毕业设计(论文)300万吨的薄板带热连轧车间工艺设计.doc
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1、摘 要板带钢是钢铁产品的主要品种之一,广泛应用于工业,农业,交通运输和建筑业。宽带钢在我国国民经济中的发展中需求量很大。世界各国近年来都在注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产板带钢。本设计是年产300万吨的薄板带热连轧车间工艺设计。产品规格为:。所用钢种为:碳素钢、低合金高强度钢、不锈钢。论文主要内容包括:原料的选择、生产工艺的制定、典型产品工艺计算、主要设备和辅助设备的选择,并且对主要设备(轧辊和电机)的能力进行了校核,对车间主要经济指标、生产车间布置和环境保护,进行了设计和规划。本设计到了预期要求,实际年产量382万吨。关键词:热连轧,薄板带钢,工艺计算,典型产品,设备ABSTRA
2、CTStrip is one of steel and iron product. It plays an important role in the industry, agriculture, transportation and construction. The demand on the small section is very enormous in our country national economy development. In recent years, many new technologies and equipments, such as continuous
3、casting-rolling, are developed to produce the small size in cross-section alloy steel shape in the various countries.This design is the annual output of 3.0 million tons of sheet strip workshop process design. Its product specifications range from, used steels of carbon steel, high strength low allo
4、y steel, stainless steel The paper manly includes the selection of raw material and subsidiary equipments and main equipments, formulation of production technology, technology calculation of the typical products, check the capacity of main equipments (including rolling mills and the electric motors)
5、. Setting about the products design it plans exactly the main economic index of the workshop and its arrangement, environment production and so on.The design achieves the desired requirements with the annual output of 3.0 million tons.Key Word: hot rolling, sheet strip, technology calculate, typical
6、 product, equipment.目 录第一章 综 述71.1热轧板带钢发展史.7 1.1.1国外热轧板带的发展.7 1.1.2 国内热轧板带钢的发展.7 1.1.3热连轧技术发展现状.91.2板带钢生产技术及发展趋势.101.3本设计的目的及意义.111.4本设计的重点问题.12第二章 生产方案及产品大纲的制定.14 2.1产品方案的选择.14 2.1.1产品方案的编制.14 2.1.2计算产品的选择.14 2.1.3确定产品大纲.15 2.2 生产方案16 2.2.1 选择生产方案的依据16 2.2.2 制定生产方案16第三章 生产工艺流程制定183.1 制定生产工艺流程的主要依据1
7、83.2 生产工艺过程简述19第四章 坯料的选择和金属平衡234.1 坯料的选择及坯料处理23 4.1.1 坯料选择23 4.1.2 坯料尺寸23 4.1.3 坯料检查及清理254.2 编制金属平衡表26 4.2.1 确定计算产品的成品率26 4.2.2 编制金属平衡表27第五章 轧钢机选择285.1 轧钢机选择的原则285.2 轧钢机机架布置及数目的确定28 5.2.1 粗轧前立轧机(E1、E2)29 5.2.2 四辊可逆粗轧机(两架)(R1、R2)29 5.2.3精轧机组(F1F7)29第六章 典型产品工艺计算306.1 确定轧制方法316.2 粗轧阶段工艺计算31 6.2.1 粗轧阶段压
8、下制度31 6.2.2 校核咬入能力31 6.2.3 确定各道的轧制速度32 6.2.4 确定轧件在各道次中的轧制时间32 6.2.5 轧制温度的确定34 6.2.6计算各道的平均变形速度35 6.2.7 各道的变形抗力36 6.2.8 计算各道平均单位压力37 6.2.9 计算各道总压力38 6.2.10 计算各道的传动力矩386.3 精轧阶段工艺计算41 6.3.1 压下规程的分配41 6.3.2 确定各道轧制制度42 6.3.3 确定轧件在各道次中的轧制时间45 6.3.4 轧制温度的确定48 6.3.5 计算各道的平均变形速度49 6.3.6 计算各道平均单位压力50 6.3.7 计算
9、各道总压力51 6.3.8 计算各道的传动力矩51第七章 电机能力校核557.1 R1电机能力校核55 7.1.1 等效力矩计算55 7.1.2 电机温升校核55 7.1.3 电机的过载校核567.2 R2电机能力校核56 7.2.1 等效力矩计算56 7.2.2 电机温升校核56 7.2.3 电机的过载校核567.3 精轧机电机能力校核56 7.3.1 等效力矩计算56 7.3.2 电机温升校核57 7.3.3 电机的过载校核57第八章 轧辊强度校核588.1 R1强度校核58 8.1.1 辊身强度校核58 8.1.2 辊颈弯曲应力和扭转应力计算59 8.1.3 辊头扭转强度计算60 8.1
10、.4 接触应力计算608.2 R2强度校核60 8.2.1 辊身强度校核61 8.2.2 辊颈弯曲应力和扭转应力计算61 8.2.3 辊头扭转强度计算61 8.2.4 接触应力计算618.3 F1F4精轧机强度校核628.3.1 支承辊弯曲力矩校核62 8.3.2 辊颈弯曲应力和扭转应力校核62 8.3.3 辊头扭转强度计算62 8.3.4 接触应力计算628.4 F5F7精轧机强度校核638.4.1 支承辊弯曲力矩校核63 8.4.2 辊颈弯曲应力和扭转应力校核638.4.3 辊头扭转强度计算638.4.4 接触应力计算64第十章 辅助设备的选择6810.1 加热设备68 10.1.1 入炉
11、设备68 10.1.2 出炉设备6910.2 加热炉选择69 10.2.1 炉型确定69 10.2.2 炉子尺寸的确定7010.3 起重运输设备的选择71 10.3.1 起重机71 10.3.2 辊道的选用7210.4 除鳞设备的选择7310.5 保温装置的选择7310.6 剪切设备的选择7310.7冷却设备的选择7410.8 卷取设备的选择74第十一章 轧钢机产量计算7711.1 典型产品的工作图表7711.2 典型产品小时产量计算7711.3 轧机负荷率77 11.3.1 轧机实际工作小时数78 11.3.2 年计划实际工作小时数78 11.3.3 轧机负荷率7811.4轧机平均小时产量7
12、8第十二章.车间平面布置和立面尺寸8012.1车间平面布置8012.1.1车间平面布置原则8012.1.2金属流程线的布置8012.1.3生产设备的间距8112.2仓库面积的确定8212.2.1原料仓库面积计算8212.2.2中间仓库面积计算8312.2.2成品仓库面积计算8312.3车间运输量的确定8312.4车间平面布置84第十三章.劳动组织与技术经济指标8413.1车间劳动组织8413.1.1劳动定额8513.1.2车间劳动定员8513.2车间技术经济指标8613.2.1金属消耗8613.2.2其他消耗8713.3投资概算8713.3.1车间设计指标8713.3.2车间投资概算8813.
