【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(jìn)行和準(zhǔn)備進(jìn)行的深加工線和冷軋機(jī)組方面的投資也可看出這種趨勢(shì)。帶鋼是有一個(gè)比較特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進(jìn)入廠家。通過(guò)對(duì)近五年的統(tǒng)計(jì)，可看出帶鋼消費(fèi)正以一個(gè)較快的速度發(fā)展。在國(guó)內(nèi)外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，對(duì)帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外需求量都較大。同時(shí)我國(guó)現(xiàn)在基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模很大，對(duì)焊管、型材的需求也相應(yīng)增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。板帶鋼是我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。而且今后幾年市場(chǎng)需求仍然會(huì)有較大增長(zhǎng)。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場(chǎng)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(guó)際市場(chǎng)，拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)[2]。由于市場(chǎng)對(duì)板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會(huì)下降，因此大型生產(chǎn)車(chē)間的建立是可行的。 增大帶鋼產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)比，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓?zé)彳堈瓗т摦a(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質(zhì)量、降低消耗、降低成本、擴(kuò)大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車(chē)零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質(zhì)量帶鋼作為主導(dǎo)產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設(shè)新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機(jī)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(jī)的效率。國(guó)內(nèi)外熱軋窄帶鋼市場(chǎng)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(yīng)求。我國(guó)寬帶軋機(jī)雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國(guó)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(jī)及特殊用途的鋼帶軋機(jī)等提供原料，因而目前我國(guó)熱軋窄帶鋼仍然不會(huì)為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)3106t，這也是窄帶鋼的一個(gè)大市場(chǎng)。熱軋帶鋼在軋制過(guò)程中除鱗效果的好壞,直接影響到帶卷產(chǎn)品的質(zhì)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(dá)15～18MPa,采用多次除鱗，即粗軋前、精軋前及機(jī)架間進(jìn)行除鱗。隨著薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，給除鱗技術(shù)帶來(lái)了一個(gè)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(dá)到35MPa，在奧鋼聯(lián)的實(shí)驗(yàn)機(jī)組上水壓曾高達(dá)55MPa。提高水壓對(duì)除鱗有一定作用，但帶來(lái)一些問(wèn)題，如高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作量增加，事故率增加。進(jìn)一步優(yōu)化除鱗機(jī)噴嘴到板坯表面的距離和角度，以達(dá)到更高的除鱗效果；開(kāi)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(shè)備的發(fā)展方向。、板厚控制技術(shù)的發(fā)展板型控制是帶鋼軋機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，各軋機(jī)制造商在此方面都下大力氣開(kāi)發(fā)，呈現(xiàn)出多種板形控制技術(shù)。這些技術(shù)可大致分為工藝方法和設(shè)備方法。從設(shè)備方法來(lái)講,主要有原始凸度法、液壓彎輥法，調(diào)整軋輥凸度法，軋輥?zhàn)冃巫匝a(bǔ)償法，階梯形支承輥法，抽動(dòng)軋輥法，在線磨輥法，軋輥交叉法等。其中抽動(dòng)軋輥法中的CVC、HC結(jié)合彎輥技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，交叉輥法的PC軋機(jī)，其板形控制能力較強(qiáng)，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(lái)的較大的軸向力給設(shè)備設(shè)計(jì)帶來(lái)不便，且交叉機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，是其得到廣泛應(yīng)用的巨大障礙。板厚自動(dòng)控制技術(shù)方面，液壓AGC已得到普遍的認(rèn)可，采用短行程壓下缸，以減少油柱高度提高響應(yīng)速度,已成為業(yè)界的共識(shí)。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)366萬(wàn)噸的熱軋板帶鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。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(zhì)鋼。本設(shè)計(jì)課題是年產(chǎn)366萬(wàn)噸的板帶鋼生產(chǎn)車(chē)間。這是一個(gè)大型的軋鋼車(chē)間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。今后幾年市場(chǎng)需求仍然會(huì)有較大增長(zhǎng)。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場(chǎng)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(guó)際市場(chǎng)，拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)。由于市場(chǎng)對(duì)板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會(huì)下降，因此該大型生產(chǎn)車(chē)間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術(shù)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(jī)，板形控制技術(shù)目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。在相關(guān)技術(shù)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(shù)改進(jìn)上的投資，可以在建成時(shí)就采用目前最先進(jìn)的技術(shù)，還可以借鑒其他車(chē)間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，少走一些彎路，一步到位。綜上所述，本設(shè)計(jì)的選題是有意義且可以實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題有熱軋板坯熱裝熱送問(wèn)題。連鑄坯熱送熱裝指的是把無(wú)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(jī)進(jìn)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(shù)是一項(xiàng)集冶煉、連鑄、判定、入庫(kù)、轉(zhuǎn)運(yùn)、組批裝爐、軋制成材等諸多技術(shù)和管理于一身的系統(tǒng)工程，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)的實(shí)施，必須解決好如下幾個(gè)主要問(wèn)題： （1）煉鋼、軋鋼工序廠址地理位置要鄰近，工藝設(shè)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(jī)的連續(xù)性生產(chǎn)，必須提高生產(chǎn)過(guò)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(wú)缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)。 （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(guò)程中的保溫技術(shù)以及連鑄坯的熱裝爐技術(shù)。根據(jù)連鑄坯熱送熱裝的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中擬采用以下解決思路： （1）連鑄坯流轉(zhuǎn)方式，連鑄坯熱送均采用輥道輸送到熱軋車(chē)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(dá)600～700℃，有的高達(dá)800℃以上。 （2）連鑄坯裝爐及加熱控制，當(dāng)連鑄坯熱送到熱軋生產(chǎn)線時(shí)，經(jīng)驗(yàn)收及組批后，用長(zhǎng)行程裝鋼機(jī)或輥道將熱坯送入加熱爐，由計(jì)算機(jī)在線控制加熱爐的加熱溫度。 （3）組織無(wú)缺陷連鑄坯生產(chǎn)，加強(qiáng)各類(lèi)事故的管理。例如：鑄坯表面縱裂是在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生，并在二冷段進(jìn)一步擴(kuò)展形成的。為了減少表面縱裂的發(fā)生率，在生產(chǎn)中應(yīng)改進(jìn)結(jié)晶器冷卻和二次冷卻工藝。（4）在板坯庫(kù)和加熱爐之間設(shè)有保溫坑，以滿(mǎn)足熱裝熱送工藝需要。2 車(chē)間產(chǎn)品大綱和金屬平衡 車(chē)間產(chǎn)品大綱本設(shè)計(jì)車(chē)間年產(chǎn)量熱軋鋼卷366萬(wàn)噸，車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃如表21所示。表21 車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃表厚度（㎜）寬度（㎜）合計(jì)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(jì)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(jiàn)下表22。板坯全部為連鑄坯，使用連鑄坯的優(yōu)點(diǎn)[3]：（1） 簡(jiǎn)化生產(chǎn)及設(shè)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(dòng)力，易于自動(dòng)化。（3） 可節(jié)約能耗，噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬(wàn)大卡，降低成本可達(dá)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(xiàng)目參數(shù)板坯連鑄坯厚度∕㎜280寬度∕㎜1150~1800長(zhǎng)度∕㎜10500最大重量∕t35產(chǎn)品品種低碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼帶鋼厚度∕㎜~21帶鋼寬度／㎜900~1750鋼卷內(nèi)徑∕㎜765鋼卷外徑∕㎜1968~2641單位寬度最大卷重∕㎏㎜120 產(chǎn)品特點(diǎn) 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本車(chē)間產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行GB70988標(biāo)準(zhǔn)，尺寸偏差見(jiàn)表23和表24。通常產(chǎn)品按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)供貨，也可以根據(jù)用戶(hù)要求供貨。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)[24]一般包括有品種(規(guī)格)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有川家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。軋鋼工作者的任務(wù)是按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，并不斷提高生產(chǎn)技術(shù)水平以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)m的更高要求。對(duì)不同用途的板帶鋼，產(chǎn)品的技術(shù)要求各不相同，但依其相似的外形特點(diǎn)及其使用條件，產(chǎn)品的技術(shù)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(gè)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(shì)必引起其使用性能和金屬消耗的極大波動(dòng)，故在板帶鋼生產(chǎn)中一般應(yīng)力爭(zhēng)高精度軋制和按負(fù)公差軋制。 (2) 板型。板型是板帶鋼的重要質(zhì)最指標(biāo)之一[22]。無(wú)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(zhǎng)度上的浪形、瓢曲、側(cè)彎均不得超過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)軋制薄帶鋼時(shí)，其不均勻變形的敏感性更大，故要求在生產(chǎn)技術(shù)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(dòng)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(duì)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(guān)系。 (3) 表面質(zhì)量。板帶鋼的表面質(zhì)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(zhì)量。無(wú)論是厚板或薄板，其表面都不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮等表面缺陷，因?yàn)檫@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(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。深沖鋼板的表面氧化鐵皮會(huì)使沖壓件表面祖糙甚至開(kāi)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(duì)它們提出特殊的表面技術(shù)要求。表23 鋼板長(zhǎng)度允許偏差(mm)公差厚度鋼板長(zhǎng)度長(zhǎng)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(chēng)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(xué)性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué)性能。一般結(jié)構(gòu)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(duì)力學(xué)性能的要求不很?chē)?yán)格。對(duì)甲類(lèi)鋼鋼板，則要求保證一定的強(qiáng)度和塑性。重要的結(jié)構(gòu)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(qiáng)度和塑性，同時(shí)還要保證一定的化學(xué)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(chē)板、低合金結(jié)構(gòu)鋼板以及優(yōu)質(zhì)碳素鋼板等都屬于這一類(lèi)，它們的綜合性能要求較嚴(yán)格。各種特殊用途的鋼板(如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片、復(fù)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(hào)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(jì)3663 設(shè)計(jì)方案 工藝方案的選擇本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一年產(chǎn)量為366萬(wàn)噸的熱軋帶鋼車(chē)間，成品規(guī)格（~21）㎜900~1750㎜，結(jié)合國(guó)際國(guó)內(nèi)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(jìn)步進(jìn)式加熱爐，然后經(jīng)過(guò)定寬機(jī)，開(kāi)始粗軋，粗軋一般為兩個(gè)軋機(jī)可以其中一個(gè)可逆，也可以?xún)蓚€(gè)都可逆。然后通過(guò)飛剪，除鱗后進(jìn)行精軋，精軋一般為七機(jī)架，其后安裝三臺(tái)卷取機(jī)。(2) 薄板坯連鑄連軋工藝下面以CSP為例：先進(jìn)行連鑄，然后進(jìn)入輥底式加熱爐，除鱗之后可以進(jìn)入精軋機(jī)，精軋機(jī)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(shí)間要長(zhǎng)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(zhuǎn)化為等軸的、細(xì)的、均勻的晶粒。但短流程沒(méi)有這一過(guò)程，而是采用結(jié)晶器快冷而后經(jīng)過(guò)二冷區(qū)緩冷，從而獲得比較細(xì)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(jìn)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(fù)十度）所以采用均熱爐，主要是為了保持溫度均勻，