1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）I内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目： 设计年产量 200 万吨的 CSP 薄板厂专 业：材料成型及控制工程班 级：成型内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）II目 录摘要 IABSTRACTII第一章 建设一个 CSP 车间的可行性和必要性分析 11.1 CSP 生产线历史简介 11.2 国内外 CSP 生产线概况 21.2.1 国内 CSP 生产线发展概况概况 21.2.2 世界其他各国的薄板坯连铸连轧生产线近况 31.3 在包头建设 CSP 钢厂的必要性和可行性研究 4第二章 产品方案编制 72.1 产品大纲的编制 72.1.1
2、 产品大纲的制定原则 72.1.2 产品大纲 72.2 金属平衡表的编制 82.2.1 编制依据及内容 82.2.2 金属平衡表的编制 10第三章 CSP 生产工艺过程的制定 113.1 制定工艺过程的依据 113.2CSP 生产工艺流程图 123.3 CSP 生产工艺流程及主要设备简介 133.4 CSP 生产工艺流程特点 14第四章 主要设备的选择 164.1 机架数目的确定 164.2 轧机技术性能参数 174.3 轧辊尺寸的确定 19第五章 压下规程的确定 22内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）III5.1 压下规程的制定依据 225.1.1 轧制制度确定的原则及要求 225.1
3、.2 变形制度的确定 235.2 速度制度的确定 235.3 温度制度的确定 245.4 各道次压下量的分配 255.5 各机架轧制速度的确定 275.5.1 各机架轧制速度的计算 275.5.2 各架轧机速度范围的确定 295.6 各机架轧制温度的计算 305.7 轧机咬入能力校核 325.8 轧制压力的计算 345.8.1 各道次的平均变形速度的计算 345.8.2 求各道次的变形抗力 355.8.3 平均单位压力的计算 365.8.4 轧制压力的计算 365.9 轧机的轧辊辊型设计 375.9.1 影响辊缝形状的因素 375.9.2 辊形的设计 425.10 电动机传动轧辊所需力矩的确定
4、 445.10.1 传动力矩的组成 445.10.2 轧制力矩的确定 455.10.3 附加摩擦力矩的确定 465.10.4 空转力矩的确定 475.10.5 电机轴上总的传动力矩 475.11 轧制规程表的确定 48第六章 轧制过程中主要参数的校核 496.1 电机能力的校核 496.1.1 等效力矩的确定 49内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）IV6.1.2 电动机功率的确定 506.2 轧机的强度校核 506.2.1 板带轧辊的强度特点 516.2.2 轧辊的强度校核 51第七章 车间生产能力的确定 547.1 轧机小时产量的确定 547.1.1 轧机小时产量计算 547.1.2
5、轧钢机平均小时产量 567.2 轧钢车间年产量计算 587.3 轧钢机的工作图表 597.3.1 轧钢机的工作图表的意义 597.3.2 连续式轧机轧制图表的特征 59第八章 辅助设备选择 618.1 加热设备的选择 618.2 剪切设备（事故剪）的选择 628.3 高压水除鳞箱的选择 638.4 活套支撑器的选择 638.4.1 热连轧带钢轧机精轧机组的生产特点 638.4.2 活套支撑器的作用 658.4.3 活套支撑器的类型 668.4.4 活套支撑器的工作特征 678.4.5 所选活套支撑器的参数 688.5 冷却设备的选择 688.6 卷取设备的选择 698.6.1 带钢生产工艺对卷
6、取的要求 698.6.2 带钢卷取机的结构特点 708.6.3 带钢卷取机区的主要技术参数 70第九章 厂房平面布置 74内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）V9.1 平面布置的原则 749.2 金属流程线的确定 749.3 设备间距的确定 759.4 仓库面积的确定 769.5 其它设施面积的确定 769.5.1 操作台位置选择 779.5.2 主电室 779.5.3 运输通道的确定 779.6 轧辊堆放场地的确定 78参 考 文 献 79致 谢 80内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）VI设计年产量 200 万吨的 CSP 薄板厂摘 要近年来，由于钢铁工业的蓬勃发展，对钢铁产品的需
