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新建年產(chǎn)330萬噸熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)1-文庫吧資料

2025-07-05 01:27本頁面
  

【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,一方面對輸送過程中的連鑄坯進(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℃,比較適合連鑄車間與軋鋼車間距離很近,且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時能力基本相匹配的情況。 送至冷軋廠鋼卷冷卻成品入庫邊部加熱加熱F1~F7精軋二次除鱗層流冷卻卷取打捆稱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,在手動控制模式下,控制信號來源于操作臺,在全自動控制模式下,控制信號來源于過程控制系統(tǒng),根據(jù)控制模式的選擇,只是控制信號來源不同,具體控制模塊內(nèi)部的功能實(shí)現(xiàn)過程是統(tǒng)一的。在軋件跟蹤的基礎(chǔ)上,可以進(jìn)行全自動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化控制即把整個多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組織成一個統(tǒng)一體。③ 生產(chǎn)控制級 (PCC):主要作全廠性的材料物流跟蹤,板坯庫鋼卷庫的管理,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:① 基礎(chǔ)自動化級 (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,自動位置控制,厚度、速度控制和材料跟蹤及人機(jī)對話,故障報(bào)警等實(shí)時控制,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;燃料及動力消耗少;機(jī)械設(shè)備簡單,便于維護(hù);其缺點(diǎn)是加熱過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;停爐檢修時爐內(nèi)板坯排空困難;爐子長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,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10 mm以上的帶鋼,質(zhì)量差,卷不緊。測溫儀下集管測溫儀上集管側(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臺即能滿足生產(chǎn)要求。高壓噴水裝置結(jié)構(gòu)簡單,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)帶鋼的寬度自動控制。軋機(jī)結(jié)構(gòu)為上傳動。(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, 軋輥存在臺階形磨損, 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, 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, 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, 同時帶鋼邊部減薄問題得到了改善。 ) , 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, 上下軋輥相對轉(zhuǎn)動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)行無級輥縫調(diào)整來適應(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和支撐輥傳動兩種。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,一般長度有50~60 mm,由多個罩子成,每個罩子均有升降蓋板,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程中,輻射熱損失達(dá)90%,對流損失達(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;(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,對于立輥軋機(jī)的設(shè)計(jì),需要考慮以下問題: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,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,德國蒂森韓國浦項(xiàng)等國外類似熱軋廠以及國內(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)450萬噸/年。(2) 四分之三連續(xù)式。因而,軋制線很長,廠房長度增加,同時,軋制時間往往要比精軋機(jī)組的軋制時間少得多,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個機(jī)架組成,軋件沿一個方向連續(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)的類型是以軋機(jī)結(jié)構(gòu)、布置來區(qū)分的。并且目前薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線尚沒有寬度在1800 mm以上的產(chǎn)品[4]。因此,年產(chǎn)量在300萬噸以上及帶鋼寬度超過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)備簡化、單位產(chǎn)品建設(shè)投資低等優(yōu)點(diǎn),但該設(shè)計(jì)沒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)合目前國際國內(nèi)熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線 (如韓國浦項(xiàng)光祖3號21中國寶鋼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長度/mm4500~5300 (短坯)、9000 ~ 1100 (長坯)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,不僅簡化了生產(chǎn)工序,節(jié)約投資,勞動力,并改善了勞動條件;(3) 可節(jié)約能耗,噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬kcal,降低成本可達(dá)10%;因此,本車間設(shè)計(jì)使用連鑄板坯。177。250~600177。177。160~250177。177。1516~602000~6000+306000+40稱表25鋼板厚度允許偏差公稱寬度/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鋼種代表鋼號產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量/萬t2產(chǎn)品大綱及金屬平衡本設(shè)計(jì)車間年產(chǎn)熱軋鋼卷330萬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t的熱軋板車間,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、競爭力水平更強(qiáng)
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