【正文】 鋼包容量為 110t，鑄軋機(jī)雙輥直徑為 Φ500mm，最高連鑄速度為 150m/min，常用連鑄速度為 80m/min，出口帶鋼厚度為 ~，寬度為 1 000mm~2 000mm。 國(guó)內(nèi)熱軋寬帶鋼生產(chǎn)概況如下 :① 傳統(tǒng)的熱帶軋機(jī)。以寶鋼 2050mm 熱軋帶鋼 軋機(jī)為例，寶鋼 2050mm 熱軋廠于 1989 年 8 月 3 日投產(chǎn)，熱軋機(jī)組設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 400 萬 t。到 2021 年底已累計(jì)生產(chǎn) 4446 萬 t 熱軋帶鋼。 1999 年產(chǎn)量達(dá)到 510 萬 t，超過設(shè)計(jì)產(chǎn)量25%， 2021 年達(dá)到 520 萬 t。主要產(chǎn)品有普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、深沖用鋼、造船用鋼、螺旋焊管用鋼等鋼卷和鋼板。 2050mm 熱軋機(jī)組為 3/4 連續(xù)式軋機(jī)。全廠的主要設(shè)備有 : 4 架粗軋機(jī)、 7 架精軋機(jī)， 3 臺(tái)全液壓卷取機(jī)，及 5 條精整作業(yè)線。設(shè)備總重 60915t。設(shè)備由德國(guó)西馬克德馬格財(cái)團(tuán)總承包， 12 年來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。在產(chǎn)量大幅度上升的同時(shí)，機(jī)組的生產(chǎn)綜合指標(biāo)與產(chǎn)品精度也在不斷提高，高強(qiáng)度、高難度極限規(guī)格產(chǎn)品不斷增加，薄規(guī)格產(chǎn)品比例成倍提高。尤其最近， 以下薄規(guī)格產(chǎn)品占產(chǎn)量的 17%，比 1992 年 5 月達(dá)產(chǎn)時(shí)的 %和設(shè)計(jì)規(guī)定的 6%高 3 倍。把薄規(guī)格產(chǎn)品作為主要生產(chǎn)目標(biāo)，采用最佳卷取溫度，對(duì)加熱溫度、軋制負(fù)荷分配、軋制速度進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)各精軋機(jī)架目標(biāo)凸度進(jìn)行合理分配，軋出符合標(biāo)準(zhǔn)的厚度為 的集裝箱用耐大氣腐蝕板，解決了集裝箱鋼板長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面， 2021 年又試軋成功厚 的熱軋薄帶鋼。 ② 薄板坯連鑄連軋。自 1992 年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國(guó)第一套 CSP 薄板坯連鑄機(jī)以來，國(guó)內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費(fèi)巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴(kuò)大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的 2050 和 1580 熱軋線是國(guó)內(nèi)工藝裝備及自動(dòng)化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度 ≥ 的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚～ 的超薄熱軋帶鋼。 1999 年珠鋼引進(jìn)第一條 CSP 薄板坯連鑄連軋線 (1 450mm)，之后相繼建成投產(chǎn)邯鋼 1450mm、包鋼 1700mm、攀鋼、唐鋼 1800mmFTSR機(jī)組馬鋼 1800mmCSP 機(jī)組、華菱 1800mmCSP 一期工程和上鋼一廠的 1780 熱連軋機(jī)組， 本鋼 1880mmCSP 連鑄連軋熱軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能 280 萬噸，萊鋼 1450 熱連軋機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 200 萬噸，沙鋼 1700mm 熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能 450 萬噸。鞍鋼 2150mmCSP 機(jī)組遼寧科技大學(xué)?？粕C合實(shí)訓(xùn) —— 板 形控制實(shí)訓(xùn) 第 3 頁(yè) 設(shè)計(jì)產(chǎn)能 450 萬噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2021 年國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)將有 12 條熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)，設(shè)計(jì)總產(chǎn)能為 3700 萬噸，其中設(shè)計(jì)產(chǎn)能在 300 萬噸以上的大型熱軋生產(chǎn)線有 5 條，分別是安鋼 1780機(jī)組 380 萬噸，馬鋼 2250 機(jī)組 500 萬噸，寶鋼 1880 機(jī)組 370 萬噸，天鐵 1780 機(jī)組 380萬噸，北臺(tái) 1780 機(jī)組 400 萬噸；其余 7 條熱軋產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能均在 200 萬以上，它們是日照鋼廠 1580 機(jī)組 200 萬噸，唐山國(guó)豐 1480 機(jī)組 200 萬噸，遷安軋一廠 1250 機(jī)組 200萬噸，武鋼 1580 機(jī)組 280 萬噸，山西海鑫 1500 機(jī)組 220 萬噸，寧波建龍 1780 機(jī)組 250萬噸。