毕业设计(6)年产420万吨热轧带钢车间设计管理资料

年产420万吨热轧带钢车间设计摘要本设计说明书是参照鞍钢1780热轧带钢生产线设计的年产量为420万吨的热轧带钢厂。典型产品为16MnR，，宽度为1520mm。整个设计说明书包括绪论、正文和专题三部分。第一部分为绪论，介绍了热轧带钢的发展状况以及整个设计所应完成的内容。第二部分为正文（从第2章到第9章）正文说明整个设计的总体方案，主要包括产品方案和生产方案的制定，金属平衡和工艺流程的制定、生产设备的选择、工艺参数计算、轧制力能参数校核。设计的第三部分为专题部分，简单介绍了关于高铁重轨的性能特点和性能要求，热处理的作用，热处理方法的分类、各种方法的优缺点，存在什么问题，以及重轨热处理技术的发展方向。另外，绘制了一张车间平面布置图。整个设计理论联系实际，设计了技术先进，经济效益大的热轧带钢生产线。关键词：热轧带钢；工艺设计；高铁重轨；热处理AbstractThisspecificationreferstoanshanSteel’s1780striplinedesignfortheproductionofhotrollingstripsteelfactory420milliontons.Typicalproductsfor16MnR,productsformmthicknessandwidthfor1520mm.Thedesignmanualincludesthreeparts:introduction,textandtopic.Thefirstpartisintroduction,introducesthedevelopmentstatusofstripandwholedesignshouldcompletecontent.Thesecondpart(fromchapter2texttochapter9)isthetext.Thebodyofthewholedesignoftheoverallprogramdescription,includingproductandproductionplanformulation,metalbalanceandprocess,productionequipment,processparametercalculation,rollingforce.Thethirdpartofthedesignfortheprojectssection,introducedthecharacteristicsandperformancerequireentsofGaoTieChongrail.Italsoinducestheheattreatment,heattreatmentmethodsoffunctionofclassification,theadvantages,disadvantagesofvariousmethods,theexistingproblems,andwhattheheavyrailheattreatmenttechnologydevelopmentdirection.Inaddition,drawaworkshoplayout.Thewholedesignlinkestheoryandpracticetogether.Italsodesignstheadvancedtechnologyandeconomicbenefitofstripline.Keywords:hotrollingstripsteel;high-speedrailwayrails;heattreatment目录TOC\o"1-3"\u1文献综述 1热轧带钢发展历史 1热轧带钢的种类及用途 2 2 3热轧带钢生产工艺 4几种新技术简介 5中间坯保温技术和边部感应加热技术 5组织性能控制与铁素体区轧制新技术 6自由程序轧制技术 7 7热轧工艺润滑技术问题 7热轧过程中产生氧化铁皮的问题 8小结 82产品方案与金属平衡 10 10热轧产品品种及产品钢号标准 10产品品种规格及代表尺寸 11年计划产量及所占比例 12 13原料的选择 14原料种类及规格 14板坯技术条件 14年需坯数量 153轧制工艺过程及轧制制度的制定 17 17典型产品生产工艺流程示意图 17生产工艺流程简介 18 19加热制度 19压下制度 21速度制度 24温度制度 28辊型制度 30厚度制度 31轧机工作图表 324设备参数的选择 34 34 35板坯高压水除鳞装置 35粗轧机组 35粗轧机小立辊 35保温罩 36精轧区设备选择 36飞剪 36精轧除鳞箱 37精轧机组 37精轧区其他设备 38冷却装置 40卷取区 415轧制力与轧制力矩计算 42轧制力计算 42计算公式 42轧制力计算结果 43 44 44 446设备能力参数校核 45轧制力能参数 45轧辊强度校核 45参数计算 46R1轧辊强度校核 47咬入角校核 51加热炉能力校核 51电机功率校核 527轧机生产能力校核 54年产量计算 54工作制度与工作时间 54轧机生产能力校核 548车间技术经济指标 57概述 57车间各项技术经济指标分析及制定 579节能与环境保护 62绿化布置 62污染物处理 62水处理 62废气处理 62热轧润滑油处理 63噪声处理 63废弃物处理 64现场节能技术与措施 64高铁重轨热处理技术的发展 651. 高铁重轨的性能特点和性能要求 65高铁重轨的概念 65 65 662高铁重轨的热处理技术 66高铁重轨热处理的作用 66高铁重轨热处理方法的分类及其优缺点 67高铁重轨热处理存在的问题 683重轨热处理技术的发展方向 69环保节能是近代重轨热处理技术发展的主题 69贝氏体重轨热处理工艺 694小结 70结论 71致谢 71参考文献 731文献综述热轧带钢发展历史

～8mm成卷带钢的工艺。带钢宽度600mm以下称为窄带钢；超过600mm的称为宽带钢。第一台带钢热连轧机于1905年在美国投产，生产宽200mm的带钢。由于带钢热轧机的技术经济指标优越，所以发展很快。在工业发达的国家，1950年以前热轧宽带钢的产量约占钢材总产量的25％,70年代已达50％左右热轧带钢的原料是连铸板坯或初轧板坯，厚度为130～300mm。板坯在加热炉中加热后,～，并卷成钢卷。轧制的钢种有普通碳钢、低合金钢、不锈钢和硅钢等。其主要用途是作冷轧带钢、焊管、冷弯和焊接型钢的原料；或用于制作各种结构件、容器等[1]。

带钢热轧机由粗轧机和精轧机组成。粗轧机组分半连续式、3/4连续式和全连续式三种：①半连续式有一台破鳞（去掉氧化铁皮）机架和1台带有立辊的可逆式机架；②3/4连续式则除上述机架外，还有2台串列连续布置机架；③全连续式由6～7台机架组成。精轧机组均由5～7台连续布置的机架和卷取机组成。带钢热轧机按轧辊辊身长度命名,辊身长度在914mm以上的称为宽带钢轧机。精轧机工作辊辊身长度为1700mm的，称为1700mm带钢热轧机，这种轧机能生产1550mm宽的带钢卷[2]。

带钢热轧按产品宽度和生产工艺有四种方式：宽带钢热连轧、宽带钢可逆式热轧、窄带钢热连轧以及用行星轧机热轧带钢。

宽带钢热连轧采用的热连轧机的发展经历了三代：

第一代宽带钢热连轧机

