【正文】 07年我國的鋼產(chǎn)量超過的3億噸，我國成為世界上最大的產(chǎn)鋼國，但是仍然有很多鋼材需要進(jìn)口，尤其是薄規(guī)格冷、熱軋板和熱軋酸洗板占進(jìn)口量的絕大部分。隨著與鋼鐵工業(yè)相關(guān)的其他工業(yè)如汽車、家電等行業(yè)的迅猛發(fā)展，將會進(jìn)一步加大對鋼材的需求，尤其是高品質(zhì)的板材的需求更是巨大。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)80萬噸的冷軋薄板廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)家電，汽車板，來滿足國內(nèi)的需求。廠址選在唐山，這里有豐富的電力資源，礦產(chǎn)資源豐富：唐山附近地區(qū)有豐富的鐵礦資源，同時(shí)唐山靠近京唐港為進(jìn)口鐵礦石提供了便利。唐山本地的開灤煤礦，為其提供充足的煤燃料。臨近有許多大型水庫為其提供大量的工業(yè)用水。唐山地區(qū)地理位置優(yōu)，自然氣候條件適宜，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，有很多與鋼鐵相配套的產(chǎn)業(yè)，重工業(yè)發(fā)達(dá)。同時(shí)，為了優(yōu)化河北省鋼鐵的資源配置，有必要在唐山建設(shè)冷軋薄板廠從而帶動整個(gè)地區(qū)的鋼鐵競爭力。近三十年來，冷軋薄板取得了很大的進(jìn)步，冷軋從上世紀(jì)20年代起在美國開始應(yīng)用，30年代得到迅速發(fā)展，到40年代在世界范圍內(nèi)得到推廣，而60、70年代冷軋生產(chǎn)及技術(shù)的發(fā)展更是達(dá)到突飛猛進(jìn)的程度。冷軋薄板發(fā)展如此迅速的主要原因是：，特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸嚴(yán)重超出公差范圍，性能也出現(xiàn)顯著差異。同時(shí)，從規(guī)格方面考慮，事實(shí)上存在著一個(gè)熱軋厚度下限。70年代初期，日、法、意、原西德等國曾致力于用熱連軋精軋機(jī)組增加但實(shí)踐證明，不但溫度不均，還無法解決高速薄帶鋼在輥道上漂浮問題，因而從產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性來說這是不可行的?，F(xiàn)代熱連軋機(jī)。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板。，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不良。因此熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。熱軋板表面粗糙度熱軋狀態(tài)為20μm，酸洗后為25μm。而冷軋板表面清潔光亮，并可根據(jù)不同用途制造不同表面粗糙度的鋼板。冷軋板按表面粗糙度分為3種：一種是無光澤的鋼板，其表面租糙度為3～10μm，一般適用于作沖壓部件，并且當(dāng)需涂噴刷漆時(shí)這種鋼板附著性較強(qiáng)；第二種是光亮板，這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用厚板等；第三種是壓印花紋鋼板，采用表面具有70～120μm凸凹的平整輥平整鋼板，這種鋼板由于儀表殼及家具裝飾等。這樣的表面質(zhì)量熱軋是無法滿足的。、品種多、用途廣。冷軋鋼板的另一突出優(yōu)點(diǎn)是性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當(dāng)?shù)呐浜希梢栽诒容^寬的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。如汽車用薄板幾乎全部須經(jīng)沖壓成型，這樣深沖性能就成為薄板生產(chǎn)和使用的核心問題。