新建年产330万吨热轧板带钢车间工艺设计毕业论文Word格式.docx
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3.2主机型式的选择8
3.3轧机数量和轧制道次9
3.3.1粗轧机组设备选择9
3.3.2精轧机组设备选择12
3.4加热炉的选择17
3.5计算机控制系统17
4生产工艺流程19
4.1生产工艺流程图19
4.2生产工艺流程19
4.2.1常见的连铸与轧制衔接五种类型模式及适用围19
4.2.2本车间采用的模式20
4.2工艺制度21
4.2.1坯料管理制度21
4.2.2加热制度22
4.2.3轧制制度23
4.2.4力制度23
4.2.5换辊制度23
4.2.6冷却制度24
4.2.7卷取制度24
5车间工作制度和年工作小时26
5.1车间工作制度26
5.2年工作小时26
6轧机组成和型式及其生产能力27
6.1粗轧机组27
6.1.1设备组成27
6.1.2粗轧机R127
6.1.3粗轧机R229
6.2精轧机组30
6.2.1设备组成30
6.2.2精轧机参数31
6.3轧制工艺规程设计33
6.3.1轧制制度确定原则33
6.3.2粗轧机组压下规程设计35
6.3.3精轧机的压下规程设计37
6.4轧制程序表39
6.5轧机生产能力39
6.5.1轧机小时产量39
6.5.2轧机平均小时产量39
7轧制工艺参数设计40
7.1轧制压力计算40
7.2轧制力矩计算41
7.3电机及轧辊强度校核41
7.3.1电机能力校核41
7.3.2轧辊强度校核43
8主要辅助设备及其生产能力计算48
8.1辅助设备选择的一般原则48
8.2主要辅助设备的选择48
8.2.1加热炉的选择48
8.2.2定宽压力机51
8.2.3切头飞剪51
8.2.4卷取机53
8.3其他辅助设备53
8.3.1除鳞箱53
8.3.2废钢推出机54
8.3.3边部加热器54
8.3.5层流冷却系统54
9车间的平面布置和起重运输55
9.1车间平面布置原则55
9.2金属流线型式55
9.3仓库面积的确定55
9.3.1确定仓库面积的原则55
9.3.2原料仓库面积55
9.3.3成品仓库面积56
9.3.4车间平面设计56
10车间主要技术经济指标57
11环境保护58
11.1环境保护对车间设计的要求58
11.2环保的容58
11.2.1绿化59
11.2.2各类有害物质的控制与防治59
11.2.3噪音的防治60
11.2.4大气污染的防治60
12典型产品计算62
12.1轧件各道次尺寸确定62
12.2轧件各道次时间确定62
12.2.1粗轧机纯轧时间62
12.2.2精轧纯轧时间63
12.3轧件各道次温度确定63
12.4轧制力及轧制力矩64
12.5等效力矩65
致 谢67
参考文献68
附录A压下规程程序69
附录B计算程序(C++)70
附表93
1概述
1.1我国钢铁工业的发展
经过六十年的发展中国钢铁工业取得了举世瞩目的成就,逐步步入了成熟的发展阶段。
1949年,中国的钢铁产量只有15.8万吨,居世界第26位,不到世界钢铁总产量的0.1%。
2007年,中国钢铁产量为4892.08万吨,产量居世界第一,超过第三到第八的总和,占全球总量的36.4%[1]。
钢铁产品基本满足国需要,部分关键品种达到国际先进水平。
钢铁产业有力支撑和带动了相关产业的发展,促进了社会就业,对保障国民经济又好又快发展做出了重要贡献。
目前,我国仍处在工业化的时期,国民经济仍将保持较快的发展速度,为我国钢铁发展提供了广阔的市场空间。
