【正文】 從德國蒂森克虜伯公司引進(jìn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力450萬噸/年，～20mm900～1550mm。該生產(chǎn)線對應(yīng)180/150mm厚的連鑄坯和步進(jìn)式加熱爐，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能力為 250萬t，2006年初投產(chǎn)，～ 850～1550mm第2章 建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱 豐富的能源1) 遵化和遷安有豐富的鐵礦，并且唐山臨海，便于購買澳礦運(yùn)輸。 便利的交通唐山地處京津之側(cè)，擁有便利的鐵路，京唐港提供了便利、廉價(jià)的水運(yùn)，唐津高速公路、唐港高速公路以及107國道、205國道、102國道提供了便捷的公路運(yùn)輸。雖然我國的鋼鐵業(yè)有了很大的發(fā)展，但是我國的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型還很不合理，板帶在鋼材中的比例僅為25%左右，而在發(fā)達(dá)國家多達(dá)50%～60%，甚至更多。薄板坯連鑄連軋技術(shù)晶粒較細(xì)，加上軋制的大壓下，使產(chǎn)品硬度很高，不能按要求向冷軋供應(yīng)強(qiáng)度低于240MPa的軟帶鋼。所以編制產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)注意以下問題：1. 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的需要，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。5. 要適應(yīng)當(dāng)前對外開放，對內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形式需要，要使設(shè)計(jì)車間工藝與設(shè)備達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，為走向國際市場做好準(zhǔn)備。IF鋼的特點(diǎn)是含碳量很低，加入Ti和Nb之后，形成Ti和Nb的C，N化合物，由于鋼中無間隙原子，而使其具有優(yōu)越的深沖性能。深沖鋼按沖壓級別[1]可分為：商用級(CQ)，普通沖壓級(DQ)，深沖壓級(DDQ)，特深沖壓級(EDDQ)和超深沖壓級(SUPEREDDQ)，它們分別同深沖鋼發(fā)展的幾個(gè)階段相對應(yīng)。因此，開發(fā)和應(yīng)用高強(qiáng)度鋼IF成為深沖鋼發(fā)展的新熱點(diǎn)。自1949年由Comstcok等人提出來之后，由于受當(dāng)時(shí)冶煉水平的限制，鋼中C，N含量較高，需加入的較多Ti，而且價(jià)格昂貴，因Ti此，在生產(chǎn)中受到了限制。但是由于熱鍍鋅合金化工藝的特殊性，將造成成型性能的下降，表13是熱鍍鋅鍍層對IF鋼性能的影響。TiIF鋼 雖然對生產(chǎn)工藝參數(shù)的變化不敏感，但力學(xué)性能的平面各向異性(△r值)大；NbIF鋼的平面各向異性小，但力學(xué)性能對生產(chǎn)工藝參數(shù)比較敏感，一般要采用高溫卷取。因?yàn)閹т撥垯C(jī)為平輥軋制,軋制力大,為了能控制良好的板形,。常規(guī)連軋工藝又可分為全連軋工藝、3/4連軋工藝、半連軋工藝和爐卷工藝幾種，目前以3/4連軋和半連軋工藝居多。（2）薄板坯連鑄+連軋工藝這種工藝在生產(chǎn)周期短、軋線占地少、減少投資，普鋼帶卷生產(chǎn)成本比常規(guī)工藝更有優(yōu)勢，一直得到世界鋼鐵界普遍關(guān)注，特別是美國的紐柯公司的薄板坯連鑄連軋[3]生產(chǎn)線1989年投產(chǎn)以來，在世界上掀起了采用新工藝熱潮，標(biāo)志板帶生產(chǎn)工藝進(jìn)入又一嶄新階段，但該工藝噸鋼投資比并不少，而且對鋼水要求很高，澆鑄鋼種有限，適合超細(xì)晶鋼類的產(chǎn)品生產(chǎn)，不適合用作冷軋的原料。該工藝已鑄軋出SUS304不銹鋼帶及低碳鋼帶，用這種工藝生產(chǎn)的帶鋼可作為成品銷售，據(jù)報(bào)道還可作為冷軋?jiān)稀?板坯寬度側(cè)壓設(shè)備寬度精度與厚度精度、板凸度、平直度共同構(gòu)成帶鋼的外形質(zhì)量，其中寬度精度是帶鋼帶鋼產(chǎn)品外形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。粗軋調(diào)寬在帶鋼寬度調(diào)整和精度控制中占有主要地位[4]。立輥軋機(jī)主要分為兩大類，即一般立輥軋機(jī)和有AWC功能的重型立輥軋機(jī)。