1、年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计I本 科 毕 业 设 计题 目 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计II摘 要本说明书描述的是年产量 400 万吨的高精度热连轧轧板带车间设计。指定产品为深冲用热轧板带钢，规格是 5.0*1250*L。本设计首先介绍了热连轧带钢生产技术的现状和深冲用热轧卷的工艺标准、用途等。设计以提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、提高产品质量及综合经济效益为设计原则。利用现有技术资料，确定了车间工艺设计的产品方案、工艺流程和计算机控制系统，并对主要设备进行选型。利用相关数学模型对指定产品进行工
2、艺设计，设计内容包括原料选择、变形制度、速度制度、温度制度及辊型制度的确定。根据设计结果，编制轧制图表，计算生产能力，并对轧辊强度进行验算以及电机能力校核。计算结果表明，整个车间生产流畅、指定产品工艺计算结果及所有设备强度性能符合要求，实际产量的核算满足设计产量的要求。关键词： 热连轧带钢； 车间工艺设计； 工艺计算； 强度校核武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计IIIAbstractThis is a graduation design specification about hot continual rolling of the sheet and stri
3、p steels whose production is 4 million tonsper year . The designated products is deep drawing hot rolling plate and strip steel，its specification is 5.0*1250*L.This design first introduced the hot strip production technology status and the hot rolled deep drawing process standards, Designed to impro
4、ve productivity and reduce production costs, reduce labor intensity and improve product quality and overall economic efficiency of the design principles.Use of existing technical information, the workshop process to determine the product design program, process and computer control systems, and majo
5、r equipment selection.Use of mathematical models related to the specified product process design, design elements including material selection, deformation system, speed system, temperature system and roller-type system to determine.According to the design results, the preparation of rolling charts,
6、 computing capacity, and roll intensity of motor ability of checking and checking.The results show that the workshop production of smooth, calculated and specified product technology strength properties of all equipment to meet the requirements, the actual output of the accounting output to meet the
7、 design requirements。Key words: hot continual rolling strip，workshop process design，process calculation， strength check武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计IV目 录1 前言 .11.1 热轧板带钢的主要生产方式 .11.1.1 行星轧机 .11.1.2 叠轧 .11.1.3 炉卷轧机 .21.1.4 热连轧 .21.1.5 薄板坯连铸连轧 .21.2 指定产品 .31.2.1 同类产品 .31.2.2 产品标准 .31.2.3 用途 .42 产品
