【文章內容簡介】 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 250 萬噸 [3]。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。 1978 年以前,我國冷軋板帶生產技術比較薄弱,僅鞍鋼和太鋼有幾臺單機架可逆軋機可以生產寬帶鋼,軋機不僅效率低,裝備水平也差,產量無法滿足國民經濟發(fā)展的需求,質量也無法與世界先進水平相抗衡 [4]。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 [5]。該機組可年產 75 萬噸冷軋薄板、15 萬噸鍍鋅板卷、10 萬噸鍍錫板卷。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,我國冷軋生產技術跨入了一個歷史性飛躍發(fā)展的新時代。1988 年建成了 2030mm 五機架全連續(xù)冷軋機。新建和籌建的百萬噸級冷軋廠很多，生產設備技木水平已由只能生產低碳薄板而發(fā)展到能生產高碳鋼、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：1) 鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產帶來了難題。特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產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保持熱軋所需的溫度。2) 在對表面質量、板型、厚度公差要求較高的產品，熱軋產品無法滿足要求。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量不量熱軋不適于生產表面光潔程度要求較高的板帶鋼產品。另外，由于熱軋生產先天性的缺陷，熱軋板板型、厚度公差無法與冷軋板相媲美。高級的汽車用鋼、家電用鋼，只能使用冷軋薄板。3) 冷軋薄板可以通過調節(jié)軋制和退火工藝，獲得具有更多樣的力學性能。即可生產高強度冷軋板，也可生產軟、沖壓性能很高的汽車面板，其具有性能好、品種多、用途廣諸多優(yōu)點，可以在比較廣的范圍內滿足用戶的要求。 國內外冷軋薄板的發(fā)展現(xiàn)狀武鋼—武鋼股份投資 億元建的 2130mm 冷軋機組，年產量 215 萬噸，產品厚度 ，最大寬度 2080mm，最大強度 800MPa，其產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品。鞍鋼—繼 1780mm 冷軋機組投產后，鞍鋼為配合新建的 2150mm 的熱連軋機組，新建 1500 mm 冷連軋和 2130 mm 冷連軋。首鋼—首鋼股份總投資 億元的冷軋薄板生產項目年產量可達 150 萬噸，主要目標是汽車薄板。唐鋼—唐鋼冷連軋生產線用于與現(xiàn)存的酸洗線聯(lián)機。酸洗線與一套 5 機架冷連軋生產線聯(lián)機能夠生產出下游生產線所要求的產品（鍍鋅線以及其他的生產線） 。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 輥 Smartcrown 軋機。生產鋼種： CQ:50%；DQ:40%；HSLA:10% 。生產寬度為 8201650mm 厚為 的產品。 冷軋設備種類和特點 軋機冷軋機包括 CVC 軋機，HC 軋機，PC 軋機，VC 軋機等。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，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。 退火設備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，帶卷內部的組織性能有可能產生差異。它采用全氫成分，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，減少了帶卷內外溫差，節(jié)約了能源，也提高了產品的質量。但生產高強度鋼，表面質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周期長、占地大、人力多的不足，以其產量大、效率高、生產穩(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。