年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计本科设计共65页.docx
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年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计本科设计共65页
本科毕业设计
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
题目:
单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。
让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。
这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。
年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计
死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。
其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。
相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。
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
Abstract
Thisisagraduationdesignspecificationabouthotcontinualrollingofthesheetandstripsteelswhoseproductionis4milliontonsperyear.Thedesignatedproductsisdeepdrawinghotrollingplateandstripsteel,it'sspecificationis5.0*1250*L.
Thisdesignfirstintroducedthehotstripproductiontechnologystatusandthehotrolleddeepdrawingprocessstandards,Designedtoimproveproductivityandreduceproductioncosts,reducelaborintensityandimproveproductqualityandoveralleconomicefficiencyofthedesignprinciples.Useofexistingtechnicalinformation,theworkshopprocesstodeterminetheproductdesignprogram,processandcomputercontrolsystems,andmajorequipmentselection.Useofmathematicalmodelsrelatedtothespecifiedproductprocessdesign,designelementsincludingmaterialselection,deformationsystem,speedsystem,temperaturesystemandroller-typesystemtodetermine.Accordingtothedesignresults,thepreparationofrollingcharts,computingcapacity,androllintensityofmotorabilityofcheckingandchecking.Theresultsshowthattheworkshopproductionofsmooth,calculatedandspecifiedproducttechnologystrengthpropertiesofallequipmenttomeettherequirements,theactualoutputoftheaccountingoutputtomeetthedesignrequirements。
Keywords:
hotcontinualrollingstrip,workshopprocessdesign,processcalculation,strengthcheck
2产品方案的确定5
1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0.28~2.0mm,宽750~1000mm,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1500~2000mm的热轧薄钢板,也可生产厚2~4mm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400~500℃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。
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
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15~20m/s,甚至高达30m/s以上,卷重达45t以上,产品厚度扩大到0.8~25mm,年产可达300~600万吨。
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,最好小到10~20mm,则一出连铸机便可进行热卷取(见带卷箱保温),然后成卷保温输送至精轧机组轧制成材,这样其经济效益将更为显著。
