【正文】 15]，坯料入爐將采用冷裝 (CCR)、保溫?zé)嵫b (HCR) 和直接熱裝 (HDCR) 三種制度，并預(yù)留了直接軋制模式 (HDR)，坯料的熱裝比約為70%。(5) 連鑄坯直接軋制(CC—DR)，鋼坯的溫度在1150℃以上，連鑄機(jī)生產(chǎn)的高溫連鑄坯切割后直接輸送到軋機(jī)中進(jìn)行直接軋制，一般情況下，在連鑄和軋機(jī)間設(shè)有均熱爐，一方面對(duì)輸送過(guò)程中的連鑄坯進(jìn)行邊角補(bǔ)熱，另一方面作為緩沖以便軋機(jī)出現(xiàn)事故存儲(chǔ)熱鋼坯。(3) 連鑄坯冷至兩相區(qū) (α+γ—HCR)，這種模式的熱裝溫度一般在600℃1150℃，比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離很近，且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時(shí)能力基本相匹配的情況。 送至冷軋廠鋼卷冷卻成品入庫(kù)邊部加熱加熱F1~F7精軋二次除鱗層流冷卻卷取打捆稱(chēng)重噴印表面檢查鋼卷運(yùn)輸R2粗軋機(jī)軋制R1粗軋機(jī)軋制切頭尾冷板坯熱板坯高溫板坯邊角加熱除鱗定寬壓力機(jī)保溫罩立輥軋制注： 為預(yù)留工藝圖41 工藝流程簡(jiǎn)圖 生產(chǎn)工藝流程(1) 連鑄坯冷裝爐軋制 (CCR)—連鑄坯與軋機(jī)距離遠(yuǎn)或不能匹配，不能熱裝熱送。即，在手動(dòng)控制模式下，控制信號(hào)來(lái)源于操作臺(tái)，在全自動(dòng)控制模式下，控制信號(hào)來(lái)源于過(guò)程控制系統(tǒng)，根據(jù)控制模式的選擇，只是控制信號(hào)來(lái)源不同，具體控制模塊內(nèi)部的功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程是統(tǒng)一的。在軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行全自動(dòng)軋鋼控制的邏輯判斷，得到相應(yīng)的控制信息所謂全線自動(dòng)化控制即把整個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組織成一個(gè)統(tǒng)一體。③ 生產(chǎn)控制級(jí) (PCC)：主要作全廠性的材料物流跟蹤，板坯庫(kù)鋼卷庫(kù)的管理，質(zhì)量管理，軋輥參數(shù)記錄和管理，編制軋制計(jì)劃和下達(dá)生產(chǎn)命令，收集生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)及通訊等。全部計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為四級(jí)：① 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí) (BA)：即直接數(shù)字控制機(jī) (DDC)，主要完成各設(shè)備的順序控制，自動(dòng)位置控制，厚度、速度控制和材料跟蹤及人機(jī)對(duì)話，故障報(bào)警等實(shí)時(shí)控制，并且與上位機(jī)的通訊等。 因此，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)梁式加熱爐。推鋼式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)是建造費(fèi)用較低；燃料及動(dòng)力消耗少；機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，便于維護(hù)；其缺點(diǎn)是加熱過(guò)程中板坯與滑道接觸造成局部黑印和易于產(chǎn)生板坯底面劃傷；板坯厚度相差不能太大；停爐檢修時(shí)爐內(nèi)板坯排空困難；爐子長(zhǎng)度受板坯最小厚度的限制等。在軋制前要將板坯進(jìn)行加熱，其目的在于提高板坯的塑性，降低變形抗力及改善內(nèi)部組織性能，以便進(jìn)行軋制加工。卷取機(jī)咬入速度為8~10 m/s，咬入后與軋機(jī)同步加速。