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1700热轧生产线的设计.doc
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1700热轧生产线的设计.doc
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i
摘 要
板带材生产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。最终产品的质量取决于连铸坯的质量,传统厚度的板坯连铸工艺
明显优于薄板坯连铸工艺。薄板坯连铸连轧更适于生产中低档板材品种,在薄规格产
品生产方面具有明显优势。为了满足高质量和高性能板材要求,采用厚板坯常规连轧
生产方式更合理。
基于这些考虑,本次设计结合唐钢 1700mm、本钢 1700mm、宝钢 1580mm、鞍
钢 1780mm 热轧生产线设计了 200 万吨的 1700mm 常规热连轧生产线。在此设计中详
细地介绍了加热、粗轧、热卷取、精轧、冷却、卷取等一系列过程。
其中精轧机选用六架大断面牌坊和高吨位轧制力轧机,采用 HC 轧机、CVC 轧机、
工作辊正弯辊(WRB)技术和厚度自动控制(AGC)等技术来控制板型和厚度。另
外,为提高轧件温度,减少头尾温差,在精轧前采用无芯轴隔热屏热卷箱。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来自于实际的经验公
式。
关键词: 常规热连轧;热卷箱;层流冷却;厚度自动控制
ii
ABSTRACT
The hot strip production technique level not only is a important marking of the
metallurgy industry produce development level, but also reflect a level of the national
industry and science technique.The new modernizational hot wide rolling mills should
satisfy the request of modern industry to hot strip species quality.The quality of end
product is by all means decided by quality of continous casting slab. The continous casting
slab of traditional thickness is obviously better than thin slab continous casting and rolling.
Thin slab continous casting and rolling is suitable to produce medium low file time plank
material species and have obvious advantage at the thin specification product.For
satisfying the request of obtaining the high quality and high performance strip, thick slab
continous casting produce method is considered more reasonable.
Based on the above premise, this design combine Tang steel 1700 ,Ben steel 1700, Bao
steel 1580 and An steel 1780 hot rolling production line to design 2.0 million ton
traditional hot continuous rolling workshop. In this paper it is detailly introduced the heat
furnace, the rough rolling, the hot curl, the finish rolling, the laminar cooling, the curl and
so on.
Among them, The finishing mill still selected the big cross section memorial arch and
the high tonnage rolling stand, and choosed HC mill,CVCmill,work roll bend technique
and automatic gauge control to control strip shape and thickness. Moreover, in order to
raise the temperature of rolling metal and reduce the difference temperature between tail
and head of rolling metal,I establish a hot curl box between the rough rolling and the
finishing rolling. The coefficient in this design and parts of formulas come from actual
experience.
Key words: convensional continuous rolling , the laminar cooling, automatic gauge
control
- -
1
引 言
板带产品的技术要求具体体现为产品的标准,包括四个方面:(1)尺寸精度高。
板带钢一般厚度小、宽度大,厚度的微小波动将引起使用性能和金属消耗的巨大变化,
板带必须具备高精度尺寸。(2)无板形缺陷。板带越薄,对板形不均的敏感性越大。(3)
