熱軋帶鋼的生產方案和工藝流程.doc

2 生產方案及產品大綱的制定2.1 產品方案的編制2.1.1 產品方案產品方案是進行車間設計、制定產品生產工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設備的主要依據，包括車間擬生產的產品名稱、品種、規(guī)格幾年產量計劃。本車間依據設計任務書要求，經過對同類廠的調查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產品。實際生產中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內部性能的要求。因而，各類產品的分類、編制、牌號、化學成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產技術條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標準規(guī)定，如國標、冶標、企標等，如果國家沒有標準規(guī)定，可由生產廠家和客戶商定。2.1.2 編制產品方案的原則及方法（1） 國民經濟發(fā)展對產品的要求，既考慮當前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。（2） 產品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3） 建廠地區(qū)的條件、生產資源、自然條件、投資等可能性。（4） 考慮軋機生產能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產技術水平。2.1.3 選擇計算產品車間擬生產的產品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有幾種、數百種以上。但是，在設計中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進行詳細的工藝計算。為了減少設計工作量，加快進度，同時，又不影響整個設計質量，從中選擇典型產品作為計算產品。選擇計算產品應遵循以下原則：（1）有代表性從擬生產的所有品種中選出幾種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產量和工藝特點等方面有代表性的產品作為計算產品。（2）通過所有工序所選的所有計算產品要通過各工序，但不是說第一種計算產品都通過各工序，而是所有計算產品綜合起來看的。（3）所選的計算產品要與接近。（4）計算產品要留一定的調整余量，也就是說所選的計算產品要品種靈活，容易生產多種規(guī)格的產品。本次設計選用的三個典型產品分別是：Q215(10.0mm1600mm)、30Cr(4.0mm1400mm)、1Cr18Ni9(2.0mm1000mm)。2.1.4 確定產品大綱根據設計任務書要求和上述原則，確定車間產 品大綱，見表2.1。典型產品見表2.2。典型產品技術要求見表2.3到2.5。2.2 生產方案所謂生產方案量指為完成設計任務書中所規(guī)定的產品的生產任務而采取的生產方法。根據設計規(guī)模、產品的質量及經濟技術指標的要求，考慮當地的具體條件，找出合理的生產方案。2.2.1 選擇生產方案的依據確定生產方案時應考慮以下幾點：（1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質量要求。（2）年產量的大小。產量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備選擇、鑄錠尺寸、產品規(guī)格有著直接的影響。（3）投資、建設速度、機械化和自動化程度、勞動條件、工人與管理售貨員的數量以及將來的發(fā)展。