【正文】 /104t占比例/% 100 產(chǎn)品特點(diǎn) 產(chǎn)品品種及規(guī)格表23板坯產(chǎn)品品種及規(guī)格項(xiàng) 目參 數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)產(chǎn)品品種普碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼鋼卷外徑/ mm1000~2150帶鋼厚度/ mm~最大鋼卷重量/ t帶鋼寬度/ mm750~1600單位寬度最大卷重/ kg表24 鋼板長(zhǎng)度允許偏差公差厚度/mm鋼板長(zhǎng)度/mm長(zhǎng)度允許偏差/mm≤4≤1500+101500+15≤2000+104~162000~6000+256000+30≤2000177。177。177。177。177。177。177。板坯規(guī)格見(jiàn)表25。表26 外形和尺寸公差項(xiàng) 目公差/mm項(xiàng) 目公差/mm厚 度177。15短坯≤20長(zhǎng) 度177。 金屬平衡表根據(jù)產(chǎn)品大綱并查閱相關(guān)資料確定出損耗率，從而編制出金屬平衡表如表27：表27 金屬平衡表序號(hào)產(chǎn)品規(guī)格/mm連鑄坯成品燒損切損及廢品成材率/%量/萬(wàn)t率/%量/萬(wàn)t率/%量/萬(wàn)t率/%量/萬(wàn)t率/%1(~)(750~1600)2(~)(750~1600)3(~)(750~1600)4(~)(750~1600)5(~)(750~1600)合 計(jì)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330萬(wàn)噸的熱軋帶鋼車間，~ 750~1600mm。薄板坯連鑄連軋工藝取消了加熱爐區(qū)和粗軋區(qū)，由薄板坯連鑄機(jī)直接澆鑄板坯，通過(guò)隧道爐進(jìn)入精軋機(jī)，精軋機(jī)的后續(xù)布置類似于傳統(tǒng)的熱連軋。② 連鑄連軋工藝將所有設(shè)備和工序布置在一條線上，連鑄及連軋任一方的故障將造成全線停產(chǎn)，因而對(duì)管理要求高、對(duì)設(shè)備的可靠性要求高、對(duì)維修水平及人員素質(zhì)要求高。(2) 產(chǎn)品的品種：熱軋帶鋼產(chǎn)品涵蓋了建材、汽車、家電和管道輸送等用途，低合金、高強(qiáng)度、薄規(guī)格、深沖板等高端產(chǎn)品，產(chǎn)品品種多，像伸出深沖板等表面質(zhì)量要求較高。(3) 生產(chǎn)規(guī)模：所設(shè)計(jì)的熱軋帶鋼生產(chǎn)線年產(chǎn)量達(dá)330萬(wàn)噸，而現(xiàn)有的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線合理的生產(chǎn)規(guī)模為200~250萬(wàn)噸。(4) 產(chǎn)品定位：主流產(chǎn)品是轎車用板 (如超深沖用鋼板08Al、IF鋼板等) ，高韌性管線鋼 (如APIX60，APIX70)，造船和橋梁用鋼，目前薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)的品種只能覆蓋板帶產(chǎn)品的75%左右，還有相當(dāng)一部分產(chǎn)品，特別是高質(zhì)量的產(chǎn)品尚處于開(kāi)發(fā)階段。因此，鑒于以上原因并結(jié)合目前國(guó)際國(guó)內(nèi)帶鋼生產(chǎn)線的情況，本設(shè)計(jì)采用常規(guī)熱連軋工藝。粗軋機(jī)常規(guī)熱連軋工藝根據(jù)粗軋機(jī)的布置形式可分為全連續(xù)式、半連續(xù)式和四分之三連續(xù)式三種形式。所謂全連續(xù)式就是指軋件在粗軋階段自始至終無(wú)逆向軋制的道次。這種軋機(jī)產(chǎn)量可高達(dá)300~600萬(wàn)噸/年，適合大批量少品種的生產(chǎn)，但是粗軋機(jī)架數(shù)多，各機(jī)架間需要的距離約等于坯料長(zhǎng)度的空間。