最早的宽带钢热连轧机是1926年在美国投产的。采用四辊式轧机以提高刚性，生产宽而薄的产品。精轧机组的主电机为直流电机，用电动机－发电机组供电。这代轧机所用板坯厚150～200mm，宽1200～1550mm,～5m。从粗轧机出来的轧件厚度一般为20～30mm,精轧机最高速度为每秒钟8～10米。最大卷重小于10吨，单位宽度卷重约8kg/mm。年生产能力约60～200万吨，1959年中国鞍山钢铁公司投产的1700mm半连续式轧机就属于这一类型。

第二代宽带钢热连轧机

1961年在美国投产，其特点是在轧机上采用增速轧制工艺。当带钢从精轧机出来，前端喂入卷取机后,精轧机、辊道和卷取机同时加速,使精轧机速度提高到每秒钟15～20m,单位宽度卷重达18～20kg/mm，卷重达30吨，年生产能力达400万吨。在这类轧机上采用了自动厚度控制，测厚和测宽仪表，完善的除铁鳞和带钢冷却控制系统，良好的速度控制系统和微张力活套装置。同时加大了轧机刚性和主电机功率，增设了快速换辊装置，并开始采用计算机控制系统，提高了表面质量和厚度的精度。

第三代宽带钢热连轧机

随着第二代轧机技术的成熟和应用，结合连铸机和步进式加热炉的发展，1970～1978年发展出第三代轧机。配合这类轧机的加热炉能加热重达45吨,长达15m的板坯。并可减少加热时产生的黑印，减少板坯表面划伤，每座炉子的加热能力达300吨。单位宽度卷重达36kg/mm，。年生产能力达600万吨。第三代轧机有下列特点:①减少粗轧机组的长度，节省设备和厂房投资,多数采用3/4连续式轧机。精轧机列由7个机架组成,进入精轧机列的轧件厚度为30～50mm。②轧制成品尺寸范围为～25mm，但其经济合理性尚需从全局考虑。③用液压弯辊装置控制板形并用带钢层流冷却以提高钢板质量。并试安装板形检测仪闭环控制板形。④采用计算机管理和控制全车间(从板坯库到成品库)的生产过程。⑤在降低能耗、提高作业率、改进产品质量、提高成材率等方面取得成就，如带钢的宽度公差达到±1mm，,％，氧化铁鳞损失降为％，～％，成材率达到99％。改进轧辊材质,采用轧制润滑油，延长了轧辊寿命；并装设快速换辊装置，使总换辊时间由总操作时间的10～15％减少到4％,有些车间的轧机作业率提高到90％[3]。热轧带钢的种类及用途1、热轧普通碳素结构带钢（GB3524-83）热轧普碳带钢采用普通碳素结构钢作材质，，宽度50-1200mm的带钢。（1）主要用途主要用作冷轧坯料、冷弯型钢的坯料、焊接钢管坯和自行车、小五金制品的制造。（2）材质的牌号与化学成分、力学性能符合GB700-79(88)的规定。2、压力容器用热轧带钢(GB5681-85）（1）主要用途用于制造低压力容器。（2）材质的牌号与化学成分、力学性能符合GB700-79(88)的规定。压力容器用热轧带钢一般带钢厚度4mm，宽度为80mm的倍尺，长度不小于70m（卷）。1、热轧优质碳素结构钢带钢（GB8749-88）（1）主要用途作为冷轧带钢的坯料，也可用于制造自行车、缝纫机零件及五金制造。（2）材质的牌号与化学性能符合GB699(优质碳素结构钢技术条件)的规定。（3）带钢规格尺寸（）,宽度100-250mm。2、热轧高电阻电热合金带（GB1234-85）热轧高电阻电热合金带俗称镍铬合金带。（1）主要用途用于制造电炉、民用电器的发热元件和电阻件。（2）材质的牌号与化学成分热轧高电阻电热合金带钢所采用材质牌号为CR20Ni80、Cr15Ni60、1Cr13Al14、0Cr25Al5、1Cr25Al9和9Cr18等，其化学成分符合GB1234-85的规定。（3）合金带的规格尺寸与生产单位带钢厚度2-6mm；宽度20-100mm；长度≥5m或重量为8kg。热轧带钢生产工艺如今，以连铸板坯为原料广泛用于生产热轧带钢；传统的初轧板坯只用于特殊情况。连铸板坯的应用可以提高带钢的纯净度、性能和表面质量。为了再加热时节能的需要，通常将板坯直接热装入推钢式加热炉，热板坯（约600℃）被加热至轧制温度（1200～1250

℃）。加热时间应充足，以使整个轧件温度场分布均匀。加热后用高压水除鳞（除去加热期间在板坯表面形成的氧化铁皮）。轧制前可用压力定宽机控制板坯宽度以提高生产灵活性。在半连续热轧带钢厂，两次粗轧过程都由往复式万能轧机来完成。经第二架粗轧机轧制后，板坯被轧制成厚度约为40mm的带坯。用切头剪剪断端部后，带坯经7机架精轧机组轧制，。最后，带钢被水冷至卷取温度。为达到质量要求并获得热轧带钢的性能参数，在精轧和冷却阶段，应对带钢的厚度、宽度、平整度和终轧温度进行精确控制[4]。按照要求，热轧带钢可以按以下形式交货：轧制状态（表面由一薄层氧化铁皮），酸洗涂油状态（无氧化铁皮），平整状态（对轧后的整卷带钢给以轻微压下量的轧制过程），热轧卷，纵切成窄带钢，切成定尺的钢板，切边热卷等。图1热轧带钢生产工艺图几种新技术简介中间坯保温技术和边部感应加热技术粗轧机出口带坯长度可达80～90m，进精轧机轧制过程中，为了减少输送辊道上的温度降，以节约能耗，近年来很多工厂还采用在输送辊道上安置绝热保温罩或补偿加热炉（器）。保温罩内表面附一层吸热温升快、热反射率高的特殊合金层，有效地提高了进入精轧的中间坯温度，从而可降低加热炉出坯温度，提高成材率，节约燃耗。还可提高板带末端温度、减少带钢头尾温差，使板带温度更加均匀，可轧出更宽、更薄、重量更大及精度性能质量更高的板卷[5]。带坯在轧制过程中，边部由于散热较快，其温降大于中部温降，温差大约为100℃。边部温差大，在带钢横截面上晶粒组织不均匀，性能差异大，同时，还将造成轧制中边部裂纹和对轧辊严重的不均匀磨损。因此，在精轧机组前对带坯边部进行加热，将温度补偿到与中部温度一致[6]。一般采用电磁感应加热器，可使带坯边部温度提高30～50℃，使带钢横向温度更加均匀，从而减少带钢边部裂纹，以适应轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢等特殊品种的钢。组织性能控制与铁素体区轧制新技术热轧板带钢的内在质量除了受材料本身化学成分的影响之外，很大程度上取决于轧制过程中的变形制度和冷却制度。通过控制变形量的分配、终轧温度、卷取温度、冷却速度，可以控制产品的晶粒度、析出、相变、微结构形态等组织结构特征和屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、韧性等力学性能参数。热轧带钢中最有效的组织性能控制手段是通过控制轧件在层流冷却区的冷却过程来控制卷取温度[7]。铁素体区轧制工艺，又称为温轧（WarmRolling），最初开始于20世纪80年代后期。其初始的设计思想是简化工艺、节约能源为主要目的，力图以传统的连铸坯为原料，通过铁素体区轧制，生产一种可直接使用或供随后冷轧生产的价格便宜、质软、非失效的热轧板。由于IF钢的γ→α转变温度较高，很难保证IF钢在奥氏体区终轧，相反容易实现铁素体区轧制，所以铁素体区轧制工艺随着IF钢的发展应运而生。IF钢铁素体区轧制工艺与传统的IF钢生产工艺区别，在于传统的IF钢热轧生产中粗轧和精轧温度均在Ar3以上，即在奥氏体区轧制，而铁素体区轧制时精轧在Ar3以下，即在铁素体区轧制。铁素体区轧制是在Ar3温度以下轧制，由于温度低，可降低加热温度，这样不仅可以节约燃料，开发加热炉的潜在生产力，从而提高效益，还可以大幅度降低由此产生的氧化铁皮损耗，且氧化铁皮量大大减少，不仅提高了成材率和带钢的表面质量，还使冷轧前酸洗效率提高。