120万吨冷轧车间设计及板形控制技术的应用-本科论文

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第38页PAGE120万吨冷轧车间设计及板形控制技术的应用摘要本设计是冷轧带钢工艺及车间布置的设计，年产量为120万吨，其典型产品钢种为08AL，规格为0.7×1500mm。设计中所生产的冷轧产品种类有：冷轧带钢板卷、冷轧薄钢板、热镀锌钢卷板等。设计中所选的主体机组设备为最新发展的冷轧板带轧制设备，它们分别是：酸轧联合机组、罩式退火机组、平整机组、横剪和纵剪机组、重卷机组等。设计中制定了产品方案、金属平衡表和工艺流程，根据典型产品制定了轧制制度，并对轧机轧制力进行了计算,选择了设备并对其进行校核，计算了和技术经济指标，并绘制了车间平面图。并且以“板形控制技术在鞍钢冷连轧机组的应用”为专题进行了论述。关键词：冷轧带钢；工艺设计；板型控制;目标曲线

ABSTRACTThisthesisistheplantdesignofacold-rolledsteelstripplantwithannualcapacityof1.2milliontons.Thetypicalproductis08ALsteel,0.7×1500mm.Thedesignedproductsincludedthecoldrolledsteelsheet,thecold-rolledwideflatsteelcoil,thecold-rolledribbonsteelcoilsoon.Themainequipmentsofthedesignarethelatestonesincold-striprolling,whichincluded:shallow-tankhydrochloricacidpicklingunit,theentirecontinuousannealingunitandtheentirehydrogenhood-typefurnace,skin-passunit,slittingandshearinglineandsoon.Thedesignmadetheproductsschemeandthemetalbalance,designedtherollingscheduleforthetypicalproduct,andcalculatedtherollingforce,checkedtherollingmill'sproductioncapacity,calculatedthetechnicalandeconomicindexes.Alayoutdrawingforthedesignedplantwasaccomplished.Inthespecialtopicofthisthesis,thereisalsothetechnologyofsheetshapecontrolwasappliedinAnshanIronandsteelcompany.Keywords:Cold-rolledstripsteel;ProcessDesign;sheetshapecontrol；targetcurve.

摘要 IABSTRACT II1综述 11.1冷轧带钢的概念 11.2冷轧带钢的产品分类及优势 11.3冷轧板带钢的轧制工艺特点 21.4冷轧生产工艺流程 31.4.1酸洗 31.4.2轧制 51.4.3精整 61.4.4镀锌 61.4.5矫直 61.4.6板带钢轧制制度的确定 71.5冷轧带钢技术的发展 71.6几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍 81.6.1二辊轧机 81.6.2四辊式冷轧机 91.6.3MKW型轧机 91.6.4二十辊冷轧机 101.6.5特种结构的轧机 102产品方案 132.1冷轧产品方案 132.2金属平衡表 143设备选择和参数的确定 153.1工艺流程制定 153.2冷轧板带钢各机组生产工艺流程 164主要设备选择及参数的确定 174.1设备组成 174.2机组设备 174.2.1酸洗—冷轧联合机组 174.2.2罩式退火炉 204.2.3单机架平整机 224.2.4连续热镀锌机组 244.2.5电镀锌机组 264.2.6横切机组 274.2.7纵剪机组 294.2.8重卷机组 305轧制制度的确定 305.1典型产品的规格及原料选择 305.1.1典型产品 305.1.2典型产品的特征及用途 315.1.3典型产品的原料选择 315.2典型产品压下规程的制定 315.2.1轧制速度的确定 325.2.2张力计算 325.3轧制力的计算 335.3.1轧辊辊型、轧辊直径及摩擦系数选择 335.3.2各道次轧制力计算 356设备校核 396.1轧辊校核 396.1.1轧辊咬入能力校核 396.1.2轧辊强度校核 396.1.3轧辊参数的确定 406.1.4轧辊转速的确定 416.2轧辊强度校核 426.2.1工作辊强度计算 426.2.2支撑辊强度校核强度计算 456.2.3支持辊与工作辊接触应力计算 466.3电机功率校核 467车间年产量计算 487.1轧机工作图表 487.2轧机轧制节奏的确定 487.3轧机小时产量 497.4轧机平均小时产量计算 507.5车间年产量计算 518各项技术经济指标 528.1技术经济指标 528.2各项技术经济指标的确定 528.3环境保护 538.3.1绿化 548.3.2有害污染物发生源主要部位 548.3.3污染物的控制和处理 559车间平面布置 569.1概述 569.1.1车间布置应遵循的原则 569.1.2金属流程线的确定 579.2仓库面积计算 579.2.1原料仓库面积 579.2.2中间仓库面积 589.2.3成品仓库面积 589.2.4其它面积 599.3车间的布置形式 599.3.1车间布置形式的分类 599.3.2几种典型平面布置实例 609.4冷轧板带生产车间组成 609.5设备间距的确定 61专题:板形控制技术在鞍钢冷连轧机组的应用 62前言 621鞍钢冷连轧机组轧机机型 632板形控制系统 642.1预设定 642.2板形仪 642.3目标曲线 652.4闭环控制 663结语 66参考文献 67参考文献 67致谢 68附录A程序设计 691综述1.1冷轧带钢的概念在再结晶温度以下进行的轧制叫做冷轧。