【正文】 ance and high precision in size, thus, providing qualified rolling in the subsequent coldrolling. Keywords 2250 hot rolling strip。 rolling schedule。目前，國外許多大鋼鐵企業(yè)花費巨資改造熱軋帶鋼廠，不斷擴大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 從總體上看，國內(nèi)形成兩大體系，寶鋼、鞍鋼等特大型鋼鐵企業(yè)具有良好的鐵礦石來源，并且品位高，再加上他們已積累了多年的冶煉經(jīng)驗，能夠為軋鋼提供優(yōu)質(zhì)坯料，這使的他們在國內(nèi)市場占有先機； 再有就是一些大型國企以及地方私營企業(yè)，由于所用鐵礦石品位不高，煉鋼技術(shù)欠佳，導(dǎo)致軋制產(chǎn)品質(zhì)量檔次不高，附加值少。 我國熱軋寬鋼帶軋機裝備水平在建國以后很長一段時間內(nèi)都相對落后，只有鞍鋼、武鋼、寶鋼等國有大型鋼鐵企業(yè)擁有熱軋寬帶鋼軋機； 20 世紀(jì) 90 年代以后熱軋寬帶鋼的軋機 建設(shè)進入了一個較快的增長期，攀鋼、太鋼、梅鋼、邯鋼、珠鋼等紛紛新建了一批 1700mm 以下的熱軋寬鋼帶軋機。到 2020 年底，我國已擁有熱軋寬帶鋼軋機 72 套，設(shè)計能力 億噸，其中， 2050～ 2300mm 超寬帶鋼線已達 12 條，薄（中?。┌迮鬟B鑄連軋生產(chǎn)線 13條，產(chǎn)能 3280萬 t/a。 汽車用鋼材均為高附加值產(chǎn)品 ,需求量大 ,價格高 ,世界各大鋼鐵企業(yè)都將汽車用鋼材列為最重要產(chǎn)品之一。汽車用鋼材涉及品種很多 ,但以薄板和優(yōu)質(zhì)型材為主。這二類鋼材都和長鋼有較大關(guān)系 ,長鋼的大梁板、齒輪鋼、中組 距碳合結(jié)圓鋼及汽閥鋼一年約有近 10 萬 t 鋼材用于汽車、農(nóng)用車、摩托車行業(yè) ,占長鋼鋼材銷售量 22%左右 ,占汽車行業(yè)市場份額約 %。 鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對整個國民經(jīng)濟各個部門的發(fā)展至關(guān)重要。它的工藝水平、自動化程度、產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量代表了一個國家鋼鐵工業(yè)的水平。 屈強比 屈強比越低， 帶鋼 從開始塑性變形到最后斷裂的變形容量越大，因而也越安全 。傳統(tǒng)高強度低合金鋼，其屈強比一般都大于 。 塑性 帶 鋼的塑性用冷彎性能指標(biāo)評價，冷彎試驗要求： R＝ t180o 兩表 面無裂紋 。 抗腐蝕性能 應(yīng)力腐蝕開裂 （ SCC） ： SCC 擴展速度隨溫度的提高而加快，與冶金加工方法關(guān)系不大，采用噴丸處理可以大大改善 SCC 抗力，涂層也是有效的辦法 。 第 1 章 緒論 3 應(yīng)用性 近來世界性經(jīng)濟危機使國外板帶需求大大下降，造成出口量銳減，生產(chǎn)能力大大過剩。而我國政府為拉動內(nèi)需，鼓勵汽車行業(yè)發(fā)展，因而對汽車板的需求有增無減。因而興建高檔寬帶車間很有前途。 該項技術(shù)具有節(jié)能、縮短生產(chǎn)周期、減少板坯存放倉庫面積等效果，集成了幾工序間的系統(tǒng)工程技術(shù)，需要多項技術(shù)的支撐，包括煉鋼、連鑄和熱軋三者統(tǒng)一的生產(chǎn)計劃管理，計算機進行實時控制；生產(chǎn)線設(shè)備具有較高的作業(yè)率；無缺陷高溫連 鑄坯的生產(chǎn)；連鑄和熱軋均具有在線調(diào)寬的手段；熱軋實施“自由軋制計劃；連鑄和熱軋廠布置緊湊或采取保溫快速運輸；加熱爐采用多段快速步進梁，長行程裝入機及熱惰性小的陶瓷纖維耐火爐襯等，以適應(yīng)熱裝的需要；在線補熱和保溫措施，如連鑄和粗軋機間以及精軋機前設(shè)邊部加熱器，中間輥道設(shè)保溫罩等。 中間坯短行程控制和寬度自動控制 立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷變化，使頭尾部失寬量減少，短行程法可減少切頭損失率，并顯著提高頭尾部的寬度精度。 加大軋機主馬 達功率和機架剛度，減少粗軋機架數(shù)，粗軋機 1~2 架即可與精軋機能力相適應(yīng)，過去武鋼 1700mm 軋機、寶鋼 2050mm 軋機均設(shè)有 4 架粗軋機；新建武鋼、馬鋼、邯鋼 2250mm 軋機均僅設(shè)有 2 架粗軋機， R1 和 R2 均為四輥軋機 , 采用電動機械壓下和液壓壓下， R1 的軋制力由 30000~40000KN 提高到45000KN , R2 的軋制力達到 50000KN , 有利于增大壓下量 , 軋制較薄、厚度均勻的中間坯，且利于增加軋制工藝與精軋機組能力匹配的靈活性；首鋼、太鋼2250mm 軋機、寶鋼集團一鋼公司 1780mm 軋機等僅 設(shè)有 1 架粗軋機；粗軋機架數(shù)的減少可節(jié)約投資，減少設(shè)備維修量及勞動定員，效益明顯。而采用電感應(yīng)加熱器提高帶坯邊部溫度，是近十年來發(fā)展的新工藝，主要目的是改善鋼坯斷面溫度分布和金相組織，防止薄帶鋼和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的邊部裂紋，減少軋輥發(fā)生不均勻磨損的幾率。 液壓下厚度控制（ HAGC）和連續(xù)可變凸度 CVC 技術(shù) 近幾年用西馬克－德馬格技術(shù)建設(shè)的熱連軋機都采用了液壓下厚度控制（ HAGC）和連續(xù)可變凸度 CVC 技術(shù)，用三菱、日立技術(shù)建設(shè)的熱連軋機除采用 HAGC 厚度控制技術(shù)外，采用 PC 軋機（交叉角為 0~176。這些措施可以使 軋機得到厚度精確、凸度和平直度良好的帶鋼產(chǎn)品。西馬克－德馬格公司還開發(fā)了邊部遮擋技術(shù)，在生產(chǎn)薄帶鋼（厚度小于 ）時，在層流冷卻區(qū)內(nèi)有可控的帶鋼邊部遮擋裝置使之保溫，以降低帶鋼冷卻后的熱應(yīng)力，有效防止邊浪的發(fā)生。 為了提高尺寸精度和板形精度而采用高度自動化和全面計算機綜合控制。 降低成本，提高經(jīng)濟效益，節(jié)約能耗和提高優(yōu)良品率成為當(dāng)前鋼材生產(chǎn)的關(guān)鍵問題，為此采用不少新工藝新技術(shù)。 高精度薄規(guī)格產(chǎn)品是發(fā)展趨勢之一。 提高設(shè)備能力，增加軋制品種和規(guī)格。 發(fā)展中孕育的問題。而且對于原料厚度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響的認識還不夠，高附加值產(chǎn)品占產(chǎn)品總量的比例太低 。產(chǎn)品規(guī)格為：（ ~）mm（ 800~2130） mm。 本設(shè)計課題是年產(chǎn) 280 萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。另外帶 鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)。 帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展至今已有 80 多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代軋機，板形控制技術(shù)目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟 。 綜上所述，本設(shè)計的選題是有意義且可以實現(xiàn)的 。本車間依據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國家沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定 。 產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。 考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平 。但是，在設(shè)計中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進行詳細的工藝計算。 選擇計算產(chǎn)品應(yīng)遵循以下原則： 有代表性 從擬生產(chǎn)的所有品種 中選出幾種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性的產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。 