轧钢生产自动化产品方案

1、2 产品方案2.1产品种类和规格 3800mm中厚板生产线采用四辊可逆双机架粗、精轧机。 产品品种包括：普板、低合金、优结板、造船钢板、锅炉、容器钢板、桥梁板、工程机械钢板、管线钢板、建筑结构用钢板、 翼缘板、  气瓶钢、 直缝焊套管用钢、 高韧性管线钢 桥梁板 、 建筑结构板等。 按生产方式包括：普通轧制产品、CR和TMCP控轧控冷产品。 产品规格：厚度20 mm 宽度2500mm 胚料规格：170mm ×1200mm ×2500mm 年产量：100万吨年2.2 执行标准大部分产品拟按国际标准

2、组织生产、检验和交货。各类产品以及对应的标准和代表钢号见表。产品也可完全按照中国国家标准（GB）或中国有关的行业标准组织生产、检验和交货。2.3产品品种和比例分配 表2.3.1序号钢 类执行标准代表钢号规格产量（万吨）产品比例1船 板有关船级社A,B,D,E,AH32AH40,DH32DH408-50×1450-36006060%2管线钢API5LX42X808-40×1450-36001010%3碳素结构钢GB3274Q235A,Q235B,Q235C,Q235D6-100×1450-36001515%4低合金高强度钢GB3274Q345 A/B/C/D,Q39

3、0 A/B/C/D,Q420 A/B/C/D,Q460 C/D6-100×1450-360077%5优质碳素结构钢GB71110#50#,20Mn65Mn6-100×1450-360055%6桥梁板GB714Q235qQ420q8-60×1450-36000.50.5%7锅炉板GB71316Mng,20g,15CrMog,12CrlMoVg8-60×1450-36000.50.5%8容器板GB665416MnR,15MnVR,20R8-60×1450-36000.50.5%9工程机械用钢YB T 4137Q460CF C/D,8-100

4、5;1450-36000.50.5%10建筑结构用钢GB T 19879Q235GJ B/C/D, Z15Z35Q345GJ B/C/D, Z15Z35Q390GJQ460GJ C/D, Z15Z358-100×1450-360011.0%合计100100%注：产品交货状态为热轧、控轧、TMCP。 2.4产品金属平衡产品金属平衡见表2.4.1 序号品 种年产量原料量成材率烧损切损及轧废t/at/a%t/a%t/a%1船 板60000066666790100001.5566678.52管线钢1000001111119016671.594448.53碳素结构钢15000016666790

5、25001.5141678.54低合金高强度钢70000777769011671.566118.55优质碳素结构钢5000055556908331.547228.56桥梁板5000555690831.54728.57锅炉板5000555690831.54728.58容器板5000555690831.54728.59工程机械用钢5000555690831.54728.510建筑结构用钢1000011111901671.59448.5合计100000111111290166661.5944438.5 3 生产工艺流程及主要设备概述3.1生产工艺概述1.连铸坯的加热：连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸

6、机铸造后得到的产品，加热的目的是为后续的工艺流程做准备。2.粗除鳞箱除鳞：目的，为了去除钢坯表面的氧化铁皮。除磷过程在除磷系统中，高压水泵产生的高压水进入除鳞喷嘴。在喷嘴的作用下，高压水形成一个具有很大冲击力的扇形水束，喷射到钢坯（或中间坯）表面。在这个高压扇形水射流束的作用下，氧化铁皮经历了被切割，急冷收缩，与基体母材剥离，并被冲刷到离开钢坯（或中间坯）表面的过程，从而将氧化铁皮清除干净。3. 定宽压力机：定宽压力机是对钢坯在锻压状态下进行轧制的，其宽度调节量大，调节级数宽。钢坯经过定宽压力机的定宽后，可减少两头大，中间小（凹）“骨头钢”的现象。设计使用的定宽压力机为双侧双偏心连杆滑块式（S

7、IVa）4. R1可逆粗轧：粗轧是精轧的准备工序，精轧一般要求轧制的变形量较小·，粗轧是为精轧提前提供变形量。在热连轧带钢生产线中二辊粗轧机得到广泛应用。轧机采用电动压下，两台直流电机通过蜗轮蜗杆减速机驱动压下螺丝，两台电机之间设有大转矩低惯量电磁离合器，可实现压下螺丝单动或联动；压下系统安装辊缝仪和测压仪；轧辊轴承采用油膜轴承；工作辊采用整体合金锻钢辊；主传动接轴采用十字头万向接轴；工作辊换辊采用液压快速换辊机；轧机采用液压平衡。5.热卷箱：热卷箱为中间坯起保温作用；起中间卷均热作用；解决了中间坯头尾温差大的问题；中间坯边部温度明显减少；有利于根本解决氧化铁皮压入质量问题；奠定了传

