1、 第 1 页综 述摘要：热轧板带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业，农业，交通运输和建筑业，同时作为冷轧、焊管、冷弯型钢等生产原料，其产量在钢材总量所占的比重最大，在轧钢生产中占统治地位。在工业发达国家，热连轧板带钢占板带钢总产量的80%左右，占钢材总产量的50%以上。宽带钢在我国国民经济中的发展中需求量很大。世界各国近年来都在注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产板带钢。本设计所用钢种为：普碳钢、合金结构钢、不锈钢。论文主要内容包括：原料的选择、生产工艺的制定、典型产品工艺计算、主要设备和辅助设备的选择，并且对主要设备（轧辊和电机）的能力进行了校核，对车间主要经济指标、生产车间
2、布置和环境保护，进行了设计和规划。以及进行相应的绘图和外文文献的翻译。第一章 热轧板带钢生产方式1.1传统热连轧方式一般将20世纪80年代以前的热轧带钢连轧成为传统带钢热连轧，年产量可达300万吨以上。目前我国有半数左右的带钢是通过这种方式生产的。传统热连轧方式自1924年第一套带钢热连轧机（14700问世以来,其发展已经经历了三代。20世纪50年代以前是热连轧带钢生产初级阶段，称为第一代轧机，其主要特征是轧制速度低、产量低、坯重轻、自动化程度低；20世纪60年代，美国第 2 页首创快速轧制技术，使带钢热连轧进入第二代，其轧速达15-20m/s,计算机、测压仪、X射线测厚仪等应用于轧制过程，同
3、时开始使用弯棍等板型控制手段，使轧机产量、产品质量及自动化程度得到进一步提高；20世纪70年代热连轧板带发展进入第三阶段，特点是计算机全程控制轧制过程，轧速可达30m/s，使轧机的产量和产品质量的发展达到一个新的水平。特别是近十年来，随着连铸连轧紧凑型、短流程成产线的发展，以及正在测验中的无头轧制，极大的改进了热轧生产工艺。同时，还出现了很多新技术，从节省能源、提高产量、提高质量和成材率四个方面综合了热连轧板带生产中出现的心技术。1.2 热轧带钢的生产工艺过程传统的热连轧机生产过程包括坯料选择和轧前准备、加热、粗轧、精轧和冷却及飞剪、卷取等工序。1. 板坯的选择和轧前准备热轧带钢生产所用的板坯
4、主要是连铸板坯，只有少量尚存初轧机冶金工厂采用初轧坯。板坯的选择主要是板坯的几何尺寸和重量的确定。板坯的厚度选择要根据产品厚度，考虑板坯连铸机和热轧带钢轧机的生产能力。一般板坯的厚度为150-250mm，最厚为300-350mm。板坯的宽度选择决定于成品宽度，一般板坯宽度比成品宽度大50mm左右。目前板坯宽度可达到2300mm。板坯的轧前准备包括板坯的清理和板坯加热工序。板坯加热的送坯方式有板坯冷装炉、板坯热装炉、直接热装炉、和直接轧制四种。板坯入炉前要进行检查，一般可达到15-25kg/mm,最终可达36kg/mm。第 3 页2. 粗轧粗轧机组的作用是将加热好的板坯经过除磷、定宽、水平辊和立
5、棍轧制，将不同规格的板坯轧成厚度为30-60mm，宽度不同的精轧坯，并保证精轧坯要求的温度。（1）除磷。板坯在加热过程中，表面上会形成2-5mm厚的氧化铁皮，这些氧化铁皮必须在轧制前清除干净。现代热轧带钢都设有高压水除鳞箱，除鳞箱是一个基本封闭的箱体，箱体的前后装有链条，箱内上下各装有两排集水管，其上下高压水喷嘴同时喷射高压水除磷。（2）定宽。热轧带钢由于采用连铸坯，而坯连铸机改变板坯的宽度较复杂，因此，为了满足轧机带钢品种规格的不同需要，在粗轧阶段必须设有定宽工序。（3）粗轧机。粗轧设备主要由粗轧除磷设备、定宽压力机、立棍轧机、水平轧机、保温罩、热卷取箱等组成。粗轧机的布置形式主要有全连续式
6、，3/4连续式，半连续式和其他形式。我国热轧带钢粗轧机采用3/4连续式布置的又宝钢2050mm，武钢1700mm。3. 精轧由粗轧机组轧出的带钢坯，经百多米长的中间辊道输送或热卷取箱到精轧机组进行轧制，精轧机组布置较为简单，如图为宝钢1580mm的精轧机组第 4 页设备图。FXF7F6F5F4F3F2F1宝钢1580mm精轧机组精轧机是热轧带钢连轧线上的核心设备，主要进行对带钢的厚度减薄和板形控制，精轧是决定产品质量的主要工序。轧机的各种先进技术几乎都集中在精轧机组上，如AGC系统，弯棍系统，新型板形控制手段（pc轧机、cvc轧机、wrb轧机等）精轧机间低惯量活套设备、在线磨棍装置（ORC）等