同時(shí)，考慮到前一根帶鋼還未完全進(jìn)入卷取機(jī)，而后一根帶鋼已軋出精軋機(jī)組的可能性，輸出輥道的速度也應(yīng)分段控制。故本設(shè)計(jì)選用三輥式卷取機(jī)[13]。二輥式適于卷取厚1~2 mm的板卷，對(duì)10 mm以上的帶鋼，質(zhì)量差，卷不緊。測(cè)溫儀下集管測(cè)溫儀上集管側(cè)噴圖34 層流冷卻裝置布置示意圖 (7) 卷取機(jī)卷取機(jī)的功能是精軋機(jī)組軋制的帶鋼以良好的卷形緊緊地?zé)o擦傷的卷成鋼卷，一般2~3臺(tái)即能滿足生產(chǎn)要求。高壓噴水裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是冷卻不均勻，水易飛濺。層流冷卻是從虹吸管吸取的無(wú)壓或低壓水經(jīng)冷卻管自由的落到帶材表面，不反濺，形成層流水而帶走大量熱量的冷卻方式，其特點(diǎn)是設(shè)備多，控制復(fù)雜，但是冷卻精度高，目前廣泛使用。過(guò)去帶鋼軋后冷卻能力曾經(jīng)是限制軋制速度提高的因素，目前以層流冷卻的應(yīng)用最為普通。(6) 帶鋼冷卻系統(tǒng)熱軋帶鋼的終軋溫度一般為800~900 ℃，卷取溫度應(yīng)在650 ℃以下 (否則因晶粒粗大而降低其力學(xué)性能)。曲柄式的優(yōu)點(diǎn)是剪刀垂直剪切，剪切厚度范圍大，最大可達(dá)80 mm，缺點(diǎn)是只能安裝一對(duì)直刃剪[13]。熱軋帶鋼軋機(jī)的切頭飛剪，一般采用轉(zhuǎn)鼓式飛剪或曲柄式飛剪。(5) 切頭飛剪[5]切頭飛剪位于粗軋機(jī)組出口側(cè)，精軋除鱗箱前。主要有電磁感應(yīng)加熱法，煤氣火焰加熱法和保溫罩加熱法等。在絲桿端部與立輥軸承箱之間設(shè)有AWC油缸，實(shí)現(xiàn)帶鋼的寬度自動(dòng)控制。軋機(jī)結(jié)構(gòu)為上傳動(dòng)。(3) 精軋機(jī)前立輥軋機(jī)F1E1精軋機(jī)前立輥軋機(jī)附著在F1精軋機(jī)之前，距F1軋機(jī)中心線約2800 mm主要是進(jìn)一步控制帶鋼寬度。其中，F(xiàn)1~F4 機(jī)架軋機(jī)軋制壓力達(dá)35 MN,帶鋼精軋的主要變形量在前3個(gè)機(jī)架完成，F(xiàn)5~F7最大軋制壓力為24 MN 。(2) 精軋機(jī)布置精軋機(jī)采用7機(jī)架布置，因?yàn)檫@樣可提高軋機(jī)生產(chǎn)能力，提高卷重，增大精軋機(jī)速度，滿足最大卷重的要求。CVC 軋機(jī)上下工作輥由于熱凸度差異和磨損差異, 造成帶鋼出現(xiàn)鍥形, 也易出現(xiàn)跑偏。CVC 的軋輥表面不能在線修磨, 軋輥粗糙度制約每套軋輥的軋制量。而CVC 竄動(dòng), 軋輥存在臺(tái)階形磨損, 反跳軋制不能 。由于軋輥形狀的變化較復(fù)雜, 軋輥發(fā)生磨損, 板厚變化難以預(yù)測(cè), 惡化了板厚的控制精度。④ 凸度與板厚精度影響的比較 PC 軋機(jī)進(jìn)行凸度控制時(shí), 交叉角發(fā)生變化,但中間板厚是常數(shù), 不發(fā)生變化。③ 對(duì)邊部減薄的影響 PC 軋機(jī)隨著交叉角的增加, 板凸度隨著減小, 同時(shí)帶鋼邊部減薄問(wèn)題得到了改善。 ) , 因而凸度的控制精度, 可以達(dá)到20um。PC 軋機(jī)在板幅下的凸度控制能力優(yōu)于其它軋機(jī)。② 交叉點(diǎn)與軋制寬度中心線重合難，軋件易跑偏。③ 具有較大的帶鋼凸度控制能力，因此，需要一套軋輥輥型系統(tǒng)，減少軋輥庫(kù)存，可靈活安排軋制計(jì)劃，并在精軋機(jī)組前機(jī)架軋機(jī)上，在軋機(jī)強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)實(shí)施大壓下，而不必?fù)?dān)心產(chǎn)生不均勻變形。優(yōu)點(diǎn)[11]： ① 通過(guò)上下輥組間微小的交叉角調(diào)節(jié)，能在較大范圍內(nèi)很好的控制帶鋼凸度。~ 176。隨著交叉角的增加，等效輥縫凸度增大。根據(jù)軋制條件設(shè)置適當(dāng)?shù)慕徊娼?, 便可得到不同的帶鋼凸度值。 