【正文】 板 坯寬度： 800～ 1500mm 板坯長(zhǎng)度： 9～ 10m 產(chǎn)品規(guī)格 厚度： ~12mm； 寬度： 750~1600mm； 鋼卷內(nèi)徑： Φ762mm； 鋼卷外徑： Φ1200~Φ2021mm； 最大卷重： 30t； 產(chǎn)量：年產(chǎn) 280 萬(wàn)噸。 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材、鋼種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程。角。 1）立輥軋機(jī) 為了進(jìn)行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組都配有獨(dú)立的立輥軋機(jī)或在粗軋機(jī)上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機(jī)前也設(shè)立了立輥。有 AWC 功能的重 型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 所示。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切 除，造成了金屬的浪費(fèi)，如圖 （ b）所示。SP 軋機(jī)具有較強(qiáng)的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。 ① 長(zhǎng)錘頭定寬壓力機(jī)。在對(duì)板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來(lái)，對(duì)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，然后板坯向前送進(jìn)一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，直到板坯尾部壓縮完畢。C 時(shí)） 壓力機(jī)周期（行程 /min） 50 板坯行走量（ mm/行程） 400 板坯速度（ m/min） 20 主電動(dòng)機(jī) 3400KW， 0/500（ r/min） 軋制總道次的確定 取平均延伸系數(shù)為 ，由產(chǎn)品厚度為 3mm，進(jìn)粗軋機(jī)的厚度為 150mm。全連續(xù)式粗軋機(jī)通常由 4 到 6 架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。 典型的 3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 所示。常見的布置形式有： ① 1 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 所示。四輥機(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)度和咬入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥（輥面硬）。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。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無(wú)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。 ④ 保證足夠的事故處理時(shí)間，提高成材率。 2）保溫裝置的選擇 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 19 本設(shè)計(jì)綜合國(guó)內(nèi)熱連軋廠實(shí)際情況，了解到攀鋼是由于精軋機(jī)組不能升速而采用熱卷箱，是我國(guó)唯一一套典型的采用熱卷箱技術(shù)的熱軋寬帶鋼廠。 3）切頭、切尾裝置 精軋坯從粗軋機(jī)組軋出，往往頭部呈 “舌形 ”，尾部呈 “魚尾形 ”。這又可以分為兩種方式： ① 反彎力加在兩工作輥瓦座之間。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。 CVC 軋輥的作用與一般帶凸度的 軋輥相同，但其主要優(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，這是通 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 21 過(guò)具有 S 形曲線的軋輥?zhàn)鬏S向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)工作輥軸向移動(dòng)可以獲得工作輥輥縫的正負(fù)凸度的變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的控制。彎曲支持輥的方法如圖 所示。這稱為正彎輥。 ② 在運(yùn)輸時(shí)容易鉆進(jìn)設(shè)備的縫隙發(fā) 生卡鋼事故。 精軋機(jī) 1）精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 參考國(guó)內(nèi)熱連軋廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)道次要求，本設(shè)計(jì)選擇六機(jī)架精軋機(jī)。 熱卷箱也存在一些不足之處： ① 對(duì)帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達(dá) 40176。 圖 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu) 1入口導(dǎo)輥； 2成形輥； 3下彎曲輥； 4上彎曲輥； 5平衡缸； 6開卷臂； 7移卷機(jī)； 8托卷輥。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。 （ 2）軋輥尺寸的選擇 軋輥是軋鋼機(jī)的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時(shí)候要考慮以下幾個(gè)方面 [15]： ① 工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬(wàn)向接軸所傳遞的傳動(dòng)力矩。 單機(jī)架四輥可逆 二輥可逆 四輥可逆 圖 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，如下圖 所示。第 4 架均為四輥不可逆式軋機(jī)。 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 15 典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 所示。所以確定 道次數(shù)為12 道。錘頭對(duì)板坯進(jìn)行壓縮的同時(shí)，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進(jìn)。