7、。4. 轧后冷却及卷曲（1） 轧后冷却。热轧带钢的终轧温度一般为800-900摄氏度，卷取温度通常为550-650摄氏度从精轧机末架到卷取机之间必须对带钢进行冷却，以便缩短这一段生产线。常用的带钢冷却装置有层流冷却、水幕冷却、高压喷水冷却装置结构简单、但冷却不均匀、第 5 页水易飞溅，新建的厂子已经很少应用。（2） 卷取。卷取机位于精轧机输出辊道末端，由卷取机入口侧导板、夹送辊、助卷辊、卷筒等设备。它的功能是将精轧机组轧制的带钢以良好的卷形，紧紧地无摩擦等卷成带钢。卷取机的数量一般2-3台就能满足生产要求。5. 精整工序热轧带钢精整设备主要有平整、分卷、横剪和纵剪等机组，也有设置常化、退火等热
8、处理设施及翻板检查等装置的。由于热带钢连轧机产量的日益增加和品种规格的不断增多，对所用卷取机提出一下要求：卷取紧密而整齐的钢卷；提高咬入和卷曲速度；扩大卷取带钢宽度和厚度范围；能卷取高强度合金带钢；能在较低温度下卷取；能卷取单重大的钢卷。地下卷取机的结构及控制特点：（1）每台卷取机前配置有一套反应速度极快的液压侧导板，用以将要卷取的带材严格的控制在轧制中心线上，以防止卷取过程中出现“塔形”卷。（2）采用了电液饲服阀控制的，具有框架式结构的液压压下夹送辊，能在其上下辊之间实现辊缝和恒压紧力的控制，从而确保在卷取过程中具有一个恒定的卷取张力。（3）在夹送辊的上下辊面上安装了在线抛光装置，确保辊面具
9、有高的光洁度。卷取过程如下：由伺服液压系统控制的卷取机前侧导板进行对中，当带钢头部进入夹送辊时进行头部定位，3 个助卷辊处于设定位置，卷筒直径为待卷直径。当带钢在卷筒上卷取头 35 圈时，助卷辊在卷取过程中根据带钢厚度进行踏步控制，以保证钢卷内圈不产生压痕；卷 35 圈后，卷筒涨到卷取直径，同时助卷辊打开，卷取机在恒张力状态下卷取；当带钢卷到最后 23 圈时，1、3 号助卷辊压下，带钢尾部通过夹送辊时进行尾部定位，使带钢尾部在钢卷第 6 页下部位置。卷取后的钢卷经卸卷小车从卷取机卸卷并运至固定台架，由运卷小车将钢卷运至钢卷运输线，最后由钢卷运输线运往钢卷库或冷轧车间，在此过程中进行检查、称重、
10、打捆、喷印。卷取最大速度：MAX21m/s ，咬钢速度：MAX11m/s1.3热轧带钢的生产状况热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.2mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低。
11、1.4国外热轧带钢的发展960 年以前建设的热带钢轧机称第一代热带钢轧机。这一时期热带钢轧机技术发展比较缓慢,其中最重要的技术进步是将厚度自动控制（AGC）技术应用于精轧机，从根本上改善了供给冷轧机的原料板带钢的厚度差。20 世纪六、七十年代是热轧板带钢轧机发展的重要时期。同时连铸技术发展成熟，促使热连轧机从最初使用钢锭到使用连铸坯，从而大幅度提高产量并能够为冷轧机提供更大的钢卷。热轧板带钢轧机的生产工艺过程是钢铁工业生产中自动化控制技术最发达的工序。60 年代后新建的热带钢轧机很快采用了轧制过程计算机控制，将热轧板带钢轧机的发展推向一个新的发展阶段，这一时期新建的轧机称为第二代热带钢轧机。1
12、969 年至 1974 年在日本和欧洲新建的第 7 页轧机称为第三代热带钢轧机。20 世纪 80 年代，板带钢生产更加注重产品质量，同时对于低凸度带材需求量不断增长，这使板带钢板形控制技术成为热轧板带钢轧制技术重要课题之一。90 年代，热轧板带钢在工艺方面有重大突破，1996 年日本川崎钢铁公司成功开发无头连续轧制板带钢技术，解决了在常规热连轧机上生产厚度0.81.2 mm 超薄带钢一系列技术难题。热连轧生产线的产品规格最薄达0.8mm,但实际生产中并不追求轧制最薄规格，因为薄规格生产的故障率高,辊耗大,吨钢酸洗成本高等。待技术发展到故障率等降低后,才能经济地批量生产。1.5 国内热轧带钢的生