冷轧带钢一般采用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，一般都是成卷轧制。1.2冷轧带钢的产品分类及优势根据厚度不同，冷轧带钢还可大致分为以下四类：普通带钢厚度为0.5mm以上；薄带钢厚度在0.5～0.15mm；最薄带钢厚度在0.15～0.05mm；极薄带钢厚度在0.05～0.001mm。冷轧带钢主要产品：汽车用钢：IF，BH，CQ，DQ等深冲板

高强钢板：DP(双相钢)，CP(复相钢)，TRIP钢电工用钢：取向、无取向，高牌号到中低牌号硅钢片

建筑用板：热镀锌板，电镀锌板，彩涂板

包装用板：镀锡板，有机涂层板

不锈钢板：装饰板，厨房用钢，耐腐蚀钢板

家电用钢：湿家电一洗衣机，洗碗机

冷家电一电冰箱，空调器，厨房用具

热家电一微波炉，电烤箱冷轧板带钢的优势：1）可生产厚度更小的薄板，冷轧时板材横端面B和H之比可达3000:；2）带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度，板形更好；3）冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表面质量好，表面光洁的产品；4）带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到不同机械性能的产品。冷轧带钢具有如此多的优势，因此它被广泛应用于各行各业中，人们将它的优越性能融入了生活之中，为人类的生活带来方便与舒适。尤其是经济高速发展的今天，冷轧带钢将迎来前所未有的发展空间，其中在高级家电板和汽车板的生产的应用尤为突出。1.3冷轧板带钢的轧制工艺特点1）加工温度低，钢在轧制过程中产生加工硬化；加工硬化:金属在塑性变形过程中产生的塑性降低，变形抗力升高的现象。加工硬化的影响：（1）抗力增大，使轧制力加大。（2）塑性降低，易发生脆裂。消除加工硬化的措施：软化热处理（再结晶退火），恢复塑性。2）冷轧中采用工艺冷却与润滑（工艺冷润）⑴工艺冷却：冷轧过程中的变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，须采用有效的人工冷却。(2)工艺润滑工艺润滑的作用：①减少金属的变形抗力（实现大压下和轧制更薄板材），②冷却轧辊，③防止粘辊。3）冷轧中采用张力轧制：张力轧制：轧件在轧辊中的辗轧变形是在有一定的前张力和后张力作用下实现的。张力：作用在轧件轧制方向上的力。前张力：作用方向与轧制方向相同的张力。后张力：作用方向与轧制方向相反的张力。张应力：单位张力(式中:T—总张力，kg;A—带材横截面积,mm2)⑴张力的作用①防止带钢在轧制过程中跑偏（保证正确对中轧制）；②使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板形平直以及轧后板形良好）；③降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品。④起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。1.4冷轧生产工艺流程冷轧生产工艺流程已经是比较成熟的工艺流程，大致的生产流程为：首先由热轧带钢厂运送来热轧板卷作为冷轧厂的原料，将热轧板卷先退火，然后开卷焊接、酸洗之后开始冷轧，冷轧后要经过中间退火、平整、精整和检验，产品检验合格，包装入库。具体的基本流程图为：原料原料退火开卷焊接酸洗粗轧精轧中间退火精整成品退火检验包装出厂下面介绍一下各个生产工艺流程：1.4.1酸洗酸洗是利用化学方法除去金属表面氧化铁皮的过程，因此也叫化学酸洗。从热轧厂送来的热轧带钢卷，是在高温下进行轧制和卷曲的，带钢表面在该条件下生成的氧化铁皮，能够很牢固的覆盖在带钢表面，并覆盖着带钢的表面缺陷。若将这些带着氧化铁皮的带钢直接送到冷轧机上轧制，则其一，在大压下量的条件下进行轧制，会将氧化铁皮压入带钢基体，影响冷轧板的表面质量及加工性能，甚至造成废品；其二，氧化铁皮压碎后进入冷却润滑轧辊的乳化液系统，会损坏循环系统，缩短乳化液的使用寿命；其三，会损坏表面粗糙度很低、价格昂贵的冷轧辊。因此，带钢在冷轧之前必须清除其表面的氧化铁皮，除掉有缺陷的带钢。酸洗的作用就是去除热轧来料的氧化铁皮，使薄板表面光洁，保证表面质量，并且防止轧辊磨损。氧化铁皮是金属在加热、热处理或在热状态进行加工时形成的一层附着在金属表面上的金属氧化物。氧化铁皮由里到外的分布为：铁→氧化亚铁→四氧化三铁→三氧化二铁。影响带钢表面氧化铁皮的因素有：终轧温度和速度、冷却速度、卷曲温度和其他因素。因此，采用较大的轧制速度、光滑的轧辊、低的终轧温度和卷曲温度以及较高的冷轧速度，均可以减少氧化铁皮的生成。氧化铁皮的性质包括：松散度、内应力、附着力和厚度。冷轧厂的酸洗工艺制度要根据这些性质来制定。影响氧化铁皮生成的因素包括终轧温度和速度、冷却速度、卷曲温度和其他因素。因此在热轧过程中要采用较大的轧制速度、光滑的轧辊、较低的终轧温度和卷曲温度以及较高的冷却速度，这些条件都可以对酸洗产生有力的影响。酸洗的原料有盐酸和硫酸，盐酸与氧化铁皮反应快，与基体金属反应慢，原料损失量较少，因此选择盐酸作为酸洗液。