【正文】 ...................................... 65 致 謝 ........................................................................................................................................ 66 內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 1 第一章 包頭建設 CSP 薄板廠可行性與必要性分析 CSP 生產(chǎn)線歷史簡介 自 1989 年世界上第一臺工業(yè)化的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，過去的 11 年中已有 36 條生產(chǎn)線相繼運 作， 2020 年可形成年產(chǎn) 4825 萬 t 的生產(chǎn)能力。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中 作了明確的說明并表示了謝意。設計內(nèi)容主要包括興建該廠的可行性分析、產(chǎn)品大綱的編制、產(chǎn)品平衡計算、主輔設備選擇、以及生產(chǎn)工藝流程設計、軋制規(guī)程的計算、輥形設計和軋輥強度的校核、電機功率的校核、車間生產(chǎn)能力的計算、軋機工作圖標的確定以及車間平面布置等內(nèi)容。薄板坯連鑄連軋技術越來越顯示出它的生命力 [1]。生產(chǎn)薄規(guī)格熱軋板是薄板坯連鑄連軋技術的獨特優(yōu)勢。 （ 5）不再設置粗軋機架。 結合我國情況來看，上述四個因素中，人工費用差距將縮小，在美國按每工時 28美 元計算，我國如按每工時 3 美元考慮，由此鋼帶成本將降為 美元；我國電費將達到 美元 /t（美國按 美元 /t 計算 )，因而耗電費用差矩將升為 美元 /t。冶金工業(yè)規(guī)劃研究院預計， 2020 年我國鋼材消費量將達到 億噸。豐富的礦產(chǎn)資源為 csp 產(chǎn)品所需要的其他元素提供了得天獨厚的條件。 內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 4 交通運輸條件好 包頭是連接中國華北、西北的重要交通樞紐和中國西部重要的郵電通訊中心，現(xiàn)已基本形成了鐵路、公路、航空綜合交通網(wǎng)絡。 1） 服從國家或地區(qū)對產(chǎn)品的需求，在此條件下，根據(jù)車間工藝、設備的特點和市場的要求進行產(chǎn)品開發(fā)。 S490 3 焊接結構鋼 ~980~1560 8% JIS G 3106 SM400A。 表 金屬平衡表 序號 品種 燒損（ %） 切損（ %） 軋廢（ %） 金屬消耗（ %） 成材率（ %） 1 冷成形用鋼 93 2 碳素結構鋼 93 3 焊接結構鋼 4 汽車結構鋼 5 管線鋼 6 焊接氣瓶鋼 7 船舶結構用鋼 8 低合金高 強度鋼 9 熱軋花紋板 金屬消耗系數(shù)一般由以下金屬消耗組成： 1）燒損， 2）切損， 3）清理表面消耗， 4）軋廢，（ 5）由于加熱、精 整造成的缺陷以及鋼號混亂造成的損失等等。 內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 10 第四章 生產(chǎn)工藝流程的確定 生產(chǎn)工藝過程制訂的依據(jù) 盡管由若干工序組成的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程是比較復雜的，但工序的取舍不是任意的。因此，鋼的加工工藝性能是制訂工藝過程的重要依據(jù)。當然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術水平等其他因素有關的。但這種流程線往往受到廠房長度的限制。 5）過渡式 當車間布置很多相同設備時采用此方式。因此，軋鋼機選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。傳動技術參數(shù)如表 所示，軋機的技術參數(shù)如表 所示。其對軋機生產(chǎn)有影響的原因就在于當軋輥輥徑相同時， DL 值不同時，在 相同的軋制壓力作用下軋輥所承受的彎曲應力不同。無論是提高壓下量還是提高軋制速度，都涉及到軋制壓力軋制力矩和電機功率。 （ 3） 注意保證板組織性能和表面質(zhì)量。 其他各機架軋制速度的確定。 本設計的來料尺寸，來料厚度為 65mm，寬度為 1550mm，來料長度為 。由于支撐輥的輥徑和材質(zhì)對咬入影響極小，所以我們就只對工作輥的情況進行校核。 第六機架咬入校核 6f ? ? ? ? m a x 6 5 261h 1fD?? ?（ 1 ） = 實際壓下量為 2mm，能保證正常咬入。 