由于采用较低的轧制温度，首先表现为轧件表面质量的提高，其次，铁素体区带钢的内部应力较低，可有效地提高带钢的平直度。因此，铁素体区热轧对产品质量是有利的。通过降低精轧机机组的轧制温度，能有效地减少轧辊磨损、增加有效工作时间，提高生产率。采用铁素体区热轧工艺，通过铁素体区热轧生成的｛111｝织构能够遗传到冷轧过程并在冷轧过程中得到加强，因此铁素体轧制工艺可以以较小的冷轧压下率得到传统工艺在较大压下率情况下得到的相或更强的｛111｝织构，保证冷轧板的深冲性能。IF钢在铁素体区热轧时，若能采取合理的控制轧制、控制冷却制度和较好的润滑条件，产品经退火或高温卷取酸洗后可作为成品直接使用，并使IF钢的r值达到接近3的超级深冲钢，从而免去了冷轧工艺，使产品成本大大降低[8]。自由程序轧制技术轧制程序是决定板坯轧制顺序的基准，它对产品的质量、轧制能耗、成本和成材率都有直接影响。传统的轧制程序不仅不适应于连铸——热装、连铸——直接轧制等技术，限制了生产计划安排和轧机能力提高，而且也不利于板带表面质量和尺寸精度的提高。在传统的热轧带钢生产中，每次换辊后轧辊为冷态，没有热凸度，为了维持正常生产所需要的凸度，必须按一定的规程组织轧钢生产，产品的宽度轧制顺序应首先安排宽度较窄的“烫辊材”，使轧辊生成较为稳定的热凸度，然后按照一定的步长，逐渐增加宽度，达到最大可轧宽度，在稳定生产一段时间后，轧辊开始在最大宽度上的磨损增加，又需逐渐地减小宽度，直到轧到最小宽度后，轧辊报废。除了宽度方面的限制之外，轧件的厚度和硬度（指不同钢种变形抗力的差别）的跳跃也不能太大。这种安排轧制计划的方式与钢材买方市场的现实相矛盾，目前在世界范围内钢材生产能力已过剩，轧钢厂只能按照用户的需求安排轧制计划，而不能拘泥于已有形式。另一方面，以大幅度节能为目标开发出的连铸连轧直接轧制技术，也需要突破传统轧制计划的限制，开发应用自由程序轧制技术（ScheduleFreeRolling）迫在眉睫。随着轧制技术的不断发展，特别是热轧工艺润滑、在线辊型检测、在线磨辊、高精度板形控制（工作辊横移、交叉等）、定宽压力机和高精度宽度控制以及耐磨性能优良的新材质轧辊等技术的相继开发与应用，保证了轧辊磨损、板厚、板形控制等技术问题，使得有可能突破传统轧制计划的限制，实现自由程序轧制技术。但在具体应用方面，还不够完善，其经验还不够成熟，有待于人们进一步研究，相信在不久的将来真正意义的自由程序轧制技术会得以实现[9]。虽然我国热轧带钢生产的产量和技术已有极大发展，但在发展中也存在一定问题。热轧润滑技术可明显减少辊耗，减小轧制力制力矩，提高作业率，并显著改善热轧带钢表面质量及后续冷轧带钢表面质量，经济效益非常明显。因此，近年来，热轧润滑技术得到了越来越广泛的关注和应用[10]。随着钢铁工业的发展和市场竞争的加剧，热连轧厂生产任务不断扩大，薄规格钢种比例也越来越大为满足市场的需求，提高产品质量，确保生产任务的完成，经过市场调研和技术储备，热连轧厂决定采用工艺润滑技术，以实现增加不锈钢，硅钢及普通钢单位轧制量以及不锈钢普通钢规格薄化的目的。热连轧工艺润滑经过两年的工业试验及大量的生产试验，已取得成功，现已交付生产，投入正常使用。工艺润滑的投入使用，标志着热连轧生产技术水平又迈上一个新台阶。热轧过程中产生氧化铁皮的问题由于钢材的热轧制过程是在800～1200℃的高温中进行，所以在加热或轧制过程中表面会产生氧化铁皮。表面附着氧化铁皮就进行轧制是钢材表面受损伤的主要原因。热轧时轧辊与轧件间存在氧化铁皮，给热传导和表面形状带来很大影响，特别是由于氧化铁皮的变形和破坏的形态，产生各种各样的表面损伤。一般带钢在热轧过程中形成的氧化铁皮可以分为三种形态：在加热炉内形成的初生(一次)氧化铁皮，在精轧前形成的二次氧化铁皮，以及精轧及其后续冷却过程中形成的三次氧化铁皮。初生（一次）氧化铁皮由设置在粗轧机前的1＃除鳞箱经高压水除鳞去除，二次氧化铁皮由布置在粗轧机组内的高压除鳞水和精轧机组前的2＃除鳞箱去除，三次氧化铁皮通过精轧区带钢表面温度控制、工作辊辊面状态控制等来控制其厚度以及与带钢基体的结合状态，最后通过冷轧前的酸洗去除。质检人员在开卷判定时，一般是按氧化铁皮酸洗后影响深度进行分级，共5种：好、粗糙、轻微、中等、严重。严重表示酸洗后会留有黑点；中等表示已酸洗干净但会留有手感明显的麻坑；轻微表示已酸洗干净但会留有手感不明显麻坑或目视可见的小白条。现在，根据影响氧化铁皮产生的原因，可以分为除鳞系、板道系、温度系、轧辊系、粘铁[11]。小结热轧带钢品种多、成本低，我国板带钢市场仍有较大的缺口，而且板带钢消费比例逐年上升，市场潜力大，因此板带钢的发展前景是美好的[12]。但是，目前我国板带生产与利用在资源配置方面还有许多不甚合理之处，与国外先进技术相比还有一定的差距。在这种情况下，应充分发挥窄带钢小而全、成本低、品种多的特点，通过技术改造，合理调整产品结构，提高产品质量，开拓热轧带钢产品应用新领域。2产品方案与金属平衡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、规格及年产量计划。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。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）考虑产品的平衡，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。热轧产品品种及产品钢号标准本次热轧带钢车间设计参照鞍钢1780热轧生产先进行。根据现场的生产实际和要求，其产品主要供给冷轧厂、硅钢厂和生产热轧商品卷。产品的材质主要有低碳钢、低合金结构钢、管线用碳素钢、热轧无取向硅钢、汽车用钢、一般耐热钢等。产品钢号标准：：(JISG3141)SPCC、SPCD、SPCE、CQ、DQ、DDQ、HSLA；（1）热轧软带钢:(JISG3141)SPHC、SPHD、SPHE；（2）一般结构用热轧带钢：(JISG3101)相当于SS330、SS400、SS490、SS540；Q195、Q215、Q235（中国标准）(3)机械结构用碳素钢：08AL（中国标准）；(4)一般结构低合金热轧带钢：(JISGB106)SM400B、SM400C；(5)钢管用热轧带钢：（API-5LS标准）X-42、X-60、X-65、X-70；(6)冷轧无取向硅钢用热轧带钢：（旧JIS标准）S30-S60；(7)一般耐热性能热轧带钢：(JISG3125)SPHA、（中国标准）09CuPTiRe。产品品种规格及代表尺寸1.产品规格，产品规格列表规格热轧商品卷供冷轧钢卷横切钢板分卷钢卷厚度(mm)宽度(mm)内径(mm)外径(mm)最大卷重(t)最大单位宽度(kg/mm)800-1630φ762φ1100-21503023板坯200mm厚800-1630φ762φ1100-215030800-163030800-1630φ762φ1100-2150302.产品极限尺寸，产品极限尺寸列表钢种代表钢号极限尺寸（厚×宽）低碳钢碳素结构钢低合金结构钢管线钢SPHCS15CSM400CX42～X70×800×1630×800×1630×800×1630×800×16303.