其反应方程式为：要求：酸洗温度在50～80；浓度在17%～19%；酸再生化学方程式为：带钢表面上的氧化铁皮是通过三种作用被清除的：氧化铁皮与酸发生化学反应而被溶解（溶解作用）。金属铁与酸作用生成氢气，机械地剥离氧化铁皮（机械剥离作用）。生成的氢原子使铁的氧化物还原成易与酸作用的亚铁氧化物，然后与酸作用被除去（还原作用）。影响酸洗的因素有氧化铁皮厚度和结构，酸洗液种类、温度、浓度、铁盐含量和搅拌，钢铁成分和其他方面的影响。酸洗的工艺有：静止式酸洗法，半连续式，连续式和盐酸浅槽酸洗法（优点：酸槽浅，酸量小，能量消耗低，停车时能快速排出酸液，避免过酸洗，便于检修。）随着带钢冷轧生产技术的飞速发展，80年代处在浅槽酸洗的基础上又发展了浅槽紊流酸洗。1986年，德国波鸿钢铁公司首次采用紊流酸洗技术生产冷轧带钢，并取得成功。经实验证明，紊流酸洗技术与深槽、浅槽酸洗技术相比，具有酸洗时间短、酸洗产生的废酸量少、表面质量洁净，设备重量轻等特点。1.4.2轧制轧制的作用是改善薄板内部组织和性能，提高薄板表面质量，满足用户要求。现在冷轧流程一般采用五机架全连续式轧制，优点有：1.消除穿带过程、节省加减速时间、减少换辊次数等，大大提高工时利用率；2.减少首尾厚度超差和剪切损失，提高成材率；3.减少辊面损伤和轧辊磨损而使轧辊使用条件大大改善，并提高板卷表面质量；4.由于速度变化小，轧制过程稳定而提高了冷轧过程的效率；5.由于全面计算机控制并取消了穿带、甩尾作业而大大节省了劳动力，并进一步提高了全连续冷轧的生产效率，充分发挥了计算机控制快速、准确的长处，可实现机组的不停车换辊（即动态换辊），会使连轧机组的工时利用率突破90%大关。全连续轧制是带钢连续不停的在串列式轧机上进行轧制。经酸洗的热轧带钢在轧制前进行头尾焊接，通过活套调节不停送入轧机进行连续轧制，最后经飞剪分切卷曲成冷轧带卷。因此轧机除了过焊缝时要减速外（必要时可进行分卷和规格变换），可以稳速的轧制各种材质和规格的带钢。全连续生产的最大特点是省去了频繁的穿带和甩尾操作，因此大大增加了纯轧制时间和生产能力。实际生产要考虑到设备利用率的影响。轧机利用系数是轧机运行时间中，扣除换辊，调节和断带等事故处理时间后，余下有效轧制时间所占的比率。在全连轧时，因为没有穿带甩尾引起的断带和跑偏等事故发生，所以非计划换辊次数减少，又有自动换辊装置可大大缩短换辊时间，因此轧机利用率明显提高。全连续轧制时带钢基本上都在稳定速度下轧制，这就从根本上克服了常规轧制时头尾部分因速度和张力变化较大而引起厚度超差，使全连轧头尾厚度不合格部分由常规轧制的1.4%降至0.3%。穿带甩尾会冲击轧辊表面而引起辊压印和带钢表面损伤。全连轧生产极大地改善了轧辊工作条件，从而大大地减小了带钢表面辊印形成的缺陷，可以批量生产特别高级精度表面（即国外标准的05表面）的汽车薄板。1.4.3精整精整包括表面清洗、退火、平整、剪切等工序清洗的目的是除去板面上的油污，保证板带退火后的成品表面质量。冷轧中间退火的目的是消除加工硬化以提高塑性和降低变形抗力，实现以后的深冲或拉伸变形加工。热处理退火的目的是除通过再结晶消除加工硬化外，还可以根据产品的不同技术要求以获得所需要的组织和性能。退火后的带钢不能接着继续加工，否则会产生滑移线和扭折线，需在平整机上进行平整。平整实质是一种小压下率（1%~5%）的二次冷轧，在冷轧薄板带材的生产工序中占有重要的地位。经平整后的带钢可以成卷交货，也可以送到横剪机组进行精整，一部分进行剪边，再剪成单张矩形薄板并涂油。1.4.4镀锌经过平整后的冷轧钢板表面质量很好，但没有保护的话会很快被腐蚀，所以要求要在其表面镀上一层金属保护层，这种金属通常是锌，而这种保护方法就叫镀锌。镀锌方法包括热镀和电镀。如果需要热镀锌的冷轧带钢，一般从冷轧机出来后，直接送到连续镀锌机组。带钢在该机组中脱脂、常化或再结晶退火和热镀锌。镀锌机组末端设有卷曲机或横剪机，带钢可以成卷交货，也可单张交货。电镀锌所得锌层比热镀锌薄，它特别适于用做涂漆和塑料的粘附底层。经过冷轧、退火和平整后，带钢就进行连续电镀锌，一般还要做化学再处理。有的设备只能电镀单张薄板。和所有其他电镀锌方法一样，电镀锌也可以单面镀或进行差厚双面镀。1.4.5矫直经过退火和镀锌后的带钢，容易产生滑移线，且被锌层覆盖。镀锌后通常不进行平整，因为平整会使带钢表面发生变化，所以在镀锌机组的出口处，将带钢在张力下进行拉伸矫直，通过这样的方法防止产生扭折。通过退火处理和平整，可以改善带钢镀锌后的变形性能，以提高深冲能力。1.4.6板带钢轧制制度的确定轧制制度包括：压下制度、张力制度、辊型制度和速度制度。其中压下制度是决定因素，是最重要的轧制制度。制定轧制制度的原则和要求是在轧机允许的条件下提高产量和保证产品优质。主要的限制条件是咬入和轧辊及接轴叉头的强度。由于轧制制度受带钢表面缺陷影响严重，因此带钢表面缺陷对于制定合理的轧制制度是不可忽视的一个重要因素。在薄板带钢冷轧过程中常常出现的缺陷有：浪形、瓢曲和镰刀弯。板形不良会产生勒辊、轧卡、撕裂、断片等。1.5冷轧带钢技术的发展近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要是增加钢卷重量，加快机组速度，提高产品厚度精度，改善板形，提高自动化程度以及改进轧机结构和生产工艺等。

