190万吨薄板坯连铸连轧带钢厂设计 毕业设计.doc
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1、 190万吨薄板坯连铸连轧带钢厂设计摘要I本设计以生产产品规格为3.5mm1550mmQ345B钢为例,设计一个年产量为190万吨的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 1900000 tons of thin slab continuous cas
2、ting and continuous rolling strip millAbstractThe design specifications for production of product is 3.5mm1550mm Q345B 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
3、of the outline 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 sys
4、tem,cone unit 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
5、of other to determine major reduction rolling equpments,calculation.Keywords: CSP Continuous casting and rolling Rolling progirss Strength check 目录III摘要IAbstractII第一章 国内外薄板坯连铸连轧带钢厂的发展概况及新建薄板坯连铸连轧带钢厂的必要性与可行性分11.1国内外薄板坯连铸连轧带钢的发展概况11.2新建薄板坯连铸连轧带钢厂的必要性与可行性分析7第二章 产品方案及金属平衡表的编制102.1产品方案的编制102.1.1产品方案的主要内容
6、102.1.2 编制产品方案时要注意以下个点:102.1.3产品方案表102.2金属平衡表的编制11第三章 生产工艺流程的确定133.1 生产工艺流程制订的依据133.2.1 机架数目的确定143.2.2 薄板坯连铸连轧带钢轧机轧辊尺寸及材质153.3轧钢机架间距及轧钢机与加热炉、卷曲机间的距离确定173.4 板带钢产品技术要求、技术条件和产品标准17第四章 轧机力能参数计算244.1 确定变形制度244.1.1 精轧压下量的分配244.2 确定速度制度254.2.1 各机架轧制速度的确定254.2.2各架轧机速度范围的确定264.2.3 纯轧时间和间隙时间的确定274.3 温度制度的确定28
7、4.4轧机咬入能力校核324.5各机架的前滑值计算及确定轧件的出口速度344.6各机架轧制压力的计算354.6.1平均单位压力各参数值计算354.6.2轧制压力的计算394.7电动机传动轧辊所需力矩的确定404.7.1传动力矩的组成404.7.2轧制力矩的确定414.7.3附加摩擦力矩的确定424.7.4空转力矩的确定454.7.5电机轴上总的传动力矩464.8轧制规程表的确定474.9 轧制过程中主要参数的校核474.9.1电机能力的校核474.9.1.1等效力矩的确定474.9.1.2 绘制轧机工作图表494.9.1.3电动机功率的确定504.9.2 轧机的强度校核514.9.2.1板带轧
8、辊的强度特点514.9.2.2轧辊的强度校核545.1轧机小时产量计算605.2轧钢机平均小时产量605.3轧钢车间年产量计算61第六章 主辅设备的选择及性能参数的确定636.1主要设备的选择及性能参数636.1.1机架数目的确定636.1.2轧机技术性能参数636.1.3轧辊尺寸的确定646.2辅助设备的选择及性能参数656.2.1加热设备的选择666.2.2高压水除鳞箱的选择696.2.3活套支撑器的选择696.2.3.1热连轧带钢轧机精轧机组的生产特点696.2.3.2活套支撑器的作用706.2.3.3活套支撑器的类型716.2.3.4活套支撑器的工作特征716.2.3.5所选活套支撑器
9、的参数726.2.4冷却设备的选择726.2.5卷取设备的选择736.2.5.1带钢生产工艺对卷取的要求736.2.5.2带钢卷取机的结构特点746.2.5.3带钢卷取机区的主要技术参数74第七章 车间平面布置及仓库面积计算787.1 厂房平面布置原则787.2金属流程线的确定787.3设备间距的确定797.4仓库面积的确定807.5其它设施面积的确定817.5.1操作台位置选择817.5.2主电室817.5.3运输通道的确定817.6轧辊堆放场地的确定827.7轧钢车间厂房和立面尺寸的确定827.7.1厂房跨度大小827.7.2柱距尺寸827.7.3吊车轨面标高827.7.4吊车型号选择83