從目前國(guó)內(nèi)僅有的一條全連續(xù)布置的熱軋帶鋼生產(chǎn)線—梅山1422 mm的實(shí)際生產(chǎn)情況看，國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不成熟。在粗軋機(jī)組內(nèi)設(shè)置1~2架可逆式軋機(jī)，把粗軋機(jī)有6架縮減到4架，并且為縮短機(jī)架間的距離，把最后兩架粗軋機(jī)采用近距離布置，構(gòu)成連軋關(guān)系的不可逆軋機(jī)，其中一架用交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，另一架用直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，以調(diào)解軋制速度，滿足連軋要求，兩架間的中心距離為10米。(3) 半連續(xù)式與四分之三連續(xù)式一樣，不僅可以充分利用粗軋機(jī)，減少設(shè)備和廠房面積，降低投資，而且也可以滿足年產(chǎn)量330萬(wàn)噸的生產(chǎn)要求。這種半連續(xù)布置使粗軋階段道次可靈活調(diào)整，設(shè)備投資少，故適用于產(chǎn)量要求不高，品種范圍廣的生產(chǎn)情況。因此，本設(shè)計(jì)采用半連續(xù)式雙機(jī)架粗軋機(jī)布置方案。粗軋機(jī)組的水平軋機(jī)是用來(lái)把熱板坯軋至適合精軋機(jī)軋制的中間帶坯。這就需要軋輥具有較大的咬入角，后幾道次的軋制需要為精軋機(jī)輸送厚薄均勻的中間帶坯。四輥式粗軋機(jī)工作輥徑較小，所以，粗軋機(jī)布置中，二輥式粗軋機(jī)布置在機(jī)組的前面部分，四輥式粗軋機(jī)布置在機(jī)組的后面部分。但由于立輥軋機(jī)具有板厚比 (D/H) 和板寬比 (B/H) 極小的特征，因此易產(chǎn)生“狗骨”、“魚(yú)尾”等形狀，使成材率降低；并且由于本設(shè)計(jì)熱軋線坯料全部選用連鑄坯，而要求的產(chǎn)品寬度規(guī)格較多，因此，本設(shè)計(jì)采用雙曲柄連續(xù)定寬壓力機(jī)。定寬壓力機(jī)用于熱帶軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下[6][7]：① 提高板坯調(diào)寬能力，有效減少了連鑄板坯的寬度規(guī)格。并使連鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定，有利于有效地提高熱裝軋制比率和實(shí)現(xiàn)自由軋制，節(jié)省能源。同傳統(tǒng)大側(cè)壓軋機(jī)相比，減寬過(guò)程中，狗骨頭形狀小，改善了帶坯的頭尾形狀，減少切頭切尾的長(zhǎng)度，提高了金屬成品率。板坯在側(cè)壓機(jī)上的變形性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)立輥軋機(jī)，即板坯經(jīng)過(guò)大側(cè)壓后，金屬較好地流向板坯中部，板坯邊部的球狀加厚不嚴(yán)重，材料變形相對(duì)均勻，可提高材料的屈服強(qiáng)度。(2) 立輥數(shù)量的選擇 立輥軋機(jī)作用：1) 大立輥能起疏松板坯表面爐生氧化鐵皮的作用，實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)大立輥的側(cè)壓下量在50 mm左右時(shí)，可使距板坯邊緣300 mm處的氧化鐵皮疏松，接著用高壓水沖去，可得到較好的除鱗效果；2) 軋制板坯側(cè)邊，可以防止軋件邊部產(chǎn)生鼓形或裂邊等缺陷；3) 能調(diào)節(jié)鋼板或帶鋼的寬度規(guī)格；4) 萬(wàn)能軋機(jī)的立輥還起到對(duì)準(zhǔn)軋制線的作用。根據(jù)上述分析，考慮了三種粗軋機(jī)結(jié)構(gòu)方案 (見(jiàn)圖32)?？梢詢H在R1和R2之間配置重型立輥軋機(jī)，也可以在R1前配有中型立輥軋機(jī)并在R2前重型立輥軋機(jī)或者在R1和R2前分別配有一個(gè)中型立輥。