240万吨csp热轧薄板厂设计说明-学位论文.doc
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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书毕业设计说明书240万吨CSP热轧薄板厂设计摘要本设计以生产产品规格为12mm1550mmX65管线钢为例,设计一个年产量为240万吨的CSP热轧薄板厂。设计内容主要包括兴建该厂的可行性分析、产品大纲的编制、产品平衡计算、主辅设备选择、以及生产工艺流程设计、轧制规程的计算、辊形设计和轧辊强度的校核、电机功率的校核、车间生产能力的计算、轧机工作图标的确定以及车间平面布置等内容。参考其他已建厂的参数经验,指定产品大纲、确定压下规程,选择主要轧制设备,进行计算。关键词:CSP 连铸连轧 轧制工艺 强度校核Design of CSP Hot rolling Sheet
2、 Plant 240 ton Annual OutputAbstractThe design specifications for production of product is 12mm1550mm X65 steel as an example. Design a production capacity of 2.4 million tons production of CSP. Design features include the construction of the plant feasibility analysis, the preparation of the outlin
3、e of the products, metal balance calculation,rolling determining the csale, products blance calculation,the mainequipments choice, the choice of auxiliary equipments. Economical and technical indicators of development an production process design, system temperaure, the speed of the system,cone unit
4、 rate calculation the calculation of rollling a point of order, roll strength checking, checking the electrical power, workshop production,the mill work chart to determine yhe plant layout an so on.Reterence other plant parameters of experience,the design products outline,selcet apoint of other to d
5、etermine major reduction rolling equpments,calculation.Keywords: CSP Continuous casting and rolling Rolling progirss Strength check81目 录摘要IABSTRACTII第一章 建设一个CSP车间的可行性和必要性分析11.1 CSP生产线历史简介11.2国内外CSP生产线概况11.2.1国内CSP生产线发展概况概况11.2.2世界其他各国的薄板坯连铸连轧生产线近况31.3在包头建设csp钢厂的必要性和可行性研究4第二章 产品方案编制62.1产品大纲的编制62.1.1
6、产品大纲的制定原则62.1.2产品大纲62.2金属平衡表的编制72.2.1编制依据及内容72.2.2金属平衡表的编制8第三章 CSP生产工艺过程的制定93.1制定工艺过程的依据93.2CSP生产工艺流程图103.3 CSP生产工艺流程及主要设备简介103.4 CSP生产工艺流程特点11第四章 主要设备的选择134.1机架数目的确定134.2轧机技术性能参数134.3轧辊尺寸的确定14第五章 压下规程的确定165.1 压下规程的制定依据165.1.1 轧制制度确定的原则及要求165.1.2 变形制度的确定165.2速度制度的确定175.3温度制度的确定175.4各道次压下量的分配185.5各机架
7、轧制速度的确定185.5.1各机架轧制速度的计算185.5.2各架轧机速度范围的确定195.6各机架轧制温度的计算205.7轧机咬入能力校核225.8轧制压力的计算245.8.1各道次的平均变形速度的计算245.8.2求各道次的变形抗力255.8.3平均单位压力的计算275.8.4轧制压力的计算275.9轧机的轧辊辊型设计285.9.1影响辊缝形状的因素285.9.2辊形的设计315.10电动机传动轧辊所需力矩的确定345.10.1传动力矩的组成345.10.2轧制力矩的确定355.10.3附加摩擦力矩的确定375.10.4空转力矩的确定405.10.5电机轴上总的传动力矩405.11轧制规程