所選的計算產(chǎn)品要與實際現(xiàn)場生產(chǎn)產(chǎn)品接近。根據(jù)設(shè)計規(guī)模、產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案 。 年產(chǎn)量的大小。 投 資、建設(shè)速度、機械化和自動化程度、勞動條件、工人與管理售貨員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 10 第 3 章 設(shè)計方案 工藝方案的選擇 本設(shè)計是設(shè)計一年產(chǎn)量為 280 萬噸的熱軋帶鋼車間，成品規(guī)格（ ~）mm800~2130mm，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 。然后通過飛剪，除鱗后進行精軋，精軋一般為七機架，其后安裝三臺卷取機。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，而后者時間要長得多。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，從而獲得比較細小的晶粒。 其次常規(guī)熱軋通過再結(jié)晶來細化奧氏體晶粒，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，損失了一部分可強化細晶的奧氏體 晶粒。 (1)薄板坯連鑄連軋的優(yōu)點 a 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%。從冶煉鋼水至鋼卷送到運輸鏈，僅需約 2h，從而減少了大量流動資金。 (2)薄板坯連鑄連軋的不足 第 3 章 設(shè)計方案 11 a 短流程 (薄板坯連鑄連軋 )的產(chǎn)品范圍比常規(guī)的窄。而常規(guī)軋制厚度可 由 ，遠 遠超過了短流程。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。由于連鑄速度的影響，短流程的產(chǎn)量一般遠低于常規(guī)軋制。工藝流程緊湊、簡化、投資成本低、能源消耗低。 f 板坯厚度 200mm以上，長度一般為 ~9m（亦有達到 ），具有一定容量的板坯庫，有加熱爐區(qū)（一臺或多臺步進式加熱爐），具有粗軋區(qū)，后接精軋機組及地下卷取機（一臺到多臺）的生產(chǎn)線。 生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)。產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也 對設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。 根據(jù)以上分析，再結(jié)合實際，本設(shè)計采用常規(guī)熱軋工藝。 產(chǎn)品定位：考慮到本設(shè)計車間的將來發(fā)展，以后需要生產(chǎn)的產(chǎn)品可能為轎車用板、高韌性管線鋼、造船和橋梁用高強度鋼等。目前薄板坯連鑄連軋工藝在表面質(zhì)量和品種上難以滿足，高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)尚 處于開發(fā)實驗階段，如汽車面板、超深沖鋼板和高表面要求的鋼板、鍍錫板的基板、高級別的高強韌管線鋼、奧氏體不銹鋼等。軋 制同樣規(guī)格產(chǎn)品時，常規(guī)熱連軋生產(chǎn)具有較高的壓縮比，這對產(chǎn)品性能的提高有利。本設(shè)計采用半連續(xù)式、雙機架粗軋機布置方案 [1]。其粗軋機由 5~6個機架組成，軋件沿一個方向連續(xù)軋制，每架軋制一道，采用交流電機傳動。同時軋制時間往往要比精軋機組的軋制時間少得多，亦即粗軋機的利用率不高。粗軋機組由兩架軋機組成，既生產(chǎn)板卷，又生產(chǎn)中厚板?？赡媸杰垯C可放在第二架，也可放在第一架。缺點：可逆式機架的操作維修要復(fù)雜些，耗電量大。 圖 全連續(xù)式粗軋機的布置形式 圖 3/4 連續(xù)式粗軋機的布置形式 半連續(xù)式粗軋機常見的幾種布置形式如下： (1)由一架四輥可逆式軋機組成； 第 3 章 設(shè)計方案 13 (2)由一架二輥 可逆式和一架四輥可逆式軋機組成； (3)由二架四輥可逆式軋機組成。