保证表面质量。板带表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和氧化
铁皮压入。(4)具备优良性能。板带钢的性能要求主要包括机械性能、工艺性能和某
些钢板的特殊物理或化学性能。
目前传统热轧宽带钢轧机采用的特色技术有:
(1)连铸坯热装和直接热装。该技术要求炼钢和连铸机稳定生产无缺陷板坯;热
轧车间最好和连铸机直接连接,以缩短传送时间;在输送辊道上加设保温罩及在板坯
库中设保温坑;板坯库中要具有相应的热防护措施。
(2)板坯定宽压力机。可连续进行板坯侧压,运行时间短,效率高,板坯温降小,
侧压后板坯头尾形状好,狗骨断面小,板坯减宽侧压有效率达90 %以上。
(3)粗轧机短行程控制和宽度自动控制。经立辊宽度压下及水平辊厚度压下后 ,
板坯头尾部将发生失宽现象。根据其失宽曲线采用与该曲线对称的反函数曲线 , 使
立辊轧机的辊缝在轧制过程中不断变化。这样轧出的板坯再经水平辊轧制后 , 头尾
部失宽量减少。
(4)中间坯保温技术和边部感应加热技术。中间坯长度可达80~90m,进精轧机轧
制过程中为减少带坯头尾温差,设置保温罩是简单有效的技术。精轧机组前的带坯边
部电感应加热器是针对轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢特殊品种设置的。
从我国目前板带市场需求情况和生产能力来看,热轧板的生产能力大大高于冷轧
能力。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。选择这种工艺方案,热轧板品种质量定位很高,品种齐全,尤其是生产超深
冲钢、高强度钢、奥氏体不锈钢、高钢级管线钢等时适宜采用厚板坯常规热连轧工艺。
但由于连铸和热连轧生产线的投资比例一般约为连铸20%, 轧机80%,热连轧机是
决定规模和投资的主要因素。从生产规模看, 要充分发挥热连轧机的生产能力, 必须
配备足够生产能力的辅助设备和确保连铸坯的质量和供应量。采用连铸、炼钢、轧钢
生产计划的计算机一体化管理系统,以保证物流匹配,使投资效益最大化。
- -
2
1 文献综述
1.1 热轧板带钢发展历史
1.1.1 热轧板带钢生产的发展史
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。
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 0.8~1.2 mm 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。
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,大体经历了三个阶段:
第一阶段,以大企业为主,以解决企业有无为主要目的的初期发展阶段。这个
时期热轧板带钢轧机建设只能靠国家投入,由于资金、技术等限制,轧机水平参差
不齐。1989 投产的宝钢 2050mm 轧机代表了当时国际先进水平,采用了一系列最
先进的热连轧生产技术。但是,这个时期投产的二手设备则是国外五六十年代的
装备 ( 1994 年投产的太钢 1549mm 轧机、梅钢 1422mm 轧机) ,整体技术水平相
对落后,在安装过程中进行了局部改造 ,但整体技术水平提高有限。还有两套国
产轧机投产: 1980 年投产的本钢 1700mm 轧机和 1992 年投产的攀钢 1450mm
轧机,这两套轧机的整体水平不高,产品与国际水平差距较大。但在当时条件下,
- -
3
这几套轧机满足了国民经济建设的需要,同时培养了一大批技术人才。
第二阶段,全面提高技术水平,瞄准世界最高、最新技术,全面引进阶段。20
世纪 90 年代以后,各大企业均以引进国外最先进技术为主。如 1999 年投产的鞍
钢 1780mm 轧机、1996 年投产的宝钢 1580mm 轧机 ,是世界传统热连轧带钢轧
机最先进水平的代表,除通常现代化轧机采用的先进技术以外,还采用了轧线与
连铸机直接连接的布置形式,板坯定宽压力机, PC 板形控制系统,强力弯辊系统,
轧辊在线研磨,中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术,轧机全部采用交流
同步电机和 GTO 电源变换器及 4 级计算机控制,精轧机采用了全液压压下及
AGC 技术。国内还引进了三套薄板坯连铸连轧生产线,即 1999 年投产的珠钢
1500mm 薄板坯生产线、邯钢 1900mm 薄板坯生产线和 2001 年投产的包钢
1750mm 薄板坯生产线,这些生产线是当时世界最先进的薄板坯生产线。这些生
产线的引进使我国拥有了新一代热连轧带钢生产技术。
第三阶段,这个阶段是近几年开始的,是以提高效益、调整品种结构、满足市
场需要和提高企业竞争能力为目的的发展阶段。由于近年国家经济快速发展,对
钢材需求不断增加,因此除国营大中型企业外,中小型企业,甚至民营企业都把生
产宽带钢作为今后发展的重点,或引进或采用国产技术,或建设传统热连轧宽带
钢轧机或建设薄板坯连铸连轧生产线。同时,这个阶段对引进的二手轧机和原技
术较落后的国产轧机进行了全面技术改造,使其达到了现代化水平。国外刚出现
的半无头轧制技术、铁素体加工技术、高强度冷却技术、新型卷取机等,在一些
轧机上也已应用。目前我国热连轧技术装备已完全摆脱落后状态,并已处于世界
先进水平之列。
1.2 热连轧技术的发展现状
1.2.1 带钢生产技术的进步
最近十几年,热连轧技术有了很大的进步,在热轧带钢轧机布置形式的发展
方面,总结起来,主要有六种形式:
1.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 t ,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(20 m/ s 以上),产品性能好。
2.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
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yanyunabcd
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