产品宽度代表尺寸单位：mm宽度800-10001001-11001101-13001301-15001501-1630代表尺寸9001050120014001600产品厚度的代表尺寸单位：mm厚度代表尺寸年计划产量及所占比例要求生产的产品量为420万吨/年。。按产品流向分配的年产量产品种类产品规格计划产量（t/a）所占比例%厚度（mm）宽度(mm)内径(mm)外径(mm)最大卷重（t）热轧商品卷板800-16307621000-215030600000冷轧用热轧板卷800-16307621000-2150301500000经横切的商品板800-16307621000-215030800000经分卷的商品卷800-16307621000-2150301200000管线钢用热轧卷1015-16307621000-215030100000合计4200000100按产品规格分配的年产量表单位：mm厚度宽度合计900~10001001~11001101~13001301~15001501~1630t/a%~~~~~~~合计t/a%120000100000600008000090000700006000058000010000014000010000014000013000017000010000088000011000016000016000012000014000014000012000095000018000014000015000016000012000080000140000970000100000180000120000100000100000130000900008200006100007200005900006000005800005900005100004200000100100100金属平衡是反应在某一定时期内（通常是1年），制品金属材料的收支情况。它是编制车间生产预算与制定计划的重要数据，同时对于设计车间的内部运输与外部运输，以及车间的平面布置都是极为重要的数据。本厂设计年产能力420万吨，需要连铸坯量4288486吨，。连铸坯连铸坯4288486t热轧生产线4216495t横切商品板805964t供分卷钢卷1210531t供冷轧钢卷1500000t管线热轧卷100000t热轧商品卷600000t800000t成品钢卷4200000t100000t600000t1200000t1500000t%100%%%100%100%根据生产实际经验及产品方案，。金属平衡表序号机组及产品名称板坯量（t）热轧钢卷量（t）成品板卷（t）成材率%金属消耗轧制线精整线氧化及烧损切损及废品切损及废品t%t%t%12--轧机热轧钢卷（板）小计带钢成品供冷轧钢卷供分卷钢卷供横切钢卷管线钢用卷热轧商品卷小计--428848642884864228447--421649542164954216495150000012105318059641000006000004216495150000012000008000001000006000004200000100100100------------3001942285----3001942285------------------------10531--------5964------------------------16495原料的选择原料种类及规格原料选为为连铸坯，年需要量4288486t，板坯由鞍钢炼钢厂连铸车间供给。这些板坯经表面清理、检查合格、打印标记后送到本车间。。板坯规格厚度（mm）长度（m）宽度（mm）重量（t）230（标准坯）1000~1700Max：30板坯技术条件。产品工艺及质量控制精度质量控制项目保证偏差测量长度百分数厚度精度±㎜%宽度精度0～7㎜%凸度精度±㎜%平直度38i%终轧温度±20℃%断面轮廓±㎜%楔形≤%h%卷曲温度±15℃%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％。年需坯数量根据产品方案和金属平衡确定车间年需坯数量，。年需坯数量表厚度宽度合计1000~11001101~12001201~14001401~16001601~1700t/a%~~~~~~~合计t/a%12000010000060000802669000070000600005802661000001400001000001400001300001702201000008802201100001600001630001200001400001400001200009530001800002000001500001650001200008000014000010350001000001900001300001000001000001300009000084000061000079000060300060526658000059022051000042884861001001003轧制工艺过程及轧制制度的制定典型产品生产工艺流程示意图本热轧带钢生产车间的年产量为420wt/a，典型产品为16MnR，×1520mm。为保证产品质量与产量，生产采取较为先进的生产工艺流程，。连铸板坯步进式加热炉高压水除鳞R1（E1,E2）粗轧机（带前后立辊）飞剪保温罩精轧机层流冷却精轧机组轧制高压水除鳞箱卷取机检查卷取，分卷，横切成品生产工艺流程简介

热轧车间和连铸车间毗邻布置，在连铸车间经冷却、火焰处理、标记后的合格连铸板坯以及表面质量和内部质量合格的热连铸板坯，由辊道送到本厂板坯库。热连铸坯分别存放在四个板坯跨内，当连铸机和热轧机的生产计划相匹配时，热坯也可以从来料辊道经中间辊道直接磅到加热炉后的装料辊进行装炉。根据生产计划的要求计算机对选用的板坯进行最优化处理，使板坯库以最小的工作量进行装炉操作。板坯由吊车吊到上料辊道后进行称重，核对号码，确认无误后，按装料顺序由辊道将板坯送到的加热炉。DHCR直接热装坯约占10％，t≥700℃。HCR保温后装炉坯约占50％，t≥550℃；CCR冷装坯约占40％,t≥室温。为使轧机充分发挥能力，上述不同温度的板坯可以进行组合装炉，如果冷热坯间温差太大，可由计算机进行计算，合使冷热坯间保持一个必要的间距。板坯在加热炉内一般加热到1200～1250℃出炉。加热出炉后的板坯，首先经过高压水除鳞清除氧化铁皮，而后进入粗轧机组，R1粗轧机为四辊可逆式轧机，与可逆式立辊轧机E1靠近布置，板坯在E1R1上轧制3道后，经辊道送至E2R2四辊可逆式轧机轧制3道次，轧成30～60mm的中间带坯。带坯经中间辊道送至切头飞剪剪去带坯头、尾，然后经精轧机前除鳞设备除去带坯表面的氧化铁皮，送入精轧机组轧制。粗轧机组产生废带坯，由设在中间辊道传动侧的废品推出机推至废品台架上，切割后用载重小车运走。为了减少带坯在中间辊道上的温降和带坯头尾温差，在中间辊道上设有保温罩。为减少切损，切头飞剪设有最佳化剪切系统。～。为确保轧制精度和控制板型，在F1～F7精轧机上设有动作灵敏、控制精度高的液压AGC厚度自动控制系统。该控制系统代替过去常规采用的电动活陶器和微张力控制两套系统。成品带钢经精轧机组后的输出辊道上的层流冷却系统后，使温度降到规定的卷曲温度，由液压助卷卷曲机卷成钢卷。