控制级（PCC）、生产管理级（ERP）四级计算机控制系统。1.4热轧工艺装备关键技术1.4.1无头轧制 无头轧制技术是随着日益剧烈的市场竞争和高质量的产品要求而产生的，所谓无头轧制就是将加热到开轧温度的钢坯，在加热炉及粗轧机之间用移动式焊机将钢坯头尾焊接起来，实现钢坯在轧机中的连续轧制。无头轧制的采用是为了满足生产各种热轧薄板的需要。与常规的分批次轧制工艺相比，无头轧制是一种具有成本效益的工艺。(1)无头轧制的特点 无头轧制是钢铁加工流程的第三次飞跃, 无论对传统长、带材热连轧, 还是薄板坯连铸连轧都是很有发展前途, 代表了当今世界热轧带钢技术的最高水平, 与传统轧制方法相比具有如下优点:1)钢材全长以恒定速度进行轧制, 减少了甩尾和迭轧, 提高了带钢运行的稳定性, 生产率有较大提高, 可大量稳定地生产全长终轧温度和卷取温度、力学性能更均匀的产品, 极大地降低了生产成本;2)对钢材全长施加恒定张力, 使钢材断面形状波动减少, 钢材质量改善;3)由于成品长度不受限制, 根据交货状态要求剪切, 成品率显著提高;4)提高了润滑轧制的效果, 通过润滑轧制和强制冷却轧制新品种;5)钢品咬入次数减少, 减少对轧辊冲击, 解决穿带问题, 有利于提高轧辊寿命。(2)无头轧制的目的无头轧制的目的在于解决间断轧制问题的同时超越间断轧制的限制。其中主要有:通过无头尾轧制解决穿带问题;通过无非稳定轧制提高质量稳定性和成材率;通过提高连接部位穿带速度并使间隙时间为零提高生产效率;可生产超越过去极限轧制尺寸的超薄带钢或宽幅薄板,以及通过润滑轧制和强制冷却轧制新品种。(3)无头轧制的原理和工艺无头轧制工艺由薄带坯供给工序、焊接后处理工序、精轧工序和卷取工序组成。由炼钢厂提供的板坯经粗轧后作为薄带坯。为了将薄带坯无滞后地供给焊接装置,在粗轧机出口侧设置了三位置薄带坯卷取机。三位置薄带坯卷取机可同时卷取和开卷,以缩短开卷的周期时间,同时可吸收粗轧和精轧时间的波动。前一块钢轧制过程中后续薄带坯到来时,便进入焊接工序。焊接工序在先行材和后行材同步运动的焊接装置内进行。精轧工序设备与传统设备几乎无异,为了在轧制中变更板厚,各机架压下控制和张力控制、冷却液等的温度控制都需要更佳的响应性。最后是卷取工序,在前带坯卷取几乎结束时剪切其尾端并高速卷入,然后急减速、停车,卸出带卷。接着,在切断后一带坯的头部后高速进入另一台卷取机。两台卷取机交替动作。(4)无头轧制的效果无头轧制的效果,可从板厚精度、温度精度和成材率等方面来考察。在厚度命中率方面,无头轧制无论是1.2mm还是1.0mm都超过了99%。这是因为常规轧制中由于穿带造成的板厚波动在无头轧制中大幅度降低;在成材率方面,无头轧制提高约1%;在精轧出口温度和卷取温度命中率方面,无头轧制两者的精度都上升了2%3%以上。这是因为板带的形状稳定、温度容易降低的原头部以1000 m/min以上的高速穿带。1.4.2 ASR 技术无取向硅钢热轧板形控制的ASR 技术可用来满足冷轧硅钢片日趋严苛的板形质量要求，ASR 非对称自补偿工作辊偏摆控制功能开发与窜辊策略的实现是大型工业生产应用ASR 技术的重要条件。在分析提出ASR 板形控制技术应用要求基础上，在1700 热连轧机过程控制系统MAC 机新增了一系列寄存器和编制、修改梯形图程序，开发了记忆功能，实现了ASR 偏摆控制功能和特定窜辊策略，可适应多种宽度无取向硅钢连续编排的大工业生产方式。ASR 技术的基本原理是根据轧制过程中轧辊的磨损规律 ，设定特殊窜辊方式 ，使得工作的磨损由 “U ” 形变为 “4 ”形 ，即打开凹槽型磨损的槽箱的一个边 ，使轧件始终处于辊形较为平坦的区域内 ，打破 “由宽至窄” 的Coffin 轧制规程约束 ，并结合工作辊强力弯辊保证承载辊缝形状的正常可控。显然，ASR 技术是利用辊形和窜辊的非对称性来改变工作辊的磨损 ，改善辊缝的非对称性。因此 ，ASR 技术在解决因凹槽型“U ” 磨损带来的凸度偏大的同时 ，对于有条件地实现 SFR 自由规程轧制、 低凸度超平材轧制或扩大轧制单位具有重要意义。