【文章內(nèi)容簡介】 ..................................................................................................................71引 言1引 言由于冷軋薄板產(chǎn)品本身具有光潔的表面，精確的厚度、寬度允差，高的強度極限、疲勞極限和沖擊韌性、良好的焊接、冷彎性能、低廉的價格等特點，應用面極為廣泛。特別是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛躍發(fā)展和科學技術水平的不斷提高，冷軋薄板在汽車制造、電子儀表、輕工、機電、農(nóng)機、建筑、航空和國防等工業(yè)部門，更是占有極其重要的地位。同時，對其品種、規(guī)格、性能和質(zhì)量也不斷地提出了更高的要求。冷軋薄板的產(chǎn)品品種繁多，其性能、特點、用途及生產(chǎn)方法各不相同。有寬度窄得像“陽春細面” 似的高強度帶鋼，到寬度達 2m以上用于“殼罩蓋罐 ”的深沖壓帶鋼。冷軋薄板是對鋼板的深加工，這就對上游的熱軋，煉鋼，煉鐵提出了一些要求。如煉鋼時鋼的純凈度和化學成分都要在一定的范圍內(nèi)，在熱軋過程也要求極高的厚度精度和平直度，以保證冷軋的順利進行。冷軋出來的薄板會根據(jù)客戶的要求和成品的適用范圍，還可以進行鍍鋅、鍍錫、彩涂等進一步的深加工。本文借鑒了當代世界上先進的冷軋薄板生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝，設計了年產(chǎn) 100 萬噸 1700 冷軋薄板車間。望老師給予指導。河北聯(lián)合大學輕工學院2第 1 章 文獻綜述目前，我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，取得了令人矚目的成就，市場對冷軋鋼板產(chǎn)品的需求很大。國內(nèi)外許多大鋼鐵企業(yè)花費巨資新建冷軋帶鋼廠，不斷擴大品種范圍。 冷軋的發(fā)展史國外的冷軋發(fā)展很早，始于 19 世紀中葉的德國，到上世紀四，五十年代發(fā)展到了冷連軋階段。我國發(fā)展較晚。開始于 1960 年，首先建立了 1700mm 單機可逆式冷軋機，以后陸續(xù)投產(chǎn)了 1200mm 單機可逆式冷軋機，MKWl400mm 偏八輥軋機、1150mm 二十輥冷軋機和 1250mmHC 單機可逆式冷軋機等， 70 年代投產(chǎn)了我國第一套 1700mm 連續(xù)式五機架冷軋機，1988 年建成了 2030mm 五機架全連續(xù)冷軋機。近年來我國各地新建和籌建的百萬噸級冷軋廠很多，生產(chǎn)設備技木水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而發(fā)展到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復合薄板和硅鋼片等。 1978 年以前,我國冷軋板帶生產(chǎn)技術比較薄弱，僅鞍鋼和太鋼有幾臺單機架可逆軋機可以生產(chǎn)寬帶鋼,軋機不僅效率低,裝備水平也差,產(chǎn)量無法滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求,質(zhì)量也無法與世界先進水平相抗衡。1978 年初，從原西德等國成套引進的 1700mm 冷軋設備(同時引進了一些專利技術)在武鋼成功投產(chǎn)。該機組可年產(chǎn) 75 萬 t 冷軋薄板、15 萬 t 鍍鋅板卷、10 萬 t 鍍錫板卷。這套適用于冷軋工藝全過程的先進設備,無論從機械制造、電氣傳動、自動控制系統(tǒng)以及計算機、儀表、檢測元件等都匯集了當時世界上的先進技術。從此,我國冷軋生產(chǎn)技術跨入了一個歷史性飛躍發(fā)展的新時代。鋼的冷軋始于德國，當時只能生產(chǎn)寬 20—25mm 的冷軋帶鋼。美國 1859 年制造建成了 25mm 冷軋機，1887 年生產(chǎn)出寬 150mm 的低碳鋼。寬的冷軋薄板是在熱軋成卷帶鋼的基礎上發(fā)展起來的。美國早在 1920 年第一次成功的軋制出寬帶鋼，并很快由單機不可逆軋制跨入單機可逆式軋制。1926 年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。日本 1938 年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機。1940 年在新日鐵建立了第一套四機架 1420 冷連軋機。1951 年蘇聯(lián)建設了一套 2030 全連續(xù)五機架冷連軋機，年產(chǎn) 250 萬噸。