武钢产万吨热连轧带钢车间工艺设计样本.doc
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1、本科毕业设计题目:年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计摘 要本说明书描述是年产量400万吨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现实状况和深冲用热轧卷工艺标准、用途等。设计以提升生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、提升产品质量及综合经济效益为设计标准。利用现有技术资料,确定了车间工艺设计产品方案、工艺步骤和计算机控制系统,并对关键设备进行选型。利用相关数学模型对指定产品进行工艺设计,设计内容包含原料选择、变形制度、速度制度、温度制度及辊型制度确实定。依据设计结果,编制轧制图表,计算生产能力,并对轧辊强度进行验算和
2、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全部设备强度性能符合要求,实际产量核实满足设计产量要求。关键词: 热连轧带钢; 车间工艺设计; 工艺计算; 强度校核Abstract This is a graduation design specification about hot continual rolling of the sheet and strip steels whose production is 4 million tonsper year . The designated products is deep drawing hot rolling pl
3、ate and strip steel,its specification is 5.0*1250*L. This design first introduced the hot strip production technology status and the hot rolled deep drawing process standards, Designed to improve productivity and reduce production costs, reduce labor intensity and improve product quality and overall
4、 economic efficiency of the design principles.Use of existing technical information, the workshop process to determine the product design program, process and computer control systems, and major equipment selection.Use of mathematical models related to the specified product process design, design el
5、ements including material selection, deformation system, speed system, temperature system and roller-type system to determine.According to the design results, the preparation of rolling charts, computing capacity, and roll intensity of motor ability of checking and checking.The results show that the
6、 workshop production of smooth, calculated and specified product technology strength properties of all equipment to meet the requirements, the actual output of the accounting output to meet the design requirements。Key words: hot continual rolling strip,workshop process design,process calculation, st
7、rength check目 录1 序言11.1 热轧板带钢关键生产方法11.1.1 行星轧机11.1.2 叠轧11.1.3 炉卷轧机21.1.4 热连轧21.1.5 薄板坯连铸连轧21.2 指定产品31.2.1同类产品31.2.2 产品标准31.2.3 用途42 产品方案确实定5 2.1 原料起源5 2.2 关键成品规格52.3 板坯尺寸和技术条件52.3.1 板坯尺寸52.3.2 板坯技术条件52.4 钢种、钢号和对应标准62.5 产量及金属平衡62.5.1 金属平衡表62.5.2 板坯需求量63 轧机组成和部署73.1 确定轧机组成标准73.2 车间部署形式73.3 加热炉选择73.4 粗
8、轧机部署83.4.1 半连续式93.4.2 全连续式93.4.3 3/4连续式103.5 精轧机部署103.6 整个车间轧制线简图104 工艺过程描述124.1 板坯管理及准备124.1.1 板坯储存124.1.2 轧制计划和初始数据输入124.2 板坯上料和加热124.3 粗轧机轧制过程134.4 精轧机轧制工艺过程144.5 带钢冷却及卷取154.5.1 前段冷却154.5.2 后段冷却154.5.3 卷取过程154.6 计算机控制概况164.6.1 加热炉164.6.2 粗轧机164.6.3 精轧机164.6.4 输出辊道及卷取机175 设备选择185.1 加热炉185.1.1 加热炉输
9、入设备185.1.2 加热炉参数185.2 粗轧设备195.2.1 辊道195.2.2 轧机195.2.3 轧机装置205.3 精轧设备205.3.1 辊道205.3.2 测量辊205.3.3 切头飞剪205.3.4 破鳞机215.3.5 精轧机215.3.6 轧机换辊装置225.3.7 轧辊挠度控制(弯辊)装置225.3.8 活套支持器225.4 冷却除鳞系统225.4.1 粗轧除鳞喷水系统225.4.2 精轧除鳞喷水系统225.4.3 轧辊冷却系统235.5 精轧机输出辊道冷却系统235.5.1 上部冷却喷嘴235.5.2 下部冷却喷嘴235.5.3 侧喷嘴235.6 轧制线上关键设备技术
10、规格235.7 地下卷取机245.7.1 地下卷取机夹送辊245.7.2 地下卷取机245.7.3 卸卷小车255.7.4 翻卷机255.7.5 带卷移交车255.7.6 带卷升降机255.7.7 带卷打捆机256 指定产品工艺计算266.1 指定产品技术条件266.2 温度制度确实定266.2.1 卷取温度终轧温度确实定266.2.2 精轧入口温度确实定266.2.3 粗轧出口温度确实定266.2.4 出炉标准温度确实定266.3 粗轧压下制度设定266.3.1 平辊压下制度276.3.2 立辊侧压量设定286.3.3 压下规程设定306.4 粗轧机组速度制度确实定316.4.1 R2各道次
11、速度制订316.4.2 绘制速度图和轧制图表346.4.3 功率校核366.5 精轧机组轧制工艺设定366.5.1 轧制功耗确实定366.5.2 各机架速度确实定376.5.3 绘制精轧速度图416.5.4 绘制精轧速度锥426.6 校核功率436.6.1 精轧机各机架单位能耗计算436.6.2 各机架所需功率计算436.6.3 功率检验447 车间产量计算457.1 加热炉小时产量457.1.1 在炉时间457.1.2 出钢节奏时间457.1.3 单座炉生产理论小时产量457.1.4 单座炉生产实际小时产量457.2 轧机小时产量457.2.1 粗轧机R2小时产量457.2.2 精轧机小时产
