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文檔簡介
1、專業課程設計題目:年產140萬噸薄板坯連鑄連軋CSP車間的工藝設計(典型產品:M300注mmQ235板材)級:號:名:*院:*專業名稱:*指導教師:*年*月*日本科生專業課程設計CSP車年產140萬噸薄板坯連鑄連軋題目:間的工藝設計指導教師:典型產品:Q235板材,xl300Lmm學院:*專業:*班級:*學生:*學號:*成績:項目評分權重平時成績說明書及圖紙答辯評分綜合成績文獻綜述錯誤!未定義書簽。1 .產品方案的擬定與原料選擇錯誤!未定義書簽。產品方案的編制錯誤!未定義書簽。產品的技術要求錯誤!未定義書簽。坯料的選擇錯誤!未定義書簽。2 .生產工藝流程錯誤!未定義書簽。工藝流程圖錯誤!未定義
2、書簽。各工序的介紹:錯誤!未定義書簽。3 .連鑄工藝設計錯誤!未定義書簽。連鑄機機型的選擇錯誤!未定義書簽。連鑄設備要緊技術特點:錯誤!未定義書簽。連鑄車間的工藝設計錯誤!未定義書簽。連鑄車間其它設備選擇與技術參數錯誤!未定義書簽。4 .連軋工藝設計錯誤!未定義書簽。軋機的選擇錯誤!未定義書簽。典型產品的工藝制度錯誤!未定義書簽。5 .車間產量計算錯誤!未定義書簽。鑄機產量計算:錯誤!未定義書簽。軋鋼機產量計算:錯誤!未定義書簽。6 .力能參數計算錯誤!未定義書簽。軋制壓力計算:錯誤!未定義書簽。軋制力矩的計算:錯誤!未定義書簽。7 .軋輻和電機的校核錯誤!未定義書簽。軋輻的校核:錯誤!未定義
3、書簽。電機校核:錯誤!未定義書簽。8 .輔助設備的選擇錯誤!未定義書簽。電爐:錯誤!未定義書簽。爐外精煉:錯誤!未定義書簽。直通輻底隧道式加熱爐錯誤!未定義書簽。飛剪錯誤!未定義書簽。帶鋼層流冷卻錯誤!未定義書簽。卷取機錯誤!未定義書簽。9 .車間組成和車間工藝平面布置圖錯誤!未定義書簽。車間組成布置:錯誤!未定義書簽。設備間距的確信:錯誤!未定義書簽。跨度和柱距的選擇:.成品庫面積的計算:.10.車間要緊經濟技術指標錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。金屬消耗系數成品率日歷作業率有效作業率:合格率:廢品率:資源消耗:誤誤誤誤誤誤誤錯錯錯錯錯錯錯錯誤未定義書簽。未定義書簽。未
4、定義書簽。未定義書簽。未定義書簽。未定義書簽。未定義書簽。薄板坯是一種重要的經濟鋼材。通過連鑄連軋設備軋制出的薄板坯厚度可達到,因此普遍應用于國民經濟各部份如汽車工業、航天工業、建筑業、和運輸業等關系到國計民生的工業。如何提高連鑄連軋的熱連軋板帶生產的裝備水平、技術水平,在現有基礎上大力開發新質量和新品種是國內外薄板坯連鑄連軋界一起關注的要緊課題。我國薄板坯連鑄連軋起步較早,80年代薄板坯連鑄連軋處于實驗生產時期。90年代開始正式生產。我國接踵在包鋼、邯鋼和珠鋼建成了薄板坯連鑄連軋生產線。在連鑄連軋生產工藝中,我國采納的是德國西馬克(SMS)公司的CSP工藝,采納CSP工藝生產大大降低產品原料
5、,縮短生產時刻,減少廠房面積,金屬消耗和加熱能耗等。本次設計的目的是:設計采納CSP工藝的年產量為140萬噸的薄板坯連鑄連軋車間,產品主若是一般碳素結構鋼和低合金結構鋼。由于本人水平有限,設計進程中不免顯現誤差和考慮不周的地方。敬請諸位提出批評和意見。同時在設計進程中,取得了*教師的悉心指導和幫忙,特此表示衷心的謝意。設計者:*年*月*本論文的題目是:設計年產量為140萬噸的薄板坯連鑄連軋CSP車間。其典型產品為長度為10501300mm,厚度為的Q235板材。在設計進程中,查閱了大量的資料,較為認真的論述了產品方案的確信,制定相應的工藝流程,然后確信連鑄機和軋機的組成,進行典型產品的力能參數
6、的計算,軋輾強度和主電機的校核計算和要緊設備的生產能力參數的計算,選擇了相應的輔助設備,并計算了其生產能力,最后進行車間平面布置的設計。關鍵詞:CSP、連鑄連軋、板帶AbstractThesubjectofthispaperistodesignacontinuouscastingandcontiuousrollingstripCSPwillproduct140,000tonspertypicalproductionisQ235whichitslengthenis10501300mmanditsthicknessis.Throughawiderangeinvestigationandcompar