10、第八章 车间技术经济指标84参考文献85致谢86第一章 国内外薄板坯连铸连轧带钢厂的发展概况及新建薄板坯连铸连轧带钢厂的必要性与可行性分1内蒙古科技大学毕业设计说明书1.1国内外薄板坯连铸连轧带钢的发展概况带钢广义上讲是所有以卷状作为交货状态的长度很长的扁平刚材,狭义的带钢主要指宽度较窄的卷板,即通所说的窄带钢和中宽带钢,又是尤指窄带钢。通常将宽度100600mm的带钢称为窄带钢。6001000mm带钢称为中宽带。1000mm以上称为卷板。按照国家统计局的统计分类指标,600mm以下(不含600mm)的卷板为窄带钢。600mm及其以上为宽带钢。带钢按照加工方法分为热战带钢和冷轧带钢。按照宽度分
11、为窄带和中宽带。按照钢的成分分为普带和优带。带钢的用途及其广泛,主要使用在汽车工业、机械制造业、建筑工程、钢结构、日用五金等领域,是冷轧带钢、冷弯型钢、焊接钢管等钢材的原材料。1983年,漏斗结晶器的构想出现,使得通过浸入式水口浇铸薄板坯成为可能,这成为薄板坯连铸新技术的开端。从1985年起,设备供应商西马克公司(SMS),即现在的西马克-德马格公司(SMSDemag)与蒂森钢铁公司(ThyssenStahl)合作,在德国的Buschhutten成功运行了一座中型试验厂。但是,第一台使用漏斗结晶器、隧道炉和紧凑型热带钢轧机的CSP薄板坯连铸机是1989年在美国纽柯公司投入运行的。1987198
12、9年,曼内斯曼德马格和HKM合作,在德国开发了双流ISP连铸机。随后,于1990年与合作伙伴阿维迪(Arvedi)在意大利的ATA厂进行了浇铸试验,并于1992年在阿维迪的克利蒙娜(Cremona)建成了ISP厂。奥联钢(VAI)也于19881989年间在瑞典采用了薄板坯连铸技术,生产高合金含钼钢。1987年,达涅利(Danieli)根据在意大利乌迪内(Udone)短流程钢厂进行的试验,宣布了自己的薄板坯连铸机概念。比利时的ALZ与西马克公司合作,在19891991年间,获得了关于不锈钢薄板坯连铸的经验。迄今为止,这种新的连铸连轧工艺仍在发展之中。31986年德国施罗曼西马克公司在自己的铸钢车
13、间建立了1台采用 “漏斗型”结晶器的立弯式薄板坯连铸机,并以 6 m/ min 的拉速成功地生产出 50 mm 1 600 mm 的薄板坯 , 该技术简称CSP 。几乎同时,德国曼内斯曼 德 马 克 公 司 ( MD H ) 于 1987 年采用改进的超薄型扁形水口和平板直弧形结晶器以 4.5 m/ min 的拉速成功地生产出60mm900mm和 70 mm 200 mm 的 1 薄板坯 ,该技术简称 ISP。奥钢联于1988年在对 瑞典阿维斯塔的传统连铸机进行改造时 , 采用薄平板型结晶器及薄型浸入式水口浇出第 1 块厚度 为 70 mm 的不锈钢薄板坯 , 该技术简称 CON2 ROLL
14、。 1989 年6月世界上第 1 条薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司的克劳福兹维尔厂建成投产 ,采用 SMS的CSP技术 ,年产80万t。 连铸机设计为典型的立弯式(VSB),其冶金长度约为9.2m,有5个扇形段,可浇铸厚度为60mm的连铸坯,拉速为5.1m/min。典型的漏斗结晶器可使用椭圆形的浸入式水口,其厚度和传统流程所用水口的厚度相当。在浸入式水口和结晶器之间有足够的空间。使用电磁制动(EMBr)技术控制弯月面区域钢流的冲击和穿透深度。从第2扇形段开始进行液芯压下,可在10mm的范围内无级调整连铸坯的厚度。在凝固终点附近区域的第35扇形段,对连铸坯实行1.5mm的动态软压下。这可以在
15、不对连铸坯窄面进行变形的情况下,减少中心疏松。薄板坯进入加热炉时的温度为9001000,辊底式加热炉的总长度为240m。设计加热炉的目标是使板坯加热和温度均匀,在板坯长度、高度和厚度方向的温差约为10。在新的CSP加热炉的尾部,薄板坯要在最大压力为400bar的情况下进行除鳞,然后运到原有的粗轧和精轧机之前的步进梁式加热炉。原有的热轧机根据即将生产产品的要求进行了现代化改造。根据上述新老设备的布局,可按产品的要求,进行所谓的“混合轧制”。混合轧制,所谓混合轧制是指在一次轧制作业中,既可以轧制来自新的CSP连铸机的加热炉的薄板坯,也可以使用来自板坯堆场的厚板坯,当然轧制前要在原有的一个加热炉中先