1）增加钢卷重量。增加钢卷重量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷重量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷重量也不可无限制地增加，它受到开卷机、卷取机等机械设备的结构与强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的重量已达40吨，个别的达到60吨，以带钢单位宽度计算的卷重达到30公斤/毫米至36公斤/毫米。2）提高机组和轧机的速度。以五机架轧机为例，五十年代大都在20米/秒左右，六十年代以来已逐步提高到30米/秒左右，最高轧制速度达37.5米/秒。六机架冷连轧机的最高轧制速度已超过了40米/秒。但是，轧制速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。其他作业线（如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等）的机组速度也都相应提高。3）为提高冷轧带钢的厚度精确度，在冷轧机上采用了全液压压下装置，以便增加轧机压下装置的反应速度，并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机，实现了计算机控制。4）在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板型。5）在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关、光电管等，对每个动作实行自动程序控制。实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分类等自动化操作和控制。6）1971年以来，出现了全连续式冷连轧机。这种轧机只要第一次引料穿带后，就可实现连续轧制。此时，后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制，在连轧机入口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分卷用的飞剪机，并设置了两台卷取机，以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内。换辊一结束，轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机，可以提高生产率30～50％，产品质量和收得率也都得到提高。1.6几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍1.6.1二辊轧机二辊轧机为一种较老的结构形式。它与其他形式相比有很大的优点，因此决不能看作是落后的型式。相反，在轧制品种很多时，每个冷轧工作者往往采用万能二辊式轧机轧制所有规格的产品。此外，二辊式轧机作为平整机用有很大优点，从起压缩作用的轧辊来看，二辊式轧机与多辊式轧机相比较，其主要优点为，由于二辊式轧机的辊径比较大，因而有大的咬入能力和拉力。因此当压下量相同时，随着轧辊直径的增大，所需的轧制力矩比与轧辊直径成比例地增加的还多，所以采用二辊式轧机必然有困难。可是只要比值D/h不太大（D是轧辊直径，h是带钢厚度），在二辊式轧机上基本可以轧制带钢，其厚度公差还能符合目前采用的标准。如果必要时在采用相应凸度的情况下，可以增加轧制道次，以提高带钢的尺寸精度。二辊轧机的机架刚性较小，能很好满足各种板形，用来平整较适合。二辊轧机在操作时，可以通过机械液压弯辊装置或热的影响来校正轧辊凸度。但是在冷轧时，由于二辊轧机的辊径比较大，并由此而引起轧制范围受到限制，所以一般不采用它，而采用四辊轧机。1.6.2四辊式冷轧机采用四辊式冷轧机的主要原因是为减少轧制压力，由此能增大整个机架的刚度和提高变形效率。工作辊直径与支撑辊直径的比值一般为1：3。工作辊和支撑辊的轴线在同一个平面上。工作辊一般直接通过接轴进行传动。工作辊辊径减小的程度，取决于工作辊辊径和万向接轴所能传递的传动力矩。为了创造良好的变形条件，强度较高的带钢要求采用较小的工作辊直径。与此相反，减少工作辊辊径受到下列条件限制：一方面所能传递的变形力矩受到工作辊辊径断面积的限制；另一方面，辊身长度与轧辊直径的比值（一般称为细长比）不允许超过规定值，否则工作辊会弯曲。在四辊轧机上，要保证能消除细工作辊可能产生的弯曲，必须在水平方向上支撑工作辊。如果是单向轧制，则支撑方法比较简单，即将工作辊沿轧制方向从支撑辊中心线垂直面移出。在不可能采用这种方法或要更细的辊径时，必须采用特种结构。1.6.3MKW型轧机工作辊具有侧支撑的四辊式轧机一般称为MKW型轧机（偏八辊轧机），其结构形式与四辊轧机相类似。但这种轧机的传动力矩，都是通过两个大支撑辊传给工作辊的。为了减少工作辊的弯曲，工作辊从支撑辊中心线垂直面向外移一些，并各用一个中间辊和一列侧支撑辊来支撑每个工作辊，使在轧制方向改变和带钢张力变化时，所产生的压紧合力始终将工作辊压在支撑辊上。MKW型轧机具有以下特点：由于工作辊直径较小，所以对轧制条件有利。因为轧辊直径与可以轧制的最小带钢厚度的比值较大，从而可能轧制的最小带钢厚度还能减小。这样，经过淬火的铬钢轧辊之间在轧制时，由生产中所得到的比值D/h最小的上限如下：轧制软钢和黄铜、抗拉强度极限达80公斤/毫米2时约为800~1600；轧制硬钢和硅钢、抗拉强度极限达120公斤/毫米2时约为500~1000；轧制镍铬钢和高强度合金钢、抗拉强度极限达180公斤/毫米2时约为315~630。因为MKW型轧机工作辊的体积很小，所以它们用较好的和较贵的材料制造，使用起来是经济的。当要满足带钢表面的特殊要求时，可以采用真空重熔的铬钢或炭化钨制造工作辊，MKW型轧机经常用来轧制不锈带钢、高碳带钢和硅钢带钢。1.6.4二十辊冷轧机这种轧机主要用来轧制非常薄的高强度带钢。它的一个显著特点是其轧辊布置形式。这种轧机大部分为1-2-3-4结构形式。这个数字顺序表示轧辊数量和排列顺序。在1-2-3-4型二十辊冷轧机中每个工作辊由两个第一中间辊和三个第二中间辊来支撑，四个支撑辊支撑3个第二中间辊，支撑辊装在位于机架内的轴承鞍座中。因为整个支撑轴是支撑在机架上的，因此轧辊的挠度非常小。新式机架上的支撑辊装设成偏心的，并通过齿圈可以单独转动，由此可以对支撑辊和中间辊的挠度进行控制，并可以有目的的调整工作辊的凸度。