年产340万吨热轧带钢800车间工艺设计设计说明

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1、毕业设计说明书设计题目：年产340 万吨热轧带钢 1800 车间工艺设计毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其 他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计） 的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子 版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文

2、 （设 计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。 保密的论文（设计）在解密后适用本规定。作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期：注意事项1. 设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准圭寸面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单 等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译

3、文原文（复印件）。4. 文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不 准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应 符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不 准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它本设计为年产340万吨热轧带钢1800车间工艺设计。本着为汽车板供料的原 则

4、制定了轧制工艺，其中包括汽车大梁钢、船板钢、管线钢，汽车板用钢等，并 以其为出发点，尽量从工艺上使产品做到高质量、高附加值。根据产品规格和设计要求，确定轧机各主要部件的尺寸以及一些必要的工艺参数。本设计经过仔细比较，并结 合现场使用情况，2架可逆粗轧，7架精轧轧机，其中前4架精轧为CVC粗轧两架为CVC 可以按比例凸度轧制，轧制力不必被迫递减，增加粗轧压下量，稳定提供精轧中间坯需 要的凸度，降低中间坯厚度，这对产品的残余应力控制起到了关键作用。对典型产品压 下规程的设计包括压下量的分配、速度制度的确定、温度制度的确定以及力能参数的计 算等。此外，校核轧辊与选择电机。最后，本设计还对车间内的各种

5、消耗和厚度控制等 做了简要介绍。关键词：热轧带钢；汽车板；粗轧CVC板形控制；比例凸度AbstractThis graduate desig n which yearly produces 3.4 milli on tons of hot rolli ng strips product ion is 1800 workshop desig n. To the prin ciple of providing raw materials for car plate steel,we develop a product program in cludi ng automobile big joist

6、 steel, ship plate steel, pipe line steel ,car plate steel and so on, and taking it as the starting point make the products high grade and the high attachme nt value as far as possible. Accordi ng to product specificati ons and desig n requireme nts, we ide ntify the major comp onents of the mill si

7、ze and the necessary parameters.After careful comparison, combining with the use situation in the field we select six CVC mills,including two rough mills and four mills on the first part of the finish rolli ng , which play a key role in the plate shape con trol of the product. The Drafting Schedule

8、Design of the typical product also includes reduction distribution, the speed system, the system of determining the temperature, calculating mechanical parameters and parameters selected. Checking roll and choice electrical are the key problems to normal production.lnorder towork smoothly, the desig

9、n does not allow equipment full-load or overload of work for a long time. In addition, this design also made the brief introductionto every kind of consumption in workshop and thicknesscon trol.Keywords: hot rolling strip steel; two separate reversible rolling mills; CVC plate shape con trol目 录摘要Abs

10、tractV.引言1综 述2.第1章 建厂依据及产品大纲4.1.1建厂依据4.1.2产品大纲4.原料规格选择 4.产品规格4.钢种分类及比例5.规格详细分类表5.热轧带钢用途及发展方向5汽车板用钢介绍 6.设计目的7.第2章 轧机设备比较与选择8.2.1车L钢机数量的选择 8.道次选择9.立辊选择9.粗轧轧机1.0精轧机机组的选择1.1热卷箱的选择14第3章 典型产品的压下规程设计和辊型设计 163.1压下规程设计1.6坯料尺寸1.6粗精轧机组压下量分配16咬入能力校核17确定速度制度 18轧制温度的确定20轧制压力的计算 21计算传动力矩23轧辊辊缝和转速的设定 243.2轧辊辊型设计26第

11、4章 轧制图表与年产量计算 314.1轧制图表.3.1轧制图表的基本形式及其特征 314.2轧钢机的产量计算32轧钢机小时产量 32轧机平均小时产量 33轧钢车间年产量计算.34第5章轧辊强度的校核与电机能力验算 355.1轧辊的强度校核35支撑辊弯曲强度 35工作辊的扭转强度校核 .37工作辊与支撑辊的接触应力校核 385.2电机的校核 41电机负荷图41主电机的功率计算43第6章辅助设备的选择456.1加热炉的选择456.2除鳞设备的选择 456.3剪切设备的选择466.4冷却设备的选择476.5卷取机的选择 4.76.6活套支撑器48第7章轧制工艺过程527.1原料选择和加热52原料选择

12、52力卩热527.2钢的轧制过程 537.2.1 除鳞.5.47.2.2 粗轧547.2.3 精车 L547.3轧后冷却及卷取55第8章热处理工艺568.1热处理工艺.5.68.2热处理的工艺分类578.3热处理的工艺手段57第9章板带精度控制 599.1板带凸度的研究59凸度来源，使用59比例凸度59工作辊热凸度计算模型 .5.99.2厚度控制.6.1结论66参考文献67致谢68在一个国家的国民经济中，钢铁材料一直占据着举足轻重的地位。从煤炭、水电、 石油、化工、到铁路、机械、建材等等部门，都需要有质量优良、品种齐全、数量足够 的钢铁，因此钢铁工业的发展对于国家的现代化建设具有十分重要的意义