为此,MDH公司开发的薄板坯连续铸轧技术可以铸轧出厚度在15mm以下的适于热卷取的板卷。
该项技术的主要特点不仅在于采用直弧式结晶器,还在于连铸的同时可进行连续铸轧减薄。
该公司于1987年9月在杜伊斯堡-胡金根的曼内斯曼钢厂经改造后的超低压头板坯连铸机上试验该项技术成功后,连续铸轧出了各类钢种、不同规格的薄板坯。
试验生产结果表明,此项薄板坯连铸技术与最佳轧制工艺相配合,不但降低了投资与生产成本,而且使产品质量性能也大为改善,并可由连铸机直接生产合格的成品厚板。
1.2指定产品
1.2.1同类产品
本次毕业设计的指定产品是深冲用热轧板带钢,产品尺寸是5.0×1250×L,牌号是WY08AlA,这是属于低碳铝镇静钢冷轧薄板,是汽车制造业的主要材料,同类的产品有武钢的WY08Al、鞍钢的08Al和K08Al等薄板,在国内应用非常广泛。
1.2.2产品标准
该产品的标准使武标(热)1-78和GB5213-85,其中武钢的具体标准见表1.1。
表1.1指定产品的执行标准
牌号
WY08A1A
产品标准GB5213-85、武技规(热)1-78
规格(mm)
1.5~6.0*650~1550*C
加
热
加热
温度
(℃)
1200±30
加热
质量
同坯温差(℃)
水管黑印(℃)
≤50
≤35
轧制及卷取
粗
轧
除
鳞
VSB
R1
R2入口侧
R2出口侧
R3
R4
精
轧
除
鳞
1#
2#
3#
奇道次
偶道次
奇道次
偶道次
ON
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
温度(℃)
FT7:
860±30CT:
570±30(08A1)
550±30(08A1A)
冷却方式
后段冷却
厚度控制
在轧制时,两台X-测厚仪同时在线工作,如果两台测厚仪之间的误差大于0.06mm时应及时处理
精整
凸度
楔形
(mm)
≤0.07
宽度(mm)
凸度(mm)
浪
高
(mm)
≤40
<1200
≤0.08
≥1200
≤0.10
1.2.3用途
该产品的用途主要是用于制造汽车板、家电和建筑行业。
言__________________________________________________________________________________________________________________
2产品方案的确定
2.1原料来源
本设计所有产品的原料均采用连铸坯,并且以热装热送的方式将连铸坯送到车间的坯料库。
在热状态下,合格的连铸坯经过描号后用吊车吊上保温车,每个保温车有一个保温罩,以保持坯料的温度。
流程图如下为
图2.1轧制流程图
2.2主要成品规格
(1)热轧带卷为厚度为1.2~12.7mm;宽度为500~1550mm;内径为760mm;外径为1000~2000mm;重量为最大30000kg;单位宽度重量为19.6kg/mm。
(2)成品板材为厚度为1.2~12.7mm;宽度为620~1550mm;长度为2000~12000mm;包装重量为最大10000kg。
2.3板坯尺寸和技术条件
2.3.1板坯尺寸
本设计所需板坯的主要技术指标见下表2.1。
表2.1板坯的主要技术指标
规格
坯型
材质
厚度(mm)
170、210、250
连铸坯
低合金钢
宽度(mm)
700~1600(50近级)
连铸坯
长度(mm)
4000~4800/8000~10000
单倍尺/双倍尺
尺寸(mm)
210*1350*9500
标准板坯
2.3.2板坯技术条件
普通碳素钢和低合金钢
(1)尺寸及重量公差为厚度为±5mm;宽度为±5mm;长度为±30mm;弯曲度为长坯50mm以下,短坯25mm以下;重量为±100kg。
(2)表面质量为板坯表面全部要经过火焰清理,之后进行检查并且要人工补充清理所有缺陷。
(3)标号为板坯的一个断面及该段上表面标记板坯号码,包括为厂名、炉号、年号、熔炼号、罐号、连铸坯区别号、顺序号、切断号。
2.4钢种、钢号以及相应标准
表2.2钢种、钢号及相应标准
钢种
钢号
技术标准
屈服应力
优质碳素钢(沸)
08F
GB710-88
<375N/mm2
优质碳素钢(镇)
08、08AI
GB711-88
普碳钢(沸)
Q195F
GB912-89
普碳钢(镇)
Q195
GB3274-88
优质碳钢(镇)
10、15、20
GB710-88GB711-88
375~512N/mm2
普碳钢(镇)
Q195、Q215、Q235
GB912-89
普碳钢(沸)
Q195F、Q215F、Q235F
GB3274-88
普通低合金钢
16Mn
GB912-89
512~641N/mm2
Q245
GB3274-88
汽车大梁钢
T52L、T52
武标(热)2-87
本设计中产品的厚度范围是2.0~12.7mm。
2.5产量及金属平衡
2.5.1金属平衡表
表2.3金属平衡表
序号
机组名称
板坯
成品率
热轧钢卷
成品
1
1700热轧带钢轧机
4046435
97.5
3925041
2
1、2号横剪机组
93.0
805037
748684
3
3号横剪机组
93.0
562265
522906
4
平整分卷机组
98.0
797887
781929
5
纵剪机组
92.0
264647
243475
6
1700冷连轧机
1615335
1615337
合计
4046435
3925041
3902331
2.5.2板坯需求量
年需板坯量为4046435吨。
3轧机的组成和布置
3.1确定轧机组成的原则
轧机的选择主要的依据是生产的钢材品种、生产的规模的大小以及由此确定的工艺过程。
在本设计中,轧机的选择主要是确定轧机的结构形式、主要参数以及它们的布置形式。
