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1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 77 页University of Science and Technology Liaoning毕业设计课题名称： 热轧带钢车间工艺设计及 氧化铁皮的分析测定 学 院： 材料与冶金学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 2008-4 学生姓名： 谢帝青 指导教师： 李胜利 2012年6月 辽宁科技大学毕业设计任务书课题名称热轧带钢车间工艺设计及氧化铁皮的分析测定课题类别设计类论文类课题来源生产实际 科研实际社会实际其它来源一、毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段实践安排、应完成的主要工作等1.设计要求：1）完成热轧带钢车间设计平面图图纸一张（零号）2
2、）车间设计说明书一份3）“氧化铁皮的分析测定”专题一篇2. 设计参数：年产量：典型产品：SUS304 3.0mm1000mm3. 各阶段主要工作安排： 第13周：毕业实习，上交实习日记和报告；查资料，看书、看资料，复习所学过的相 关专业知识，完成文献综述。第4周：设计车间的生产计划，制定产品方案，确定坯料。第56周：车间主要设备及其参数确定。第7周：典型产品的加热制度、速度制度的制定。第8周：典型产品压下制度的制定。第910周：轧机强度校核和机组能力的校核。 第1112周：查阅相关书籍、中英文期刊文献并制定实验方案，完成实验和收集论文 数据，撰写了“氧化铁皮的分析测定”的专题。第13周：绘制车
3、间平面图。第14周：撰写并修改毕业设计说明书。第15周：设计说明书、车间平面图定稿、打印。第16周：准备答辩指导教师(签字)：年 月 日院长(系主任)(签字)：年 月 日摘 要板带钢是钢铁产品的主要产品之一，广泛地应用于工业、农业、建筑业以及交通运输业。热轧板带在国民经济发展中起到了巨大的推动作用。热轧板带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。本车间参考宝钢1780生产线，典型产品为：SUS304，3.0 mm1000mm。主要设备有三台步进式加热炉，一台粗轧除鳞机，一架四辊可逆粗轧机，七机架四辊精轧机组(4架CVC轧机和3架PC轧机)，三台卷取机，及各种附属设备。以典
4、型产品为例，制定了工艺流程和压下制度、速度制度、温度制度等，并校核了轧机生产能力，绘制了一张车间平面图。在专题中详细论述了加热温度和加热时间对氧化铁皮厚度形成的影响，同时还介绍了氧化铁皮的成分、性质和种类。关键词：热轧带钢；轧制工艺制度；轧辊强度；电机能力；不锈钢Abstract Strip is one of the main steel products and it is widely used in industry, agriculture, construction and transpotation. It plays an important role in the devel
5、opment of national economy. The production of hot strip has been used in the most concentrated high-tech application of steel rolling industry.Refering to the 1780 Hot Rolling Strip Steel Plant of BaoSteel, the designed plant has an typical product of SUS304, 3.0 mm1000 mm. The maojor facilities inc
6、lude: three walking beam furnaces, one descaling machine for rough rolling, one 4-roll reversing blooming mill , one 7-stand and 4-roll finishing mill group (4 Continuously Variable Crown rolling mills and 3 Pair Cross rolling mills), three coilers, and appurtenances. For the typical product, the pr
7、ocess flow diagram, depressing systerm, velocity system, temperature system, and crown systerm, etc. are determined. Furthermore, the production capacity of the rolling mill is checked, and a plane figure for this workshop is drafted. In the chapter of special topic. Discusses in detail the impact o