我國冷軋寬帶剛的生產(chǎn)開始于 1960 年，首先建立了 1700mm 單機架可逆式第 1 章 文獻綜述3冷軋機，以后陸續(xù)投產(chǎn) 1200mm 單機架可逆式冷軋機、MKW1400mm 偏八輥軋機、1150mm 二十輥冷軋機和 1250mmHC 單機可逆式冷軋機等。 20 世紀 70 年代投產(chǎn)了我國第一套 1700mm 連續(xù)式五機架冷軋機，1998 年建成了 2030mm 五機架全連續(xù)冷軋機。現(xiàn)在我國投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機有 35 套，窄帶鋼軋機有1000 套。在這 40 多年中，我國冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了 40 多倍，到 2022 年，我國薄鋼板的產(chǎn)量已達到 1900 多萬噸；生產(chǎn)裝備技術水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復合薄板和硅鋼片等。冷軋薄板發(fā)展如此迅速的的主要原因是：鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來了難題。特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當厚度小到一定時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度 [1]。目前熱軋工藝技術水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不好，熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。冷軋鋼板性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當配合，可以在比較廣的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。 國內(nèi)外冷軋的進展以下是國內(nèi)在建的和擬建的百萬噸冷軋生產(chǎn)線及產(chǎn)品，可作為設計的參考。在這里也簡單介紹一下：武鋼股份投資 億元建的 2130mm 冷軋機組，年產(chǎn)量 215 萬噸，產(chǎn)品厚度 ，最大寬度 2080mm，最大強度 800MPa，其產(chǎn)品用于以轎車板和家電板為代表的覆蓋面極廣的高檔冷軋產(chǎn)品。鞍鋼 1780mm 冷軋機組投產(chǎn)后，鞍鋼為配合新建的 2150mm 的熱連軋機組，新建 1500mm 冷連軋和 2130mm 冷連軋。首鋼股份總投資 億元的冷軋薄板生產(chǎn)項目年產(chǎn)量可達 150 萬噸，目標是汽車板和奧運項目。唐鋼冷連軋生產(chǎn)線用于與現(xiàn)存的酸洗線聯(lián)機。酸洗線與一套 5 機架冷連軋生產(chǎn)線聯(lián)機能夠生產(chǎn)出下游生產(chǎn)線所要求的產(chǎn)品(鍍鋅線以及其他的生產(chǎn)線)。在 5 架冷連軋機中，14 架軋機為 4 輥預留 Smartcrown 軋機，第 5 架軋機為 6河北聯(lián)合大學輕工學院4輥 Smartcrown 軋機。生產(chǎn)鋼種： CQ:50%；DQ:40%；HSLA:10% 。生產(chǎn)寬度為8201650mm 厚為 的產(chǎn)品。德國，當時只能生產(chǎn)寬 20—25mm 的冷軋帶鋼。美國與 1859 年制造建成了25mm 冷軋機，1887 年生產(chǎn)出寬 150mm 的低碳鋼。美國早在 1920 年第一次成功的軋制出寬帶鋼，并很快由單機不可逆軋制跨入單機可逆式軋制。1926 年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。日本 1938 年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機。1940 年在新日鐵建立了第一套四機架 1420 冷連軋機。1951 年蘇聯(lián)建設了一套 2030 全連續(xù)五機架冷連軋機，年產(chǎn) 250 萬噸。 冷軋設備的種類和特點本次設計的軋機主要有 CVC 軋機和 HC 軋機CVC 軋機是在 HCW 軋機的基礎上研制成功的，CVC 輥和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達 600 微米。CVC 精軋機組的配置一般是，前幾個機架采用 CVC輥主要控制凸度，后幾個機架采用 CVC 輥主要控制平直度。