13、。自1924年第一台带钢热连轧机投产以来，连轧带钢生产技术得到很大的发展。特别 是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技术的发展，液压传 动、升速轧制、层流冷却、高精度轧制等工艺的利用，热连轧发展更为迅速。但是，随 着我国钢铁工业产能的增加以及资源条件的限制，热轧宽带钢轧机建设的大跨进式发展 在2010年后不可能。总体看，我国钢铁生产的总体产能过剩并具有明显的结构性矛盾， 一是高端钢材产品不能满足国内需求，二是低端长材产品严重过剩。预计以后在热轧宽 带钢轧机领域更多的是生产环节的技术进步和产品的升级。从我国目前板带市场需求情况和生产能力来看，高附加值的热轧带钢生产还是有

14、很 大的利润空间。采用常规板坯连铸、热送热装和直接轧制工艺，可稳定生产以汽车面板 为代表的高档板材品种，除生产工艺成熟、 效率高、产品质量高外，还可缩短工艺流程, 降低生产成本。热轧薄板用途广泛，300mr以下窄带钢主要用于焊管和小五金冲压件，600mm 以上中宽带多供给冷轧板原料，用于家电生产。1.5m左右宽薄带大量供给冷轧作 为原料，用于火车或汽车车厢冲压。高质量厚带卷可生产大口径天燃气的输送焊 接管线。汽车板更是在尺寸、板形、表面光洁度有更高的要求，特别需要有大的 压缩比，保证组织性能的均匀性。我国近年钢铁产量大幅攀升，许多普钢供大于 求，但高端产品显有不足，如汽车板很不能适应汽车工业的

15、飞速发展。薄板散热大，容易温度不均，最初人们使用叠轧薄板，厚度不均，表面质 量差，而且是单张生产，产量极低。热轧带钢时，总是希望保持头尾温度一致， 这就使人们出现采用连轧缩短轧制时间的想法。为此，1924年美国轧钢工程师 首先试验热带连轧机，用人工控制转速，实现活套自由轧制。以后，人工转速 控制又向自动转速控制发展，到 20世纪60年代以前，带钢热连轧机自动化发 展主要集中在调速系统、辊缝调节系统，以后向厚度自动控制系统扩展。第一 套模拟厚度控制系统在1957年投入使用，促使连轧速度和精度提高不少。由于计算机可以设定程序并获取多方面的过程信息，按照事先编排的程序，快速作出判断和选择方案，向多个

16、执行机构发出动作指令。因而，计算机在轧 制过程控制中在线应用开始被人们所期待。美国是实用计算机诞生地，也是尝试在工业领域应用计算机最早的国家。20世纪60年代初，麦克劳思钢铁(MclouthSteel)公司在他们自己的1525mm带 钢热连轧机上开始使用计算机，设定精轧机组的辊缝和速度，大大提高产量和 质量，获得极大成功。中国板带起步于1962年鞍钢半连轧，是由前苏联设计制造，压下为电动压下， 1976年武汉引进新日铁热带连轧新技术，使国人顿开眼界。1986年国家斥资500亿，在上海宝钢建设能生产多种钢材的特大型联合企业，使我国钢铁生产水平有了较大发展。2011年国内生产粗钢70924.08万

17、吨，比上年增加6625.22万吨，增长15.66%, 增幅比2010年回落2.67个百分点，总体呈缓慢增长态势。目前，国际经济严重疲 软，市场需求较少。国内经济建设发展很不平衡，许多地区基建放缓，更多地区 没有足够资金进行建设。造成目前钢铁产量过剩较大，价格偏低，企业利润在盈亏线上挣扎统计表明，截至目前，我国已建 1000mr以上热轧生产线已超过70条，2010 年国内生产能力为19000万吨左右热轧薄板卷原卷（其中8260万吨为冷轧基板供 应量，4000万吨商品量，500万吨用于生产硅钢片），国内需求为13230万吨左右。 表面上看产能过剩5770多万吨。但是以目前来看，薄板坯实际上只能生产

