300万吨的薄板带热连轧车间工艺设计综述

(6)采用多级计算机控制系统。

热连轧技术的很大进步,在热轧带钢轧机设备的发展方面,总结起来,其主要趋势如下:

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1700、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20~23亿人民币,但采用国产中等厚度薄板坯仅需15~17亿人民币,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 (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。

1.2板带钢生产技术及发展趋势

1.热轧板带材短流程、高效率化。这方面的技术发展主要可分两个层次:(1)常规生产工艺的革新。为了大幅度简化工艺过程,缩短生产流程,充分利用冶金热能,节约能源与金属等各项消耗,提高经济效益,不仅充分利用连铸板坯为原料,而且不断开发和推广应用连铸板坯直接热装与直接轧制技术。(2)薄板坯和薄带坯的连铸连轧和连续铸轧技术是近十年来兴起的冶金技术的大革命,随着这一技术的逐步完善,必将成为今后建设热轧板带材生产线的主要方式。

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2.生产过程连续化。近代热轧生产过程实现了连续铸造板坯、连续轧制和连铸与轧制直接衔接连续化生产,使生产的连续化水平大大提高。

3.采用自动控制不断提高产品精度和板形质量。在板带材生产中,产品的厚度精度和平直度是反映产品质量的两项重要指标。由于液压压下厚度自动控制和计算机控制技术的采用,板带纵向厚度精度已得到了显著提高。但板带横向厚度(截面)和平直度(板形)的控制技术往往尚感不足,还急待开发研究。为此而出现了各种高效控制板形的轧机、装备和方法。这是近代板带轧制技术研究开发最活跃的一个领域。

4.发展合金钢种及控制轧制、控制冷却与热处理技术,以提高优质钢及特殊钢带的组织性能和质量。利用锰、硅、钒、钦、银等微合金元素生产低合金钢种,配合连铸连轧、控轧控冷或形变热处理工艺,可以显著提高钢材性能。近年来,由于工业发展的需要,对不锈钢板、电工钢板(硅钢片)、造船钢板、深冲钢板等生产技术的提高特别注意。各种控制钢板组织性能的技术,包括对组织性能预报控制技术得到了开发研究和重视。

1.3本设计的目的及意义

本设计是年产300万吨的热轧板带钢车间工艺设计。产品规格为:(0.8~12.0)3(1000~1600)mm。所用钢种为:碳素钢、 低合金高强度钢、不锈钢。

带钢是有一个比较特殊的钢铁产品,其直供比例非常高,40%以上直接进入厂家,目前带钢有时也作为冷弯型钢的坯料,广泛用于制造小五金、自行车车架、轮圈、弹簧片、锯条等。通过对近五年的统计,可看出带钢消费正以一个较快的速度发展。在国内外带钢生产逐渐减少的情况下,我国作为一个发展中国家,对带钢的需求不断增加,虽然受汽车等产业规模的限制,但五金产品国内外需求量都较大。同时我国现在基础建设规模很大,对焊管、型材的需求也相应增加,带钢的需求仍保持较高水平。

本设计课题是年产300万吨的薄板带热连轧生产车间工艺设计。这是一个大型的轧钢车间,其投资大,消耗大,生产量大。板带钢是我国钢铁生产的主打产品,需求量很大。今后几年市场需求仍然会有较大增长。另外带钢的延伸产品还有一定市场空间,如装潢用的五金材料,发展十分快,不少五金产品出口到东南亚、欧美等国际市场,拉动了国内的带钢生产。由于市场对板带钢的需求仍然很大,而且在近几年不会下降,因此该大型生产车间的建立是可行的。

带钢生产技术发展至今已有80多年的历史,现在已经是第四代轧机,板形控制技术目前也已经发展得较为成熟。在相关技术比较完善的情况下,建立大

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型轧钢厂可以节约很多在技术改进上的投资,可以在建成时就采用目前最西部地大物博,矿产资源很丰富,很多还处于待开发状态。我国现在进行