16、对厚板坯进行加热。薄板坯只在粗轧机经过一次不可逆轧制,而厚板坯仍采用传统方式轧制。近两年,我国已建成的薄板坯连铸连轧生产线的有关创新优化工作,围绕着全流程的生产工艺稳定、产品质量稳定、新产品开发、冷轧基板性能控制和充分发挥流程潜能、实现高效化生产等方面深入展开;同时,陆续建成投产的生产线也实现迅速达产、努力增效,我国薄板坯连铸连轧领域不断创造新的世界纪录。到2006年上半年,我国已有珠钢、邯钢、包钢、鞍钢、马钢、唐钢、涟钢、本钢、通钢、济钢、酒钢、唐山国丰12家钢铁企业的13条薄板坯(包括中薄板坯)连铸连轧生产线相继投产,产能约为3500万吨年。这13条薄板坯连铸连轧生产线的连轧机组的配置均采
17、用了目前最先进的机型配置,CSP线连轧机组全部采用CVC轧机,FTSR线连轧机组采用pc轧机在后两架采用在线磨辊系统ORG,ASP线连轧机组的后四架则采用WRs轧机,先进的轧机配置和控制系统为热轧板带的板厚和板形高精度控制提供了有力的保证。预计5年内,我国的薄板坯连铸连轧生产线可能将达到15条,产能将突破4000万吨年,其产能将占我国热轧板卷产能的30以上,薄板坯连铸连轧生产线将占世界的近30。薄板坯连铸连轧工艺实现生产高效化。 2006年年初,唐钢在薄板坯连铸连轧生产线的高效化生产上取得突破,其FTSR线2005年产量首次突破300万吨大关,达到年产301.123万吨带卷,2005年12月份
18、产量超过27.23万吨,树立了薄板坯连铸连轧生产线钢材生产史上的一个新的里程碑。 包钢CSP生产线通过高效化生产的技术开发,2005年产量达到288.4万吨,在高效精炼、连铸、轧制技术和全流程高效快速节奏生产技术体系方面总结开发出19项主要技术措施和诀窍,开发了薄板坯无缺陷浇注、cSp连轧过程控制轧制、控制冷却、钢板性能稳定与均匀性控制等先进技术,最高连浇炉数达到28炉浇次,最高单浇次产量为4865.2吨浇次,平均连浇炉数为21.1 l炉月,连铸机作业率为90,轧机作业率大于80,漏钢率小于O.085,综合成材率达98.0。 另外,邯钢和涟钢的CSP生产线在2005年产能也分别达到259.6万
19、吨和241万吨。2005年年底投产的通钢FTSR线,仅一个月就实现了月产量超过设计生产能力的水平。鞍钢、包钢、唐钢、邯钢等企业的薄板坯连铸连轧生产线都创造了单流或双流连铸月无漏钢的纪录,鞍钢、包钢均达到轧机年作业率超过80的高水平。我国薄板坯连铸连轧概况见表1-1:【1】表1-1 我国15条薄板坯连铸连轧生产线的主要工艺参数和产能序号企业生产线型式连铸机轧机组成薄板坯规格(厚宽)/mm产品规格(厚宽)/mm设计年产量/万t投产期1珠钢CSP2流6(5060)(10001380)1.212.7(10001380)1801999. 082邯钢CSP2流1+6(6070)(9001680)1.020
20、.0(9001680)2461999.123包钢CSP2流6(7090)(98001560)1.020.0(98001560)2002001.084唐钢FTSR2流2+5(5060)(85001680)0.812.7(85001680)2502002.125马钢CSP2流7(5090)(9001600)0.812.7(9001600)2002003.096涟钢CSP2流7(5070)(9001600)0.812.7(9001600)2002004.027鞍钢ASP(1700)2流2+6(100135)(9001550)1.58.0(9001550)2502000.078鞍钢ASP(2150)4
21、流1+6(100150)(10002000)1.519.0(10002000)40020059本钢FTSR2流2+5(7090)(8501750)0.812.7(8501750)2802004.1110通钢FTSR1流2+5(7090)(9501560)0.812.7(9501560)1402005.1211酒钢CSP2流6(5070)(85001680)0.812.7(85001680)2002005.0512济钢ASP(1700)2流1+6(100150)(9001600)1.512.7(9001600)2502006.1113武钢CSP2流7(5090)(9001600)0.812.7(
22、9001600)2502009.0214梅钢FTSR2流2+5(7090)(9001560)1.06.35(9001560)25015国丰ASP(1450)2流1+6(130170)(6001300)1.212.7(6001300)2002004合计31流3496薄板坯连铸连轧已形成了各具特色的生产工艺,如CSP、ISP、FTSR、CONROLL、TSP、QSP等。其中推广应用最多的是CSP工艺。各种薄板生产技术各具特色,同时又相互影响、相互渗透,并在不断的发展和完善。下表是几种薄板坯连铸连轧技术的现状。见表1-2。【2】表1-2几种薄板坯连铸连轧技术工艺CSPISPFTSRCONROLL开发
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