2) PC軋機(jī)軋輥交叉軋制原理如圖 33所示, 上下軋輥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)H角, 帶鋼與上下軋輥接觸處的上下距離,由中心向兩側(cè)逐漸增大, 可推導(dǎo)出實(shí)際的輥縫曲線[10]：式中，Cγ為等效工作輥凸度，mm；B為軋制板材的寬度，mm；θ為軋輥交叉角。④ 板形控制能力強(qiáng)。② 可以進(jìn)行無(wú)級(jí)輥縫調(diào)整來(lái)適應(yīng)不同產(chǎn)品規(guī)格的變化，以獲得良好的板帶平直度和表面質(zhì)量。CVC軋機(jī)的主要特點(diǎn)：CVC軋機(jī)的關(guān)鍵之處是軋輥具有連續(xù)變化凸度的功能，能準(zhǔn)確有效地使工作輥間空隙曲線與軋件板形曲線相匹配，增大了軋機(jī)的使用范圍，可獲得良好的板形。HC軋機(jī)是為了消除輥間的有害接觸部分來(lái)提高軋縫剛度，以實(shí)現(xiàn)板形調(diào)整的，是剛性輥縫型。CVC六輥軋機(jī)則可分為中間輥傳動(dòng)和支撐輥傳動(dòng)兩種。CVC四輥軋機(jī)的工作輥為S形曲線輥，而CVC六輥軋機(jī)的S形曲線輥可以是工作輥，也可以是中間輥。② 帶S形曲線的軋輥具有軋輥軸向抽動(dòng)裝置。1) CVC軋機(jī)CVC軋機(jī)是一種軋輥凸度連續(xù)可變軋機(jī)，它的基本特征如下[7]：① 軋輥 (工作輥) 的原始輥型為S形曲線，呈瓶狀，上下軋輥互相錯(cuò)位180176。另外，為了保護(hù)設(shè)備和操作環(huán)境不受污染，在精軋機(jī)組中設(shè)置了除塵裝置。對(duì)于四輥軋機(jī)，工作輥直徑一般為650~800 mm，也有生產(chǎn)廠家在前幾座采用850mm的工作輥直徑；支撐輥直徑按工作輥選取，~，一般選支撐輥直徑為1250~1570 mm，最大可達(dá)1700 mm。精軋機(jī)組的設(shè)備組成包括切頭飛剪輥道、切頭飛剪側(cè)導(dǎo)板、切頭飛剪測(cè)速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除磷箱、精軋機(jī)前立輥軋機(jī) (F1E)、活套裝置、精軋機(jī)進(jìn)出口導(dǎo)板、精軋機(jī)除塵裝置、精軋機(jī)換輥裝置等。本設(shè)計(jì)采用保溫罩作為中間帶坯保溫裝置。保溫罩布置在粗軋與精軋之間的輥道上，一般長(zhǎng)度有50~60 mm，由多個(gè)罩子成，每個(gè)罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行關(guān)閉，罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道 是封閉的，采用絕熱、保溫罩后可降低加熱爐出坯溫度75 ℃，%，節(jié)約燃耗14%，還可以提高板坯末端溫度約100 ℃。熱軋帶鋼具有表面積與體積比值大的特點(diǎn)，其散熱方式主要是輻射，中間坯在輥道上輸送過(guò)程中，輻射熱損失達(dá)90%，對(duì)流損失達(dá)9%，與輥道接觸的傳導(dǎo)損失不到1%。方案1方案2方案3重型E2重型E2中型E2中型E1中型E1圖32 供選擇的三種粗軋機(jī)組結(jié)構(gòu)(3) 保溫裝置的選擇常用的保溫裝置有保溫罩和熱卷箱，保溫裝置位于粗、精軋之間，用于改善中間帶坯溫度均勻性和減小帶坯頭尾溫差。根據(jù)有關(guān)研究表明，一臺(tái)重型立輥軋機(jī)能夠完成100 mm的減寬量，不僅中間坯頭尾溫差小 (8 ℃)，能耗低，產(chǎn)量高，而且機(jī)械設(shè)備投資和電氣設(shè)備投資都是最小的。在這三種方案中，相同的主要軋線設(shè)備如下：(1) SP定寬壓力機(jī)一臺(tái)；(2) R1二輥可逆粗軋機(jī)一架；(3) R2四輥可逆粗軋機(jī)一架。因此，對(duì)于立輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)，需要考慮以下問(wèn)題：1) 立輥軋機(jī)的最大軋制速度不小于水平輥軋機(jī)最大軋制速度的90%2) 當(dāng)板坯厚度為230 mm時(shí)，立輥軋機(jī)的減寬量要達(dá)到100 mm。