13、产状况我国是钢铁生产和消费大国，粗钢产量连续 13 年居世界第一。中国钢铁工业不仅在数量上快速增长，而且在品种质量、装备水平、技术经济、节能环保等诸多方面都取得了很大的进步，形成了一大批具有较强竞争力的钢铁企业。钢铁工业是国民经济的重要基础产业，钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业及建筑、机械、造船、汽车、家电等行业。从 1996 年钢产量首次突破 1 亿吨开始，一直稳居世界钢产量排名第一的位置。2008 年中国粗钢产量达到了 5 亿吨，超过位居第二位到第八位的国家的粗钢产量的总和。中国钢铁工业不仅为中国国民经济的快速发展做出了重大贡献，也为世界经济的繁荣和世界钢铁工业的发展起到积极的促进作用
14、。近几年，中国钢铁工业取得了多项世界第一：产量第一、出口量第一、消费量第一，并一跃成为全球钢铁生产大国。中国钢铁产量占全球总产量 30%以上，在推动世界钢铁工业发展中所起的第 8 页作用越来越突出，为我国经济的持续快速发展也作出了重大贡献。多年来，正是得益于钢铁工业提供的各类钢铁产品，才确保了国内机械、交通运输、建筑、国防等基础行业的大发展。我国目前宽带钢热连轧机的装机水平和生产能力可以说整体达到了国际平均水平 ,有的则代表着当代国际最新水平。国外轧钢界专业人士说世界上最先进的热连轧机在中国。尤其是宽带钢热连轧技术和生产线的蓬勃发展是明显受到国民经济建设和相关行业发展的拉动 ,发展的速度和规模
15、从数量上适应了需求。未来发展重点 ,或者说热连轧企业间的竞争的焦点 ,将集中在提高产品质量和档次,扩大品种规格 ,降低成本和消耗 ,提升产品的附加值和生产线的综合竞争能力。在提高钢铁冶金、工程设计、工艺和装备、信息化和计算机应用 ,管理水平方面不间断地开展切实的技术进步, 跟上经济全球化的步伐,我国在热轧宽带钢领域能够达到和保持国际先进水平。1.6 热轧宽带钢的生产状况国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:热带钢无头轧制技术。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的 8001 提高到 1 0001，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术
16、产品。薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺 CSP (Compact Strip Process)、在线热带钢生产工艺 ISP (In-Line Strip Production)、灵活式薄板坯轧制工艺 FTSR (Flexible Thin Slab Rolling)和连铸直接轧制工艺 CONROLL 等 10 余种类型。德国 SMS 公司开发的CSP 工艺已成功地轧制出厚度为 0.8mm 的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联(VAI)开发的 CONROLL 工艺也成功地生产出厚度 0.9mm1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车的外露部件；美
17、国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达百余条，生产能力 5107t/年。铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于 1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代第 9 页1.0mm2.0mm 厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV 公司的印地安那哈伯厂 40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产， Arvedi 公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的 25%。铸轧薄带钢的 CASTRIP 工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚 BHP 公司和日本 IHI 公司联合开发， 2003