一方面,钢铁工业的快速发展,有力地支撑了我国工业化进程和城市化进程,为国民经济创造的附加值和纳税额大幅增长,为GDP连续高速增长提供了动力。
另一方面,工业化和城市化进程的加快,加大了钢材的消费需求。
进入城镇的新居民住房、公用设施等方面都需要消耗大量钢材,人均粗钢消费量增加。
在三峡工程、奥运场馆、青藏铁路等诸多重大基础设施建设中,国产钢材也发挥了极为重要的作用。
由于我国国民经济的快速增长主要依靠固定资产投资和进出口的快速增长,我国钢铁工业的快速发展满足了国民经济各行业用钢基本需要,同时也为下游行业提供优质价廉的钢材,大大降低了相关行业的制造成本,为我国机械、运输、家电产品大量出口创造了良好条件。
但是钢铁产业综合竞争力与世界钢铁工业发达国家相比还有较大差距,发展过程中仍存在产能扩过快,高附加值产品供给不足,中低档钢材品种生产过剩,资源消耗高等问题。
在我国钢铁工业发展及产量上升的大背景下,出口的钢铁量也在升高,钢铁的出口主要是初级产品,一些技术含量高、加工程度深的产品如不锈钢、电工钢、涂层或镀层板材,缺乏出口竞争能力,在相当程度上还需要依赖进口满足国市场需求。
前几年,我国钢铁产品出口时间和国别较为集中,增速过快,对部分出口国市场形成了一定冲击,由此导致了贸易摩擦问题。
与此同时,近年以来,国际资本进入中国产业的速度不断加快,钢铁业为首选目标。
跨国公司并购的步伐加快,对我国钢铁产业安全造成威胁。
2008年,随着由美国次贷危机引发的金融危机蔓延,我国实体受到了较大的冲击,钢铁产业也受到了较大影响,需求量下降,出口量下降。
国家随之出台了十大产业振兴规划,其中《钢铁产业调整和振兴规划》对钢铁产业的发展起到了一定的促进作用。
随着我国粗钢产量的迅猛提高,产能过剩现象将越来越明显,钢铁企业要在日趋激烈的竞争中,占领市场,获得利润,必须要淘汰落后的生产技术,发展先进的生产技术,生产出低成本、高质量的钢材。
当今世界,板材比已成为钢铁工业发展的重要标志之一,一些工业发达国家如美国、德国的板材比已经达到了65%~72%。
随着汽车工业的迅猛发展,板带比还将迅速增长。
近年来,我国板带材的生产技术取得了很大进步,板带比已达到42%。
为满足市场需要,现已建设了许多热轧带钢厂,其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高水平。
但这只限于宝钢等大型国有企业的宽带钢生产,大量中小型企业、民营企业的技术水平却远远落后。
1.2我国热轧带钢发展、新技术和存在的问题
1978年武钢1700mm热连轧机组建成投产,使我国热连轧宽带钢轧机的生产工艺技术、装备技术很快提高到国际水平,向前迈进了一大步,是我国热连轧带钢生产的主要工艺技术指标超过了第二代热带轧机。
我国钢铁工业开始拥有由计算机控制的完全自动化操作的现代热轧带钢轧机,热轧带钢的产品质量、产品品种,包括取向和无取向硅钢的轧制,也跨进国际先进行列。
1.2.1近二十年的技术
热轧板带钢生产一直是轧制行业中高新技术应用最为集中、人们最为关注的领域。
新世纪到来之际,回顾过去,展望未来,将有利于我们把握方向,追踪国际上的进展,不断提高我国热轧板带钢生产的技术水平,努力促使热轧板带生产成为我国从钢铁产量大国向钢铁技术强国迈进的排头兵。
伴随着近20年来相关技术领域的技术进步,热轧带钢生产和研究领域新技术层出不穷,推进了工艺、设备、技术飞跃式的发展。
表1-1列出了轧制过程中主要参数控制的技术进步情况[2]。
(1)高精度轧制技术
提高热轧带钢产品的精度,一直是轧钢技术人员不懈追求的目标,也是推动轧制技术进步的动力。
