【導(dǎo)讀】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)對鋼材需求量日趨增加。雖快，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平。一些高性能的汽車用板，高強(qiáng)度鋼板仍有很大。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)量熱軋鋼卷280萬噸；鋼種有普碳鋼，優(yōu)質(zhì)鋼和低合金鋼；產(chǎn)品規(guī)格為~21㎜×900~1750㎜。本車間采用常規(guī)半連軋工藝。板坯全部采用連鑄坯。為減少坯料規(guī)格，簡化軋。制程序，采用定寬壓力機(jī)。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，精軋機(jī)各架全采用CVC軋機(jī)。面布置，環(huán)境保護(hù)等。

　　

【正文】 （％） ~ （ ） 22 13 14 19 11 9 12 100 ~ （ ） 18 9 10 10 18 11 14 90 ~ （ ） 9 7 8 6 10 11 15 66 ~13 （ ） 9 7 10 5 9 7 9 56 13~21 （ ) 9 8 7 10 6 8 6 54 合計(jì) 產(chǎn)量 （ 104t) 67 44 49 50 54 46 56 366 ∕ 占比例 (％ ) ∕ 100 板坯及產(chǎn)品規(guī)格 板坯 板 坯﹑產(chǎn)品品種和規(guī)格 見下 表 22。 板坯全部為連鑄坯，使用連鑄坯的優(yōu)點(diǎn) [3]： （ 1） 簡化生產(chǎn)及設(shè)備使成材率高金屬節(jié)約 6%~12%以上大幅降低能耗和成本。 （ 2） 比初軋坯形狀好，短尺少，成分均勻，節(jié)約投資和勞動(dòng)力，易于自動(dòng)化。 （ 3） 可節(jié)約能耗，噸鋼大致可節(jié)約熱能 14萬大卡，降低成本可達(dá) 10％。 (4)與鑄錠相比，組織致密，成分偏析較小。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 108 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 22 板坯和產(chǎn)品品種及規(guī)格 項(xiàng)目 參數(shù) 板坯 連 鑄坯 厚度 ∕㎜ 280 寬度 ∕㎜ 1150~1800 長度 ∕㎜ 10500 最大重量 ∕t 35 產(chǎn)品品種 低碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼 帶鋼厚度 ∕㎜ ~21 帶鋼寬度／㎜ 900~1750 鋼卷內(nèi)徑 ∕㎜ 765 鋼卷外徑 ∕㎜ 1968~2641 單位寬度最大卷重 ∕㎏㎜ 1 20 產(chǎn)品特點(diǎn) 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 本 車間產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行 GB70988 標(biāo)準(zhǔn)，尺寸偏差見表 23 和表 24。通常產(chǎn)品按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)供貨，也可以根據(jù)用戶要求供貨。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) [24]一般包括有品種 (規(guī)格 )標(biāo)準(zhǔn) 、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有川家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。軋鋼工作者的任務(wù)是按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，并不斷提高生產(chǎn)技術(shù)水平以滿足用戶對產(chǎn)品質(zhì) m 的更高要求。對不同用途的板帶鋼，產(chǎn)品的技術(shù)要求各不相同，但依其相似的外形特點(diǎn)及其使用條件，產(chǎn)品的技術(shù)要求可歸納為 :尺寸精確板形好，表面光潔性能高。具體表現(xiàn)在如下四個(gè)方面： (1) 尺寸精度。板帶鋼的尺寸精度主要是厚度精度，它不僅影響使用性能 .而且厚度偏差對節(jié)約金屬影響很大，是生產(chǎn)中控制難度最大的方面。