預(yù)計(jì)到 2021 年底我國(guó)熱軋總產(chǎn)能將達(dá)到 億噸。 ③ 鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。珠鋼 CSP 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后，計(jì)劃采用該工藝生產(chǎn) 以下超薄熱軋帶鋼，目前國(guó)內(nèi)唐鋼、本鋼等多條 CSP 薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。 300萬噸以上熱 連軋板帶生產(chǎn)狀況 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó) 300 萬噸以上熱連軋板帶機(jī)組主要有于 1989 年 8 月 3 日投產(chǎn)寶鋼 2050mm 熱軋廠，熱軋機(jī)組設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 400 萬 t，本鋼 1700 機(jī)組原設(shè)計(jì)產(chǎn)能155 萬噸， 2021 年達(dá)產(chǎn) 356 萬噸，武鋼 1700 機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 301 萬噸， 2021 年達(dá)產(chǎn) 350萬噸，鞍鋼 1780 機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 350 萬噸， 2021 年達(dá)產(chǎn) 350 萬噸，武鋼 2250 機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 400 萬噸。沙鋼 1700mm 熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能 450 萬噸。 熱軋帶鋼市場(chǎng)前景和需求概況 對(duì) 30 多家國(guó)外鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品調(diào)查表明 :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， 1995 年為 48%， 2021 年將下降至 42%，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)。 2021 年，厚 ~ 熱軋薄帶需求量增加將大于 1%，厚~ 熱軋薄帶需求量增加將大于 7%。到 2021 年，預(yù)測(cè)全世界超薄熱軋帶鋼的市場(chǎng)需求將超過 107t。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言， 1998 年全國(guó)共消耗熱軋薄板 107t，為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)板帶材的供需缺口， 1998 年進(jìn)口熱軋薄板約 106t，占當(dāng)年鋼材進(jìn)口總量的 %?？梢姡瑖?guó)內(nèi)熱軋薄板的市場(chǎng)空間巨大，特別是對(duì) 以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛。 遼寧科技大學(xué)?？粕C合實(shí)訓(xùn) —— 板 形控制實(shí)訓(xùn) 第 4 頁(yè) 今后熱軋板帶鋼的發(fā)展趨勢(shì) 熱軋板寬帶鋼以深沖鋼板、耐腐蝕高強(qiáng)度熱軋鋼板、成型性優(yōu)異的高強(qiáng)及超高強(qiáng)鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細(xì)晶高強(qiáng)度鋼板為發(fā)展目標(biāo)。由于將采用無頭軋制技術(shù)、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術(shù)等軋制工藝生產(chǎn)熱軋薄帶鋼，因此可以較好地控制熱軋帶鋼的組織和性能。在冷卻技術(shù)方面，以溫度預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，采用細(xì)分的冷卻箱和緩慢冷卻裝置，開發(fā)高精度的冷卻系 統(tǒng)，對(duì)鋼材的組織和性能進(jìn)行控制。 從超薄熱軋帶鋼的市場(chǎng)需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀可看出 “以熱代冷 ”的鋼鐵市場(chǎng)走向決定了超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)總體趨勢(shì)是供不應(yīng)求，同時(shí)也表明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個(gè)發(fā)展方向。可以預(yù)見，采用無頭軋制和低溫軋制工藝將是薄板坯連鑄直接軋制生產(chǎn)超薄帶鋼的主要發(fā)展方向。 本設(shè)計(jì)的目的和意義 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 350 萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)。產(chǎn)品規(guī)格為： 。 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，目前帶鋼有時(shí)也作為冷彎型鋼的坯料，廣泛 用于制造小五金、自行車車架、輪圈、彈簧片、鋸條等。通過對(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。 