其結(jié)構(gòu)先進(jìn)，主傳動電機(jī)功率大，側(cè)壓能力大，具有AWC功能，在軋制過程中對帶坯進(jìn)行調(diào)寬、控寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格．而且有利于實(shí)現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。 (2)立軋的變形特點(diǎn)與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機(jī)的軋制后的板坯具有一下形狀特點(diǎn)：①板坯立軋的狗骨變形，(a)所示。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過后步平輥軋機(jī)軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?，造成軋件繼續(xù)寬展，因而影響寬度精度，降低寬度控制效果。 而頭尾之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動阻力加大，在長度方向的延伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。實(shí)現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè)備是定寬壓力機(jī)(SP Sizing Press)。(2)調(diào)寬能力提高。(4)寬度精度提高。(a)所示，特點(diǎn)是壓縮模具長度略大于板坯長度，板坯遍布在全長上同時(shí)受到壓縮。這種壓力機(jī)可以改善板坯頭尾的平面形狀，但其調(diào)寬量較小，厚160mm 的板坯側(cè)壓量只有76mm 。在對板坯進(jìn)行壓縮之前，錘頭位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來，對寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后將板坯向前送進(jìn)一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，值板坯尾部壓縮完畢。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開位置，準(zhǔn)備下一次壓縮。粗軋區(qū)的布置形式主要有全連續(xù)式、3∕4連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式[6]。典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖所示。相比之下，全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點(diǎn)更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機(jī)已不再采用全連續(xù)式。第4架均為四輥不可逆式軋機(jī)。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用3∕4連續(xù)式布置的有寶鋼2050mm、武鋼1700mm、太鋼1549mm。 兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置③由2架四輥可逆式軋機(jī)組成。本次設(shè)計(jì)的形式屬于半連續(xù)式，與上圖不同的是都是四輥可逆軋機(jī)，隨著制造軋機(jī)技術(shù)的提高，本設(shè)計(jì)的第一軋機(jī)的作用相當(dāng)與3/4連軋中的二輥軋機(jī)和四輥軋機(jī)，先對板坯進(jìn)行大壓下。本設(shè)計(jì)的粗軋機(jī)，驅(qū)動主要由調(diào)速電機(jī)，減速機(jī)齒輪機(jī)座及軋鋼機(jī)接軸構(gòu)成。HC軋機(jī)利用軋輥軸向串動裝置，就能適應(yīng)帶鋼寬度變化的要求，使輥身的接觸長度作相應(yīng)的改變。4）. 壓下量由于不受板形限制而可適當(dāng)提高。CVC的基本原理是：將工作輥輥身沿軸線方向一半削成凸輥型，另一半削成凹輥型，整個(gè)輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向?qū)ΨQ分別移動上下工作輥，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達(dá)到所要求的板形。3．PC（Paired Crossed Mill）軋機(jī)PC軋機(jī)為軋輥成對交叉軋機(jī)，其工作原理是相互平行的上工作輥，上支承軸中心線與相互平行的下工作輥，下支承輥軸中心線的交叉成一定角度，這一角度等同于工作輥凸度。