卷曲完后，由卸卷小车将钢卷托出卷曲机，经卧式自动打捆机打捆后，再由卧式翻卷机将钢卷翻卷成立卷放在链式运输机中心位置上，由链式运输机和步进梁运送钢卷，必要时将钢卷送到检查机组打开钢卷头部进行检查。钢卷经称重打印后根据下一工序决定钢卷的流向。去精整线的钢卷先翻成卧卷再由运输机送到本车间热钢卷库分别进行加工；去冷轧厂的钢卷由运输机运到钢卷转运站，再由钢卷运输小车送至冷轧厂。板带钢轧制工艺制度主要包括：（1）压下制度它是板带轧制工工艺制度中最基本的核心内容，直接关系到产量、质量和操作的稳定性。其主要内容是确定所采用的轧制方法、轧制道次和道次压下量。（2）温度制度包括加热温度制度，轧制温度制度（开轧、终轧温度和道次温度的确定）和冷却温度制度（包括卷曲温度和缓冷制度等）。温度制度取决于对产品的性能要求和变形制度、但对变形制度本身又有所影响。（3）速度制度多数板带轧机与不可逆式的型钢轧机不同，采用可调速的可逆轧机或连轧机。速度制度的合理与否同样影响轧机的产量和轧钢过程的顺利进行。所谓合理的工艺制度，是相对而论的。因为某一制度都是针对某一特定的设备条件、车间布置、原料供应等具体情况而制定。另一方面，优质、高产、低消耗是工艺制度所追求的目标，但这三者在客观上是有一定矛盾的，而质量的多项指标之间也存在一定的矛盾，因而工艺制度只能根据具体要求求得总体上的合理性。加热制度在热轧带钢的生产中，为使钢材便于轧制，就必须根据钢本身特性的不同而采取不同的加热制度。加热质量的好坏与带钢轧制工艺及质量有着密切的联系。加热目的在轧钢之前，要将原料进行加热，其目的在于提高钢的塑性，降低变形抗力及改善金属内部组织性能，以便于轧制加工。2．加热要求钢坯在轧制前加热的好坏直接影响轧机产量、产品质量和能量消耗、设备安全及其他技术经济指标。对此，必须满足以下加热要求：加热温度要准确、不产生过热和过烧；加热时板坯内外温度要均匀，尽量将温差限制级在允许范围内，否则产生热应力；尽量减少板坯加热时氧化损失，以降低成本，提高表面质量；防止含碳量高的板坯在加热时脱碳；不同的钢种制定不同的合理的加热制度。钢的加热温度主要应根据各种钢的特性和压力加工工艺要求，从保证钢材质量和产量出发进行确定。加热温度的上限和下限对低合金钢和碳钢，可根据Fe-C平衡相图确定加热温度的上限和下限，理论上应当是固相线AE，实际上加热温度上限一般低于100~150℃。其下限理论上高于Ar3（高30~50℃），这个温度通常是1150~1250℃。此外还要考虑到出炉到轧制终了时的全部温降情况。加热温度必须考虑轧钢工艺的要求、设备布置特点等。合金钢的加热温度，尤其高合金钢中合金元素的种类、含量不同，故具体考虑。板坯的加热时间可按下面的经验公式计算：1）冷装加热时间：τ=C·B()式中:τ——加热时间，小时；B——钢坯厚度，厘米；C——系数；2）热装加热时间：钢坯热装时加热时间取决于其入炉温度，温度越高，加热时间越短。故热装加热时间可按下面公式确定：t1=(T-200)式中：T—装炉时金属温度，℃。系数C的选择钢种C碳素钢~合金结构钢~高合金结构钢~高合金工具钢~本设计采用热装加热，依据典型产品取C=，则加热时间t1=××（550-230）=。压下制度板带钢轧制压下规程是半袋轧制制度最基本的核心内容，直接关系着轧机的产量和产品的质量。其内容包括确定采用的轧制方法，轧制道次及每道次的压下量等。热轧带钢的压下规程包括粗轧和精轧两部分。本次设计的典型产品是：16MnR，×1520mm。粗轧机的作用是将加热后的板坯，经本机组的粗轧机轧制成规定的厚度和宽度的中间坯。根据产品选择原料选择连铸坯的规格为：230×1500×10000mm，。坯料的化学成分单位：%牌号CSiMnPSAlt16MnR

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≥（2）根据成品板宽确定精轧目标宽度由公式：BF=BC×（1+C1×TF7）+β()式中BC——成品板宽，mm；BF——精轧目标宽度，mm；C1——热膨胀率，×10-5；TF7——精轧末架出口温度，取880℃；β——宽展边余量，一般为6~8mm。则：BF=BC×（1+C1×TF7）+β=1520×（1+×10-5×880）+6=。（3）确定出F1E的目标宽度BF1E由公式:BF1E=BF-ΔBF()式中：ΔBF——精轧机组的总宽展量。由于精轧机组的宽展量较小，为方便计算可以忽略不计，故ΔBF=0，则：BF1E=BF=。（4）粗轧各道次压下量分配。各道次压下率分配范围轧制道次123456轧5道的ε%203035~4035~5030~50--轧6道的ε%15~2322~3020~3527~4030~5015~35本设计粗轧时由两架粗轧机轧6道次，根据实际经验，中间坯厚度范围在30~60mm，本设计取30mm，粗轧总压下量为200mm。。粗轧各道次压下分配轧制道次123456ε%152532Δh（mm）35494839218轧前H(mm)230195146986948轧后h（mm）19514698694840（5）粗轧各道次宽展量计算由公式:ΔBi=Ki×Δhi()式中：ΔBi——第i道次的宽展量，mm；Δhi——第i道次的压下量，mm；Ki——各轧机宽展系数，取K=。则：ΔB1=K×Δh1=×35=;ΔB2=K×Δh2=×49=;ΔB3=K×Δh3=×48=;ΔB4=K×Δh4=×39=;ΔB5=K×Δh5=×21=;ΔB6=K×Δh6=×8=;∑ΔBi=60mm(6)宽向所需的总的侧压量由公式：∑ΔB’=(C2×B坯-BF1E)+∑ΔBi()式中：∑ΔB’——宽向的总侧压量，mm；C2——热膨胀系数，；B坯——常温下的坯料宽度，mm；则∑ΔB’=(C2×B坯-BF1E)+∑ΔBi=(×)+60=（7）各道次宽度计算各道次宽度等于轧前宽度减去侧压量再加上宽展量，。各道次宽度计算单位：mm道次123456F1E轧前宽度15001480侧压量10宽展量--轧后宽度1480精轧机组的主要任务是把从粗轧机架输送来的中间坯通过七机架连轧，把带坯轧成符合用户要求的合格产品。精轧机组压下量分配原则：第一架可以预留适当的余量，即是考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许的压下量；第二、三架要充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量；以后各架逐渐减小，到最末一架一般在10~15%左右，以保证板型，厚度精度及性能质量。。。连轧机组各机架压下率一般分配范围机架号1234567ε%40~5035~4530~4025~3515~2510~15--ε%40~5035~4530~4025~4025~3520~2810~15精轧机组压下规程单位：mm机架号1234567轧前H402415107轧后h2415107Δh169531ε%速度制度制度速度制度就是确定各道次的速度图，并计算各道次的纯轧时间及间隙时间。粗轧速度制度根据体积不变原理：BHL=bhl可以粗略得出各轧机道次连铸坯的长度，。（由于长度方向有切头尾，而厚度方向变化很小，所以厚度和长度方向不考虑热膨胀。）粗轧各轧机道次连铸坯的长度参数0123456B(mm)15001480H(mm)23019514698694840L(m)10本设计粗轧机共轧6道次。