大学毕业设计---400万吨冷轧板带钢车间.doc

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）I 400 万吨冷轧板带钢车间设计 摘要 本次设计是参考宝钢冷轧厂 2030 生产线设计而成，年产量为 400 万吨，典型产品为 Q345 冷轧薄板带钢，产品规格 1.21280mm。主要设备机组包括连续酸洗五机架连轧机组、罩式退火炉机组、单机架四辊平整机组、连续式退火炉机组、连续式热镀锌机组、连续电镀锌机组、涂层机组、剪切机组和重卷包装机组。设计阐述了冷轧带钢的生产工艺特点、应用、发展状况并简要介绍冷轧薄板带钢的生产工艺流程，进而设计出以 Q345 为代表的冷轧产品、特深冲产品、热镀锌产品、电镀锌产品和涂层产品。根据年产能力制定了轧制制度，计算了轧制力，对轧辊强度，电机能力，车间年产量进行了校核。同时还介绍了各项经济技术指标。最后论述了冷轧能耗数学模型以及数学模型在轧钢生产中的应用等方面的内容。关键词：冷轧带钢；轧制工艺；轧制制度；校核；冷轧能耗模型 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）II Workshop design for a cold-rolled strip plant with an annual yield of 4 million tons ABSTRACT Referring to Baosteel 2030mm workshop,a plant for typical product of Q345,1.21280mm with annual yield of 4 million tons was designed.Major facilities include continuous acidwashing and five frame continuous rolling crew,hood-type annealing furnace,single frame skin rolling unit with four rolls,continuous annealing furnace,continuous hot galvanizing unit,coating unit,shearing unit,rewinding and packing unit.The design described processing features,application,development of the cold-rolled strip steel,and briefly introduced production technology,designed cold-rolled products,super deep punched products,hot galvanized products,electrogalvanized products,and coated products.According to the producing capacity,rolling schedule was determined,rolling force was calculated,the roll strength,motor capacity,and the annual yield of the workshop were checked,and the economic and technical norms were introduced.At the end,the typical energy-consumption math models for cold rolling and their application in steeling rolling were described.Key words:Cold-rolled steel strip;Rolling process;Rolling system;check;Cold-rolled consumption model 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）III 目 录 摘要.I ABSTRACT.II 目 录.III 1 文献综述.1 1.1 冷轧带钢产品的发展、应用及地位.1 1.2 冷轧薄板带钢生产工艺特点.1 1.2.1 加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化.1 1.2.2 冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润）.1 1.2.3 冷轧中要采用张力轧制.1 1.3 冷轧生产工艺流程.1 1.3.1 酸洗.1 1.3.2 轧制.1 1.3.3 精整.1 1.3.4 镀锌.1 1.3.5 矫直.1 1.3.6 板带钢轧制制度的确定.1 1.4 冷轧薄钢板生产的发展历史.1 1.4.1 国际冷轧发展史.1 1.4.2 我国冷轧发展史.1 1.5 当今现代轧制工艺技术的特点.1 1.5.1 大力开发高精度轧制技术.1 1.5.2 轧制过程连续化的新进展无头轧制技术.1 1.5.3 轧制过程的自动控制和智能控制技术.1 1.5.4 深加工技术.1 1.6 几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍.1 1.6.1 二辊轧机.1 1.6.2 四辊式冷轧机.1 1.6.3 MKW 型轧机.1 1.6.4 二十辊冷轧机.2 1.6.5 特种结构的轧机.2 