而且軋制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向力大（達(dá)到軋制力的8%～10%）將使軸承壽命縮短，使維護(hù)工作量加大。F5～F6裝有ORG系統(tǒng)用于工作輥表面的磨削；軋機(jī)進(jìn)出口安裝有上下導(dǎo)板及衛(wèi)板；為保證帶鋼平穩(wěn)輸送F6軋機(jī)出口安裝有機(jī)架輥。采用保溫裝置，不僅可以改善進(jìn)精軋機(jī)的中間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。布置在粗軋與精軋機(jī)之間的中間輥道上，一般總長度有50～60m，由多個(gè)罩子組成，每個(gè)罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行開閉。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。若不用熱卷箱，成品厚度越薄，中間坯的頭尾溫差越大。尤其對原有熱軋生產(chǎn)線的改造。⑦采用熱卷箱后，精軋機(jī)組開軋溫度和終軋溫度得到有效控制，僅用前饋方式即可得到較高的卷取溫度控制精度。熱卷箱可起到緩沖作用，延長精軋及卷板后部工序處理時(shí)間，降低了中間廢品率。②帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。②對溫度敏感性高的產(chǎn)品一般要選用卷取箱，如不銹鋼。 典型熱卷箱結(jié)構(gòu)2. 保溫裝置的選擇本設(shè)計(jì)考結(jié)合在唐鋼第一鋼軋廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，綜合考慮卷取箱的諸多特點(diǎn)，選用無芯軸隔熱屏熱卷箱。壓下規(guī)程的中心內(nèi)容就是確定出由一定的板坯軋成所要求的成品的變形制度，也就是確定軋制方法、軋制道次和每道壓下量的大小，在實(shí)際操作中就是要確定各道次壓下螺絲的升降位置，也就是輥縫的開度。這當(dāng)然是理想的和科學(xué)的方法。只有在全面計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代化軋鋼機(jī)上，才有可能根據(jù)具體變化的情況，從上述原則和要求出發(fā)，對壓下規(guī)程進(jìn)行在線理論計(jì)算和控制。粗軋機(jī)組道次最大壓下量主要受軋輥強(qiáng)度的限制。（2）精軋機(jī)的壓下量分配的基本原則精軋機(jī)組[11]的主要變形是在7架連軋機(jī)上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品帶鋼，并且需要保證帶鋼的表面質(zhì)量和終軋溫度。精軋機(jī)的總壓下量一般占全部的10%～30%。）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得軋件可正常咬入。確定末架軋制速度時(shí)，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度；軋制寬度大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。則精軋總延續(xù)時(shí)間為： （） 各架軋機(jī)的速度的確定除應(yīng)滿足連軋關(guān)系外，還應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍，以滿足不同品種的要求。高溫軋制時(shí)軋件溫度降可以按輻射散熱計(jì)算，而認(rèn)為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量可大致與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量相抵消。本設(shè)計(jì)采用目前普遍公認(rèn)的愛克倫得公式，其基本形式為： （）式中：——外摩擦對單位壓力的影響系數(shù)；——粘性系數(shù)；——平均變形速度,m/s。由于軋機(jī)的彈跳，使軋出的鋼板厚度等于原來的空載輥縫再加上彈跳，或者說，原來空載輥縫等于軋出鋼板厚度減去彈跳。它同帶鋼的壓下量和帶鋼的厚度為同一個(gè)數(shù)量級，在后幾個(gè)機(jī)架里，甚至比帶鋼的厚度還要大些。（彈跳曲線的非直線部分是變化的），軋后的軋件厚度可以用下面的公式計(jì)算： （）式中：——人工零位的軋輥縫指示器讀數(shù),mm；——軋輥預(yù)緊靠力，取值1000KN；——軋制力，KN；——機(jī)座剛度系數(shù)，即線形段的斜率，（對于支撐輥直徑為1200～1400毫米的大型寬帶熱軋機(jī)，1400＝490t＝4900KN/mm?？捎上率接?jì)算：/i （）式中：η——傳動效率系數(shù)，本軋機(jī)無減速機(jī)及齒輪座，但接觸傾角α≥3。