1.4.3 CVC 技术在轧机机型确定的情况下，辊形是板形控制最直接、最活跃的因素。自20 世纪80 年代开始，我国引进的多套热连轧、冷连轧机采用国外提供的轴向移位变凸度工作辊辊形，如三次连续变凸度进行板形控制。事实证明，对辊形的特性进行分析研究并结合实际生产情况进行改进，对提高板形控制水平尤为重要。(1) CVC轧机的类型 CVC轧机即连续可变凸度轧机，这种轧机的主要特征是工作辊设计成S形，上下工作辊外形是一样的，彼此呈1800反向配置，均可以横向移动。当上下工作辊横移时，可得到中性凸度、正凸度和负凸度的轧辊凸度，而且使辊缝断面形状可在较大范围内无级连续调节。CVC轧机只需一套辊型就可以满足轧制不同宽度带钢对板形调节的要求，如果它与工作辊弯辊装置相配合，更能扩大板形调节范围。当CVC辊轴向移动距离为100 150mm时，再加上弯辊作用，辊缝调节量可达60m左右，这是一般轧机达不到的。CVC轧机的类型： 图1.1：CVC轧机类型图(a)CVC二辊轧机；(b)工作辊传动的CVC四辊轧机；(c)支承辊传动的CVC四辊轧机；(d)工作辊为S形曲线轧辊，由工作辊传动的CVC六辊轧机；(e)工作辊为S形曲线轧辊，由支撑辊传动的CVC六辊轧机；(f)中间辊为S形曲线轧辊，由支撑辊传动的CVC六辊轧机；(2)CVC轧机的特点 CVC轧机的关键之处是轧辊具有连续变化凸度的功能，能准确有效地是工作辊间空隙曲线与轧件板形曲线相匹配，增大了轧机的适用范围，可获得良好的板形。其主要特点如下： 1)通过一组S形曲线轧辊可代替多组原始辊型不同的轧辊，减少了轧辊 备品量。 2)可以进行无级辊缝调整来适应不同产品规格的变化，以获得良好的板 带平直度和表面质量。 3)辊缝调节范围大，与弯辊装置配合使用时，如1700 mm板带轧机的辊 缝调整量可达600 um。 4)板形控制能力强。(3)CVC的基本原理CVC的基本原理为上下轧辊(S）轴向窜动，以便形成所需要的辊缝断面形状，两轧辊向相反的方向轴向窜动以形成连续可变凸度的辊缝；左侧为正凸度控制，中间为中性凸度控制，右侧为负凸度控制；可见通过这种轧辊轴向窜动的控制方法可以使辊缝轮廓有极大的变化范围。1.4.4在线制造连铸板坯宽度、热轧带钢宽度及平直度的在线测量非常重要。目前，板带轧制中的在线制造已经广泛应用于热轧主传动在线监测、热轧带钢表面在线检测和热轧钢板厚度在线测量以及板带轧制在线控制等环节。1.4.5现代建模方法热轧带钢产品质量受多方面因素影响，不同因素对板带质量的影响也不尽相同。对此，可以通过适当的建模方法对不同影响因素进行分析预测，进而控制轧制过程的不同环节，从而达到我们想要板带规格。通过合理的建模，我们可以对板带微观组织结构进行分析和预测。通过热轧中带钢温度的预测模型，可对生产速度和喷水压力等环节进行精确控制，并且对于加强预测轧制力模型的精确度有至关重要的作用。 1.5 热轧宽带钢的发展趋势 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。2 产品方案2.1 产品方案的编制2.1.1 产品方案简介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。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。 (1)产品方案的内容：1)车间生产的钢种和生产规模； 2)各类产品的品种和规格； 3)各类产品的数量和在总产量中所占的比例。 (2)产品技术条件：规格标准、性能标准、试验标准、交货标准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)所选的计算产品要与实际产品接近。 (4)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，容易生产多种规格的产品。