这种轧机经常通过第二中间辊来传动。工作辊可以用弹性模数大的、耐磨的硬质合金制成，因此工作辊能承受很大的轧制压力，尽管如此，工作辊仍有轻微的压扁现象。因此二十辊轧机主要用于轧制高强度的镍铬钢、钨合金钢、钛和钛合金等的极薄带钢。二十辊轧机和MKW型轧机之间的使用范围并没有明确的界限，而在某种尺寸范围内，都能用这两种轧机进行轧制。当二十辊轧机虽有卷曲张力的协助，而细工作辊的拉力还不能使带钢在辊缝中不打滑时，则经常采用较大直径的工作辊，有时也采用MKW型轧机。也可采用二十辊轧机来解决上述问题。1.6.5特种结构的轧机特种结构的轧机包括六辊式轧机和十二辊式轧机，它们主要用来轧制窄的和中宽的碳素带钢。这种轧机所能轧制的带钢厚度公差、产量和产品种类，填补了四辊式轧机和二十辊轧机之间的空白Y型轧机也是一种特种结构的轧机，这种轧机也是为了轧制高强度合金钢而发展起来的，但只有在个别情况下才使用它，目前已不在制造这种轧机。1.HC轧机HC轧机是一种高性能的板形控制轧机，实际上是在四辊式轧机的工作辊和支撑辊之间加入一个辊端带锥度的中间辊并进行横向移动的六辊轧机，是1974年日本日立公司（HITACHI）试验研制的，全称日立中心高凸度控制轧机。我国投入生产的第一台HC宽带钢轧机是1250mmHC六辊轧机，用于镀锡原板的轧制，装备技术具有20世纪80年代中期世界水平。(1)HC轧机的主要优点A．HC轧机具有很好的板形控制能力，能稳定地轧制出良好的板形。HC轧机通过中间辊轴向移动不同位置，可以大幅度减小轧制力引起的工作辊挠度，既防止工作辊弯曲。可大大改善辊型，提高成材率。例如使用该轧机轧制带钢，其边缘缺陷相对于四辊轧机减少一半左右，成材率提高20%。B．HC轧机的工作辊直径最小可达到板宽的20%，小直径工作辊可实现大压下轧制，增加道次压下率。C．降低能耗20%。小直径工作辊降低轧制压力，使轧机动力能耗降低20%，此外还影响前后工序的节能效果。D．具有很高的刚度稳定性。轧机工作时可以通过调节中间辊的横向移动量来改变轧辊的接触长度，即改变其压力分布规律，以此消除轧制力变化对横向厚度差的影响，使HC轧机具有较大的横向刚性。当中间辊移动量为最佳时，即所谓的NCP点（noncontrolpoint），这时工作辊挠度不再受到轧制力的影响，轧机理论上横向刚度为无限大。E．减小带钢边部减薄和边裂。中间辊一侧带有锥度，在横移时能消除带宽外侧辊面上有害的接触段。这种接触段会使工作辊产生附加弯曲，使带钢边部减薄，薄带钢容易裂边。(2)HC轧机控制装置HC轧机只能改善带材横向厚度差和板形，而纵向厚度精度则与四辊轧机相同，它取决于AGC装备水平。为了提高HC轧机分带材的纵向厚度精度，在轧机上设有前馈AGC装置和反馈AGC装置。在连轧机最后一架和单机架最后道次还采用张力AGC装置。为了提高板形，还设有板形自动控制(ASC)装置.实际使用表明，采用AGC装置，响应性高，寿命长，工作可靠，对提高带材精度十分有效。AGC装置的应用已经相当普通，ASC装置没有普遍采用，主要原因是ASC装置投资费用高，使用效果亦不很明显。2.CVC轧机CVC轧机是1982年西德斯罗曼—西马克公司发明的一种控制板形新轧机。CVC轧机有以下的优点。(1)灵活性大并且辊缝形状可进行无级调整以配合相应的轧制参数。(2)由于使用了工艺最佳化工作辊而能够获得最大压下量。(3)即使最终厚度约为100微米的带钢，也能获得良好的平整度和表面质量。(4)沿整个带钢长度方向上的光整冷轧程度是一致的。(5)由于最大限度地减少轧辊储备而降低了轧辊成本(CVC轧机只需要一对有凸度的轧辊，即可满足所有产品的要求)。(6)总的利用率高。3.最新的UPC轧机UPC轧机出现是在日本的HC轧机和西德的CVC轧机稍后一些时间，由西德MDS(曼内斯曼——德马克——萨克)公司在1987年提出，全称万能板形控制(UniversalProfileControl)。UPC系统新工艺的特点是合理配置特定的工作辊辊廓、工作辊轴向移动距离的合理选择与动态尺寸控制系统协同的弯辊系统三方面协调配合，就达到板形调整的任意性即万能性.

产品方案2.1冷轧产品方案1．产品方案定义产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态以及年计表2.1冷轧产品规格和数量分配产品名称产品规格产量万吨所占比例%厚/mm宽/mm长/mm冷轧带钢卷0.2～3.5750～1600卷25.020.8冷轧薄钢板0.5～3.5750～160025.020.8热镀锌钢卷0.5～2.5750～1600卷25.020.8热镀锌钢板0.5～2.5750～160015.012.5电镀锌钢卷0.3～3.0750～1600卷15.012.5电镀锌钢板0.5～3.0750～16001000～600015.012.5合计−−−−−−120100划产量。现根据国民经济发展对产品的要求；产品在全国的平衡；建厂地区的资源条件、自然条件、投资等确定了冷轧带钢及钢板的规格。（见表2.1）。2．编制产品方案依据主要依据是：国民经济发展对产品的要求；产品在全国的平衡；建厂地区的资源条件、自然条件、投资等。3.计算（典型）产品的选择计算产品定义：用于进行车间设计依据的产品。选择依据：产量大；有代表性；通过所有工序；要与实际相接近；要保留一定调整余量。2.2金属平衡表金属平衡[3]是指生产车间在一定时期内（通常为一年）所生产的产品的收支情况。编制金属平衡表的目的是确定出为完成年计划产量所需的投料量。根据产品方案和设计的主要生产线，制定了冷轧产品的金属平衡表（见表2.2）。