【導(dǎo)讀】寬帶鋼在我國國民經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展中需求量很大。世界各國近年來都在。注重研制和使用連鑄連軋等新技術(shù)和新設(shè)備來生產(chǎn)板帶鋼。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)300萬噸的薄板帶熱連軋車間工藝設(shè)計(jì)。核，對(duì)車間主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、生產(chǎn)車間布置和環(huán)境保護(hù)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)和規(guī)劃。本設(shè)計(jì)到了預(yù)期要求，實(shí)際年產(chǎn)量382萬噸。

　　

【正文】 度偏差 屈服點(diǎn) σs(N/mm) 抗拉強(qiáng)度 σb(N/mm) 伸長(zhǎng)率δs(%) Q215 A 在寬度 1000～ 1500，厚度 ～ 時(shí)為177。 ≥ 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。 鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點(diǎn)、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對(duì)表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活 痕等不影響表面質(zhì)量的局部缺陷亦允許存在。 鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。 第 20 頁 鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長(zhǎng)度的 8％。 表 Q345 的 技術(shù)條件 牌號(hào) 等級(jí) 化學(xué)成分％ C Mn V Nb Si Ti S P Q345 A ≤0.20 ≤ 0.15 12 ≤0 0.02 0.035 0.035 牌號(hào) 等級(jí) 厚度偏差 屈服點(diǎn) σ s (N/mm) 抗拉強(qiáng)度 σ b (N/mm) 伸長(zhǎng)率 δ s(%) Q345 A 在寬度 1000～ 1500，厚度 ～ 時(shí)為177。 ≥345 470～630 ≥ 17 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。 鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點(diǎn)、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對(duì)表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質(zhì)量的局部缺陷亦允許存在。 鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。 鋼帶允許帶缺 陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長(zhǎng)度的 8％。 表 1Cr18Ni9 的技術(shù)條件 牌號(hào) C Cr Ni Si P S 厚度偏差（ mm） 寬度偏差 (mm) 1Cr18Ni9 ≤5 1～8.0～≤ ≤ ≤ 厚度～，寬度厚度≥，寬度630～ 1000 第 21 頁 注： 特性和用途：經(jīng)冷加工有高的強(qiáng)度，但伸長(zhǎng)率比 1Cr17Ni7 稍差。用于建筑裝飾部件，不銹耐酸的外殼，浮筒以及船舶控制設(shè)備的低磁性設(shè)備。 第三章 生產(chǎn)工藝流程制定 制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù) 所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到 降低各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對(duì)于工藝過程合理化，對(duì)于充分發(fā)揮軋機(jī)作用具有重要意義。 根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下，用 10.0 1000 時(shí)為177。 