2.2坯料2.2.1钢种采用的钢种有: 低碳钢、 碳素结构钢、 低合金结构钢、 合金结构钢、 管线钢、 耐候钢、 低硅无硅电工钢等。2.2.2坯料规格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1530kgmm。综上本次设计选择的原料规格如下表2.1： 表2.1 原料规格种类板坯厚度板坯宽度板坯长度最大板坯重量连铸板坯210230mm 800 1650mm9000 11000mm (定尺坯) 或4000 5300mm (短尺坯); 30. 8t2.3产品特点2.3.1 产品质量标准本车间产品生产执行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。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。产品标准有国家标准、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量的更高要求。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，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。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。 (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。表2.2钢板长度允许偏差(mm)公差厚度钢板长度长度允许偏差 41500+101500+154162000+1020006000+256000+3016602000+1520006000+306000+4060所有长度+50剪切后平整的热轧钢板，其长度偏差允许增加20mm。表2.3纵切带钢的宽度允许偏差（mm）公称宽度允许偏差厚度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。2.3.3产品规格 表2.4 产品规格厚度宽度钢卷内径钢卷外径最大卷重产量1.210.0mm9001650mm759mm12002025mm30t年产380万吨2.3.4产品目标值以(1.5 21)mm (900 1650)mm 成品带钢为例, 其产品目标值如表2.6: 表2.5产品目标值厚度公差宽度公差凸度精度平直度40m, 占 99%0 8mm ,占 95%20m, 占 90%40I, 占 90%2.4产品方案和金属平衡2.4.1产品方案本车间生产普通碳素钢、碳素结构钢、低合金结构钢、管线钢、不锈钢及优质碳素结构钢。按钢种分配产品方案见表2.6。 表2.6 产品方案表产品种类 宽度厚度100011001100120012001300130014001400150015001630合计（万t）总产量（万t）百分比牌号管线钢7.9-22376015.79%X42X52 X60X70 8.7-855189.5-1051510.0-2020耐候钢2.511111-54010.53%09CuTiReANH450Q550NQR13.0110.810.3-43.50.50.40.60.80.7-34.00.40.50.40.70.60.434.5-0.70.80.90.70.945.0-0.60.80.70.936.0-112157.0-23168.0-2327船板8.0-34294010.53%A、BDAH32AH368.5-23489.0-22379.5-142710.0-3429低合金结构钢2.032122-105013.16%Q345SM490ASM490VA2.521213-93.512112183.80.40.6121164.511111275.511111168.0-2114锅炉钢6.0-23122104010.53%15CrMo230CrMo7.0-212388.0-32389.0-124710.0-2237桥 