【正文】 明：作為最終產(chǎn)品使用的厚度大于2mm的熱軋帶鋼的需求量正在下降，而厚度小于2mm的熱軋薄帶需求量日益增加，從正在進行和準備進行的深加工線和冷軋機組方面的投資也可看出這種趨勢。帶鋼是有一個比較特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進入廠家。通過對近五年的統(tǒng)計，可看出帶鋼消費正以一個較快的速度發(fā)展。在國內外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國作為一個發(fā)展中國家，對帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國內外需求量都較大。同時我國現(xiàn)在基礎建設規(guī)模很大，對焊管、型材的需求也相應增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。而且今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內的帶鋼生產(chǎn)[2]。由于市場對板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會下降，因此大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。 增大帶鋼產(chǎn)品的優(yōu)質比，調整產(chǎn)品結構，開拓熱軋窄帶鋼產(chǎn)品應用新領域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質量、降低消耗、降低成本、擴大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質碳素結構鋼、優(yōu)質低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質量帶鋼作為主導產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機產(chǎn)品的下限之外，從而可以代替部分冷軋產(chǎn)品。，可以減少冷軋軋程，大幅度降低生產(chǎn)成本，提高軋機的效率。國內外熱軋窄帶鋼市場需求大體相同，厚度大于25mm的產(chǎn)品基本飽和，厚度小于20mm的熱帶卻供不應求。我國寬帶軋機雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國的輕工、建筑行業(yè)等需要大量的薄規(guī)格窄帶鋼，主要用于生產(chǎn)薄壁焊接鋼管、輕鋼龍骨等，此外熱軋窄帶鋼還要給冷軋窄帶鋼軋機及特殊用途的鋼帶軋機等提供原料，因而目前我國熱軋窄帶鋼仍然不會為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計，我國煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過3106t，這也是窄帶鋼的一個大市場。熱軋帶鋼在軋制過程中除鱗效果的好壞,直接影響到帶卷產(chǎn)品的質量。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)，均采用高壓水除鱗系統(tǒng)，水壓達15～18MPa,采用多次除鱗，即粗軋前、精軋前及機架間進行除鱗。隨著薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，給除鱗技術帶來了一個新課題，薄板坯的氧化鐵皮在板坯表面很薄且很粘，氧化鐵皮很難去除，因此高壓水除鱗系統(tǒng)水壓高達到35MPa，在奧鋼聯(lián)的實驗機組上水壓曾高達55MPa。提高水壓對除鱗有一定作用，但帶來一些問題，如高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作量增加，事故率增加。進一步優(yōu)化除鱗機噴嘴到板坯表面的距離和角度，以達到更高的除鱗效果；開發(fā)新型高壓水流量噴嘴,使水流壓力高，且沖擊到板坯表面的水量小，從而減少板坯表面溫降，這是高壓水除鱗設備的發(fā)展方向。、板厚控制技術的發(fā)展板型控制是帶鋼軋機的關鍵技術，各軋機制造商在此方面都下大力氣開發(fā)，呈現(xiàn)出多種板形控制技術。這些技術可大致分為工藝方法和設備方法。從設備方法來講,主要有原始凸度法、液壓彎輥法，調整軋輥凸度法，軋輥變形自補償法，階梯形支承輥法，抽動軋輥法，在線磨輥法，軋輥交叉法等。其中抽動軋輥法中的CVC、HC結合彎輥技術得到廣泛應用，交叉輥法的PC軋機，其板形控制能力較強，綜合性能優(yōu)良，是目前發(fā)展較快的板形控制法，但交叉軋輥帶來的較大的軸向力給設備設計帶來不便，且交叉機構較為復雜，是其得到廣泛應用的巨大障礙。板厚自動控制技術方面，液壓AGC已得到普遍的認可，采用短行程壓下缸，以減少油柱高度提高響應速度,已成為業(yè)界的共識。本設計是年產(chǎn)366萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設計。產(chǎn)品規(guī)格為：（～21）mm（900～1750）mm。所用鋼種為：普碳鋼、低合金鋼、優(yōu)質鋼。