18、普碳钢 板，导致我国继续进口优质宽薄板。因此，建设生产为高档汽车板冷轧供料的热连轧生产线是当务之急。为生产汽车板，必须使用200mr以上厚板坯，也就需要两架可逆粗轧。本设 计采用两架凸度控制的CV（粗轧机，从粗轧就按比例凸度控制板厚，轧制力不必 被迫递减，增加粗轧压下量，也为精轧机提供厚度和凸度稳定的坯料。轧制过程中，轧件边部散热总是较大，造成温度偏低，国外一些先进热带 生产线在粗轧之后的辊道上加装边部加热器，很好的补偿了中间坯边部温度， 只是电加热运行成本很高，国内只有宝钢1810车间安装这种设备。煤气加热方 式还在研究，本设计在辊道边保留加热器安装位置，待技术成熟再行使用。第1章建厂依据及

19、产品大纲1.1建厂依据我国已建立的热连轧生产线已超过70条，设计产品的规格据称最薄达到0.8mm意欲以热轧产品取代冷轧。但目前经济可生产的规格远在1.5mm以上。如一些薄板坯车间，在薄规格生产时故障率高，辊耗大，过渡轧材多，均匀加热难， 板型控制难度大，废品率高。这样按综合成本计算，热轧超薄板与用热轧2.0mm作原料，冷轧生产1.0mm的带钢成本相当，甚至更高，质量还远不如冷轧。本溪传统热轧厂曾经介绍，采用传统轧机，降低精轧入口中间坯的厚度，成 功轧出1.5mm薄带。宝钢2050轧机采用升速轧制也能稳定生产1.5mm薄板，甚至 试轧过1.2m m。其成功关键在于带钢软，中间坯厚度小和中间坯凸度

20、稳定。1.2产品大纲产品大纲是进行车间设计的主要依据，不同规格、不同品种、不同质量决定不同的生产工艺和设备选择水平，即确定轧机形式和组成以及其他各项设备 与水平。因而产品大纲是车间今后组织生产的依据，产品方案一旦确定，不但 规定了车间的类型，同时也规定了车间生产品种的方向，产品大纲的主要内容 包括：A、车间生产的钢种和生产的规模；B、各类产品的品种和规格；C、各类产品的数量和其在总产量中所占的比例等。原料规格选择本设计选定使用占地少加热能力大的步进加热炉，最终确定原料规格为：板坯厚度：220mm板坯宽度：9001600mm板坯长度：10m钢卷重量：30t产品规格带钢厚度：2.018mm带钢宽度

21、：9001600mm钢卷内径：760mm钢卷外径：10001950mm单位宽度卷重：19kg/mm钢种分类及比例表1-1钢种分类及比例钢种C含量比例IF钢CW 0.005%20%管线钢（X70，X80）C , VI Pjs+ 35+ 5.5+ 6. 2EL, %-心丨-2. s-i. gri-帖艰- 0- 030-0.015I01 10-O+56-0.29合金元素对钢板性能及热镀锌镀层的影响：同深冲IF钢一样，按微合金化元素种类的不同，高强度IF钢也分为三类,以Ti-IF、Nb-IF和(Ti+Nb) IF为基的高强度钢。Ti-IF钢虽然对生产工艺参数 的变化不敏感，但力学性能的平面各向异性 (

22、 r值)大；Nb-IF钢的平面各向异 性小，但力学性能对生产工艺参数比较敏感，一般要采用高温卷取。近年来 (Ti+Nb) IF钢引起了人们的重视，其优点是：力学性能对生产工艺不敏感，整卷性能均匀；(2)晶粒细化，降低钢的各向异性；(3)抗二次加工脆性好； 热镀锌合金化时，界面反应均匀，抗粉化性能较好，特别适合热镀锌用基板。设计目的本设计课题是年产340万吨的板带钢生产车间。这是一个大型的轧钢车间， 其投资大，消耗大，生产量大。板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很 大。今后几年市场需求仍然会有较大增长。另外带钢的延伸产品还有一定市场 空间，如装潢用的五金材料，发展十分快，不少五金产品出口到东

23、南亚、欧美 等国际市场，拉动了国内的带钢生产。由于市场对板带钢的需求仍然很大，而 且在近几年不会下降，因此该大型生产车间的建立是可行的。带钢生产技术发展至今已有80多年的历史，现在已经是第四代轧机，板形 控制技术目前也已经发展得较为成熟。在相关技术比较完善的情况下，建立大 型轧钢厂可以节约很多在技术改进上的投资，可以在建成时就采用目前最先进 的技术，还可以借鉴其他车间的生产经验，少走一些弯路，一步到位。综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。第2章轧机设备比较与选择2.1轧钢机数量的选择轧钢机是生产的设备，是完成金属轧制变形的主要设备，并且代表着生产 技术的水平，造价极为昂贵。而且，轧钢机