因此，本設(shè)計(jì)在粗軋機(jī)組中配置一架定寬壓力機(jī)。③ 有利于提高金屬組織性能。② 改善了帶坯的頭尾形狀。設(shè)置定寬壓力機(jī)可使連鑄板坯規(guī)格減少到6種，提高了連鑄機(jī)產(chǎn)量。除鱗采用小水量高壓旋轉(zhuǎn)式除鱗裝置，即提高了除鱗效果，又減少了水量從而減少了帶鋼溫降。(1) 側(cè)壓壓力機(jī)及除鱗設(shè)備的選擇為了便于除鱗，亦為了用同一坯料尺寸生產(chǎn)出不同寬度的產(chǎn)品，一般在粗軋機(jī)前設(shè)有大立輥 (VSB) 裝置。二輥式粗軋機(jī)與四輥式粗軋機(jī)相比，二輥式粗軋機(jī)的工作輥直徑較大，因此具有較大的咬入角，可以實(shí)現(xiàn)圖31 半連續(xù)式粗軋機(jī)布置圖大壓下量的要求。板坯在粗軋機(jī)的前幾道次的軋制，由于帶坯溫度高，有利于實(shí)現(xiàn)大壓下量。 軋機(jī)數(shù)量和軋制道次 粗軋機(jī)組設(shè)備選擇本設(shè)計(jì)采用半連續(xù)式工藝，粗軋機(jī)組的水平軋機(jī)為雙機(jī)架布置，由一架二輥可逆粗軋機(jī)和一架四輥可逆式粗軋機(jī)組成，如圖31所示。由于粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，軋機(jī)牌坊強(qiáng)度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機(jī)單機(jī)架生產(chǎn)能力增大，在這樣的前提下，采用半連續(xù)式雙機(jī)架粗軋機(jī)布置形式比四分之三連續(xù)式布置更經(jīng)濟(jì)節(jié)能，更有利于降低設(shè)備投資和產(chǎn)品成本，減少設(shè)備的維護(hù)量，并且，德國(guó)蒂森韓國(guó)浦項(xiàng)等國(guó)外類(lèi)似熱軋廠以及國(guó)內(nèi)寶鋼1580、武鋼 2250 等有成功范例。半連續(xù)軋機(jī)有兩種形式：① 粗軋機(jī)組由兩一架不可逆式二輥破磷機(jī)和一架可逆式四輥軋機(jī)組成，主要用于生產(chǎn)成成卷帶鋼；② 粗軋機(jī)組有兩架可逆式軋機(jī)組成，即可生產(chǎn)板卷，又可生產(chǎn)中厚板。這種熱帶鋼連軋機(jī)比全連續(xù)式熱帶連軋機(jī)的機(jī)架數(shù)少，廠房短，投資少，而且兩者產(chǎn)量相近，可達(dá)450萬(wàn)噸/年。(2) 四分之三連續(xù)式。因而，軋制線很長(zhǎng)，廠房長(zhǎng)度增加，同時(shí)，軋制時(shí)間往往要比精軋機(jī)組的軋制時(shí)間少得多，亦即粗軋機(jī)的利用率不高。全連軋工藝的粗軋機(jī)組由5~6個(gè)機(jī)架組成，軋件沿一個(gè)方向連續(xù)軋制，每架只軋一道。本設(shè)計(jì)采用半連續(xù)式雙機(jī)架粗軋機(jī)布置方案，主要原因如下[5]：(1) 全連續(xù)式。 主機(jī)型式的選擇熱帶鋼連軋機(jī)的類(lèi)型是以軋機(jī)結(jié)構(gòu)、布置來(lái)區(qū)分的。并且目前薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線尚沒(méi)有寬度在1800 mm以上的產(chǎn)品[4]。因此，年產(chǎn)量在300萬(wàn)噸以上及帶鋼寬度超過(guò)1600 mm的項(xiàng)目需選用常規(guī)熱連軋工藝。但目前的薄板坯連鑄連軋工藝在產(chǎn)品表面質(zhì)量和品種上很難滿足。而常規(guī)熱連軋的煉鋼、連鑄和軋鋼可以相互獨(dú)立，生產(chǎn)靈活性高。CSP技術(shù)使帶鋼熱連軋的初始投資及生產(chǎn)成本大大降低，與常規(guī)熱連軋工藝相比具有工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)化、單位產(chǎn)品建設(shè)投資低等優(yōu)點(diǎn)，但該設(shè)計(jì)沒(méi)有采用薄板坯連鑄連軋工藝的原因主要有[3]：(1) 生產(chǎn)安全性：① 薄板坯連鑄拉漏率高于常規(guī)連鑄。