沖壓用鋼的主要要求之一是具有占優(yōu)勢的有利織構(gòu){111}／(100)?！?，～，～，～，這是熱軋無法達(dá)到的。由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)得以迅速發(fā)展，并且冷軋薄板有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機(jī)制造、電氣產(chǎn)品、機(jī)車車輛、造船、航空及火箭、精密儀表、民用建筑、工業(yè)廠房、家用電器、食品罐頭以及一些耐久制品都需要大量的冷軋板帶。出于這些工業(yè)的發(fā)展，對薄板質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)量要求越來越大，對冷軋板帶生產(chǎn)提出了更高的要求，故冷軋薄板的產(chǎn)量增長很快。 制定產(chǎn)品大綱本設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)80萬噸能生產(chǎn)高檔家電板和汽車板的冷軋薄板廠，以多規(guī)格，多品種，高性能的產(chǎn)品特點(diǎn)來適應(yīng)變化的市場需求。冷軋產(chǎn)品分為冷軋板卷，熱鍍鋅板卷，彩涂板卷三大類產(chǎn)品。設(shè)計(jì)之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱的編制原則：，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對鋼材的需要。，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。，物資和材料運(yùn)輸?shù)那闆r。、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化。產(chǎn)品大綱如下：：80萬噸/年其中超低碳鋼占10％，低碳鋼占80%，低合金結(jié)構(gòu)鋼占10%。原料（熱帶卷）規(guī)格：帶鋼厚度： ～；帶鋼寬度： 800mm～1600mm鋼卷內(nèi)徑：ф760mm；鋼卷外徑： 最大ф2150mm；鋼卷重量：大約25t左右單位質(zhì)量：23kg/mm；含碳量：0%～%；年產(chǎn)量：80萬t鋼種及其比例表1鋼種及其比例鋼種C /%比例 /%超低碳鋼～10低碳鋼～80低合金結(jié)構(gòu)鋼～10產(chǎn)品規(guī)格詳細(xì)分類：表2 產(chǎn)品規(guī)格詳細(xì)分類比例寬度/mm總產(chǎn)量/萬 t比例%550~650650~750750~850850~950950~11501150~12501250~13501350厚度/mm~12453——————1523555105155850244433322925—12231110比例/%59141614159181001002 酸洗段設(shè)備與工藝 酸洗機(jī)組的設(shè)備從熱軋工序來的帶鋼,由于在高溫下生產(chǎn),表面具有一層致密的氧化鐵皮,若不將其清除干凈,則勢必影響冷軋帶鋼的生產(chǎn)。因此,在冷軋開始之前,必須將其表面的氧化鐵皮完全清除干凈。冷軋生產(chǎn)中,清除氧化鐵皮的方式主要有硫酸酸洗和鹽酸酸洗,通過酸液與氧化鐵皮的反應(yīng)來將其清除。在20世紀(jì)60年代以前,帶鋼酸洗主要采用硫酸酸洗方式。1959年奧地利的魯茲納公司發(fā)明了鋼帶塔式鹽酸酸洗機(jī)組,并且解決了鹽酸廢液的再生回收問題,從此鹽酸酸洗機(jī)組風(fēng)靡世界。目前冷軋生產(chǎn)線主要采用的連續(xù)式酸洗工藝主要有半連續(xù)式酸洗機(jī)組、連續(xù)塔式酸洗機(jī)組和連續(xù)臥式酸洗機(jī)組三種。 半連續(xù)式酸洗機(jī)組半連續(xù)式酸洗機(jī)組也稱推拉式酸洗機(jī)組 。