時(shí)為177。 10 牌號(hào) 類型 固溶處理（℃） 拉力實(shí)驗(yàn) 硬度實(shí)驗(yàn) 屈服強(qiáng) 度σ(MPa) 抗拉強(qiáng)度σb(MPa) 伸長(zhǎng)率δ s(%) HRB HV 1Cr18Ni9 奧氏體型 1010～1150快冷 ≥205 ≥570 ≥45 ≤ 90 ≤ 200 第 22 頁 最大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動(dòng)成本，并有利于產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和發(fā)展，有較好的勞動(dòng)條件，最好的經(jīng)濟(jì)效益，具體的原則包括： 產(chǎn)品的技術(shù)條件，生產(chǎn)規(guī)模大小，產(chǎn)品成本和 工人的勞動(dòng)條件。 制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有一下幾點(diǎn)： （ 1）依據(jù)生產(chǎn)方案的要求 由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案 就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。 （ 2）根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求 為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 （ 3）根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求 由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程的復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。 熱軋板帶生產(chǎn)的一般工藝流程是：原料的清理準(zhǔn)備，坯料的加熱，軋制，軋后冷卻，精整和質(zhì)量檢查等工序，對(duì)于特殊 要求的鋼種，在加熱后不需經(jīng)過熱處理等工序。本車間的生產(chǎn)工藝流程如圖 所示。 生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)述 熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置，連鑄機(jī)出坯輥道可與熱軋板坯庫輸送輥道直接連接。 在連鑄車間經(jīng)冷卻、火焰處理、標(biāo)記后的合格連鑄板坯以及表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量合格的熱連鑄板坯，由輥道送到本廠板坯庫。裝爐制度采用冷裝、保溫?zé)嵫b和直接熱裝三種制度 熱連鑄坯分別存放在三個(gè)板坯跨內(nèi)，當(dāng)連鑄機(jī)和熱軋機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃相匹配時(shí)，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)輥道直接送到加熱爐后的裝料輥進(jìn)行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的要求計(jì)算機(jī)對(duì)選用的板坯進(jìn)行最優(yōu)化 處理，使板坯庫以最小的工作量進(jìn)行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輥道后進(jìn)行稱重，核對(duì)號(hào)碼，確認(rèn)無誤后，按裝料順序由輥道將板坯送到的加熱爐。 坯料通過在加熱爐內(nèi)加熱，板坯的出爐溫度為 1150～ 1250℃ 。少量不能直接熱裝的板坯先由車間吊車卸料到板坯庫，在需要時(shí)排入生產(chǎn)計(jì)劃，再由車間吊 車按照一定順序吊到輥道上，然后送入加熱爐加熱。 第 23 頁 為使軋機(jī)充分發(fā)揮能力，上述不同溫度的板坯可以進(jìn)行組合裝爐，如果冷熱坯間溫差太大，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，合使冷熱坯間保持一個(gè)必要的間距。板坯在加熱爐內(nèi)一般加熱到 1150～ 1250℃ 出爐。 加熱出爐后的板坯，首先經(jīng)過在板坯輸送輥道上的高壓水除鱗清除氧化鐵皮，而后進(jìn)入兩架粗軋機(jī)組。 