8、f heating temperature and heating time on the thickness of the oxide scale formation in the topic, it also introduced the composition of the oxide scale, nature and the general category.Key words: Hot strip；Rolling technology system；Roller strength；Dynamo ability；Stainless steel目录1 综 述11.1 热轧板带钢生产状况
9、11.1.1 热轧宽带钢生产状况11.1.2 热轧窄带钢生产状况31.2 热轧带钢市场前景和需求概况31.2.1 热轧宽带钢市场前景31.2.2 热轧窄带钢市场需求41.3 今后热轧板带钢的发展趋势41.3.1 热轧宽带钢发展方向41.3.2 热轧窄带钢发展方向51.4 本设计的目的和意义51.5 不锈钢的种类和一般特性61.5.1不锈钢的分类61.5.2不锈钢典型用途及表面状态72 坯料的选择及坯料清理92.1 坯料的选择92.2 坯料规格尺寸的选定102.3 坯料检查及清理113 设计车间主要设备及其参数133.1 板加区域133.2 粗轧区域163.3 精轧区域203.4 精轧轧后设备用
10、参数224 轧钢机械设备选择274.1轧钢机的选择274.1.1 轧钢机选择原则274.1.2 轧钢机架数目及布置的确定284.1.3 本设计的轧钢设备284.2 辅助设备的选择294.2.1 加热区设备选择304.2.2 高压水除磷设备304.2.3 保温装置314.2.4 剪切设备的选择314.2.5 层流冷却设备314.2.6 卷取设备325 工艺制度的制定335.1加热制度335.1.1加热时间355.1.2 加热温度355.1.3 加热速度365.2 压下制度365.2.1 粗轧压下规程375.2.2 精轧压下规程405.3 速度制度415.3.1 粗轧速度制度415.3.2 精轧速
11、度制度425.4 轧机工作图表475.4温度制度485.4.1 粗轧温度制度485.4.2 精轧温度制度496 轧制力与轧制力矩计算506.1 轧制力计算506.1.1 计算公式506.1.2 轧制力矩的计算516.1.3 粗轧与精轧的轧制力和轧制力矩517 设备能力参数校核527.1 咬入角校核527.2 轧辊强度校核537.2.1 参数计算547.2.2 轧辊强度校核567.3 电机功率校核648专题部分66致 谢76参考文献77附录781 综 述1.1 热轧板带钢生产状况 热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以
12、上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低1。1.1.1 热轧宽带钢生产状况国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:热带钢无头轧制技术2。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的8001提高到1 0001，并能应用润滑轧
13、制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP (Compact Strip Process)、在线热带钢生产工艺ISP (In-Line Strip Production)、灵活式薄板坯轧制工艺FTSR (Flexible Thin Slab Rolling)和连铸直接轧制工艺CONROLL等10余种类型。德国SMS公司开发的CSP工艺已成功地轧制出厚度为0.8mm的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联(VAI)开发的CONROLL工艺也成功地生产出厚度0.9mm1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车
14、的外露部件；美国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达百余条，生产能力5107t/年3。铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产， Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。铸轧薄带钢的CASTRIP工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发， 2003为纽柯公司成功建设了世