8、统常规热连轧工艺恒速轧制的基本条件；有利于大批量文帝生产超薄、超强带钢；提高了厚规格产品的产量和质量；提高了薄规格产品的巻重；有利于生产高附加值的产品；进一步提高了机时产量和轧机效率。6.开卷：开卷机是金属板材校平的专用设备,用于校平线钢板、不平整板可根据相关配置组成开卷、校平、剪切生产线和其它板材制品生产线。开卷机机体为焊接箱形结构，变频调速电机通过齿轮箱减速后驱动卷筒轴为开卷机提供主动力。开卷机的卷筒是一根空心轴，通过两个轴承支撑齿轮箱体上，轴承之间安装有传动直齿轮。该齿轮箱是采用强制润滑的方式进行润滑的，并为闭环的油润滑系统配有两台恒速电机。芯轴为一悬臂结构，在开卷时其前端由外支撑轴承进

9、行支撑，以保持开卷机的刚度和稳定性。7.飞剪切头尾：飞剪机是用来剪切横向运动的轧件。他可以装设在连续式轧机的轧制作用线上。随着连续式轧机的发展，飞剪机的到越来越广泛的应用。飞剪机的类型很多，我设计的飞剪机采用曲柄连杆形式。传动方式利用单电机传动，机身自带一级减速器。通过曲柄轴、刀架和摆杆可使刀片在剪切区作近似平移的运动，以获得平整的剪切断面。8. F1F7精轧机组精轧：精轧机组用于高速线材车间，一般由7架轧机组成，均为悬臂辊环式机架，平立交替布置。机架间设有立活套以实现无张力轧制。轧机由机架装配、工作辊装配、支承辊装配、压下装置、弯辊装置、平衡装置、移动垫板装置、传动装置、走台、配管、接近开关

10、等组成。9.层流冷却：层流冷却是控制带钢卷取温度，提高热轧带钢性能的一种重要技术，层流冷却系统控制的基本原理主要是根据原始数据输入，计算带钢终轧温度、目标卷取温度，设定带钢冷却所需的空冷段长度和水冷段的长度。根据实测值调节冷却集管的开闭数量，调节水量和控制冷却温度精度。其中，通过分析研究，计算层流冷却水量调节与带钢温降是建立带钢冷却系统控制模型的关键环节。10.卷取：卷取机是将热轧或冷轧钢材卷取成卷筒状的轧钢车间辅助设备，在热带钢连轧机（热连轧机组）、冷带钢连轧机和线材轧机上布置在成品机座之后；在单机座可逆冷带轧机上则安装在轧机的前后。此外，它也安设在连续酸洗机组、纵剪、退火、涂层等各种精整机

11、组中。11.卸卷、打捆：将卷取机上的钢板由机械手卸下，打捆为卷装的钢捆。12.检查、称重：检查轧制打捆好的钢板质量情况，挑出不合格的产品并给合格的产品称重。13.收集：由吊车将合格的钢卷从工作台收集到一起，方便入库保存 图3.1生产工艺流程框图 3.2流程简述板坯库连续加热炉加热高压水除鳞3.8m可逆粗轧3.8m可逆精轧ACC加速冷却（TMCP产品）热矫直厚度50mm钢板晾板台冷却火焰取样、定尺超声波探伤表面检查、修磨人工标记入库厚度50mm钢板冷床冷却表面检查切头尾、分切切边定尺取样自动标记超声波探伤表面检查、修磨入库3.2.1 板坯库工艺流程简述 厚板连铸车间运送来的倍尺坯，通过汽车运送到

