【文章內容簡介】 機。全廠的主要設備有：4 架粗軋機、7 架精軋機，3 臺全液壓卷取機，及 5 條精整作業(yè)線。設備總重 60915 噸。設備由德國西馬克德馬格財團總承包，12 年來，設備運行穩(wěn)定。在產(chǎn)量大幅度上升的同時，機組的生產(chǎn)綜合指標與產(chǎn)品精度也在不斷提高，高強度、高難度極限規(guī)格產(chǎn)品不斷增加，薄規(guī)格產(chǎn)品比例成倍提高。尤其最近， 以下薄規(guī)格產(chǎn)品占產(chǎn)量的 17%，比 1992 年 5 月達產(chǎn)時的 %和設計規(guī)定的 6%高 3 倍 [4]。把薄規(guī)格產(chǎn)品作為主要生產(chǎn)目標，采用最佳卷取溫度，對加熱溫度、軋制負荷分配、軋制速度進行優(yōu)化，對各精軋機架目標凸度進行合理分配，軋出符合標準的厚度為 的集裝箱用耐大氣腐蝕板，解決了集裝箱鋼板長期依賴進口的局面，2022 年又試軋成功厚 的熱軋薄帶鋼。②薄板坯連鑄連軋。自1992 年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套 CSP 薄板坯連鑄機以來，國內各大鋼鐵公司紛紛花費巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴大品種范圍，提高產(chǎn)品質量。寶鋼的 2050 和 1580 熱軋線是國內工藝裝備及自動化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度≥ 的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚~ 的超薄熱軋帶鋼。1999 年珠鋼引進第一條 CSP 薄板坯連鑄連軋線(1450mm)，之后相繼建成投產(chǎn)邯鋼 1450mm、包鋼 1700mm、攀鋼、唐鋼1800mmFTSR 機組馬鋼 1800mmCSP 機組、華菱 1800mmCSP 一期工程和上鋼一廠的 1780 熱連軋機組，本鋼 1880mmCSP 連鑄連軋熱軋生產(chǎn)線設計產(chǎn)能 280萬噸，萊鋼 1450 熱連軋機組設計產(chǎn)能 200 萬噸，沙鋼 1700mm 熱連軋生產(chǎn)線設計產(chǎn)能 450 萬噸。鞍鋼 2150mmCSP 機組設計產(chǎn)能 450 萬噸。據(jù)統(tǒng)計，2022 年國內預計將有 12 條熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)，設計總產(chǎn)能為 3700 萬噸，其中設計產(chǎn)能在 300 萬噸以上的大型熱軋生產(chǎn)線有 5 條，分別是安鋼 1780 機組 380 萬噸，馬鋼 2250 機組 500 萬噸，寶鋼 1880 機組 370 萬噸，天鐵 1780 機組 380 萬噸，北臺 1780 機組 400 萬噸；其余 7 條熱軋產(chǎn)線設計產(chǎn)能均在 200 萬以上，它們是日照鋼廠 1580 機組 200 萬噸，唐山國豐 1480 機組 200 萬噸，遷安軋一廠 1250 機組 200 萬噸，武鋼 1580 機組 280 萬噸，山西海鑫 1500 機組 220 萬噸，寧波建龍 1780 機組 250 萬噸。預計到 2022 年底我國熱軋總產(chǎn)能將達到 億噸。③鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。珠鋼 CSP 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后，計劃采用該工藝生產(chǎn) 以下超薄熱軋帶鋼，目前國內唐鋼、本鋼等多條 CSP 薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。 熱 軋 窄 帶 鋼 生 產(chǎn) 狀 況目前，國外窄帶鋼的發(fā)展呈停滯狀態(tài)，產(chǎn)量和質量均不高，對窄帶鋼的需求多采用將寬帶縱切的辦法，成本偏高。國內共有 50 多套熱軋窄帶鋼軋機，其中全連續(xù)式軋機 2 套，3/4 連軋機 14 套，半連軋 15 套，其余為跟蹤式、橫列式、行星式等，年總生產(chǎn)能力 9106t。但生產(chǎn)工藝和設備水平普遍較落后，其中 15家國有企業(yè)的大部分仍采用老式布局的 3/4 連軋生產(chǎn)線。按產(chǎn)品的寬度可分為兩類，一類為 145mm~240mm，多采用連鑄坯一火成材，如宣鋼帶鋼廠等；另一類為 210mm~305mm，使用初軋坯兩火成材，如包鋼、萊蕪帶鋼廠等。優(yōu)化改造后唐鋼窄帶鋼生產(chǎn)線采用自產(chǎn)165mm165mm、165mm225mm、165mm280mm 三種規(guī)格的連鑄坯，能夠生產(chǎn)最寬達 355mm、最薄為 的窄帶產(chǎn)品。1996 年無錫市新大薄帶鋼有限公司在國內率先建成了年產(chǎn) 6104t 的 350mm 熱軋薄窄帶鋼生產(chǎn)線，采用了合理的工藝、設備，選用了先進的控制系統(tǒng)，從而解決了板形、板厚控制與活套角度控制等一系列難題，成功地生產(chǎn)出厚度為 ~、寬度為130mm~200mm 的薄規(guī)格窄帶鋼，并用于薄壁焊管生產(chǎn) [5]。鞍鋼公司軋鋼總廠一條中型型鋼生產(chǎn)線經(jīng)改造，形成了年產(chǎn) 1105t 的 350mm 半連軋窄帶鋼生產(chǎn)線，目前已能生產(chǎn)厚度為 ~ 的高強度合金鋼和不銹鋼等難軋窄帶鋼產(chǎn)品。 軋 帶 鋼 市 場 前 景 和 需 求 概 況 熱 軋 寬 帶 鋼 市 場 前 景對 30 多家國外鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品調查表明：作為最終產(chǎn)品使用的厚度大于2mm 的熱軋帶鋼的需求量正在下降，1995 年為 48%，2022 年將下降至 42%，而厚度小于 2mm 的熱軋薄帶需求量日益增加，從正在進行和準備進行的深加工線和冷軋機組方面的投資也可看出這種趨勢。2022 年，厚 ~ 熱軋薄帶需求量增加將大于 1%，厚 ~ 熱軋薄帶需求量增加將大于7%。