15、界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点4。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢50万t。该铸轧机采用的钢包容量为110t，铸轧机双辊直径为500mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为80m/min，出口带钢厚度为0.7mm2.0mm，宽度为1 000mm2 000mm。国内热轧宽带钢生产概况如下:传统的热带轧机。以宝钢2050mm热轧带钢轧机为例，宝钢2050mm热轧厂于1989年8月3日投产，热轧机组设计年产量为400万t。到2000年底已
16、累计生产4446万t热轧带钢。1999年产量达到510万t，超过设计产量25%， 2000年达到520万t。主要产品有普碳钢、优质碳素钢、低合金钢、深冲用钢、造船用钢、螺旋焊管用钢等钢卷和钢板。2050mm热轧机组为3/4连续式轧机。全厂的主要设备有: 4架粗轧机、7架精轧机， 3台全液压卷取机，及5条精整作业线。设备总重60915t。设备由德国西马克德马格财团总承包，12年来，设备运行稳定。在产量大幅度上升的同时，机组的生产综合指标与产品精度也在不断提高，高强度、高难度极限规格产品不断增加，薄规格产品比例成倍提高。尤其最近，2.00mm以下薄规格产品占产量的17%，比1992年5月达产时的4
17、.98%和设计规定的6%高3倍5。把薄规格产品作为主要生产目标，采用最佳卷取温度，对加热温度、轧制负荷分配、轧制速度进行优化，对各精轧机架目标凸度进行合理分配，轧出符合标准的厚度为1.6mm的集装箱用耐大气腐蚀板，解决了集装箱钢板长期依赖进口的局面，2002年又试轧成功厚1.2mm的热轧薄带钢。薄板坯连铸连轧。自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的2050和1580热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷，也能生产少量厚1
18、.0mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引进第一条CSP薄板坯连铸连轧线(1450mm)，之后相继建成投产邯钢1450mm、包钢1700mm、攀钢、唐钢1800mmFTSR机组马钢1800mmCSP机组、华菱1800mmCSP一期工程和上钢一厂的1780热连轧机组， 本钢1880mmCSP连铸连轧热轧生产线设计产能280万吨，莱钢1450热连轧机组设计产能200万吨，沙钢1700mm热连轧生产线设计产能450万吨。鞍钢2150mmCSP机组设计产能450万吨。据统计，2007年国内预计将有12条热轧生产线投产，设计总产能为3700万吨，其中设计产能在300万吨以上的大型热轧生产线有5条
19、，分别是安钢1780机组380万吨，马钢2250机组500万吨，宝钢1880机组370万吨，天铁1780机组380万吨，北台1780机组400万吨；其余7条热轧产线设计产能均在200万以上，它们是日照钢厂1580机组200万吨，唐山国丰1480机组200万吨，迁安轧一厂1250机组200万吨，武钢1580机组280万吨，山西海鑫1500机组220万吨，宁波建龙1780机组250万吨。预计到2007年底我国热轧总产能将达到1.4亿吨。铁素体区轧制生产工艺。珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区
20、轧制能力。1.1.2 热轧窄带钢生产状况 目前，国外窄带钢的发展呈停滞状态，产量和质量均不高，对窄带钢的需求多采用将宽带纵切的办法，成本偏高。国内共有50多套热轧窄带钢轧机，其中全连续式轧机2套， 3/4连轧机14套，半连轧15套，其余为跟踪式、横列式、行星式等，年总生产能力9106t。但生产工艺和设备水平普遍较落后，其中15家国有企业的大部分仍采用老式布局的3/4连轧生产线。按产品的宽度可分为两类，一类为145mm240mm，多采用连铸坯一火成材，如宣钢带钢厂等；另一类为210mm305mm，使用初轧坯两火成材，如包钢、莱芜带钢厂等。优化改造后唐钢窄带钢生产线采用自产165mm165mm、1
21、65mm225mm、165mm280mm三种规格的连铸坯，能够生产最宽达355mm、最薄为1.8mm的窄带产品。1996年无锡市新大薄带钢有限公司在国内率先建成了年产6104t的350mm热轧薄窄带钢生产线，采用了合理的工艺、设备，选用了先进的控制系统，从而解决了板形、板厚控制与活套角度控制等一系列难题，成功地生产出厚度为1.0mm1.5mm、宽度为130mm200mm的薄规格窄带钢，并用于薄壁焊管生产6。鞍钢公司轧钢总厂一条中型型钢生产线经改造，形成了年产1105t的350mm半连轧窄带钢生产线，目前已能生产厚度为1.2mm2.0mm的高强度合金钢和不锈钢等难轧窄带钢产品。1.2 热轧带钢市