7、ison.Firstly,Ideterminedtheproduction-schemeand,Idecidedontnetypeoftherollpadsystemandcalculatedthemechanicalparameterofthetypicalproduction,checkedstrengthenoftherollandpowerofthethese,Ialsoselectedthesubsidiaryequipmentsfortheworkshopandcalculatedtheproductivity.Theworkshopplanelay-outwasinthefina
8、lofthedesign.Keywords:CSP、continuouscastingandcontinuousrollingstrip文獻綜述薄板坯連鑄連軋工藝很多,各類工藝所采納的設備也有所不同,其優缺點也各不相同。工藝生產薄板坯CSP是CompactStripProduction的縮寫,也確實是緊湊式板帶生產。CSP工藝生產的鋼種范圍超級大,包括:可焊接普碳鋼、中碳鋼、低碳鋼和冷軋高強度微合金鋼和含磷鋼等。CSP技術是薄板坯連鑄連軋這項技術的前驅。以下將介紹CSP工藝的設計原那么和它取得經濟上成功的因素。生產設計的原那么:原那么一:盡可能簡化生產環節從液態鋼水到完成最后熱帶卷取,生產只包
9、括必需的物理進程,諸如: 用CSP主機生產薄板坯。 通過輾底爐或均取得均勻的板坯溫度散布。 軋制出理想的板型尺寸。 通過輾道冷卻取得良好的冶金性能。 卷掏出合格的便于運輸的板卷產品。每一個進程為獨立的生產單元,只需很少的操作人員和維修人員,因此降低了生產本錢,投資量最少且能夠取得專門好的回報。原那么二:能量消耗盡可能少,由于整個生產流程的簡化,產品生產進程所需熱量完全由原始鋼水的熱量提供,而不需要對材料進行再加熱。除對輾底爐入爐側存在的20c溫度不同進行補償外。沒有必要進行其他任何形式的溫度補償。輾底爐能耗為25KWH/T,利用低本錢的天然氣,高爐煤氣或Corex煤氣。原那么三:保證薄板坯絕對
10、恒定的溫度。薄板坯在均熱爐中停留1520分鐘,以確保板坯在寬度、長度、厚度方向上均勻恒定的溫度散布。隨后的軋制和冷卻進程就能夠維持必然的恒速。沒有必要采納如邊部加熱、快速加熱和機架中間冷卻等方式進行溫度補償。這種生產方式生產出的產品具有性能相當均勻的微觀組織,厚度和側面的幾何尺寸誤差能操縱到最小,傳統的工藝那么達不到。鋼種分類及產品質量情形一種生產工藝的經濟技術指標要得以實現,就必需以產品質量知足所有標準為前提。必需證明用新工藝生產的產品完全知足用傳統工藝生產出來的產品機械性能和表面質量要求。從實際生產和擴大實驗中已經取得了一些結果,包括傳統熱軋廠生產的大部份鋼種,下面舉例論述每一種鋼種的質量
11、特點:表1CSP產品鋼種、鋼號、標準和用途序號鋼種代表鋼號米用的標準應用范圍第1組建筑用可焊接非合金鋼C%,Mn,Mn%Q295Q390,AD級,SPFC590,PH355,Fe510GB/T1591,JISG3135,JISG3474,DIN10025用于機械設備結構件等第3組冷加工及冷軋用低碳鋼C%,Mn%08,08Al10,SPCE,St14JISG3131,GB710用于汽車、家電鋼板、沖壓件、油桶板等第4組冷加工和冷軋用高強度低合金鋼C0%,Mn%,Nb/V/TiQ295A,St12,St13GB/T1591,JISG3134,DIN16231用于汽車、機械工業中的沖壓件等第5組高強
12、度含磷合金鋼C0%,Mn%,P%SAPH310SAPH440JISG3113主要用于汽車部件第6組改善后的耐大氣腐蝕的低合金高弓1度鋼C0%,Mn%,Nb/V/Ti09CuPTiRE,09CuP,SPAH,SPAD,CortenB/CGB/T4171,JISG3125,Corten主要用于集裝箱、鐵路車輛以及高速公路護欄等第7組微合金化高強度低合金鋼C%,Mn%50W540,50W600H,30Q133,JDR54050GB/T2002,GB/T25211996,JISC2554電機、發電機、變壓器電工鋼等第9組熱處理用的合金鋼O%,Cr%30Cr40CrGB/T3307,JISG4104用于
13、機械構件用鋼等第10組銘不銹鋼C13%6Cr17第11組銘饃不銹鋼C17%,Ni8%5NiCr8第12組高碳鋼O%,Mn%90Mn4第一組是建筑用可焊接非合金鋼。這種鋼具有好的屈服強度和抗拉強度比,斷裂后有較好的伸長率,缺口能有必然的沖擊韌性。第二組是中碳鋼。這種鋼中的碳當量與伸長率呈直線關系。隨著碳當量的增加,伸長率明顯下降。軋制后產品呈細小帶狀的珠光體組織。第三組是冷加工和冷軋用低碳鋼。用CSP生產出的熱軋帶卷經冷軋后制成的冷軋鋼板,具有良好的深沖性能和拉伸性能。CSP工藝生產的熱軋帶鋼冷軋后,各項性能指標均與傳統連鑄工藝的產品相當。第四組是冷加工和冷軋用高強度低合金鋼。這種鋼種是用于汽車