本設計課題是年產(chǎn)366萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。這是一個大型的軋鋼車間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內的帶鋼生產(chǎn)。由于市場對板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會下降，因此該大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術發(fā)展至今已有80多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代軋機，板形控制技術目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。在相關技術比較完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術改進上的投資，可以在建成時就采用目前最先進的技術，還可以借鑒其他車間的生產(chǎn)經(jīng)驗，少走一些彎路，一步到位。綜上所述，本設計的選題是有意義且可以實現(xiàn)的。本設計的相關問題有熱軋板坯熱裝熱送問題。連鑄坯熱送熱裝指的是把無缺陷的鑄坯在熱狀態(tài)下送到軋鋼加熱爐加熱，然后再送到軋機進行軋制。連鑄與熱軋之間的連接方式有：(1)冷裝工藝(CHR)。(2)連鑄坯熱裝工藝(HCR)。(3)連鑄坯直接熱裝工藝(DHCR)。(4)連鑄坯直接軋制工藝(DR)。該技術是一項集冶煉、連鑄、判定、入庫、轉運、組批裝爐、軋制成材等諸多技術和管理于一身的系統(tǒng)工程，連鑄坯熱送熱裝技術的實施，必須解決好如下幾個主要問題： （1）煉鋼、軋鋼工序廠址地理位置要鄰近，工藝設備要適合熱送熱裝要求。 （2）煉鋼、連鑄及軋鋼工序的綜合生產(chǎn)狀況正常穩(wěn)定，工序能力大致匹配。 （3）為保證冶煉、連鑄和軋機的連續(xù)性生產(chǎn)，必須提高生產(chǎn)過程的可靠性。 （4）由于連鑄坯缺陷難以在線清理，煉鋼、連鑄工序必須具備無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術。 （5）為保證連鑄坯的熱裝溫度，提高熱裝效果，連鑄工序必須具有高溫出坯能力和鑄坯輸送過程中的保溫技術以及連鑄坯的熱裝爐技術。根據(jù)連鑄坯熱送熱裝的特點，設計中擬采用以下解決思路： （1）連鑄坯流轉方式，連鑄坯熱送均采用輥道輸送到熱軋車間加熱爐，輥道上采取了一定的隔熱保溫措施。熱裝溫度一般達600～700℃，有的高達800℃以上。 （2）連鑄坯裝爐及加熱控制，當連鑄坯熱送到熱軋生產(chǎn)線時，經(jīng)驗收及組批后，用長行程裝鋼機或輥道將熱坯送入加熱爐，由計算機在線控制加熱爐的加熱溫度。 （3）組織無缺陷連鑄坯生產(chǎn)，加強各類事故的管理。例如：鑄坯表面縱裂是在結晶器內產(chǎn)生，并在二冷段進一步擴展形成的。為了減少表面縱裂的發(fā)生率，在生產(chǎn)中應改進結晶器冷卻和二次冷卻工藝。（4）在板坯庫和加熱爐之間設有保溫坑，以滿足熱裝熱送工藝需要。2 車間產(chǎn)品大綱和金屬平衡 車間產(chǎn)品大綱本設計車間年產(chǎn)量熱軋鋼卷366萬噸，車間生產(chǎn)計劃如表21所示。表21 車間生產(chǎn)計劃表厚度（㎜）寬度（㎜）合計900~1000（950）1000~1100（1050）1100~1200（1150）1200~1300（1250）1300~1450（1400）1450~1650（1600）1650~1750（1700）產(chǎn)量（104）占比例（％）~（）2213141911912100~（）189101018111490~（）978610111566~13（）971059795613~21（)9871068654合計產(chǎn)量（104t)67444950544656366∕占比例(％)∕100 板坯及產(chǎn)品規(guī)格板坯﹑產(chǎn)品品種和規(guī)格見下表22。板坯全部為連鑄坯，使用連鑄坯的優(yōu)點[3]：（1） 簡化生產(chǎn)及設備使成材率高金屬節(jié)約6%~12%以上大幅降低能耗和成本。（2） 比初軋坯形狀好，短尺少，成分均勻，節(jié)約投資和勞動力，易于自動化。（3） 可節(jié)約能耗，噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬大卡，降低成本可達10％。 (4)與鑄錠相比，組織致密，成分偏析較小。表22 板坯和產(chǎn)品品種及規(guī)格項目參數(shù)板坯連鑄坯厚度∕㎜280寬度∕㎜1150~1800長度∕㎜10500最大重量∕t35產(chǎn)品品種低碳鋼、優(yōu)質鋼、低合金鋼帶鋼厚度∕㎜~21帶鋼寬度／㎜900~1750鋼卷內徑∕㎜765鋼卷外徑∕㎜1968~2641單位寬度最大卷重∕㎏㎜120 產(chǎn)品特點 產(chǎn)品質量標準本車間產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行GB70988標準，尺寸偏差見表23和表24。通常產(chǎn)品按產(chǎn)品標準供貨，也可以根據(jù)用戶要求供貨。