2.2.2 制定生產方案 根據上述依據，該車間為年產300萬噸的板帶車間，生產形式為熱軋，主要鋼種為普碳鋼，合金結構鋼和不銹鋼，采用粗軋和精軋兩個階段來完成不同的任務和要求。表2.1 車間產品方案鋼種牌號規(guī)格(mm)狀態(tài)年產量(萬噸)比例（%）普碳鋼Q195，Q215Q235，Q255Q275(2.010.0)(14001600)熱軋16053合金結構鋼12Mn2A，16Mn2A30Cr，40Cr45Cr，45Mn(2.55.0)(14001600)熱軋6522不銹鋼1Cr13，0Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Ti(2.06.0)(8501700)熱軋7525表2.2 典型產品牌號規(guī)格狀態(tài)年產量（萬噸）比例（%）技術條件Q215101600熱軋16053見表2.330Cr4.01400熱軋6522見表2.41Cr18Ni92.01000熱軋7525見表2.5表2.3 Q215技術條件牌號等級化學成分脫氧方 法CMnSiSPQ215A0.090.150.250.550.300.500.045F、B、Z牌號等級厚度偏差屈服點s(N/mm)抗拉強度b(N/mm)伸長率s(%)Q215A在寬度10001500，厚度3.504.00時為0.2421533545031注：表面質量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質量的局部缺陷亦允許存在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長度的8。表2.4 30Cr的技術條件牌號等級化學成分CMnVNbSiTiSP30CrA0.200.50.80.020.150.0150.0600.550.020.200.0450.045牌號等級厚度偏差屈服點s (N/mm)抗拉強度b (N/mm)伸長率s(%)30CrA在寬度10001500，厚度1.802.00時為0.1634547063011注：表面質量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質量的局部缺陷亦允許存在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長度的8。表2.5 1Cr18Ni9的技術條件牌號CCrNiSiPS厚度偏差（mm）寬度偏差(mm)1Cr18Ni90.1517.019.08.010.01.00.0350.03厚度6.08.0，寬度1000時為0.60厚度6.0，寬度6301000時為10牌號類型固溶處理（）拉力實驗硬度實驗屈服強度0.2(MPa)抗拉強度b(MPa)伸長率s(%)HRBHV1Cr18Ni9奧氏體型10101150快冷2055704590200注：特性和用途：經冷加工有高的強度，但伸長率比1Cr17Ni7稍差。用于建筑裝飾部件，不銹耐酸的外殼，浮筒以及船舶控制設備的低磁性設備。3 生產工藝流程制定3.1 制定生產工藝流程的主要依據所謂生產工藝流程就是把產品的生產工序按次序排列起來。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設計的重要內容。制定軋鋼生產工藝過程的首要目的是為了獲得質量符合要求的產品，其次要在保證質量的基礎上追求軋機的高產量，并能做到降低各種原料、材料消耗，降低產品成本。因此，正確制定產品工藝過程，對于工藝過程合理化，對于充分發(fā)揮軋機作用具有重要意義。根據已制定的生產方案，在充分完成產品產量質量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設備、最小的車間面積、最低的勞動成本，并有利于產品的質量的提高和發(fā)展，有較好的勞動條件，最好的經濟效益，具體的原則包括：產品的技術條件，生產規(guī)模大小，產品成本和工人的勞動條件。