第二機架的咬入校核 2f ? ? ? ? m a x 2 2 221h 1fD?? ?（ 1 ）? 實際壓下量為 16mm，能保證正常咬入。 表 機架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 間隙距離 20 軋前速度 1 間隙時間 各道次的溫降計算，開軋溫度為 1050℃ 第一道次的溫降 )1000 2731050()1000(20 4411 ???????? Thzt ℃ 第一道次的軋制溫度為 1t ? 1050 ? 1t? ? ℃ 第二道次的溫降 )100 0 ()100 0(20 4422 ???????? Thzt ℃ 第二道次的軋制溫度為 2t? ? 2t? ? ℃ 第三道次的溫降 )1000 ()1000(20 4433 ???????? Thzt ℃ 第三道次的軋制溫度為 3t ? ? 3t? ? ℃ 第四道次的溫降 內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 20 )1000 ()1000(20 4444 ???????? Thzt ℃ 第四道次的軋制 溫度 4t ? ? 4t? ? ℃ 第五道次的溫降 )1000 ()1000(20 4455 ???????? Thzt ℃ 第五道次的軋制溫度為 5t ? ? 5t? ? ℃ 第六道次的溫降 )1000 ()1000(20 4466 ???????? Thzt ℃ 第六道次的軋制溫度為 6t ? ? 6t? ? ℃ 表 機架 F1 F2 F3 F4 F5 FF6 溫降 軋制溫度 1050 軋后溫度 軋機咬入能力校核 熱軋鋼板時咬入角一般為 15176。根據(jù)流量方程的一般形式 (忽略前滑 ) h0V0=h1V1=h2V2=?? =h6V6=C （ 61） 可得 v6/v0=h0/m=μ∑ 6110 1 10vhhv v vh h 0 ???? ?（ 1 ） = （ 62） 式中 h0 ， v0 —— 第一機架入口軋件速度及厚度 μ∑， C—— 連 軋機總延伸系數(shù)及連軋常數(shù) 溫度制度的確定 為了確定各軋制道次軋制溫度，必須求出逐道的溫度下降。具體如下 [8]： （ 1） F1 來料厚度達 50mm， 65mm為便于咬入，壓下率在 40%以下； （ 2） 其他道次的壓下率很大最大可以達到 60%； （ 3） 終軋和終軋前道次壓下率漸小，終軋道次達 20%～ 25%； （ 4） 終軋前道次壓下率可達 30%～ 35%； （ 5） 對于極薄規(guī)格帶鋼產(chǎn)品考慮板形精度壓下率在 15%以下。盡力消除機架剛度對鋼板縱向和橫向精度的影響。 內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 15 在軋輥材質(zhì)方面，考慮到軋制的強、硬度和產(chǎn)品表面質(zhì)量要求選定工作輥和支承輥均為合金鍛鋼?！?25176。閉式牌坊是一個將上下橫梁與立柱整體鑄造的封閉式整體框架，而開式牌坊則是非整體結構的框架，牌坊 是由立柱中部斷開的兩個部分經(jīng)連接件連接而成。 除金屬流程線以外，軋鋼車間設計時還應注意原料流程線，各種備件流程線以及成品加工線等的交叉，以防止相互干擾。在型鋼車間大多數(shù)的冷床布置也采用這種形式。在確定工藝過程時應該進行綜合的考慮，任何片面地強調(diào)某一方面的做法都會給生產(chǎn)帶來不良影響。 4）產(chǎn)品成本 成木是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結果。但技術要求則是其主要方面，它對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精度確定、鋼的內(nèi)部組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的妓術要求是制訂工藝過程的首要依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗數(shù)據(jù)，熱軋寬帶鋼的切損一般是 5%～ 10 %。 Q345B。 5）注意建廠地區(qū)資源及鋼坯的供應條件，物資和材料的運輸情況，逐步建設和完善我國自己的獨立的軋鋼生產(chǎn)體系。而包頭市近年來也不斷通過改革降低地區(qū)比較優(yōu)勢發(fā)揮的交易成本，同時通過招商引資與對外合作進一步釋放了資源優(yōu)勢對于當?shù)亟?jīng)濟的拉動作用。包頭可利用地表水總量為 億立方米（不包括黃河過境水）。另外，包頭本地擁有北方重工汽車產(chǎn)業(yè)及宏昌天馬汽車車斗配件企業(yè)還有軍工企業(yè)每年都會需要大量板帶材，還有包頭特有的稀土鋼深受用鋼企業(yè)歡迎。 綜上所述，薄板坯連鑄連軋工藝噸材成本將低于傳統(tǒng)工藝，其幅度將隨國 家和地區(qū)情況的條件不同而有所區(qū)別。 （ 1）人工費用 噸鋼耗費人力約 ，較傳統(tǒng)工藝少 ，相當于 美元。 （ 1）由于拉速高（ ，為一般板坯連鑄機拉速 ～ ），坯厚薄（ 50mm，為一般板坯連鑄機坯厚 220mm 的 %），因而鑄機產(chǎn)量相似時（如每流為 100～ 120 萬 t/a），薄板坯連鑄機冶金長度短（ 6m左右，為一般連鑄機的 1/4～ 1/5），結構輕，設備重量僅為后者的一半。抓連澆爐數(shù)的增加就必須解決鑄機漏鋼和提高整個作業(yè)線作業(yè)率的問題，從而提高生產(chǎn)線的效率。 Rolling progress。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 參考其他已建廠的參數(shù)經(jīng)驗， 指定產(chǎn)品大綱、確定壓下規(guī)程，選擇主要軋制設備，進行計算。 國內(nèi) CSP 生產(chǎn)線發(fā)展概況概況 2020 年以來投產(chǎn)的生產(chǎn)線的達產(chǎn)速度快于國外同類生產(chǎn)線邯鋼薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線 1999 年 12 月投產(chǎn)， 2020 年達到設計生產(chǎn)能力，是所有已投產(chǎn) 的 CSP 生產(chǎn)線中達產(chǎn)最快的。近幾年我國進口熱軋板中大都屬于薄規(guī)格產(chǎn)品，特別是厚度≤ 2mm 的薄板。 但因為精軋機能力較大，如僅設有一臺薄板坯連鑄機和均熱 爐線時（產(chǎn)量規(guī)模 100萬 /t 左右 )，則由于精軋機負荷不滿，上述降低建設投資因素被抵消；當產(chǎn)量規(guī)模增加到200 萬 /t 時，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的單位投資將遠低于傳統(tǒng)工藝。綜合人工、金屬收得率、熱耗、電耗四方面因素，新工藝較傳統(tǒng)工藝少 美元 /t。根據(jù)冶金工業(yè)規(guī)劃研究院測算， 2020 年機 械行業(yè)鋼材消費量有望達到 億噸。 雖 然是西部城市，但包頭擁有充足的水資源，而這也是是包頭經(jīng)濟賴以發(fā)展的重要條件。其中貫通華北、西北地區(qū)的大動脈京包、包蘭鐵路、包神鐵路在包交匯，東行可連北京，西行可連蘭州，南行可連太原、西安、上海、寧波等地； 1 210 國道穿越市區(qū)、呼包高速公路建成通車， 27 條公路干線通向全國各地，形成了以丹東 北京 包頭 銀川 拉薩為東西南北州縣和北海 西安 包頭 白云為南北軸線，連接內(nèi)蒙古自治區(qū)和 近省、市、自治區(qū)的公路網(wǎng)絡，密度超過了全國平均水平；由此看來，包頭的交通運輸條件很好，能為產(chǎn)品的對外銷售銷售提供保障，更為保障資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢與外來資源的引進提供了基礎條件。 2）具有經(jīng)濟觀點，主要是生產(chǎn)能力大，消耗指標底，生產(chǎn)技術先進，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低廉。 SM400B 4 汽車結構鋼 ~980~1560 14% JIS G 3113 BG510L 5 管線鋼 1550 23 10% GB/T 14164 X65 6 焊接氣瓶鋼 ~980~1560 9% GB/T 32771991 HP295 7 船舶結構用鋼 8~980~1560 12% YB/T41592020 A。 （ 1）燒損：燒損是金屬在高溫下的氧化損失。工藝設計的任務就是要掌握制訂工藝過程的原則，正確地選擇工序內(nèi)容和確定各個基本工序的主要參數(shù)。 3）生產(chǎn)規(guī)模大小 一般生產(chǎn)規(guī)模大小有兩個含義，即企業(yè)規(guī)模的大小和品種批量的多少。 5）工人的勞動條件 工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)內(nèi)蒙古科技大學設 計說明書 11 境污染。因它占有較長的廠房，鋪設的管道、電纜相應的加長而需要較多的投資。常見于軋鋼車間的精整工段。 本設計為保證軋制質(zhì)量和滿足軋機的性能采取經(jīng)典的 CSP 六連軋機，并且預留第七架軋機的位置，在軋制形式上采用全連續(xù)軋制，保證產(chǎn)量。 [6] 表 機架 電機功率（ KW） 電機轉速 （ rpm） 電機扭矩（ KNm） 軋制力矩 （ KNm） F1 7000 0~130/330 514 2170 F2 7000 0~130/330 514 2170 F3 7000 0~130/330 514 1470 F4 7000 0~130/330 514 1120 F5 7000 0~130/330 514 500 F6 70