14、和機械制造工業中的沖壓部件,要求具有高的屈服強度和抗拉強度、良好的成形能力及縱向與橫向均勻的力學性能。這種CSP工廠生產的產品上述性能均是良好的,從金相組織來看,晶粒直徑平均等與或小于5m,晶粒度細小。第五組是高強度含磷合金鋼,也稱“焙燒硬化鋼”。這種鋼要緊用于汽車工業中,特點是具有極佳的冷軋帶鋼的深沖性能,在把成品工件加熱到170c時的焙燒硬化進程中,強度可提高70MPa。用這種方式加工,元件的受載能力不需要投入額外費用即可取得提高。第六組是改善后的耐大氣侵蝕的低合金高強度鋼,也稱為“Corten”。這種鋼既耐大氣侵蝕,又可焊接,而且具有較高的強度。其成份中含磷量達,銅%,銘。在大氣侵蝕的工
15、作條件下,這些元素能形成愛惜層,延緩侵蝕進程。同時,銅、銘和磷元素均能增加鋼的強度,而磷的脆性有害阻礙可通過鈾的加入而取得排除。第七組是微合金化高強度低合金鋼,這種鋼具有高的抗拉強度和屈服強度、良好的低溫缺口沖擊韌性和細致的晶粒組織。薄板坯在軋制前一樣可不能冷卻,微合金元素可維持溶解狀態,只有在軋制進程中才會沉積,因此一樣都可取得理想的顯微組織和力學性能。第八組是電氣用硅合金鋼。眾所周知,在傳統熱軋機上很難軋制含硅量高達3%的鋼,板坯冷卻后引發的沉積物只能通過加熱至1300c后來溶解,造成板坯顯微晶粒粗大,只是軋制產品對裂紋靈敏。而CSP熱連軋進程中,薄板坯溫度始終比較高,在熱軋進程中可有效避
16、免沉積物的形成,很少顯現邊部及橫向裂紋。第九組是熱處置用合金鋼。鋼中合金元素含量高,尤其是高碳和高銘極易致使成份偏析,而CSP工藝薄板坯能快速凝固,有效避免偏析形成,產品在厚度方向上顯微組織均勻。第十組是銘不銹鋼。CSP工藝產生出的銘不銹鋼具有以下優勢:(1)在傳統的板坯連鑄機上火焰切割或加鐵絲的方式切割不銹鋼很困難,但在CSP工廠用常規剪即可切斷;(2)鐵素體不銹鋼易脆性斷裂,生產此類產品需要全進程維持熱狀態,CSP工藝中鑄坯就一直處于熱狀態。(3)薄板坯的快速凝固可保證鐵素體不銹鋼中偏析在厚度方向上無大區別,生產出的帶鋼不致在拉拔進程中發生扭曲,顯微組織均勻。第十一組是銘鍥不銹鋼。通常奧氏
17、體不銹鋼在連鑄是容易產生縱裂,至今薄板坯連鑄仍不能保證生產出無缺點的奧氏體不銹鋼。第十二組是高碳鋼。這種鋼至今仍沒有CSP工藝批量生產,只在傳統的熱軋機上做過少量實驗。而這種鋼在CSP生產線上的可澆鑄性已經取得證明。高碳鋼具有嚴峻的偏析偏向,可望通過CSP工藝具有的薄板坯高冷卻率的工藝特性來改善。CSP工藝關于以上十二組鋼種的生產比傳統工藝生產的鋼種在性能上有較大提高,而且生產的薄板帶在以前只有通過冷軋才能夠達到。CSP工藝及設備的進一步改良和開發連鑄新技術:(1)結晶器技術:結晶器是薄板坯連鑄技術的核心,CSP工藝采納上寬下窄的漏斗型結晶器,結晶器上部容積大,最大開口度170mm,水口與結晶
18、器之間由足夠的距離,使愛惜渣易均勻散布,鋼液表面穩固,無端流,也可不能在水口與模壁之間搭橋。(2)浸入式水口:在薄板坯連鑄連軋采納異形結晶器時,利用與常規板坯連鑄相近的較大尺寸的水口;CSP技術利用水口的平均壽命達到每周期1012次,最高達1819次,為了使結晶器內鋼液流動狀態加倍優化,CSP已經進展了4代水口。銜接區技術:輾底式隧道爐技術:德國SMS公司的薄板坯連鑄連軋CSP技術最先采納直通式輾底隧道爐作為銜接區設備,該爐將連接連鑄機和連軋機的輸送輾道和加熱爐合為一體,爐體為直通隧道,內裝耐熱輾道,鑄坯出連鑄機后一面以鑄機拉速前進一面加熱,達到軋制溫度后,加速運行到爐尾,以軋機的咬入速度出爐
19、,直接進入軋機。爐長約200m,內有150160個耐熱輾道輾,輾內通水冷卻,輾上安裝有耐熱材料做的輾環,相鄰輾上的輾環交織布置,以避免不同輾子的輾環老是與鑄坯的同一名置接觸,造成鑄坯局部溫度太低,產生水印。爐子分為加熱段、均熱段、緩沖段和出料段,加熱段長40m,緩沖段長100m,該爐保證將表面溫度在950c以上的鑄坯加熱到110OC1150C的開軋溫度。軋鋼新技術:大壓下軋制技術:由于薄板坯連鑄連軋技術的坯料與傳統生產方式的坯料有較大的不同,因此壓下規程的安排也與傳統的生產方式有必然的區別。西馬克公司的CSP技術采納50mm厚的薄板坯,通過6機架軋制成厚的薄板。每一架軋機的壓下量和負荷都大于傳