24、架的选择对车间生产和投资有着非 常大的影响，轧机多投资大，轧机过少，压下大，轧制稳定性差，难于控制。 带钢轧机为平辊轧制，轧制力大，为了能控制良好板型，机架必须有较大的刚 度，轧辊应有较大的抗弯挠度。以往粗轧为二辊轧机，尽管直径较大，但挠度 还是较大，不能满足凸度控制要求。四辊轧机作为粗轧，又有工作辊辊径偏小， 带来新的咬入问题。当选用中薄板坯或薄板坯后，绝对压下量大大减少，这一 问题自然消失，所以现代板带轧机得粗轧与精轧都是四辊轧机。车L钢机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，产品品种和规格，生 产规模的大小以及由此确定的产品生产工艺过程，对轧钢车间设计而言，轧钢 机选择的主要内容是：确

25、定轧钢机的结构形式，主要技术参数，选用轧钢机的 架数以及布置形式。下面比较几种轧制工艺：(1) 常规连轧工艺常规连轧工艺通常是采用 200250mm厚板坯为原料，经过多机架连轧出 1.2525mnd厚成品板带。常规连轧工艺又可分为全连轧工艺、3/4连轧工艺、半连轧工艺和炉卷工艺几种，目前以 3/4连轧和半连轧工艺居多。常规板带轧 制工艺已成熟，基本上实现了计算机在线控制下的高速化、连续化、大型化和 高精度，在控制产品质量上，实现了在线板形、板厚和板宽的自动控制。这种 常规连轧工艺经济规模多在 200400万t/a。其优势是生产规格灵活、适应面 广、高质量、高产量、多品种，但设备投资大。(2)

26、薄板坯连铸+连轧工艺这种工艺在生产周期短、轧线占地少、减少投资，普钢带卷生产成本比常 规工艺更有优势，一直得到世界钢铁界普遍关注，特别是美国的纽柯公司的薄 板坯连铸连轧生产线1989年投产以来，在世界上掀起了采用新工艺热潮，标志 板带生产工艺进入又一崭新阶段，但该工艺吨钢投资比并不少，而且对钢水要 求很高，浇铸钢种有限，本质细晶粒，适合超细晶钢类的产品生产，不适合用 作冷轧的原料。压缩比小，许多钢种、规格受到限制。（3）直接铸轧成成品宽带钢工艺本工艺是由日本金属与德国克虏伯公司联合开发成功的， 1993年在日本新 日铁光厂正式投产。其采用电炉钢水直接铸轧成1.65mm厚）X 8001220mm

27、宽）带钢，代替常规连轧工艺。该工艺已铸轧出 SUS-304不锈钢带及低 碳钢带，用这种工艺生产的带钢既可作为成品销售，据报道可作为冷轧原料。（4）采用常规连铸坯的紧凑式热轧带钢工艺（SCHSM）本设计按照任务书要求，采用 220mn厚连铸坯为原料，生产2.2mm厚度、 卷重30t钢带，它可以生产全部钢种。道次选择为简化连铸生产，前面已经选择单一坯料（厚度 220mm），由产品大纲已 确定的典型厚度（2.2mm），本设计中间坯取 20mm,可得粗轧延伸系数 如 下：粗轧p1.49，F0/Fn =220/20=11粗轧道次nlog log p6.01，确定粗轧道次为6道次。精轧p1.37F0/Fn

28、 =20/2.2=9.09精轧道次nlog7,确定精轧道次为7道。log p立辊选择由于连铸坯宽度不易改动，但产品宽度要求有些不同。为能少量控制坯料宽度，在粗轧之前一般配置立辊轧机 E1进行侧边压下。E1安装在R1粗轧机身前面，配有液压缸，主要用于控制宽度和边部质量加工，主要参数如下宽度压下量：最大50mm（ 25mm边）轧制力：最大300吨轧制速度：最大22r/min主传动电机：2-AC88Kw*0-150r/min成对的水平电机轧辊开口度：最大1600mm最小800mm轧辊调整速度：通过液压缸调整，30mm/s轧辊调整装置：四个液压缸驱动轧辊：最大 764mm最小 680mm辊身长 500

29、mm立辊压下小，延伸极少，主要是边端双鼓形。故延伸计算时不予考虑杜相，匿式凸轧Jit二 44一礬可建疏匹转可it 國理-8fiS3SMbK餐 一觀可JFeehazm-图2.1粗轧机组轧制六道次的典型布置形式粗轧轧机(1) 全连续式全连续式轧机粗轧机由56个机架组成，每架轧制一道，全部为不可逆式, 大都采用交流电机传动。这种轧机产量可高达 400600万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。粗轧机组的利用率不是很高，或者说粗轧机生产能力与精轧机组 不相平衡。(2) 半连续式半连续式轧机有两种形式：图3 (c)粗轧机组由一架不可逆式二