根据经验资料取平均加速度a＝40rpm/s,平均减速度为b=60rpm/s。采用梯形速度图，：()式中：——该道轧后轧件长度，m；——梯形速度图的恒定转速，转/分；——轧件的咬入速度，转/分；——轧件的抛出速度，转/分；——工作辊的直径m，取D=。粗轧各道次速度制度道次123456L（m）ny（转/分）202020202020nh（转/分）404040404040np（转/分）202020202020tzh（s）tj（s）121281212--注：tj为道次间隙时间轧件出粗轧机的速度可由公式求出：（）所以：=，m/s，粗轧机到精轧机组的距离共120m，因此，尾部轧完后，m/s的速度逐渐降到精轧第一架的咬入速度0.5m/s，=，此段运行时间取为36s。粗轧速度图2．精轧机速度制度（1）确定最末架轧机F7的出后（出口）速度V7末架出口速度的上限受电机能力带钢轧厚的冷却能力限制，并且厚度小于2mm的薄带钢在速度太高时，还会在辊道上产生漂浮跳动现象，但速度太低又会降低产量且影响轧制速度，故应尽可能采取较高的速度。末架穿带速度一般以成品厚度为依据，。，故取穿带速度为10m/s。末架轧机最高轧制速度取为20m/s。末架穿带速度成品厚度mm穿带速度m/s成品厚度mm穿带速度m/s成品厚度mm穿带速度m/s~~~~~~~~~(2)带钢热连轧机组的速度曲线图精轧速度图其中，A点：穿带开始时间,穿带速度为10m/s；B点：带钢头部出末架至其头部达到计数器设定值点后（0~50mm）开始第一级加速，~；C点：带钢头部咬入卷取机后开始第二级加速，m/s2；D点：带钢以工艺制度设置的最高速度轧制，取15m/s；E点带钢尾部离开第三架时，机组开始减速，减到13m/s；F点：带钢尾部离开第六架，以13m/s速度等待抛出；G点：带钢尾部离开精轧机组，开始第二次降速；H点轧机以穿带速度等待下一条带钢。I点；第二条带钢开始穿带。（3）轧制时间的计算1）AB段：取，2）BC段：精轧机组末架轧机至卷曲机的距离为125m，则：，取加速度则：；3)CD段：取加速度则：EF段：式中——带钢尾部出第三架，六架轧机时，这时还能轧出的带钢长度；——第i架轧机轧出厚度；——精轧机各架间距；，，，此段加速度为：，；5）FG段：，；6）DE段：成品带钢长度：，取L=667m；则：DE段所轧带钢长度为：；7）GHI段：，间隙时间15s。综上：精轧机组的纯轧时间为：（4）其它各机架速度制度的确定由秒流量相等的原则，即。其中为第架的前滑值，为第架的轧出厚度。由于热轧过程中前滑很小，可以忽略不计，故上式可转化为。从而得出其它各架的速度，。精轧机组各架轧制速度单位：m/s机架1234567V0稳定轧速15穿带速度10注：V0为进精轧机组的咬入速度温度制度板坯的加热温度，由Fe-C相图，定为1200℃，考虑到钢坯从加热炉到粗轧机组有温降，第一道次开轧温度定为1150℃。由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道次温降时应以尾部温度为准。对于粗轧来说各道次的温降可采用下面的公式：（）式中：——道次温降，℃；——前一道次温度，℃。——该道次间隙时间和纯轧时间；——该道次轧前厚度，mm；——前一道次的绝对温度，K。则第一道次轧后尾部温度为：第二道次轧后尾部温度：第二道次轧前头部温度：第三道次轧后尾部温度:第三道次轧前头部温度：接着进入第四架粗轧机，第四架的轧前头部温度为：第四道次轧后尾部温度：第五道次轧前头部温度：第五道次轧后尾部温度：第六道次轧后尾部温度：道次123456温度（℃）精轧温度根据现场经验，带坯在辊道上运行时的温降为1~2℃/s，设定辊道降温为10℃，精轧在除鳞箱的温降为30℃，由于精轧前立辊与精轧机组距离较近，忽略此处温降，=℃。精轧末架的出口温度为880℃。考虑到轧制过程中塑性变形热和摩擦热，以冷却水降温，辐射散热等多重因素的影响，结合现场实际，采用温降公式：（）（）其中，——精轧前轧件的温度℃和厚度mm；，——轧件终轧温度℃及厚度mm。根据上公式℃取880℃考虑到现场轧制生产中，精轧机组间采用冷却水控制温度，根据生产需要，。精轧各架温度变化机架1234567温度(℃)880CVC带表“连续可变凸度”，其技术的基本原理是将上下工作辊的辊型设计成花瓶的S型，然后相对180°布置，组成相互对称的辊缝形状，通过工作辊沿轴向移动，达到改变工作辊所组成辊缝形状，以控制带钢的横截面形状及延伸情况，从而得到所要求的板型。CVC技术在不断减少对轧辊支持作用的情况下，实现了轧辊凸度的连续变化，从而起到板型控制作用。该装置即满足了对控制辊缝的要求，又节省了大量的配置辊型的轧辊，也就是既提高了板型质量，又降低了生产成本。CVC辊型中性CVC辊型中性CVC辊型图辊原理正辊负辊PC辊原理图PC辊为PairCross的缩写，即上下工作辊（包括支撑辊）轴线有一个交叉角度，上下轧辊（平滚），当轴线有交叉角度时将形成一个相当于有辊型的辊缝形状（相当于轧辊具有正凸度）。因此PC辊为了得到整凸度辊缝形状就必须采用带有负凸度的轧辊。轧辊交叉调节出口断面形状的能力相对比较大，但是由于轧辊交叉将产生较大的轴向力，因此，交叉角度不能太大，否则将影响轴承寿命。目前一般小于1°。PC辊在应用中的另一问题是轧辊的磨损，为此，目前PC轧机都带有在线磨损装置以保持辊缝形状的稳定。PC轧辊的优点是调节凸度的能力较大，但是存在很大的轴向力而限制了其调节能力。PC辊的缺点是机构复杂以及轴向力（达到轧制力的8%~10%）将使轴承寿命缩短，使维护工作量增大，并增加了轧制力测量的滞后性，采用PC辊时弯辊力一般不能超过80t。PC轧辊一般用于凸度预定，不用于在线（轧制时）调节。本设计精轧机组F1，F5～F7为常规轧机；F2～F4为PC轧机，F4～F7带有ORG装置，对工作辊的偏磨损及表面粗糙，通过段差磨削及表面磨削来消除，可进行不受同宽度轧制，宽度逆转轧制的自由轧制，同时，可以延长换辊周期。F1～F7采用横移台车快速换工作辊，减少停轧时间。热轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的主要目标。板带钢轧制厚度波动主要来源于轧制力的波动，影响厚度波动的因素有以下几个方面：（1）由带钢本身工艺参数波动造成，这包括来料头尾温度不均、水印、来料厚度不均以及化学成分偏析等。（2）由轧机参数变动造成，这包括支承辊偏心、轧辊热膨胀、轧辊磨损以及油膜轴承油膜厚度变化等。轧机参数变动将使辊缝发生周期变动（偏心）及零位偏移（热膨胀等）。这将在辊缝不调整情况下，使轧件厚度发生周期波动火缓慢变化。自动厚度控制系统是用来克服带钢工艺参数波动对厚差的影响，并对轧机参数的波动给予补偿。轧钢机工作图表是研究和分析轧制过程的工具，它表示和反映了轧制道次和时间的关系。其中T为轧制节奏时间，TZ为总延续时间，Δt上块轧完到下块开始轧制的间隙时间，Σtj为各道次的间隙时间之和。。粗轧机的工作图表：，设定：，精轧机的工作图表其中,4设备参数的选择1．为了完成每年420wt板坯任务，车间设置三座步进梁式加热炉。2．炉子形式，步进梁式板坯加热炉。3．加热能力：最大产量：350t/h，加热230×1500×100000mm的板坯从20℃到1200℃，装料间隔50mm。