20、統的熱連軋機。大壓下和高剛度軋制是現代薄板坯連鑄連軋的工藝特點之一。2.典型CSP生產線介紹珠鋼是國內擁有第1條采納短流程工藝生產熱軋薄板生產線的企業。總的生產規模為160180萬t/a熱帶材。分兩期建設,第一期設計能力約為80萬t/a。該生產線于1999年8月下旬正式投產,一期配備了公稱容量為150t的電弧爐和LF爐;一臺薄板坯連鑄機;一條直通式輾底爐;一條熱連軋線。該廠的電爐CSP流程生產線具有顯著特點,其工藝技術能專門經濟地生產熱軋帶鋼,經濟效益高,投資費用比采納一般工藝的設備低得多。EAFLFCSP生產線的生產周期短,從投料冶煉開始到最終成品,整個周期時刻只需,這是傳統生產工藝無法比擬
21、的。珠鋼CSP生產線自動化水平高,6機架精軋機組具有高精度的自動化操縱系統,板形好、厚差小、適宜生產優質熱軋板。珠鋼CSP產品品種珠鋼一期工程以廢鋼、海綿鐵和生鐵為原料,熱軋帶材厚度;寬度10001350mm;單位寬度卷重最大18kg/mm;卷重10(鋼卷外徑110cH1950mm;第1期生產量為萬t/a(生產能力可達180萬t/a),產品鋼種為一般碳素結構鋼、優質碳素結構鋼和低合金鋼。近幾年,珠鋼通過產學研合作,在產品開發和薄規格產品的軋制方面進展較快。它充分利用電爐鋼原料優勢和CSP工藝技術前后開發了集裝箱板、氣瓶板、低碳高強度熱軋板、管線鋼、通用及焊接結構鋼和花紋板等,慢慢實現了產品品種
22、規格的系列化和批量的薄規格產品的生產,尤其是批量的薄規格集裝箱板和普碳鋼板的軋制,知足了市場的需求并取得了較高的社會和經濟效益。要緊設備配置及特點1 .冶煉設備配置了一臺從德國FUCHS公司引進白第二代150t交流高阻抗帶指形托料架的單殼豎爐。電弧爐的要緊技術參數:豎井尺寸7000mM2600mM8000mm;留鋼量30t;變壓器容量為120+12%MVA;石墨電極直徑612mm;維修時改換爐殼離線維修;出鋼方式是園形爐底出鋼(RBT);冶煉周期為5762min/爐;出鋼量為150t。2 .爐外精煉設備一期配置一臺LF爐(預留VOD),除具有上、下吹氮攪拌裝置外,還設有喂絲機及合金配料系統。鋼
23、包爐的要緊技術參數:公稱容量為150t;最小處置量110t;變壓器容量為20/24MVA;極圓直徑700nm;電極直徑406nm;升溫速度4C/min;鋼包自由空間1200mm(為VOD需要)。3 .薄板坯連鑄機一期配一臺單機單流CSP連鑄機。它是我國引進的第一臺薄板坯連鑄機。在薄板坯連鑄連軋生產線中,連鑄機是承上(電爐)啟下(軋機)的關鍵環節。連鑄機工作狀態的好壞,直接阻礙鋼廠的產量及質量,對其經濟效益起著決定性的作用。因此對連鑄機機型選擇是相當重要的。因為就電爐和熱軋機而言都是成熟、靠得住的技術和設備,而薄板坯連鑄工藝及設備卻是在80年代末期才開發成功的新技術和新設備。珠鋼連鑄設備從鋼包回
24、轉臺至鑄坯定尺剪的在線設備均從SMS公司成套引進,線外設備及部份改換件,采取了合作設計和合作制造的方式。CSP連鑄機的最大特點是鑄坯厚度小(4050mm),拉速高(可達67m/min),生產持續性很強。為了確保產品質量及產量,作業線上配備了較完善的自動檢測及監控設備。CSP連鑄機是帶有漏斗型結晶器的立彎式連鑄機。這是它區別于其它薄板坯連鑄機的要緊標志。一漏斗型結晶器,是SMS公司開發CSP帶鋼生產線成功的關鍵技術,它為浸入式水口的插入提供了較大的空間,水口的壁厚可達18mm,水口外壁距銅板間距約30mm。這不僅可提高水口壽命(在美國紐柯公司平均壽命已達600min),而且幸免了鋼水在凝固進程中
25、搭橋”。同時由于上部鋼水容量較大,為愛惜謂的熔化制造了較好的條件,使得愛惜謂的熔化速度能夠知足高拉坯速度的生產要求。該結晶器除具有常規連鑄板式結晶器可在線調寬外,還具有知足裝引錠桿及便于處置溢、漏鋼的功能。即活動側寬面液壓缸驅動向外側移動70mm(即擴大開口度)。從結構上還預留了以后上電磁制動的可能。一結晶器振動裝置。為了適應高拉速、高質量的要求,采納了短桿結構的液壓振動裝置。可在線改變振頻、振幅及振動特性曲線。其振動頻率為45450次/min,最大振幅為12mm(一樣利用2mm)。一垂直導向段(也即二次冷卻區)。共分為三個段。第1段由格柵及8對分節輾組成,第二、3段結構相同,可互換安裝利用,
26、由10對分節輾組成。且予留在此區實現液芯壓下澆注的可能性。二次冷卻采納全水噴霧冷卻。一拉坯彎曲裝置。該裝置由兩對拉坯輾和一個頂彎輾組成。頂彎輾只有當開澆后,引錠桿頭向下越過該輾時,才由自動跟蹤系統,啟動該輾的液壓缸將其鑄坯頂彎至半徑為3m的弧線上,同時起到脫引錠頭的作用。在3m的弧線上還設有兩個自由輾和一個支托架。在最下面的輾子上裝有位置傳感器,用以檢測正常生產中,鑄坯是不是沿3m半徑的弧線運行。一拉坯矯直機。由四對輾(其中3對傳動)、4對液壓缸、機架及其傳動裝置組成。每一個傳動輾的功率為15KW(拉坯輾也與此相同),拉坯速度7m/min。一振動式機械定尺剪的特點。此剪的特點是電動機械擺動剪、