12、中厚板厂板坯跨A1-B1跨间里。板坯跨设有一台20t+20t电磁吊车，用于将倍尺坯卸到指定的收料区进行堆垛，然后再用吊车送到指定的定尺切割场地，在定尺切割场地设有手工火焰切割小车，进行倍尺坯一切二块的切割操作，并人工标记、吊车堆垛存放。切割后的定尺坯被叉车运送到厂房外指定的露天原料存放区按一定顺序分组编号堆垛、入库。经叉车送入备料点，按轧制计划备料，再经叉车运入板坯跨A1-B1跨间里板坯输入辊道侧上料点，由叉车逐块装上板坯输入辊道。经人工核对后，由板坯运输辊道将其运送到加热炉装料端，由推钢机装入加热炉内进行加热。3.2.2装炉、加热及出炉中厚板厂共设两座步进式加热炉，同时建成。根据轧制计划要求

13、，板坯由叉车逐块吊放到上料辊道上。经人工核对板坯之后，由板坯运输辊道送到1号或2号加热炉炉后的装炉辊道上，由装炉辊道送至加热炉前并定位，再由推钢机将板坯送入加热炉内加热。加热炉采用双排装料，加热的工艺操作包括对加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制以及对炉温制度、炉内气氛和炉压等的控制。坯料一般加热到1,100°C1,200°C。对于中高碳钢、合金工具钢和高铬高镍类合金钢，加热温度偏靠下限。对控制轧制所采用的微合金化钢，出于缩短轧制过程中的待温时间和细化奥氏体晶粒的双重要求，一般采用低温加热。加热温度可进一步降至1,050°C左右。加热温度和加热时间的控制应

14、保证微合金化成分在奥氏体中的部分固溶和奥氏体晶粒的均匀化。当加热炉出钢机接到出钢指令后，出钢机开始动作，由低位运行进入炉内，根据钢坯位置定位，托起钢坯出炉，将钢坯放在出料辊道上。3.2.3清除氧化铁皮步进式加热炉加热的板坯出炉后，由出炉辊道送至除鳞箱，在通过除鳞箱时，由压力约20Mpa的高压水喷除上、下表面的氧化铁皮，然后经粗轧机运输辊道输送至四辊粗轧机处进行轧制。3.2.4轧制在四辊粗轧机前后设置有回转辊道和推床。一般情况下，普通轧制和控制轧制过程中包含成形轧制、展宽轧制和延长轧制三个基本阶段。送达四辊粗轧机处的板坯，将根据不同的钢种和规格，有以下两种轧制工艺： 普通热轧对一般用途的普通碳素

15、钢、中高碳钢、部分合金结构钢以及成品厚度在60100mm的各类钢板均采用普通轧制工艺。坯料由输送辊道直接送入四辊粗轧机，纵向进钢进行成形轧制，一般经过12道次的成形轧制后，轧件在机前或机后工作辊道上将轧件旋转90°，接着进行展宽轧制，轧至成品的毛边宽度后再转90°进入伸长轧制阶段。当采用长度接近或达到上限的坯料轧制时,坯料首先在粗轧机前辊道上转钢，直接进行展宽阶段的轧制,轧到成品的毛边宽度后再转钢进入精轧机进行伸长阶段轧制。 控制轧制（TMCP或CR轧制）与普通的轧制工艺不同的是，采用TMCP轧制时，其轧制工艺过程包括两个或三个轧制阶段。当采用CR轧制时，其轧制工艺过程包括

16、两个轧制阶段。两阶段轧制的中间坯主要在粗轧机与精轧机之间的输送辊道上进行待温摆动冷却； TMCP轧制一般采用多块钢交叉轧制方式。根据轧制方式的不同，两阶段轧制的中间坯主要在粗轧机与精轧机之间的输送辊道（上待温摆动冷却；三阶段轧制的中间坯除在粗轧机与精轧机之间的输送辊道上待温摆动冷却，还要在精轧机的机后辊道上待温摆动冷却。在粗、精轧机上进行控制轧制时，受轧机能力和轧制工艺等因素的限制，多块钢轧制的块数一般不超过56块。交叉控轧操作的关键在于机上轧制与机下空冷等温的阶段时间、温度下降幅度以及轧件厚度，不仅需要节奏配合紧密协调，保持轧机的生产效率，而且要保证得到高性能的产品。成品阶段轧制前空冷等温的

17、轧件（中间坯），根据所采用的轧制工艺、成品厚度以及成品的性能要求，厚度一般为成品厚度的1.52.5倍，对有特殊要求的产品（如要求抗H2S的X70管线钢），可达45倍。轧件在辊道上摆动冷却至850°C时，继续进行最后一个阶段的轧制。成品阶段总压下率以不小于60%为宜，终轧温度约为700750°C。轧件在辊道上空冷等温时，应前后不停摆动，避免由于辊子吸热在轧件表面产生横向黑印并保护辊道设备。在轧制过程中，道次及压下量的选取应适合主传动及机架的能力，在展宽前、后及展宽轧制中均应视轧件宽度的大小，选取适当的压下量。在成形轧制和展宽轧制中，轧制速度应在基速以下；在纵轧或轧长阶段，随着

