【文章內(nèi)容簡介】 ?????????????????????????????????????????????80致 謝 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書1第一章 建設(shè)一個 CSP 車間的可行性和必要性分析 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(yùn)作， 2022 年可形成年產(chǎn) 4825 萬 t 的生產(chǎn)能力。薄板坯連鑄連軋工藝技術(shù)裝置日趨完善，市場競爭更具實力，原因在于它的工藝優(yōu)勢：投資低、能耗低、生產(chǎn)成本低、維護(hù)費(fèi)用低、成材率高。兩流薄板坯連鑄機(jī)與一套熱連軋機(jī)相配可產(chǎn) 160~250 萬 t/a 熱軋帶卷，可以分別與電爐或高爐—轉(zhuǎn)爐流程相聯(lián)接。薄板坯連鑄連軋技術(shù)越來越顯示出它的生命力。 國內(nèi)外 CSP 生產(chǎn)線概況 國內(nèi) CSP 生產(chǎn)線發(fā)展概況概況2022 年以來投產(chǎn)的生產(chǎn)線的達(dá)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)，2022 年達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力，是所有已投產(chǎn)的 CSP 生產(chǎn)線中達(dá)產(chǎn)最快的。包鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線是我國第一套雙流 CSP 生產(chǎn)線，2022 年 8 月投產(chǎn)，2022 年超過了設(shè)計生產(chǎn)量，比邯鋼更快，是國際上達(dá)產(chǎn)速度最快的。2022 年已投產(chǎn)的 5 條線為所在企業(yè)創(chuàng)造了可觀效益已投產(chǎn) 5 條生產(chǎn)線 2022 年的生產(chǎn)指標(biāo)見表 11【1】 。表 11　2022 年我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)指標(biāo)廠名連鑄機(jī)流數(shù)和鑄坯規(guī)格/mm2022 年軋材產(chǎn)量/萬 t鋼水成材率/ %鋼材合格率/ %珠鋼 1 流，(1000~1350)50 99邯鋼 1 流，(900~1680)70 2 流，(1250~1500)67(1250~1500)50 鞍鋼1 流，(960 ~ 1520) (100~130) 唐鋼1 流， 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書2(950~1680)(70~85)已投產(chǎn)的 5 條生產(chǎn)線技術(shù)操作指標(biāo)的差別很大。表 2 技術(shù)操作指標(biāo)中有一些不具備可比性，但相當(dāng)一部分是可比的，如:作業(yè)率、連澆爐數(shù)、燃料消耗等。另一方面，與設(shè)計技術(shù)操作指標(biāo)對比，還有一些指標(biāo)未達(dá)到。差距就意味著潛力。表 12　 2022 年我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線技術(shù)操作指標(biāo)廠名拉坯速度/(mmin1)鑄機(jī)作業(yè)率/%平均連澆爐數(shù)平均連澆時間漏鋼次數(shù)漏鋼率/%加熱爐燃耗/(kgt1)軋機(jī)作業(yè)率/%珠鋼邯鋼包鋼鞍鋼唐鋼~~5~83550__6552113020_65發(fā)揮薄板坯連鑄連軋技術(shù)潛力的關(guān)鍵之一在于發(fā)揮連澆的優(yōu)勢。抓連澆爐數(shù)的增加就必須解決鑄機(jī)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。連鑄連軋工藝的獨(dú)特優(yōu)勢薄板坯連鑄連軋工藝是由薄板坯連鑄機(jī)與常規(guī)寬熱帶連軋機(jī)的精軋機(jī)組集成而來的。連軋機(jī)組的能力與常規(guī)熱帶連軋機(jī)相當(dāng)，而薄板坯鑄機(jī)能力低于連軋機(jī)組。常規(guī)熱連軋機(jī)生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品的不利點(diǎn)是單位時間內(nèi)產(chǎn)量大幅度下降，而這正是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的固有特性。生產(chǎn)薄規(guī)格熱軋板是薄板坯連鑄連軋技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢。近幾年我國進(jìn)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。發(fā)揮薄板坯連鑄連軋技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢將大大促進(jìn)我國鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。對新工藝決不能滿足于掌握操作技術(shù)、達(dá)到并超過設(shè)計能力，還必須做到自主設(shè)計，制造、并有所改進(jìn)與提高。我們應(yīng)努力使我國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線成為效率最高且最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)線。我國薄板坯連鑄連軋技術(shù)還有很大發(fā)展空間預(yù)計到 2022 年后，我國板材年產(chǎn)量將內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書3達(dá) ~ 億 t。其中需要中厚板軋機(jī)生產(chǎn)的中厚板約在 2 000 萬 t/a 水平。需要由熱連軋機(jī)生產(chǎn)的板材，約在 ~ 億 t 之間。到 2022 年底，我國熱連軋機(jī)生產(chǎn)能力為 4 708 萬 t/a(其中常規(guī)熱連軋機(jī)為 3 126 萬 t/a，薄板坯連鑄連軋 1 442 萬 t/a，爐卷 140 萬t/a)。在建熱連軋機(jī)生產(chǎn)能力 3850 萬 t/a(其中常規(guī)熱連軋機(jī) 2 450 萬 t/a，薄板坯連鑄連軋 1 400 萬 t/a)，尚有 1000~3000 萬 t/a 的規(guī)模擴(kuò)大空間。從發(fā)展觀點(diǎn)看，今后常規(guī)熱連軋機(jī)與薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)能力之比應(yīng)在 1∶1 或 6∶4 之間。則我國這一規(guī)模發(fā)展空間將主要由薄板坯連鑄連軋技術(shù)來填補(bǔ)。其技術(shù)發(fā)展空間如前所述，薄板坯連鑄連軋技術(shù)是新開發(fā)的薄板坯連鑄技術(shù)與常規(guī)熱連軋機(jī)組的集成。集成技術(shù)屬于生產(chǎn)要素的一種新的組合，新的組合就會產(chǎn)生新的生產(chǎn)力，從而產(chǎn)出新的貢獻(xiàn)，同時提供今后潛力開發(fā)的空間。薄板坯連鑄連軋技術(shù)提供的發(fā)展空間有：(1)利用軋機(jī)能力余量大的潛力，開發(fā)薄規(guī)格熱軋板生產(chǎn)技術(shù)，替代部分冷軋產(chǎn)品；(2)利用薄板坯溫度均勻的潛力，開發(fā)生產(chǎn)平直度高的產(chǎn)品；(3)利用薄板坯冷卻速度快的優(yōu)勢，開發(fā)生產(chǎn)強(qiáng)度更高的普碳鋼和部分應(yīng)用廣泛的不銹鋼和硅鋼。 世界其他各國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線近況美國紐柯Ⅰ廠有多條 CSP 生產(chǎn)線。同時在 ARMCO (阿姆科)建立了一條CONROLL 生產(chǎn)線， 生產(chǎn) 75~125 mm 的中等厚度板坯軋薄板。 1997 年又在 IPSCO (依波斯柯 )投產(chǎn)了一條 ISP 生產(chǎn)線，年產(chǎn) 125 萬 t 的 2~ mm 熱軋帶卷( 寬 1219 ~ 2438 mm)。近年來加拿大的阿爾戈馬(Algoma)廠采用達(dá)涅利(Danieli) 技術(shù)建立了一臺兩流薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，年產(chǎn) 200~250 萬 t。美國的北極星(North)BHP 廠引進(jìn)了住友公司的中等厚度板坯鑄機(jī)和達(dá)涅利的熱連軋機(jī)建成一條年產(chǎn) 135 萬 t 的生產(chǎn)線，帶鋼最小厚度 mm。應(yīng)指出，自 1998 年來有大量低價薄板材涌入美國市場，使多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線遭遇打擊，但仍能有較大發(fā)展。最先引進(jìn) CSP 生產(chǎn)線的是墨西哥希爾沙廠，它生產(chǎn) 、 mm 厚，寬 831~1270 mm 的熱軋帶鋼，40 %國內(nèi)出售， 25 %銷往美國，其余出口中東和拉美。又增建了第 2 臺薄板坯連鑄機(jī)，產(chǎn)量翻倍，以生產(chǎn)≤ mm 熱軋帶卷為主。