12、量467.3 平均小时产量467.3.1 产品品种及各自小时产量467.3.2 平均小时产量计算477.4 年产量计算478 关键设备强度及功率校核488.1 轧制压力488.1.1 平均变形抗力计算488.1.2 用迭代法求R,508.2 轧辊强度计算518.2.1 强度校核标准518.2.2 工作辊强度校核518.2.3 支撑辊强度校核548.3 机架强度校核558.3.1 机架尺寸558.3.2 计算断面静矩,形心,惯性矩及抗弯系数568.4 电机能力校核598.4.1 精轧节奏时间598.4.2 按能耗曲线确定轧制功率599 车间关键经济技术指标及平面部署609.1 车间关键经济技术指
13、60 9.2 车间工艺平面部署609.2.1 1#加热炉和VSB大立辊之间距离609.2.2 粗轧机组各架间距609.2.3 中间辊道长度619.2.4 CSF1距离619.2.5 精轧机组各机架间距619.2.6 F7到卷取机距离619.3 厂房建筑面积61致 谢62参考文件631 序言热轧板带钢产量在工业发达国家约占轧钢钢材总产量 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、冷弯型钢原料。热轧板带钢生产,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。钢卷搜集在
14、中间仓库堆存冷却。供冷轧用钢卷,通常是采取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钢卷。1.1 热轧板带钢关键生产方法1.1.1 行星轧机由一个或两个支持辊和围绕支持辊四面很多行星辊(工作轧辊)组成轧机。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含送料机。行星辊相继经过坯料变形区,似轧似锻周期性地压缩坯料。即使每个行星辊压下量很小,但每秒内经过变形区行星辊多达100对,所以轧制一道压下率可达成90%以上
15、。因为工作轧辊辊径很小,所以轧制压力低于一样压下率其它轧机。因为轧辊数次压下累积结果,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含平整机。 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薄板工艺。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,大部热轧薄钢板全部用此法轧制。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0.282.0mm,宽7501000mm,长三辊式行星轧机和专门生产小钢坯万能式行星轧机,并同焊管机组和连铸机配合成联1500mm热轧薄
16、钢板,也可生产厚24mm热轧钢板。产品关键有屋面板、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,高温叠轧轻易产生叠层间粘结,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;采取温度在400500热辊轧制,使生产难于正确控制,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。另外,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。部分工业发达国家已不再采取此法。1.1.3 炉卷轧机炉卷轧机技术,代表了目前炉卷轧机
17、最高新水平。其在轧机产品中含有多重优点为首先能够满足中厚板轧制到带钢钢卷轧制厚度改变,其次又能满足不一样材料轧制需求,如低碳钢、高强度钢、不锈钢板等。是一个产品规格改变灵活、适应性广产品。经过多年实践经验积累,北京蒂本斯可为用户提供成熟可靠炉卷轧机,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,全部达成了世界一流水平。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年代以来因为可控硅供电电气传动及计算机自动
18、控制等新技术发展,液压传动、升速轧制、层流冷却等新技术发展,热连轧发展更为快速。现代热连轧发展趋势和特点是为(1)为了提升产量而不停提升速度,加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧辊尺寸、采取快速换辊机换剪刃装置等,使轧制速度普遍超出1520m/s,甚至高达30 m/s以上,卷重达45t以上,产品厚度扩大到0.825mm,年产可达300600万吨。但到最近,大厂追求产量势头已见停滞,而转向节省能耗和提升质量方向发展。(2)目前降低成本,提经济效益,节省能耗,提升成材率成为关键问题,为此而快速发展开发了一系列新工艺新技术。突出是普遍采取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
19、取箱和热轧工艺润滑及车间部署革新等。(3)为了提升质量而采取高度自动化和全方面计算机控制,采取多种AGC系统和液压控制技术,开发多种控制板形新技术和信轧机,利用升速轧制和层流冷却以控制钢板温度和性能。使厚度精度由过去人工控制0.2mm提升到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80%左右,占钢材总产量50%以上,所以在现代轧钢生产中占着统治。1.1.5 薄板坯连铸连轧 SMS企业薄板坯连铸连轧工艺中,出连铸机薄板坯厚度通常在50mm以上,这么厚板坯不仅要增加精轧压缩率和精轧机设备,而且因为难以热卷取而只能放长条输送保温,大大增加了输送保温设备和操
20、作困难,而且使板坯氧化皮损失和散热损失成倍增加。所以,从连铸连轧工艺要求出连铸机薄板坯厚度还应继续减小,最好小到1020mm,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,这么其经济效益将更为显著。为此,MDH企业开发薄板坯连续铸轧技术能够铸轧出厚度在15mm以下适于热卷取板卷。该项技术关键特点不仅在于采取直弧式结晶器,还在于连铸同时可进行连续铸轧减薄。该企业于1987年9月在杜伊斯堡-胡金根曼内斯曼钢厂经改造后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、不一样规格薄板坯。试验生产结果表明,此项薄板坯连铸技术和最好轧制工艺相配合,不仅降低了投
21、资和生产成本,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成品厚板。1.2 指定产品1.2.1 同类产品此次毕业设计指定产品是深冲用热轧板带钢,产品尺寸是5.01250L,牌号是WY08AlA,这是属于低碳铝镇静钢冷轧薄板,是汽车制造业关键材料,同类产品有武钢WY08Al、鞍钢08Al和K08Al等薄板,在中国应用很广泛。1.2.2 产品标准 该产品标准使武标(热)1-78和GB5213-85,其中武钢具体标准见表1.1。表1.1 指定产品实施标准牌号WY08A1A产品标准 GB5213-85、武技规(热)1-78规格(mm)1.56.0*6501550*C加热加热温度() 1200
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