由以上得到空轉(zhuǎn)力矩為： ()按照上式計(jì)算甚為復(fù)雜，通常按照經(jīng)驗(yàn)辦法來確定： （)式中—電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。表413各道次的空轉(zhuǎn)力矩 道次R1R6 F1F2F3F4F5F6F7 電機(jī)的額定功率P/kw95009500950095008500850085008500電機(jī)轉(zhuǎn)速n/r/min130340340340520650650650/KNm/KNm(4) 動力矩的計(jì)算動力矩只發(fā)生于不均勻轉(zhuǎn)動工作的幾種軋機(jī)中，當(dāng)軋制速度變化的時(shí)候，便產(chǎn)生克服慣性力的動力矩，其數(shù)值可以由下式確定： ()式中G—轉(zhuǎn)動部分的重量,Kg；D—轉(zhuǎn)動部分的慣性直徑,mm；—角加速度。中浪、邊浪及復(fù)合浪等板形不良缺陷是熱軋帶鋼，尤其是薄規(guī)格產(chǎn)品的主要缺陷之一。為了保證良好的板形，必須遵循板凸度一定的原則。從以上分析可知，由于軋制是軋輥的不均勻熱膨脹，軋輥的不均勻磨損以及軋輥的彈性壓扁和彈性彎曲，致使空載時(shí)原本平直的輥縫在軋制時(shí)變的不平直了，致使板帶的橫向厚度不均和板形不良。（1）各架出口凸度的確定，即δ7=，比例凸度： （）式中：、——軋后的板凸量及厚度，mm；、——軋 前的板凸量及厚度，mm根據(jù)比例凸度的概念可得F7—；；；；；；；（2）熱膨脹熱凸度 根據(jù)實(shí)踐資料統(tǒng)計(jì)，軋輥不均勻熱膨脹產(chǎn)生的熱凸度曲線，可近似地按拋物線計(jì)算 （）式中 ：——距輥中部為的任意斷面上的熱凸度；——輥身中部的熱凸度， L——輥身長度之半；——從輥身中部起到任意斷面的距離，在輥身中部=0；在輥身邊緣＝L。軋輥斷面上的這種溫度不均使輥熱膨脹值的精確計(jì)算很困難。因而輥型設(shè)計(jì)時(shí)可以用支撐輥的輥身撓度差來代替工作輥的輥身撓度差。軋件的撓度愈小，工作輥的撓度便愈大。B=1250mmn1=E1/E2(D1/D2)4=(D1/D2)4 n2 =G1/G2(D1/D2)4=(D1/D2)4 ζ=kE1/(4G1)(D1/L)2=(D1/L)2 β=πE/2(D1/L)4=26700(D1/L)4將各參數(shù)代入公式可計(jì)算得軋輥撓度如表417所示：表417軋輥撓度 道次參數(shù)1234567粗軋/mm mm——精軋/mm mm第5章 軋制圖表與年產(chǎn)量計(jì)算第5章 軋制圖表與年產(chǎn)量計(jì)算 軋制圖表 研究軋制圖表的意義軋機(jī)的工作圖表，或稱軋制圖表是研究和分析軋制過程的工具。因此，軋制過程的安排是否合理，不僅對產(chǎn)品產(chǎn)量，質(zhì)量由決定性影響，而且對整個(gè)車間的各個(gè)方面均起很重要的作用。而在軋制圖表中所標(biāo)明的純軋時(shí)間、間隙時(shí)間、軋制節(jié)奏時(shí)間和軋制總延續(xù)時(shí)間被稱之為四個(gè)特征時(shí)間。連續(xù)式軋機(jī)的工作圖表。本次設(shè)計(jì)軋制圖表選用半連軋工藝，粗軋為兩架六道軋制，精軋由七架連軋，軋制圖表如下： 軋制圖表 軋鋼機(jī)的產(chǎn)量計(jì)算軋機(jī)產(chǎn)量是衡量軋機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的一個(gè)主要指標(biāo)，是車間設(shè)計(jì)中重要的工藝參數(shù)。分別一小時(shí)、班、日、月、和年為時(shí)間單位計(jì)算。它反映了軋機(jī)軋制節(jié)奏失調(diào)的程度，反應(yīng)了軋機(jī)理論小時(shí)產(chǎn)量和實(shí)際小時(shí)產(chǎn)量的差異。在一般情況下、軋鋼車間各個(gè)生產(chǎn)工序的能力應(yīng)大于軋機(jī)的生產(chǎn)能力，故通常即以軋機(jī)的產(chǎn)量代表整個(gè)車間的產(chǎn)量。計(jì)算軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量有兩種方法：本設(shè)計(jì)采用第一種按軋制品種百分?jǐn)?shù)計(jì)算。根據(jù)產(chǎn)品大綱和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果列在表51中： 表51 各品種的小時(shí)產(chǎn)量規(guī)格～44～610～百分?jǐn)?shù)（％）10403020小時(shí)產(chǎn)量（t∕h）456507524532帶入上式計(jì)算可得軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量：Ap=