22、场前景和需求概况1.2.1 热轧宽带钢市场前景 对30多家国外钢铁企业的产品调查表明:作为最终产品使用的厚度大于2mm的热轧带钢的需求量正在下降，1995年为48%，2005年将下降至42%，而厚度小于2mm的热轧薄带需求量日益增加，从正在进行和准备进行的深加工线和冷轧机组方面的投资也可看出这种趋势7。2005年，厚0.8mm1.2mm热轧薄带需求量增加将大于1%，厚1.2mm2.0mm热轧薄带需求量增加将大于7%。到2007年，预测全世界超薄热轧带钢的市场需求将超过1.9107t。就国内市场而言， 1998年全国共消耗热轧薄板2.9107t，为填补国内板带材的供需缺口，1998年进口热轧薄板
23、约7.8106t，占当年钢材进口总量的64.1%。可见，国内热轧薄板的市场空间巨大，特别是对2.0mm以下超薄热轧带钢的需求尤其旺盛8。1.2.2 热轧窄带钢市场需求 国内外热轧窄带钢市场需求大体相同，厚度大于25mm的产品基本饱和，厚度小于20mm的热带却供不应求。我国宽带轧机虽然已经具有一定规模，但是我国的轻工、建筑行业等需要大量的薄规格窄带钢，主要用于生产薄壁焊接钢管、轻钢龙骨等，此外热轧窄带钢还要给冷轧窄带钢轧机及特殊用途的钢带轧机等提供原料，因而目前我国热轧窄带钢仍然不会为宽带钢所替代。据资料统计，我国煤气管年产量已经超过3106t，这也是窄带钢的一个大市场。近几年热轧窄带钢的生产量
24、几乎翻了一番，生产和在建的轧机达到近百套，全部投产后预计总能力将超过1800万吨。1.3 今后热轧板带钢的发展趋势1.3.1 热轧宽带钢发展方向 热轧板宽带钢以深冲钢板、耐腐蚀高强度热轧钢板、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板为发展目标。由于将采用无头轧制技术、薄板坯连铸连轧工艺、控制冷却技术等轧制工艺生产热轧薄带钢，因此可以较好地控制热轧带钢的组织和性能。在冷却技术方面，以温度预测模型为基础，采用细分的冷却箱和缓慢冷却装置，开发高精度的冷却系统，对钢材的组织和性能进行控制。 从超薄热轧带钢的市场需求和生产现状可看出“以热代冷”的钢铁市场走向决定了超薄热
25、轧带钢生产总体趋势是供不应求，同时也表明了超薄热轧带钢将成为热轧宽带钢的另一个发展方向。可以预见，采用无头轧制和低温轧制工艺将是薄板坯连铸直接轧制生产超薄带钢的主要发展方向。1.3.2 热轧窄带钢发展方向 增大带钢产品的优质比，调整产品结构，开拓热轧窄带钢产品应用新领域。目前热轧窄带钢生产厂在提高质量、降低消耗、降低成本、扩大品种的前提下，将小家电、小五金、家具、自行车零件等深加工企业所需多层次优质碳素结构钢、优质低合金钢、高锰钢、不锈钢等高质量带钢作为主导产品，彻底改变只以焊管为主要供货方向的局面，建设新热轧窄带钢生产线，所轧产品规格处于宽带轧机产品的下限之外，从而可以代替部分冷轧产品。如用
26、厚度小于1.5mm的热轧窄带钢替代冷轧带钢，可以减少冷轧轧程，大幅度降低生产成本，提高轧机的效率。向薄、宽、厚方向发展。生产薄规格带钢，可满足薄壁焊管厂提高成材率、降低生产成本的需要；生产宽规格带钢，占领热轧中宽带钢(宽度一般大于500mm的产品空间；生产厚规格带钢，开发轻钢结构。轻钢结构用来制作工业厂房、办公大楼、体育场馆、商业超市、仓库等，目前广泛使用宽200mm350mm、厚6mm30mm、长3m12m中板及板卷，热窄带钢比中板便宜600元/t700元/t，如能用窄带钢代替中板，将使整个钢结构工程成本有较大幅度下降9。1.4 本设计的目的和意义本设计热轧板带钢车间工艺设计。产品规格为：3
27、1000mm。典型钢种为SUS304不锈钢。带钢是有一个比较特殊的钢铁产品，其直供比例非常高，40%以上直接进入厂家，目前带钢有时也作为冷弯型钢的坯料，广泛用于制造小五金、自行车车架、轮圈、弹簧片、锯条等。通过对近五年的统计，可看出带钢消费正以一个较快的速度发展。在国内外带钢生产逐渐减少的情况下，我国作为一个发展中国家，对带钢的需求不断增加，虽然受汽车等产业规模的限制，但五金产品国内外需求量都较大。同时我国现在基础建设规模很大，对焊管、型材的需求也相应增加，带钢的需求仍保持较高水平。 本课题设计的是不锈钢板带钢生产车间。这是一个大型的轧钢车间，其投资大，消耗大，生产量大。而不锈钢已具备建筑材料
28、所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。1.5 不锈钢的种类和一般特性1.5.1不锈钢的分类不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。1、铁素体不锈钢：含铬12%30%。其耐
29、蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等10。 2、 奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18N
30、i9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至10501150，然后水冷，以获得单相奥氏体组织10。3、 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。有些钢还含有Mo、Cu、S