熱軋板帶生產的一般工藝流程是：原料的清理準備，坯料的加熱，軋制，軋后冷卻，精整和質量檢查等工序，對于特殊要求的鋼種，在加熱后不需經過熱處理等工序。本車間的生產工藝流程如圖3.1所示。圖3.1 生產工藝流程圖精軋前除磷（水、蒸汽）剪切機熱卷箱粗軋機除磷板坯加熱板熱卷箱爐精軋機層流冷卻打包、驗收平整分卷發(fā)貨打包、驗收、發(fā)貨鋼卷取樣卷取鋼卷運輸入庫3.2 生產工藝過程簡述熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置，在連鑄車間經冷卻、火焰處理、標記后的合格連鑄板坯以及表面質量和內部質量合格的熱連鑄板坯，由輥道送到本廠板坯庫。熱連鑄坯分別存放在四個板坯跨內，當連鑄機和熱軋機的生產計劃相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經中間輥道直接磅到加熱爐后的裝料輥進行裝爐。根據生產計劃的要求計算機對選用的板坯進行最優(yōu)化處理，使板坯庫以最小的工作量進行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輥道后進行稱重，核對號碼，確認無誤后，按裝料順序由輥道將板坯送到的加熱爐。由于產品工藝流程的不同，加熱爐的溫度也不一樣，直接從連鑄機的輥道 送到加熱爐的叫“直接熱裝（DHC）”，板坯溫度，從板坯庫保溫坑內送到加熱爐的叫“緩沖熱裝（BHC）”， 板坯溫度，當溫度在650t350時叫“緩沖溫裝（BWC）”，當板坯溫度t350時叫“冷裝”。為使軋機充分發(fā)揮能力，上述不同溫度的板坯可以進行組合裝爐，如果冷熱坯間溫差太大，可由計算機進行計算，合使冷熱坯間保持一個必要的間距。板坯在加熱爐內一般加熱到12001250出爐。加熱出爐后的板坯，首先經過高壓水除鱗清除氧化鐵皮，而后進入粗軋機組，R1粗軋機為四輥可逆式軋機，與可逆式立輥軋機E1靠近布置，板坯在E1R1上軋制3道后，經輥道送至E2R2四輥可逆式軋機軋制3道次，軋成2040mm的中間帶坯。帶坯經中間輥道送至切頭習剪剪去帶坯頭、尾，然后經精軋機前除鱗設備除去帶坯表面的氧化鐵皮，送入精軋機組軋制。粗軋機組產生廢帶坯，由設在中間輥道傳動側的廢品推出機推至廢品臺架上，切割后用載重小車運走。為了減少帶坯在中間輥道上的溫降和帶坯頭尾溫差，在中間輥道上設有保溫罩。為減少切損，切頭飛剪設有最佳化剪切系統(tǒng)。帶坯經七機架四輥式連軋機組軋制成厚度為2.010.0的成品帶鋼。為確保軋制精度和控制板型，在F1F7精軋機上設有動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)代替過去常規(guī)采用的電動活陶器和微張力控制兩套系統(tǒng)。成品帶鋼經精軋機組后的輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)后，使溫度降到規(guī)定的卷曲溫度，由液壓助卷卷曲機卷成鋼卷。卷曲完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷曲機，經臥式自動打捆機打捆后，再由臥式翻卷機將鋼卷翻卷成立卷放在鏈式運輸機中心位置上，由鏈式運輸機和步進梁運送鋼卷，必要時將鋼卷送到檢查機組打開鋼卷頭部進行檢查。鋼卷經稱重打印后根據下一工序決定鋼卷的流向。去精整線的鋼卷先翻成臥卷再由運輸機送到本車間熱鋼卷庫分別進行加工；去冷軋廠的鋼卷由運輸機運到鋼卷轉運站，再由鋼卷運輸小車送至冷軋廠。3.2.1板坯的選擇和軋前準備熱軋帶鋼生產所用的板坯主要是連鑄板坯，只有少量尚存初軋機冶金工廠采用初軋坯。板坯的選擇主要是板坯的幾何尺寸和重量的確定。板坯的厚度選擇要根據產品厚度，考慮板坯連鑄機和熱軋帶鋼軋機的生產能力。一般板坯的厚度為150-250mm，最厚為300-350mm。板坯的寬度選擇決定于成品寬度，一般板坯寬度比成品寬度大50mm左右。目前板坯寬度可達到2300mm。