產品沿縱向長度的力學性能更加一致、更加均勻。質量好，板形平直，金屬收得率高。使生產周期從一周縮短至 12 天。尤其是與煉鋼技術的結合，可以經濟地生產出不同強度級別和深沖等級、表面質量要求的帶鋼，幾乎能滿足各行業(yè)的要求。 冷軋生產的發(fā)展方向我國作為發(fā)展中國家，冷軋板帶的生產必須加快發(fā)展，才能滿足經濟建設的需要。冷軋生產技術正向大型化、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。產量和生產率都有顯著的提高，產品質量更趨完美。主要向如下幾個方向發(fā)展和完善：1) 熱軋生產技術的完善，使得某些薄規(guī)格熱軋產品正在替代同規(guī)格的冷軋產品。薄帶鋼連鑄的產業(yè)化將會為冷軋原料提供新的來源。高品質的冷軋成品尤其要注重前工序的生產，要有純凈度高、品質優(yōu)良、性能均勻的原板才能軋出優(yōu)質的冷軋產品。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) 涂鍍層產品更注重專業(yè)化生產，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，縮小和國外先進產品的差距。要堅持專業(yè)化生產，培養(yǎng)和創(chuàng)造自己的獨特產品。要注重發(fā)展速度和產品結構、質量、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，用戶對冷軋高質量，高附加值，高技術難度的帶鋼產品的需求量顯著增加，對鋼鐵產品質量、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向以產品品質、服務為主，企業(yè)的技術水平、產品品種質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技術水平，減少原材料和能量消耗，改善經營管理，增強競爭能力。鋼鐵產品結構調整的一個主要方向是大力提高冷軋薄板的生產能力。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、品種多、用途廣的高質量板材，特別生產汽車板、鍍鋅板、彩涂板。在今后的幾年里，國內輕工，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、質量，服務等提出了更高的要求，產品必須多品種，多規(guī)格，全系列提高產品附加值，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 建廠依據和產品大綱第 2 章 建廠依據和產品大綱 建廠依據現(xiàn)代經濟快速發(fā)展對鋼材的需求大大增加，全球鋼鐵產量大幅提高，產量超過了 10 億噸。2022 年我國的鋼產量超過的 億噸，我國成為世界上最大的產鋼國，但是仍然有很多鋼材需要進口，尤其是薄規(guī)格冷、熱軋板和熱軋酸洗板占進口量的絕大部分。隨著與鋼鐵工業(yè)相關的其他工業(yè)如汽車、家電等行業(yè)的迅猛發(fā)展，將會進一步加大對鋼材的需求，尤其是高品質的板材的需求更是巨大?？梢?，建一座年產量高質量好的冷軋廠是有市場基礎的。本設計是年產100 萬噸的冷軋薄板廠，設計生產家電，汽車板，來滿足國內的需求。廠址選在唐山，這里有豐富的電力資源，礦產資源豐富：唐山附近地區(qū)有豐富的鐵礦資源，同時唐山靠近京唐港為進口鐵礦石提供了便利。唐山本地的開灤煤礦，為其提供充足的煤燃料。臨近有許多大型水庫為其提供大量的工業(yè)用水。唐山地區(qū)地理位置優(yōu)，自然氣候條件適宜，經濟比較發(fā)達，有很多與鋼鐵相配套的產業(yè)，重工業(yè)發(fā)達。所以在唐山建廠是一個比較合理的選擇。 制定產品大綱本設計任務是年產 100 萬噸 1700 冷軋薄板廠，以多規(guī)格，多品種，高性能的產品特點來適應變化的市場需求。冷軋產品分為冷軋板卷，熱鍍鋅板卷，彩涂板卷三大類產品。設計之前首先制定產品大綱。產品大綱是設計任務書中的主要內容之一，是進行車間設計時制訂產品生產工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設備的主要依據。產品大綱的編制原則：1) 滿足國民經濟特別需要，根據市場信息解決某些短缺產品的供應和優(yōu)先保證國民經濟重要部門對鋼材的需要。