7、求逐年加大，为薄板带来生机和新的挑战，我国薄板产品当务之急是降低生产成本，提高产品质量，不断提高竞争能力和经济效益，这样才能使薄板生产厂在市场竞争中得以生存和发展。本设计参考了包钢薄板项目，并从当今的板带材的发展角度、技术条件、市场需求以及经济效益等角度详细分析了新建薄板板厂的可行性和必要性。设计以生产产品规格为 1.81400，SPCC 为例，年产量 200 万吨的 CSP 薄板厂，设计的内容主要包括建厂的可行性分析、产品大纲的编制、产品平衡计算、主要设备的选择、压下规程的确定、轧制过程中主要参数的校核、车间生产能力的确定、辅助设备选择、以及厂房平面布置等内容。关键词：CSP；连铸连轧；轧制
8、工艺；强度校核内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）VIICSP designed annual output of 200 tons of sheet metal factoryAbstractIn recent years, due to the rapid development of steel industry, the demand for steel products increased year by year, for the sheet to bring vitality and new challenges, our sheet metal products is to
9、 lower production costs, improve product quality, continuously improve the competitiveness and economic efficiency, This would enable the sheet production plant to survive in market competition and development.The designs were clad steel sheet items, and strip material from todays point of view of d
10、evelopment, technology, market demand and economic point of view such a detailed analysis of the feasibility of the new plate mill and necessity. Designed to produce specifications for the 1.8 1400, SPCC, for example, annual output of 200 tons of CSP sheet plant, the design covers the plants feasibi
11、lity analysis, product outline of the preparation, the product balance calculation, major equipment selection, reduction of order to determine the main parameters of rolling process of verification, determination of plant capacity, auxiliary equipment and plant layout and so on.Keywords: CSP; contin
12、uous casting and rolling; rolling process; strength check内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）1第一章 建设一个 CSP 车间的可行性和必要性分析1.1 CSP 生产线历史简介CSP 技术是由德国西马克公司开发的世界上最早并投入工业化生产的薄板坯连铸连轧技术。自 1989 年在纽柯公司建成第一条 CSP 生产线以来, 随着技术的不断改进, 该生产线不断发展完善, 现已进入成熟阶段。CSP 技术的主要特点是:(1) 采用立弯式铸机, 漏斗型直结晶器, 刚性引锭杆, 浸入式水口, 连铸用保护渣, 电磁制动闸, 液芯压下技术, 结晶器液压振
13、动, 衔接段采用辊底式均热炉, 高压水除鳞, 第一架前加立辊轧机, 轧辊轴向移动、轧辊热凸度控制、板形和平整度控制、平移式二辊轧机。(2) 可生产 0. 8mm 或更薄的碳钢、超低碳钢。(3) 生产钢种包括: 低碳钢、高碳钢、高强度钢、高合金钢及超低碳钢。CSP 工艺是 20 世纪末国际钢铁工业中的一项重大新技术,被列为当今世界冶金工业的前沿技术,在冶金界产生了巨大的反响,并且得到了迅速发展。面对全球能源严重紧缺和板材市场巨大需求的现状,CSP 工艺已经显示出其技术和经济效益方面的巨大优势。与传统生产工艺比较,CSP 生产线具有工艺简化、生产流程短、设备少、投资少、见效快、生产周期短、生产组织