它的工藝操作過程是:鋼卷經(jīng)過開卷后,隨之進(jìn)入矯直機(jī)矯直帶鋼,以保證帶鋼順利通過機(jī)組,被矯直的帶鋼經(jīng)酸洗除去表面的氧化鐵皮,隨后進(jìn)入清洗槽,去除殘酸,再經(jīng)熱風(fēng)烘干裝置將其表面烘干,最后經(jīng)過切邊、切頭尾后卷取成卷。同連續(xù)式酸洗機(jī)組相比,半連續(xù)式酸洗機(jī)組由于沒有頭部的剪切機(jī)、拉矯機(jī)、焊機(jī)、活套車等設(shè)備,輸送輥道和拉料輥的數(shù)目也比連續(xù)式酸洗機(jī)組少得多,機(jī)組設(shè)備最少,并且由于設(shè)備少而大大縮短了生產(chǎn)線的長度,減少了占地面積,因此造價(jià)最低。由于具有這些特點(diǎn),推拉式酸洗機(jī)組目前還具有一定的生命力,在工廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不大時(shí),可以考慮采用這種工藝技術(shù)。 連續(xù)塔式酸洗機(jī)組 連續(xù)塔式酸洗機(jī)組，就是帶鋼連續(xù)在立式的塔中進(jìn)行時(shí)，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼表面，以除去帶鋼表面氧化鐵皮的酸洗方法。帶鋼在塔內(nèi)由下而上，然后再由上而下運(yùn)行一個(gè)來回，或幾個(gè)來回，形成所謂的單套或多套連續(xù)塔式酸洗。 塔式酸洗機(jī)組的頭部設(shè)備和尾部設(shè)備的組成和參數(shù)，一般與臥式酸洗機(jī)組沒有什么區(qū)別。在機(jī)組中部有酸洗段，清洗段和干燥段。酸洗段有單套塔，雙套塔和多套塔等形式。 塔式連續(xù)酸洗機(jī)組也有一系列的缺點(diǎn)，其一是中部有一個(gè)高高的酸洗塔，橋式吊車無法通過，使中部的一些設(shè)備和塔本身維修不太方便，這樣就增加了停車檢修的時(shí)間；其二，塔內(nèi)帶鋼的對中比較復(fù)雜，尤其是有鐮刀彎的帶鋼，而且塔越高對鐮刀彎的要求也越高；其三，帶鋼在塔內(nèi)斷帶時(shí)，重新穿帶比較困難；其四，帶鋼在較高的塔內(nèi)運(yùn)行時(shí)，往往會產(chǎn)生較大的擺動，有時(shí)還會打壞噴酸的噴嘴。 連續(xù)臥式酸洗機(jī)組目前在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,連續(xù)臥式酸洗機(jī)組應(yīng)用的最為廣泛。連續(xù)臥式鹽酸酸洗機(jī)組隨著冷軋技術(shù)的發(fā)展,其工藝技術(shù)也在不斷的提高。至目前,其工藝技術(shù)的發(fā)展可分為三代:第一代為深槽式,第二代為淺槽式,第三代為紊流式。紊流式酸洗工藝,由于酸洗槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn),增加酸液循環(huán)次數(shù),分槽濃度控制,所以酸洗溫度穩(wěn)定,酸液與帶鋼表面氧化鐵皮間的化學(xué)反應(yīng)速度快且穩(wěn)定,從而提高了酸洗速度,縮短了酸洗時(shí)間(比常規(guī)淺槽酸洗縮短25% ,酸耗降低60% ) ,提高了酸洗質(zhì)量。淺槽紊流酸洗工藝和設(shè)備主要有如下特點(diǎn):。酸洗槽是串列布置,但酸液在酸洗槽之間不能溢流通過,而是嚴(yán)格地分開,這種結(jié)構(gòu)上的差異,能嚴(yán)格保證槽中的酸液濃度差,提高酸洗質(zhì)量。,提高了機(jī)組效率。由于每個(gè)酸洗槽都備有一個(gè)再循環(huán)罐,淺槽酸洗機(jī)組在停機(jī)期間,酸液濃度與溫度也均不會發(fā)生變化,它給處理事故帶來極大的方便,減少了輔助時(shí)間、避免鋼帶的過酸洗、保證了機(jī)組的高效率,提高了機(jī)組的產(chǎn)量。