18、为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产 2.0mm 以下薄规格带钢 50 万 t。该铸轧机采用的钢包容量为 110t，铸轧机双辊直径为500mm，最高连铸速度为 150m/min，常用连铸速度为 80m/min，出口带钢厚度为 0.7mm2.0mm，宽度为 1 000mm2 000mm。国内热轧宽带钢生产概况如下:传统的热带轧机。以宝钢 2050mm 热轧带钢轧机为例，宝钢 2050mm 热轧厂于 1989 年 8 月
19、3 日投产，热轧机组设计年产量为 400 万 t。到 2000 年底已累计生产 4446 万 t 热轧带钢。1999 年产量达到510 万 t，超过设计产量 25%， 2000 年达到 520 万 t。主要产品有普碳钢、优质碳素钢、低合金钢、深冲用钢、造船用钢、螺旋焊管用钢等钢卷和钢板。2050mm 热轧机组为 3/4 连续式轧机。全厂的主要设备有: 4 架粗轧机、7 架精轧机， 3 台全液压卷取机，及 5 条精整作业线。设备总重 60915t。设备由德国西马克德马格财团总承包，12 年来，设备运行稳定。在产量大幅度上升的同时，机组的生产综合指标与产品精度也在不断提高，高强度、高难度极限规格产
20、品不断增加，薄规格产品比例成倍提高。尤其最近，2.00mm 以下薄规格产品占产量的 17%，比 1992 年 5 月达产时的 4.98%和设计规定的 6%高 3 倍 5。把薄规格产品作为主要生产目标，采用最佳卷取温度，对加热温度、轧制负荷分配、轧制速度进行优化，对各精轧机架目标凸度进行合理分配，轧出符合标准的厚度为 1.6mm 的集装箱用耐大气腐蚀板，解决了集装箱钢板长期依赖进口的局面，2002 年又试轧成功厚 1.2mm 的热轧薄带钢。薄板坯连铸连轧。自 1992 年兰第 10 页州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套 CSP 薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧
21、厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的 2050 和 1580 热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm 的热轧板卷，也能生产少量厚1.0mm1.2mm 的超薄热轧带钢。1999 年珠钢引进第一条 CSP 薄板坯连铸连轧线(1 450mm)，之后相继建成投产邯钢 1450mm、包钢 1700mm、攀钢、唐钢1800mmFTSR 机组马钢 1800mmCSP 机组、华菱 1800mmCSP 一期工程和上钢一厂的1780 热连轧机组， 本钢 1880mmCSP 连铸连轧热轧生产线设计产能 280 万吨，莱钢 1450 热连轧机组设计产能 200 万吨，沙钢
22、 1700mm 热连轧生产线设计产能450 万吨。鞍钢 2150mmCSP 机组设计产能 450 万吨。据统计，2007 年国内预计将有 12 条热轧生产线投产，设计总产能为 3700 万吨，其中设计产能在 300 万吨以上的大型热轧生产线有 5 条，分别是安钢 1780 机组 380 万吨，马钢 2250机组 500 万吨，宝钢 1880 机组 370 万吨，天铁 1780 机组 380 万吨，北台 1780机组 400 万吨；其余 7 条热轧产线设计产能均在 200 万以上，它们是日照钢厂1580 机组 200 万吨，唐山国丰 1480 机组 200 万吨，迁安轧一厂 1250 机组 20
23、0万吨，武钢 1580 机组 280 万吨，山西海鑫 1500 机组 220 万吨，宁波建龙 1780机组 250 万吨。预计到 2007 年底我国热轧总产能将达到 1.4 亿吨。铁素体区轧制生产工艺。珠钢 CSP 薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产 2.0mm 以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条 CSP 薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。第二章宝钢1580热轧带钢生产线宝钢1580mm热轧是具有当代世界先进水平的热轧带钢生产线，是宝钢三期工程中的关键工程之一，它上承三期炼钢1450连铸、下接1420冷轧、1550冷轧，是宝钢三期工程中最早建成的成材厂。轧机的成套设备从