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言，軋鋼機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結(jié)構(gòu)型式，確定其主要 參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。 目前，由于機械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進步，現(xiàn)在的主要軋機除去一些特殊用途外， 基本上都已經(jīng)趨于系列化，標(biāo)準(zhǔn)化了。 本設(shè)計采用半連續(xù)式工藝。 根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實際狀況，粗軋階段選用兩臺帶立輥的四輥可逆河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 14 式軋機。四輥可逆式粗軋機既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。 采用雙四輥可逆式粗軋機組的原因：采用二輥式的工作輥直徑大，具有大的咬入角，可實現(xiàn)大的壓下量。 兩架四輥可逆式粗軋機組（半連續(xù)式粗軋機組）的優(yōu)點：具有設(shè)備少 ,生產(chǎn)線短、占地面積小、投資省等特點與精軋機組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)也有利。 與立輥調(diào)寬相比，壓力機調(diào)寬具有明顯的優(yōu)越性，即： 提高了熱軋帶鋼軋機的成材率。與立輥軋制調(diào)寬相比，在相同的壓下量條件下，調(diào)寬壓力機的切頭損失大幅度減小，從而提高了成材率?，F(xiàn)代化的調(diào)寬壓力機最大側(cè)壓量可達 350mm，所以只需要幾種連鑄板坯規(guī)格即可滿足用戶需求，大大減輕了連鑄變寬的負擔(dān)，提高了連鑄機的生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量，同時也提高了板坯的熱裝率和熱裝溫度。壓縮調(diào)寬時，板坯變形可深入到板坯中部，局部變形得到緩解，狗骨形因此得到減弱，所以板坯變形均勻性得到提高，從而減少了板坯在隨后平軋時的回展，可以獲得很好的調(diào)寬效率。由于調(diào)寬時板坯寬度由壓力機錘頭能夠得到精確控制，所以可得到比立輥軋機更高的目標(biāo)寬度精度。 第 3 章 設(shè)計方案 15 精軋機組設(shè)備選擇 精軋 機組布置在粗軋機組中間輥道或熱卷箱的后面。 精軋機選型 目前世界上高精度軋機以 PC 軋機、 HC 軋機和 CVC 軋機應(yīng)用最多。 其缺點是： a 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大； b 存在軸向力和無法避免軋輥磨損造成的局部高點。該軋機輥系由上下對稱的三對輥組成，即工作輥、中間輥和支撐輥，其中中間輥可軸向移動，并配置液壓彎輥裝置，因此具有很強的板形控制能力。 (3)CVC軋機 CVC軋機是由西馬克公司在日本 HC軋機基礎(chǔ)上于 1983年研制成功的一種新型軋機，是一種連續(xù)可變的凸度軋機。100mm，可調(diào)輥縫 100~500μm，與彎輥裝置配合則有 600μm； 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 16 e應(yīng)用范圍廣， CVC 技術(shù)無論對于熱軋還是冷軋，也不論是軋制黑色或者有色極薄 帶都非常實用。 CVC軋機的缺點是： a易蛇形； b軋輥形狀特殊，磨削困難。時，軋輥凸度可達 1000μm； CVC軋機工作輥軸向移動 177。 (2)調(diào)節(jié)機構(gòu)： PC軋機需要安裝角度調(diào)整和側(cè)推力支承兩套機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；CVC軋機的軋輥機構(gòu)相對簡單許多 [14]。PC軋機的軸向力最大可達軋制力的 10%，為 2020KN，而 CVC軋機一般僅為 200KN左右 [14]。 另外， PC軋機軋輥交叉點與軋制寬度中心線重合難，軋件亦跑