R1， R2 粗軋機(jī)為四輥可逆式軋機(jī)，分別與可逆式立輥軋機(jī) E1， E2 靠近布置。板坯在 E1R1 四輥可逆式軋機(jī)上軋制 1～ 3 道后，經(jīng)輥道送至 E2R2 四輥可逆式軋機(jī)軋制 1～ 3 道次。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格不同，由粗軋機(jī)將板坯軋制成 25～ 50mm 的中間坯。 E1E2 立輥軋機(jī)設(shè)有自動(dòng)寬度控制系統(tǒng)（ AWC）和短行程控制（ SSC）和 PWC 系統(tǒng)； R1 二輥粗軋機(jī)設(shè)有電動(dòng)壓下 +回松裝置， R2四輥粗軋機(jī)設(shè)有電動(dòng)壓下 +液壓 AGC，并在軋機(jī)下部設(shè)置階梯墊，可迅速 調(diào)整軋制線高度。 帶坯經(jīng)中間輥道送至切頭習(xí)剪剪去帶坯頭、尾，然后經(jīng)精軋機(jī)前除鱗設(shè)備除去帶坯表面的氧化鐵皮，送入精軋機(jī)組軋制。 粗軋機(jī)組產(chǎn)生廢帶坯，直接送到中間輥道上，再由廢品推出裝置將其推到中間輥道操作側(cè)進(jìn)行自然冷卻。經(jīng)人工切割后天車吊走。為了減少帶坯在中間輥道上的溫降和帶坯頭尾溫差，在中間輥道上設(shè)有保溫罩。依據(jù)成品鋼種和規(guī)格的不同而確定是否采用中間坯保溫罩進(jìn)行保溫。為減少切損，切頭飛剪設(shè)有最佳化剪切系統(tǒng)。 切頭后的中間坯經(jīng)精軋除鱗箱用高壓水除去二次氧化鐵皮，然后進(jìn)入七機(jī)架精軋機(jī)進(jìn)行軋制，達(dá)到最終的產(chǎn)品厚度 。精軋機(jī)組的穿帶速度、加速度、最大軋制速度、各機(jī)架的壓下量、機(jī)架的彎輥力等各項(xiàng)參數(shù)均由計(jì)算機(jī)過程控制模型按軋制的帶鋼產(chǎn)品規(guī)格計(jì)算和設(shè)定。 帶坯經(jīng)七機(jī)架四輥式連軋機(jī)組軋制成厚度為 ～ 的成品帶鋼。為確保帶鋼在 F7 軋機(jī)出口溫度的控制， F1━ F7 機(jī)架之間的導(dǎo)板架體上設(shè)有帶鋼冷卻集水管控制帶鋼溫度。另外設(shè)有 F1F4 軋輥防剝落水、在 F1━ F7 出口導(dǎo)衛(wèi)上裝有煙塵抑制裝置、在 F1━ F7 導(dǎo)衛(wèi)上設(shè)工藝潤(rùn)滑油。 為確保帶鋼的厚度精度和板型， F1F7 精軋機(jī)組設(shè)有響應(yīng)速度快、控制精度高的全液壓壓下裝置及厚度自動(dòng)控制系 統(tǒng)（ AGC）。該控制系統(tǒng)代替過去常規(guī)采用的電動(dòng)活陶器和微張力控制兩套系統(tǒng)。為有效控制帶鋼的凸度和平直度，F(xiàn)1F7 采用工作輥彎輥裝置和竄輥裝置。 精軋機(jī)軋出 口 的帶鋼在熱輸出輥道上，由高效的層流冷卻系統(tǒng)（分微調(diào)段和精調(diào)段）將熱軋帶鋼由終軋溫度冷卻到卷取溫度 ，由液壓助卷卷曲機(jī)卷成鋼卷。 第 24 頁 冷卻方式、冷卻水量都由計(jì)算機(jī)根據(jù)不同鋼種、規(guī)格、終軋溫度、卷取溫度進(jìn)行設(shè)定和控制，以保證產(chǎn)品的機(jī)械性能。 冷卻后的帶鋼，由伺服液壓系統(tǒng)控制的卷取機(jī)前側(cè)導(dǎo)板進(jìn)行對(duì)中，當(dāng)帶鋼頭部進(jìn)入夾送輥時(shí)進(jìn)行頭部定位， 3個(gè)助卷輥處于設(shè)定位置，卷筒 直徑為待卷直徑。當(dāng)帶鋼在卷筒上卷取頭 3~5 圈時(shí)，助卷輥在卷取過程中根據(jù)帶鋼厚度進(jìn)行踏步控制，以保證鋼卷內(nèi)圈不產(chǎn)生壓痕；卷 3～ 5圈后，卷筒漲到卷取直徑，同時(shí)助卷輥打開，卷取機(jī)在恒張力狀態(tài)下卷??；當(dāng)帶鋼卷到最后 2~3 圈時(shí)， 3號(hào)助卷輥壓下，帶鋼尾部通過夾送輥時(shí)進(jìn)行尾部定位，使帶鋼尾部在鋼卷下部位置。卷取后的鋼卷經(jīng)卸卷小車從卷取機(jī)卸卷并運(yùn)至固定臺(tái)架，由運(yùn)卷小車將鋼卷運(yùn)至鋼卷運(yùn)輸線，最后由鋼卷運(yùn)輸線運(yùn)往鋼卷庫或冷軋車間，在此過程中進(jìn)行檢查、稱重、打捆、噴印。 鋼卷的運(yùn)輸、冷卻及堆放均采用臥卷的方式。 