24、日本引进，国内第 11 页合作制造机电设备，工程于1993年12月23日开工建设，1996年12月23日一次热试轧成功，1999年达产，设计生产能力280万吨。2.1产品规格 带钢厚度：1.212.7mm 带钢宽度：7001430mm 钢卷内径：762mm 钢卷外径：10002150mm 钢卷重量：Max26500Kg 单位宽度卷重：Max23Kg/mm2.2产品的种类和用途（1）1580热轧产品主要以钢卷状态供冷轧作原料；（2）主要用途：冷轧用热轧钢卷；镀锡板用热轧带钢；热轧钢卷：热轧软钢、一般结构用带钢、焊接用钢；钢管用热轧带钢；机械结构用带钢；汽车结构用带钢；一般耐大气腐蚀钢；冷轧无取向
25、电工钢。2.3平面布置简图第 12 页全厂由板坯跨、加热、轧机、主电室、磨辊、热卷、分卷等七部分组成，主厂房面积96147平方米。车间组成： 板坯跨：与主轧线相垂直的T字形式，由三跨组成，每跨跨度42m，长240m，每跨设两台60吨电动夹钳式行车； 加热炉上料跨：跨度33m，长度96m；一台40吨夹钳行车； 磨辊间跨：与轧机跨平行，跨度30m，长度286m； 加热炉跨：跨度24m，长度96m；一台20吨行车； 轧机跨：跨度30m，长度602.5m；两台100/25吨行车，一台60/20吨行车； 主电室跨：与轧机跨平行，跨度24m，长度399.5m； 热卷跨：跨度42m，长度264m； 分卷跨：
26、跨度42m，长度312m。2.4成产工艺简图第 13 页1580扎线生产工艺流程图1580热轧轧线分为：板坯库、加热炉、粗轧、精轧、卷取、精整等区域；主要工艺流程见上图。2.5轧线设备配置第 14 页粗轧2.6热装热送工艺实现板坯热装工艺的基础是炼钢和连铸机稳定生产无缺陷板坯；同时要求对连铸和热轧生产组织实现一贯管理，保证预定的板坯物流与连铸和热轧的节奏匹配。第 15 页 热装（HCR）：直接通过辊道，由行车将连铸坯吊入保温坑或保温炉内保温堆放，根据生产计划，将保温坑（炉）内热板坯通过过跨台车上料装炉，组织生产，一般板坯温度可达600； 直接热装（DHCR）：通过2#辊道，将连铸送来的合格热坯
27、直接上料装炉，组织生产，板坯温度可达800； 直接轧制（HDR）（预留）：热连铸坯经1#辊道，进入板坯边部加热炉（预留），直接进入轧线生产。 2.7加热炉加热炉概况： 加热炉是用来把连铸坯加热到轧机所需要的温度，板坯加热质量和产量满足轧制要求的热工设备。 1580热轧采用的是上、下燃烧步进梁式板坯加热炉。板坯由装料辊道运至装料位置，经装钢机装入加热炉。炉内板坯，通过步进梁驱动机构在加热炉内搬送。经加热、均热完毕后，运至抽出位置，由抽钢机抽出放置在辊道上。炉体结构和烧嘴配置： 炉体结构：加热炉炉堂分为热回收段、预热段、加热段、及均热段。热回收段无烧嘴供热，其它各段分上部和下部供热。其中三号炉加热
28、段分第一加热段、第二加热段。 烧嘴配置：均热段采用炉顶平焰烧嘴，均热段下加热采用轴向反向烧嘴，其它各段配置轴向烧嘴，以确保板坯长度方向加热温度均匀；三号加热炉配有侧烧嘴。 燃料：全部采用混合煤气。1#、2#加热炉 炉子型式和基本尺寸：第 16 页8个轴向烧嘴预热段 加热段 均热段8个轴向烧嘴 8个轴向烧嘴8个轴向烧嘴 8个轴向烧嘴 32个平焰烧嘴有效炉长41000mm、炉子内宽12000mm、炉子全长42300mm、炉子全宽12940mm3#加热炉 炉子型式和基本尺寸 ：预热段 一加热段 二加热段 均热段8个轴向烧嘴 8个轴向烧嘴 8个轴向烧嘴 32个平焰烧嘴6个侧向烧嘴 8个侧向烧嘴 8个侧
29、向烧嘴 8个侧向烧嘴有效炉长41000mm、炉子内宽11960mm、炉子全长42300mm、炉子全宽12940mm2.8卷取及层流冷却卷取主要设备构成：第 17 页卷取机 卷取机的主要作用是将从精轧机通过输出辊道、层流冷却后高速送来的带钢准确的卷成卷形良好的钢卷，经卸卷捆扎后再输送到钢卷运输链。 卷取区域主要由设备包括输出辊道、层流冷却系统、卷取机入口侧导板、三助卷辊地下卷取机（夹送辊、助卷辊、卷筒等主要部分）、卸卷小车、钢卷打捆机、运卷小车等。 1580热轧配有2台卷取机，在生产中可以交替使用；卷取厚度：12.7mm；卷取宽度：1430mm；卷取速度：250m/min。卷取机特点： 卷取机本