先进的技术,还可以借鉴其他车间的生产经验,少走一些弯路,一步到位。 西部大开发,对西部地区在财力,物力上大力扶持,大力进行基础项目的建设,如能源,交通等。因此,在西部建立一个大型轧钢厂不仅可以满足西部地区对板带钢的大量需求,而且由于西部人口密度较东部小,不会占用太多人口居住地,这在地理上是一个很大的优势。西部目前的交通状况比以前改进了很多,而且作为国家重点建设这一状况仍在完善,因此原材料的运输不再是一个主要的问题。

综上所述,本设计的选题是有意义且可以实现的。

1.4本设计的重点问题

本设计重点研究的问题是热轧厂热装热送问题。

连铸坯热送热装指的是把无缺陷的铸坯在热状态下送到轧钢加热炉加热,然后再送到轧机进行轧制。连铸与热轧之间的连接方式有四种:(1)冷装工艺(CHR)。(2)连铸坯热装工艺(HCR)。(3)连铸坯直接热装工艺(DHCR)。(4)连铸坯直接轧制工艺(DR)。

该技术是一项集冶炼、连铸、判定、入库、转运、组批装炉、轧制成材等诸多技术和管理于一身的系统工程,连铸坯热送热装技术的实施,必须解决好如下几个主要问题:

(1)炼钢、轧钢工序厂址地理位置要邻近,工艺设备要适合热送热装要求。

(2)炼钢、连铸及轧钢工序的综合生产状况正常稳定,工序能力大致匹配。

(3)为保证冶炼、连铸和轧机的连续性生产,必须提高生产过程的可靠性。

(4)由于连铸坯缺陷难以在线清理,炼钢、连铸工序必须具备无缺陷连铸坯的生产技术。

(5)为保证连铸坯的热装温度,提高热装效果,连铸工序必须具有高温出坯能力和铸坯输送过程中的保温技术以及连铸坯的热装炉技术。

根据连铸坯热送热装的特点,设计中拟采用以下解决思路:

(1)连铸坯流转方式,连铸坯热送均采用辊道输送到热轧车间加热炉,辊道上采取了一定的隔热保温措施。热装温度一般达600~700℃,有的高达800℃

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以上。

(2)连铸坯装炉及加热控制,当连铸坯热送到热轧生产线时,经验收及组批后,用长行程装钢机或辊道将热坯送入加热炉,由计算机在线控制加热炉的加热温度。

(3)组织无缺陷连铸坯生产,加强各类事故的管理。例如:铸坯表面纵裂是在结晶器内产生,并在二冷段进一步扩展形成的。为了减少表面纵裂的发生率,在生产中应改进结晶器冷却和二次冷却工艺。

(4)在板坯库和加热炉之间设有保温坑,以满足热装热送工艺需要。

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第二章.生产方案及产品大纲的制定

2.1产品方案的选择 2.1.1产品方案的编制

产品方案是进行车间设计的主要依据,根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺。产品方案包括所设计车间生产的产品名称、品种、规格、状态、年计划产量及技术条件。

产品方案一般是在设计任务书中加以规定的,或者由设计者深入实际调查统计提出方案,然后经主管部门批准确定,产品方案是进行车间设计的主要依据,根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺。

产品方案的编制原则如下:

(1) 根据国民经济各部门对产品数量、质量和品种等各方面的需要情况,既考虑当前的急需又要考虑将来发展的需要。

(2) 产品的平衡,考虑全国各地的布局和配套加以平衡。 (3) 建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等可能性。 对于各类产品的分类、编制、牌号、化学成分、品种规格和尺寸公差、生产技术条件、机械性能、验收规程、试验及包装方法、交货状态等,均按标准规定。产品标准可以分为国家标准(GB)、冶金工业部标准(YB)、企业标准(QB)等。

2.1.2计算产品的选择

车间拟生产的产品品种、规格及状态组合起来可能有几种、数百种以上。但是,在设计中对每一种合金的每一种品种、规格及状态进行详细的工艺计算。为了减少设计工作量,加快进度,同时,又不影响整个设计质量,从中选择典型产品作为计算产品。

选择计算产品应遵循以下原则: (1)有代表性

从拟生产的所有品种中选出几种合金、品种、规格、状态、产量和工艺特点等方面有代表性的产品作为计算产品。

(2)通过所有工序

所选的所有计算产品要通过各工序,但不是说第一种计算产品都通过各工序,而是所有计算产品综合起来看的。

(3)所选的计算产品要与接近。

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