18、轧件温度的下降、厚度减小及长度的增加，应逐道减小压下量及提高轧制速度。对薄规格的钢板，终轧及终轧前的后几道的轧制过程中，应尽可能采用较高的速度，以利于轧件的变形。3.2.5轧制中再生氧化铁皮的喷除轧件在四辊粗、精轧机上轧制过程中，对表面的再生氧化铁皮，以压力为20.0Mpa的高压水进行喷除。一般情况下，第一道轧制前均进行除鳞。此外，原则上在展宽轧制完成，纵轧（延伸轧制）开始前，控轧每个阶段待温后以及成品道次轧制前均进行除鳞操作。3.2.6轧后加速冷却（ACC）在四辊精轧机和热矫直机之间布置有一套钢板加速冷却系统。对于那些要求进一步提高强度或改善焊接性能和低温韧性的产品，以及那些要求抗氢致裂纹（

19、HIC）或抗硫化物应力腐蚀（SSCC）的产品，在完成TMCP轧制后即进入加速冷却系统进行加速冷却。加速冷却系统根据产品性能所要求的冷却速率和终冷温度，进行使用。ACC系统可满足大多数产品所需要的加速冷却工艺要求。.加速冷却钢板的厚度一般在1012mm以上。钢板在成品轧制的最后一个道次抛钢后，由辊道运送，按照给定的速度直接进入ACC装置。钢板通过ACC装置时，上、下两面同时喷水进行冷却，使钢板温度由约700800°C（即奥氏体区或双相区）快速下降至约400650°C。根据轧制钢板的不同长度，通过加速冷却系统时可以采用两种方式：当长度20m时，可采用摆动或直通式冷却；当长度20

20、m时，采用直通式冷却。钢板通过加速冷却系统的速度为0.52m/sec，在上、下两面喷水冷却的同时，侧面还由1.0Mpa的中压水喷吹，以清除板面的汽化层。对CR轧制钢板，以及那些含碳量或合金含量较高的结构钢、工具钢等轧后不宜喷水降温的钢板，在通过加速冷却系统时，不予喷水。在加速冷却系统之前，预留了1台预矫直机，用于对进入加速冷却系统的钢板进行预矫直，可改善钢板的冷却均匀性；对头尾由较大弯曲的钢板，通过预矫直后，可平稳地通过加速冷却系统。3.2.7热矫直钢板通过热矫输入辊道进入热矫直机，一般在6001000°C进行热矫，较薄的钢板（厚度20以下）温度可能降低至500550°C，

21、较厚的钢板（厚度40以下）可能接近800°C。对于那些超厚钢板（厚度60以下），矫直温度将达到900°C。矫直速度是根据钢板的矫直温度、厚度及强度性能等因素确定的，速度范围为01.02m/sec。矫直压下量主要取决于钢板的矫直温度，一般在1.05.0的范围内选取。对温度较低的钢板取较小值，对温度较高的钢板取大值。此外，确定压下量时还要考虑板厚的影响，厚度较薄的钢板压下量大，较厚者压下量小。钢板在矫直机上一般矫直13道，经过控制轧制和控制冷却的钢板，对其可能产生的不平直度，应尽可能消除。矫直机具有整体倾动、入出辊带钢调整等功能，能最大限度地消除可能出现的各种板形缺陷。厚度大于

22、50100的钢板从矫直机空过，这时应将上矫直辊抬升至最大开口度位置（300）。3.2.8人工标记通过热矫直机的钢板在进入冷床前，需进行中间标记，以便于在后续加工中跟踪识别，便于物流管理。标记方式是在钢板的上表面喷印一组清晰的标记字符（钢板号），标记位置在钢板的尾部或头部。3.2.9冷却热矫后的钢板一般在600700°C左右进入冷床。冷床全部为盘辊式冷床。在冷床处，厚度为6100的钢板物流将分为以下几种流向：厚度大于50的钢板直接运入厚板下线辊道，用吊车下线进入晾板台架冷却，然后送入特厚板处理区域，用人工火焰切割小车进行定尺切割，最后堆垛存放，再用车间吊车吊至过跨车上进入成品库准备发货