操作過(guò)程是先由螺桿機(jī)構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機(jī)構(gòu)按規(guī)程進(jìn)行側(cè)壓。目前 SP 軋機(jī)的最大側(cè)壓量達(dá)到了 350mm，有效減輕了連鑄機(jī)不斷變換寬度規(guī)格的負(fù)擔(dān)，提高了連鑄機(jī)生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。 ③ 立軋時(shí)板坯拱起。板坯立軋是典型的超高件軋制過(guò)程，其突出特點(diǎn)是側(cè)壓時(shí)變形不深透，金屬向厚度方向上的流動(dòng)主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。 （ 1）立輥軋機(jī)位于粗軋機(jī)水平軋機(jī)的前面，大多數(shù)立輥軋機(jī)的牌坊與水平軋機(jī)的牌坊連接在一起。 高壓水的壓力通常采用 15~18MPa，每個(gè)高壓水噴嘴水流量為 91L/min。 在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要注意考慮下列各項(xiàng)原則： （ 1）在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊； （ 2）有較 高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)； （ 3）保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能； （ 4）有利于軋機(jī)機(jī)械化，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人勞動(dòng)條件的改善； （ 5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡(jiǎn)單，維修方便； （ 6）備品備件更換容易，并利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化； （ 7）有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 8 表 22 按產(chǎn)品分配的熱軋板帶 厚度（ mm） 寬 度 （ mm） 產(chǎn)量合計(jì) 比 例 850~1050 1000~1200 1200~1400 1400~1550 ~ 5 6 10 7 28 10% ~4 18 35 35 24 112 40% ~6 20 25 25 14 84 30% ~12 8 20 20 8 56 20% 產(chǎn)量合計(jì)（ t） 51 86 90 53 280 比 例 % % % % 100% 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 9 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 車間布置及設(shè)備選用的原則 首先，在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)計(jì)保溫罩或熱卷箱等，主要是考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)以及 帶鋼內(nèi)部組織性能的影響，而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計(jì)更貼近實(shí)際，在選定軋機(jī)型號(hào)及確定軋輥、各架軋機(jī)之間的距離等方面，主要是依據(jù)鞍鋼 1780 生產(chǎn)線的車間設(shè)計(jì)，并針對(duì)本次設(shè)計(jì)要求做一些改動(dòng)；在確定軋機(jī)數(shù)目及布置上，考慮的是目前連鑄機(jī)鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下導(dǎo)致跑偏、及整個(gè)軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計(jì)。 選擇尺寸時(shí)，必須考慮軋機(jī)的工作條件，提高板坯厚度，可以增加板坯及鋼卷的重量，但增加了軋制道次，使機(jī)架數(shù)目增 多，軋制線增長(zhǎng)。 2）考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。 地理與資源 1）廣闊的市場(chǎng) 唐山周圍有許多中小型冷軋廠，我們的熱軋卷可以為其提供原料；華北、東北地區(qū)有許多機(jī)械制造業(yè)，板帶鋼也可以作為成品供給這些企業(yè)；近幾年國(guó)內(nèi)實(shí)行城市大變樣計(jì)劃，許多城市建筑、橋梁都實(shí)行新建。 3）中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，鋼 鐵消費(fèi)總體良好。 。歐洲還在開發(fā)基于薄板坯連鑄連軋技術(shù)的無(wú)頭軋制技術(shù)，通過(guò)進(jìn)一步提高鑄坯的拉速，使連軋機(jī)和連鑄機(jī)的速度得到匹配，實(shí)現(xiàn)真正的連鑄連軋。 緊湊型的熱連軋機(jī)，通常機(jī)組的組成為 1 架粗軋機(jī)， 1 臺(tái)中間熱卷箱， 5～ 6 第 1 章 緒論 3 架精軋機(jī)， 1～ 2 臺(tái)地下卷取機(jī)，生產(chǎn)線長(zhǎng)度約 300m，年產(chǎn)量 200～ 300 萬(wàn)噸。這一階段的軋機(jī)除常規(guī)軋機(jī)所采用的先進(jìn)技術(shù)外，還采用了連 鑄機(jī)和軋制線直接連接的布置形式，此外 PC 板形控制系統(tǒng)，強(qiáng)力彎輥系統(tǒng)，在線磨輥技術(shù)，中間輥道保溫技術(shù)，帶坯邊部感應(yīng)加熱技術(shù)，精軋全液壓壓下及 AGC 技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。90 年代，熱軋板帶鋼在工藝方面有重大突破， 1996 年日本川崎鋼鐵公司成功開發(fā)無(wú)頭連續(xù)軋制板帶鋼技術(shù)，解決了在常規(guī)熱連軋機(jī)上生產(chǎn)厚度 ~ mm 超薄帶鋼一系列技術(shù)難題。 1960 年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機(jī)稱第一代熱帶鋼軋機(jī)。而最終產(chǎn)品的質(zhì)量首先取決于連鑄胚的質(zhì)量，其次 取決于軋鋼工藝的設(shè)計(jì)，如軋機(jī)的剛度、軋機(jī)的布置形式等等。其中精軋機(jī)選取 7 架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機(jī)，采用工作輥正彎輥（ WRB）技術(shù)、 CVC 軋機(jī)和厚度自動(dòng)控制 (AGC)等技術(shù)來(lái)控制板型和提 高厚度精度。同時(shí)連鑄技術(shù)發(fā)展成熟，促使熱連軋機(jī)從最初使用鋼錠到使用連鑄坯，從而大幅度提高產(chǎn)量并能夠?yàn)槔滠垯C(jī)提供更大的鋼卷。 