梁钢6.0-212229 359.20%Q345qD7.0-2323108.0-33399.0-2237容器板5.012212210 4010.53%20R16MnR15MnVR6.0-1212297.0-32388.0-12369.0-2147工程机械用钢4.00.40.611115 307.89%HQ460HQ590DB5.0-1231186.0-10.60.41147.0-22268.0-3137 花 纹 板2.511111-5 256.58%Q195Q2353.011211-63.512111174.00.40.6111155.00.40.60.70.30.50.536.00.40.60.20.71147.0-23168.0-2327刃具钢4.01121218205.26%60Mn.75Cr15.011111166.01.40.60.80.71.516合计-380100%-2.4.2金属平衡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。 年产380万吨生产线，综合成材率93.8%。在轧制生产中烧损、切损、轧废及原料质量都是影响成材率的因素。详见表2.7。 表2.7金属平衡表产品钢种产量(万t)烧损(%)切损(%)轧废(%)金属消耗系数成材率(%)管线钢600.50.20.41.01698.9耐候钢400.20.20.31.01699.3船板400.40.30.41.01698.9低合金结构钢500.10.10.11.01499.7锅炉钢400.10.20.31.01499.4桥梁钢350.20.10.31.01799.4容器板400.10.20.21.01699.5工程机械用钢300.10.10.21.01499.6花纹板250.20.10.31.01799.4刃具钢200.30.10.21.01699.4合计380-93.83生产工艺过程和设备的选择 本次车间设计为年产量380万吨的板带车间，生产形式为热轧，所以本次生产线设计参照鞍钢1780热轧带钢生产线进行设计。3.1 1780生产工艺流程及其概述 1780的生产线如下： 连铸坯步进式加热炉高压水除磷SP定宽压力机()粗轧机（带立辊）()粗轧机(带立辊)保温罩飞剪高压水除鳞连轧前立辊精轧机组层流冷却卷取机检查入库加热好的板坯，经高压水除鳞、定宽压力机测压，一次进入、两架粗轧机进行多道次可逆轧制，轧制成中间坯经辊道输送，保温罩保温，送到飞剪进行最佳化切头尾，再经高压水除鳞，进入7架精轧机轧制出所需要成品厚度的带钢。带钢经层流冷却，冷却到规定的卷取温度，由地下卷取机卷成钢卷，经打捆、称重、喷字、检查后，由钢卷运输系统运到钢卷库堆冷、包装、外运。3.2生产方案的选择 生产方案：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。 生产方案的选择与设备的选择密切相关。确定生产方案时应考虑以下几点： (1) 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。 (2) 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。根据以上分析，再结合实际，本设计采用常规热轧工艺。主要原因如下：(1) 生产规模：本设计钢板带材年产量为380万吨，目前薄板坯连铸连轧生产量还难达到。(2) 产品定位：考虑到本设计车间的将来发展，以后需要生产的产品可能为轿车用板、高韧性管线钢、造船和桥梁用高强度钢等。产品品种较多，像轿车用板等表面质量要求较高。目前薄板坯连铸连轧工艺在表面质量和品种上难以满足，高质量产品生产尚处于开发实验阶段。(3) 产品性能：常规热连轧所用板坯厚度常为200300mm,而薄板坯连铸连轧的厚度一般为50100mm。轧制同样规格产品时，常规热连轧生产具有较高的压缩比，这对产品性能的提高有利。