27、電液壓缸實現與鑄坯的同步剪切。它不僅是定尺剪,也是處置事故時必需的手腕。它的最低剪切溫度為600C,剪子最大剪切力為5000KN,電機功率300KW,剪切周期約7s/次。一剛性引錠桿及其寄存裝置。引錠桿全長(包括頭)為剛性結構,垂直寄存于機下,便于搜集及利用。從以上連鑄機的結構特點可知,CSP連鑄機處置事故(溢、漏鋼)很方便。操作人員只需用火焰切割槍在拉坯輾上方將鑄坯切割斷,上部所有設備可整體吊出,離線檢修,下部鑄坯拉出,由剪機碎斷即可處置完畢。從上部再裝入組裝好的改換件,即可從頭開澆,故可達到很高的作業率。CSP連鑄機的另一最大特點是設備重量輕(在線設備僅800t左右),生產率高。與常規板坯
28、連鑄機比較,產量(單流)達到80萬t/a的常規連鑄機,其重量會高出約2倍余。4 .均(加)熱爐在連鑄連軋生產線中,均熱爐除常規生產流程中所具有的均(加)熱功能外,還有更重要的功能是:它緊隨連鑄機以后和軋機之前,起著調劑緩沖生產節拍的作用。當它的下游設備一軋機,顯現故障時,鑄坯便由均(加)熱爐來貯存,貯存時刻取決于爐子長度,該爐子是從德國LOI公司引進的。(1)爐型結構及特點。此爐子為直通式輾底爐,為了適應第二期建設時,第二臺連鑄機的板坯向同一軋機輸送的要求,特設有回轉擺動爐段。爐子總長m;共有161個單獨傳動的爐輾;80個爐底渣門;92套低氧化氮燒咀;共有26個測溫段;上、下供熱。全爐共分4個
29、供熱段。各供熱段的作用和功能:均(加)熱段最長50m,主若是完成入爐高溫鑄坯的均熱或加熱,該爐段的長度是依照連鑄機不同拉速下鑄坯的入爐溫度條件,經運算機計算而自動轉變的;運輸及緩沖爐段,長度最短為m,起鑄坯保溫、緩沖或快速運輸作用,它的長度是隨均(加)熱段的長度而呈反比例轉變的;回轉擺動爐段,長度為m,可裝一塊最長m的鑄坯,要緊用于接運兩臺連鑄機生產的鑄坯向熱軋機輸送,同時也可起保溫緩沖作用,在回轉擺動進程中仍可繼續加熱;存儲保溫爐段,長度為m,用于保溫貯存鑄坯。(2)該爐以輕柴油為燃料(3)要緊技術參數:鑄坯入爐溫度10401100c(最低900c);鑄坯出坯溫度1100c(最高爐溫1200
30、C);最大加熱能力163t/h;鑄坯輸送速度65m/min;燒咀數量92個;煙囪座數4座。5 .熱連軋機生產線要緊設備組成及其特點要緊設備性能及參數:(1)事故剪,液壓傳動,剪切溫度600。剪切力為5000KN,剪切周期30s,剪切最大長度600mm。(2)高壓除鱗箱。進出夾輾距離2800mm,噴射寬度約1400mm;輾徑3600nm;最大速度1m/s;水壓1540MPa。(3)熱軋機。由6架精軋機組成(四輾CVC軋機);工作輾尺寸:F1F3為723800mm,F4F6為453600mm;輾身長均為1700mm。支承輾直徑1261350mm,輾身長1500mm。馬達功率別離為:F1是4430(
31、7000)KW;F2是5500(7000)KW;F3F6土勻是7000KW。最大軋制力為35000KN0最大軋制速度m/s0(4)軋機輸出輾道74m,輾距280320mm,最大輸送速度15m/s。(5)層流冷卻系統。水量4300m3/h,水壓(噴射段1MPa);層流冷卻區長約43m,分為一個噴射段、30個標準段,8個微調段。(6)卷取機系統。液壓型卷取機,卷筒漲縮范圍762-727mm,助卷輾3個380nm,最大速度15m/s。鋼卷外徑11031950mm。卷筒電機功率550KW。卷取量大張力100KN。珠鋼與國內同時引進的另兩條CSP生產線比較,其澆注的鑄坯最薄,寬度最小,由電爐供給鋼水(邯
32、鋼、包鋼都是轉爐供鋼水),這些也是珠鋼的特點之一。3、總結近兩年,我國已建成的薄板坯連鑄連軋生產線的有關創新優化工作,圍繞著全流程的生產工藝穩固、產品質量穩固、新產品開發、冷軋基板性能操縱和充分發揮流程潛能、實現高效化生產等方面深切展開;同時,陸續建成投產的生產線也實現迅速達產、盡力增效,我國薄板坯連鑄連軋領域不斷制造新的世界紀錄。到2006年上半年,我國已有珠鋼、邯鋼、包鋼、鞍鋼、馬鋼、唐鋼、漣鋼、本鋼、通鋼、濟鋼、酒鋼、唐山國豐12家鋼鐵企業的13條薄板坯(包括中薄板坯)連鑄連軋生產線接踵投產,產能約為3500萬噸/年。這13條薄板坯連鑄連軋生產線的連軋機組的配置均采納了目前最先進的機型配