选择轧机时一般要考虑以下原则为
(1)在满足产品方案的前提下,使轧机组成合理,布置紧凑;
(2)有较高的生产率和设备利用系数;
(3)有利于机械化、自动化的实现,有助于工人劳动条件的改善;
(4)保证获得高质量的产品;
(5)轧机结构形式先进合理、制造容易、操作简单、维修方便;
(6)各种备件更换容易,易于实现标准化;
(7)有良好的技术经济条件。
3.2车间布置形式
轧钢车间布置形式可以分为以下几种为顺列式、往复并列式以及分列式。
其中顺列布置形式的特点是运输线路短,布置紧凑,仓库可以共用,节约厂房面积,并且有利于今后的发展。
当厂房长度受到限制而成品车间又少时,则采用往复并列式布置。
至于分列式布置形式往往是车间改造后被迫形成的,一般不采用这种布置形式。
所以,本设计的车间布置形式采用顺列式车间布置。
3.3加热炉的选择
在选定轧机的形式为高产热连轧带钢轧机后,就要选择与其配备的加热炉了。
现在的加热炉主要有以下两种为步进式加热炉和推钢式加热炉。
它们各有优缺点,见下表3.1。
表3.1步进式加热炉和推钢加热炉的比较
项目
步进式加热炉
推钢式加热炉
加热方式
上下加热
上部加热
加热质量
用步进梁托送,活动量和固定量交替接触钢坯,黑印大大减少,加热质量好
用推钢机顶推,钢坯沿炉底轨道滑动,钢坯与轨道接触处黑印十分严重
加热条件
板坯多面加热,缩短了加热时间
板坯单面加热
钢坯尺寸
用于加热大型板坯、方坯,由于固定梁的限制,不适用于加热短坯
适用于加热各种坯料
单位燃料消耗
高
低
冷却水量
多
少
炉内钢坯变形情况
厚度小的钢坯容易弯曲
钢坯不容易弯曲
炉子基础深度
深
浅
环保节能
好
差
从上表可以看出,选择步进梁式加热炉无论从产量考虑还是从环保节能方面考虑,都优于推钢式加热炉。
所以,本设计加热炉采用步进梁式加热炉。
加热炉各供热段使用的燃料及供热能力见表3.2。
表3.2加热炉各供热段使用的燃料及供热能力
段
供热型式
燃料
数量
热量(千卡/小时)
总热(千卡/小时)
1
2
3
4
5
6
1
轴向供热
重油
6
360×
2160×
2
侧向供热
重油
6
480×
2880×
3
轴向供热
重油
6
300×
1800×
4
侧向供热
重油
8
300×
2400×
5
轴向供热
重油
6
215×
1290×
6
侧向供热
重油
8
215×
1720×
7
炉顶供热
(3号炉为反向供热)
混合煤气
(重油混合煤气)
24
(7)
45×
(150×
)
1080×
1050×
8
侧向供热
重油、混合煤气
8
180×
(215×
)
1440×
1720×
总计
147740×
15020×
3.4粗轧机布置
根据提高产量和板卷重量大型化的要求,轧机的布置由初始的半连续式一度变化为大型全连续式。
然而由于节约设备给用、节约能耗等方面的需要,现在使用的最为广泛的还是结合两者之长的3/4连续式。
但是,本设计在选择轧机的布置形式时还需综合考虑各种布置形式的优缺点。
3.4.1半连续式
(a)
(b)
图3.1半连续式粗轧机布置
半连续式有两种布置形式:
图3.1(a)中粗轧机由一架不可逆式二辊破鳞机架和一架可逆式四辊机架组成,主要用于生产成卷带钢。
由于二辊轧机破鳞效果差,故现在已很少采用。
图3.1(b)中粗轧机是由两架可逆式轧机组成,主要用于复合半连续轧机,设有中厚板加工线设备,既生产板卷,又生产中厚板。
轧机布置虽然设备少,投资节省,产品范围广,但是产量小,不适于大规模的生产。
3.4.2全连续式
图3.2全连续式粗轧机布置
全连续式轧机粗轧机由5~6个机架组成,如图3.2(a)所示,每架轧制一道,全部为不可逆式,大多采用交流电机传动。
这种轧机产量可高达400~600万t/年,适合于大批量单一品种生产,操作简单,维护方便,但设备多,投资大,轧制流程线或厂房长度增大。
为了减少粗轧机架,有的连续式轧机第一架或第二架设计成下辊可以利用斜契自由升降,借以实现空载返回再轧一道,以减少轧机的数目,可称为空载返回连续式轧机,如图3.2(b)所示。
对一般连续轧机,空载返回再轧的操做方法只是当其它粗轧机发生故障或损坏时才用。
全连续式轧机的粗轧机每架只轧一道,轧制时间往往要比精轧机组的时间少得多,亦即粗轧机的利用率并不很高,或者说粗轧机生产能力与精轧机不相平衡。
这种轧机布置形式虽然产量大,但是粗轧机架数目比较多,投资大,而且厂房面积大,轧制线很长,坯料头尾温差很大。
3.4.33/4连续式
图3.33/4连续式粗轧机布置
3/4连续式轧机更加充分的利用了粗轧机的生产能力,减少了设备和厂房面积,生产灵活性也要大些,但可逆式轧机的操作维修要复杂些,耗电量也要大些,总的说来可节约5%~6%的投资。
对大多数产品,3/4连轧机已完全能满足精轧的要求了。
这种轧机布置形式的特点是,轧制线短,将第三、第四机架连轧设计后,还可以进一步缩短轧制线的长度,从而最低限度地减少轧件的温降,降低头尾温差。
一般而言,对于300万吨左右的带钢厂,采用3/4连续式轧机较为合适。
所以,本设计轧机的布置形式采用3/4连续式。
3.5精轧机布置
考虑到产量的要求以及厂房面积和温度控制要求,本设计精轧机采用升速连轧式。
布置图如下图3.4所示。
图3.4精轧机布置
3.6整个车间轧制线简图
从前面的分析可以得出整个车间轧制线简图如图3.5所示为
图3.5车间轧制线
图中,由于中间辊道和冷却辊道很长,所以用虚线表示。
4工艺过程的描述
热轧带钢的基本生产工艺过程如下为
图4.1热轧带钢生产工艺过程
4.1板坯管理及准备
4.1.1板坯储存
经过火焰清理后的合格板坯,由连铸厂用火车运来。
在每
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