我國(guó)熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史 我國(guó)熱連軋帶鋼的發(fā)展大致可以劃分為三個(gè)階段 [3]： 第一階段為初期發(fā)展階段，以解決企業(yè)的有無(wú)為主要目的，這個(gè)時(shí)期熱軋板 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 2 帶鋼軋機(jī)建設(shè)職能依靠國(guó)家投入，建設(shè)水平和技術(shù)設(shè)備參差不齊。由于近些年國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)鋼材需求量不斷增加，各個(gè)企業(yè)或引進(jìn)或采用國(guó)產(chǎn)技術(shù)，或建設(shè)傳統(tǒng)連軋生產(chǎn)線，或建設(shè)薄板坯 連鑄連軋生產(chǎn)線，同時(shí)也對(duì)原有生產(chǎn)線進(jìn)行全面的技術(shù)改造，使其達(dá)到現(xiàn)代化水平。 熱軋帶鋼的另一生產(chǎn)形式是薄板坯連鑄連軋，按結(jié)晶器的形式不同，分別有多種形式，如 SMS 開發(fā)的 CSP、 DANIELY 開發(fā)的 H2FRL 等，由薄板坯鑄機(jī)、加熱爐和軋機(jī)組成，剛性連接，鑄坯厚 50～ 90mm，產(chǎn)量 120～ 200 萬(wàn)噸，軋機(jī)的布置形式有粗軋加精軋為 2+5 布置 ， 1+6 布置，也有 7 架精軋機(jī)組成的生產(chǎn)線。因此，這種生產(chǎn)工藝仍是鋼鐵企業(yè)建設(shè)熱連軋帶鋼生產(chǎn)線的首選 [6]。由于才喲個(gè)液壓壓下厚度自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，板帶縱向厚度精度已得到很大的提高，但板帶橫向厚度和平直度的精度控制有待進(jìn)一步提高。如何在原有設(shè)備能力的基礎(chǔ)之上生產(chǎn)中高檔產(chǎn)品，如何改進(jìn)我們的工藝，使其具有先進(jìn)水平，這些正是我們軋鋼人要做的。 3）便利的交通 唐山地處京津之側(cè)擁有便利的鐵路，京唐港和正在建設(shè)的曹妃甸港口提供了便利、廉價(jià)的水運(yùn)，唐津高速公路、唐港高速公路以及 107 國(guó)道、 205 國(guó)道、 102國(guó)道提供了便捷的公路運(yùn)輸。 3）考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。國(guó)產(chǎn) 1700 熱連軋機(jī)采用連鑄坯的厚度規(guī)格為 160、 2 250mm。因此， 軋鋼機(jī)選擇的是否合理對(duì)車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。箱內(nèi)上下各裝有兩排集水管，其上下高壓水噴嘴同時(shí)噴射高壓水除 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 10 鱗。需對(duì)成品帶鋼寬度進(jìn)行控 制，這里先介紹粗軋調(diào)寬。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主傳動(dòng)電機(jī)功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋制過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過(guò)后步平輥軋機(jī)軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?dòng)，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。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） [9]。（ 4）寬度精度提高。 ② 短錘頭定寬壓力是用短錘頭替代長(zhǎng)錘頭。顯然這種連續(xù)式定寬壓力機(jī)的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多 [20]。由于精軋機(jī)的設(shè)計(jì)沒(méi)有太大的區(qū)別，我們通常所說(shuō)全連續(xù)式、 3∕4 連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式都是根據(jù)粗軋區(qū)軋機(jī)的布置形式來(lái)命名的。 隨著粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，粗軋機(jī)的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機(jī)的布置形式也發(fā)生了很大變化，相繼發(fā)展了 3∕4連續(xù)式和半連續(xù)式。對(duì)于年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸左右規(guī)模的帶鋼廠，采用 3∕4連 軋機(jī)較為適宜。 本設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長(zhǎng)度、減小占地面積、節(jié)約設(shè)備投資等方面考慮 ，選擇近年來(lái)常用的半連續(xù)式粗軋機(jī)布置方式。 ④ 輥身長(zhǎng)度與輥頸的比值不能超過(guò)允許值，否則工作輥會(huì)彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。 ② 精軋機(jī)可以采用恒速或加速軋制。③ 對(duì)于管線鋼不能降低精軋機(jī)功率，不可實(shí)現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機(jī)數(shù)量。 2）邊部加熱器 板坯出爐后，經(jīng)輥道運(yùn)輸，高壓水除鱗和粗軋機(jī)組軋成精軋坯，溫度有明顯地降低，一般要降低 200℃ 左右，尤其是邊部降低更為明顯。轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪可以安裝兩對(duì)刀，一對(duì)采用圓弧形剪刃，用于切頭，將坯頭切成圓弧形，從而有益于咬入和減少?zèng)_擊，另一對(duì)刀用于切尾，采用直剪刃。 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 20 圖 彎工作輥（左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度） 第二種：彎曲支持輥的方法。 CVC 軋制原理圖 :在軋輥末產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，軋輥構(gòu)成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖 （