熱軋帶鋼生產(chǎn)線及設(shè)備的畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　板帶材生產(chǎn)技術(shù)水平不僅是冶金工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也反映了一個國家工業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。建設(shè)現(xiàn)代化的熱軋寬帶鋼軋機要滿足現(xiàn)代工業(yè)對熱軋板品種質(zhì)量的要求。最終產(chǎn)品的質(zhì)量取決于連鑄坯的質(zhì)量，傳統(tǒng)厚度的板坯連鑄工藝明顯優(yōu)于薄板坯連鑄工藝。薄板坯連鑄連軋更適于生產(chǎn)中低檔板材品種，在薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)方面具有明顯優(yōu)勢。為了滿足高質(zhì)量和高性能板材要求，采用厚板坯常規(guī)連軋生產(chǎn)方式更合理。</p><p&

2、gt;　　基于這些考慮，本次設(shè)計結(jié)合唐鋼1700mm、本鋼1700mm、寶鋼1580mm、鞍鋼1780mm熱軋生產(chǎn)線設(shè)計了200萬噸的1700mm常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線。在此設(shè)計中詳細地介紹了加熱、粗軋、熱卷取、精軋、冷卻、卷取等一系列過程。</p><p>　　其中精軋機選用六架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機,采用 HC軋機、CVC軋機、工作輥正彎輥（WRB）技術(shù)和厚度自動控制（AGC）等技術(shù)來控制板型和厚度。另外，為

3、提高軋件溫度，減少頭尾溫差，在精軋前采用無芯軸隔熱屏熱卷箱。設(shè)計中涉及的技術(shù)參數(shù)大部分取自現(xiàn)場的經(jīng)驗數(shù)值，用到的部分公式也是來自于實際的經(jīng)驗公式。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 常規(guī)熱連軋；熱卷箱；層流冷卻；厚度自動控制</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　板帶產(chǎn)品的技術(shù)要求具體體現(xiàn)為產(chǎn)品的標(biāo)準，包括四個方面：(1

4、)尺寸精度高。板帶鋼一般厚度小、寬度大，厚度的微小波動將引起使用性能和金屬消耗的巨大變化，板帶必須具備高精度尺寸。(2)無板形缺陷。板帶越薄，對板形不均的敏感性越大。(3)保證表面質(zhì)量。板帶表面不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和氧化鐵皮壓入。(4)具備優(yōu)良性能。板帶鋼的性能要求主要包括機械性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué)性能。</p><p>　　目前傳統(tǒng)熱軋寬帶鋼軋機采用的特色技術(shù)有：&l

5、t;/p><p>　　(1)連鑄坯熱裝和直接熱裝。該技術(shù)要求煉鋼和連鑄機穩(wěn)定生產(chǎn)無缺陷板坯；熱軋車間最好和連鑄機直接連接，以縮短傳送時間；在輸送輥道上加設(shè)保溫罩及在板坯庫中設(shè)保溫坑；板坯庫中要具有相應(yīng)的熱防護措施。</p><p>　　(2)板坯定寬壓力機?？蛇B續(xù)進行板坯側(cè)壓，運行時間短，效率高，板坯溫降小，側(cè)壓后板坯頭尾形狀好，狗骨斷面小，板坯減寬側(cè)壓有效率達90 %以上。</p>

6、;<p>　　(3)粗軋機短行程控制和寬度自動控制。經(jīng)立輥寬度壓下及水平輥厚度壓下后 , 板坯頭尾部將發(fā)生失寬現(xiàn)象。根據(jù)其失寬曲線采用與該曲線對稱的反函數(shù)曲線 , 使立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷變化。這樣軋出的板坯再經(jīng)水平輥軋制后 , 頭尾部失寬量減少。</p><p>　　(4)中間坯保溫技術(shù)和邊部感應(yīng)加熱技術(shù)。中間坯長度可達80～90m，進精軋機軋制過程中為減少帶坯頭尾溫差，設(shè)置保溫罩是簡單有

7、效的技術(shù)。精軋機組前的帶坯邊部電感應(yīng)加熱器是針對軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼特殊品種設(shè)置的。</p><p>　　從我國目前板帶市場需求情況和生產(chǎn)能力來看，熱軋板的生產(chǎn)能力大大高于冷軋能力。采用常規(guī)板坯連鑄、熱送熱裝和直接軋制工藝,可穩(wěn)定生產(chǎn)以汽車面板為代表的高檔板材品種,除生產(chǎn)工藝成熟、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高外,還可縮短工藝流程,降低生產(chǎn)成本。選擇這種工藝方案,熱軋板品種質(zhì)量定位很高,品種齊全,尤其是生產(chǎn)超

8、深沖鋼、高強度鋼、奧氏體不銹鋼、高鋼級管線鋼等時適宜采用厚板坯常規(guī)熱連軋工藝。</p><p>　　但由于連鑄和熱連軋生產(chǎn)線的投資比例一般約為連鑄20%, 軋機80%,熱連軋機是決定規(guī)模和投資的主要因素。從生產(chǎn)規(guī)?？? 要充分發(fā)揮熱連軋機的生產(chǎn)能力, 必須配備足夠生產(chǎn)能力的輔助設(shè)備和確保連鑄坯的質(zhì)量和供應(yīng)量。采用連鑄、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)計劃的計算機一體化管理系統(tǒng)，以保證物流匹配，使投資效益最大化。</p>

9、<p><b>　　1 文獻綜述</b></p><p>　　1.1 熱軋板帶鋼發(fā)展歷史</p><p>　　1.1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史</p><p>　　熱軋板帶鋼軋機的發(fā)展已有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運輸業(yè)等的發(fā)展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求量不斷增加，從而促使熱軋板帶鋼軋機的建設(shè)獲得了迅速和穩(wěn)定的發(fā)展

10、。從提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品尺寸精度、節(jié)能技術(shù)、提高成材率和板形質(zhì)量、節(jié)約建設(shè)投資、減少軋制線長度實現(xiàn)緊湊化軋機布置到熱連軋機和連鑄機的直接連接布置，熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展時期。</p><p>　　1960年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機稱第一代熱帶鋼軋機。這一時期熱帶鋼軋機技術(shù)發(fā)展比較緩慢,其中最重要的技術(shù)進步是將厚度自動控制（AGC）技術(shù)應(yīng)用于精軋機，從根本上改善了供給冷軋機的原料板帶鋼的厚度差。</p&g

11、t;<p>　　20世紀六、七十年代是熱軋板帶鋼軋機發(fā)展的重要時期。同時連鑄技術(shù)發(fā)展成熟，促使熱連軋機從最初使用鋼錠到使用連鑄坯，從而大幅度提高產(chǎn)量并能夠為冷軋機提供更大的鋼卷。熱軋板帶鋼軋機的生產(chǎn)工藝過程是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中自動化控制技術(shù)最發(fā)達的工序。60年代后新建的熱帶鋼軋機很快采用了軋制過程計算機控制，將熱軋板帶鋼軋機的發(fā)展推向一個新的發(fā)展階段，這一時期新建的軋機稱為第二代熱帶鋼軋機。1969年至1974年在日本和歐洲新

12、建的軋機稱為第三代熱帶鋼軋機。</p><p>　　20世紀80年代，板帶鋼生產(chǎn)更加注重產(chǎn)品質(zhì)量，同時對于低凸度帶材需求量不斷增長，這使板帶鋼板形控制技術(shù)成為熱軋板帶鋼軋制技術(shù)重要課題之一。90年代，熱軋板帶鋼在工藝方面有重大突破，1996年日本川崎鋼鐵公司成功開發(fā)無頭連續(xù)軋制板帶鋼技術(shù)，解決了在常規(guī)熱連軋機上生產(chǎn)厚度0.8～1.2 mm超薄帶鋼一系列技術(shù)難題。熱連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達0.8mm,但實際生產(chǎn)中

13、并不追求軋制最薄規(guī)格，因為薄規(guī)格生產(chǎn)的故障率高,輥耗大,噸鋼酸洗成本高等。待技術(shù)發(fā)展到故障率等降低后,才能經(jīng)濟地批量生產(chǎn)。</p><p>　　1.1.2 我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史</p><p>　　我國熱連軋帶鋼的發(fā)展,大體經(jīng)歷了三個階段:</p><p>　　第一階段,以大企業(yè)為主,以解決企業(yè)有無為主要目的的初期發(fā)展階段。這個時期熱軋板帶鋼軋機建設(shè)只能靠國家

14、投入,由于資金、技術(shù)等限制,軋機水平參差不齊。1989投產(chǎn)的寶鋼2050mm軋機代表了當(dāng)時國際先進水平,采用了一系列最先進的熱連軋生產(chǎn)技術(shù)。但是,這個時期投產(chǎn)的二手設(shè)備則是國外五六十年代的裝備 ( 1994年投產(chǎn)的太鋼1549mm軋機、梅鋼1422mm軋機) ,整體技術(shù)水平相對落后,在安裝過程中進行了局部改造 ,但整體技術(shù)水平提高有限。還有兩套國產(chǎn)軋機投產(chǎn): 1980年投產(chǎn)的本鋼1700mm軋機和1992年投產(chǎn)的攀鋼1450mm軋機，這

15、兩套軋機的整體水平不高，產(chǎn)品與國際水平差距較大。但在當(dāng)時條件下,這幾套軋機滿足了國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，同時培養(yǎng)了一大批技術(shù)人才。</p><p>　　第二階段,全面提高技術(shù)水平,瞄準世界最高、最新技術(shù)，全面引進階段。20世紀90年代以后,各大企業(yè)均以引進國外最先進技術(shù)為主。如1999年投產(chǎn)的鞍鋼 1780mm軋機、1996年投產(chǎn)的寶鋼1580mm軋機 ,是世界傳統(tǒng)熱連軋帶鋼軋機最先進水平的代表,除通?，F(xiàn)代化軋機采用

16、的先進技術(shù)以外,還采用了軋線與連鑄機直接連接的布置形式,板坯定寬壓力機, PC板形控制系統(tǒng),強力彎輥系統(tǒng)，軋輥在線研磨,中間輥道保溫技術(shù)和帶坯邊部感應(yīng)加熱技術(shù)，軋機全部采用交流同步電機和GTO電源變換器及4級計算機控制，精軋機采用了全液壓壓下及AGC技術(shù)。國內(nèi)還引進了三套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,即1999年投產(chǎn)的珠鋼1500mm薄板坯生產(chǎn)線、邯鋼1900mm薄板坯生產(chǎn)線和2001年投產(chǎn)的包鋼1750mm薄板坯生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線是當(dāng)時世界最

17、先進的薄板坯生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線的引進使我國擁有了新一代熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)。</p><p>　　第三階段,這個階段是近幾年開始的,是以提高效益、調(diào)整品種結(jié)構(gòu)、滿足市場需要和提高企業(yè)競爭能力為目的的發(fā)展階段。由于近年國家經(jīng)濟快速發(fā)展,對鋼材需求不斷增加,因此除國營大中型企業(yè)外,中小型企業(yè),甚至民營企業(yè)都把生產(chǎn)寬帶鋼作為今后發(fā)展的重點,或引進或采用國產(chǎn)技術(shù),或建設(shè)傳統(tǒng)熱連軋寬帶鋼軋機或建設(shè)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。同時,

18、這個階段對引進的二手軋機和原技術(shù)較落后的國產(chǎn)軋機進行了全面技術(shù)改造,使其達到了現(xiàn)代化水平。國外剛出現(xiàn)的半無頭軋制技術(shù)、鐵素體加工技術(shù)、高強度冷卻技術(shù)、新型卷取機等,在一些軋機上也已應(yīng)用。目前我國熱連軋技術(shù)裝備已完全擺脫落后狀態(tài),并已處于世界先進水平之列。</p><p>　　1.2 熱連軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的進步</p><p&

19、gt;　　最近十幾年,熱連軋技術(shù)有了很大的進步,在熱軋帶鋼軋機布置形式的發(fā)展方面,總結(jié)起來,主要有六種形式：</p><p>　　1.典型的傳統(tǒng)熱帶鋼連軋機組,這種機組通常是2架粗軋機,7架精軋機,2臺地下卷取機,年總產(chǎn)量350～550萬t ,生產(chǎn)線的總長度400～500m,有一些新建的機組裝備了定寬壓力機( SP)。這類軋機采用的鑄坯厚度通常為200～250mm,特點是產(chǎn)量高,自動化程度高,軋制速度高(20 m

20、/ s 以上),產(chǎn)品性能好。</p><p>　　2.緊湊型的熱連軋機,通常機組的組成為1架粗軋機,1臺中間熱卷箱,5～6架精軋機,1～2臺地下卷取機,生產(chǎn)線長度約300m ,年產(chǎn)量200～300萬t。采用的鑄坯厚度200mm 左右,投資比較少,生產(chǎn)比較靈活,由于使用熱卷箱溫度條件較好,可以不用升速軋制(軋制速度14 m/ s左右) 。</p><p>　　3.新型的爐卷軋機機組,通常采用

21、1臺粗軋機,1臺爐卷軋機,1～2臺地下卷取機,產(chǎn)量約100萬t ,其中有的生產(chǎn)線可以生產(chǎn)中板也可以生產(chǎn)熱軋板卷,主要用于不銹鋼生產(chǎn),投資較小,生產(chǎn)靈活,適合多品種。</p><p>　　4.熱軋帶鋼的另一生產(chǎn)形式是薄板坯連鑄連軋,按結(jié)晶器的形式不同,分別有多種形式,如SMS開發(fā)的CSP、DANIELY開發(fā)的H2FRL等,由薄板坯鑄機、加熱爐和軋機組成,剛性連接,鑄坯厚50～90mm,產(chǎn)量120～200萬t ,軋機

22、的布置形式有粗軋加精軋為2 + 5布置,1+ 6布置,也有7架精軋機組成的生產(chǎn)線。薄板坯連鑄連軋的特點是生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品強度高、溫度與性能均勻性好,但是表面質(zhì)量、潔凈度控制方面比傳統(tǒng)厚板坯的難度大。</p><p>　　5.國外發(fā)展的無頭(半無頭)軋制技術(shù),日本是在傳統(tǒng)的粗軋機后設(shè)立熱卷箱,飛焊機,把中間坯前一坯的尾部和下一坯的頭部焊接在一起,進入精軋機組時形成無頭的帶鋼進行軋制,在卷取機前再由飛剪剪斷,該生產(chǎn)線

23、可以20 m/ s的速度軋制生產(chǎn)。0. 8～1. 3 mm厚的帶鋼。德國發(fā)展的是半無頭軋制技術(shù),他們利用薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)線,鑄造較長的鑄坯,如200m,進人精軋,并且軋后進行剪切,在精軋機組中形成有限的無頭連軋。這種生產(chǎn)線的特點是適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄規(guī)格的帶鋼,減少了薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中的軋廢和工具損失。歐洲還在開發(fā)基于薄板坯連鑄連軋技術(shù)的無頭軋制技術(shù),通過進一步提高鑄坯的拉速,使連軋機和連鑄機的速度得到匹配,實現(xiàn)真正的連鑄連軋。</

24、p><p>　　6.正在開發(fā)的生產(chǎn)熱帶鋼的技術(shù)是薄帶直接連鑄并軋制的技術(shù),鋼水在2 個輥中鑄成5～6mm的帶鋼,經(jīng)過1架或2架軋機進行小變形的軋制和平整,生產(chǎn)出熱帶鋼卷。歐洲、日本和澳大利亞都進行過類似的試驗,2004年美國NUCOR建立了工業(yè)試驗廠,德國的THYSSEN-KRUPP也建立了相同的試驗工廠,據(jù)介紹年產(chǎn)50萬t的帶鋼廠已經(jīng)試驗成功,但是關(guān)于生產(chǎn)的穩(wěn)定性、成本、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的進一步報道尚未

25、見到。</p><p>　　1.2.2 熱帶鋼裝備技術(shù)進步</p><p>　　現(xiàn)在熱連軋機很多的技術(shù)發(fā)展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準控制、表面的質(zhì)量控制等方面,比如廣泛使用的強力彎輥(WRB)系統(tǒng)、工作輥竄輥( HCW、CVC)和對輥交叉( PC)技術(shù),工作輥的精細冷卻、高精度的數(shù)學(xué)模型的不斷改進等,都使熱軋產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提高。值得提出的新型軋機技術(shù)是日本2000年發(fā)明的在

26、熱連軋機組的最后3個機架上采用單輥驅(qū)動和不同輥徑工作輥軋制技術(shù)(SRDD),該技術(shù)是軋制中驅(qū)動大直徑的下工作輥(直徑620mm),而較小直徑的上工作輥從動,其優(yōu)點是軋制中有剪應(yīng)力產(chǎn)生,降低軋制力、減少邊降和增大壓下量。在國內(nèi)稱為異步軋制技術(shù),國內(nèi)的實驗室實驗也表明,該生產(chǎn)方法對降低軋制力有明顯的效果。在目前的情況下用低溫大變形生產(chǎn)超細晶粒鋼和超高強度鋼,這種設(shè)備是很有效的,但是關(guān)于質(zhì)量、穩(wěn)定性等方面尚無進一步的報道。所有新建的軋機都有完

27、善的檢測技術(shù)和手段,如厚度、寬度、速度、凸度、平直度、表面等,使帶鋼的精度更高,質(zhì)量更好。</p><p>　　1.3 我國熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1 近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向</p><p>　　1.熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術(shù)發(fā)展主要可分兩個層次：(1)常規(guī)生產(chǎn)工藝的革新。為了大幅度簡化工藝過程，縮短生產(chǎn)流程，充分

28、利用冶金熱能，節(jié)約能源與金屬等各項消耗，提高經(jīng)濟效益，不僅充分利用連鑄板坯為原料，而且不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄板坯直接熱裝與直接軋制技術(shù)。(2)薄板坯和薄帶坯的連鑄連軋和連續(xù)鑄軋技術(shù)是近十年來興起的冶金技術(shù)的大革命，隨著這一技術(shù)的逐步完善，必將成為今后建設(shè)熱軋板帶材生產(chǎn)線的主要方式。</p><p>　　2.生產(chǎn)過程連續(xù)化。近代熱軋生產(chǎn)過程實現(xiàn)了連續(xù)鑄造板坯、連續(xù)軋制和連鑄與軋制直接銜接連續(xù)化生產(chǎn)，使生產(chǎn)的連續(xù)化水

29、平大大提高。</p><p>　　3.采用自動控制不斷提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量。在板帶材生產(chǎn)中，產(chǎn)品的厚度精度和平直度是反映產(chǎn)品質(zhì)量的兩項重要指標(biāo)。由于液壓壓下厚度自動控制和計算機控制技術(shù)的采用，板帶縱向厚度精度已得到了顯著提高。但板帶橫向厚度(截面)和平直度(板形)的控制技術(shù)往往尚感不足，還急待開發(fā)研究。為此而出現(xiàn)了各種高效控制板形的軋機、裝備和方法。這是近代板帶軋制技術(shù)研究開發(fā)最活躍的一個領(lǐng)域。</p&g

30、t;<p>　　4.發(fā)展合金鋼種及控制軋制、控制冷卻與熱處理技術(shù)，以提高優(yōu)質(zhì)鋼及特殊鋼帶的組織性能和質(zhì)量。利用錳、硅、釩、欽、銀等微合金元素生產(chǎn)低合金鋼種，配合連鑄連軋、控軋控冷或形變熱處理工藝，可以顯著提高鋼材性能。近年來，由于工業(yè)發(fā)展的需要，對不銹鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、造船鋼板、深沖鋼板等生產(chǎn)技術(shù)的提高特別注意。各種控制鋼板組織性能的技術(shù)，包括對組織性能預(yù)報控制技術(shù)得到了開發(fā)研究和重視。</p>&l

31、t;p>　　1.3.2 我國熱帶軋機的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.熱軋帶鋼軋機建設(shè)進一步發(fā)展。近年我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)發(fā)展極其迅速，邯鋼、南鋼、安鋼、武鋼、宣鋼、承鋼等也正在規(guī)劃建設(shè)熱帶軋機。如果所有軋機全部建成,產(chǎn)能得到發(fā)揮,則帶鋼產(chǎn)量將很可觀,我國鋼材板帶比低、薄板長期供不應(yīng)求的狀況將根本改變。</p><p>　　2.軋機的國產(chǎn)化率逐步提高。進入21世紀以后,除熱連軋帶鋼產(chǎn)

32、量大幅度提高、軋機建設(shè)快速發(fā)展以外,軋機國產(chǎn)化問題也有了長足進步。目前由國外總承包的項目國產(chǎn)化率普遍達到70 %以上,有的達到90 %。而且一些項目已做到全部國產(chǎn)化,如鞍鋼1700、2150mm軋機、濟鋼1700mm軋機、萊鋼1500mm軋機、新豐1700mm軋機、唐鋼1700mm軋機等,由國內(nèi)總承包,裝備全部國內(nèi)設(shè)計制造,少量關(guān)鍵件在國外自主采購。國內(nèi)裝備雖然在整體技術(shù)水平上與外國先進水平有一定差距,但已達到較高水平,以鞍鋼1700m

33、m軋機為例,其質(zhì)量水平與其1780mm軋機相差不大。國產(chǎn)裝備的另一優(yōu)勢是價格優(yōu)勢。如引進國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資20～23億人民幣,但采用國產(chǎn)中等厚度薄板坯僅需15～17億人民幣,其產(chǎn)量與國外生產(chǎn)線基本相同。</p><p>　　3.世界最新技術(shù)不斷被采用。目前國內(nèi)已建和在建熱軋生產(chǎn)線中采用了許多最新技術(shù),如半無頭軋制技術(shù),其在國外剛開發(fā)不久,國內(nèi)已有多條生產(chǎn)線采用或預(yù)留 (唐鋼、馬鋼、漣鋼、本鋼、通

34、鋼等)；如高性能控制器,西門子剛推出新一代閉環(huán)工藝與傳動控制器 TDC,國內(nèi)已有太鋼 1549mm軋機、武鋼2250mm軋機采用,北京科技大學(xué)國家軋制中心承擔(dān)的萊鋼 1500mm軋機自動化控制系統(tǒng)也采用了該控制器,使我國緊跟國外最先進的技術(shù)發(fā)展。事實表明,在采用最新技術(shù)方面熱連軋領(lǐng)域已處于國際前沿水平。</p><p>　　1.4 熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點</p><p>　　1.4.

35、1 常規(guī)熱連軋工藝</p><p>　　常規(guī)厚板坯熱連軋生產(chǎn)工藝具有諸多特點: (1)生產(chǎn)能力大；(2)產(chǎn)品品種規(guī)格范圍寬、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量穩(wěn)定,規(guī)格可覆蓋全部板材產(chǎn)品,產(chǎn)品最寬可達2000mm 以上,可生產(chǎn)包括汽車板、家電板、硅鋼、管線板、造船板、容器板等高純凈度、高精度和高強度的全部熱軋產(chǎn)品；(3)生產(chǎn)效率高、成材率高、自動化程度高；(4)壓縮比大于其他各種工藝；(5)近年來常規(guī)板坯連鑄和熱連軋工藝取得突破性

36、進展,包括連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術(shù)、無頭軋制技術(shù)、連鑄板坯結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)、定寬壓力機調(diào)寬技術(shù)等。因此目前這種生產(chǎn)工藝仍是大型或特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)熱軋寬帶鋼軋機的首選。由于連鑄連軋工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、工藝流程長、占地面積大、能耗較高,因此生產(chǎn)成本相對較高；生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高檔產(chǎn)品時,需配備技術(shù)含量高的煉鋼、精煉和連鑄設(shè)施,投資相應(yīng)增大；此外,生產(chǎn)超薄帶鋼的難度大,生產(chǎn)成本高。</p><p>　　1.4.2 薄(中

37、，厚)板坯連鑄連軋工藝</p><p>　　由于薄板坯 (厚度為50mm)連鑄連軋時鑄坯薄、拉速高,易產(chǎn)生縱向裂紋,因而造成板坯表面質(zhì)量差,組織不均勻,限制了很多品種的生產(chǎn)。在對于表面光潔度要求不高的場合下，其產(chǎn)品能夠部分取代冷軋產(chǎn)品，省去冷軋各個環(huán)節(jié)。尤其坯料連續(xù)鑄造后，在軋制前僅有一次補熱，生產(chǎn)過程得到簡化，降低了成本。為了擴大生產(chǎn)品種,將出結(jié)晶器的鑄坯厚度增加到90mm,經(jīng)軟壓下后減薄到70mm ,形成中薄

38、板坯連鑄連軋的生產(chǎn)方式,可實現(xiàn)鐵素體軋制,能生產(chǎn)包晶鋼等。中厚板坯連鑄連軋也是在薄板坯連鑄的基礎(chǔ)上,將鑄坯厚度增至90～150mm,軋制工藝和設(shè)備配置接近常規(guī)工藝,使帶坯溫度和性能更均勻,生產(chǎn)品種不斷擴大,逐步接近常規(guī)工藝生產(chǎn)的品種范圍。薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝具有的特點是: (1)生產(chǎn)能力適中,適合中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)板材, 2流連鑄機經(jīng)濟規(guī)?？蛇_250萬t左右；(2)布置緊湊、設(shè)備重量輕、廠房面積小、流程短、能源和動力消耗較少、生產(chǎn)運行成

39、本較低；(3)采用半無頭軋制工藝 ,適合批量生產(chǎn)1.5mm以下薄規(guī)格熱軋板 ,實現(xiàn)“以熱代冷”；(4)生產(chǎn)一般用途板材和超薄帶鋼的市場競爭力較強。由于薄板坯連鑄拉坯速度較高 ,因而鑄坯易產(chǎn)</p><p>　　1.5 熱軋板帶新生產(chǎn)工藝對軋機裝備的要求</p><p>　　熱帶鋼連軋機在現(xiàn)代軋鋼工藝中可以認為是比較成熟的技術(shù)和設(shè)備,裝備的發(fā)展也是圍繞著上述的一些新工藝進一步優(yōu)化的過程,傳統(tǒng)

40、的熱軋工藝與上述的一些新工藝相比,除在設(shè)備布置上帶來變化之外,在溫度制度、速度制度、變形制度上也有所變化,這些變化對軋機裝備的設(shè)計提出了新的要求。</p><p>　　薄板坯連鑄連軋工藝的溫度制度,較傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝有較大不同,板坯溫度均勻,溫差不大于10℃,且在軋制過程中板坯頭部進入軋機,板坯的其他部分仍在爐內(nèi)保溫,不存在溫降問題。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn),由于在軋制過程中存在溫度降,為避免因溫度降造成的頭尾溫差,

41、產(chǎn)生的厚度精度差,板形不好和性能不均勻一致等質(zhì)量問題,在軋制過程中必須要升速軋制。而薄板坯連鑄連軋工藝,不存在上述問題,軋機生產(chǎn)能力遠大于連鑄機的生產(chǎn)能力,即使兩臺連鑄機供坯,軋機的生產(chǎn)能力也是有富裕的。因此沒有必要進行升速軋制。薄板坯連鑄連軋工藝中每架軋機壓下率較傳統(tǒng)熱軋機的壓下率高, 軋機負荷較傳統(tǒng)軋機要高,這是由薄板坯連鑄連軋采用大壓下和高剛度軋制工藝決定的。但不采用升速軋制對軋機減少負荷有所幫助。在設(shè)計中要對機架、軋輥進行優(yōu)化設(shè)

42、計,特別是為降低軋制力在后幾架軋機上盡量采用小直徑工作輥。在生產(chǎn)中由于軋制壓力增加,板形控制與厚度控制比傳統(tǒng)軋制有更高的要求。</p><p>　　1.5.1 板形、板厚控制技術(shù)在新生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用</p><p>　　板形控制是帶鋼軋機的關(guān)鍵技術(shù),各軋機制造商在此方面都下大力氣開發(fā),呈現(xiàn)出多種板形控制技術(shù)。這些技術(shù)可大致分為工藝方法和設(shè)備方法。從設(shè)備方法來講,主要有原始凸度法、液壓彎輥法

43、,調(diào)整軋輥凸度法,軋輥變形自補償法,階梯形支承輥法,抽動軋輥法,在線磨輥法,軋輥交叉法等。其中抽動軋輥法中的CVC、HC結(jié)合彎輥技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,交叉輥法的PC軋機,其板形控制能力較強,綜合性能優(yōu)良,是目前發(fā)展較快的板形控制法,但交叉軋輥帶來的較大的軸向力給設(shè)備設(shè)計帶來不便,且交叉機構(gòu)較為復(fù)雜,是其得到廣泛應(yīng)用的巨大障礙。板厚自動控制技術(shù)方面,液壓AGC已得到普遍的認可,采用短行程壓下缸,以減少油柱高度提高響應(yīng)速度,已成為業(yè)界的共識。&

44、lt;/p><p>　　1.5.2 除鱗技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　熱軋帶鋼在軋制過程中除鱗效果的好壞,直接影響到帶卷產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn),均采用高壓水除鱗系統(tǒng),水壓達15～18MPa,采用多次除鱗,即粗軋前、精軋前及機架間進行除鱗。隨著薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn),給除鱗技術(shù)帶來了一個新課題,薄板坯的氧化鐵皮在板坯表面很薄且很粘,氧化鐵皮很難去除,因此高壓水鱗系統(tǒng)水壓高達到35MPa

45、,在奧鋼聯(lián)的實驗機組上水壓曾高達55MPa。提高水壓對除鱗有一定作用, 但帶來一些問題, 如高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作量增加,事故率增加。進一步優(yōu)化除鱗機噴嘴到板坯表面的距離和角度,以達到更高的除鱗效果；開發(fā)新型高壓水流量噴嘴,使水流壓力高,且沖擊到板坯表面的水量小,從而減少板坯表面溫降,這是高壓水除鱗設(shè)備的發(fā)展方向。</p><p>　　2 建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱</p><p><b&g

46、t;　　2.1 建廠依據(jù)</b></p><p>　　2.1.1 可行性研究</p><p>　　中國正處于經(jīng)濟發(fā)展時期，鋼鐵消費良好。雖然我國的鋼鐵業(yè)有了很大的發(fā)展，但是我國的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型還很不合理，板帶在鋼材中的比例僅為25%左右，而在發(fā)達國家多達50%～60%，甚至更多。2002年我國共進口熱軋薄板、冷軋板和鍍鋅板等各類板材約1600萬噸，尤其是薄規(guī)格冷、熱軋板和熱軋酸洗

47、板占當(dāng)年進口量的80%。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是中國農(nóng)村的發(fā)展，國家汽（轎）車、家電、集裝箱、輸油（汽）管線等行業(yè)也會隨之發(fā)展進而刺激各類板材品種的需求，市場前景很大。</p><p>　　與薄板坯連鑄連軋相比，常規(guī)熱連軋仍有其自身的優(yōu)勢。薄板坯連鑄連軋技術(shù)晶粒較細，加上軋制的大壓下，使產(chǎn)品硬度很高，不能按要求向冷軋供應(yīng)強度低于240MPa的軟帶鋼。就向冷軋供料而言，常規(guī)熱連軋仍有廣闊的發(fā)展空間。</p&

48、gt;<p>　　2.1.2 地理與資源</p><p>　　國內(nèi)有著豐富的資源，便利的交通為運輸提供了保障。國外，如巴西、澳大利亞有著高品味的鐵礦，通過海運可以運達國內(nèi)。</p><p>　　國內(nèi)各大高校如北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、鞍山科技大學(xué)以及省內(nèi)的燕山大學(xué)、河北理工大學(xué)等冶金工科院校，可為公司提供一流的技術(shù)人才。</p><p><b>

49、;　　2.2 產(chǎn)品大綱</b></p><p>　　產(chǎn)品大綱是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱不但規(guī)定了車間的類型,同時也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。所以編制產(chǎn)品方案時應(yīng)注意:</p><p>　　1.滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。&l

50、t;/p><p>　　2.考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。作到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理、要防止不顧軋機特點和條件一哄而上、一哄而下的傾向。</p><p>　　3.考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。</p><p>　　4.考慮建廠地區(qū)資源的供應(yīng)條件，物資和材料運輸?shù)那闆r。</p

51、><p>　　5.要適應(yīng)當(dāng)前對外開放、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準的現(xiàn)代化。</p><p><b>　　2.2.1 坯料</b></p><p>　　熱連軋帶鋼所用的原料主要是連鑄板坯和初軋板坯。由于連鑄坯的諸多優(yōu)點，加之比初軋坯物理化學(xué)性能均勻，且便于增大坯重，故對熱帶連軋更為合適，其所占比重日益增大。熱帶連軋機所用板坯厚度一

52、般150～300mm，多數(shù)為200～250mm，最厚達350mm。近代連軋機完全取消了展寬工序，以便加大板坯長度，采用全縱軋制，故板坯寬度要比成品寬度大，由立輥軋機控制帶鋼寬度，而其長度則主要取決于加熱爐的寬度和所需坯重。板坯重量的增大可以提高產(chǎn)量和成材率，但也受到設(shè)備條件，軋件終軋溫度和頭尾允許溫差，以及卷取機所允許的板卷最大外徑等的限制。目前板卷單位寬度的重量不斷提高，達到15～30kg∕mm。</p><p&g

53、t;　　綜上本次設(shè)計選擇的原料規(guī)格如下：</p><p>　　板坯厚度：150～300mm</p><p>　　板坯寬度：800～1600mm</p><p>　　板坯長度 定尺坯4～10.6m</p><p><b>　　產(chǎn)品規(guī)格</b></p><p>　　厚度：0.8～12.7mm</

54、p><p>　　寬度：850～1550mm</p><p>　　鋼卷內(nèi)徑：Φ759mm</p><p>　　鋼卷外徑：Φ1200～Φ2025mm</p><p><b>　　最大卷重：30t</b></p><p><b>　　產(chǎn)量：年產(chǎn)220噸</b></p>&

55、lt;p>　　2.2.3 鋼種方案</p><p>　　按鋼種分類的熱軋板帶產(chǎn)品方案如表1：</p><p>　　表1 按鋼種分配的熱軋板帶的產(chǎn)品</p><p>　　按產(chǎn)品規(guī)格分配熱軋板帶方案見表2。</p><p>　　表2 按產(chǎn)品分配的熱軋板帶</p><p>　　3 車間布置及主要設(shè)備選擇</p&g

56、t;<p>　　3.1 車間布置及設(shè)備選用的原則</p><p>　　首先，在粗軋機與精軋機之間設(shè)計保溫罩或熱卷箱等，主要是考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實際現(xiàn)場的生產(chǎn)以及帶鋼內(nèi)部組織性能的影響，而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計更貼近實際，在選定軋機型號及確定軋輥、各架軋機之間的距離等方面，主要是依據(jù)唐鋼一鋼軋廠1700生產(chǎn)線的車間設(shè)計，并針對本次設(shè)計要求做一些改動；在確定軋機數(shù)目及布置上，考慮的是目前連鑄機

57、鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下導(dǎo)致跑偏、及整個軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計。在設(shè)計中，選用的設(shè)備、技術(shù)、軋機數(shù)目、布置及選用的原因?qū)⒃谙旅孀鼍唧w的介紹。 </p><p>　　3.2 主要設(shè)備選擇</p><p>　　軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備,代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平,這是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。因此,軋鋼機選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。因為帶鋼軋機為平輥軋

58、制,軋制力大,為了能控制良好的板形,機架和軋輥必須有較大的剛度才行.所以板帶軋機主要是四輥軋機。</p><p>　　軋鋼機選擇的主要依據(jù)是:車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種,產(chǎn)品品種和規(guī)格,生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。對軋鋼車間設(shè)計而言,軋鋼機選擇的主要內(nèi)容是:確定軋鋼機的結(jié)構(gòu)形式,確定其主要技術(shù)參數(shù),選用軋機的架數(shù)以及布置形式。</p><p>　　在選擇軋鋼機時一般要注意考慮

59、下列各項原則:</p><p>　　(1)在滿足產(chǎn)品方案的前提下,使軋機組成合理,布置緊湊</p><p>　　(2)有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)</p><p>　　(3)保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品,并考慮到生產(chǎn)新品種的可能</p><p>　　(4)有利于軋機機械化,自動化的實現(xiàn),有助于工人勞動條件的改善</p><p&

60、gt;　　(5)軋機結(jié)構(gòu)型式先進合理,制造容易,操作簡單,維修方便</p><p>　　(6)備品備件更換容易,并利于實現(xiàn)備品備件的標(biāo)準化</p><p>　　(7)有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)</p><p>　　3.2.1 板坯寬度側(cè)壓設(shè)備</p><p>　　寬度精度與厚度精度、板凸度、平直度共同構(gòu)成帶鋼的外形質(zhì)量，其中寬度精度是帶鋼帶鋼產(chǎn)

61、品外形質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。精確的寬度可以提高熱軋薄板及其后步工序的成材率，既可避免由于過寬造成切邊過多，又可減少由于過窄給后步工序帶來的生產(chǎn)安排混亂。需對成品帶鋼寬度進行控制，這里先介紹粗軋調(diào)寬。粗軋調(diào)寬可以通過獨立的立輥軋機、粗軋機附屬立輥、定寬軋機、大側(cè)壓調(diào)寬壓力機（SP軋機）等設(shè)備實現(xiàn)。粗軋調(diào)寬在帶鋼寬度調(diào)整和精度控制中占有主要地位。</p><p><b>　　1.立輥軋機</b>&

62、lt;/p><p>　　為了進行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機組都配有獨立的立輥軋機或在粗軋機上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機前也設(shè)立了立輥。根據(jù)調(diào)寬量的大小，板坯可以進行多道次或一道次立軋。</p><p>　　(1)立輥軋機位于粗軋機水平軋機的前面，大多數(shù)立輥軋機的牌坊與水平軋機的牌坊連接在一起。立輥軋機主要分為兩大類，即一般立輥軋機和有AWC功能的重型立輥軋機。</p><p>

63、;　?、僖话懔⑤佨垯C是傳統(tǒng)的立輥軋機，主要用于板坯寬度齊邊、調(diào)整水平軋機壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡單，主傳動電機功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋制過程中進行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。</p><p>　?、谟蠥WC功能的重型立輥軋機是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機。其結(jié)構(gòu)先進，主傳動電機功率大，側(cè)壓能力大，具有AWC功能，在軋制過程中對帶坯進行調(diào)寬、控

64、寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格．而且有利于實現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。有AWC功能的重型立輥軋機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。</p><p>　　圖1有AWG功能的重型立棍軋機結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本設(shè)計在R1前選擇帶AWC功能的重型立輥軋機RE1。其主要技術(shù)參考唐鋼設(shè)計見表3。</p><p>　　表3 立輥軋機的各種性能參數(shù)

65、 </p><p>　　(2)立軋的變形特點與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機的軋制后的板坯具有一下形狀特點：</p><p>　?、侔迮髁④埖墓饭亲冃危鐖D2(a)所示。板坯立軋是典型的超高件軋制過程，其突出特點是側(cè)壓時變形不深透，金屬向厚度方向上的流動主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。立輥的輥徑越大，狗骨形越小。為增加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機（SP

66、 Sizing Press）,可看做是用半徑無限大的垂頭替代了立輥，定寬壓力機的狗骨形要比立輥調(diào)寬小得多。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過后步平輥軋機軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃樱斐绍埣^續(xù)寬展，因而影響寬度精度，降低寬度控制效果。</p><p>　　圖2(a)立輥軋邊 圖2(b)立軋后的平扎</p><p>　?、凇吧囝^”及“魚尾”。經(jīng)過側(cè)壓后的板坯，在頭尾部分產(chǎn)生

67、嚴重的寬度不均，板坯頭尾在軋制方向金屬流動阻力小于板坯中部，形成頭尾兩側(cè)向中間的圓弧形，使頭尾寬度收縮，最終形成端部內(nèi)凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚尾”。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切除，造成了金屬的浪費，如圖2(b)所示。 而頭尾之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動阻力加大，在長度方向的延伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。</p><p>　　③立軋時板坯拱起。板坯的寬厚比較大時，如果采用立輥軋

68、機軋制，容易使板坯拱起，造成板坯失穩(wěn)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　2.定寬壓力機</b></p><p>　　壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點，增大壓縮工具與板坯的接觸長度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。實現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè)備是定寬壓力機(SP Sizing Press)。定寬壓力機位于粗軋高壓水

69、除鱗裝置之后，粗軋機之前，用于對板坯進行全長連續(xù)的寬度側(cè)壓。與立輥軋機相比，SP軋機具有以下優(yōu)勢：(1)板帶成材率提高。SP軋機具有較強的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。(2)調(diào)寬能力提高。目前SP軋機的最大側(cè)壓量達到了350 mm，有效減輕了連鑄機不斷變換寬度規(guī)格的負擔(dān)，提高了連鑄機生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。(3)調(diào)寬實效提高。側(cè)壓變形更深透，板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。(4)寬度精度提高。SP軋機的錘頭間距

70、可嚴格控制，有很強的定寬作用。</p><p>　　定寬壓力機的主要形式有長錘頭和短錘頭兩種。</p><p>　　①長垂頭定寬壓力機。如如圖3(a)所示，特點是壓縮模具長度略大于板坯長度，板坯遍布在全長上同時受到壓縮。操作過程是先由螺桿機構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機構(gòu)按規(guī)程進行側(cè)壓。該定寬壓力機是一次將板坯壓縮至目標(biāo)寬度，由于是整個板坯長度上同時進行壓縮，所

71、以需要特別大的壓縮力。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。這種壓力機可以改善板坯頭尾的平面形狀，但其調(diào)寬量較小，厚160mm 的板坯側(cè)壓量只有76mm 。</p><p>　?、诙檀诡^定寬壓力是用短錘頭替代長垂頭。如如圖3(b)所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來取代一次性壓縮，大大較少了壓縮力，減輕了壓力機的負荷，簡化了設(shè)備。</p><p>　　短垂頭定寬壓力機主要有兩種形式：一種間歇式，如圖

72、4所示。在對板坯進行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進入錘頭之間的位置后停下來，對寬度方向進行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后哦偶板坯向前送進一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，值板坯尾部壓縮完畢。另一種連續(xù)式，如圖5所示。錘頭對板坯進行壓縮的同時，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進。這種運動軌跡為一橢圓形曲線，可以保證板坯在首壓縮的過程中以一定速度前進，不必是板坯停下來等待。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線

73、再回到打開位置，準備下一次壓縮。顯然這種連續(xù)式定寬壓力機的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多。</p><p>　　(a)壓縮 (b)打開 (c)送進 (d)再壓縮</p><p>　　圖4 間歇式調(diào)寬壓力機動作示意圖</p><p>　　圖5 連續(xù)式調(diào)寬壓力機</p><p>　　3.2.2

74、 軋制總道次的確定</p><p>　　根據(jù)唐鋼實習(xí)經(jīng)驗以及參考文獻，取平均延伸系數(shù)為1.45，，由產(chǎn)品厚度為5mm，進粗軋機的厚度為150mm。則根據(jù)公式可得：</p><p>　　軋制總道次數(shù)為n=。所以可以確定軋制總道次數(shù)為9道次。</p><p><b>　　3.2.3 粗軋機</b></p><p>　　1.粗