鉴于以上原因，本设计采用常规热连轧工艺，参照鞍钢1780热轧板带钢车间进行设计。3.3工艺布置特点和设备的选择3.3.1 机组配置 机组采用半连续式布置，即1架四辊可逆粗轧机(含E1、E2立辊装置，预留一台粗轧机)+7架精轧连轧机组(预留一台精轧机)。3.3.2 加热炉的选择 加热炉采用步进式加热炉，步进式加热炉的基本特征是料坯在炉底上的移动靠炉底可动的步进梁作矩形轨迹的往复运动，把放置在固定梁上的料坯一步一步地由进料端送到出料端。 步进式加热炉的结构：从炉子的结构看，步进式加热炉分为上加热步进式炉、下加热步进式炉、双步进梁步进式炉。 每座加热炉最大生产能力为350t/h。炉子有效长度为40.02 m，炉子宽度为12.644 m，炉子内宽度为11.716 m，采用高炉、焦炉、转炉混合煤气加热。 加热炉采用高架式机械-液压装钢机，装钢机最大行程4.36米，装炉板坯最大重量32吨。加热炉采用机械-液压出钢机，出钢机最大水平行程4.925米，出炉板坯最大重量32吨。加热炉分为8个炉温自动控制段对板坯实行有效灵活的加热，以适应板坯装炉温度的变化。炉底纵水梁采用错开布置形式以减少和消除板坯的黑印，获得好的板坯表面，加热炉底喷水粱和立柱采用汽化冷却方式和双重绝热包扎技术，以减少热损失，降低能耗。加热炉主要技术参数见表3.1。表3.1 步进梁式加热炉主要技术参数技术参数规格，mm1020048700产量，t/h350板坯出炉温度，115012503.3.3侧压设备的选择 本车间的侧压设备选择定宽压力机。定宽压力机为水平对称型,是将从加热炉抽出的板坯全长连续地对其板宽进行强制压下,以得到宽度一致的板坯。 定宽压力机(S P)是现代热轧带钢厂采用的新技术之一。通过对加热后的板坯进行全长方向的大幅度宽度侧压来减小板坯宽度，使轧出的板坯宽度均匀，提高生产率和产量。其轧制原理是靠横快步进动作在板坯侧面施加压力，以达到板坯的减宽目的。定宽压力机的主要技术特点：1)宽度调整能力大。一道次最大的侧压量可达350 mm，平均侧压量为200 mm。2)减少了连铸坯的宽度规格。对于2250 mm，轧机仅需6种宽度的板坯，因而可提高连铸机产量的25%。 3)节省加热炉能源，节省能源达29%。4)控制板坯表面温度下降。5)成材率提高。侧压后的板坯形状非常规整，切损少，比采用大立辊切损约减少一半。 表3.2定宽压力机主要参数压力机负荷 宽度压下量板坯行走量板坯速度主电动机最大2200吨最大350 mm400 mm20 mpm1-3400 kw3.3.4粗轧机组的选择 粗轧机组的作用是将不同尺寸的板坯轧成2570 mm的连铸坯，同时供精轧机组的连铸坯的温度必须保持在规定范围内。 粗轧机组的设备组成：根据其粗轧机组的布置形式分为全连续式、半连续式和四分之三连续式。其轧机类型为二辊可逆式和四辊万能式轧机。 粗轧机的头两道次由于轧制力小，咬入条件往往是限制压下量的主要因素。为改善咬入条件，前架采用二辊可逆式机座，后架必须考虑板形和保证带钢侧边质量，一般采用四辊可逆式轧机，如图.3.1所示。 图3.1 四辊可逆轧机简图表3.3粗轧机的各种性能参数类型四辊可逆轧机工作辊尺寸1200/11001780mm支承辊尺寸1550/14001780mm轧制压力40000KN（max）由负荷传感器测量轧制速度2.82/5.34m/s轧制开口度270mm（最大辊颈）辊缝调节电动+液压AGC压下缸压力最大4000t主电机功率AC6600KW电机转速108/190 r/min3.3.5 立辊轧机的选择为了进行宽度控制，传统热连轧机组都配有独立的立辊轧机或在粗轧机上装设附属立辊，有的精轧机前也设立了立辊。立辊轧机有两大类：普通立辊轧机和带有自动宽度控制(AWC)功能的重型立辊轧机。目前大部分板坯通过立辊轧机减宽。立辊轧机进行的测压过程总是与水平辊组合完成，根据调宽量的大小，板坯可以进行多道次或一道次立轧。