【正文】 新建年產(chǎn)330萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)摘　要我國現(xiàn)處于工業(yè)化時(shí)期，國民經(jīng)濟(jì)保持較快的發(fā)展速度，這為我國鋼鐵發(fā)展提供了廣闊的市場空間。板帶鋼是鋼鐵產(chǎn)品的主要品種之一，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和建筑業(yè)。我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)在建國以后得到了較快發(fā)展，但一些高要求、高性能的板材仍需進(jìn)口。因此，新建一個(gè)現(xiàn)代化熱軋板帶車間是很有必要的?！”驹O(shè)計(jì)是年產(chǎn)330萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)，~ mm750~1600 mm，所用鋼種為普碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和低合金鋼。論文主要包括的內(nèi)容有：產(chǎn)品大綱及金屬平衡表、坯料的選擇、軋機(jī)的選擇及輔助設(shè)備的選擇、生產(chǎn)工藝的制定、車間工作制度、典型產(chǎn)品工藝計(jì)算、并且對(duì)主要設(shè)備 (軋輥和電機(jī)) 的能力進(jìn)行了校核，對(duì)車間主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、生產(chǎn)車間布置和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和規(guī)劃。本設(shè)計(jì)采用半連續(xù)軋制，粗軋機(jī)是一架二輥可逆軋機(jī)和一架四輥可逆軋機(jī)，精軋機(jī)組由七機(jī)架PC軋機(jī)組成，還采用液壓AGC厚度控制系統(tǒng)，以及邊部加熱器、在線磨輥 (ORG) 裝置、張力活套控制，并采用層流冷卻系統(tǒng)等。全廠采用四級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞: 熱軋帶鋼；車間設(shè)計(jì)；PC軋機(jī)；半連續(xù)軋制Design of Hot Rolled Strip Plant with Annual Output of Million TonsAbstractChina is in the period of industrialization, and the national economy keeps a rapid pace of development, which provides a broad market space for the development of the steel industry. As a main steel product, plate strip is widely used in industry, agriculture, transportation and construction. Hot strip production technology has been in rapid development after the foundation of our country. However,some plates with high performance still need to be imported. Based on the above analysis, it is necessary to design a hot rolled strip plant.The plant to be designed is a hot rolled strip one with annual output of million tons. Product specification is mm in thickness and 7501600 mm in width. The steel of the products includes the plain carbon steel, high quality steel and low alloy steel. The main contents include product outline and metal balance, raw material selection, equipment selection, the development of production technology, technology calculation of typical products, equipment selection and capability check of main equipments (roll and motor). At the same time, major economic indicators, plant layout and environment protection are considered. A semicontinuous rolling, a two high reversing mill and a fourhigh reversing mill are chosen in rough rolling and seven groups of PC roll in finishing rolling. In this paper, hydraulic AGC thickness controlling system, the edge heater, online roll grinding (ORG) device, tension controlling loop and coilbox are also adopted to improve the product quality in this workshop. Further more, a fourlevel puter control system is applied.Key Words: hot rolled strip。 design of plant。 PC mill。 