30、辊破鳞机 架和一架可逆式四辊机架组成，主要用于单一生产成卷带钢。由于二辊轧机破 鳞效果差，故现在已经很少采用。图3 (d)粗轧机组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。这样半连续式轧板粗轧阶段道次可灵活调整，设备和投资都较少，故使用 于产量要求不高，品种范围又广的情况。但是经实践证明，这种形式轧出的中 间坯有一定的缺点，不能很好的保证中间坯的厚度和凸度。(3) 3/4连续式为了充分利用粗轧机，同时也为了减少设备和厂房面积，节约投资，而广 泛发展了一种3/4连续式新布置形式，它是在粗轧机组内设置I2架可逆式轧机，把粗轧机由六架缩减为四

31、架。对绝大多数产品，轧机的薄弱环节不是在 粗轧机组，3/4连轧机已能够满足精轧能力的要求。3/4连轧机的可逆式轧机 可以放在第二架，也可以放在第一架，前者优点是大部分铁皮已在前面除去， 使辊面和板面质量好些，但第二架四辊可逆轧机的换辊次数比第一架二辊可逆 式要多二倍。这种形式最大的优点就是后边的两架四辊轧机，这两架轧机很好 的控制了中间坯的参数。使中间坯的厚度，凸度等重要的指标得到了很大的改 观。轧机所需设备少，厂房短，总的建设投资要少5% 6%,生产灵活性也稍 大些，但可逆式机架的操作维修要复杂些，耗电量也大些。对于年产300万t左右规模的带钢厂，采用3/4连轧机一般较为适宜。(4) 两架独

32、立可逆轧机本次设计的形式属于半连续式，粗轧选用二辊和四辊可逆轧机，随着制造轧 机技术的提高，本设计的轧机的作用相当与 3/4连轧中的二辊轧机和四辊轧机， 先对板坯进行大压下，同时控制中间坯的厚度，凸度等。为后边精轧减轻了负担。 有足够的能力轧出板形，凸度要求很高的汽车板用钢。本设计的粗轧机，驱动主要由调速电机，减速机齿轮机座及轧钢机接轴构成。精轧机机组的选择当今新型热带轧机主要有：HC轧机、CVC轧机、PC轧机等。现在介绍 如下：1. HC 轧机(High Crown Control Mill )HC轧机为高性能板形控制轧机的简称，是日立公司研制的一种新型六辊 轧机，它是在普通四辊轧机的基础上

33、增加两个可轴向移动的中间辊其出发点是 为了改善或消除四辊轧机中工作辊和支撑辊之间有害的接触部分。HC轧机利用轧辊轴向串动装置，就能适应带钢宽度变化的要求，使辊身接触长度作相应 的改变。HC轧机的主要特点：1) 具有大的刚度稳定性。2) HC轧机具有很好的控制性。3) HC轧机由于上述特点因而可以显著提高带钢的平直度，可以减少板、 带钢边部变薄及裂边部分的宽度，减少切边损失。4) 压下量由于不受板形限制而可适当提高。2. CVC(Co ntin uously Variable Crow n)轧机CVC的基本原理是：将工作辊辊身沿轴线方向一半削成凸辊型，另一半削 成凹辊型，整个辊身成S型或花瓶式轧

34、辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴 向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形 状而达到所要求的板形。(调节带钢凸度的原理图如下)(a)零凸瀆crown)(tJiECi度(Pcsilive crovrij(c)(Negative crown*图2.2 CVC轧制原理图CVC轧机有很多优点： 板凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能 实现自由轧制，操作方便，投资较少。CVC轧机的缺点是： 轧辊形状复杂、特殊、磨削要求精度高，而且困难， 必须配备专门的磨床；无边部减薄功能，带钢易出现蛇形现象。此外随着轧辊 窜动，热辊型及磨损辊型亦将窜动。3. PC( Paired Cr

35、ossed Mill)轧机PC轧机为轧辊成对交叉轧机，其工作原理是相互平行的上工作辊， 上支承 轴中心线与相互平行的下工作辊，下支承辊轴中心线的交叉成一定角度，这一 角度等同于工作辊凸度。PC轧机的缺点：轧机牌坊加工复杂，开出四个螺母孔，减少轧机立柱刚度。 轴承座由牌坊窗口平面约束变成螺丝端头点接触，在高压高速时稳定性下降。 轧制结构复杂，轴向力大(达到轧制力的8%10%)将使轴承寿命缩短，使维护工作量加大。鉴于以上比较，本设计为：七架四辊精轧机纵向排列，间距为 4.6m； F1 F3为CVC轧机，F1F7均有正弯辊系统。所有机架均设有 AGC系统；工作 辊轴承为四列圆锥滚动；平衡快中安装工作