因此，選擇僅在R1和R2之間配置重型立輥軋機(jī)。保溫罩是安裝在中間輥道上的一種防止輻射散熱的保溫裝置。保溫罩主要作用是以中間坯的輻射熱作為熱源，采用反射率大于吸收率的材料做反射板，將熱量反射給中間坯，減少中間坯的熱損失和頭尾溫差。熱卷箱布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前。 精軋機(jī)組設(shè)備選擇由粗軋機(jī)組軋出的帶坯，經(jīng)百米多長(zhǎng)的中間輥道輸送到精軋機(jī)組進(jìn)行精軋。精軋機(jī)為四輥或六輥軋機(jī)。隨著軋機(jī)能力的加大和軋件厚度公差的縮小，軋機(jī)牌坊尺寸也相應(yīng)增大，立柱截面為6500~7000 cm2,最大可達(dá)8000 cm2。(1) 精軋機(jī)選型對(duì)于熱連軋機(jī)，目前世界上高精度軋機(jī)—PC軋機(jī)和CVC軋機(jī)應(yīng)用最多。布置。CVC軋機(jī)的主要類型：CVC軋機(jī)分為CVC二輥軋機(jī)，CVC四輥軋機(jī)和CVC六輥軋機(jī)三種。CVC四輥軋機(jī)可以是工作輥驅(qū)動(dòng)，也可以是支撐輥驅(qū)動(dòng)。CVC軋機(jī)的基本原理：CVC軋機(jī)是在HC軋機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種軋機(jī)，它雖然與HC軋機(jī)一樣有軋輥軸向抽動(dòng)裝置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。CVC軋機(jī)則是通過(guò)軋輥軸向抽動(dòng)裝置來(lái)改變S形曲線形成的原始輥縫形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)板形控制的，是柔性輥縫型。其主要特點(diǎn)如下：① 通過(guò)一組S形曲線軋輥可代替多組原始輥型不同的軋輥，減少了軋輥備用量。③ 輥縫調(diào)節(jié)范圍大。CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)：CVC輥型要在特定的磨床上磨削，其輥型曲線易被破壞，滾間接觸壓力分布呈S型，使工作輥、支承輥磨損嚴(yán)重不均。 Δ為影響系數(shù)；D w 為工作輥直徑，mm；圖33 PC軋輥圖由式 (1) 可以看出, 實(shí)際輥縫曲線近似二次曲線?？梢钥闯? 越大, Cr越大即帶鋼凸度控制范圍越大。交叉角的變化范圍在0176。之間，具有良好的凸度控制效果，且隨板帶寬度的增加控制效果也變好。② 工作輥磨損與普通四輥軋機(jī)相似。缺點(diǎn)：① 機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作輥軸向力大。3) PC 軋機(jī)與CVC 等其它軋機(jī)的比較[12]① 帶鋼凸度控制能力的比較 CVC 軋機(jī)由于上下軋輥直徑差引起了軋輥面壓及速度差, 使帶鋼凸度控制能力受到了限制。② 凸度控制精度的比較 PC 軋機(jī)由于交叉角設(shè)定精度、 凸度的計(jì)算精度較高 (176。 CVC 軋機(jī)由于工作輥的磨損、 熱凸度的變化, 使工作輥的凸度發(fā)生變化, 降低凸度的控制精度。而CVC沒(méi)有相關(guān)的對(duì)應(yīng)技術(shù)。CVC 進(jìn)行凸度控制時(shí), 工作輥移動(dòng)時(shí), 中間板厚也隨著變化。⑤ 生產(chǎn)能力方面的比較 a) 板幅度的制約PC 軋機(jī)由于ORG 的段差磨削, 軋輥端部光滑化, 能夠消除同寬及反跳的制約。b) 軋輥表面的制約ORG 投入研磨能得到良好的輥面, 消除了軋輥表面惡化對(duì)軋制的影響, 特別是能防止早期氧化鐵皮的異常剝落。c) 通板性PC 軋機(jī)由于軋輥交叉, 輥縫呈二次曲線分布, 帶鋼軋制過(guò)程中稍有跑偏, 就有繼續(xù)增大的趨勢(shì)。綜上所述，本設(shè)計(jì)精軋機(jī)組采用PC軋機(jī)。7個(gè)機(jī)架均裝配有軋輥交叉裝置和彎輥裝置，全為全液壓壓下AGC。