33、置,CSP線連軋機組全數采納CVC軋機,FTSR線連軋機組采納PC軋機在后兩架采納在線磨輾系統ORG,ASP線連軋機組的后四架那么采納WRS軋機,先進的軋機配置和操縱系統為熱軋板帶的板厚和板形高精度操縱提供了有力的保證。CSP生產工藝在實踐中證明了自己是成功的,這應歸功于其簡單的技術思想及其所帶來的經濟效益,下一步的開發研制工作集中在對其獨立的生產單元進一步優化,以期待進一步提高產品質量和經濟效益。1 .產品方案的擬定與原料選擇產品方案是有設計者深切調查統計提出的方案。產品方案是進行車間設計的要緊依據。依照產品方案,能夠選擇設備和確信生產工藝。依照產品的規格與種類,可選取適合的原料。產品方案的
34、編制確信產品方案的原那么一、依照市場情形,同時考慮國民經濟各部門對產品數量、質量和品種方面的需求情形,也要考慮見來進展的需要。2、考慮各類產品的平穩,專門重視地域間產品平穩,有預見的幸免盲目生產,適應供求,產銷對路,打算合理。3、考慮國內外設備能力,確信產品規格的有效范圍。4、全面考慮建廠地域的條件,生產資源,自然條件,投資等的可能性,三者缺一不可。五、產品所需的坯料供給情形和可能性。六、依照車間的設備情形,盡可能實現產品規格與質量的標準化,即實行標準化生產。產品方案的制定依照大量的市場調查,了解各部門及個人對產品數量、質量和品種方面的要求實際,專門制定如下產品大綱(如表1-1所示),鋼種為普
35、碳鋼和低合金鋼,年產量140萬噸。表1-1產品大綱產品規格厚度(mm)寬度(mm)年產量(萬噸)所占比例(%)熱軋成品140100Q195105015130015Q23510503013003008105010130010Q295A105010130010中碳鋼13005熱處理合金鋼13005產品的技術要求產品的規格、表面質量、組織性能、交貨狀態等方面的要求統稱為產品的技術要求。由于各類產品的利用條件不同,因此產品的技術要求不同。因此,依照產品利用上的要求及可能達到的技術水平而制定了產品標準,一樣包括以下內容:1)規格標準;2)性能標準;3)驗算標準;4)交貨標準。本次設計的車間生產的典型產品
36、是Q235.1 .表面質量:1)與帶鋼表面不得有氣泡、結疤、拉裂、裂紋、折疊、夾雜和壓下的氧化鐵皮,鋼板和鋼帶不得有分層。2)鋼板和帶鋼表面許諾有不妨礙檢查表面質量和薄層氧化鐵皮、鐵銹,由于壓下氧化鐵皮脫落引發的不顯著的粗糙、劃痕,軋輾造成的網紋和其他局部缺點,可是凸凹度不得有鋸齒型凸凹,但許諾有深部不大于2mm,長度不大于25mm的個別裂紋。3)成卷帶鋼許諾帶缺點交貨,因軋制而產生的邊裂及其他缺點,其橫向深度不得超過鋼板和帶鋼寬度誤差的一半,但不得使鋼板小于公稱寬度。2 .板形:要求板形平直,每米長度上的浪形、瓢曲、側彎不得超過許諾的值,對優質的中厚板,每米長度上的瓢曲度不得大于10mm,一
37、般薄板不大于20mm。3 .機械性能:鋼的機械性能決定于鋼的化學成份、組織和加工條件等因素,直接阻礙鋼的利用性能和壽命。用戶對鋼的機械要求極為嚴格,它是鋼材質量好壞的要緊表現(見表1-2所小)。4 .化學成份:鋼的化學成份決定鋼的組織性能(見表1-3)。5 .尺寸精度、形狀精度及表面質量要求見表1-4所示。表1-2Q235力學性能牌號抗拉實驗180冷彎實驗拉力強度MPa屈服點MPa伸長率(%)試樣方向B=2a彎心直徑dQ23537550023526橫向III縱向I0注:B一試樣寬度,a鋼材厚度表1-3Q235鋼的化學成份牌號等級化學成分(質量分數)(%)CMnSiSPQ235ABCD1050+
38、101300+10公稱厚度寬度厚度允許偏差1050,13001050,13001050,13001050,13001050,13001050,13001050,1300+,1050,1300+,6.金屬平穩表:(見圖1-1所示)連鑄坯155萬噸熱連軋機141萬噸萬噸JHUUUU坯料的選擇原料以廢鋼、海綿鐵和生鐵為主,年產量140萬噸的熱軋鋼卷,帶鋼厚度為,寬度為10501300mm產品鋼種為一般碳素結構鋼和低合金鋼。2 .生產工藝流程正確制定工藝流程是軋鋼車間工藝設計的重要內容。制定生產工藝進程的首要目的是為了取得質量符合要求的產品,第二是在保證質量的基礎上追求軋機的高產量,并能做到降低各類原
39、材料的消耗,降低生產本錢。因此,正確制定產品工藝進程關于工藝進程合理化,充分發揮軋機作用具有重要意義。優質、高產、低耗能是制定產品工藝進程的總要求。工藝流程圖本次設計采納CSR1鑄連軋生產工藝,CSP工藝具有流程短、生產簡便且穩固、產品質量好、本錢低、市場競爭力強等一系列突出特點CSPX藝流程一樣為:各工序的介紹:整個軋制車間由精煉、連鑄、坯料加熱、坯料軋制、軋后冷卻、卷取及精整組成。煉鋼選用電爐煉鋼,具有去除SP能力強,H、C含量高,C還原期熔池處于靜止狀態,沒有脫氣條件,外來溶質高,冶煉周期長等特點。本車間包括裝料、熔化、氧化精煉期、扒渣、還原精煉期和出鋼等進程。精煉設備在薄板坯連鑄作業線