結(jié)合目前國(guó)際國(guó)內(nèi)熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線 (如韓國(guó)浦項(xiàng)光祖3號(hào)21中國(guó)寶鋼2050、寶鋼1580、武鋼2250等) 的情況，選擇常規(guī)熱連軋工藝。30上下彎(平面彎) 長(zhǎng)坯≤40短坯≤20其中碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的連鑄坯化學(xué)成分應(yīng)符GB/T7002006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》、GB/T6991999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)要求》和GB/T15912008《低合金結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定。 5鐮刀彎長(zhǎng)坯≤40寬 度177。表25 板坯規(guī)格項(xiàng) 目參 數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)板坯連鑄坯最大重量/t厚度/mm230長(zhǎng)度/mm4500~5300 (短坯)、9000 ~ 1100 (長(zhǎng)坯)寬度/mm750~1600 板坯技術(shù)要求 連鑄坯表面質(zhì)量應(yīng)全為無(wú)缺陷的合格板坯，外形和尺寸公差必須符合表26。熱軋板坯分為初軋板坯和連鑄板坯，連鑄板坯相對(duì)于初軋板坯有如下優(yōu)點(diǎn)[2][5]：(1) 總的金屬消耗少，成材率可提高6~12%；(2) 不用鑄錠，不用初軋，不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，節(jié)約投資，勞動(dòng)力，并改善了勞動(dòng)條件；(3) 可節(jié)約能耗，噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬(wàn)kcal，降低成本可達(dá)10%；因此，本車(chē)間設(shè)計(jì)使用連鑄板坯。177。250~600177。177。160~250177。177。1516~602000~6000+306000+40稱(chēng)表25鋼板厚度允許偏差公稱(chēng)寬度/mm厚 度/mm≤~~≤160177。mm1鋼卷內(nèi)徑/ mm762 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行GB70988標(biāo)準(zhǔn)，尺寸偏差見(jiàn)表24及表25，通常產(chǎn)品按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)供貨，也可根據(jù)用戶要求供貨。表21 按鋼種分配方案序號(hào)鋼種代表鋼號(hào)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量/萬(wàn)t2產(chǎn)品大綱及金屬平衡本設(shè)計(jì)車(chē)間年產(chǎn)熱軋鋼卷330萬(wàn)t，~ mm750~1600 mm，鋼種包括普碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和低合金鋼。 設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)一年產(chǎn)330萬(wàn)t的熱軋板車(chē)間，鋼種為普碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼、~ mm750~1600 mm。若能在較短時(shí)間內(nèi)淘汰或用先進(jìn)產(chǎn)能替代，既實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展，又保證了先進(jìn)產(chǎn)能的市場(chǎng)和能力發(fā)揮。企業(yè)應(yīng)生產(chǎn)質(zhì)量更優(yōu)、技術(shù)含量更高、競(jìng)爭(zhēng)力水平更強(qiáng)