各機(jī)架均有X射線測(cè)厚儀，反饋控制帶鋼的厚度精度，實(shí)現(xiàn)厚度控制。在該軋機(jī)上配置了AWC的反饋功能，前饋功能以及卷取產(chǎn)生縮頸的補(bǔ)償功能。由兩臺(tái)臥式電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與十字型傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軋輥、軋輥開(kāi)口度由兩臺(tái)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與螺絲螺母相連，通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)軋輥開(kāi)口度。(4) 邊部加熱器本設(shè)計(jì)預(yù)留了直接軋制模式 (HDR)，為了將板坯的邊部溫度加熱補(bǔ)償?shù)脚c中心溫度一致，必須應(yīng)用邊部加熱器。本設(shè)計(jì)采用電磁感應(yīng)加熱型，這種邊部加熱器的加熱溫度可以調(diào)節(jié)，適于各種鋼種。他的功能是將進(jìn)入精軋機(jī)的中間帶坯的低溫頭尾端和形狀不良的頭尾端剪切掉，以便帶坯順利通過(guò)精軋機(jī)組和輸出輥道，送到卷取機(jī)，防止穿帶過(guò)程中卡鋼和低溫頭尾在軋輥表面產(chǎn)生銀印。轉(zhuǎn)鼓式主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)安裝兩對(duì)不同形狀的剪刀，分別進(jìn)行切頭切尾。因此，本設(shè)計(jì)為了提高剪切質(zhì)量和剪切能力，避免因剪刀磨損，剪刃間隙增大而剪不斷的事故，選用轉(zhuǎn)鼓式異步剪切飛剪。從精軋機(jī)末機(jī)架到卷取機(jī)之間必須對(duì)帶鋼進(jìn)行冷卻，以便縮短這一段生產(chǎn)線，從終軋到卷取這個(gè)溫度區(qū)間。常用的帶鋼冷卻裝置有層流冷卻、水幕冷卻，高壓噴水冷卻裝置等。水幕冷卻是從條狀縫隙噴嘴自由落下的呈連續(xù)、穩(wěn)定、透明、平滑的帷幕狀的水流沖破帶材表面冷卻水層和蒸汽層，與帶材直接接觸而帶走大量熱量的冷卻方式，其特點(diǎn)是水量大，控制簡(jiǎn)單，但是冷卻精度不高。 因此，本設(shè)計(jì)采用層流冷卻裝置并采用計(jì)算機(jī)控制[13]。卷取機(jī)按照抱緊輥數(shù)可分為二輥式、三輥式、四輥式等。三輥式對(duì)于厚帶和寬帶都適合，而結(jié)構(gòu)和維修又比四輥式簡(jiǎn)易。輸出輥道的速度必須考慮到帶鋼頭部剛出末架精軋機(jī)架時(shí)，能將帶鋼拉直，故輥道速度應(yīng)稍高于帶鋼終軋速度 (10%~15%)；當(dāng)帶鋼卷入卷機(jī)2~3圈后，輥道應(yīng)與軋機(jī)、卷取機(jī)同步升速，以防止劃傷帶鋼表面；在帶鋼尾部離開(kāi)軋機(jī)后，輥道速度應(yīng)低于卷取速度 (10%~15%)，以減少帶鋼尾部的跳動(dòng)。卷取機(jī)的卷取速度應(yīng)與精軋最終機(jī)座的軋制速度相配合，最大速度一般較最終機(jī)座的軋制速度高7%~15%。加熱爐是用來(lái)把連鑄板坯再加熱到軋機(jī)所需的溫度，板坯加熱質(zhì)量和產(chǎn)量滿足軋制要求，而且能耗較低的熱加工設(shè)備。目前，板帶鋼熱連軋所采用的加熱爐型有推鋼式和步進(jìn)式加熱爐兩種。采用步進(jìn)式加熱爐時(shí)，由于板坯在爐內(nèi)沒(méi)有滑動(dòng)，板坯間保持一定的間隙，步進(jìn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作動(dòng)作可根據(jù)要求靈活變更，因而基本上消除了推鋼式加熱爐所在的缺點(diǎn)，同時(shí)擴(kuò)大了爐子的生產(chǎn)能力。本設(shè)計(jì)采用了多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)全廠從連鑄坯進(jìn)入板坯庫(kù)起至鋼卷成品發(fā)貨止，計(jì)算機(jī)進(jìn)行全程物流跟蹤。