提高热轧带钢尺寸精度主要可从以下两方面入手:
①提高轧制参数的预设定精度;
②开发高性能的在线自动控制系统,如AGC、AFC等。
提高轧制参数的预设定精度是一项根本性的措施,这里包括轧制力的设定、轧件温度的设定、辊缝的设定、弯辊力的设定等等。
数学模型是预设定计算的核心,模型
表1-1近20年热轧带钢生产技术的进步
时间
厚度控制
宽度控制
板形控制
其它
20世纪
80年代前
测厚仪AGC;
监控AGC
立辊宽度控制
基于负荷分配的板形控制。
热装轧制计算机设定参数检测。
80年代
液压压下绝对值AGC
AWC(R机组)立辊短行程控制
各种板形控制轧机(CVC、PC、HCW)。
自由程序轧制、直接轧制、冷却控制。
90年代
前馈AGC;
流量AGC;
机架间测厚、测速
AWC(F机组)高精度力控制
板形板厚解耦控制。
薄板坯连铸连轧、热轧无头轧制、热轧超薄规格在线磨辊、高速钢轧辊。
2000年后
智能厚控系统
轧件头尾曲线优化控制
板形、板凸度、断面轮廓综合控制。
智能轧制技术;
信息处理技术;
薄带钢铸轧。
结构和系数对设定计算都有重要的影响。
(2)热带无头轧制及薄规格轧制技术
年日本川崎制铁公司千叶厂号机组在世界上首次实现热带钢无头轧制,在国际上引起轰动,被认为是近年来热带生产中最为引人注目的技术进步。
无头轧制的通常做法是在精轧机之前把前后两块中间坯头尾焊接在一起,使精轧过程能够无头尾地连续进行。
热带钢无头轧制的关键技术有:
轧件运行中的焊接技术、焊缝周围去毛刺术、确保各环节最小等待时间的高精度轧制节奏控制技术、动态变规格轧制技术、高速剪切、高速卷取技术等。
1.2.25我国热轧带钢生产中存在的问题
我国热轧宽带钢生产存在着已有产能生产结构需要调整的问题。
2007年热轧宽带钢产量中52.2%是中厚板卷,只有15.1%是小于3mm热轧薄板卷。
当然,热连轧机组实际生产中,抓住市场有利可图时机,降低固定成本超设计能力发挥,是必需的。
而在危机发生后,如继续牺牲原设计理念,存在着缩小了市场容量,挤压了先进产能的发挥,打破了市场稳定等问题,结果是先进产能反而难以发挥,低水平产能难以淘汰,实际谁的效益都不好。
企业应生产质量更优、技术含量更高、竞争力水平更强的满足下游用户产业升级和产品升级换代所需的更高的热轧宽带钢产品。
目前,我国有低水平或落后的窄带钢、中宽带、热轧硅钢、叠轧薄板等产能估计约7000万吨,其中部分低水平产能经过改进,可以在专业化、特色化、精品差异化等方面做出特色,还能继续在市场竞争中生存下去,而大部分产能是满足市场数量需求快速增长而建立起来,并不符合科学发展的总体要求。
若能在较短时间淘汰或用先进产能替代,既实现科学发展,又保证了先进产能的市场和能力发挥。
危机中蕴含着机遇,钢铁企业要抓住危机的有利时机,加快调整结构,提高热轧宽带钢产品质量,丰富品种规格,满足下游行业产业升级和产品升级换代提出的新要求,加强与下游用户的战略合作,在支持下游产业调整和振兴规划目标实现的同时,通过与下游用户的合作来促进钢铁产业结构升级,开拓热轧宽带钢市场[3]。
1.4设计要求及技术水平
设计要求是设计一年产330万t的热轧板车间,钢种为普碳钢、优质钢、低合金钢、产品规格为1.0~15.0mm×
750~1600mm。
根据设计的要求,参考国现有的先进热轧带钢的生产线如马钢2250,宝钢2050,宝钢1580等的技术,本设计主要采用连铸坯热装(HCR)
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