14、灵活、节约能源、成材率高等优点,能够更加灵活的面对市场。CSP 工艺的出现、成功及其不断发展,在中国的冶金界同样产生了巨大的反响,国内的冶金企业极为关注该技术的发展动向,并于 1996 年由冶金部组织与西马克公司签订了 CSP 成套设备供货合同,其中包钢薄板厂 CSP 生产线是国家经贸委批准的“九五”重点技术改造项目和基建工程,在国家领导和自治区领导的亲切关怀下,于 2003 年 11 月 4 日建成投产。CSP 生产线投产初期,由于没有对 CSP连轧过程变形与组织演变规律进行剖析,普遍存在碳素钢性能超标准上限、屈强比高、晶粒度局限在 810 级等,不仅限制了 CSP 产品的应用领域和品种开发
15、,而且严重影响了 CSP 产品品质的客观评价,也使国内一些企业及业内人士对 CSP工艺产生了质疑,乃至偏见。为了解决 CSP 产品存在的问题,科学的探索 CSP 连轧过程中材料变形的力学冶金行为特点和准确、稳定的控制产品质量,以及 CSP内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）2品种开发,包钢薄板厂开展了碳素钢生产技术的研制工作。CSP 即 CoMPact Strip Production,指紧凑式带钢生产线,是一种高效、快捷的冶金生产模式,CSP 工艺的最大特点是在“一火”条件下完成了钢带和钢板的冶炼、连铸、变形和在线组织、性能控制等诸多繁杂的冶金过程,因而,与传统流程相比,CSP 工艺生产
16、钢带和钢板的组织控制与热变形间的技术关联性更强。CSP 的主要特点有:(1)组装面积小, 约为相同引脚数 QFP 的 14;(2)封装体高度很小, 可达 1.0mm;(3)易于贴装, 贴装公差0.3mm（锡球中心距为 1.0和 0.8mm 时） ；(4)介电性能好、阻抗低、干扰小、噪声低、屏蔽效果好；(5)导热性高。1.2 国内外 CSP 生产线概况1.2.1 国内 CSP 生产线发展概况据不完全统计, 截止到 2000 年, 全世界已经投产和正在建设的薄板坯连铸连轧(包括中等厚度板坯) 已经达到 33 台套, 45 流, 设计能力约 4720 万t/a。广州珠江钢厂、邯郸钢铁公司和包头钢铁公
17、司于 1997 年初以“捆绑”方式从 SM S 公司引进 3 条 CSP 生产线, 这 3 条线的共同特点是 : 采用漏斗型结晶器、液芯压下、液压振动、辊底式均热炉等技术。所不同的是珠江钢厂采用的是铸机与电炉相配合, 邯钢和包钢采用的是与转炉相连接 , 目前这 3 条线已经相继建成投产。最近, 国家已经批准唐钢、通化、马钢、涟源等企业建设薄板坯连铸连轧生产线, 另外,珠钢、邯钢第二流连铸机正在建设。 “十五”期间, 全国薄板坯连铸连轧机的数量发展到近十台套。拟建的几套基本上都采用或预留新开发的技术, 如中厚板坯技术、半无头轧制技术、铁素体轧制技术、液芯压下技术等; 产品以薄及超薄规格为主, 部
18、分实现“以热代冷”; 设计年产量都在 200 万 t 以上; 工艺衔接上与传统的长流程高炉转炉相结合, 这样不仅可以减少投资, 降低生产成本, 提高企业的经济效益, 同时还能加快老企业技术改造的步伐, 进而推动我国钢铁工业工艺结构的整体优化, 进一步增强国际市场的竞争能力。图 1-1 为国内几条典型的薄板坯连铸连轧生产线。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3图 1-1 几条典型的薄板坯连铸连轧生产线a-单流薄板坯连铸连轧生产线（珠江） b-双流薄板坯连铸连轧生产线（邯郸）c-双流薄板坯连铸连轧生产线（蒂森） d-单流薄板坯连铸连轧生产线（唐山）1.2.2 世界其他各国的薄板坯连铸连轧生产
19、线近况目前国外有代表性的薄板坯连铸连轧新工艺有意大利 Arvedi-Cremona 厂的生 ISP 产线和美国 Nucor-Hiekman 厂的 CSP 生产线。两条生产线生产情况都较好,Nucor-Crawfordsville 厂和 Nucor-Hiekman 厂的一期工程生产早已超过原设计水平, 1984 年 6 月份两厂都有第二条连铸机及加热炉投产,与第一条线同时向一台精轧机组供料, 生产也相当顺利。Arvedi-Cremona 厂经过三年的时间, 除不锈钢品种外, 1994 年达到设计产量水平。各厂的技术经济指标都在不断改善,产品在市场上的占有率逐步扩大。在设备制造方面, 不论是 MDS 公司还是SMS 公司, 各设备制造厂围绕进一步改进产品质量 , 扩大品种, 降低消耗, 提高生