板帶鋼由于 B/H 很大，厚度的 微小變化勢必引起其使用性能和金屬消耗的極大波動(dòng)，故在板帶鋼生產(chǎn)中一般應(yīng)力爭高精度軋制和按負(fù)公差軋制。 (2) 板 型 。板 型 是板帶鋼的重要質(zhì)最指標(biāo)之一 [22]。無論是直接使用還是為了便于后道工序的生產(chǎn)，都要求有良好的板 型 ，即要求板帶平直，每米長度上的浪形、瓢曲、側(cè)彎均不得超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中所允許的數(shù)值。 板 型 不良 [25]是由于沿寬度上不均勻變形引起的，當(dāng)軋制薄帶鋼時(shí)，其不均勻變形的敏感性更大，故要求在生產(chǎn)技術(shù)上保證其板形良好。生產(chǎn)中要采取措施以減小軋制壓力及其波動(dòng)的影響，在軋制中要特別注意板 型 和輥型 的控制。板帶越薄，則對不均勻變形的敏感性越大，要保持板帶良好的板 型 的困難也就越大。因此，板 型的好壞與厚度精確度 (尤其是橫向厚度精確度 )也有著直接的關(guān)系。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 108 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (3) 表面質(zhì)量。板帶鋼的表面質(zhì)量直接影響到鋼材的使用性能、壽命及其美觀，并且板帶材又是單位體積的表面積最大的一種鋼材，故必須保證板帶材的表面質(zhì)量。無論是厚板或薄板，其表面都不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮等表面缺陷，因?yàn)檫@些缺陷不僅損害板制件的外觀，而且往往破壞性能或成為產(chǎn)生破裂和銹蝕的主要原因，成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié) 。例如 .硅鋼片表面的氧化鐵皮和表面光潔度就直接破壞磁性 。深沖鋼板的表面氧化鐵皮會使沖壓件表面祖糙甚至開裂，并使沖壓工模具迅速磨擬；至于不銹鋼板等特殊用途的板帶材，還需對它們提出特殊的表面技術(shù)要求。 表 23 鋼板長度允許偏差 (mm) 公差厚度 鋼板長度 長度允許偏差 ≤4 ≤1500 +10 ＞ 1500 +15 ≤2020 +10 ＞ 4~16 ＞ 2020~6000 +25 ＞ 6000 +30 ≤2020 +15 ＞ 16~60 ＞ 2020~6000 +30 ＞ 6000 +40 表 24 縱切帶鋼的寬度允許偏差（㎜） 公稱寬度 厚 度 ≤ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ≤160 177。 177。 177。 177。 ＞ 160250 177。 177。 177。 177。 ＞ 250600 177。 177。 177。 177。 板帶鋼的性能要求主要包括力學(xué)性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 108 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 性能。一般結(jié)構(gòu)鋼板只要求具備較好的工藝性能，如冷彎和焊接性能等，而對力學(xué)性能的要求不很嚴(yán)格。對 甲 類鋼鋼板 ，則要求保證一定的強(qiáng)度和塑性。重要的結(jié)構(gòu)鋼板，要求有較好的綜合性能，既要有良好的工藝性能又要保證有一定的強(qiáng)度和塑性，同時(shí)還要保證一定的化學(xué)成分及良好的焊接性能和常溫或低溫沖擊韌性或一定的沖壓性能、一定的品粒組織及各方向組織均勻性等。諸如造船板、橋梁板、 鍋爐板、高壓容器板、汽車板、低合金結(jié)構(gòu)鋼板以及優(yōu)質(zhì)碳素鋼板等都屬于這一類，它們的綜合性能要求較嚴(yán)格。各種特殊用途的鋼板 (如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片、復(fù)合板等 )，則要求特殊的高溫性能、低溫性能、耐酸耐堿耐腐蝕性能，或要求一定的物理性能 (如電磁性能等 )及其他特殊性能 。 金屬平衡表 金屬平衡表如表 25 所示。 