CVC 軋機板凸度控制能力強，軋機結構簡單，易改造，能實現(xiàn)自由軋制，操作方便，投資較少。HC 軋機的主要特點：具有大的剛度穩(wěn)定性和很好的控制性同時可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失 [2]。退火方式主要有罩式退火和連續(xù)退火。罩式退火加熱時間長，適用于深沖鋼。但各部位的加熱和冷卻過程不同，帶卷內(nèi)部的組織性能有可能產(chǎn)生差異。采用全氫成分，改進循環(huán)系統(tǒng)和水冷措施以及換熱方式后，極大地提高了導熱系數(shù)，縮短了加熱時間，減少了帶卷內(nèi)外溫差，節(jié)約了能源，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。但生產(chǎn)高強度鋼，表面質(zhì)量高的品種受到限制。連續(xù)退火工藝克服了分批退火生產(chǎn)周期長、占地大、人力多的不足，以其產(chǎn)量大、效率高、生產(chǎn)穩(wěn)定得到了飛速發(fā)展。連續(xù)退火機組可以將表面清洗、退火、平整、分卷剪切等工序集于一身 [9]。產(chǎn)品沿縱向長度的力學性能更加一致、更加均勻。質(zhì)量好，板形平直，金屬收得率高，使生產(chǎn)周期從一周縮短至 12 天。尤其是與煉鋼技術的結合，可以經(jīng)濟地生產(chǎn)出不同強度級別和深沖等級、表面質(zhì)量要求的帶鋼，幾乎能滿足各行業(yè)的要求。第 1 章 文獻綜述5 冷軋生產(chǎn)的發(fā)展方向我國作為發(fā)展中國家，冷軋板帶的生產(chǎn)必須加快發(fā)展，才能滿足經(jīng)濟建設的需要。冷軋生產(chǎn)技術正向大型化、集成化、高速化方向發(fā)展，而且在進一步地提高自動化和連續(xù)化水平。產(chǎn)量和生產(chǎn)率都有顯著的提高，產(chǎn)品質(zhì)量更趨完美。1) 熱軋生產(chǎn)技術的完善，使得某些薄規(guī)格熱軋產(chǎn)品正在替代同規(guī)格的冷軋產(chǎn)品。薄帶鋼連鑄的產(chǎn)業(yè)化將會為冷軋原料提供新的來源。高品質(zhì)的冷軋成品尤其要注重前工序的生產(chǎn)，要有純凈度高、品質(zhì)優(yōu)良、性能均勻的原板才能軋出優(yōu)質(zhì)的冷軋產(chǎn)品。2) 新型高效的全自動焊機、大張力拉伸矯直機、故障率低的活套、帶快速回轉(zhuǎn)刀頭的圓盤剪、先進的自動補酸系統(tǒng)，是現(xiàn)代化大型酸洗機組的成熟實例。3) 酸洗 軋機聯(lián)合機組將取代其他機型，成為冷軋機中的主力軍。對于特殊鋼、高強鋼和極薄帶，可逆軋機(尤其是雙機架可逆軋機)輔以現(xiàn)代化的控制手段仍將扮演不可替代的角色。4) 全氫罩式退火和連續(xù)退火機組將優(yōu)勢互補，平分秋色。5) 涂鍍層產(chǎn)品更注重專業(yè)化生產(chǎn)，注重清潔和環(huán)保，注重降低能耗，注重開發(fā)綜合性能優(yōu)良的新品種。6) 全數(shù)字化的交流變頻傳動技術將取代其他形式，使得控制過程更快速、更準確。新型激光測速儀和各種厚度、板形及平整度測量儀的應用，可使軋制成品的厚度精度達到 1%以下，平整度小于 1%。7) 要鼓勵合資，合作引進資金、技術和管理，縮小和國外先進產(chǎn)品的差距。要堅持專業(yè)化生產(chǎn)，培養(yǎng)和創(chuàng)造自己的獨特產(chǎn)品。要注重發(fā)展速度和產(chǎn)品結構、質(zhì)量、效益的統(tǒng)一，不能猶豫徘徊，也不能盲目冒進，一定要注重資源、環(huán)境、市場、技術、人才的有機統(tǒng)一。近年來，隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，用戶對冷軋高質(zhì)量，高附加值，高技術難度的帶鋼產(chǎn)品的需求量顯著增加，對鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、品種、性能的要求越來越高。鋼鐵領域的競爭，已從過去的價格為主轉(zhuǎn)向以產(chǎn)品品質(zhì)、服務為主，企業(yè)的技術水平、產(chǎn)品品種質(zhì)量和延伸服務將成為競爭力強弱的決定因素。同時隨著市場競爭的加劇，各冷軋帶鋼廠為了在市場競爭中居于有利地位，也迫切需要提高生產(chǎn)技術水平，減少原材料和能量消耗，改善經(jīng)營管理，增強競爭能力。鋼鐵產(chǎn)品結構調(diào)整的一個主要方向是大力提高冷軋薄板的生產(chǎn)能力。在統(tǒng)一規(guī)劃指導下，建設冷軋寬帶鋼機組。