表2.2金属平衡表产品名称年产量/万吨成材率/%溶损/%几何损失/%工艺损失/%年需坯料量/万吨冷轧带钢卷2596.910.261.850.9825.80冷轧薄板2596.780.261.970.9925.83热镀锌钢卷2596.730.291.951.0325.84热镀锌钢板1596.610.292.101.0015.53电镀锌钢卷1596.780.281.901.0415.50电镀锌钢板1596.620.282.101.0015.52合计12096.75−−−−−−124.02影响成品率的主要因素:凡是造成废品的生产及销售因素都是影响成品率的因素。溶损：在酸、碱或化学处理等过程中的损失。0.1~1.0%几何损失：切头、切尾、切边残屑消理（车皮、锯切、铲）1~10%工艺损失：技术损失、各工序由于设备、工具、技术操作及表面介质等问题造成的质量不合要求的产品。如轧漏、轧断、轧卡、卡钢、超差、浪形、轧扭、腰薄、性能不合格等。由于成品率直接影响生产成本，因此实际生产中应尽可能采取措施提高成材率，主要应从工艺、设备、原料、管理（操作）四个方面入手。3设备选择和参数的确定3.1工艺流程制定1.冷轧板带工艺流程：→2#步进梁→1#拆卷机→1#矫直机原料→0#步进梁→1#步进梁→梭车→3#步进梁→2#拆卷机→2#矫直机→1#下切剪→1#导向夹送辊→焊机→光整机→1#控制辊→1#S辊→入口→2#下切剪→2#导向夹送辊→活套→拉矫机→酸洗槽→五级冲洗槽→烘干机→4#控制辊→出口1#活套→5#控制辊→圆盘剪(碎边剪)→4#S辊→出口2#活套→6#控制辊→5#S辊→7#控制辊→转向装置→8#控制辊→9#控制辊→6#S辊→入口夹送辊→入口压紧装置→下切剪→0#压板台→0#4#轧机→板形测量辊→出口夹送辊→飞剪→1#偏转夹送辊→1#卷取→1#卸卷小车→磁力运输皮带→2#偏转夹送辊→钢卷运输车→2#卷取→2#卸卷小车→检查台→梭车→出口步进梁→梭车→出口步进梁2.主要内容：确定出车间设备的种类、型式、结构、规格、数量及生产能力。包括主要设备和辅助设备。对主要设备应在预选基础上进行必要的设备负荷计算；对重要部件进行强度校核；对辅助设备可依经验选取不进行验算。设备选择的一般原则:(1)要满足产品方案的要求，保证高质量的产品。(2)要满足生产方案及生产工艺流程的要求。(3)要注意设备的先进性和经济性的合理性（性价比）3.2冷轧板带钢各机组生产工艺流程（1）酸-轧联合机组原料卷→开卷→横剪→焊接→入口活套→拉矫→酸洗→出口活套→剪边→横剪→五机架连→轧卷取。（2）退火机组罩式退火机组配料→装炉→扣保护罩→（热或冷）清洗→扣加热罩→点加热炉→退火（加热、保温、冷却）→出炉→最终冷却。（3）平整机组开卷→入口张力辊组→平整→出口张力辊组→卷取。（4）重卷机组上卷→开卷→剪边（→废边卷取）→去毛刺→头尾剪切（→堆垛）→焊接→拉矫→打印→涂油→分卷→卷取→捆扎。（5）剪切机组a）横切机组上卷→开卷→圆盘剪（剪边）→打印→活套→测厚（→发出分选信号）→矫直→飞剪→精矫→质量检查（→发出分选信号）→涂油→分选→发出自动分选信号→优质品堆垛或次品堆垛→辊道输出。b）纵切机组开卷→裁条→引带→剪切→卷取。（6）热镀锌机组上卷→开卷→圆盘剪（剪边）→横剪→焊接→活套→退火→热镀锌→冷却→钝化→活套→光整、拉矫→剪切→卷取。（7）电镀锌机组上卷→开卷→圆盘剪（剪边）→横剪→焊接→清洗→电镀锌→化学处理→冷却→活套→剪切→卷取。

4主要设备选择及参数的确定4.1设备组成酸洗—轧机联合机组1条1700mm轧机1条全氢罩式退火炉平整轧机组2条连续热镀锌机组1条电镀锌机组1条横切机组4条纵剪机组2条重卷机组1条4.2机组设备4.2.1酸洗—冷轧联合机组（1）机组主要工艺参数如下：机组形式：酸洗—冷轧联合机组。酸洗工艺：浅槽紊流酸洗+全连续无头轧制。最大轧制速度：1350m/min最大轧制力：30MN年轧制量：120万t钢卷规格：入口出口带钢厚度1.5～6.5mm0.3～3.0mm带钢宽度750～1630mm750～1630mm钢卷内径φ762mmφ610mm钢卷外径最大∮1100～2150mm最大∮1100～2000mm钢卷质量最大30t最大30t单位质量最大23kg/mm最大23kg/mm（2）机组主要单体设备性能如表4.1所示。表4.1酸轧联合机组主要单体设备性能设备名称主要性能备注开卷机卷筒规格/mm×mmφ760×2025胀径范围/mmφ650～780横向移动量/mm约2500卷筒及减速机轴承耐磨轴承润滑集中稀油润滑传动交流电机七辊矫直机防皱辊/套1工作辊规格/mm×mmφ114×1900支撑辊规格/mm×mmφ200×1900夹送辊传动1台交流电机矫直辊数量及规格/只，mm7,φ170×1900最大速度/m·min-1120焊机形式闪光焊机制造厂美国Taylor公司入口活套带钢储存量/m536活套车数量/台2轴承耐磨轴承传动钢绳传动酸洗槽槽数/个3长×宽×深/mm×mm×mm90000×2500×1000加热形式石墨加热器冲洗槽槽数/个5长×宽×深/mm×mm×mm20000×2500×1600带钢储存量/mm≤24800活套车数量/台1活套车移动距离/mm≤12400活套车速度/m·min-1≤115出口2号活套带钢储存量/mm≤24800活套车数量/台1活套车移动距离/mm≤12400活套车速度/m·min-1≤1301号转向塔园柱长度/mm约7000带钢曲率半径/mm约1000转向辊规格/mmφ200×55润滑辊子的球轴承圆柱体轴承填充干油形式通过干油枪单独润滑2号转向塔园柱长度/mm约7000带钢曲率半径/mm约1000转向辊规格/mmφ200×55润滑辊子的球轴承圆柱体轴承填充干油形式通过干油枪单独润滑轧机主电机参数0号机架转速/r·min-10～250/5001号机架转速/r·min-10～250/5002号机架转速/r·min-10～250/5003号机架转速/r·min-10～250/5004号机架转速/r·min-10～250/500轧机传动方式上下传动压下方式1～4机架压下压下电机转