【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 全廠的主要設(shè)備有：4 架粗軋機(jī)、7 架精軋機(jī)，3 臺(tái)全液壓卷取機(jī)，及 5 條精整作業(yè)線。設(shè)備總重 60915 噸。設(shè)備由德國(guó)西馬克德馬格財(cái)團(tuán)總承包，12 年來(lái)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。在產(chǎn)量大幅度上升的同時(shí)，機(jī)組的生產(chǎn)綜合指標(biāo)與產(chǎn)品精度也在不斷提高，高強(qiáng)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(dá)產(chǎn)時(shí)的 %和設(shè)計(jì)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(biāo)，采用最佳卷取溫度，對(duì)加熱溫度、軋制負(fù)荷分配、軋制速度進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)各精軋機(jī)架目標(biāo)凸度進(jìn)行合理分配，軋出符合標(biāo)準(zhǔn)的厚度為 的集裝箱用耐大氣腐蝕板，解決了集裝箱鋼板長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)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(guó)第一套 CSP 薄板坯連鑄機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費(fèi)巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴(kuò)大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的 2050 和 1580 熱軋線是國(guó)內(nèi)工藝裝備及自動(dòng)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(jìn)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(jī)組馬鋼 1800mmCSP 機(jī)組、華菱 1800mmCSP 一期工程和上鋼一廠的 1780 熱連軋機(jī)組，本鋼 1880mmCSP 連鑄連軋熱軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能 280萬(wàn)噸，萊鋼 1450 熱連軋機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 200 萬(wàn)噸，沙鋼 1700mm 熱連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能 450 萬(wàn)噸。鞍鋼 2150mmCSP 機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能 450 萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)將有 12 條熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)，設(shè)計(jì)總產(chǎn)能為 3700 萬(wàn)噸，其中設(shè)計(jì)產(chǎn)能在 300 萬(wàn)噸以上的大型熱軋生產(chǎn)線有 5 條，分別是安鋼 1780 機(jī)組 380 萬(wàn)噸，馬鋼 2250 機(jī)組 500 萬(wàn)噸，寶鋼 1880 機(jī)組 370 萬(wàn)噸，天鐵 1780 機(jī)組 380 萬(wàn)噸，北臺(tái) 1780 機(jī)組 400 萬(wàn)噸；其余 7 條熱軋產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能均在 200 萬(wàn)以上，它們是日照鋼廠 1580 機(jī)組 200 萬(wàn)噸，唐山國(guó)豐 1480 機(jī)組 200 萬(wàn)噸，遷安軋一廠 1250 機(jī)組 200 萬(wàn)噸，武鋼 1580 機(jī)組 280 萬(wàn)噸，山西海鑫 1500 機(jī)組 220 萬(wàn)噸，寧波建龍 1780 機(jī)組 250 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到 2022 年底我國(guó)熱軋總產(chǎn)能將達(dá)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(jì)劃采用該工藝生產(chǎn) 以下超薄熱軋帶鋼，目前國(guó)內(nèi)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(guó)外窄帶鋼的發(fā)展呈停滯狀態(tài)，產(chǎn)量和質(zhì)量均不高，對(duì)窄帶鋼的需求多采用將寬帶縱切的辦法，成本偏高。國(guó)內(nèi)共有 50 多套熱軋窄帶鋼軋機(jī)，其中全連續(xù)式軋機(jī) 2 套，3/4 連軋機(jī) 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(shè)備水平普遍較落后，其中 15家國(guó)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(lèi)，一類(lèi)為 145mm~240mm，多采用連鑄坯一火成材，如宣鋼帶鋼廠等；另一類(lèi)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(dá) 355mm、最薄為 的窄帶產(chǎn)品。1996 年無(wú)錫市新大薄帶鋼有限公司在國(guó)內(nèi)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(shè)備，選用了先進(jìn)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(qiáng)度合金鋼和不銹鋼等難軋窄帶鋼產(chǎn)品。 軋 帶 鋼 市 場(chǎng) 前 景 和 需 求 概 況 熱 軋 寬 帶 鋼 市 場(chǎng) 前 景對(duì) 30 多家國(guó)外鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品調(diào)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(jìn)行和準(zhǔn)備進(jìn)行的深加工線和冷軋機(jī)組方面的投資也可看出這種趨勢(shì)。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(yù)測(cè)全世界超薄熱軋帶鋼的市場(chǎng)需求將超過(guò) 107t。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言， 1998 年全國(guó)共消耗熱軋薄板 107t，為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)板帶材的供需缺口，1998 年進(jìn)口熱軋薄板約 106t，占當(dāng)年鋼材進(jìn)口總量的 %?？梢?jiàn)，國(guó)內(nèi)熱軋薄板的市場(chǎng)空間巨大，特別是對(duì) 以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛 [7]。 熱 軋 窄 帶 鋼 市 場(chǎng) 需 求國(guó)內(nèi)外熱軋窄帶鋼市場(chǎng)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(yīng)求。我國(guó)寬帶軋機(jī)雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國(guó)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(jī)及特殊用途的鋼帶軋機(jī)等提供原料，因而目前我國(guó)熱軋窄帶鋼仍然不會(huì)為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò) 3106t，這也是窄帶鋼的一個(gè)大市場(chǎng)。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(jī)達(dá)到近百套，全部投產(chǎn)后預(yù)計(jì)總能力將超過(guò) 1800 萬(wàn)噸。 今 后 熱 軋 板 帶 鋼 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 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(qiáng)度熱軋鋼板、成型性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)及超高強(qiáng)鋼板、超寬幅汽車(chē)鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細(xì)晶高強(qiáng)度鋼板為發(fā)展目標(biāo)。由于將采用無(wú)頭軋制技術(shù)、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術(shù)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(shù)方面，以溫度預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，采用細(xì)分的冷卻箱和緩慢冷卻裝置，開(kāi)發(fā)高精度的冷卻系統(tǒng)，對(duì)鋼材的組織和性能進(jìn)行控制。從超薄熱軋帶鋼的市場(chǎng)需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀可看出“以熱代冷”的鋼鐵市場(chǎng)走向決定了超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)總體趨勢(shì)是供不應(yīng)求，同時(shí)也表明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個(gè)發(fā)展方向?？梢灶A(yù)見(jiàn)，采用無(wú)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(zhì)比，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓?zé)彳堈瓗т摦a(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質(zhì)量、降低消耗、降低成本、擴(kuò)大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車(chē)零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質(zhì)量帶鋼作為主導(dǎo)產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設(shè)新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機(jī)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(jī)的效率。向薄、寬方向發(fā)展。生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼，可滿(mǎn)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(lǐng)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(kāi)發(fā)輕鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼結(jié)構(gòu)用來(lái)制作工業(yè)廠房、辦公大樓、體育場(chǎng)館、商業(yè)超市、倉(cāng)庫(kù)等，目前廣泛使用寬200mm~350mm、厚 6mm~30mm、長(zhǎng) 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(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程成本有較大幅度下降。 本 設(shè) 計(jì) 的 目 的 和 意 義本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 200 萬(wàn)噸的熱軋板帶鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。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(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼（約含 25%） 。帶鋼是有一個(gè)比較特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進(jìn)入廠家，目前帶鋼有時(shí)也作為冷彎型鋼的坯料，廣泛用于制造小五金、自行車(chē)車(chē)架、輪圈、彈簧片、鋸條等。通過(guò)對(duì)近五年的統(tǒng)計(jì)，可看出帶鋼消費(fèi)正以一個(gè)較快的速度發(fā)展。在國(guó)內(nèi)外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，對(duì)帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外需求量都較大。同時(shí)我國(guó)現(xiàn)在基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模很大，對(duì)焊管、型材的需求也相應(yīng)增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。本設(shè)計(jì)課題是年產(chǎn) 200 萬(wàn)噸的板帶鋼生產(chǎn)車(chē)間。這是一個(gè)大型的軋鋼車(chē)間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。目前我國(guó)帶鋼產(chǎn)能在 5500 萬(wàn)噸左右，但今后幾年市場(chǎng)需求仍然會(huì)有較大增長(zhǎng)。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場(chǎng)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(guó)際市場(chǎng)，拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)。