75、軋機布置形式及數(shù)量的選擇</p><p>　　粗軋區(qū)的布置形式是根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量等諸多因素決定的。粗軋區(qū)的布置形式主要有全連續(xù)式、3∕4連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式。由于全連軋生產(chǎn)線過長，目前廣泛采用的是1∕2連軋和3∕4連軋。</p><p><b>　　(1)全連續(xù)式</b></p><p>　　全連續(xù)式粗軋機通常由4到6架不可逆式軋機組成

76、，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。全連續(xù)式粗軋機的布置形式主要有兩種：一種是全部軋機呈跟蹤式連續(xù)布置；另一種是前幾架軋機為跟蹤式，后兩架為連軋布置。</p><p>　　典型的全連續(xù)式粗軋機的布置如圖6所示。</p><p>　　R1 R2 R3 R4 R5 R6</p><p>　　圖6典型的全連續(xù)式粗軋機的布置&

77、lt;/p><p>　　全連續(xù)式粗軋機在一、二代熱軋帶鋼軋機中居多，因受當(dāng)時的控制水平和機械制造能力的限制，粗軋機軋制速度較低，且都是以斷面大、長度短的初軋板坯為原料，所以軋機產(chǎn)量取決于粗軋機的產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機每架軋機只軋—道，軋件沿一個方向進行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時發(fā)展較快。</p><p>　　隨著粗軋機控制水平的提高和軋機結(jié)構(gòu)的改進，粗軋機的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了

78、，粗軋機的布置形式也發(fā)生了很大變化，相繼發(fā)展了3∕4連續(xù)式和半連續(xù)式。相比之下，全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機已不再采用全連續(xù)式。</p><p>　　(2) 3∕4連續(xù)式</p><p>　　3∕4連續(xù)式粗軋機由可逆式軋機和不可逆式軋機組成，其布置形式有2架軋機，3架軋機或4架軋機。

79、</p><p>　　典型的3∕4連續(xù)式粗軋機的布置如圖7所示。</p><p>　　圖7 3∕4連續(xù)式粗軋機的布置</p><p>　　典型的3∕4連續(xù)式粗軋機由4架軋機組成，第1架為二輥可逆式軋機，第2架為四輥可逆式軋機。第3、4架均為四輥不可逆式軋機。3∕4連續(xù)式粗軋機的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機上往復(fù)軋制3～5道次，在不可逆式軋機上軋制l道次。3∕4連續(xù)式

80、粗軋機兼有全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點，又克服了它的缺點，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性好等優(yōu)點。且生產(chǎn)能力也不低，適應(yīng)于多品種的熱軋帶鋼生產(chǎn)。我國熱軋寬帶鋼粗軋機采用3∕4連續(xù)式布置的有寶鋼2050mm、武鋼1700mm、太鋼1549mm。</p><p><b>　　(3)半連續(xù)式</b></p><p>　　半連續(xù)式粗軋機由1架

81、或2架不可逆式軋機組成。常見的布置形式有：</p><p>　　①1架四輥可逆式軋機組成，如下圖8所示。</p><p>　?、谟?架二輥可逆式軋機和1架四輥可逆式軋機組成，如圖8所示。</p><p>　　圖8 兩種半連續(xù)式粗軋機的布置</p><p>　　③由2架四輥可逆式軋機組成，如下圖9所示。</p><p>

82、　　1，2，3 4，5，6</p><p>　　圖9 四輥可逆式軋機</p><p>　　半連續(xù)式粗軋機與3∕4連續(xù)式粗軋機相比，具有設(shè)備少、生產(chǎn)線線短、占地面積小、投資省等特點，且與精軋機組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)有利。近年來，由于粗軋機控制水平的提高和軋機結(jié)構(gòu)的改進，軋機牌坊強度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機單機架生產(chǎn)能力增大，軋機產(chǎn)量

83、已不受粗軋機產(chǎn)量的制約，從而半連續(xù)式粗軋機發(fā)展較快。我國熱軋寬帶鋼粗軋機采用半連續(xù)式布置的有寶鋼1580mm鞍鋼1780mm、攀鋼1450mm、武鋼2250mm。</p><p><b>　　(4)其他形式</b></p><p>　　粗軋機除了以上3種基本布置形式粗軋機的布置形式外，還有逆道次式和緊湊式。</p><p>　　本設(shè)計考慮實際生

84、產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長度、減小占地面積、節(jié)約設(shè)備投資等方面考慮，選擇近年來常用的半連續(xù)式粗軋機。由于在粗軋機組上軋制時，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制。考慮粗軋機組和精軋機組之間在軋制節(jié)奏和負荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占總變形量（坯料至產(chǎn)品）的70%～80%。</p><p>　　根據(jù)目前軋輥強度等方面的因素，參考現(xiàn)場的經(jīng)驗，以及為了配合該車間能生產(chǎn)更薄規(guī)格產(chǎn)品的發(fā)展

85、要求，本次設(shè)計中選用1架四輥可逆式粗軋機，如圖8所示。</p><p>　　2.粗軋機的各種參數(shù)</p><p><b>　　(1)材料的選擇</b></p><p>　　由于熱軋的時候工作輥表面溫度高，又受到水的激冷，表面冷熱反復(fù)循環(huán)產(chǎn)生工作應(yīng)力，熱疲勞應(yīng)力使得軋輥表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，工作輥選擇以輥面硬度為主。四輥機座除了少數(shù)機座受輥強度和咬入

86、條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥（輥面硬）。支撐輥受壓力大主要受的是彎曲應(yīng)力，而且直徑較大并要著重考慮強度和軋輥的淬透性，因此多采用含有鉻的合金鍛鋼。</p><p>　　R1安裝在立輥軋機和除鱗機后，為四輥軋機，驅(qū)動主要由調(diào)速電機、減速機、齒輪機座及軋機接軸構(gòu)成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥子軸承安裝在

87、工作輥軸頸上，并安裝在軸承座中，工作輥的平衡由液壓缸控制。帶靜壓的油膜軸承安裝在支承輥軸頸上，用于低速軋制。軸承座夾緊裝置安裝在機架的操作側(cè)，保證軋制時輥裝配在機架上定位。上支承輥磨損的補償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進出口導(dǎo)輥的安裝，用于板坯傳送時輸送平穩(wěn)，軋機進出口上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi)，工藝潤滑油噴頭安裝在進出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制，以保證與工作輥的連續(xù)接觸；下刮水板與導(dǎo)輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。工

88、作輥冷卻頭安裝在R1軋機的進出口側(cè)。軋機上方安裝了平臺，平臺與地面間裝有梯子。其主要技術(shù)參數(shù)如表5。</p><p>　　表5粗軋機的各種性能參數(shù)</p><p>　　(2)軋輥尺寸的選擇</p><p>　　軋輥是軋鋼機的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時候要考慮以下幾個方面：</p><p>　?、俟ぷ鬏伒妮侇i可能減小的程度取決于工作

89、輥徑和萬向接軸所傳遞的傳動力矩。</p><p>　?、跒閯?chuàng)造良好的變形條件，強度高的帶鋼要求采用較小的工作輥徑。</p><p>　　③所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有較大的傳動大的變形力矩。</p><p>　?、茌伾黹L度與輥頸的比值不能超過允許值，否則工作輥會彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。</p><p>　　輥頸

90、直徑和長度與軋輥軸承型式及其工作載荷有關(guān)。由于受到軋輥軸承徑向尺寸的限制輥頸直徑比輥身直徑小的多，因此輥身與輥頸過渡處的圓角應(yīng)該選擇大些。使用滾動軸承由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般近似取d=（0.5～0.55）D。針對本次的設(shè)計要求，參考現(xiàn)場的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，為了生產(chǎn)5mm帶鋼，選用的軋輥的尺寸是：</p><p>　　R1：工作輥尺寸：φ1200×1700mm；輥頸尺寸：600mm</p