到 2022 年，預測全世界超薄熱軋帶鋼的市場需求將超過 107t。就國內市場而言， 1998 年全國共消耗熱軋薄板 107t，為填補國內板帶材的供需缺口，1998 年進口熱軋薄板約 106t，占當年鋼材進口總量的 %?？梢?，國內熱軋薄板的市場空間巨大，特別是對 以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛 [7]。 熱 軋 窄 帶 鋼 市 場 需 求國內外熱軋窄帶鋼市場需求大體相同，厚度大于 25mm 的產(chǎn)品基本飽和，厚度小于 20mm 的熱帶卻供不應求。我國寬帶軋機雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國的輕工、建筑行業(yè)等需要大量的薄規(guī)格窄帶鋼，主要用于生產(chǎn)薄壁焊接鋼管、輕鋼龍骨等，此外熱軋窄帶鋼還要給冷軋窄帶鋼軋機及特殊用途的鋼帶軋機等提供原料，因而目前我國熱軋窄帶鋼仍然不會為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計，我國煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過 3106t，這也是窄帶鋼的一個大市場。近幾年熱軋窄帶鋼的生產(chǎn)量幾乎翻了一番，生產(chǎn)和在建的軋機達到近百套，全部投產(chǎn)后預計總能力將超過 1800 萬噸。 今 后 熱 軋 板 帶 鋼 的 發(fā) 展 趨 勢 熱 軋 寬 帶 鋼 發(fā) 展 方 向熱軋板寬帶鋼以深沖鋼板、耐腐蝕高強度熱軋鋼板、成型性優(yōu)異的高強及超高強鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細晶高強度鋼板為發(fā)展目標。由于將采用無頭軋制技術、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術等軋制工藝生產(chǎn)熱軋薄帶鋼，因此可以較好地控制熱軋帶鋼的組織和性能。在冷卻技術方面，以溫度預測模型為基礎，采用細分的冷卻箱和緩慢冷卻裝置，開發(fā)高精度的冷卻系統(tǒng)，對鋼材的組織和性能進行控制。從超薄熱軋帶鋼的市場需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀可看出“以熱代冷”的鋼鐵市場走向決定了超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)總體趨勢是供不應求，同時也表明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個發(fā)展方向?？梢灶A見，采用無頭軋制和低溫軋制工藝將是薄板坯連鑄直接軋制生產(chǎn)超薄帶鋼的主要發(fā)展方向 [8]。 熱 軋 窄 帶 鋼 發(fā) 展 方 向增大帶鋼產(chǎn)品的優(yōu)質比，調整產(chǎn)品結構，開拓熱軋窄帶鋼產(chǎn)品應用新領域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質量、降低消耗、降低成本、擴大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質碳素結構鋼、優(yōu)質低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質量帶鋼作為主導產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機產(chǎn)品的下限之外，從而可以代替部分冷軋產(chǎn)品。如用厚度小于 的熱軋窄帶鋼替代冷軋帶鋼，可以減少冷軋軋程，大幅度降低生產(chǎn)成本，提高軋機的效率。向薄、寬方向發(fā)展。生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼，可滿足薄壁焊管廠提高成材率、降低生產(chǎn)成本的需要；生產(chǎn)寬規(guī)格帶鋼，占領熱軋中寬帶鋼（寬度一般大于500mm）的產(chǎn)品空間；生產(chǎn)厚規(guī)格帶鋼，開發(fā)輕鋼結構。輕鋼結構用來制作工業(yè)廠房、辦公大樓、體育場館、商業(yè)超市、倉庫等，目前廣泛使用寬200mm~350mm、厚 6mm~30mm、長 3m~12m 中板及板卷，熱窄帶鋼比中板便宜 600 元/噸~700 元/ 噸，如能用窄帶鋼代替中板，將使整個鋼結構工程成本有較大幅度下降。 本 設 計 的 目 的 和 意 義本設計是年產(chǎn) 200 萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設計。產(chǎn)品規(guī)格為：典型產(chǎn)品厚度為 。所用鋼種為：普碳鋼、合金結構鋼、不銹鋼（約含 25%） 。帶鋼是有一個比較特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進入廠家，目前帶鋼有時也作為冷彎型鋼的坯料，廣泛用于制造小五金、自行車車架、輪圈、彈簧片、鋸條等。通過對近五年的統(tǒng)計，可看出帶鋼消費正以一個較快的速度發(fā)展。在國內外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國作為一個發(fā)展中國家，對帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國內外需求量都較大。同時我國現(xiàn)在基礎建設規(guī)模很大，對焊管、型材的需求也相應增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。本設計課題是年產(chǎn) 200 萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。這是一個大型的軋鋼車間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。目前我國帶鋼產(chǎn)能在 5500 萬噸左右，但今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內的帶鋼生產(chǎn)。