由于酸槽的深度淺,帶鋼在槽內(nèi)基本上是沿著槽向前運(yùn)行,取消了深槽內(nèi)那種帶垂直度調(diào)節(jié)控制的裝置。當(dāng)帶鋼高速地由前往后運(yùn)行時(shí),因?yàn)樗岵圯^淺,酸液劇烈的攪動產(chǎn)生了紊流效應(yīng),使酸液與帶鋼之間能得到充分的熱交換, ,縮短了酸洗時(shí)間,提高了酸洗帶鋼速度。,進(jìn)行最優(yōu)化控制。酸洗機(jī)組計(jì)算機(jī)可從酸液濃度和酸液溫度兩個(gè)方面對生產(chǎn)的全過程進(jìn)行控制,從而保證了機(jī)組的高效率和高質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格、品種發(fā)生變化時(shí),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)能改變工藝段的濃度和溫度,以適應(yīng)生產(chǎn)的需要,達(dá)到最佳的酸洗效果,生產(chǎn)出合格的酸洗產(chǎn)品。 酸洗機(jī)組的選型 酸洗機(jī)組形式的選擇，要根據(jù)具體的條件來確定。當(dāng)機(jī)組生產(chǎn)的帶鋼品種較多，而生產(chǎn)能力不太大時(shí)，建議選擇推拉式酸洗較好，因?yàn)橥评剿嵯礄C(jī)組設(shè)備費(fèi)用較低，造價(jià)便宜，占地面積小，操作簡化，在熱軋帶鋼卷重量為15～20噸時(shí)，年產(chǎn)可望達(dá)到50～60萬噸。當(dāng)要求機(jī)組年產(chǎn)達(dá)到100～200萬噸時(shí)，那么最佳選擇是連續(xù)臥式酸洗機(jī)組。注：根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)要求本設(shè)計(jì)選擇的是連續(xù)式鹽酸淺槽紊流酸洗機(jī)組。 酸洗機(jī)組的工藝概括地說，本設(shè)計(jì)為3段式連續(xù)酸洗生產(chǎn)線，具有備用漂洗槽和5段式漂洗，裝備有1臺激光焊機(jī)、1臺破鱗機(jī)、1臺轉(zhuǎn)塔式切邊剪、1臺平整機(jī)、1臺涂油機(jī)、和3個(gè)用于連續(xù)操作的活套。出口段活套設(shè)計(jì)成可以配置1臺卷取機(jī)的活套能力，并預(yù)留出增上連軋機(jī)組而增大出口活套儲存能力的空間。中間活套設(shè)計(jì)成具有更換平整機(jī)工作輥而酸洗段不需停車、僅降速；在將來，當(dāng)切邊剪轉(zhuǎn)動時(shí)，不需酸洗段停車的儲存能力。這種配置，在卷取機(jī)卸卷時(shí)，帶鋼不會停在平整機(jī)內(nèi)，因此會避免因平整機(jī)停車而在帶鋼上造成壓痕。在這種概念下，可在低的操作和維修費(fèi)的同時(shí)取得優(yōu)化的公差。通過安裝一套自動快速換輥系統(tǒng)可大幅度地減少平整機(jī)停車時(shí)間，從而提高效率。除上述的以外，該生產(chǎn)線的發(fā)展有一個(gè)優(yōu)化的方案，通過增設(shè)一組在線的連軋機(jī)組工廠可得到進(jìn)一步的提高，該生產(chǎn)線安裝有焊機(jī)，其焊接焊縫具有軋制性。中間活套已經(jīng)具有增上連軋機(jī)組的正確尺寸，出口活套也有增加儲量的空間。 入口段從步進(jìn)梁開始包括開卷機(jī)、激光焊機(jī)、入口活套等一直到破鱗機(jī)前（不包括破鱗機(jī)）為入口段。鋼卷在生產(chǎn)線入口側(cè)裝載到步進(jìn)梁上。入口操作人員驗(yàn)證輸入的鋼卷。步進(jìn)梁的最后一個(gè)位置為一個(gè)鞍架輥，在這個(gè)位置上操作人員去除鋼卷的捆扎帶。在鞍架輥后有兩個(gè)測量站，測量鋼卷的寬度和外徑是為了自動地將鋼卷裝到開卷機(jī)上，并在開卷機(jī)上和鞍架輥上對中鋼卷。入口段配置有2臺開卷機(jī)。與傳統(tǒng)的具有處理器的方案相比，這個(gè)方案具有下列的優(yōu)點(diǎn)：。