91、><p>　　支承輥尺寸：φ1550×1700mm；輥頸尺寸：775mm</p><p>　　軋制力：4000噸；電機功率：AC6600KW</p><p>　　3.2.4 保溫裝置</p><p><b>　　1.保溫裝置的概述</b></p><p>　　保溫裝置位于粗軋與精軋之間，用于

92、改善中間帶坯溫度均勻性和減小帶坯頭尾溫差。采用保溫裝置，不僅可以改善進精軋機的中間帶坯溫度，使軋機負荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱，其共同的特點是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。分別敘述如下：</p><p>　　(1)保溫罩。布置在粗軋與精軋機之間的中間輥道上，一般

93、總長度有50～60m，由多個罩子組成，每個罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。中間帶坯通過保溫罩，可大大減少溫降。</p><p>　　(2)熱卷箱。布置在粗軋機之后，飛剪機之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進入精軋機進行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。</p>

94、<p>　　熱卷箱的優(yōu)點有：①減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度。熱卷箱對中間坯有明顯的保溫作用。若不用熱卷箱，成品厚度越薄，中間坯的頭尾溫差越大。②精軋機可以采用恒速或加速軋制。③均衡整體中間帶坯的軋制溫度，穩(wěn)定精軋機的軋制負荷，從而提高軋制過程的穩(wěn)定性，以確保成品精度。④縮短粗軋機至精軋機之間的距離，節(jié)約工程投資。尤其對原有熱軋生產(chǎn)線的改造。⑤熱卷箱還具有挽救帶鋼報廢的功能。⑥進一步消除中間帶坯表面的氧化鐵皮。熱卷

95、箱在卷取和反開卷過程中，可使粗軋階段產(chǎn)生的二次氧化鐵皮得以疏松，大塊氧化鐵皮從帶坯表面脫落，從而起到機械除鱗的效果，顯著增強了精軋機組前除鱗箱的使用效果。⑦采用熱卷箱后，精軋機組開軋溫度和終軋溫度得到有效控制，僅用前饋方式即可得到較高的卷取溫度控制精度?？梢缘玫骄鶆蚪M織和良好性能的匹配。⑧采用熱卷箱，使精軋溫度變化小，軋制狀態(tài)穩(wěn)定，帶鋼外形尺寸得到良好控制，在軋制時，除了帶鋼頭部幾米由于穿帶時建立張力引起的偏厚，以及帶鋼尾部由于拋鋼降速

96、和失去張力引起的少量偏厚外，其余部分通板均控制在較好范圍內(nèi)，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。⑨保證足夠的事故處理時間，提高成材率。熱卷箱可起到緩沖作用，延長精軋</p><p>　　熱卷箱也存在一些不足之處：①對帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達40°C。②帶鋼出末架精軋機速度一般小于12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。③對于管線鋼不能降低精軋機功率，不可實現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機數(shù)量。不能充分體現(xiàn)卷取箱的優(yōu)點

97、。</p><p>　　卷取箱選用的依據(jù)：①產(chǎn)量沒有太高的要求。②對溫度敏感性高的產(chǎn)品一般要選用卷取箱，如不銹鋼。③軋制線長度受限制時可選用卷取箱</p><p>　　典型的熱卷箱結(jié)構(gòu)如圖10所示。</p><p>　　圖10 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu)</p><p>　　1-入口導(dǎo)輥；2-成形輥；3-下彎曲輥；4-上彎曲輥；</p>

98、<p>　　5-平衡缸；6-開卷臂；7-移卷機；8-托卷輥。</p><p>　　2. 保溫裝置的選擇</p><p>　　本設(shè)計考結(jié)合在唐鋼第一鋼軋廠的實際生產(chǎn)情況，綜合考慮卷取箱的諸多特點，選用無芯軸隔熱屏熱卷箱。其基本參數(shù)如下：</p><p>　　帶坯厚度（mm）：20～55（用于低碳鋼）；20～40（用于高強鋼）； </p><

99、;p>　　帶坯寬度（mm）：750～1550（用于低碳鋼）；</p><p>　　帶坯溫度（°C）：900～1100；</p><p>　　單位寬度卷重（kg/mm）：〈22.5（對于碳鋼）；</p><p>　　帶卷內(nèi)徑（mm）：約650（額定值）；</p><p>　　帶卷外徑（mm）：約2100（低碳鋼額定值）；<

100、/p><p>　　卷取速度（m/s）：2.5～5.0；</p><p>　　開卷速度（m/s）：0～2.5。</p><p><b>　　3.2.5 精軋機</b></p><p>　　1.精軋機布置形式及數(shù)量的選擇</p><p>　　按照道次設(shè)計，應(yīng)選6架精軋機。這樣的布置對降低單架壓下量起到很大

101、作用，對減少跑偏穩(wěn)定生產(chǎn)也有好處。6架軋組形成精軋連軋機。由于機架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時，為了保證頭尾溫差和卷取溫度的控制，在精軋機布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。</p><p>　　2.新型熱帶軋機的種類</p><p>　　目前，新型熱帶軋機主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術(shù)（WRB）的軋機，CVC軋機、PC軋機、HC軋機以及WRS軋機等，現(xiàn)分別介紹如下：</p

102、><p><b>　　(1)液壓變輥技術(shù)</b></p><p>　　第一種：彎工作輥的方法（如圖11）。這又可以分為兩種方式：①反彎力加在兩工作輥瓦座之間。即除工作輥平衡油缸以外，尚配有專門提供彎輥力的液壓缸，使上下工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相同的彎輥力N1，結(jié)果是減小了軋制時工作輥的撓度。這稱為正彎輥。②反彎力加在兩工作輥與支持輥的瓦座之間，使工作輥軸承座受到一個

103、與軋制壓力方向相反的作用力N1，結(jié)果是增大了軋制時工作輥的撓度，這稱為負彎輥。2熱軋薄板軋機多采用彎工作輥的方法。</p><p>　　第二種：彎曲支持輥的方法。這種方法是反彎力加在兩支持輥之間。為此，必須延長支持輥的輥頭，在延長輥端上裝有液壓缸，使上下支持輥兩端承受一個彎輥力N2。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。彎曲支持輥的方法多用于厚板軋機，它比彎工作輥能提供較大約撓度補償范圍，且由于彎支持輥時的彎輥

104、</p><p>　　撓度曲線與軋輻受軋制壓力產(chǎn)生的撓度曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對于工作輥輥身較長(L／D大于4)的寬板軋機，一般以彎支持輥為宜。彎曲支持輥的方法如圖12所示。</p><p>　　圖11彎工作輥(左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度)</p><p><b>　　圖12彎曲支持輥</b></p>

105、<p><b>　　(2)CVC軋機</b></p><p>　　CVC 軋機是SMS公司在HCW軋機的基礎(chǔ)上于1982年研制成功的。CVC軋機與HCW軋機的不同之處在于CVC軋機的工作輥原始輥型為S形,而HCW軋機的工作輥原始輥型為平輥,其相同點都是采用工作輥軸向串動技術(shù)來控制板形。CVC 工作輥的軸向移動量為±100mm ,其效果相當(dāng)于常規(guī)磨輥凸度在100μm 到5