速//r·min-1500压下电机功率/kw550号机架液压压上0号机架轧辊弯曲和平衡装置工作辊最大弯曲力/KN±500工作辊正负弯缸缸径/mmφ120工作辊正负弯缸行程/mm60支撑辊平衡缸缸径/mmφ180支撑辊平衡缸行程/mm2501～4机架弯辊装置弯辊栓塞缸缸径/mmφ135弯辊栓塞缸杆缸径/mmφ50弯辊栓赛行程/mm60中间辊窜动装置窜动行程/mm450轧制时窜动速度/mm·s-12主载时窜动速度/mm·s-125中间辊窜动缸缸径/mmφ260中间辊窜动缸行程/mm450张力计型号PFBL161C生产厂家瑞美公司个数/套，个6，12位置0机架前后，1～4机架后测厚仪形式X射线，同位素镅241设置位置0#前、后，1、4出口生产厂家ABB公司测速仪形式激光测速个数/个3设置位置0#前、后，1、4出口板形辊供货商及型号BFI公司、接触式设置位置轧机出口出口飞剪形式鼓式刀片材质工具钢卷取机型式单卷取台数/台2助卷器形式皮带助卷器轧制油种类Vulcan牌号Alpha-190乳化液系统能力/L·min-133000排雾能力/m3·h-13600000机架轧辊尺寸辊径×辊身长度/mm×mm工作辊φ（430～490）×1700中间辊φ（500～560）×1700支撑辊φ（1410～1525）×17000机架轧辊润滑方式工作辊油气润滑中间辊油气润滑支撑辊静动压润滑1～4机架轧辊尺寸辊径×辊身长度/mm×mm工作辊φ（520～600）×1676支撑辊φ（1400～1525）×16761～4机架轧辊润滑方式工作辊油气润滑支撑辊液压润滑4.2.2罩式退火炉(1)机组主要工艺参数如下：机组形式：全氢罩式退火炉，氮气退火炉处理钢卷规格：钢卷最大质量21000kg钢卷最小质量10000kg带钢厚度0.3～3.5mm带钢宽度750～1600mm钢卷内径φ610mm钢卷外径∮2150～2000mm最大堆垛高度5100mm最大装炉量：10000kg（2）机组主要单体设备性能如表4.2所示。表4.2罩式退火炉机组主要单体设备性能设备名称主要性能备注24炉炉座数/座24加热罩/个12内罩/个24冷却罩/个12退火炉烧嘴形式低压套管式燃烧控制方式集中控制燃料种类混合煤气助燃风机风量/m3·h-11280风压/KPa3.586电机功率/kw3炉台循环风机形式离心式台数/台24转速/r·min-11460电机功率/kw15流量/m3·h-12000～24000保护气体循环风机形式离心风机数量/台4电机功率/kw2.2密封方式橡胶密封圈燃料混合煤气保护气体氮气1号南北区罩式炉炉座数/座36加热罩/个20内罩/个18冷却罩/个18加热罩/个2内罩/个4冷却罩/个2退火炉烧嘴形式SFGH/H2135和SFGH135燃烧控制方式连续+脉冲燃料种类混合煤气助燃风机风量/m3·h-11450风压/kpa8电机功率/kw7.5炉台循环风机形式离心式台数/台1转速/r·min-11500/750电机功率/kw22/15流量/m3·h-1100000保护气体氢气1号中区罩式炉炉座数/座36加热罩/个20内罩/个18冷却罩/个19退火炉烧嘴形式SFGH/H2135和SFGH135燃烧控制方式脉冲燃料种类混合煤气助燃风机风量/m3·h-11450风压/kpa7电机功率/kw7.5炉台循环风机形式离心式台数/台36转速/r·min-11500/750电机功率/kw22/15流量/m3·h-180000保护气体循环风机（分流冷却控制）形式离心风机数量/台36电机功率/kw22密封方式橡胶密封圈燃料混合煤气保护气体氢气4.2.3单机架平整机（1）机组主要工艺参数如下：机组形式：单机架四辊平整机。钢卷规格：入口出口带钢厚度0.3～3.0mm0.3～3.0mm带钢宽度700～1550mm600～1550mm钢卷内径φ610mmφ610mm钢卷外径∮1100～2150mm∮1100～2000mm钢卷质量最大30t最大25t最大轧制速度：l号平整20m/s,2号平整20m/s最大轧制力：1号平整15MN,2号平整16MN年轧制量：1号平整50万t，2号平整70万t（2）主组主要单体设备性能如表4.3所示。表4.3单机架平整机机组主要单体设备性能设备名称主要性能备注1号平整入口段设备带钢搬入方式链式运输机拆捆带方式手动有无切头剪无开卷机开卷方式双锥头开卷机轧辊尺寸辊径×辊身长度/mm×mm工作辊φ500～474×1700支撑辊φ1300/1220×1700轧辊轴承工作辊四列圆锥滚动轴承支撑辊动压油膜轴承换辊方式工作辊手动支撑辊手动压下方式液压快速升降和压下螺丝弯辊方式弯辊方向正弯作用点辊颈出口段设备卷取机卷取方向钳口顺时针有无称重设备无带钢打捆手动带钢搬出方式钢卷小车及步进梁主电机总功率/kw开卷机150×2平整机660×2张力卷取机660×32号平整入口段设备带钢搬入方式入口钢卷链式运输机拆捆带方式有钢卷开卷刀自动完成有无切头剪有开卷机开卷方式卷筒轧辊尺寸辊径×辊身长度/mm×mm工作辊φ539～495×1701支撑辊φ1346/1242×1771轧辊轴承工作辊四列圆锥滚动轴承支撑辊动压油膜轴承换辊方式工作辊半自动支撑辊半自动压下方式电机机械压下和液压压下两套系统弯辊方式弯辊方向正负弯作用点辊颈出口段设备卷取机卷取方向助卷器顺时针有无称重设备有带钢打捆手动带钢搬出方式链式运输主电机总功率/kw开卷机575平整机1472张力卷取机5754.2.4连续热镀锌机组(1)机组主要工艺参数如下：处理钢种：CQ（一般商品卷）、DQ、DDQ（深冲热镀锌板）。钢卷规格：带钢厚度0.3～3.5mm带钢宽度50～1550mm镀层品种：GI镀层质量：40～350mg/m2(双面)镀锌表面结构：正常锌花（大锌花）、光整锌花、小锌花、无锌花。