36、辊平衡缸。支撑辊采用油膜轴承并有静压系统；轧机工作侧工作辊轴承座配有加紧装置，用于保证轧制过程中辊 系的稳定，为了保证轧制线水平，上下支撑辊轴承座上（下部）装有调整垫进 行补偿。F1F7装有ORG系统用于工作辊表面的磨削；轧机进出口安装有上 下导板及卫板；为保证带钢平稳输送F7轧机出口安装有机架辊。轧机出口侧均安装冷却水管，工艺润滑装在进口上下刮水板架上，除尘喷水安装在每个机 架的出口侧。精轧机组：型式：七架，四辊不可逆式带钢连轧机组板形控制方式：CVC轧机+工作辊弯辊+工作辊窜辊轧辊尺寸：工作辊：（F1F3） 850/765mm （直径）x 1800mm （辊身长度）（F4 F7）760/6

37、85mm （直径）x 1800mm （辊身长度）材质：咼铬合金铸铁肖氏硬度：HS70-75支撑辊：1600/1440mm （直径）x 1800mm （辊身长度）材质：锻钢肖氏硬度：HS6571轧制力：F1F7 40000kN开口度：50mm （最大辊径时）工作辊窜辊行程：土 150mm工作辊弯辊：1500kN （ F1F7）主电机：F1 AC9500 kW x 150/340 r/mi nF2 AC9500 kW x 150/340 r/mi nF3 AC9500 kW x 150/340 r/mi nF4 AC8500 kW x 300/650 r/minF5 AC8500 kW x 300

38、/650 r/minF6 AC8500 kW x 300/650 r/minF7 AC8500 kW x 300/650 r/minAGC液压缸：机架F1-F7AGC液压缸：2套/机架AGC 力：19.6MN(2000t/液压缸)液压缸内径X有效行程及压力：1000mm x 265mm 最大30.9MPa(315kg/cm2)液压缸速度：约3mm/s传感器：磁尺(2套/液压缸)热卷箱的选择热卷箱技术可以解决热连轧带钢生产线上中间坯头尾温差过大导致成品带 钢全长机械性能不均和厚度不一致的问题，并且可以缩短辊道而节约大量的投 资。在热连轧带钢生产线上采用热卷箱技术是目前世界范围内实现短流程轧制工

39、艺的一种投资少、起点高、见效快的最佳方案。本次设计的热卷箱其主要工艺参数如下表：表2-1热卷箱基本工艺参数带坯厚带坯宽度带卷重量单位宽度入口带坯带卷带卷外径卷取速反开卷度卷重温度内径度取速度/mm/ mm/t/kg mm 1/ C/mm/mm/m s 11/m s20-30900-16005.5 -27900-11001601250-19500-2.5热卷箱设备组成如下：(1) 入口和出口侧导板。用于对中进出热卷箱带坯的头部和尾部，防止带 坯跑偏。(2) 进口导槽。由1个顶部入口导板，1个顶槽导板和2个入口导辊组成。当 进口导槽枢轴上升时，其接受R轧机运来的带坯头部并将其引入热卷箱内进行 卷取

40、。当枢轴下降时，带坯以直通方式进入精轧机组。(3) 弯曲辊。由2个上弯曲辊和1个下弯曲辊构成。通过对其辊缝调节，形 成不同厚度带坯的曲率和钢卷内径。(4) 卷取站。由成型辊、1#托卷辊和2个侧导板构成。1#托卷辊经翻转臂翻 转得到提升，与成型辊一起为带坯提供一个套状空间，使带坯形成卷形。 经过弯 曲辊作用后的弯曲板坯，进入套状空间且自身缠绕形成带卷。(5) 开卷站。由起落臂(位置调整)、插入臂(压力调整)、2#托卷辊、移送臂及侧导板构成(6) 夹送辊。位于开卷站之后切头飞剪之前。热卷箱反开卷后带坯经其平 整后，通过切头飞剪送入精轧机组轧制。热卷箱的主要优点详细如下：(1) 减小中间坯温降，均匀

41、带坯头尾温差热卷箱对中间坯有明显保温作用， 中间坯温降速度由原来的17C/s减少到0.06C/s。若热卷箱不投入运行，成品 厚度越薄，中间坯的头尾温差越大。(2) 改善除鳞效果，提高产品质量热卷箱在卷取和反开卷过程中，可使粗 轧阶段产生的二次氧化铁皮得以疏松，大块氧化铁皮从带坯表面脱落，实际上， 采用热卷箱可以起到机械除鳞作用，显著增强了精轧机组前除鳞箱的使用效果。(3) 节约能源，降低生产成本采用热卷箱后，减少了中间坯热量的散失，且使带坯头尾温度均匀，出炉温度由通常的1250C可降至11501200C，降低煤气消耗3%5%。采用热卷箱后，精轧机组的轧制能耗显著降低，可实现等温恒速轧制。(4)