semicontinuous rolling目 錄1 概 述 1 新技術(shù)和存在的問題 2 2 5我國熱軋帶鋼生產(chǎn)中存在的問題 3 42產(chǎn)品大綱及金屬平衡 5 5 產(chǎn)品特點(diǎn) 5 產(chǎn)品品種及規(guī)格 5 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 6 6 6 6 板坯技術(shù)要求 7 金屬平衡表 73設(shè)計(jì)方案 8 工藝方案的選擇 8 主機(jī)型式的選擇 8 軋機(jī)數(shù)量和軋制道次 9 粗軋機(jī)組設(shè)備選擇 9 精軋機(jī)組設(shè)備選擇 12 17 174生產(chǎn)工藝流程 19 生產(chǎn)工藝流程圖 19 生產(chǎn)工藝流程 19 19 本車間采用的模式 20 工藝制度 21 21 加熱制度 22 23 張力制度 23 換輥制度 23 冷卻制度 24 245車間工作制度和年工作小時(shí) 26 26 266軋機(jī)組成和型式及其生產(chǎn)能力 27 27 27 27 粗軋機(jī)R2 29 30 30 31 33 33 35 37 39 39 39 397軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 40 40 41 41 41 438主要輔助設(shè)備及其生產(chǎn)能力計(jì)算 48 48 48 48 51 51 53 53 53 54 54 549車間的平面布置和起重運(yùn)輸 55 55 55 55 55 55 56 5610車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 5711環(huán)境保護(hù) 58 58 58 59 各類有害物質(zhì)的控制與防治 59 60 6012 典型產(chǎn)品計(jì)算 62 62 62 62 63 63 64 65致　　謝 67參 考 文 獻(xiàn) 68附錄A 壓下規(guī)程程序 69附錄B 計(jì)算程序 (C++) 70附表 9389 / 941 概 述經(jīng)過六十年的發(fā)展中國鋼鐵工業(yè)取得了舉世矚目的成就，逐步步入了成熟的發(fā)展階段。1949年，居世界第26位，%。2007年，產(chǎn)量居世界第一，超過第三到第八的總和，%[1]。鋼鐵產(chǎn)品基本滿足國內(nèi)需要，部分關(guān)鍵品種達(dá)到國際先進(jìn)水平。鋼鐵產(chǎn)業(yè)有力支撐和帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了社會(huì)就業(yè)，對(duì)保障國民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。目前，我國仍處在工業(yè)化的時(shí)期，國民經(jīng)濟(jì)仍將保持較快的發(fā)展速度，為我國鋼鐵發(fā)展提供了廣闊的市場空間。一方面，鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，有力地支撐了我國工業(yè)化進(jìn)程和城市化進(jìn)程，為國民經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造的附加值和納稅額大幅增長，為GDP連續(xù)高速增長提供了動(dòng)力。另一方面，工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，加大了鋼材的消費(fèi)需求。進(jìn)入城鎮(zhèn)的新居民住房、公用設(shè)施等方面都需要消耗大量鋼材，人均粗鋼消費(fèi)量增加。在三峽工程、奧運(yùn)場館、青藏鐵路等諸多重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，國產(chǎn)鋼材也發(fā)揮了極為重要的作用。由于我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長主要依靠固定資產(chǎn)投資和進(jìn)出口的快速增長，我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展?jié)M足了國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)用鋼基本需要，同時(shí)也為下游行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的鋼材，大大降低了相關(guān)行業(yè)的制造成本，為我國機(jī)械、運(yùn)輸、家電產(chǎn)品大量出口創(chuàng)造了良好條件。但是鋼鐵產(chǎn)業(yè)綜合競爭力與世界鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，發(fā)展過程中仍存在產(chǎn)能擴(kuò)張過快，高附加值產(chǎn)品供給不足，中低檔鋼材品種生產(chǎn)過剩，資源消耗高等問題。在我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展及產(chǎn)量上升的大背景下，出口的鋼鐵量也在升高，鋼鐵的出口主要是初級(jí)產(chǎn)品，一些技術(shù)含量高、加工程度深的產(chǎn)品如不銹鋼、電工鋼、涂層或鍍層板材，缺乏出口競爭能力，在相當(dāng)程度上還需要依賴進(jìn)口滿足國內(nèi)市場需求。前幾年，我國鋼鐵產(chǎn)品出口時(shí)間和國別較為集中，增速過快，對(duì)部分出口國市場形成了一定沖擊，由此導(dǎo)致了貿(mào)易摩擦問題。與此同時(shí)，近年以來，國際資本進(jìn)入中國產(chǎn)業(yè)的速度不斷加快，鋼鐵業(yè)為首選目標(biāo)。跨國公司并購的步伐加快，對(duì)我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)安全造成威脅。2008年，隨著由美國次貸危機(jī)引發(fā)的金融危機(jī)蔓延，我國實(shí)體受到了較大的沖擊，鋼鐵產(chǎn)業(yè)也受到了較大影響，需求量下降，出口量下降。國家隨之出臺(tái)了十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃，其中《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。隨著我國粗鋼產(chǎn)量的迅猛提高，產(chǎn)能過?，F(xiàn)象將越來越明顯，鋼鐵企業(yè)要在日趨激烈的競爭中，占領(lǐng)市場，獲得利潤，必須要淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出低成本、高質(zhì)量的鋼材。當(dāng)今世界，板材比已成為鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志之一，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家如美國、德國的板材比已經(jīng)達(dá)到了65%~72%。