通常熱連軋帶鋼的板卷重量為20-30t，最重為45t。板卷的單位寬度的重量不斷提高，一般可達到15-25kg/mm,最終可達36kg/mm。板坯的軋前準備包括板坯的清理和板坯加熱工序。板坯加熱的送坯方式有板坯冷裝爐、板坯熱裝爐、直接熱裝爐、和直接軋制四種。板坯入爐前要進行檢查，對板坯有表面缺陷的要進行處理，采用冷裝爐。對無缺陷的板坯用后三種方式。圖1 某鋼廠的步進梁式加熱爐板坯一般加熱到1200-1250出爐，部分碳素鋼和某些低合金結構鋼采用低溫出爐工藝，其出爐溫度約為1100。3.3.2粗軋粗軋機組的作用是將加熱好的板坯經過除磷、定寬、水平輥和立棍軋制，將不同規(guī)格的板坯軋成厚度為30-60mm，寬度不同的精軋坯，并保證精軋坯要求的溫度。除磷板坯在加熱過程中，表面上會形成2-5mm厚的氧化鐵皮，這些氧化鐵皮必須在軋制前清除干凈?，F(xiàn)代熱軋帶鋼都設有高壓水除鱗箱，除鱗箱是一個基本封閉的箱體，箱體的前后裝有鏈條，箱內上下各裝有兩排集水管，其上下高壓水噴嘴同時噴射高壓水除磷。定寬熱軋帶鋼由于采用連鑄坯，而坯連鑄機改變板坯的寬度較復雜，因此，為了滿足軋機帶鋼品種規(guī)格的不同需要，在粗軋階段必須設有定寬工序。粗軋機粗軋設備主要由粗軋除磷設備、定寬壓力機、立棍軋機、水平軋機、保溫罩、熱卷取箱等組成。粗軋機的布置形式主要有全連續(xù)式，3/4連續(xù)式，半連續(xù)式和其他形式。我國熱軋帶鋼粗軋機采用3/4連續(xù)式布置的又寶鋼2050mm，武鋼1700mm。3.3.3精軋由粗軋機組軋出的帶鋼坯，經百多米長的中間輥道輸送或熱卷取箱到精軋機組進行軋制，精軋機組布置較為簡單，如圖1為寶鋼1580mm的精軋機組設備圖。精軋機是熱軋帶鋼連軋線上的核心設備，主要進行對帶鋼的厚度減薄和板形控制，精軋是決定產品質量的主要工序。軋機的各種先進技術幾乎都集中在精軋機組上，如AGC系統(tǒng)，彎棍系統(tǒng)，新型板形控制手段（PC軋機、CVC軋機、WRB軋機等）精軋機間低慣量活套設備、在線磨棍裝置（ORC）等。FXF7F6F5F4F3F2F1圖2為寶鋼1580mm的精軋機組設備圖板坯進入精軋機之前要進行測溫、測厚并接著用飛剪切去頭部和尾部；剪切后的帶坯經過精軋除鱗箱，用15-17MPa高壓水清除帶坯表面的氧化鐵皮然后進入精軋機組，軋成需要的帶鋼尺寸。精軋機前后設有入口側導板、入口出口衛(wèi)板、軋輥冷卻水及機架間冷卻水裝置、除磷水裝置、在線磨棍裝置（ORC）、熱軋工藝潤滑等?；钐籽b置設置在兩架精軋機之間，它的作用是對帶鋼頭部進入下機架是產生的活套量起支撐作用?；钐籽b置有三種形式：氣動型、電動型、液壓型，目前使用最普遍的是電動型和液壓型。精軋機間帶鋼冷卻裝置簡稱機架間冷卻裝置。該裝置的主要功能是控制終軋溫度，保證精軋機終軋溫度控制在20之內。機架間冷卻裝置是布置在機架出口側的上下兩排集管，集管上接有噴嘴，每根集管的流量為100-150立方米每小時，水壓一般與工作輥冷卻水相同。3.3.4軋后冷卻及卷曲（1） 軋后冷卻熱軋帶鋼的終軋溫度一般為800-900攝氏度，卷取溫度通常為550-650攝氏度從精軋機末架到卷取機之間必須對帶鋼進行冷卻，以便縮短這一段生產線。常用的帶鋼冷卻裝置有層流冷卻、水幕冷卻、高壓噴水冷卻裝置結構簡單、但冷卻不均勻、水易飛濺，新建的廠子已經很少應用。圖 3 萊鋼1500mm層流冷卻裝置（2） 卷取卷取機位于精軋機輸出輥道末端，由卷取機入口側導板、夾送輥、助卷輥、卷筒等設備。它的功能是將精軋機組軋制的帶鋼以良好的卷形，緊緊地無摩擦等卷成帶鋼。卷取機的數量一般2-3臺就能滿足生產要求。地下卷取機的結構及控制特點：（1）每臺卷取機前配置有一套反應速度極快的液壓側導板，用以將要卷取的帶材嚴格的控制在軋制中心線上，以防止卷取過程中出現(xiàn)“塔形”卷。（2）采用了電液飼服閥控制的，具有框架式結構的液壓壓下夾送輥，能在其上下輥之間實現(xiàn)輥縫和恒壓緊力的控制，從而確保在卷取過