2) 考慮各類產品的平衡，尤其是地區(qū)之間產品的平衡。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、產銷對路、考慮軋機生產能力的充分利用和建廠地區(qū)產品的合理分工。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) 要適應當前對外開放、對內搞活的經濟形勢，力爭做到產品結構和產品標準的現(xiàn)代化。 產量及鋼種100 萬噸/年,其中超 CQ 占 10％，DQ 占 80%，HSLA 占 10%。 規(guī)格原料（熱帶卷）規(guī)格：帶鋼厚度： ~；帶鋼寬度： 820~1600；鋼卷內徑： ф 610mm；鋼卷外徑： 最大 ф2150mm；鋼卷重量： 25t 左右；單位質量： 23kg/mm；抗張強度： 28~42kg/mm2；含碳量： 0%~%；年用量： 100 萬 t。 產品規(guī)格詳細表 21 產品規(guī)格年產量詳細分類寬 度 (mm) 年產量厚 度/mm550～650650～750750～850850～950950～11501150～12501250～13501350總計產量/ 萬 t 比例 %～ —— —— —— 6 6～ —— 21 21～ —— —— 8 8～ 40 40～ —— 15 15～ —— —— —— 10 10比例/% 1 5 17 19 25 13 9 11 100 產品執(zhí)行標準產品質量標準執(zhí)行 GB, DIN, JIS, API 等。第 3 章 酸洗段設備與工藝第 3 章 酸洗段設備與工藝 酸洗機組的設備從熱軋工序來的帶鋼，由于在高溫下生產，表面具有一層致密的氧化鐵皮，若不將其清除干凈，則勢必影響冷軋帶鋼的生產。因此，在冷軋開始之前，必須將其表面的氧化鐵皮完全清除干凈。冷軋生產中，清除氧化鐵皮的方式主要有硫酸酸洗和鹽酸酸洗，通過酸液與氧化鐵皮的反應來將其清除。在 20 世紀60 年代以前，帶鋼酸洗主要采用硫酸酸洗方式。1959 年奧地利的魯茲納公司發(fā)明了鋼帶塔式鹽酸酸洗機組，并且解決了鹽酸廢液的再生回收問題，從此鹽酸酸洗機組風靡世界。目前冷軋生產線主要采用的連續(xù)式酸洗設備主要有半連續(xù)式酸洗機組、連續(xù)塔式酸洗機組和連續(xù)臥式酸洗機組三種。 半連續(xù)式酸洗機組半連續(xù)式酸洗機組也稱推拉式酸洗機組。它的工藝操作過程是:鋼卷經過開卷后，隨之進入矯直機矯直帶鋼，以保證帶鋼順利通過機組，被矯直的帶鋼經酸洗除去表面的氧化鐵皮，隨后進入清洗槽，去除殘酸，再經熱風烘干裝置將其表面烘干，最后經過切邊、切頭尾后卷取成卷。同連續(xù)式酸洗機組相比，半連續(xù)式酸洗機組由于沒有頭部的剪切機、拉矯機、焊機、活套車等設備，輸送輥道和拉料輥的數(shù)目也比連續(xù)式酸洗機組少得多，機組設備最少，并且由于設備少而大大縮短了生產線的長度，減少了占地面積，因此造價最低。由于具有這些特點，推拉式酸洗機組目前還具有一定的生命力，在工廠設計生產能力不大時，可以考慮采用這種工藝技術。 連續(xù)塔式酸洗機組連續(xù)塔式酸洗機組，就是帶鋼連續(xù)在立式的塔中進行時，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼表面，以除去帶鋼表面氧化鐵皮的酸洗方法。帶鋼在塔內由下而上，然后再由上而下運行一個來回，或幾個來回，形成所謂的單套或多套連續(xù)塔式酸洗。塔式酸洗機組的頭部設備和尾部設備的組成和參數(shù)，一般與臥式酸洗機組沒有什么區(qū)別。在機組中部有酸洗段，清洗段和干燥段。酸洗段有單套塔，雙套塔和多套塔等形式。塔式連續(xù)酸洗機組也有一系列的缺點，其一是中部有一個高高的酸洗塔，橋式吊車無法通過，使中部的一些設備和塔本身維修不太方便，這樣就增加了停車檢修的時間；其二，塔內帶鋼的對中比較復雜，尤其是有鐮刀彎的帶鋼，而且塔越高對鐮刀彎的要求也越高；其三，帶鋼在塔內斷帶時，重新穿帶比較困難；其四，帶鋼在較高的塔內運行時，往往會產生較大的擺動，有時還會打壞噴酸的噴嘴。 連續(xù)臥式酸洗機組目前在實際生產應用中，連續(xù)臥式酸洗機組應用的最為廣泛。連續(xù)臥式鹽酸酸洗機組隨著冷軋技術的發(fā)展，其工藝技術也在不斷的提高。至目前，其工藝技術的發(fā)展可分為三代:第一代為深槽式，第二代為淺槽式，第三代為紊流式。紊流式酸洗工藝，由于酸洗