這種方法入口循環(huán)時(shí)間短、活套長度減少、所需空間減少、投資費(fèi)用（與生產(chǎn)線長度有關(guān)的）降低。替代為要求有處理鋼卷頭部的準(zhǔn)備站的處理器方案，就表示焊接前的尾部剪切必須在線進(jìn)行，其結(jié)果為入口循環(huán)時(shí)間加長。，實(shí)際上當(dāng)一條開卷線上的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，使用另一條開卷線即使速度降慢也能繼續(xù)生產(chǎn)。替代為配置處理器的方案，如果入口段出現(xiàn)故障，生產(chǎn)線必須停下來，只有在故障排除后才能再開始生產(chǎn)。，頭部穿帶至剪，根據(jù)預(yù)示切除超厚的部分：在這些操作期間如果出現(xiàn)故障，操作人員有時(shí)間修理它，而不用生產(chǎn)線停車，或者降低酸洗段的速度。處理器的配置方案就不這么靈活，在穿帶和剪切階段出現(xiàn)任何故障就表示入口循環(huán)時(shí)間的增加。但是第一種方案的機(jī)械復(fù)雜，因此兩個(gè)方案的投資費(fèi)用相當(dāng)。生產(chǎn)線運(yùn)行期間的優(yōu)勢明顯地處在2臺卷取機(jī)方案的一邊。當(dāng)前一鋼卷由第一臺開卷機(jī)打開和處理時(shí)，下一個(gè)鋼卷就被裝到了第二臺的開卷機(jī)上。帶鋼穿過矯平機(jī)到達(dá)切頭尾處進(jìn)行頭部準(zhǔn)備。帶鋼向上運(yùn)行至轉(zhuǎn)向夾送輥，在這里兩條開卷線匯合到一起。當(dāng)前一卷完了時(shí)，在切頭尾處切掉超厚的帶鋼，開始焊接連接鋼卷。焊接循環(huán)期間在切頭尾處切除剛剛完了的鋼卷的尾部。 工藝（酸洗）段從破鱗機(jī)開始包括酸洗、漂洗、中間活套等一直到平整機(jī)前（不包括平整機(jī)）為工藝段。用于去除熱軋鋼材的氧化鐵皮。利用了高速Turboflo174。酸洗技術(shù)，主要原因是該技術(shù)中只有帶鋼的速度才能影響酸液的動力能（紊流度）。每個(gè)酸洗槽都分成幾個(gè)紊流單元，利用帶鋼的速度帶起紊流并確保從酸槽入口到出口的酸洗均勻性。高的帶鋼速度會產(chǎn)生高的紊流程度達(dá)到最大的酸洗反應(yīng)。低的帶鋼速度將自動地降低酸液紊流程度和酸洗反應(yīng)。高速Turboflo酸洗系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：174。能夠以高達(dá)400m/min的速度酸洗薄規(guī)格的帶鋼（），無需維修。因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)為淺槽，酸洗線從頭至尾筆直。其它系統(tǒng)，帶鋼將在酸液上方運(yùn)行。，滿足用戶酸洗線的建設(shè)要求。，在任何狀態(tài)下整個(gè)酸槽能快速排空。，整個(gè)酸洗段可采用高張力，從而獲得較好的帶鋼運(yùn)行軌跡，減少總的電力要求。，可保持新鮮的熱酸液始終與帶鋼表面接觸。，再循環(huán)這些酸液增強(qiáng)紊流度。這使得采用高的帶鋼酸洗速度和形成高的酸液紊流度成為了可能。其結(jié)果是擠干輥處沒有了高的液體壓力，從而擠干輥的密封可大大簡化，維修量可大幅度地減少。酸洗效果可通過自動化從每個(gè)酸洗槽出、入口所提供的酸液動力而進(jìn)行適宜的預(yù)定進(jìn)行控制，同時(shí)酸液溫度可提高或降低，例如由于酸液產(chǎn)生的動力能過高或者狀態(tài)欠佳降低溫度可以起到補(bǔ)償作用。優(yōu)點(diǎn)：漂洗效率高，水消耗最少，操作環(huán)境良好。該漂洗段由下列部分組成：最后一個(gè)酸洗槽和漂洗段間的一個(gè)預(yù)漂洗單元和5段式梯流漂洗槽1）漂洗在漂洗水梯流流量達(dá)到700升/。2）5個(gè)梯流漂洗段設(shè)計(jì)為高壓漂洗，以保證帶鋼上固體附著物，例如鐵顆粒、碳、碳化物等少于50mg/m3。3）另外，我們在漂洗