8、表的确定42第六章 轧制过程中主要参数的校核436.1电机能力的校核436.1.1等效力矩的确定436.1.2电动机功率的确定446.2 轧机的强度校核456.2.1板带轧辊的强度特点456.2.2轧辊的强度校核48第七章 车间生产能力的确定607.1轧机小时产量的确定607.1.1轧机小时产量计算607.1.2轧钢机平均小时产量607.2轧钢车间年产量计算617.3轧钢机的工作图表627.3.1轧钢机的工作图表的意义627.3.2连续式轧机轧制图表的特征62第八章 辅助设备选择648.1加热设备的选择658.2剪切设备(事故剪)的选择668.3高压水除鳞箱的选择678.4活套支撑器的选择67
9、8.4.1热连轧带钢轧机精轧机组的生产特点678.4.2活套支撑器的作用688.4.3活套支撑器的类型688.4.4活套支撑器的工作特征698.4.5所选活套支撑器的参数698.5冷却设备的选择698.6卷取设备的选择708.6.1带钢生产工艺对卷取的要求718.6.2带钢卷取机的结构特点718.6.3带钢卷取机区的主要技术参数72第九章 厂房平面布置759.1平面布置的原则759.2金属流程线的确定759.3设备间距的确定769.4仓库面积的确定779.5其它设施面积的确定789.5.1操作台位置选择789.5.2主电室789.5.3运输通道的确定789.6轧辊堆放场地的确定79参 考 文
10、献80致 谢81第一章 建设一个CSP车间的可行性和必要性分析1.1 CSP生产线历史简介自1989年世界上第一台工业化的薄板坯连铸连轧生产线投产以来,过去的11年中已有36条生产线相继运作, 2000年可形成年产4825万t的生产能力。薄板坯连铸连轧工艺技术装置日趋完善,市场竞争更具实力,原因在于它的工艺优势:投资低、能耗低、生产成本低、维护费用低、成材率高。两流薄板坯连铸机与一套热连轧机相配可产160250万t/a热轧带卷,可以分别与电炉或高炉转炉流程相联接。薄板坯连铸连轧技术越来越显示出它的生命力。1.2国内外CSP生产线概况1.2.1国内CSP生产线发展概况概况2001年以来投产的生产
11、线的达产速度快于国外同类生产线邯钢薄板坯连铸连轧生产线1999年12月投产,2000年达到设计生产能力,是所有已投产的CSP生产线中达产最快的。包钢的薄板坯连铸连轧生产线是我国第一套双流CSP生产线,2002年8月投产,2003年超过了设计生产量,比邯钢更快,是国际上达产速度最快的。2003年已投产的5条线为所在企业创造了可观效益已投产5条生产线2003年的生产指标见表1-1【1】。表1-12003年我国薄板坯连铸连轧生产指标厂名连铸机流数和铸坯规格/mm2003年轧材产量/万t钢水成材率/ %钢材合格率/ %珠钢1流,(10001350)50112.5098.299邯钢1流,(9001680
12、)70153.2697.5698.43包钢2流,(12501500)67(12501500)50251.8198.8599.13鞍钢1流,(960 1520) (100130)220.8595.8299.81唐钢1流,(9501680)(7085)55.7687.2299.47已投产的5条生产线技术操作指标的差别很大。表2技术操作指标中有一些不具备可比性,但相当一部分是可比的,如:作业率、连浇炉数、燃料消耗等。另一方面,与设计技术操作指标对比,还有一些指标未达到。差距就意味着潜力。表1-22003年我国薄板坯连铸连轧生产线技术操作指标厂名拉坯速度/(mmin-1)铸机作业率/%平均连浇炉数平均
13、连浇时间漏钢次数漏钢率/%加热炉燃耗/(kgt-1)轧机作业率/%珠钢邯钢包钢鞍钢唐钢4.55.83.84.852.12.43.798368.681.486.733.567.738.4515.415.95.92550336.6569.4_337.2_655211300.30.480.4110.0660.772026.8_38.7767.86574.7780.684.332.5发挥薄板坯连铸连轧技术潜力的关键之一在于发挥连浇的优势。抓连浇炉数的增加就必须解决铸机漏钢和提高整个作业线作业率的问题,从而提高生产线的效率。连铸连轧工艺的独特优势薄板坯连铸连轧工艺是由薄板坯连铸机与常规宽热带连轧机的精轧
14、机组集成而来的。连轧机组的能力与常规热带连轧机相当,而薄板坯铸机能力低于连轧机组。常规热连轧机生产薄规格产品的不利点是单位时间内产量大幅度下降,而这正是薄板坯连铸连轧生产线的固有特性。生产薄规格热轧板是薄板坯连铸连轧技术的独特优势。近几年我国进口热轧板中大都属于薄规格产品,特别是厚度2mm的薄板。发挥薄板坯连铸连轧技术的独特优势将大大促进我国钢铁产品结构的调整。对新工艺决不能满足于掌握操作技术、达到并超过设计能力,还必须做到自主设计,制造、并有所改进与提高。我们应努力使我国的薄板坯连铸连轧生产线成为效率最高且最经济的生产线。我国薄板坯连铸连轧技术还有很大发展空间预计到2010年后,我国板材年产