30、体设备包括卷取机机架，卷筒及其传动装置，卷筒外支撑装置，助卷辊及其传动装置，助卷辊开闭装置及其附属设备构成。 卷取机卷筒能够卷形过扩大、扩大、缩小、异常缩小四级伸缩控制，保证了卷取机工作可靠性； 卷取机采用液压踏步控制系统（QOC）：避免带钢头部对卷筒内表面的第 18 页损伤以及避免助卷辊和卷筒等机械设备受到冲击； 采用液压操作回转轴式高刚性的外支撑轴承，可以防止卷取时卷筒的径向抖动，保证卷形良好。层流冷却： 带钢的卷取温度及冷却速度对带钢的机械性能和晶粒大小有直接影响，对带钢实行控制冷却有利于改善和提高带钢力学性能。 层流冷却装置位于精轧出口和卷取入口之间的输出辊道上，用于带钢冷却控制。层流
31、冷却的水压稳定，水流为层流，采用计算机控制，控制精度高，冷却效果好。层流冷却装置主要由上集管、下集管、侧喷、控制阀、供水系统即检测仪表和控制系统构成；层流冷却装置分为主冷却段和精调整段；冷却方式有前段冷却、后段冷却、均匀冷却。第三章宝钢1780mm工艺简介3.1 1780热轧的产品、规格及用途不锈钢分公司1780mm热轧以热轧不锈钢钢卷为主导产品，同时发挥轧机能力大、控制水平高的特点，兼顾生产薄规格、高强度、高附加值的优质碳素结构钢、低合金钢等。不锈钢包括200、300、400系列，其中奥氏体不锈钢约占总量的70，铁素体不锈钢占2527，马氏体不锈钢占35；碳素钢中包括双相、多相微合金钢，高强
32、度钢及特殊用途钢等品种，且碳钢产品中以薄规格为主，厚度1.23.5mm约占80，以生产热轧酸洗、热轧镀锌及以热代冷用钢卷。成品规格如下表所示：代表钢种 成品厚度(mm) 成品宽度(mm)碳钢低合金钢SPHC,SPHD,SPHE,B480,SPA-H,SM400AC1.212.75 7501630第 19 页SM490AC,不锈钢304,304L,316,316L,410,420,409,4302.010.0 75016003.1 1780热轧设备及工艺流程1103 45 6 7 8 9 111221 三座加热炉 7 飞剪（CS）2 高压水除鳞箱（HSB） 8 精轧前除鳞装置3 粗轧除鳞 9 精
33、轧前立辊（F1E）4 粗轧前大立辊（VE） 10 7 机架的精轧机5 粗轧机（RM） 11 层流冷却6 热卷箱（CB） 12 两台地下卷取机（DC）第 20 页板坯加热 高压水除鳞 粗轧 飞剪热卷箱热卷箱炉精轧前除鳞 精轧机层流冷却卷取钢卷运输入库检查取样打包、验收发货平整分卷打包、验收、发货宝钢1780mm热轧带钢工艺流程图1.无缺陷合格板坯进入热轧板坯库后，板坯有四个工艺流向，即碳钢直接热装轧制（DHCR）、碳钢热装轧制（HCR）、碳钢冷装轧制（CCR）、不锈钢冷装（温装）轧制。另外，连铸清理后合格板坯和外来坯只能冷装轧制（CCR）。2.经辊道输送到高压水除鳞箱，用高压水清除板坯表面氧化铁
34、皮。然后，板坯进入带立辊的四辊可逆式粗轧机进行往复轧制；在轧制过程中，根据轧制规程要求，可在轧机入口侧或出口侧用高压水清除二次氧化铁皮；轧制37道次后，轧成2040（60）mm的中间带坯经中间辊道送入热卷箱或通过热卷箱进入精轧机组。在粗轧机前后设有抽风装置。3.粗轧立辊轧机最大有效侧压量为60mm，设有自动宽度控制系统（AWC）和短行程控制（SSC），以减少中间带坯宽度误差和头、尾端的鱼尾状。由于不锈钢板坯在粗轧机轧制过程中容易发生“翘头”或“扣头”，粗轧机上、下辊的速度将根据不同的规格采用不同的转速，粗轧机的丝杆压上装置对轧线高度可在每道次轧制间隙中进行调整，防止“翘头”、“扣头”的发生。4
35、.根据不同的钢种和规格，中间带坯通过热卷箱有经热卷箱卷取和不经过热卷箱卷取两种方式；其中经热卷箱卷取有两种控制模式：带坯尾部没有出粗轧机、头部已进入热卷箱，开始卷取；带坯尾部出粗轧机后，头部才进入热卷箱，开始卷取；在第一种模式下，粗轧机最后一道次以低于热卷箱允许的最高咬入速度进行轧制、进入热卷箱，在带坯尾部出粗轧机后，热卷箱升速至卷取速度。另外，在粗轧机正在轧制或热卷箱开始卷取，而下游工序出故障不能轧制时，热卷箱将带坯卷取后，用吊车将带坯卷吊到钢卷保温炉中进行保温，以后再吊回到轧制线上进行轧制。粗轧机和热卷箱之间还设有废品推出机，处理因粗轧机轧废或其他原因不能继续轧制的带坯第 21 页5.箱卷