由于市場(chǎng)對(duì)板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會(huì)下降，因此該大型生產(chǎn)車(chē)間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術(shù)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(jī)，板形控制技術(shù)目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。在相關(guān)技術(shù)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(shù)改進(jìn)上的投資，可以在建成時(shí)就采用目前最先進(jìn)的技術(shù)，還可以借鑒其他車(chē)間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(kāi)發(fā)狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在進(jìn)行西部大開(kāi)發(fā)，對(duì)西部地區(qū)在財(cái)力，物力上大力扶持，大力進(jìn)行基礎(chǔ)項(xiàng)目的建設(shè)，如能源，交通等。因此，在西部建立一個(gè)大型軋鋼廠不僅可以滿(mǎn)足西部地區(qū)對(duì)板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會(huì)占用太多人口居住地，這在地理上是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。西部目前的交通狀況比以前改進(jìn)了很多，而且作為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)這一狀況仍在完善，因此原材料的運(yùn)輸不再是一個(gè)主要的問(wèn)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(jìn)行車(chē)間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程、確定軋機(jī)組成或選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)，包括車(chē)間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱(chēng)、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計(jì)劃。本車(chē)間依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，經(jīng)過(guò)對(duì)同類(lèi)廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。實(shí)際生產(chǎn)中為了滿(mǎn)足用戶(hù)客觀上的使用要求，每個(gè)品種都必須滿(mǎn)足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。因而，各類(lèi)產(chǎn)品的分類(lèi)、編制、牌號(hào)、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械性能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國(guó)家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國(guó)標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國(guó)家沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶(hù)商定 [9]。 編 制 產(chǎn) 品 方 案 的 原 則 及 方 法（1）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來(lái)發(fā)展的需要。（2）產(chǎn)品的平衡，考慮全國(guó)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(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 選 擇 計(jì) 算 產(chǎn) 品車(chē)間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來(lái)可能有幾種、數(shù)百種以上。但是，在設(shè)計(jì)中對(duì)每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)，又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品 [10]。選擇計(jì)算產(chǎn)品應(yīng)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(diǎn)等方面有代表性的產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。（2）通過(guò)所有工序所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過(guò)各工序，但不是說(shuō)第一種計(jì)算產(chǎn)品都通過(guò)各工序，而是所有計(jì)算產(chǎn)品綜合起來(lái)看的。（3）所選的計(jì)算產(chǎn)品要與接近。（4）計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量，也就是說(shuō)所選的計(jì)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(jié)構(gòu)板(Q235 Q215) (~)mm(900~1600)mm汽車(chē)及農(nóng)用車(chē)大梁鋼板和結(jié)構(gòu)內(nèi)板(T510L、T550L、SAPH310/440) (~)mm(900~1600)mm合金結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)選用的典型產(chǎn)品是：Q215(1200mm)表 21 Q215 技術(shù)條件化學(xué)成分(％)牌號(hào)等級(jí)C Mn Si S P屈服點(diǎn)σs(N/mm)抗拉強(qiáng)度σb(N/mm)伸長(zhǎng)率δs(%)Q215 A ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≥215 335~450 ≥31注：表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結(jié)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(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車(chē)間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程、確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱不但規(guī)定了車(chē)間的類(lèi)型，同時(shí)也規(guī)定了車(chē)間生產(chǎn)品種的方向。所以編制產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)注意[10]：（1）滿(mǎn)足