42、 节约工程投资。缩短工艺流程采用热卷箱后，可缩短粗轧机组与精轧 机组间距4070m,节约工程投资0.5%3.0%，尤其适合于旧有热轧生产线的 改造。(5) 延长事故处理时间，提高成材率热卷箱可起到缓冲作用，延长精轧及卷板后部工序事故处理时间，降低了中间废品率。实践证明，中间坯在热卷箱中放置35min即可进行正常轧制；放置58min，切去外层几圈后仍可进行轧制。采用热卷箱，中间坯头尾温差减小，切头切尾量减少，综合成材率可提高 0.2% 0.5%。图2.3热卷箱结构示意图1支撑辊；2托辊；3弯曲辊；4推杆第3章典型产品的压下规程设计和辊型设计3.1压下规程设计通常在板带生产中指定压下规程的方法和步

43、骤：（1）在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，这包括直接分 配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量，分配率及确定各道次能耗负 荷分配比等各种方法；（2）制定速度制度，计算轧制时间并确定各道次轧制温度；（3）计算轧制力、轧制力矩及总传动力矩；（4）校验轧辊等部件的强度和电机功率；（5） 按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。坯料尺寸本设计为热轧带钢生产线，坯料规格如下：板坯厚度：220mm板坯宽度：9001600mm板坯长度：10m粗精轧机组压下量分配（1）粗轧机的压下量分配的基本原则根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变 形量及各道次

44、压下量，其基本原则是：1）由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好、厚度较大，故应尽量利用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精轧机组之间的轧制节奏 和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的7080%粗轧机组道次最大压下量主要受轧辊强度的限制。2）为保证精轧机组的终轧温度应尽可能提高粗轧机组轧出的带坯温度。因 此一方面应尽可能提高开轧温度，另一方面尽可能减少粗轧道次和提高粗轧速 度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。3）为简化精轧机组的调整，粗轧机组轧出的板厚的范围应尽可能小，并且不同厚度的数目也应尽可能减少（2）精轧机的压下量分配的基本原则精轧机逐架压下量的分配规律为：F1可

45、以留有余量，即考虑到带坯厚度的可 能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低、变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形，厚度精度及性 能质量，最后一架的压下量一般在1015M右。精轧机的总压下量一般占全部 的1030%此外，也要参考现场生产的资料数据。（3）压下量的计算粗轧机组各道次压下量如下表3-1粗轧机组各道次压下量轧制道次R1R2R3R4R5R6相对压下率（）22.932.440.040.029.026.0压下量（h/mm）55604225117出口厚度（H/mm）165105

46、63382720精轧机组各道次压下量如下表3-2精轧机组各道次压下卜量轧制道次F1F2F3F4F5F6F7相对压下率（）3536.236.128.321.016.712.0压下量（h/mm）74.731.50.80.50.2出口厚度（H/mm）138.35.33.83.02.52.2咬入能力校核热轧带钢时候咬入角一般为15度到22度，低速咬入时候可以取 20度.按maxD（1 C0S）公式，仅校验粗轧第二架为a咬入角18.2度。咬入没有问题确定速度制度由于板坯较长，为操作方便，根据经验资料，第一道速度可取1.5m/s,由于粗轧6个道次，轧制以后道次时轧件的延长很大，这样温降很大，所以适当 加大

47、轧制速度。2）粗轧延续时间由于板坯较长，为操作方便，可采用梯形速度图n r/ms采用梯形速度图时，纯轧时间tZH为：tzH%nyndnp2 2 2 2160L nd ny nd npabndD2a2b式中：ny、np、nd 分别为咬入转速、抛出转速和最大转速，rpm/s； L该道轧制后轧件长度，mm;D工作辊直径，mm；a b分别为加速度和减速度，rpm/ s2表3-3粗轧轧制时间道次轧后厚度压下量轧制速度轧后长度轧制时间220mmh（粗轧）mmm/sms1165551.513.338.89210560220.9510.48363422.534.9213.9743825357.8919.305

48、27113.581.4823.2862074110.0027.50时间间隔取3s,两架粗轧机的距离为 75m,第三四道次之间的时间为(75-34.92)/5=5.0,轧制时间为 3*4+5.0+8.89+10.48+13.97+19.30+23.28+27.50=120.42s(3)精轧速度制度的确定确定精轧速度制度包括：末架的穿带速度和最大轧制速度；计算各架速度及调速范围；选择加减速度等。本设计把终轧速度设定为25m/so其他各架轧制速度的确定：当精轧机末架轧制速度确定后，根据连轧条件一秒流量相等的原则，根据各架轧机出口速度和前滑值求出各架轧制速度。即由h1V1 h2V2hnVn C (1)