4．炉子主要尺寸:炉子基本尺寸名称尺寸，mm装料辊道、出料辊道中心线距离47500两炉中心线距离24000炉子全长42470炉子有效长度40020装料前室长度2450预热段长度11322加热1段长度9113加热2段长度9485均热段长度10100炉子宽度12644炉膛内宽度117165．加热炉炉型图及尺寸24509008501500700100080070028002450900850150070010008007002800装料前室预热段加热1段加热2段均热段20002000加热炉炉型图及尺寸板坯高压水除鳞装置高压水除鳞装置设备性能项目指标型式高压水喷射式集管数，个上/下各2压力，MPa16水量，m3/h420喷嘴型式扁平喷射型喷嘴型号相当于DNH1525数量，个66（合计）粗轧机组车间设有两架粗轧机（R1，R2）,与力辊一起构成万能轧机对板坯进行压下，然后供给精轧机轧制，粗轧机入口处设有导板，使轧件对中，轧辊轴承座下部设有换辊滑板。粗轧机主要参数粗轧机R1R2型式四辊可逆式最大轧制力t4000工作辊mmΦ1200/Φ1100×1780支持辊mmΦ1550/Φ1400×1780主电动机2-AC7000kwKW&rpm0±40/80r/min轧制速度m/s0～～粗轧机小立辊粗轧机小立辊（E1E2）附在每架粗轧机前面，与粗轧机一起构成万能轧机，对粗轧机中的板坯在宽度上进行强有力的压缩，并保持带钢宽度一致，同时也起着对准轧制中心线的作用。粗轧机小立辊设备主要参数轧机小立辊E1E2最大轧制力t400最大轧制速度m/s0～～轧辊直径mmΦ1180～1080轧辊开口度mm770～1780主传动功率kw2×1450最大压下量mm60（板坯230mm）保温罩本设备是放在延迟辊道上，主要是防止带钢的温降，以保证精轧的开轧温度，同时也起到节能消耗的作用。保温罩设备性能项目指标型式液压倾动式液压缸行程，mm560液压缸工作压力，MPa21开启角度，(°)0、45、90数量，个11精轧区设备选择飞剪飞剪设备性能序号名称技术数据1切头剪形式异周速滚筒式2剪切能力剪切材料碳素钢低合金钢剪切温度900℃900℃剪切负荷最大1175吨剪切规格最大60mm×1630mm切头长度500mm剪切速度约60~150m/min3减速机形式二级齿轮减速机减速比1/润滑强制给油4电动机1-AC2000kw×680rpm精轧除鳞箱精轧除鳞箱设备性能项目指标除鳞箱型式双夹送辊形高压水喷射式上夹送辊型式空心空转辊式上夹送辊尺寸，mmф510×L1930上夹送辊压下装置气缸驱动式上夹送辊数量，根2辊道辊和下夹送辊型式单独驱动式辊道辊和下夹送辊尺寸，mmф350×L1930下夹送辊数量，根2辊道辊数量，根4电动机，台×KW×r/min6××250辊道速度，m/min0～275除鳞上集管数量，根2除鳞集下管数量，根2除鳞喷咀型号DNH1525每根除鳞集管喷咀数量，个20除鳞压力，MPa16水量，m3/h450除鳞罩液压缸驱动开闭式精轧机组精轧机组为7架四辊不可逆式连轧精轧机（F），各机架间距6000mm，传动系数设有安全装置。轧机牌坊为闭口式，工作辊和支持辊用喷嘴来冷却。1780精轧机组是日本三菱重工设计，设备由三菱重工与中国一重合作制造或从日本引进。主要包括：测量辊、切头剪、精轧机除鳞机、F1E立辊轧机、7架精轧机及其附属设备组成。F1，F5～F7为常规轧机；F2～F4为PC轧机，F4～F7带有ORG装置，设计年生产能力420万吨。F1E立辊有AWC(宽度自动控制)功能。精轧机采用全液压压下装置AGC系统,液压缸行程为120mm,增加了压下的快速性，提高板厚的精度。目前AGC系统厚度控制数学模型不断完善,控制精度不断提高。精轧机组F1～F7采用热轧油工艺润滑技术。F1～F7采用横移台车快速换工作辊，减少停轧时间。。精轧机组设备主要参数设备性能参数数量7架类型四辊不可逆轧机最大轧制力4000t/每机架开口度（最大辊径）F1~F370mm,F4~F760mm工作辊直径F1~F3:φ800/φ710F4~F7:φ700/φ625辊身长度1780mm材质高速钢/高镍铬支承辊尺寸1550/1400×1760材质45Cr4NiMoV主传动电机功率KW和转速r/minF1~F3AC10000×100/200F4AC7500×F5AC7500×F6AC7500×F7AC6000×精轧区其他设备活套支持器用于张紧精轧机架间的带钢，使精轧机架间的带钢在恒定的微张力状态下保持一定的微套量，形成张力调节的缓冲环节。活套辊放下时，活套辊上表面高出理论轧线的高度。活套装置（）。活套装置设备性能项目指标型式电动式活套动作角度，（°）60(轧钢时)，90(换辊时)活套初始角度，（°）辊径×辊身长，mmф184×1830电动机，KW×r/minL1～L33×2—DC60×58L4～L63×1—DC90×58精轧机引料辊精轧机引料辊项目指标机架F1F7辊身直径，mm350300材质空心锻钢厚壁钢管，表面喷焊数量，根12电动机，台×KW×r/minAC×2502×AC8×1400辊子转速，m/min0～2750～1319轧辊交叉装置轧辊交叉装置参数型式电动单侧交叉方式交叉角，（°）Max.丝杆(直径×螺距),mm180×16交叉速度（丝杆速度）,mm/s电机，台×KW×r/min2×AC44×13004.磨辊装置F4～F7轧机在线磨辊装置。F4～F7轧机在线磨辊装置项目指标型式2磨头组合型定压推压方式(杯型)研磨范围工作辊辊身全长磨削研磨方式全面磨削、段差磨削和全面、段差并用磨削砂轮尺寸（外径×内径×有效厚），mmφ240×φ120×75砂轮研磨速度，r/min800～1000(2个机架)，400～5004（个机架）摆动速度，mm/s50～80砂轮推压力，kg100～140砂轮倾斜角度随工作辊倾斜冷却装置轧辊冷却：F1～F7入口侧上支持辊各设置一根集管。F1～F7入口侧上、下工作辊各设置一根集管。F1～F3出口侧上、下工作辊各设置三根集管。F4～F7出口侧上、下工作辊各设置二根集管。除鳞集管：F1～F3机架间上下各设置1根除鳞集管。带钢冷却集管：F3～F7机架间上下各设置1根带钢冷却用集管、氧化物清除集管F1～F7出口轧制线两侧各设置1根侧喷集管，上部设置一根水切喷射集管。除尘集管：F1～F7出口侧上、下各一根。ORG的水切集管：F4～F7入口侧的侧导板的两侧各有一根冷却装置压力及水质使用部位压力，MPa水质F1～F7工作辊冷却F3～F7机架间冷却、F1～F7出口侧除尘喷射及吹扫喷水直接水飞剪输入辊道冷却飞剪冷却精轧除鳞箱辊道冷却F1～F7支持辊冷却F1～F7机架间活套辊冷却飞剪输入辊道内部冷却油冷却装置间接水层流冷却系统设备性能项目上部下部阀门数量型式126个空气操作蝶阀108个空气操作蝶阀组数15151～12组每组集管数量，根61213～15组每组集管数量，根1212每组流量，m3/h504504集管内压力，MPa冷却水温度，℃≤35≤35总水量，m3/h75607560冷却水区域长度，mm82800侧喷组数，组16侧喷压力，MPa卷取区主要设备性能卷取能力材料厚度，mm宽度，mm卷取速度，m/min等级抗拉强度，N/mm2屈服强度，N/mm2碳素钢7005401630＜250低合金钢7005401630＜200卷取温度400℃~项目指标型式液压3助卷辊卷取机窗口直径，mm2350带钢厚度，mm~带钢宽度，mm800~1630板卷外径，mm1000~2150板卷内径，mm762板卷重量，t最大30单位卷重，kg/mm23传动电机额定功率，KW2~500转速，r/min320/960卷取速度，rpm最大1300卷取机框架厚度，mm1505轧制力与轧制力矩计算轧制力计算计算公式1.