本车间采用()粗轧机（带立辊）和()粗轧机(带立辊)装置，在机架前采用了加强型大立辊，实现大测压来解决连铸坯受调宽技术的限制，宽度规格较少的问题，立辊一个道次最大的测压量为120mm，三个道次最大有效侧压量为150mm，沿长度方向允许的宽度公差为0+20mm。/最多为三个道次，/最多为七个道次。 表3.4 立辊轧机技术数据最大轧制力， t 350最大轧制力矩， 63最大轧制速度， 01.952.9轧辊直径， mm1000900轧辊开口度， mm7701780主传动功率， 2700 表3.5 轧机主要参数最大轧制力， t 3000最大轧制力矩， 2305最大轧制速度， 01.952.9工作辊规格， mm1350/12301780轧辊开度， mm270主传动功率， 23800低/高速压下， mm/s20/40直流主电机转速，r/min40/100 表3.6 立辊轧机技术数据最大轧制力， t 400最大轧制速度， 01.952.9轧辊直径， mm11801080轧辊开口度， mm7701780最大压下量， mm80主传动功率， 21450 表3.7轧机主要参数最大轧制力， t 3000最大轧制速度， 01.952.9工作辊规格， mm1200/11001780支撑辊规格， mm1550/14001780 轧辊开度， mm 270主传动功率， 27000高速压下， mm/s19.4/38.8低速压下， mm/s0.48/0.96直流主电机转速，r/min108/1903.3.6保温装置的选择 保温装置位于粗轧与精轧之间，用于改善中间带坯温度均匀性和减小带坯头尾温差。采用保温装置，不仅可以改善进精轧机的中间带坯温度，使轧机负荷稳定，有利于改善产品质量，扩大轧制品种规格，减少轧废，提高轧机成材率，还可以降低加热板坏的出炉温度，有利于节约能源。在此采用保温装置主要为保温罩，其特点是不用燃料，保持中间带坯温度，以减少中间板坯的热量损失，减少头尾温差和保证轧件进人精轧机时的温度，以获得较高精度的成品尺寸和均匀的机械性能。 保温罩由1个喇叭口形入口罩和12个内壁固有保温材料的罩子、支架、底座以及回转升降装置等组成。布置在粗轧与精轧机之间的中间辊道上，一般总长度有5060 m，由多个罩子组成，每个罩子均有升降盖板，可根据生产要求进行开闭。罩子上装有隔热材料，罩子所在辊道是密封的。中间带坯通过保温罩，可大大减少温降。 粗轧机出口设置热板卷箱是减少带坯温降的一个有效方法，并且还具有以下优点：使带坯全长温度较为均匀，进一步消除水印；有利于二次氧化铁皮的消除，提高产品表面质量。1.原由：(1) 粗轧机出口中间坯长度可达100m，为减少头尾温差，设保温罩。 (2) 为了轧制薄规格的产品和特殊钢种而设置加热器。 热卷箱布置在粗轧机之后，飞剪机之前。2.采用热卷箱的作用有：(1)保温：当坯厚为25mm时一般温降速率可达100/min，而采用热卷箱时则只有3.6/min。(2) 均温：带坯头尾交换，使尾部处于板卷中心，可保持几乎恒定的温度分布。精轧机不用升温轧制，电力消耗降低约10。(3)提高成材率：可使处理事故时间增长到89min，热卷箱起到了中间坯料的贮存于缓冲作用，并可增大卷重。(4)改善产品质量，扩大可轧品种范围。(5) 可缩短车间长度，节省输送辊道，减少投资等。(6)无头轧制或半无头轧制，提高成材率约0.51.5，生产率提高20。3.采用热卷箱的效果：降低开轧温度，精轧机组不用升速轧制，降低电能约10%，降低精轧机组功率约15%，大大减少了设备投资。3.3.7 飞剪机的选择 飞剪专门用于横向剪切运行中的轧件。飞剪系统由一套特别设计的机械系统及电气控制系统构成。1.飞剪主要特点 1)剪切过程中，剪刃与被剪轧件保持等速或稍大于的平面平移运动，在运动中完成剪切； 2)被剪轧件的长度可以通过定尺机构调节。2.飞剪类型、位置、作用 (1)飞剪的类型很多，常见的有： 1)圆盘式飞剪；2)双滚筒式飞剪；3)曲柄连杆式飞剪 (2)飞剪位置：进精轧机前； (3)飞剪作用：切中间坯头尾；切头的目的：除去温度过低或形状不整齐的头部，以免损伤辊面，防止舌头，鱼尾形头部卡在精轧机架间侧导