15、量将达1.11.3亿t。其中需要中厚板轧机生产的中厚板约在2 000万t/a水平。需要由热连轧机生产的板材,约在0.91.1亿t之间。到2003年底,我国热连轧机生产能力为4 708万t/a(其中常规热连轧机为3 126万t/a,薄板坯连铸连轧1 442万t/a,炉卷140万t/a)。在建热连轧机生产能力3850万t/a(其中常规热连轧机2 450万t/a,薄板坯连铸连轧1 400万t/a),尚有10003000万t/a的规模扩大空间。从发展观点看,今后常规热连轧机与薄板坯连铸连轧生产能力之比应在11或64之间。则我国这一规模发展空间将主要由薄板坯连铸连轧技术来填补。其技术发展空间如前所述,薄
16、板坯连铸连轧技术是新开发的薄板坯连铸技术与常规热连轧机组的集成。集成技术属于生产要素的一种新的组合,新的组合就会产生新的生产力,从而产出新的贡献,同时提供今后潜力开发的空间。薄板坯连铸连轧技术提供的发展空间有:(1)利用轧机能力余量大的潜力,开发薄规格热轧板生产技术,替代部分冷轧产品;(2)利用薄板坯温度均匀的潜力,开发生产平直度高的产品;(3)利用薄板坯冷却速度快的优势,开发生产强度更高的普碳钢和部分应用广泛的不锈钢和硅钢。1.2.2世界其他各国的薄板坯连铸连轧生产线近况美国纽柯厂有多条CSP生产线。同时在ARMCO (阿姆科)建立了一条CONROLL生产线, 生产75125 mm的中等厚度
17、板坯轧薄板。 1997年又在IPSCO (依波斯柯)投产了一条ISP生产线,年产125万t的212.7 mm热轧带卷(宽1219 2438 mm)。近年来加拿大的阿尔戈马(Algoma)厂采用达涅利(Danieli)技术建立了一台两流薄板坯连铸连轧生产线,年产200250万t。美国的北极星(North)BHP厂引进了住友公司的中等厚度板坯铸机和达涅利的热连轧机建成一条年产135万t的生产线,带钢最小厚度2.7 mm。应指出,自1998年来有大量低价薄板材涌入美国市场,使多条薄板坯连铸连轧生产线遭遇打击,但仍能有较大发展。最先引进CSP生产线的是墨西哥希尔沙厂,它生产1.52、1.37、1.21
18、、1.06、0.91 mm厚,宽8311270 mm的热轧带钢,40 %国内出售,25 %销往美国,其余出口中东和拉美。又增建了第2台薄板坯连铸机,产量翻倍,以生产1.5 mm热轧带卷为主。韩国的浦项(POSCO)光阳厂,1997年建的CSP生产线(2号),1998年中期工程即暂停,已决定和原有的1号生产流程(180万t/a)一同出售,主要原因是钢铁工业布局不合理,太集中了。泰国NTS公司引进了CSP工艺,1997年夏在乔恩布日(Chonburi)建成,薄板坯厚4570 mm,产品为12 mm热轧带卷,产量120万t/a,生产正常。SSM公司采用了QSP技术,浇注9070mm,生产热轧带卷。马
19、来西亚梅加厂(Maga Steel)用了6亿美元在橡胶园建成了两条CSP生产线,1998年投产以来生产正常,有望突破250万t/a。印度伊斯帕特集团1998年第一条CSP生产线投产后,又订了第二套设备,计划2000年初达到200万t/a。第一条CSP生产线建在西班牙的比斯卡亚ACB厂(Aceria Compactade Bizkaia), 1998年投产以来,受欧盟限产要求,产量不大。德国的蒂森(Thyssen) 1999年4月9日投产了CSP生产线,它和转炉相连,生产(4570) mm1600 mm铸坯, 1.23.0 mm的高强度带钢和0.8 mm的软钢,现已满负荷生产200万t/a。荷兰
20、的霍戈文公司正在艾默伊登厂建设150万t/a的ISP生产线,争取2000年投产,生产(11.25) mm(7501560)mm的热轧带卷。此外,非洲埃及亚历山大国家钢铁公司(EZZ)1999年来投产了100万t/a的CSP生产线。南非的萨尔达尼厂(SALDANHA)建成了一流年产140万t的ISP生产线。澳洲的BHP公司拟引入QSP技术,建立第一条薄板坯连铸连轧生产线。综上所述,各种薄板坯连铸连轧技术正被全世界各国广泛使用。从这些生产线中总结出该技术的发展趋势:与高炉转炉流程嫁接,用更纯净的钢水作原料,以生产1 mm的薄规格产品;热轧薄带部分取代冷轧产品【2】。1.3在包头建设csp钢厂的必要
21、性和可行性研究包头市,位于内蒙古自治区西部,地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处,北部与蒙古国接壤,南临黄河,东西接沃野千里的土默川平原和河套平原,阴山山脉横贯中部。包头的地理坐标是东经109度50分至111度25分、北纬41度20分至42度40分,面积为27691平方公里,为内蒙古自治区最大的城市。能为建厂提供一个很好的地理位置。包头市位于阴山-天山纵向成矿带上,矿产资源丰富,蕴藏有稀土、铁、煤炭、铝、金、铌等54种金属、非金属和能源化工原料。其中最为著名的白云鄂博矿山,是举世罕见的金属共生矿山,铁的探明储量约为10亿多吨,铌的储量居全国之首,稀土储量居世界之最,稀土储量不仅巨大而且品位
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