49、速度的计算：已预设末架出口速度为25m/s由经验向前依次减小以保持微张力轧制(依据经验设前一架出口速度为后一架入口速度的98%依据秒流量相等得：Vh7 Vh7 h7/ H7 25 2.2/2.5 22m/s (2)Vh6 0.98VH7 0.98 22 21.5m/s. (3)根据以上公式可依次计算得：表3-4精轧速度制度道次F1F2F3F4F5F6F7VH ( m/s)2.33.76.09.613.817.922.0Vh(m/s)3.65.89.413.517.521.525.0(4) 精轧机组轧制延续时间精轧机组间机架间距为4.5米，各道次纯轧时间为Tzh=(220mnX 12m)/(2.

50、2mmx 25m/s)=48s间隙时间分别为 t12=4.5/3.6=1.27s ；23=4.5/5.8=0.79s ; 134=4.5/9.4=0.48s ;145=4.5/13.5=0.34s ; 156=4.5/17.5=0.26s ; 167=4.5/21.5=0.21s。则精轧总延续时间为:Tzhtj 51.4s (4)轧制温度的确定(1)粗轧温度的确定为了确定各道次轧制温度，必须求出逐道次的温度降。高温轧制时轧件温度 降可以按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量可大致与变形功所转化 的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温降在热轧板带时可按下式计算：七12吟盘4(5)式中Z辐射时

51、间即该道次轧制延续时间人前一道的绝对温度h前一道的轧出厚度由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全考虑，确定各道次温度降时以 尾部为准。根据板坯加热温度定为1200C，出炉温度降取为1180C,粗轧前高压 水除磷温度降为20 C,故确定开轧温度为1160C,带入公式依次得各道次轧制温 度：表3-5粗轧温度道次R1R2R3R4R5R6T (C)115811541143113411091061(2)精轧机组温度确定粗轧完得中间板坯经过一段中间辊道进入热卷取箱，再经过飞剪、除鳞机后，才进入精轧取中间辊道和热卷箱温降为 30C,高压水除鳞温降30C,所以 进精轧的温度为：T仁1061-60=1001

52、T，大约1000C。(totn)hn h。 hn(6)式中：to h 0精轧前轧件的温度与厚度t n h n精轧后轧件的温度与厚度本设计取终轧温度为850r，带入数据可得精轧机组轧制温度:表3-6精轧机组轧制温度道次F1F2F3F4F5F6F7T/C990974949921895870850轧制压力的计算(1)粗轧段轧制力计算粗轧段轧制力根据公式：P Blp计算A 、求各道次的变形抗力：变形抗力由各道次的变形速度、变形程度、变形温度共同决定。变形速度按下式计算：-2v. h/R/(H h) (7)式中：R、v轧辊半径及线速度。把参数带入得：表3-7 轧制参数参数R1R2R3R4R5R6F1F2

53、F3F4F5F6F7V1.52.02.53.03.54.03.65.89.413.517.521.525m/sT/C115811541143113411091061990974949921895870850 /%22.932.4404029383536.236.236.12116.712H/mm22016510563382720138.35.33.832.5h/mm16510563382720138.35.33.832.52.2s6772798596120142166180192215181173/MpaB、计算各道的平均单位压力：根据经验数据可取应力状态影响系数n=0.75+0.25l/h，

54、其中h为变形区轧件平均厚度，l为变形区长度，单位压力大时(20X 107)应考虑轧辊弹性压扁的影响，因为粗轧时变形抗力不会超过这一值，故可不计算压扁影响，此时变形区长度l . R h。则平均单位压力为：-lp 1.15 s(0.75 0.25)h(8)将数据带入公式可得到各道次轧制力。表3-8粗轧轧制力道次R1R2R3R4R5R6轧制力152381698618331175651642515819(KN)(2)精轧段轧制力的计算目前普遍公认的最适合于热轧带钢轧制力模型的理论公式：SIMIS公式:P BQpLcKKt (9)式中：P轧制力N;B 轧件宽度mmQ p考虑接触弧上摩擦力造成应力状态的影响系数；Lc考虑压扁后的轧辊与轧件接触弧的水平投影长度mmK决定金属材料化学成分以及变形的物理条件变形温度、变形速度及变形程度的金属变形阻力 K=1.15 s, Mp；kt 前后张力对轧制力的影响系数；由以上公式可知平均单位压力：p QpKKt1、计算Qp时用西姆斯公式的简化公式克林特里公式志田茂公式Qp 0.75 0.27 鼻 (10)H m式中:Hm