韓國的浦項(POSCO) 光陽廠，1997 年建的 CSP 生產(chǎn)線(2 號)，1998 年中期工程即暫停，已決定和原有的 1 號生產(chǎn)流程(180 萬 t/a)一同出售，主要原因是鋼鐵工業(yè)布局不合理，太集中了。泰國 NTS 公司引進(jìn)了 CSP 工藝，1997 年夏在喬恩布日(Chonburi)建成，薄板坯厚 45~70 mm，產(chǎn)品為 1~2 mm 熱軋帶卷，產(chǎn)量 120 萬 t/a，生產(chǎn)正常。SSM內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書4公司采用了 QSP 技術(shù)，澆注 90~70mm，生產(chǎn)熱軋帶卷。馬來西亞梅加廠(Maga Steel)用了 6 億美元在橡膠園建成了兩條 CSP 生產(chǎn)線，1998 年投產(chǎn)以來生產(chǎn)正常，有望突破250 萬 t/a。印度伊斯帕特集團(tuán) 1998 年第一條 CSP 生產(chǎn)線投產(chǎn)后，又訂了第二套設(shè)備，計劃 2022 年初達(dá)到 200 萬 t/a。第一條 CSP 生產(chǎn)線建在西班牙的比斯卡亞 ACB 廠(Aceria Compactade Bizkaia)， 1998 年投產(chǎn)以來，受歐盟限產(chǎn)要求，產(chǎn)量不大。德國的蒂森(Thyssen) 1999 年 4 月 9 日投產(chǎn)了 CSP 生產(chǎn)線，它和轉(zhuǎn)爐相連，生產(chǎn)(45~70) mm1600 mm 鑄坯， ~ mm的高強(qiáng)度帶鋼和 mm 的軟鋼，現(xiàn)已滿負(fù)荷生產(chǎn)≥200 萬 t/a。荷蘭的霍戈文公司正在艾默伊登廠建設(shè) 150 萬 t/a 的 ISP 生產(chǎn)線，爭取 2022 年投產(chǎn)，生產(chǎn)(1~) mm(750~1560)mm 的熱軋帶卷。此外，非洲埃及亞歷山大國家鋼鐵公司(EZZ)1999年來投產(chǎn)了 100 萬 t/a 的 CSP 生產(chǎn)線。南非的薩爾達(dá)尼廠(SALDANHA)建成了一流年產(chǎn) 140 萬 t 的 ISP 生產(chǎn)線。澳洲的 BHP 公司擬引入 QSP 技術(shù)，建立第一條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。綜上所述，各種薄板坯連鑄連軋技術(shù)正被全世界各國廣泛使用。從這些生產(chǎn)線中總結(jié)出該技術(shù)的發(fā)展趨勢：與高爐—轉(zhuǎn)爐流程嫁接，用更純凈的鋼水作原料，以生產(chǎn)≤1 mm 的薄規(guī)格產(chǎn)品；熱軋薄帶部分取代冷軋產(chǎn)品 【2】 。 在包頭建設(shè) csp 鋼廠的必要性和可行性研究包頭市，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，地處渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，北部與蒙古國接壤，南臨黃河，東西接沃野千里的土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部。包頭的地理坐標(biāo)是東經(jīng) 109 度 50 分至 111 度 25 分、北緯 41 度 20 分至 42度 40 分，面積為 27691 平方公里，為內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的城市。能為建廠提供一個很好的地理位置。包頭市位于陰山天山縱向成礦帶上，礦產(chǎn)資源豐富，蘊(yùn)藏有稀土、鐵、煤炭、鋁、金、鈮等 54 種金屬、非金屬和能源化工原料。其中最為著名的白云鄂博礦山，是舉世罕見的金屬共生礦山，鐵的探明儲量約為 10 億多噸，鈮的儲量居全國之首，稀土儲量居世界之最，稀土儲量不僅巨大而且品位高、生產(chǎn)成本低，占到全國稀土儲量的%，占世界已探明儲量的 %，1999 年包頭稀土產(chǎn)量（以氧化稀土計）占世界總產(chǎn)量的 60%，是名副其實的“稀土之鄉(xiāng)” 。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(dú)厚的條件。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書5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(jì)賴以發(fā)展的重要條件。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi) 214 公里，水面寬 130 米到 458 米，水深 米到 米，平均流速為每秒 米，最大流量每秒 6400 立方米，年平均徑流量為 260 億立方米，是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。