本設(shè)計(jì)課題是年產(chǎn) 350 萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。這是一個(gè)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(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。目前我國(guó)帶鋼產(chǎn)能在 5500 萬噸左右，但 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)，還可以借鑒其他遼寧科技大學(xué)?？粕C合實(shí)訓(xùn) —— 板 形控制實(shí)訓(xùn) 第 5 頁(yè) 車間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，少走一些彎路，一 步到位。 西部地大物博，礦產(chǎn)資源很豐富，很多還處于待開發(fā)狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在進(jìn)行西部大開發(fā)，對(duì)西部地區(qū)在財(cái)力，物力上大力扶持，大力進(jìn)行基礎(chǔ)項(xiàng)目的建設(shè)，如能源，交通等。因此，在西部建立一個(gè)大型軋鋼廠不僅可以滿足西部地區(qū)對(duì)板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會(huì)占用太多人口居住地，這在地理上是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。西部目前的交通狀況比以前改進(jìn)了很多，而且作為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)這一狀況仍在完善，因此原材料的運(yùn)輸不再是一個(gè)主要的問題。 綜上所述，本設(shè)計(jì)的選題是有意義且可以實(shí)現(xiàn)的。 熱傳送設(shè)備工藝 本設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究的 問題是熱軋廠熱裝熱送問題。 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(jī)進(jìn)行軋制。連鑄與熱軋之間的連接方式有四種： (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(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）組織無缺陷連鑄坯生產(chǎn)，加強(qiáng)各類事故的管理。例如：鑄坯表面縱裂是在結(jié)晶 遼寧科技大學(xué)?？粕C合實(shí)訓(xùn) —— 板 形控制實(shí)訓(xùn) 第 6 頁(yè) 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，以滿足熱裝熱送工藝需要。 表 產(chǎn)品大綱 鋼種 牌號(hào) 規(guī)格 狀態(tài) 年產(chǎn)量 （萬噸） 比例 （ %） 普碳鋼 Q195， Q215 Q235， Q255 Q275 (～ )(1400～ 1600) 熱 軋 140 40 合金結(jié)構(gòu)鋼 12Mn2A， 16MnR 30Cr， 40Cr 45Cr， 45Mn (～ )(1400～ 1600) 140 40 不銹鋼 1Cr13， 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti (～ )(1000～ 1600) 70 20 表 典型產(chǎn)品 牌號(hào) 規(guī)格（ mm） 狀態(tài) 年產(chǎn)量（萬噸） 比例（ %） 技術(shù)條件 16MnR 1400* 熱軋 140 40 見表 30Gr 1400*4 熱軋 140 40 見表 1Cr18Ni9 1000*2 熱軋 70 20 見表 遼寧科技大學(xué)專科生綜合實(shí)訓(xùn) —— 板 形控制實(shí)訓(xùn) 第 7 頁(yè) 表 16MnR 技術(shù)條件 牌號(hào) 等級(jí) 化學(xué)成分 脫氧方法 C Si Mn S P 16MnR A ~ ~ ~ ≤ ≤ F、 B、 Z 牌號(hào) 等級(jí) 厚度偏差 屈服點(diǎn) ζs（ N/mm） 抗拉強(qiáng)度 ζb（ N/mm） 延伸率 δs（ %） 16MnR A 177。 ≥215 335～ 450 ≥31 表 30Gr技術(shù)條件 牌號(hào) 等級(jí) 化學(xué)成分 C Mn V Ni Si T S P 30Gr A ≤ ~ ～ ～ ≤ ～ ≤ ≤ 牌號(hào) 等級(jí) 厚度偏差 屈服點(diǎn) ζs（ N/mm） 抗拉強(qiáng)度 ζb（ N/mm） 延伸率 δs（ %） 30Gr A 177。 ≥345 470～ 630 11 表 1Cr18Ni9 技術(shù)條件 牌號(hào) 化學(xué)成分 厚度偏差（ mm） 寬度偏差(mm) C Cr Ni Si P S 1Cr18Ni9 ≤ ~ ～ ≤ ≤ ≤ 厚度 ～，寬度1000 時(shí)為177。 厚度 ≥，寬度630～ 1000時(shí)為 177。10 牌號(hào) 類型 固溶處理（ ℃ ） 屈服點(diǎn) ζs（ N/mm） 抗拉強(qiáng)度 ζb（ N/mm） 硬度試驗(yàn) HRB HV 1Cr18Ni9 奧氏體型 177。 ≥345 470～ 630 ≤90 ≤200 注：表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。 鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點(diǎn)、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