36、取的中间带坯，头、尾位置互换后，进行开卷，进入切头飞剪，在飞剪前（热卷箱的夹送辊处）设有带坯端部形状检测仪，以实现最佳化剪切，减少切头、尾损失。带坯经切头飞剪切除头、尾后，进入精轧除鳞箱，由高压水清除再生氧化铁皮，不锈钢中间坯用蒸汽对带坯表面进行吹扫；然后经过精轧机F1前的立辊轧机轧制，以精确控制带钢宽度公差、提高和改善带钢边部质量；最后送入精轧机组轧制，带坯经过F1F7四辊式精轧机组，轧制成1.212.7mm的带钢。6.为确保带钢的厚度精度，F1F7设有响应速度高、精度控制精确的全液压压下装置及厚度自动控制系统（AGC）；为有效控制带钢的凸度和平直度，F2F4采用轧辊成对交叉的PC轧机和F1
37、F7轧机上采用工作辊弯辊装置；同时为了延长换辊周期和改善带钢表面质量，在F5F7机架设置了在线磨辊装置（ORG），并预留了OPM装置。另外，为提高带钢表面质量、减少轧制功率、延长轧辊寿命，设置了轧制工艺润滑装置；为保证低碳钢铁素体轧制工艺的最佳化控制，机架间冷却水的水量可调。每架精轧机出口设有抽风装置。7.精轧机组的穿带速度、加速度、最大轧制速度、各机架压下量、PC轧机的交叉角、机架弯辊力等均由计算机控制系统按轧制带钢的品种和规格进行计算和设定，并可动态调整，实现板形的闭环控制。为了有效的控制带钢质量，在F7精轧机出口处设有凸度、平直度以及厚度、宽度、温度等轧线检测仪表。由精轧机轧出的带钢经输
38、出辊道上的层流冷却装置冷却，将带钢冷却到规定的卷取温度。为提高冷却精度，该层流冷却装置分为精调段和微调段，高位水箱布置在输出辊道旁侧。计算机过程控制系统将根据钢种、规格、轧制速度、终轧温度、卷取温度的不同要求，对层流冷却方式、冷却速度和水量进行设定，以保证产品的机械性能。带钢经冷却后，由三助卷辊式全液压卷取机卷取成钢卷。卷取后的钢卷，由卸卷小车从卷取机卸出运送到打捆站，在打捆站经打捆后，出口钢卷小车将钢卷送到快速运输链上。8.钢卷运输采用运输链和步进梁组合运输方式，快速运输链将钢卷运输到步进梁运输机取卷位置，由步进梁运输机取下钢卷向前继续运输，钢卷经称重、喷印，送到钢卷提升机，钢卷提升机将钢卷
39、托起到地面步进梁，根据下一工序决定钢卷存放的跨间。对需要检查的钢卷由钢卷检查线的钢卷小车取下，送到钢卷检查线进行检查和取样，检查后的钢卷返回步进梁运输机。第 22 页卷取温度： 350850 1.212.7mm 用于碳钢卷取带钢厚度：210mm 用于不锈钢7501630mm 用于碳钢带卷宽度：7501600mm 用于不锈钢带卷重量： 最大30吨 最大2150mm 带卷外径：最小1000mm 卷取速度： max1170mpm 热轧碳钢商品卷通过步进梁式运输机送到热轧商品钢卷跨（DF跨）；热轧不锈钢商品卷和需平整分卷的碳钢钢卷则送到不锈钢钢卷库和中间库存放（BD跨）；需平整分卷的钢卷经冷却后，送到
40、平整分卷机组进行处理，处理后的钢卷进入平整分卷钢卷跨（AB跨）。钢卷的运输、冷却及堆放采用一卧到底的方式。9. 从板坯进入板坯库开始至成品发货为止，计算机通过物流跟踪系统对板坯、轧件和钢卷进行全线跟踪，并确定其位置，从而对相应设备进行设定和控制。第四章 本设计的重点问题及解决办法4.1本次设计的目的和意义第 23 页本设计是 1780 热轧板带钢车间工艺设计。产品规格为：（2.010.0）（8501700）mm。所用钢种为：普碳钢、合金结构钢、不锈钢。带钢是有一个比较特殊的钢铁产品，其直供比例非常高，40%以上直接进入厂家，目前带钢有时也作为冷弯型钢的坯料，广泛用于制造小五金、自行车车架、轮圈
41、、弹簧片、锯条等。通过对近五年的统计，可看出带钢消费正以一个较快的速度发展。在国内外带钢生产逐渐减少的情况下，我国作为一个发展中国家，对带钢的需求不断增加，虽然受汽车等产业规模的限制，但五金产品国内外需求量都较大。同时我国现在基础建设规模很大，对焊管、型材的需求也相应增加，带钢的需求仍保持较高水平。本设计课题 1780 热轧板带钢生产车间。这是一个大型的轧钢车间，其投资大，消耗大，生产量大。板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很大。目前我国带钢产能在 5500 万吨左右，但今后几年市场需求仍然会有较大增长。另外带钢的延伸产品还有一定市场空间，如装潢用的五金材料，发展十分快，不少五金产品出口到
