1、 鞍山科技大学本科生毕业设计 第 I 页毕业设计年产 120 万吨冷轧带钢厂工艺设计摘要本设计是参考鞍山钢冷轧厂 1780 机组而进行的冷轧带钢工艺设计，典型产品为 Q215，0.51000mm 的冷轧带钢，本设计的目的是设计一个年产 120 万吨的冷轧带钢车间。主体设备有连续酸洗机组、五机架全连续冷轧机组、罩式退火炉、单机架四辊式平整机组、横切、纵切及重卷机组、连续热镀锌机组等。设计产品的品种主要有电工硅钢板、热镀锌板带等。产品具有使用规格范围宽、厚度精确、尺寸偏差小、表面光洁、板形好、性能稳定等特点。据此制定了轧制制度、并对轧辊强度进行了校核。另外，还校核了轧机年产量，计算了经济技术指标，
2、并以连铸薄带夹杂物的品种与特性为专题进行了论述。【关健词】： 冷轧带钢，轧制制度，全连续轧制，轧机，连铸薄带夹杂物鞍山科技大学本科生毕业设计 第 II 页Design of a cold strip plant with annual capacity of1.1 millions tonsAbstractThe design of a cold strip plant has been introduced and analyzed in this paper, according to ANSCs Cold strip plant 2# line. Its typical product
3、is Q215 1.81700mm.Its main equipments include shallow-tank picking train, 5-stand- fully-continuous cold rolling train, hood-type annealing furnace, single stand 4-high skin-pass train，6-zone pull-through type continuous annealing line，cross-cutting and slitting train and coiling train, ect. The pro
4、ducts mainly include cold sheet and strip, hot-dip galvanized sheet and strip, hot-dip tinned sheet and strip. According to it, we established the rolling system, speed schedule and checked the rollers strength. Moreover, we checked the rolling mills productive capacity, cut-up units productive capa
5、city and calculated the economic and technology index. A special topic about performance and productive characteristic of automobile leaf-spring illuminate existing state of automobile leaf-spring and momentum of development of manufacturing technique. At last, this design close a plant plan made wi
6、th AutoCAD software, a literature in English and Chinese about dynamic recrystallization under warm deformation of a 304 type austenitic stainless steel , program about the rolling system, checked the rollers strength and the rolling mills productive capacity with Microsoft Visual C+.【Key words】shee
7、t and strip, rolling system , fully-continuous cold rolling, rolling mill鞍山科技大学本科生毕业设计 第 III 页Design of a cold strip plant with annual capacity of 1.20 millions tons ABSTRACTThe design of a cold strip plant has been introduced and analyzed in this paper, according to A.S.Cs 1780mm Cold Strip Mill Pl
8、ant. Its typical product is Q215，0.51000mm. The purpose is to design a 1.2 million Cold Strip Mill Plant.Its main equipments include continuous picking train,5-stand- fully-continuous Cold rolling train, cover-type annealing furnace,single stand 4-high skin-pass train,cross-cutting and slitting trai