31、i、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢10。4、 马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。 马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回
32、火处理后使用的11。生活中常见的不锈钢种类：奥氏体：201、201L、202、204、301 、302 、303 、303se 、304 、304L 、304N1 、304N2 、304LN 、305 、309S 、310S 、316 、316L 、316N 、316J1 、316J1L 、317 、317L 、317J1 、321 、347 、XM7 、XM15J1 、329J1铁素体：405 、410、410L 、430 、430F 、434 、447J1 、403马氏体：410 、405 、416 、410J1 、420J1 、420J2 、420F 、431 、440A 、440B 、
33、440C 、440F 、630 、631 、6321.5.2不锈钢典型用途及表面状态大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。 然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。 在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，
34、304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。 现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为双相不锈钢已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。 产品形状 实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。正如后
35、面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，也可进行拉丝等，以满足设计人员对外观的各种要求。保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染12。2 坯料的选择及坯料清理2.1 坯料的选择大部分热轧板卷用的坯料是碳的质量分数在0.4%以下的普通碳素钢、优质碳素钢、低合金高强度钢。特殊原料有高碳钢、合金钢、不锈钢、硅钢等。热轧板卷按用途分有汽车用、建筑用、造船用、管线用、工
36、业用、机械用等产品。钢的化学成份主要根据各种标准机加工和用途等条件决定，也有的按表面质量的要求调整化学成分。热轧用坯料使用是板坯。板坯有粗轧坯和连铸板坯，其性能对比见表2.1。连铸板坯虽然受批量、材质等限制，但是具有单重大、成材率高、生产周期短、材质均匀、节能、节省人力等优点。因此连铸板坯构成比在急剧的增加。20世纪80年代末板坯连铸比已超过90%。随着技术的发展，连铸生产受批量和材质限制等问题已基本得到解决，故最近热带钢轧机的原料均使用连铸板坯，粗轧坯已趋淘汰。粗轧坯和连铸板坯比较见表2.1，考虑冶金工厂将来的发展方向，依照本车间设计的要求和产品规格所以选用连铸坯比较合适。表2.1 粗轧坯和
37、连铸板坯比较项目粗轧板坯连铸板坯备注工序经铸锭脱模后需要由均热炉和粗轧机轧制省略粗轧工序减少1/2以上的厂房，板坯生产时间提前1224h操作通过改变粗轧程序可以块为单位组织生产由于实行变宽，每个批量单位可取作1流单位连铸有在线调宽，热轧自由程序轧制机械化省力化在铸锭作业的机械化和节约人力方面存在极限与传统铸锭作业相比，在相当程度上实现了机械化机，节约人力节能与连铸相比，因需均热，需要消耗多余的热能有利于直接轧制连铸的能耗约为粗轧的1/2成才率半镇静钢为92%93%；镇静钢为85%连铸约为98%钢种无极限生产沸腾钢困难可用准沸腾钢代替质量（1）不同部位偏析不同，（2）钢锭头部的缩孔，下部大型夹杂
38、物是问题。（3）板坯易出现翘曲。（1）质量均匀； （2）会出现在1/4后的表层处残留大型夹杂物的问题，（3）板坯较少出现翘曲。2.2 坯料规格尺寸的选定设计要求成品尺寸：31000mm（1）板坯宽度板坯宽度由钢卷宽度决定，板坯宽度和钢卷宽度的关系与粗轧机组的调宽能力相对应。同一板坯宽度可轧钢卷宽度标准范围在20世纪50年代因变化小而视板坯与钢卷等宽。20世纪7080年代采用了带孔型的强力立辊，其宽度标准范围一般大于钢卷宽100150mm，轧制线上采用了定宽压力机后一次最大侧压量可达350mm，其宽度标准范围一般大于钢卷宽200mm，最大300mm。（2）板坯长度板坯长度主要由单位宽度质量和板坯