此外，艾不蓋河、哈德門溝、昆都侖河、五當(dāng)溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。包頭可利用地表水總量為 億立方米（不包括黃河過境水） 。地下水補(bǔ)給量為 億立方米。從 50 年代起，包頭就開始了大規(guī)模的水資源開發(fā)，先后修建了黃河水源地多處，以及奧陶窯子、團(tuán)結(jié)渠、民生渠、磴口揚(yáng)水站、畫匠營水源地等較大的黃河提水工程，先后構(gòu)筑了昆都侖、劉寶窯、水澗溝等中小型水庫，進(jìn)行了大規(guī)模的水資源開發(fā)。由此看來，CSP 生產(chǎn)線的用水設(shè)施得到了一個很好的保障。包頭土地總面積 27768 平方公里，其中，山地占 ％，丘陵草原占 ％，平原占 10％。 已開發(fā)和利用的土地中，市區(qū)面積為 平方公里；耕地面積占土地面積比重 ％；森林面積 千公頃，草原面積 千公頃。其中很多地方可以作為工業(yè)園區(qū)，可見包頭能提供建廠所需土地。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(luò)。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；1210 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(luò)，密度超過了全國平均水平；由此看來，包頭的交通運(yùn)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(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢與外來資源的引進(jìn)提供了基礎(chǔ)條件。 綜上所述，包頭市資源區(qū)位優(yōu)勢突出，各項基礎(chǔ)設(shè)施較為完善。在能源與原材料價格不斷上漲的宏觀形勢以及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)向西部轉(zhuǎn)移移的大趨勢下?lián)碛休^為廣闊的發(fā)展前景。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(jìn)一步釋放了資源優(yōu)勢對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的拉動作用。作為市場經(jīng)濟(jì)中最重要的微觀主體，企業(yè)對于包頭的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有無可爭議的重要意義。從各個方面來分析，在包頭建立一個 CSP 鋼廠很有優(yōu)勢，更有發(fā)展前景。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書6第二章 產(chǎn)品方案編制 產(chǎn)品大綱的編制 產(chǎn)品大綱的制定原則產(chǎn)品方案是進(jìn)行其它工藝設(shè)計的首要依據(jù)（軋制、選型、廠房） ，因此工藝設(shè)計首先從擬訂車間產(chǎn)品方案開始。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(shè)備的特點(diǎn)和市場的要求進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。2）具有經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，主要是生產(chǎn)能力大，消耗指標(biāo)底，生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低廉。3）考慮各產(chǎn)品的平衡，正確處理當(dāng)前和長遠(yuǎn)發(fā)展的要求，注意地區(qū)之間的平衡。4）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，有條件的要爭取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化的方向發(fā)展，以提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。5）注意建廠地區(qū)資源及鋼坯的供應(yīng)條件，物資和材料的運(yùn)輸情況，逐步建設(shè)和完善我國自己的獨(dú)立的軋鋼生產(chǎn)體系。6）要逐步解決產(chǎn)品品種和規(guī)格的老化問題，要適應(yīng)當(dāng)前新的經(jīng)濟(jì)形勢的變化。 產(chǎn)品大綱基于產(chǎn)品大綱編制原則、市場需求以及地區(qū)條件編制該產(chǎn)品大綱 （1）鋼坯規(guī)格： 厚度：