產(chǎn)品標準[24]一般包括有品種(規(guī)格)標準、技術條件、試驗標準及交貨標準等方面的內容。產(chǎn)品標準有川家標準、國際標準、部頒標準或企業(yè)標準。軋鋼工作者的任務是按產(chǎn)品標準組織生產(chǎn)，并不斷提高生產(chǎn)技術水平以滿足用戶對產(chǎn)品質m的更高要求。對不同用途的板帶鋼，產(chǎn)品的技術要求各不相同，但依其相似的外形特點及其使用條件，產(chǎn)品的技術要求可歸納為:尺寸精確板形好，表面光潔性能高。具體表現(xiàn)在如下四個方面： (1) 尺寸精度。板帶鋼的尺寸精度主要是厚度精度，是生產(chǎn)中控制難度最大的方面。板帶鋼由于B/H很大，厚度的微小變化勢必引起其使用性能和金屬消耗的極大波動，故在板帶鋼生產(chǎn)中一般應力爭高精度軋制和按負公差軋制。 (2) 板型。板型是板帶鋼的重要質最指標之一[22]。無論是直接使用還是為了便于后道工序的生產(chǎn)，都要求有良好的板型，即要求板帶平直，每米長度上的浪形、瓢曲、側彎均不得超過產(chǎn)品標準中所允許的數(shù)值。 板型不良[25]是由于沿寬度上不均勻變形引起的，當軋制薄帶鋼時，其不均勻變形的敏感性更大，故要求在生產(chǎn)技術上保證其板形良好。生產(chǎn)中要采取措施以減小軋制壓力及其波動的影響，在軋制中要特別注意板型和輥型的控制。板帶越薄，則對不均勻變形的敏感性越大，要保持板帶良好的板型的困難也就越大。因此，板型的好壞與厚度精確度(尤其是橫向厚度精確度)也有著直接的關系。 (3) 表面質量。板帶鋼的表面質量直接影響到鋼材的使用性能、壽命及其美觀，并且板帶材又是單位體積的表面積最大的一種鋼材，故必須保證板帶材的表面質量。無論是厚板或薄板，其表面都不得有氣泡、結疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮等表面缺陷，因為這些缺陷不僅損害板制件的外觀，而且往往破壞性能或成為產(chǎn)生破裂和銹蝕的主要原因，成為應力集中的薄弱環(huán)節(jié)。深沖鋼板的表面氧化鐵皮會使沖壓件表面祖糙甚至開裂，并使沖壓工模具迅速磨擬；至于不銹鋼板等特殊用途的板帶材，還需對它們提出特殊的表面技術要求。表23 鋼板長度允許偏差(mm)公差厚度鋼板長度長度允許偏差≤4≤1500+10＞1500+15≤2000+10＞4~16＞2000~6000+25＞6000+30≤2000+15＞16~60＞2000~6000+30＞6000+40表24 縱切帶鋼的寬度允許偏差（㎜）公稱寬度厚 度≤＞~＞~＞≤160177。177。177。177。＞160250177。177。177。177。＞250600177。177。177。177。板帶鋼的性能要求主要包括力學性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學性能。一般結構鋼板只要求具備較好的工藝性能，如冷彎和焊接性能等，而對力學性能的要求不很嚴格。對甲類鋼鋼板，則要求保證一定的強度和塑性。重要的結構鋼板，要求有較好的綜合性能，既要有良好的工藝性能又要保證有一定的強度和塑性，同時還要保證一定的化學成分及良好的焊接性能和常溫或低溫沖擊韌性或一定的沖壓性能、一定的品粒組織及各方向組織均勻性等。諸如造船板、橋梁板、鍋爐板、高壓容器板、汽車板、低合金結構鋼板以及優(yōu)質碳素鋼板等都屬于這一類，它們的綜合性能要求較嚴格。各種特殊用途的鋼板(如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片、復合板等)，則要求特殊的高溫性能、低溫性能、耐酸耐堿耐腐蝕性能，或要求一定的物理性能(如電磁性能等)及其他特殊性能。 金屬平衡表金屬平衡表如表25所示。表25 金屬平衡表序號厚度范圍（㎜）成品切頭及廢品燒損、再氧化坯料量（104t）產(chǎn)量104t成材率（％）104t損耗率（％）104t損耗率（％）1~1002~903~664~1356513~21546合計3663 設計方案 工藝方案的選擇本設計是設計一年產(chǎn)量為366萬噸的熱軋帶鋼車間，成品規(guī)格（~21）㎜900~1750㎜，結合國際國內熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線的情況，選擇常規(guī)熱連軋工藝 [20]。薄板坯連鑄連軋與常規(guī)熱連軋帶鋼比較：(1) 常規(guī)熱軋其流程一般為：板坯先進步進式加熱爐，然后經(jīng)過定寬機，開始粗軋，粗軋一般為兩個軋機可以其中一個可逆，也可以兩個都可逆。然后通過飛剪，除鱗后進行精軋，精軋一般為七機架，其后安裝三臺卷取機。(2) 薄板坯連鑄連軋工藝下面以CSP為例：先進行連鑄，然后進入輥底式加熱爐，除鱗之后可以進入精軋機，精軋機一般為六架，層流冷卻之后就可以卷曲了。短流程和常規(guī)熱軋最大的不同就是熱歷史的不同，而后者時間要長得多。在傳統(tǒng)工藝中，鋼坯經(jīng)歷冷卻加熱兩次相變（γ到α和α到γ），原始的奧氏體組織有柱狀晶轉化為等軸的、細的、均勻的晶粒。但短流程沒有這一過程，而是采用結晶器快冷而后經(jīng)過二冷區(qū)緩冷，從而獲得比較細小的晶粒。在加熱方式上也有不同，常規(guī)熱軋一般采用步進梁式加熱爐，而短流程由于鑄坯溫度很高，頭尾溫度相差太大（軋制要求頭尾相差正負十度）所以采用均熱爐，主要是為了保持溫度均勻，