改造和新建的冷軋機組，軋制性能好、河北聯(lián)合大學輕工學院6品種多、用途廣的高質(zhì)量板材，特別生產(chǎn)汽車板、鍍鋅板、彩涂板。在今后的幾年里，國內(nèi)輕工，機械、建筑、造船、交通等各鋼材使用較多的行業(yè)對鋼材的價格、性能、質(zhì)量，服務等提出了更高的要求，產(chǎn)品必須多品種，多規(guī)格，全系列提高產(chǎn)品附加值，降低運輸優(yōu)勢在競爭中所占的比重，開拓市場，迎接市場的挑戰(zhàn)。第 2 章 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱7第 2 章 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱 建廠依據(jù)熱軋帶材到一定厚度，難以保證溫度均勻，鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來了難題。目前熱軋工藝技術水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不量熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。冷軋生產(chǎn)具有表面光潔、尺寸精度高、生產(chǎn)過程沒有搶溫，保證溫度均勻的要求、容易實現(xiàn)軋制潤滑等優(yōu)點。因而在薄板帶生產(chǎn)中廣泛使用冷軋工藝。冷軋板帶有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機制造、電氣產(chǎn)品、機車車輛、造船、航空及火箭、精密儀表、民用建筑、工業(yè)廠房、家用電器、食品罐頭以及一些耐久制品都需要大量的冷軋板帶。出于這些工業(yè)的發(fā)展，對薄板質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)量要求越來越大，對冷軋板帶生產(chǎn)提出了更高的要求，故冷軋薄板、帶鋼的產(chǎn)量增長很快。同時，隨著人民生活水平及物質(zhì)需求的提高，鋼材市場的需求結構發(fā)生了巨大變化，特別是冷軋和鍍涂層深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、品種質(zhì)量與市場需求差距甚大，矛盾突出。一方面，國產(chǎn)冷軋產(chǎn)品的市場占有率低僅為 50%左右；另一方面，冷軋帶鋼品種規(guī)格不全、高強度、高附加值產(chǎn)品雖已部分試制成功，但產(chǎn)量低，還不能完全滿足國內(nèi)用戶需求，此外，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足用戶高精度要求?？梢姡ㄒ蛔戤a(chǎn)量高質(zhì)量好的冷軋廠是有市場基礎的。 制定產(chǎn)品大綱本設計任務是年產(chǎn) 100 萬噸 1700mm 冷軋薄板。設計之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設計任務書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程確定軋機組成和選擇各項設備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱的編制原則：1) 滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。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。要正確處理長遠與當前、局部與整體的關系。做到供求適應、品種平衡、產(chǎn)銷對路、考慮軋機生河北聯(lián)合大學輕工學院8產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。3) 考慮建廠地區(qū)資源的供應條件，物資和材料運輸?shù)那闆r。4) 要適應對外開放、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟形勢，力爭做到產(chǎn)品結構和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化 [5]。本設計綜合考慮以上各點，唐鋼采用厚坯料的第二熱軋帶卷廠的投產(chǎn)可以提供強度 240MPa 的合格原料，廠址選在唐鋼內(nèi)部，產(chǎn)品面向全國和世界各國。產(chǎn)品大綱如下：產(chǎn)量及鋼種：100 萬噸/年(本設計以一期為例進行詳細敘述。