9、n, coiling train, etc. The products mainly include electrician silicon steel plate, hot-dip galvanized sheet and strip. Products with distinguishing features such as wide size, accurate thickness, small deviation in dimension, smooth surface, well flateness, stable property, etc.According to it, we
10、established the rolling system and checked the rollers production ability. Moreover, we checked the rolling mills productive capacity,calculated the economic and technology index. A special topic about the species and characteristics of the mixture in continuous casting thin belt is explicated. 【Key
11、 words】: cold sheet and strip, rolling system, fully-continuous cold rolling,rolling mill, the mixture of continuous casting thin belt鞍山科技大学本科生毕业设计 第 IV 页目 录摘要 .IABSTRACT.II1 综述.51.1 发展历史 .51.2 产品品种规格 .51.3 生产方法 .51.4 主要工序 .61.5 冷轧的技术进步 .71.6 本设计的目的和意义 .82 产品方案设计及金属平衡表.92.1 原料的技术要求 .92.2 产品方案 .92.3
12、产品技术要求 .102.4 金属平衡表 .113 设备参数选择.113.1 连续酸洗机组 .113.2 五机架全连续轧机 .133.3 罩式退火机组 .143.4 平整机组 .153.5 横切机组 .163.6 纵切机组 .173.7 重卷机组 .173.8 热镀锌机组 .173.9 电镀锌机组 .193.10 连续退火机组 .204 轧制工艺过程及轧制制度的确定.234.1 轧制生产工艺流程图 .234.2 各个工艺流程环节简介 .234.3 轧制制度 .254.3.1 原料的选择 .254.3.2 压下规程制定 .255 轧辊强度校核.285.1 轧辊各部分尺寸 .285.2 轧机强度校核
13、 .295.2.1 支撑辊强度计算 .305.2.2 工作辊强度计算 .305.2.3 支撑辊与工作辊接触应力计算 .315.3 轧机生产能力校核 .325.3.1 轧机年生产能力校核 .325.3.2 轧机小时产量计算 .335.3.3 轧机平均小时产量 .33鞍山科技大学本科生毕业设计 第 V 页5.3.4 车间年产量计算 .335.4 电机功率校核 .345.4.1.轧制力矩 .345.4.2.摩擦力矩 .345.4.3.电机传动力矩 .355.5 车间年产量计算 .355.5.1 工作制度的确定 .355.5.2 横切线生产能力 .365.5.3 平整线生产能力计算 .365.5.4
14、纵切线生产能力计算 .366 各项经济技术指标.386.1 概述： .386.2 各项经济技术指标 .387 专题：连铸薄带夹杂物的品种与特性.407.1 夹杂物的分类及来源 .407.2 铸坯中显微夹杂物分析 .417.2.1 显微夹杂物的类型特点 .417.2.2 铸坯中显微夹杂物的数量 .457.2.3 铸坯中大型夹杂物分析 .457.3.连铸薄带的电镜观察 .48致 谢.55参考文献.56附录 A：编程 .571 压下规程编程 .572 编制轧辊校核程序 .583 年生产能力校核程序 .624 电机校核程序 .64鞍山科技大学本科生毕业设计 第 6 页1 综述1.1 发展历史薄板、带材
15、当其厚度小至一定限度（例如小于 1mm）时,由于保温和均热的困难,很难实现热轧,并且随着厚宽比的增大,在无张力的热轧条件下,要保证良好的板型也非常困难。采用冷轧方法可以很好地解决这些问题,冷轧是指金属在再结晶温度以下进行轧制变形。首先,它不存在温降和温度不均的毛病,因而可以生产很薄,尺寸公差很严和长度很大的板卷。其次,冷轧板带材表面光洁度很高,还可以根据要求赋予各种特殊表面。我国冷轧宽带钢的生产始于 1960 年,首先建立了 1700mm 单机可逆式轧机,以后陆续投产了 1200mm 单机可逆式轧机,MKW1400mm 偏八辊轧机,1150mm 二十辊冷轧机和 1250mmHC 单机可逆式轧机
16、等。70 年代投产了我国第一套 1700 连续式五机架冷轧机,1988 年建成了 2030 mm 五机架全连续式轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有 18 套,窄带钢轧机有 418 套。主要生产的产品有低碳薄板、高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合钢板和硅钢板等 1。 1.2 产品品种规格冷轧板带钢的产品品种很多,生产工艺流程亦各有其特点。具有代表性的冷轧板带钢产品是金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等） 、深冲板（以汽车板为最多） 、电工硅钢板、不锈钢板和涂层（或复合）钢板。成品供应状态有板或卷或纵剪带形式,这要取决于用户的要求。其品种和规格国家标准做了相应的
