产万吨热轧带钢设计方案.docx
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产万吨热轧带钢设计方案
学号:
200906040106
HEBEIUNITEDUNIVERSITY
毕业设计说明书
GRADUATEDESIGN
设计题目:
年产280万吨1780热轧带钢车间设计
学生姓名:
张志芳
专业班级:
09成型1班
学院:
冶金与能源学院
指导教师:
杨海丽教授
2013年05月28日
摘要
板带材生产的技术水平不仅是冶金工业生产发展水平的重要标志,也反映了一个国家工业与科学技术发展的水平。
建设现代化的热轧宽带钢轧机要满足现代工业对热轧板品种质量的要求。
而最终产品的质量首先取决于连铸胚的质量,其次取决于轧钢工艺的设计,如轧机的刚度、轧机的布置形式等等。
所以工艺设计是否合理不仅关系到产量,还关系到最终产品的质量。
基于以上考虑,本次设计结合本钢1700mm、唐钢1700mm、莱钢1500mm、宝钢1580mm、鞍钢1780mm、梅钢1422mm热轧生产线设计了280万吨1780mm常规热连轧生产线,在此设计中详细的介绍了加热、粗轧、热卷取、精轧、冷却、卷取等一系列过程。
其中精轧机选取7架大断面牌坊和高吨位轧制力轧机,采用工作辊正弯辊(WRB)技术、CVC轧机和厚度自动控制(AGC)等技术来控制板型和提高厚度精度。
另外为提高轧件温度,减少头尾温差,节约轧制能耗,降低工程投资,在精轧前采用保温罩。
设计中涉及的技术参数大部分取自现场的经验数值,用到的部分公式也是用来自于实际的经验公式。
关键词常规热连轧;保温罩;层流冷却;液压AGC系统
Abstract
Thelevelofhotstripproductiontechniqueisnotonlyanimportantmarkingofthemetallurgyindustryproducedevelopment,butalsoreflectthelevelofthenationalindustryandsciencetechnique.Toconstructamodernhotwiderollingmillweshouldmeetthequalityrequestofmodernindustrytohotstripspecies.Thequalityofthefinalproductfirstlyreliesonthequalityofcontinuouscastingslab.whatismore,itdependsonthedesignoftherolling,forexamplethearrangementandthestiffnessofthemill.Sowetherthedesignisreasonableisnotonlyrelatetothequantitybutalsorelatetothequality.
Basedontheabovepremise,thisdesigncombineTangsteel1450,Bensteel1700,Baosteel1580andAnsteel1780hotrollingproductionlinetodesign2.8milliontontraditionalhotcontinuousrollingworkshop.Inthispaperitintroducedtheheatfurnace,theroughrollingindetail,theheatbox,thefinishrolling,thelaminarcooling,thecurlandsoon.Amongthem,Thefinishingmillstillselectedthebigcrosssectionmemorialarchandthehightonnagerollingstand,andchoseCVCmill,workrollbendtechniqueandautomaticgaugecontroltocontrolstripshapeandthickness.Moreover,inordertoraisethetemperatureofrollingmetalandreducethedifferencetemperaturebetweenthetailandtheheadofrollingmetal,Iestablishahotcurlboxbetweentheroughrollingandthefinishingrolling.Thecoefficientinthisdesignandpartsofformulascomefromactualexperience.