2 产品方案和金属平衡表的制定.2 2.1 原料及技术要求.2 2.1.1 原料规格.2 2.1.2 原料种类.3 2.1.3 原料技术要求.3 2.2 产品方案.4 2.2.1 冷轧板卷.5 2.2.2 特深冲板卷.5 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）IV 2.2.3 热镀锌板卷.5 2.2.4 电镀锌板卷.6 2.2.5 涂层产品.6 2.3 产品方案表.6 2.3.1 冷轧带钢规格数量分配(总产量 240 万吨).7 2.3.2 特深冲带钢规格数量分配(总产量 60 万吨).7 2.3.3 热镀锌带钢规格数量分配(总产量 40 万吨).8 2.3.4 电镀锌带钢规格数量分配(总产量 32 万吨).8 2.3.5 涂层带钢规格数量分配(总产量 28 万吨).8 3 轧制工艺流程及轧制制度的制定.9 3.1 轧制工艺流程图.9 3.2 各部分工艺流程.9 3.2.1 带钢连续加工处理机组.10 3.2.2 酸洗-冷轧联合机组.10 3.2.3 单垛式紧卷罩式退火机组.12 3.2.4 连续热镀锌机组.12 3.2.5 连续电镀锌机组.13 3.2.6 涂层机组.14 3.2.7 薄板横剪机组和包装机组.15 3.2.8 连续辊压成形机组（备选）.16 3.3 轧制制度的制定.16 3.3.1 压下规程的制定.16 3.3.2 计算各道轧制压下的步骤说明.16 3.3.3 轧制速度制定.22 3.3.4 辊型制度.22 4 设备的选择.24 4.1 酸洗冷轧联合机组.24 4.2 罩式退火机组.26 4.3 单机架四辊平整机组.27 4.4 连续热镀锌机组.29 4.5 连续电镀锌机组.31 4.6 涂层机组.32 4.7 剪切机组.35 4.8 重卷机组.36 5 轧机生产能力校核.37 5.1 轧辊强度校核.37 5.1.1 轧辊各部分尺寸的确定.37 5.1.2 轧辊强度校核.38 5.2 轧机生产能力校核.41 5.2.1 轧机工作图表.41 5.2.2 轧机年生产能力校核.42 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）V 5.2.3 轧机平均小时产量.43 5.2.4 车间年产量计算.44 5.3 电机功率校核.45 5.4 咬入角校核.45 6 车间平面布置.47 6.1 仓库面积计算.47 6.1.1 原料仓库面积.47 6.1.2 中间仓库面积.48 6.1.3 成品仓库面积.48 6.1.4 其它面积.49 6.2 设备间距确定.49 6.2.1 轧机机列间的距离.49 6.2.2 轧机到切断设备的距离.49 6.3 车间跨距组成.49 7 各项经济指标.50 7.1 概述.50 7.2 各项经济技术指标的确定.50 结 束 语.52 专题部分.53 致 谢.66 参考文献.67 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）1 1 文献综述 1.1 冷轧带钢产品的发展、应用及地位 1.2 冷轧薄板带钢生产工艺特点 1.2.1 加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化 1.2.2 冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润）1.2.3 冷轧中要采用张力轧制 1.2 冷轧薄板带钢产品的发展、应用及重要地位 1.3 冷轧生产工艺流程 1.3.1 酸洗 1.3.2 轧制 1.3.3 精整 1.3.4 镀锌 1.3.5 矫直 1.3.6 板带钢轧制制度的确定 1.4 冷轧薄钢板生产的发展历史 1.4.1 国际冷轧发展史 1.4.2 我国冷轧发展史 1.5 当今现代轧制工艺技术的特点 1.5.1 大力开发高精度轧制技术 1.5.2 轧制过程连续化的新进展无头轧制技术 1.5.3 轧制过程的自动控制和智能控制技术 1.5.4 深加工技术 1.6 几种冷轧薄板带钢轧机设备介绍 1.6.1 二辊轧机 1.6.2 四辊式冷轧机 1.6.3 MKW 型轧机 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）2 1.6.4 二十辊冷轧机 1.6.5 特种结构的轧机 (1)HC 轧机的主要优点 (2)HC 轧机控制装置 2.CVC 轧机 3.最新的 UPC 轧机 1.6.4 二十辊冷轧机 1.6.5 特种结构的轧机 (1)HC 轧机的主要优点 (2)HC 轧机控制装置 2.CVC 轧机 3.最新的 UPC 轧机 2 产品方案和金属平衡表的制定 2.1 原料及技术要求 2.1.1 原料规格 典型产品：Q345,1.21280mm，年产量为 400 万吨。本车间所使用的原料为热轧板卷。厚度(H)：1.55.0 毫米；宽度(B)：10002000 毫米；原料热轧板卷的规格 内径(r)：800 毫米；外径(R)：10002150 毫米；卷重(m)：30 吨 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）3 2.1.2 原料种类 表 2.1 原料钢种 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢 低合金碳素结构钢 Q205Q235 07A1 18Z 16MnXt 09MnXt St10 RRSt14 30#-45#DL08 USt10-USt14 K06A1 15Ti 2.1.3 原料技术要求 1钢卷不允许有大尺寸的破边和裂边。