后处理品种：钝化10～30mg/m2（单面）涂油0.2～2.0g/m2（单面）机组速度：入口段最大240m/min工艺段最大180m/min出口段最大240m/min年处理量：80万t（2）机组主要单体设备性能如表4.4所示表4.4连续热镀锌机组主要单体设备性能设备名称主要性能备注拆捆带方式自动开卷机台数/台2开卷方式上拆卷入口剪形式下切剪台数/台2剪切厚度/mm最大4头部处理方式剪切焊机形式窄搭接焊机制造厂德国Mibach公司焊缝处理方式展压有无月牙剪有入口活套形式立式活套储量/m360退火炉炉子形式立式连续退火炉炉子最大能力/t·h-162炉子组成无氧化加热段、辐射管加热段、保温缓冷段、喷射冷却段锌锅制造厂英国AJAX公司内部长度/mm4558内部宽度/mm3958内部深度/mm2534锌锅能力/t300熔锌速度/t·h-1180加热功率/KW550×2气刀制造厂德国FOEN公司喷吹介质压缩空气气刀供气压力/kpa4～100与带钢距离的调整范围/mm8～50与带钢倾角的调整范围/（℃）±5冷却段镀后冷却顶辊尺寸/mm行程总长/mm33650最后冷却行程总长/mm风机容量/m3·h-1水冷介质脱盐水冷却后温度/℃65光整机形式四辊湿平整大工作辊直径/mmφ550～600辊身长度/mm1850小工作辊直径/mmφ400～450辊身长度/mm1850支撑辊直径/mmφ910～1000辊身长度/mm1800轧制力/KN8最大伸长率/%0.4～2.0拉矫机形式六辊矫直机最大伸长率/%0.4～2.0钝化形式可选择的带钢烘干设备形式蒸汽烘干机出口活套形式立式最大活套量/m270表面质量检查方式检查台人工检查打印机形式半自动涂油机形式静电涂油机单面涂油量/g·m20.2～2.0卷取机卷取方式上下两种卷取方式台数/台1有无皮带助卷器有打捆方式自动称重机（手动或自动）自动测厚仪形式X射线，同位素镅241厂家瑞美公司4.2.5电镀锌机组电镀锌机组原料和成品规格见表4.5，电镀锌机组设备参数见表4.6。表4.5电镀锌机组原料和成品规格名称入口出口镀锌原料连续退火后的冷轧带钢和酸洗平整的热轧带钢带钢宽度/mm800～1630800～1630带钢厚度/mm0.5～2.50.5～2.5钢卷内径/mmФ610ф610钢卷外径/mmф1100～2000Ф1100～2000钢卷最大重量/t3030表4.6电镀锌机组设备参数名称方式或参数机组速度/m/min入口段速度30～180工艺段速度20～170出口段速度30～220穿带速度20～50卧式活套储量/m入口段150出口段120镀层重量/g/m2双面镀层03/03，10/10，20/20，30/30，40/40，50/50单面镀层0/10，0/20，0/30，0/40厚差镀层03/20，13/30，03/40，10/30，10/40，20/30电镀能力总槽数/个9单槽容量/kA11/11或22/22总容量/kA198（11/11×9）开卷和卷取方向从上开卷4.2.6横切机组1号横切机组(1)机组主要技术参数如下处埋材料：冷轧卷、热轧酸洗卷带钢厚度：0.2—3.0mm带钢宽度：750—1600mm钢卷内径：∮610mm钢卷外径：最大∮1850mm钢卷质量：最大25t带钢抗拉强度：588MPa（2）主要单体设备如下：1号横切机组最高速度为180m／min，年产量为30万t。整体设备由上料链式运输机、拆卷机、伸直机、下切剪、1号十七辊矫直机、1号缓冲坑、圆盘剪、地下卷边机、2号缓冲坑、2号十七辊矫直机、飞剪、皮带、涂油机和垛板台组成。1号横切机组(1)机组主要技术参数如下处理材料：冷轧卷、热轧酸洗卷带钢厚度：0.2—2.0mm带钢宽度：750—1600mm钢卷内径：∮610mm钢卷外径：最大∮2000mm钢卷质量：最大25t带钢抗拉强度：600MPa产品技术参数：钢种；Q类钢、ST系列、SP系列、IF铜系列、08A1、05CuPCrNi耐候钢系列、06～10A1P含磷系列（除ADW3以外)、10～45号钢系列、Sc系列带钢厚度：0.2～2.0mm带钢宽度：750～1600mm成定尺长度：1000～6000mm(2)主要单体设备如下：3号横切机组是最高速度为120/min、设计年生产能力24万t的冷轧板生产机组。同时引进了自动垛板台及其他配套配套设备；并且从德国引进温格尔系列飞剪和二十三辊矫直机，装备了武汉科技大学研制的静电涂油机、鞍钢设计院设计转化的半自动包装线。4号横切机组(1)机组主要技术参数如下处埋材料：冷轧卷、热轧酸洗卷带钢厚度：0.2—2.0mm带钢宽度：750—1600mm钢卷内径：∮610mm钢卷外径：最大∮2000mm钢卷质量：最大25t带钢抗拉强度：600MPa钢种；Q类钢、ST系列、SP系列、IF铜系列、08A1、05CuPCrNi耐候钢系列、06～10A1P含磷系列（除ADW3以外)、10～45号钢系列、Sc系列带钢厚度：0.2～2.0mm带钢宽度：750～1600mm成定尺长度：1000～6000mm最大板垛质量：10t成品最大钢卷质量：11t(2)主要单体设备如下：4号横切机组具有安装周期短、设备质量轻、结构简单、剪切精度高等优点，并采用了以下新的技术装备：温格尔系列的局效涂油机、矫直机、飞剪和磁力垛板台，设备和技术先进；厚度自动报警分选和废品手动辅助分选功能；自动品示故障信息;自动包装和称量生产线；具有板和卷生产的快速转换能力。4.2.7纵剪机组(1)机组主要技术参数如下：来料技术参数：处埋材料：冷轧卷、热轧酸洗卷带钢厚度：0.2—3.0mm带钢宽度：750—1600mm钢卷内径：∮610mm钢卷外径：最大∮2000mm钢卷质量：最大25t带钢抗拉强度：700MPa钢种；Q类钢、ST系列、SP系列、IF铜系列、08A1、05CuPCrNi耐候钢系列、06～10A1P含磷系列（除ADW3以外)、10～45号钢系列、Sc系列带钢厚度：0.2～3.0mm带钢宽度：750～1600mm机组最高速度：183m/min(2)主要单体设备如下：冷纵剪包括从