23、。厚度小于50的钢板运至入口辊道上，由上料装置抬升、运输将钢板进入No.1、2冷床冷却。由于No.1、2冷床为一宽一窄配置，为提高冷床利用率，最大限度地发挥冷床对上下游工序的协调缓冲作用，应尽量将较薄规格的钢板安排在No.1冷床冷却。钢板在冷床上逐块排放，可根据钢板长度以1排或多排（最多4排）的形式排放。一般情况下，钢板在冷床上的横向间隔为100300。钢板在冷床上，在无相对摩擦、不受划伤的情况下通过，温度下降至600°C 以下时离开No.1、2冷床，由下料装置抬升、运输将钢板运输至No.1、2冷床出口辊道，再运至No.4冷床入口辊道上，由No.4冷床入口上料装置抬升、运输将钢板进入

24、No.4冷床，温度下降至100150°C以下时离开冷床，由下料装置抬升、运输将钢板运输至No.4冷床出口辊道上，。根据实际生产情况，必要时可在No.4冷床的出口区域增设风冷设施以增强冷却条件。厚度小于50钢板，需要缓冷的可从No.4冷床上或输出辊道上直接用吊车吊至剪切跨内的缓冷区。钢板采用堆垛缓冷，堆垛高度5001000；缓冷温度约250500°C。进入厚板下线辊道的特厚板，当需要缓冷时，可在厚板下线辊道上由车间吊车将钢板吊至冷却位置。特厚钢板在厚板下线辊道上采用电动夹钳吊运，也可采用电磁吸盘吊运。吊运温度以不大于600°C为宜。对厚度较小的特厚钢板，一般采用堆垛

25、方式进行缓冷；较厚的可采用堆垛后压盖。3.2.10剪切经过冷却和人工标志的钢板，冷床输出辊道输入剪切线，进行剪切加工。剪切线的开头开始是一台切头分段剪，用于剪切钢板的头尾或将钢板分段；其后布置有双边剪，用于切除钢板两侧的毛边。然后钢板由辊道运输到定尺剪，将钢板剪切所要求的定尺长度。钢板进入切头分段剪前，根据冷床出口处设置的人工检查平台对钢板进行人工标志（母板变子板的数量、及画切头、尾线）确定钢板的剪切方式，同时决定了每块钢板能否按计划剪切。剪切与冷床输出辊道输送自动配合操作，可实现自动剪切。钢板经切头后，切除头部的“舌形”部分，并初板形情况进行分段处理，为后续的边部剪切做好准备。为了在后续剪切

26、或下线处理时便于识别，钢板进入切头分段剪之前，将在其“母板”上标记出钢板号和其它有关参数（如试样号等）。钢板经过标记和切头分段后由辊道送达双边剪前，双边剪中的移动剪根据所剪的成品宽度预先调定位置，左右剪机根据板厚设定剪刃间隙，钢板经激光射线示位，用磁力横移装置将钢板对中，由设于剪机左右前后的4套夹送辊，送入及通过剪机，以每分钟最大30次的剪切频率及每刀剪切长度1,300的剪切步长，剪切钢板的两边。钢板切边后，由辊道送至定尺剪前，由液压横移装置靠齐侧边，首先将钢板前端切齐（成直角），藉助剪机前后的测长辊或剪后机械（小车）式定尺机测长，按要求剪成定尺长度。试样在定尺剪上剪切，然后送至5.5m宽厚板

27、厂的检验室检验。切头剪和定尺剪的废料通过输送装置送入厂外的废料坑，双边剪的废料由厂外的废料筐收集。特厚板利用中转跨内的人工火焰切割小车切割和取样。3.2.11成品钢板标记经过定尺剪剪切的成品钢板由辊道运至成品钢板标记设备，经过 “身份”核对后，由自动标记设备逐张进行成品标记。采用喷印标记和钢印标记，标记内容可包括公司标志、钢号（钢种及钢级）、钢板号、熔炼号、尺寸及重量等，对经行业协会认可生产的专用钢板，如管线板、船板、锅炉板、海洋平台板等，必要时标印出会员标记。为了方便识别，还在钢板的侧边标印钢板规格。3.2.12剪后钢板的表面再检查和修磨尺寸测量为了确保成品钢板的外观质量，在成品标记装置后设有钢板表