17、规定,见表 1.1 及表1.2：1.3 生产方法冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制：单片轧制最早采用二辊式轧机,目前多采用四辊式冷轧机；成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式冷轧机。其生产工艺流程基本相似,主要是：坯料酸洗冷轧带钢的轧制热处理精整产品性能检验剪切包装 2。表 1.1 冷轧钢板的品种和规格鞍山科技大学本科生毕业设计 第 7 页冷轧钢板品种 厚度范围/ mm 宽度范围/mm普通薄钢板 0.24.0 5001500合金结构钢板 0.24.0 5001500深冲钢板 0.83.0 约 2000弹簧钢板 0.74.0 5001500不绣
18、钢板 0.54.0 5001500电工硅钢板 0.11.0 6001000纯铁薄板 0.24.0 5001500酸洗钢板 0.252.0 4001000镀锌钢板 0.351.5 4001000镀锡钢板 0.150.55 5501100镀铅钢板 0.50.8 6001000表 1.2 冷轧钢带的品种和规格冷轧钢带品种 厚度范围/ mm 宽度范围/mm普通冷轧钢带 0.053.0 5200冷轧焊管坯 0.54.0 50500冷轧冲压钢带 0.053.6 4300碳素结构钢带 0.13.0 4200弹簧、工具钢带 0.13.0 4200不锈钢带 0.052.5 20400热镀锡钢带 0.080.52
19、 903001.4 主要工序下面就其工艺流程中的主要工序做介绍：1)酸洗： 清除带钢表面氧化铁皮及切掉有缺陷部分的带钢,这一工序通常由连续酸洗机组来完成。目前的酸洗设备主要有半连续酸洗机组、连续卧式酸洗机组和连续塔式酸洗机组。酸洗是用化学方法除去金属表面氧化铁皮的过程。有酸法、碱酸法、氢化物法、电解法等,但在连续酸洗机组上绝大多数是使用硫酸或盐酸的酸洗方法 3。2)冷轧：冷轧是带钢生产中的一个重要的工序。热轧带钢经过一定程度的冷轧变形获得了厚度很薄、尺寸精确、表面光洁和板形平直的冷硬状态带钢,再经过以后热处理和精整就能使带钢具有良好的力学性能和加工性能或优良的电磁性能,另外,镀涂层鞍山科技大学
20、本科生毕业设计 第 8 页处理还可使得带钢具有良好的抗腐蚀性能,从而使冷轧带钢在汽车、仪表、家用电器、食品罐头、轻工和建筑等行业中得到了极为广泛的应用。由此,冷轧工序的工艺设备条件也就决定了该冷轧带钢厂的规模和技术质量水平。冷轧机按轧辊辊系结构分类有二辊式、四辊式和多辊式冷轧机,按机架布置形式分有单机架可逆式和多机架串列式冷轧机,为适应特殊品种和高质量冷轧带钢生产又有特殊形式的冷轧机。冷轧设备由入口侧钢卷接受及运送装置、开卷机、轧机、卷取机和 钢卷输出设备等机械设备以及各个设备的驱动、控制、检测仪表和润滑等装置所组成。3)热处理：再结晶退火是将经冷塑性变形的金属加热到再结晶温度以上, 以下,经
21、ciA保温冷却的热处理工艺。因钢种不同退火分初退火、中间退火和成品退火。初退火主要用于 45 号碳钢以上和合金钢、高合金钢的热轧板卷。中间退火目的是为了消除第一次冷轧的加工硬化,消除内应力、降低硬度、恢复塑性,以便于继续进行冷轧。成品退火用于消除冷轧造成的内应力和加工硬化,使钢板具有标准所要求的力学性能及显微组织结构。4)精整：精整生产是使冷轧带钢成为交货状态产品的生产过程,它由带钢平整、横剪、纵剪或重卷、分选和包装等工序组成。平整工序的主要作用是把带钢加工成具有用户所需要的尺寸和单位重量的板、带、卷材,而分选、包装则是对质量分级材料进行捆扎包装,使之成为最终交货的产品.5) 平整:平整是冷轧
22、生产的重要工序,其作用是：（1）消除退火带钢的屈服平台,调制好带钢的力学性能。 （2）改善带钢的平直度。 （3）使带钢表面具有一定的粗糙度。平整工艺的首要目的是通过工艺参数管理和操作管理确保带钢的性能和质量达到用户的要求,其主要内容和控制项目包括：（1）平整度、延伸率（2）带钢表面粗糙度、工作辊表面粗糙度、工作辊凸度、平整量（3）带钢平直度、工作辊及支持辊原始凸度、弯辊力、张力、平整温度（4）表面质量、换辊、轧辊研磨、平整液浓度。1.5 冷轧的技术进步在板带材生产中,产品的厚度精度和平直度是反映产品质量的重要指标2。60年代至 70 年代中期液压 AGC（厚度自动控制）的不断改进,使板带纵向厚
23、度精度得到了基本解决。为了控制板形,70 年代以来相继开发了各种新轧机与技术：VC 轧机、HC 轧机、 CVC 轧机、UPC 轧机、 PC 轧机等。冷轧产品退火的技术进步主要有全氢罩式退火、连续退火 4。鞍山科技大学本科生毕业设计 第 9 页1.6 本设计的目的和意义本设计选择年产 120 万吨冷轧厂做为设计题目，专题是对连铸薄带夹杂物的品种与特性的分析，本设计的目的是结合实际生产,系统地运用所学基础和专业知识分析问题，提高解决问题的能力。相信通过本次设计的学习，我们将有能力设计出高质量、高效率、低消耗、低污染的冷轧厂。鞍山科技大学本科生毕业设计 第 10 页2 产品方案设计及金属平衡表2.1
24、 原料的技术要求冷轧板带钢的原料来源于热轧车间生产的产品,要求： 1）钢卷不允许有破边和边裂。2）来料不允许有扁卷,内圈松3 圈、外圈松 1 圈,层与层间缝隙10mm。3）头尾不规则长度:如下表 2.1 所示表 2.1 带钢原料规格项目 标准厚度,mm 头尾不规则长度,mm4.0 7001780 料4.0 5001700 料 7004）带钢侧边的镰刀弯在 2m 内不应大于 3mm。5）带钢边缘个别处不应有扭边、揉皱和大于 90。 的折角。6）在检查厚度和镰刀弯时,头尾两端不考核的总长度不大于 20m。7）带钢表面不应有凸棱、汽泡、结疤、折叠、裂纹、夹杂、压入铁皮等对使用有害的缺陷,侧面不应有分层。8）带钢表面不应有超过厚度公差之半的麻点、凹面、划痕等局部缺陷。9）对于热轧没有机会切除的缺陷,允许带有若干缺陷部分,但有缺陷部分不得超过每卷带钢总长度的 6 1。2.2 产品方案根据轧机 1780 生产能力及产量要求(年产量 120 万吨),现制定以下产品方案,如表 2.2：表 2.2 产品方案钢种 产品名称 规格尺寸 /mm 产量/万 t 标准号 比例