40、上,精煉爐的功能是保證產品質量、緩沖進程的物質流、增加連澆爐數,增進作業線產量的提高。因此,與電爐匹配的主若是LF,乃至配置LF/VD,這是合理有效的,因為電爐的出鋼時刻一樣為5565min,而LF到位離位時刻一樣為3438min,明顯小于此值,能夠知足精煉爐的上述三功能,電爐與LF匹配時合理的選擇。連鑄連鑄的重要部件包括:鋼包旋轉塔、中間罐、漏斗型結晶器、鑄坯導輾、拉坯彎曲矯直機和剪切機盛鋼水的鋼包旋轉塔從煉鋼車間送到澆鑄設備上,鋼水通過中間罐進入結晶器,再結晶器出來的鑄坯凝固成一個薄的外殼,而中心高溫鋼水,形成了一個很長液相穴,為了繼續凝固,從結晶器出口到最后一對夾持輾的長度內,設置一個噴
41、水冷卻區叫二冷水,另外并無設立拉矯裝置,大體上是由兩個扇形組成,進行板坯軋制和矯直后進行剪切。坯料的加熱:CSW產線50mmz下的鑄坯,經剪切后長為47m送到隧道式加熱爐,該爐長185m可放四塊鑄坯,如此有利于鑄坯貯存,一旦軋機顯現故障,整個生產線有緩沖時刻。坯料的軋制:坯料加熱后經輾道送至高壓水除磷裝置,帶坯上的再生氧化皮去除,F1F6精軋采納CRC及液壓AGC技術,以提高產品質量,F、F2之間采納微張力操縱技術,F2F6之間采納活套連軋,在F1以后設有上下各一高壓水除磷,以消除氧化鐵皮,由于機組的速度提高,為了提高軋制帶鋼溫度,在F2F6N間每機架后都設置了冷卻帶鋼的冷卻水系統。軋后冷卻帶
42、鋼終軋溫度約為850900c之間,而卷曲溫度約為650c一下,因此,在輸出輾道上必需進行強制冷卻,采納層流冷卻技術,該系統分為常規冷段和微冷卻段兩種。依照軋制打算的安排,有溫度監測系統自動操縱從而保證卷取溫度。2卷取:經層流冷卻后的帶鋼送到卷取機卷取成卷,卷曲溫度約為550C780c。精整:卷取后的鋼卷經臥式打捆機打捆,再由翻卷機呈立式送至運輸鏈,經高速運輸鏈將帶鋼送到各鋼卷寄存區,一部份冷卻后能夠直接交貨,另一部份送到精整線進行再加工,供冷軋用的鋼送到運輸鏈和鋼卷運輸送至冷軋廠的酸洗鋼卷庫。精整線流程:橫切:開卷機一一切邊機一一飛剪一一鋼卷矯直一一鋼板堆垛一一打捆入庫一一倉庫入庫平整:開卷機
43、一一平整機一一張力卷取機一一打捆入庫3 .連鑄工藝設計連鑄機機型的選擇采納立彎式連鑄機,這種連鑄機以結晶器開始凝固刀完全凝固后進入彎曲段,然后從水平方向出坯,鑄坯的運動軌跡呈直彎形。中間罐、結晶器、夾持輾、引錠桿寄存裝置都垂直線布置,拉矯機、切割機和出坯設備沿水平線布置。這種機型的高度要緊取決于液相穴深度和彎曲段的彎曲半徑。連鑄設備要緊技術特點:1 .漏斗型結晶器:采納上寬下窄式漏斗型結晶器,上部最大開口度170mm下部開口度為40mm高40mm漏斗型曲線在結晶器2/3高度處變成直線。由于結晶器上部容積大,水口與結晶器間有足夠的距離,使得愛惜渣均勻散布,鋼液表面穩固,湍流減緩,鋼液在水口與模壁
44、之間不易搭橋。2 .浸入式水口:直接阻礙連鑄坯的質量和連鑄機的產量,采納第四代大十字出口的長水口,可增加流量穩固軋速。3 .采納液壓振動:液壓振動頻率高,振幅小,可依照鑄坯拉速調劑,采納頻率為45450次/min,振幅為25mm大體振幅3mm4 .預留液芯壓下裝置和電磁制動裝置:預留液芯壓下裝置可提高產品內部質量,為減緩鋼液擾動,大幅度提高鑄坯質量,預留了電磁制動裝置。5 .在線調寬技術:結晶器窄面可在澆鑄進程中或暫停時調整澆鑄,暫停時調整速度每邊1040mm/min澆鑄中每邊最小調整速度/min。連鑄車間的工藝設計拉速的計算和選定板坯連鑄機可能達到的最大拉速,要緊結晶器出口處坯殼厚度的限制,
45、因此,可按下式計算:Vmax(巫)1min式中:Vmax一連鑄機設計最大拉速,mm/min;Km結晶器內鑄坯凝固系數,mmmin05;min一鑄坯出結晶器的最小平安坯殼厚度,可取1215mm;Ie一結晶器有效長度本次設計中:Km26;min12;1e700(mm);因此:Vmax(2626)7003286.1(mm/min)3.28(m/min)1212關于澆鑄同一種鋼種、同一斷面的同一臺連鑄機來講,有正常的拉速Vi、最大拉速V2、最大設計拉速V3和最大設備設計拉速V-他們之間存在如下近似關系:V21.12VlV31.11V2V41.26V33.鑄機長度的計算和選用:鑄機的長度一樣為冶金長度的