Keywordsconventionalcontinuousrolling,heatbox,laminarcooling,automaticgaugecontrol
第1章绪论
1.1热轧板带钢的发展历史
1.1.1热轧板带钢的发展史
热轧板带钢轧机的发展已有70多年历史,汽车工业、建筑工业、交通运输业等的发展,使得热轧及冷轧薄钢板的需求量不断增加,从而促使热轧板带钢轧机的建设获得了迅速和稳定的发展。
从提高生产率和产品尺寸精度、节能技术、提高成材率和板形质量、节约建设投资、减少轧制线长度实现紧凑化轧机布置到热连轧机和连铸机的直接连接布置,热轧板带钢生产技术经历了不同的发展时期[1]。
1960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。
1969年至1974年在日本和欧洲新建的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0.8~1.2mm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[2]。
1.1.2我国热轧板带钢生产的发展史
我国热连轧带钢的发展大致可以划分为三个阶段[3]:
第一阶段为初期发展阶段,以解决企业的有无为主要目的,这个时期热轧板带钢轧机建设职能依靠国家投入,建设水平和技术设备参差不齐。
1989年投产的宝钢2050mm轧机代表了当时国际先进水平,采用了一系列先进的热连轧生产技术,但这个时期投产的二手设备则是国外五、六十年代的设备,整体技术水平相对落后,虽然在安装过程中进行了局部改造,但整体技术水平提高有限。
1980年投产的本钢1700mm生产线和1992年投产的攀钢1450mm生产线均采用国产轧机,其轧机整体水平不高,产品与国际水平差距较大,但这几套轧机在满足国民经济建设需求的同时也培养出了一批技术人才。
20世纪90年代以后是第二阶段,这是全面提高技术水平,新技术、新设备的引进阶段。
各大企业均以引进国外先进技术为主,如1999年投产的鞍钢1780mm轧机,1996年投产的宝钢1580mm轧机。
这一阶段的轧机除常规轧机所采用的先进技术外,还采用了连铸机和轧制线直接连接的布置形式,此外PC板形控制系统,强力弯辊系统,在线磨辊技术,中间辊道保温技术,带坯边部感应加热技术,精轧全液压压下及AGC技术都得到了广泛应用。
珠钢1500mm薄板坯生产线、邯钢1900mm薄板坯生产线、包钢1750mm薄板坯生产线的引进,使我国拥有了新一代热连轧带钢生产技术。
近几年开始的第三阶段是以提高效益、调整产品结构,满足市场需求和提高企业竞争能力为主的发展阶段。
由于近些年国家经济的快速发展,对钢材需求量不断增加,各个企业或引进或采用国产技术,或建设传统连轧生产线,或建设薄板坯连铸连轧生产线,同时也对原有生产线进行全面的技术改造,使其达到现代化水平。
目前,我国热连轧生产已摆脱落后状态,并已处于世界先进水平行列[4]。
1.2热轧轧技术的发展现状及趋势
1.2.1热轧板带钢的发展现状
现代热连轧技术的技术发展主要集中在板形、厚度精度、温度与性能的精准控制、表面质量控制等方面,例如强力弯辊(WRB)系统、工作辊窜辊(HCW、CVC)和对辊交叉(PC)技术、工作辊的精细冷却、高精度数学模型的不断改进等。
在热轧带钢轧机布置形式的发展方面,总结起来,主要有以下几种形式[5]:
典型的传统热带钢连轧机组,这种机组通常是2架粗轧机,7架精轧机,2台地下卷取机,年总产量350~550万吨,生产线的总长度400~500m,有一些新建的机组装备了定宽压力机(SP)。
这类轧机采用的铸坯厚度通常为200~250mm,特点是产量高,自动化程度高,轧制速度高(20m/s以上),产品性能好。
紧凑型的热连轧机,通常机组的组成为1架粗轧机,1台中间热卷箱,5~6架精轧机,1~2台地下卷取机,生产线长度约300m,年产量200~300万吨。
采用的铸坯厚度200mm左右,投资比较少,生产比较灵活,由于使用热卷箱温度条件较好,可以不用升速轧制(轧制速度14m/s左右)。
新型的炉卷轧机机组,通常采用1台粗轧机,1台炉卷轧机,1~2台地下卷取机,产量约100万吨,其中有的生产线可以生产中板也可以生产热轧板卷,主要用于不锈钢生产,投资较小,生产灵活,适合多品种。
热轧带钢的另一生产形式是薄板坯连铸连轧,按结晶器的形式不同,分别有多种形式,如SMS开发的CSP、DANIELY开发的H2FRL等,由薄板坯铸机、加热炉和轧机组成,刚性连接,铸坯厚50~90mm,产量120~200万吨,轧机的布置形式有粗轧加精轧为2+5布置,1+6布置,也有7架精轧机组成的生产线。
薄板坯连铸连轧的特点是生产周期短、产品强度高、温度与性能均匀性好,但是表面质量、洁净度控制方面比传统厚板坯的难度大。
国外发展的无头(半无头)轧制技术,日本是在传统的粗轧机后设立热卷箱,飞焊机,把中间坯前一坯的尾部和下一坯的头部焊接在一起,进入精轧机组时形成无头的带钢进行轧制,在卷取机前再由飞剪剪断,该生产线可以20m/s的速度轧制生产0.8~1.3mm厚的带钢。
德国发展的是半无头轧制技术,他们利用薄板坯连铸连轧的生产线,铸造较长的铸坯进人精轧,并且轧后进行剪切,在精轧机组中形成有限的无头连轧。
这种生产线的特点是适合于稳定生产薄规格的带钢,减少了薄规格带钢生产中的轧废和工具损失。
欧洲还在开发基于薄板坯连铸连轧技术的无头轧制技术,通过进一步提高铸坯的拉速,使连轧机和连铸机的速度得到匹配,实现真正的连铸连轧。
薄带直接连铸并轧制的技术,钢水在2个辊中铸成5~6mm的带钢,经过1架或2架轧机进行小变形的轧制和平整,生产出热带钢卷。
1.2
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