當(dāng)鋼卷需要檢 查時(shí)，托輥在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下，可使鋼卷按要求進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，在開卷時(shí)托輥正轉(zhuǎn)（順時(shí)針），將鋼卷外圈打開，使鋼卷頭部進(jìn)入取樣剪，剪切帶鋼及將帶鋼送到輥道臺(tái)進(jìn)行表面檢查。完成剪切帶鋼和檢查帶鋼表面后，托輥反轉(zhuǎn)（逆時(shí)針）將鋼卷外圈重新卷好。 第 25 頁 圖 本車間生產(chǎn)工藝流程圖 連鑄坯 板坯庫 除鱗 粗軋 切頭 除鱗 橫切厚板 橫切中板 橫切薄板 熱鋼卷運(yùn)輸 稱重噴印 表面檢查 打捆 卷取 層流冷卻 精軋 縱切帶鋼 送冷軋 平整、分卷 稱重 加熱 熱鋼卷庫 第 26 頁 第四章 坯料的選擇和金屬平衡 坯料的選擇及坯料處理 坯料選擇 大部分熱軋板卷用的坯料是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %以下的普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼。特殊原 料有高碳鋼、合金鋼、不銹鋼、硅鋼等。熱軋板卷按用途分有汽車用、建筑用、造船用、管線勇、工業(yè)用、機(jī)械用等產(chǎn)品。鋼的化學(xué)成份主要根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加工和用途等條件決定，也有的按表面質(zhì)量的要求調(diào)整化學(xué)成分。 熱軋用坯料使用是板坯。板坯有初軋坯和連鑄板坯，其性能對(duì)比 見表 。連鑄板 坯雖然受批量、材質(zhì)等限制，但是具有單重大、成材率高、生產(chǎn)周期短、材質(zhì)均勻、節(jié)能、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。為此連鑄板坯構(gòu)成比在急劇的增加。 20世紀(jì) 80 年代末板坯連鑄比已超過 90%。隨著技術(shù)的發(fā)展，連鑄生產(chǎn)受批量和材質(zhì)限制等問題已基本得到解決，故最近熱 帶鋼軋機(jī)的原料均使用連鑄板坯，初軋坯已趨淘汰。 初軋坯和連鑄板坯比較見 表 ，考慮冶金工廠將來的發(fā)展方向，依照本車間設(shè)計(jì)的要求和產(chǎn)品規(guī)格所以選用連鑄坯比較合適。 坯料尺寸 （ 1）板坯寬度 板坯寬度由鋼卷寬度決定，板坯寬度和鋼卷寬度的關(guān)系與粗軋機(jī)組的調(diào)寬能力相對(duì)應(yīng)。同一板坯寬度可軋鋼卷寬度標(biāo)準(zhǔn)范圍在 20 世紀(jì) 50 年代因變化小而視板坯與鋼卷等寬。 20 世紀(jì) 70～ 80 年代采用了帶孔型的強(qiáng)力立輥，其寬度標(biāo)準(zhǔn)范圍一般為 100～ 150 ㎜，自軋制線上采用了頂寬壓力機(jī)后一次最大側(cè)壓量可達(dá) 350 ㎜，可軋寬度標(biāo) 準(zhǔn)范圍一般為 200 ㎜，最大 300 ㎜。 （ 2）板坯長(zhǎng)度 板坯長(zhǎng)度主要由單位寬度質(zhì)量和板坯厚度決定。 20 世紀(jì) 50 年代因熱軋帶鋼軋機(jī)無升速軋制，為保持帶鋼頭尾溫差，帶鋼不能過長(zhǎng)，此時(shí)的板坯長(zhǎng)度一般為 5500 ㎜左右。 20 世紀(jì) 60 年代熱軋帶鋼軋機(jī)升速軋制， 70 年代為提高產(chǎn)量、提高成材率而追求高軋速、大坯重、大單位寬度卷中，板坯設(shè)計(jì)長(zhǎng)度達(dá) 14500㎜。 第 27 頁 表 初軋坯和連鑄板坯比較 項(xiàng)目 初軋板坯 連鑄板坯 備注 工序 經(jīng)鑄錠脫模后需要由均熱爐和初軋機(jī)軋制 省略初軋工序減少 1/2以上的廠房，板坯生產(chǎn)時(shí)間提 前 12～ 24h 操作 通過改變初軋程序可以塊為單位組織生產(chǎn) 由于實(shí)行變寬，每個(gè)批量單位可取作 1流單位 連鑄有在線調(diào)寬，熱軋自由程序軋制 機(jī)械化省力化 在鑄錠作業(yè)的機(jī)械化和節(jié)約人力方面存在極限 與傳統(tǒng)鑄錠作業(yè)相比，在相當(dāng)程度上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化機(jī)，節(jié)約人力 節(jié)能 與連鑄相比，因需均熱，需要消耗多余的熱能有利于直接軋制 連鑄的能耗約為初軋的 1/2 成才率 半鎮(zhèn)靜鋼為92％～ 93％；鎮(zhèn)靜鋼為85％ 連鑄約為 98％ 鋼種 無極限 生產(chǎn)沸騰鋼困難 可用準(zhǔn)沸騰鋼代替 質(zhì)量 （ 1）不同部位偏析不同， （ 2） 鋼錠頭部的縮孔，下部大型夾雜物