由于市場對板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會下降，因此該大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術發(fā)展至今已有 80 多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代軋機，板形控制技術目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。在相關技術比較完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術改進上的投資，可以在建成時就采用目前最先進的技術，還可以借鑒其他車間的生產(chǎn)經(jīng)驗，少走一些彎路，一步到位。西部地大物博，礦產(chǎn)資源很豐富，很多還處于待開發(fā)狀態(tài)。我國現(xiàn)在進行西部大開發(fā)，對西部地區(qū)在財力，物力上大力扶持，大力進行基礎項目的建設，如能源，交通等。因此，在西部建立一個大型軋鋼廠不僅可以滿足西部地區(qū)對板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會占用太多人口居住地，這在地理上是一個很大的優(yōu)勢。西部目前的交通狀況比以前改進了很多，而且作為國家重點建設這一狀況仍在完善，因此原材料的運輸不再是一個主要的問題。第 2 章 生產(chǎn)方案及產(chǎn)品大綱的制定第 2 章 生產(chǎn)方案及產(chǎn)品大綱的制定 產(chǎn) 品 方 案 的 編 制 產(chǎn) 品 方 案產(chǎn)品方案是進行車間設計、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計劃。本車間依據(jù)設計任務書要求，經(jīng)過對同類廠的調查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。實際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內部性能的要求。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標準規(guī)定，如國標、冶標、企標等，如果國家沒有標準規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定 [9]。 編 制 產(chǎn) 品 方 案 的 原 則 及 方 法（1）國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。（2）產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。（4）考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術水平。 選 擇 計 算 產(chǎn) 品車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有幾種、數(shù)百種以上。但是，在設計中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進行詳細的工藝計算。為了減少設計工作量，加快進度，同時，又不影響整個設計質量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品 [10]。選擇計算產(chǎn)品應遵循以下原則 [11]：（1）有代表性從擬生產(chǎn)的所有品種中選出幾種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性的產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。（2）通過所有工序所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說第一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是所有計算產(chǎn)品綜合起來看的。（3）所選的計算產(chǎn)品要與接近。（4）計算產(chǎn)品要留一定的調整余量，也就是說所選的計算產(chǎn)品要品種靈活，容易生產(chǎn)多種規(guī)格的產(chǎn)品。冷軋用鋼（SPHC SPHD SPH） (~)mm(900~1600)mm普通結構板(Q235 Q215) (~)mm(900~1600)mm汽車及農(nóng)用車大梁鋼板和結構內板(T510L、T550L、SAPH310/440) (~)mm(900~1600)mm合金結構鋼（12Mn2A，16Mn2A，30Cr，40Cr，45Cr，45Mn） (~)mm(900~1600)mm不銹鋼(1Cr13，0Cr18Ni9，1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti) (~) mm(1000~1600)mm本次設計選用的典型產(chǎn)品是：Q215(1200mm)表 21 Q215 技術條件化學成分(％)牌號等級C Mn Si S P屈服點σs(N/mm)抗拉強度σb(N/mm)伸長率δs(%)Q215 A ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≥215 335~450 ≥31注：表面質量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。 產(chǎn) 品 大 綱產(chǎn)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(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)品大綱不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。所以編制產(chǎn)品方案時應注意[10]：（1）