39、厚度决定。20世纪50年代因热轧带钢轧机无升速轧制，为保持带钢头尾温差，带钢不能过长，此时的板坯长度一般为5500mm左右。20世纪60年代热轧带钢轧机升速轧制，70年代为提高产量、提高成材率而追求高轧速、大坯重、大单位宽度卷中，板坯设计长度达14500mm。（3）板坯单重板坯单重取决于板坯尺寸，设计板坯最大质量时已建的多数热带钢轧即是按板坯最大宽度设计的。但最大宽度的产品在产品方案中所占的比例很小。现代热轧带钢轧机为减小板坯质量、降低设备费用，确定最大批重时选择经济合理的坯宽，一般不采用最大宽度。我国宝钢和鞍钢现代化热带钢轧机单位卷重为24kg/mm左右，最大采卷重达30吨。本设计典型产品选
40、择的坯料的规格如表2.2以及坯料的成品表如表2.3。表2.2 宝钢1780生产线不锈钢板坯规格 项目板坯厚度 mm板坯长度（长）m成品宽度mm成品厚度mm最大单重ton板坯长度（短）m1780150、180、2008-13.6750-16001.2-19304.8-6.5 表2.3坯料及成品尺寸表项目厚度 mm宽度mm钢种坯料尺寸18010500Cr18Ni9成品尺寸2.810000Cr18Ni9本设计典型产品选择的坯料如表2.4。表2.4典型产品选择的坯料合金牌号产品规格（mm）选取坯料规格（mm）重量（t）0Cr18Ni93.0100018010501100016.52.3 坯料检查及清理
41、由连铸车间及粗轧车间运来的板坯被送到热轧板库入口时，经操作工核对后，按材质、宽度进行堆放，一个炉子的板坯应尽量分散到各跨区堆放，以便减轻吊车的作业负荷。并且按照最佳化的轧制计划，把板坯按指定的顺序装到上料辊道上，然后装入加热炉。板坯清理工作为便于管理一般都在连铸车间进行，也有的将清洗设备安装在热轧板坯库内。被送至板坯库的板坯分为冷板坯和热板坯。由加热炉加热到目标温度后进行轧制。有效地采用了利用热连铸坯（HCR），坯温一般为600左右，大幅度的节省能源。在热轧工序采用可缩短加热时间的直接热装工艺DHCR，坯温一般为800左右。或采用直接轧制技术，此技术是将炼钢和热轧两个各自独立的工序连续化，因此
42、，需要解决这俩个工序间的温度、小时产量、工艺参数的匹配和质量，保证全过程管理及平面布置最佳化等一系列技术问题。目前，世界上先进的常规热带钢轧机热装比已超过90%。（1）板坯清理热轧宽带钢轧机需上工序供给合格板坯，板坯的清理主要是采用火焰清理方式，也有用砂轮清理的。火焰清理有三种方式：热板坯机械火焰清理、冷板坯机械火焰清理及手动火焰清理。热板坯机械火焰清理装置安装在粗轧机连铸的精整线上，冷板坯机械火焰清理装置及手动火焰清理安装在连铸或粗轧车间。本车间不锈钢材用砂轮清理方法。（2）板坯检查板坯表面状况检查，传统上都是由人工在切割前后，用肉眼进行直观检查，然而为了提高检查精度，开发了热表面缺陷检测装
43、置。板坯的热表面缺陷检测装置有使用探头线圈的涡流探伤装置和利用自发光或照明光的光学探伤装置。本车间的不锈钢需要对微细的表面缺陷进行检测时，采用冷板坯侵透探伤试验的方法进行检测。3 设计车间主要设备及其参数 板坯在加热炉内加热到设定的板坯出炉温度后，按照轧制节奏的要求，用出钢机将板坯依次托出、放到加热炉出炉辊道上。出炉板坯经辊道输送到高压水除磷箱，用高压水清除板坯表面氧化铁皮。然后，板坯进入粗轧机进行往复轧制。经过粗轧后，板坯通过热卷箱（根据不同的钢种，中间坯也可直接通过热卷箱）卷取，然后经飞剪、切除头尾后进入精轧除磷箱，由高压水（不锈钢用蒸汽）清除再生氧化铁皮。然后经精轧机前立辊轧机进入精轧机
44、组轧制。中间坯经过7机架精轧机组后轧制成1.2mm12.7mm 的带钢。由精轧机轧出的带钢经输出辊道上的层流冷却装置冷却后，由三组卷辊式全液压卷取机形成钢卷，经钢卷小车、运输链进入钢卷库堆放。车间有此来进行主要设备和参数的确定。3.1 板加区域运输板坯质量 Max=30t表3.1 板坯称重辊道的技术参数型式单独传动辊子尺寸mm4001780辊距mm1200辊子数 /个14辊道长mm15600马达/kw12速比7.8辊道速度m/s01.5联轴器齿形表3.2 连接辊道中间辊道参数型式单独传动辊子尺寸mm4001780辊距mm1200/1100辊子数 /个810辊道长mm770010000马达/kw
45、15速比7.8辊道速度m/s01.42联轴器齿形表3.3装钢机参数板坯规格厚度mm150、180、200、230、250辊子尺寸mm4001780碳钢宽度mm7501650不锈钢宽度mm7501600长坯长度/短坯长度mm800013600/48006500重量Max=30t装炉温度直接热装750；部分不锈钢温装200300；冷装20 装钢臂数量6根型式电动表3.4炉底机械的技术参数型式分段全液压传动滚轮斜台面式最大平移负荷1750t最大提升负荷1968t平移行程580mm升降高度200mm步进周期：55S表3.5 加热炉主要参数项目名称参数值炉子有效尺寸/mmmm4105011700板坯出炉温度/1250加热炉额定小时产量/th-1250（标准板坯）炉底强度/kg（m2h-1）636燃料种类及低发热值/kJm-1混合煤气，7524单位热耗/KJkg-11505 (冷装额定产量时