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，板帶比還將迅速增長。近年來，我國板帶材的生產(chǎn)技術(shù)取得了很大進(jìn)步，板帶比已達(dá)到42%。為滿足市場需要，現(xiàn)已建設(shè)了許多熱軋帶鋼廠，其裝機(jī)水平和生產(chǎn)能力可以說整體達(dá)到了國際平均水平，有的則代表著當(dāng)代國際最高水平。但這只限于寶鋼等大型國有企業(yè)的寬帶鋼生產(chǎn)，大量中小型企業(yè)、民營企業(yè)的技術(shù)水平卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。、新技術(shù)和存在的問題1978年武鋼1700 mm熱連軋機(jī)組建成投產(chǎn)，使我國熱連軋寬帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)工藝技術(shù)、裝備技術(shù)很快提高到國際水平，向前邁進(jìn)了一大步，是我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)的主要工藝技術(shù)指標(biāo)超過了第二代熱帶軋機(jī)。我國鋼鐵工業(yè)開始擁有由計(jì)算機(jī)控制的完全自動(dòng)化操作的現(xiàn)代熱軋帶鋼軋機(jī)，熱軋帶鋼的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品品種，包括取向和無取向硅鋼的軋制，也跨進(jìn)國際先進(jìn)行列。熱軋板帶鋼生產(chǎn)一直是軋制行業(yè)中高新技術(shù)應(yīng)用最為集中、人們最為關(guān)注的領(lǐng)域。新世紀(jì)到來之際，回顧過去，展望未來，將有利于我們把握方向，追蹤國際上的進(jìn)展， 不斷提高我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的技術(shù)水平，努力促使熱軋板帶生產(chǎn)成為我國從鋼鐵產(chǎn)量大國向鋼鐵技術(shù)強(qiáng)國邁進(jìn)的排頭兵。伴隨著近 20 年來相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，熱軋帶鋼生產(chǎn)和研究領(lǐng)域新技術(shù)層出不窮， 推進(jìn)了工藝、 設(shè)備、 技術(shù)飛躍式的發(fā)展。表11列出了軋制過程中主要參數(shù)控制的技術(shù)進(jìn)步情況[2]。(1) 高精度軋制技術(shù)提高熱軋帶鋼產(chǎn)品的精度， 一直是軋鋼技術(shù)人員不懈追求的目標(biāo)， 也是推動(dòng)軋制技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力。提高熱軋帶鋼尺寸精度主要可從以下兩方面入手：① 提高軋制參數(shù)的預(yù)設(shè)定精度；② 開發(fā)高性能的在線自動(dòng)控制系統(tǒng)， 如 AGC、AFC等。提高軋制參數(shù)的預(yù)設(shè)定精度是一項(xiàng)根本性的措施， 這里包括軋制力的設(shè)定、 軋件溫度的設(shè)定、 輥縫的設(shè)定、 彎輥力的設(shè)定等等。數(shù)學(xué)模型是預(yù)設(shè)定計(jì)算的核心，模型表 11 近 20年熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步時(shí)間厚度控制寬度控制板形控制其它20世紀(jì)80年代前測厚儀AGC；監(jiān)控AGC立輥寬度控制基于負(fù)荷分配的板形控制。熱裝軋制計(jì)算機(jī)設(shè)定參數(shù)檢測。20世紀(jì)80年代液壓壓下絕對(duì)值A(chǔ)GCAWC (R機(jī)組) 立輥短行程控制各種板形控制軋機(jī) (CVC、PC、HCW)。自由程序軋制、直接軋制、冷卻控制。20世紀(jì)90年代前饋AGC；流量AGC；機(jī)架間測厚、測速AWC (F機(jī)組) 高精度張力控制板形板厚解耦控制。薄板坯連鑄連軋、熱軋無頭軋制、熱軋超薄規(guī)格在線磨輥、 高速鋼軋輥。2000年后智能厚控系統(tǒng)軋件頭尾曲線優(yōu)化控制板形、 板 凸度、 斷面輪廓綜合控制。智能軋制技術(shù)；信息處理技術(shù)；薄帶鋼鑄軋。結(jié)構(gòu)和系數(shù)對(duì)設(shè)定計(jì)算都有重要的影響。(2) 熱帶無頭軋制及薄規(guī)格軋制技術(shù)年日本川崎制鐵公司千葉廠 號(hào)機(jī)組在世界上首次實(shí)現(xiàn)熱帶鋼無頭軋制， 在國際上引起轟動(dòng)， 被認(rèn)為是近年來熱帶生產(chǎn)中最為引人注目的技術(shù)進(jìn)步。無頭軋制的通常做法是在精軋機(jī)之前把前后兩塊中間坯頭尾焊接在一起， 使精軋過程能夠無頭尾地連續(xù)進(jìn)行。熱帶鋼無頭軋制的關(guān)鍵技術(shù)有： 軋件運(yùn)行中的焊接技術(shù)、 焊縫周圍去毛刺術(shù)、確保各環(huán)節(jié)最小等待時(shí)間的高精度軋制節(jié)奏控制技術(shù)、 動(dòng)態(tài)變規(guī)格軋制技術(shù)、 高速剪切、 高速卷取技術(shù)等。 5我國熱軋帶鋼生產(chǎn)中存在的問題我國熱軋寬帶鋼生產(chǎn)存在著已有產(chǎn)能生產(chǎn)結(jié)構(gòu)需要調(diào)整的問題。%是中厚板卷，%是小于3 mm熱軋薄板卷。當(dāng)然，熱連軋機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)中，抓住市場有利可圖時(shí)機(jī)，降低固定成本超設(shè)計(jì)能力發(fā)揮，是必需的。而在危機(jī)發(fā)生后，如繼續(xù)犧牲原設(shè)計(jì)理念，存在著縮小了市場容量，擠壓了先進(jìn)產(chǎn)能的發(fā)揮，打破了市場穩(wěn)定等問題，結(jié)果是先進(jìn)產(chǎn)能反而難以發(fā)揮，低水平產(chǎn)能難以淘汰，實(shí)際誰的效益都不好。企業(yè)應(yīng)生產(chǎn)質(zhì)量更優(yōu)、技術(shù)含量更高、競爭力水平更強(qiáng)的滿足下游用戶產(chǎn)業(yè)升級(jí)和產(chǎn)品升級(jí)換代所需的更高的熱軋寬帶鋼產(chǎn)品。目前，我國有低水平或落后的窄帶鋼、中寬帶、熱軋硅鋼、疊軋薄板等產(chǎn)能估計(jì)約7000萬噸，其中部分低水平產(chǎn)能經(jīng)過改進(jìn)，可以在專業(yè)化、特色化、精品差異化等方面做出特色，還能繼續(xù)在市場競爭中生存下去，而大部分產(chǎn)能是滿足市場