，其公式为；（）式中：m——表示外摩擦时对P影响的系数，；当t≥800℃,Mn%≤%时，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa式中：t——轧制温度，C、Mn为以%表示的碳、锰的含量；——平均变形系数，；η——粘性系数，——摩擦系数，，对钢辊a=1，对铸铁辊a=；——决定于轧制速度的系数，。与速度的关系轧制速度（m/s）＜66~1010~1515~20系数12.各道轧制力计算公式为轧制力计算结果粗轧机轧制力计算结果道次123456T(℃)H(mm)230195146986948h(mm)19514698694840Δh(mm)35494839218R(mm)600600600600600600fmK(Mpa)C'111111ηv（mm/s）251025102510251025102510ξ(Mpa)BH（mm）1500bh（mm）1480P(KN)141741801819902206181831712070精轧机轧制力计算结果道次1234567T(℃)880H(mm)402415107h(mm)2415107Δh(mm)169531Ri(mm)400400400350350350350fmK(Mpa)C'111ηv（mm/s）121022003660611094101308015000ξ(Mpa)(BH+bh)/2P(KN)1641015671151121417918065148137925传动两个轧辊所需要的轧制力矩为：，式中：——轧制力；——力臂系数；——咬入区的长度。上式中的力臂系数根据大量实验数据统计，~。一般的，轧制力臂系数随着轧制厚度的减小而减小。1。粗轧轧制力矩计算结果道次123456Ri（m）Δh(m)P(KN)141741801819902206181831712070M（）。精轧轧制力矩计算结果道次1234567Ri（m）Δh(m)P(KN)1641015671151121417918065148137925M（）6设备能力参数校核轧辊的物理性质轧辊名称材质许用应力泊松比弹性模量（Gpa）工作辊F1~F3实心锻钢[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa工作辊F4~F7高镍铬[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa支持辊F1~F7高速钢[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPaR1工作辊合金锻钢[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPaR1支持辊合金锻钢[σ]=120MPaE=206[τ]=60MPa轧辊强度校核在本设计中，由于粗轧两架轧机相同，所以对于同一辊径的情况下，只需校核压下量最大的一道。对于R1校核第二道次，F1~F3校核第一道，F4~F7校核第四道。由于各机架均为四辊轧机，所以本设计以粗轧机为例进行校核。校核时，需要校核轧制力较大，轧辊尺寸较小的道次。对于四辊轧机，当采用工作辊驱动时，由于工作辊受弯矩小，主要由支承辊承担，量辊之间圧靠会产生接触应力，因此在设计校核中，支撑辊校核辊身与辊径的弯曲应力，工作辊校核辊身弯曲应力，辊头的弯曲组合应用，以及两辊间的接触应力大小。参数计算由于校核时应考虑危险情况，故有关尺寸应按最危险情况取值，现将有关的轧辊参数列出如下：1．工作辊R1粗轧机主要尺寸为：辊径D×辊身长度L；1200mm×1780mm，辊颈采用滚动轴承，故根据经验公式，其尺寸如下：，取为650mm；，取为600mm；万向接轴示意图辊头采用滑块式万向接轴，其主要尺寸如下：辊头的直径， 取1190mm。厚度，取320mm。，取200mm。，压下螺丝中心距抗扭断面系数12345其它参数选择方法相同，。工作辊参数选择结果单位mm项目辊径D×辊身长度L辊颈d辊颈l辊头D1辊头b辊头sR1R21200×17806506001190200320F1~F3800×1780420380790120200F4~F7700×17803503006901101802．支撑辊R1R2粗轧机主要尺寸为：辊径D×辊身长度L：1550mm×1780mm辊颈：=850mm，=750mm压下螺丝中心距支撑辊参数选择结单位mm项目辊径D×辊身长度L辊颈d辊颈lR1R21550×1780850750F1~F71400×1760800700R1轧辊强度校核由于R1R2、F1~F7轧机均为四辊轧机，校核方法相同。工作辊与支撑辊辊身中央处的弯矩可按下列公式计算：，式中：——工作辊辊身中央处的弯矩；——支撑辊辊身中央处的弯矩；——轧制力；——辊身长度；——压下螺丝中心距；——所轧板带钢宽度。选轧制力大的第四道次进行校核，已知数据：电机功率P=7000kw,辊头宽度：（1）工作辊辊身的弯曲应力经支承辊传递，工作辊的压力（最大应力）位于工作辊辊身和辊径（辊颈）的交界处，则工作辊所受轧制载荷均匀分布，则上式可简化为：（2）工作辊辊头的扭转应力工作辊头为传动端，须校核扭转应力。工作辊辊头的扭矩图根据上图的辊头结构图，其合力作用在扁头一个支叉的外侧的b/3处扭转力矩式中：——接轴所传递的力矩；；——扁头的总宽度与扁头一个支叉的宽度。——电机功率，KW，=7000KW——转速，r/min；——速度，m/s；，——辊头直径，m。所以扭转力矩等于：扭转应力（3）两辊的接触应力接触应力按赫兹公式计算式中——加在接触表面单位长度上的负荷，；——相互接触的工作辊与支撑辊的半径；——与轧辊材质有关的系数，、其中——两轧辊材料的泊松比和弹性模量。和粗轧机第四道次的板宽相等即：由于工作辊与支撑辊的材质相同，并且泊松比，所以上式可写为：（4）支撑辊的辊身中部弯曲应力——工作辊对支撑辊在单位长度上的压力；——支撑辊两个支反力间的距离。在计算弯曲强度时，认为等于压下螺丝中心距，而且把工作辊对支撑辊的压力简化为均布载荷，则上式可简化为：1780mm1780mml/mm（5）支撑辊辊颈处的弯曲应力危险断面位于支撑辊辊颈和辊身的连接处（此处支撑辊辊颈所受弯矩最大），则符合强度要求。同理，通过以上公式计算精轧机组第一架和第四架轧机符合要求。因此，可知其它四辊轧机符合条件。在设计轧制板带时，必须保证其能稳定咬入。其咬入角主要取决于轧机的形式、轧制速度、轧辊材质、表面状态、钢板的温度、钢种特性及轧制润滑等因素的影响。热轧带钢的最大咬入角一般为15°~20°，低速轧制时为15°。轧件能被咬入的条件为摩擦角大于咬入角，即，并且一般的，轧制速度高时，咬入能力低。根据压下量与咬入角的关系：，取辊径最小时计算。由此公式，计算结果项目R1第二道F1~F3第一道F4~F7第四道tanαtanβ注：只对压下量Δh