42、东南亚、欧美等国际市场，拉动了国内的带钢生产。由于市场对板带钢的需求仍然很大，而且在近几年不会下降，因此该大型生产车间的建立是可行的。带钢生产技术发展至今已有 80 多年的历史，现在已经是第四代轧机，板形控制技术目前也已经发展得较为成熟。在相关技术比较完善的情况下，建立大型轧钢厂可以节约很多在技术改进上的投资，可以在建成时就采用目前最先进的技术，还可以借鉴其他车间的生产经验，少走一些弯路，一步到位。西部地大物博，矿产资源很丰富，很多还处于待开发状态。我国现在进行西部大开发，对西部地区在财力，物力以及政策上政府将会大力扶持，大力进行基础项目的建设，如能源，交通等。因此，在西部建立一个大型轧钢厂不
43、仅可以满足西部地区对板带钢的大量需求，而且由于西部人口密度较东部小，不会占用太多人口居住地，这在地理上是一个很大的优势。西部目前的交通状况比以前改进了很多，而且作为国家重点建设这一状况仍在完善，因此原材料的第 24 页运输不再是一个主要的问题。综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。本设计重点研究的问题是热轧厂热装热送问题。连铸坯热送热装指的是把无缺陷的铸坯在热状态下送到轧钢加热炉加热，然后再送到轧机进行轧制。连铸与热轧之间的连接方式有四种：(1)冷装工艺(CHR)。(2)连铸坯热装工艺(HCR)。(3)连铸坯直接热装工艺(DHCR)。(4)连铸坯直接轧制工艺(DR)。该技术是一项集冶炼、
44、连铸、判定、入库、转运、组批装炉、轧制成材等诸多技术和管理于一身的系统工程，连铸坯热送热装技术的实施，必须解决好如下几个主要问题：（1）炼钢、轧钢工序厂址地理位置要邻近，工艺设备要适合热送热装要求。（2）炼钢、连铸及轧钢工序的综合生产状况正常稳定，工序能力大致匹配。（3）为保证冶炼、连铸和轧机的连续性生产，必须提高生产过程的可靠性。（4）由于连铸坯缺陷难以在线清理，炼钢、连铸工序必须具备无缺陷连铸坯的生产技术。（5）为保证连铸坯的热装温度，提高热装效果，连铸工序必须具有高温出坯能力和铸坯输送过程中的保温技术以及连铸坯的热装炉技术。根据连铸坯热送热装的特点，设计中拟采用以下解决思路：（1）连铸坯
45、流转方式，连铸坯热送均采用辊道输送到热轧车间加热炉，辊道上采取了一定的隔热保温措施。热装温度一般达 600700，有的高达800以上。第 25 页（2）连铸坯装炉及加热控制，当连铸坯热送到热轧生产线时，经验收及组批后，用长行程装钢机或辊道将热坯送入加热炉，由计算机在线控制加热炉的加热温度。（3）组织无缺陷连铸坯生产，加强各类事故的管理。例如：铸坯表面纵裂是在结晶器内产生，并在二冷段进一步扩展形成的。为了减少表面纵裂的发生率，在生产中应改进结晶器冷却和二次冷却工艺。（4）在板坯库和加热炉之间设有保温坑，以满足热装热送工艺需要。小结板带钢品种多、成本低，我国板带钢市场仍有较大的缺口，年进口量大，而
46、且板带钢消费比例逐年上升，市场潜力大，因此板带钢的发展前景是美好的。但是，目前我国板带钢生产与利用在资源配置方面还有许多不甚合理之处，在这种情况下应充分发挥窄带钢小而全、成本低、品种多的特点，通过技术改造，合理调整产品结构，提高产品质量，开拓带钢产品应用新领域。参考文献：1. 庞玉华. 金属塑性加工学M.西安：西北工业大学出版社，2011.42 蓟泉.战波； 热轧带钢生产新技术及其特点期刊论文-山东冶金 20063 . 唐荻； 我国热连轧带钢生产技术进步 20 年期刊论文 - 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心 20044 金林. 轧板卷市场现状及“十五”市场分析期刊论文-宝钢集团 20025 长华. 国板带钢生产、消费、应用及发展趋势分析期刊论文- 涟钢技术中心20016 国栋.吴迪.刘振宇.王昭东; 中国轧钢技术的发展现状和展望期刊论文- 中国冶金, 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 20097 圣春；我国热轧宽带钢下游行业用钢消费与需求分析期刊论文- 安阳钢铁股份有限公司，河南安阳 455004 2010第 26 页：第 27 页