8、方案的确定 .52.1 原料来源 .52.2 主要成品规格 .52.3 板坯尺寸和技术条件 .52.3.1 板坯尺寸 .52.3.2 板坯技术条件 .52.4 钢种、钢号以及相应标准 .62.5 产量及金属平衡 .62.5.1 金属平衡表 .62.5.2 板坯需求量 .63 轧机的组成和布置 .73.1 确定轧机组成的原则 .73.2 车间布置形式 .73.3 加热炉的选择 .73.4 粗轧机布置 .83.4.1 半连续式 .93.4.2 全连续式 .93.4.3 3/4 连续式 .103.5 精轧机布置 .103.6 整个车间轧制线简图 .104 工艺过程的描述 .124.1 板坯管理及准备
9、 .12武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计V4.1.1 板坯储存 .124.1.2 轧制计划和初始数据的输入 .124.2 板坯上料与加热 .124.3 粗轧机轧制过程 .134.4 精轧机轧制工艺过程 .144.5 带钢冷却及卷取 .154.5.1 前段冷却 .154.5.2 后段冷却 .154.5.3 卷取过程 .154.6 计算机控制概况 .164.6.1 加热炉 .164.6.2 粗轧机 .164.6.3 精轧机 .164.6.4 输出辊道及卷取机 .175 设备的选择 .185.1 加热炉 .185.1.1 加热炉输入设备 .185.1.2 加热炉参数
10、 .185.2 粗轧设备 .195.2.1 辊道 .195.2.2 轧机 .195.2.3 轧机装置 .205.3 精轧设备 .205.3.1 辊道 .205.3.2 测量辊 .205.3.3 切头飞剪 .205.3.4 破鳞机 .215.3.5 精轧机 .215.3.6 轧机换辊装置 .225.3.7 轧辊挠度控制（弯辊）装置 .225.3.8 活套支持器 .225.4 冷却除鳞系统 .225.4.1 粗轧除鳞喷水系统 .225.4.2 精轧除鳞喷水系统 .225.4.3 轧辊冷却系统 .23武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计VI5.5 精轧机输出辊道冷却系统
11、 .235.5.1 上部冷却喷嘴 .235.5.2 下部冷却喷嘴 .235.5.3 侧喷嘴 .235.6 轧制线上主要设备技术规格 .235.7 地下卷取机 .245.7.1 地下卷取机夹送辊 .245.7.2 地下卷取机 .245.7.3 卸卷小车 .255.7.4 翻卷机 .255.7.5 带卷移送车 .255.7.6 带卷升降机 .255.7.7 带卷打捆机 .256 指定产品的工艺计算 .266.1 指定产品的技术条件 .266.2 温度制度的确定 .266.2.1 卷取温度终轧温度的确定 .266.2.2 精轧入口温度的确定 .266.2.3 粗轧出口温度的确定 .266.2.4 出
12、炉标准温度的确定 .266.3 粗轧压下制度的设定 .266.3.1 平辊压下制度 .276.3.2 立辊侧压量的设定 .286.3.3 压下规程的设定 .306.4 粗轧机组速度制度的确定 .316.4.1 R2 各道次速度的制定 .316.4.2 绘制速度图和轧制图表 .346.4.3 功率校核 .366.5 精轧机组轧制工艺的设定 .366.5.1 轧制功耗的确定 .366.5.2 各机架速度的确定 .376.5.3 绘制精轧速度图 .416.5.4 绘制精轧速度锥 .426.6 校核功率 .436.6.1 精轧机各机架单位能耗的计算 .43武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热
13、连轧带钢车间工艺设计VII6.6.2 各机架所需功率的计算 .436.6.3 功率检查 .447 车间产量的计算 .457.1 加热炉小时产量 .457.1.1 在炉时间 .457.1.2 出钢节奏时间 .457.1.3 单座炉生产理论小时产量 .457.1.4 单座炉生产实际小时产量 .457.2 轧机小时产量 .457.2.1 粗轧机 R2 的小时产量 .457.2.2 精轧机小时产量 .467.3 平均小时产量 .467.3.1 产品品种及各自的小时产量 .467.3.2 平均小时产量的计算 .477.4 年产量的计算 .478 主要设备强度及功率校核 .488.1 轧制压力 .488.
14、1.1 平均变形抗力的计算 .488.1.2 用迭代法求 R， .508.2 轧辊强度的计算 .518.2.1 强度校核原则 .518.2.2 工作辊强度的校核 .518.2.3 支撑辊强度校核 .548.3 机架强度校核 .558.3.1 机架尺寸 .558.3.2 计算断面静矩，形心，惯性矩及抗弯系数 .568.4 电机能力校核 .598.4.1 精轧节奏时间 .598.4.2 按能耗曲线确定轧制功率 .599 车间主要经济技术指标及平面布置 .609.1 车间主要经济技术指 .609.2 车间工艺平面布置 .609.2.1 1#加热炉与 VSB 大立辊之间的距离 .609.2.2 粗轧机