② 過(guò)程控制級(jí) (SCC)：主要進(jìn)行板坯的物流跟蹤，生產(chǎn)過(guò)程的控制參數(shù)設(shè)定，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)收集和處理，人機(jī)對(duì)話和數(shù)據(jù)通訊等。④ 區(qū)域管理級(jí) (AMC)：主要完成聯(lián)合生產(chǎn)計(jì)劃的組織，生產(chǎn)計(jì)劃的編制，訂貨處理，生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整等。(1) 過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軋件跟蹤和控制邏輯判斷軋線必須根據(jù)控制的需要合理布置檢測(cè)儀表，由過(guò)程控制系統(tǒng)根據(jù)基礎(chǔ)自動(dòng)化傳遞來(lái)的檢測(cè)儀表信號(hào)和實(shí)際控制信號(hào)判斷當(dāng)前的軋線狀況，實(shí)現(xiàn)軋件跟蹤，準(zhǔn)確的軋件跟蹤是全自動(dòng)軋鋼控制實(shí)現(xiàn)的前提[14]。(2) 基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)具體控制過(guò)程基礎(chǔ)自動(dòng)化負(fù)責(zé)全自動(dòng)軋鋼控制的具體執(zhí)行過(guò)程，根據(jù)過(guò)程控制系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信息，執(zhí)行相應(yīng)的功能操作，該控制過(guò)程應(yīng)該實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的統(tǒng)一化4生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程圖。(2) 連鑄坯冷至A1線以下α狀態(tài)熱裝熱送軋制 (α—HCR)，這種模式的熱裝溫度一般在300℃600℃，這種模式比較適合連鑄車間與軋鋼車間距離較遠(yuǎn)，且連鑄能力與軋機(jī)能力不能很好匹配的情況。(4) 連鑄坯直接熱裝軋制 (CC—DHCR)，這種模式與 (3) 一樣，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(shí)能力基本相匹配的情況。這種模式要求連鑄與軋機(jī)的小時(shí)能力高度匹配，軋機(jī)能力應(yīng)大于連鑄機(jī)的能力(板帶生產(chǎn)基本上屬于這種模式)。從板坯庫(kù) (行車上料) 或板坯輸送輥道直接送來(lái)的板坯在入爐輥道上經(jīng)過(guò)稱重、測(cè)長(zhǎng)和定位后由裝料機(jī)送入步進(jìn)式加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，板坯的出爐溫度為1150~1250 ℃。加熱好的板坯出爐后通過(guò)輸送輥道輸送，經(jīng)過(guò)高壓水除鱗裝置除鱗后，將板坯送入定寬壓力機(jī)進(jìn)行側(cè)壓定寬。在各粗軋機(jī)前裝有軋邊機(jī)對(duì)中間坯的寬度進(jìn)行控制。中間坯在進(jìn)入切頭剪前將速度降低到切頭剪的入口速度，然后由切頭剪 (根據(jù)頭尾形狀進(jìn)行優(yōu)化剪切) 切除中間坯頭尾。為精確控制帶鋼寬度精度，設(shè)置了F1E1立輥軋機(jī)；為了確保軋制帶鋼的厚度精度，在F1~F7精軋機(jī)上、設(shè)有動(dòng)作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度控制系統(tǒng)；為減少軋制功率消耗，提高帶鋼表面質(zhì)量，采用了軋制工藝潤(rùn)滑油。為檢測(cè)板型而設(shè)置板型儀、平直度儀以及厚度計(jì)、寬度計(jì)、高溫計(jì)等設(shè)