13、3.3成本概算8813.3.4销售收入8813.3.5年利润及投资回收期89第十四章.环境保护与综合利用9014.1 环保对车间设计的要求9014.2 环保的内容与对策90参考文献92附录93致谢100第 100 页第一章 综 述1.1热轧板带钢发展史热轧带钢是重要的钢材品种,对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。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
14、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。1.1.1国外热轧板带的发展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
15、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0.81.2 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
16、,才能经济地批量生产。1.1.2 国内热轧板带钢的发展我国第一套热轧宽带钢轧机始建于1957年,即鞍钢的半连续轧机, 全套设备从当时苏联引进,为一套2800mm/1700mm半连续式板带轧机,既生产中厚钢板,又生产钢卷,该轧机的轧制中厚板部分于1958年7月先投产,1959年精轧机组投产,开辟了我国宽带钢卷生产历程。 该轧机基本上是手动操作,人工设定的操作方式,轧机的主要生产工艺技术指标相当于第一代热带轧机的装备水平,该轧机已于2000年8月停产。就我国热带钢轧机半个世纪的发展历程来看,我国热轧宽带钢轧机主要经历了由设备简单、控制落后的半连续式轧机型;代表当时先进水平,自动化水平较高的连续式布
17、置;再到具有紧凑型可逆式粗轧机,大能力定宽设备,全自动控制系统的半连续式布置轧机或代表世界先进水平的薄板坯连铸连轧带钢生产线等三个阶段。1.热轧带钢轧机建设进一步发展。近年我国热连轧带钢生产发展极其迅速,邯钢、南钢、安钢、武钢、等也正在规划建设热带轧机。如果所有轧机全部建成,产能得到发挥,则带钢产量将很可观,我国钢材板带比低、薄板长期供不应求的状况将根本改变。2.轧机的国产化率逐步提高。进入21世纪以后,除热连轧带钢产量大幅度提高、轧机建设快速发展以外,轧机国产化问题也有了长足进步。目前由国外总承包的项目国产化率普遍达到70 %以上,有的达到90 %。而且一些项目已做到全部国产化,如鞍钢170
18、0、2150mm轧机、济钢1700mm轧机、莱钢1500mm轧机、太钢1549mm轧机等,由国内总承包,装备全部国内设计制造,少量关键件在国外自主采购。国内装备虽然在整体技术水平上与外国先进水平有一定差距,但已达到较高水平,以鞍钢1700mm轧机为例,其质量水平与其1780mm轧机相差不大。国产装备的另一优势是价格优势。如引进国外的薄板坯连铸连轧生产线一般需投资2023亿人民币,但采用国产中等厚度薄板坯仅需1517亿人民币,其产量与国外生产线基本相同。3.世界最新技术不断被采用。目前国内已建和在建热轧生产线中采用了许多最新技术,如半无头轧制技术,其在国外刚开发不久,国内已有多条生产线采用或预留
19、 (唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢等);如高性能控制器,西门子刚推出新一代闭环工艺与传动控制器 TDC,国内已有太钢 1549mm轧机、武钢2250mm轧机采用,北京科技大学国家轧制中心承担的莱钢 1500mm轧机自动化控制系统也采用了该控制器,使我国紧跟国外最先进的技术发展。事实表明,在采用最新技术方面热连轧领域已处于国际前沿水平。近年我国宽带钢热连轧技术和装备能力取得巨大发展 , 其特点: 一是投资规模前所未有 ,实现的投资延伸到从铁水预处理、钢水精炼到连铸 , 从钢铁冶金、压力加工到精整和配送的投入; 二是技术和规模水平,不仅引进了多套当代国际最先进的机组 , 而且建设了多条自主集成技术、
20、自行设计和制造的轧制线; 三是热轧宽带钢产品大纲普遍涵盖了建材、汽车、家电、机械、化工和管道输送等用途 , 包括低合金、高强度、薄规格、深冲板 , 板形和厚度尺寸公差及表面质量俱佳的高端产品。我国现有的和正在建设的带钢热连轧机组,可分为四种类型:一是总体引进国外先进技术建设的常规热带钢轧机;二是引进技术建设的薄板坯连铸连轧生产线; 三是引进国外二手设备或国产机组 ,经过国外承包商采用现代化技术改造的常规热带钢轧机;四是总体采用国内先进成熟技术 ,国内企业总承包建设的中薄板坯连铸连轧和常规热连轧机组。我国目前宽带钢热连轧机的装机水平和生产能力可以说整体达到了国际平均水平 ,有的则代表着当代国际最
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