15、组各架间距 .609.2.3 中间辊道的长度 .61武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计VIII9.2.4 CSF1 的距离 .619.2.5 精轧机组各机架的间距 .619.2.6 F7 到卷取机的距离 .619.3 厂房建筑面积 .61致 谢 .62参考文献 .63武汉科技大学本科毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计11 前言热轧板带钢产量在工业发达国家约占轧钢钢材总产量的 60%。热轧板带钢广泛用于船舶、锅炉、容器、汽车、航空、铁路车辆、桥梁、机械制造、建筑材料、军事等方面，还用作冷轧板带、焊接钢管、冷弯型钢的原料。热轧板带钢的生产，从板坯装炉
16、加热、粗轧、精轧、带钢冷却、卷取成卷直至钢卷从轧制线输出，全部在连续生产线上进行。钢卷收集在中间仓库堆存冷却。供冷轧用钢卷，一般是采用地下钢卷运输链直接由轧制线输送到冷轧车间。一部分钢卷可在热轧车间剪成钢板、或纵切成窄钢卷或分卷或平整分卷为重量较轻的钢卷。1.1 热轧板带钢的主要生产方式1.1.1 行星轧机由一个或两个支持辊和围绕支持辊四周的许多行星辊（工作轧辊）组成的轧机。支持辊为传动辊，按轧机方向旋转，行星辊除按反轧制方向“自转”外，还围绕支持辊的转动方向“公转”。行星辊在轧制时无咬入能力，坯料须藉送料机推力送入，所以行星轧机机组包括送料机。行星辊相继通过坯料变形区，似轧似锻周期性地压缩坯
17、料。虽然每个行星辊压下量很小，但每秒内通过变形区的行星辊多达 100 对,所以轧制一道的压下率可达到 90%以上。由于工作轧辊辊径很小，所以轧制压力低于同样压下率的其他轧机。由于轧辊多次压下累积的结果，带材上出现波纹，需在平整机上平整消除，所以行星轧机机组包括平整机。 1.1.2 叠轧将几层钢板叠在一起,用二辊轧机热轧成薄于 2mm 的薄板的工艺。18 世纪初，西欧就开始用热叠轧法轧制小块薄钢板。直到 20 世纪初，大部热轧薄钢板都用此法轧制。有粗轧和精轧两工序,最初在单架二辊机上进行,以后分别在两架轧机上进行。也有用一架三辊劳特式轧机进行粗轧，产品供给两架二辊轧机精轧。叠轧法可生产厚0.28
18、2.0mm，宽 7501000mm，长三辊式行星轧机和专门生产小钢坯的万能式行星轧机，并同焊管机组和连铸机配合成联 15002000mm 的热轧薄钢板，也可生产厚 24mm热轧钢板。产品主要有屋面板、酸洗板、镀锌板、搪瓷用钢板、油桶用薄板和硅钢片；此法也可生产不锈耐酸钢板和耐热钢板等。 叠轧薄板生产规模小，投资少，建设快；轧机的结构简单，为下辊单辊传动，不用齿轮机座。但缺点很多，高温叠轧容易产生叠层间粘结，废品量大；轧速低，热轧件薄而冷却快，又不能对轧辊进行冷却；采用温度在 400500的热辊轧制，使生产难于准确控制，轧辊消耗量也很大；轧辊轴承需用沥青润滑，油烟很大，污染环境。武汉科技大学本科
19、毕业设计 年产 400 万吨热连轧带钢车间工艺设计2此外，劳动生产率低，劳动强度高，操作条件恶劣；金属切损和烧损高，产品质量和尺寸精度低。一些工业发达国家已不再采用此法。1.1.3 炉卷轧机炉卷轧机技术，代表了当前炉卷轧机的最高新水平。其在轧机产品中具有多重优点为一方面可以满足中厚板轧制到带钢钢卷轧制的厚度变化，另一方面又能满足不同材料的轧制需求，如低碳钢、高强度钢、不锈钢板等。是一种产品规格变化灵活、适应性广的产品。通过多年实践经验的积累，北京蒂本斯可为客户提供成熟可靠的炉卷轧机，该产品在生产工艺、机械设计、液压系统、电气和自动化系统设计和制造方面，都达到了世界一流的水平。1.1.4 热连轧
20、用连铸板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制，终轧后即经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。20 世纪 60 年代以来由于可控硅供电电气传动及计算机自动控制等新技术的发展，液压传动、升速轧制、层流冷却等新技术的发展，热连轧发展更为迅速。现代热连轧发展趋势和特点是为(1)为了提高产量而不断提高速度，加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧辊尺寸、采用快速换辊机换剪刃装置等，使轧制速度普遍超过 1520m/s，甚至高达 30 m/s 以上，卷重达 45t 以上，产品厚度扩大到 0.825mm，年产可达 3006
21、00 万吨。但到最近，大厂追求产量的势头已见停滞，而转向节约能耗和提高质量方向发展。 （2）当前降低成本，提经济效益，节约能耗，提高成材率成为关键问题，为此而迅速发展开发了一系列新工艺新技术。突出的是普遍采用连铸坯及热装和直接轧制工艺、无头轧制工艺、低温加热轧制、热卷取箱和热轧工艺润滑及车间布置革新等。 （3）为了提高质量而采用高度自动化和全面计算机控制，采用各种 AGC 系统和液压控制技术，开发各种控制板形的新技术和信轧机，利用升速轧制和层流冷却以控制钢板温度与性能。使厚度精度由过去人工控制的0.2mm 提高到 0.05mm，终轧和卷取温度控制在15以内。在工业发达国家中，热连轧带钢已占板带钢总量的 80%左右，占钢材总产量的 50%以上，因而在现代轧钢生产中占着统治。1.1.5 薄板坯连铸连轧SMS 公司的薄板坯连铸连轧工艺中，出连铸机的薄板坯厚度一般在 50mm 以上，这样厚的板坯不仅要增加精轧的压缩率和精轧机设备，而且由于难以热卷取而只能放长条输送保温，大大增加了输送保温的设备和操作困难，并且使板坯氧化皮损失和散热损失成倍增长。因此，从连铸连轧工艺要求出连铸机的薄板坯厚度还应继续减小，最