46、倍,先算出冶金長度就能夠確信鑄機長度:lV(D)2l()4KL1.112式中:l鑄機冶金長度,mm;V拉速,mm/min;D鑄坯厚度,mm;K凝固系數,一般取K2530mmminL鑄機長度,mm.本次設計中:V最大取min;D=40mm;K=263.284040因此:l1940.8(mm)42626L1.1111.11940.82134.9(mm)連鑄車間其它設備選擇與技術參數鋼包:一樣為圓柱形,其高度依鋼水容量大小而定,一樣在9001500mm問,鋼包內鋼水直徑與其比值為:D/H=鋼包外殼由鋼板焊接而成,容量為2060t的鋼包其鋼板最小厚度為20mm0鋼包許諾最大澆筑時刻受多種因素的阻礙,如
47、:鋼包容量、包襯彩紙、烘烤條件、覆蓋保溫及、鋼包加蓋等。0.3其計算公式如下:tmaxlOgG0.2f式中:G一鋼包容量,t;f質量系數,要緊取決于對澆注溫度的操縱要求,取1012;因此:tmax10g1550.210215021066.3min0.30.3中間包:中間包要緊技術參數:1 .中間包容量:中間包容量的大小取決于鋼包容量,一樣為鋼包容量的15%40%現取其容量為28to2 .其他:中間包高度取決于鋼水在剛包內的深度和鋼包注流的攪動深度,鋼水深度一樣不小于500600mm鋼液面離上口的距離為200mm&右。長度取決于連鑄機流數和流間距,應當以小而均勻的溫降向各流分派優質鋼水,水口中心
48、離中間包壁約為200mm寬度保證鋼水由鋼包注入時,注入點到中間包水口距離不小于500mm并盡可能使注入點到每一個水口的距離相等,但不要阻礙操作工視線。3 .結晶器:4 )結晶器斷面長度應比冷鑄坯的斷面尺寸大力%3%2)結晶器長度一樣采納700900mm5 )結晶器倒錐度:板坯一樣取%/m連鑄機要緊技術參數如下表3-1所示:表3-1連鑄機技術參數項目技術參數備注機型2流CSP連鑄機鋼水接收回轉臺中間罐容量28t出坯厚度40mm板坯長度7890板坯寬度1100X(10501300)結晶器類型CSP吉晶器帶電磁振動結晶器振動振幅2土5mm基本振巾高為士3mm結晶器長度700mm彎曲半徑3000mm引
49、錠桿剛性矯直4輻連續矯直剪切機械擺動剪拉坯速度m/min送錠桿速度m/min鑄機冶金長度1940m鑄機長度2135m4 .連軋工藝設計軋機的選擇軋機選擇的原那么:1 .在知足產品的方案的前提下,使軋機組成合理,布置緊湊。2,高生產效率和高軋機利用系數。3 .保證取得質量良好的產品,并考慮到生產新產品的可能。4 .有利于軋機機械化、自動化的實現,有助于人工勞動條件的改善。5,軋機結構形式先進合理。6,備品備件改換容易,并有利于實現備品備件的標準化。7 .有良好的綜合技術經濟指標。軋機形式及布置:本車間采納全持續布置,具體選擇為:精軋機6架,均為4輾軋機。軋輻尺寸:5 .輾身尺寸:板帶軋機工作輾長
50、度L通常取鋼板最大寬度b加150200mm即L=b+(150200)其中:b=1300mm因此L=1500mm選用輾身長度為1700mm2,軋輾直徑:四輾軋機工作輾L/D=K;式中:L一軋輾輾身長度(mm);D軋輾直徑(mm);K一系數,一樣取;支撐輾與工作輾直徑之比為.3,軋輾材質:本連軋車間內精軋機組第一架軋機考慮到強度和咬入條件采納鍛鋼9Cr2,其余精軋機考慮到精度要求采納鑄鐵輾軋輾的要緊技術參數見表4-1表4-1軋機要緊技術參數名稱F1F2F3F4F5F6軋板直徑工作輻(mm)700700700500500500支撐輻(mm)130013001300120012001200主電機功率(
51、Kw)2X30002X30002X30002X30002X30002X3000轉速(RPM)030003000300030003000300速比1:121:61:1:1:11:1軋制速度(m/s)11典型產品的工藝制度速度制度令最后一架軋機的軋制速度為V611m/s,由秒流量相等:VH。VhV2h2.Vnhn得:V59.2m/s;V46.4m/s;V34.1m/s;V22.5m/s;V11.5m/s軋制時刻的確信精軋機組間隙時刻為:MS0(一V1式中:S0精軋機架間的距離。所以t06(-)10(s)119.26.44.12.51.5由于采納CSR1鑄連軋工藝故不采納加速軋制。因此純軋時刻:因此軋制周期為:t1,447.6V1140.7(s)t10tl1040.750.7(s)溫度制度軋件的溫度降不僅與輻射、對流和傳導所三十的熱量有關,還與軋制是變形功所轉化的熱量有關,高溫時輻射散熱是要緊因素,因此,軋件溫度降能夠按輻射散熱計算,而以為對流和傳導所散失的熱量同變形功所轉化的熱量相抵消。關于精軋各道次:t17.2zTi4h(1000)式中:Z:輻射散熱時刻,即該道次的間隙時刻和純軋時刻;h:軋前軋件厚
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