表 25 金屬平衡表 序號 厚度范圍 （㎜） 成品 切頭及廢品 燒損、再氧化 坯料量 （ 104t） 產(chǎn)量 104t 成材率 （％） 104t 損耗率 （％） 104t 損耗率 （％） 1 ~ 100 2 ~ 90 3 ~ 66 4 ~13 56 5 13~21 54 6 合計(jì) 366 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 108 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3 設(shè)計(jì)方案 工藝方案的選擇 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一年產(chǎn)量為 366 萬噸的熱軋帶鋼車間，成品規(guī)格 （ ~21）㎜900~1750 ㎜，結(jié)合國際國內(nèi)熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線的情況，選擇常規(guī)熱連軋工藝 [20]。 薄板 坯連鑄連軋與常規(guī)熱連軋帶鋼比較： (1) 常規(guī)熱軋 其流程一般為：板坯先進(jìn)步進(jìn)式加熱爐，然后經(jīng)過定寬機(jī)，開始粗軋，粗軋一般為兩個(gè)軋機(jī)可以其中一個(gè)可逆，也可以兩個(gè)都可逆。然后通過飛剪，除鱗后進(jìn)行精軋，精軋一般為七機(jī)架，其后安裝三臺卷取機(jī)。 (2) 薄板坯連鑄連軋工藝 下面以 CSP 為例：先進(jìn)行連鑄，然后進(jìn)入輥底式加熱爐，除鱗之后可以進(jìn)入精軋機(jī)，精軋機(jī)一般為六架，層流冷卻之后就可以卷曲了。短流程和常規(guī)熱軋最大的不同就是熱歷史的不同，前者從鋼水冶煉到板卷成品僅為 左右，而后者時(shí)間要長得多。在傳統(tǒng)工藝中，鋼坯經(jīng) 歷冷卻加熱兩次相變（ γ 到 α 和 α到 γ），原始的奧氏體組織有柱狀晶轉(zhuǎn)化為等軸的、細(xì)的、均勻的晶粒。但短流程沒有這一過程，而是采用結(jié)晶器快冷而后經(jīng)過二冷區(qū)緩冷，從而獲得比較細(xì)小的晶粒。在加熱方式上也有不同，常規(guī)熱軋一般采用步進(jìn)梁式加熱爐，而短流程由于鑄坯溫度很高，頭尾溫度相差太大（軋制要求頭尾相差正負(fù)十度）所以采用均熱爐，主要是為了保持溫度均勻，而不是為了加熱。 其次常規(guī)熱軋通過再結(jié)晶來細(xì)化奧氏體晶粒，但再加熱前的冷卻使部分合金元素隨碳化物氮化物析出，再次加熱只有有限的部分能溶解，損失了一部分可強(qiáng)化細(xì)晶的奧氏體晶 粒。短流程由于采用快冷是的合金元素固溶在其中進(jìn)行強(qiáng)化。 (1）薄板坯連鑄連軋的優(yōu)點(diǎn) ① 工藝簡化、設(shè)備減少、生產(chǎn)線短，從而大幅度降低了基本建設(shè)投資，使得噸鋼投資下降 19%～ 34%。 ② 生產(chǎn)周期短。從冶煉鋼水至鋼卷送到運(yùn)輸鏈，僅需約 2h，從而減少了大量流動(dòng)資金。 ③ 成材率提高約 2%～ 3%，能耗降低約 20%，從而降低了生產(chǎn)成本，使噸鋼成本降低。 （ 2）薄板坯連鑄連軋的不足 [2] ① 短流程 (薄板坯連鑄連軋 )的產(chǎn)品范圍比常規(guī)的窄。 CSP原料的厚度不超過100mm, 通常產(chǎn)品厚度最好在 10mm以下。而常規(guī)軋制 厚度可由 ，遠(yuǎn) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 108 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 遠(yuǎn)超過了短流程。 ② CSP生產(chǎn)的大部分是低附加值產(chǎn)品。常規(guī)軋制的連鑄速度比 CSP低，提高了鋼水的質(zhì)量，可以生產(chǎn)出高附加值、高尖端的產(chǎn)品來。 ③ 短流程的產(chǎn)量低于常規(guī)軋制。由于連鑄速度的影響，短流程的產(chǎn)量一般遠(yuǎn)低于常規(guī)軋制。 ④ 短流程成本低。工藝流程緊湊、簡化、投資成本低、能源消耗低。 ⑤ 常規(guī)熱連軋帶鋼生產(chǎn)工藝，通常采用 200~280mm厚的厚板坯，由冷坯或熱坯裝入板坯加熱爐中加熱，由粗軋和精軋軋制后出成品。 ⑥ 板坯厚度 200mm以上，長度一般為 ~9m（亦有達(dá) 到 ），具有一定容量的板坯庫，有加熱爐區(qū)（一臺或多臺步進(jìn)式加熱爐），具有粗軋區(qū)，后接精軋機(jī)組及地下卷取機(jī)（一臺到多臺）的生產(chǎn)線。 ⑦ 連鑄能力與連軋能力匹配上還不可能與常規(guī)工藝生產(chǎn)規(guī)模相比；在所生產(chǎn)的鋼種上和產(chǎn)品質(zhì)量上，還是常規(guī)略勝一籌；薄板坯連鑄連軋可以覆蓋大多數(shù)熱軋帶鋼的品種范圍，但是一些高性能要求和高附加值的品種還不能生產(chǎn)，目前的薄板坯技術(shù)可以生產(chǎn)約 70%的傳統(tǒng)熱帶可生產(chǎn)的鋼種。 生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的