内部晶粒大小适中、组织均匀，保证轧 后产品的质量和性能。2来料不得有扁卷，内圈松3 圈，外圈松 1 圈，层与层间缝隙10mm。3来料侧边的镰刀弯在 2m 内不应大于 6mm；纵切钢带的镰刀弯每 2m 内不应 大于 4mm。钢板应切成直角，切斜不得使钢板长度和宽度小于公称尺寸并须保 证订货公称尺寸的最小矩形。不能有大尺寸的瓢曲。4.来料鱼尾的最高和最低差值300mm。头尾尺寸差不能过大，以免影响轧过 程和焊接后的牢固性。5来料带钢应卷紧，边缘整齐，内圈无舌头，头部无向上弯起 900以上的边缘。6.带钢表面不应有气泡、结疤、折叠、裂纹、夹杂、压入铁皮等对使用有害的缺陷，侧面不应有分层。7带钢表面不应有超过厚度偏差一半的麻点、凹面、划痕等轻微局部缺陷，但应保证钢带允许的最小厚度。8热轧带钢断面形状呈轻微凸形，中间厚度应比边部厚度大 30100 微米，不希望出现楔形或其它形状。9热轧带钢不平度要求 表 2.2 不平度要求 公称厚度(mm)测量单位长度(mm)不平度(mm)1.5 15 1.54 12 410 1000 10 1025 8 25 7 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）4 10原料宽度要求 表 2.3 厚度要求 公称宽度(mm)允许偏差(mm)厚度(mm)4.0 4.06.0 6.08.0 8.0 160 0.5 0.8 1.0 1.2 160250 1.5 1.0 1.2 1.4 250600 1.0 1.0 1.2 1.4 2.2 产品方案 表 2.4 冷轧厂产品方案 序号 名称 规格(mm)热处理质 量级别 产量(t)百分比(%)强度和镀涂量(g m-2)1 冷轧 产品 厚度：0.53.00 宽度：6002000 CQ DQ 240 60 B=2835Kg/mm2 2 特深冲厚度：0.53.00 CQ 60 15 B=2838Kg/mm2；S24Kg/mm2 本车间生产的 冷轧产品包括 冷轧板卷 240 万吨 特深冲板卷 60 万吨 热镀锌板卷 40 万吨 电镀锌板卷 32 万吨 涂层板卷 28 万吨 冷轧钢板 80 万吨 冷轧钢卷 160 万吨 特深冲钢板 24 万吨 特深冲钢卷 36 万吨 热镀锌钢板 16 万吨 热镀锌钢卷 24 万吨 电镀锌钢板 12 万吨 电镀锌钢卷 20 万吨 涂层钢板 12 万吨 涂层钢卷 16 万吨 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）5 产品 宽度：6002000 DDQ L=80=30%3 热镀锌产品 厚度：0.53.00 宽度：6001500 DQ HSS FH 40 10 60700；锌层按三点取样；双面镀层；差厚镀层；规则锌花，最小锌花，平整，涂油和钝化 4 电镀锌产品 厚度：1.503.50 宽度：1100 DQ DDQ 32 8 锌层(标准)：0.350(每面)；单面镀锌：0/100/40；差厚镀层：0.3/2020/30 磷化，钝化和表面处理 5 涂层 产品 厚度：1.55.0 宽度：6001800 DQ HSS 28 7 2.5200m；双面涂层；单面涂层 双层，单层和印花 注：质量级别：CQ普通商用级；DQ深冲级；DDQ特深冲级；FH全硬级；HSS 产品包括固溶型、析出型、烘烤硬化型、双相组织型及 TRIP 钢等，最高强度级别为 340980Mpa。2.2.1 冷轧板卷 钢板 80 万吨，钢卷 160 万吨 钢板规格：长度：30005000mm；宽度：6002000mm；厚度：0.53.0mm；板堆重量：1000kg；单板堆高度：400mm；钢卷规格：宽度：6002000mm；内径：600mm；外径：11002000mm；卷重：最大 32t 2.2.2 特深冲板卷 钢板 24 万吨，钢卷 36 万吨 钢板规格：长度：30005000mm；宽度：6002000mm；厚度：0.53.0mm；板堆重量：1000kg；板堆高度：500mm 钢卷规格：宽度：6001200mm；内径：600mm；外径：11002000mm；卷重：最大 32t 2.2.3 热镀锌板卷 镀锌层重量：60700g/dm2，其中钢板 16 万吨，钢卷 24 万吨 钢板规格：长度：30005000mm；宽度：6001800mm；厚度：0.53.0mm；板堆重量：1000kg；板堆高度：600mm 钢卷规格：宽度：6001500mm；内径：600mm；外径：11002000mm；辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）6 卷重：最大 32t 2.2.4 电镀锌板卷 其中钢板 12 万吨，钢卷 20 万吨 钢板规格：长度：30005000mm；宽度：6001700mm；厚度：1.503.0mm 板堆重量：1000kg；板堆高度：600mm 钢卷规格：宽度：6001100mm；内径：600mm；外径：11002000mm 卷重：最大 32t 2.2.5 涂层产品 其中钢板 12 万吨，钢卷 16 万吨 钢板规格：长度：30005000mm；宽度：6001700mm；厚度：1.503.0mm 板堆重量：1000kg；板堆高度：700mm 钢卷规格：宽度：6001100mm；内径：600mm；外径：11002000mm 卷重：最大 32t 2.3 产品方案表 按上述产品分配计划制定金属平衡表，如下：辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）7 表 2.5 金属平衡表 产品名称 年产量(万吨)成材率(%)溶损(%)几何损失(%)工艺损失(%)年需坯料量(万吨)冷轧板 80 97.0 0.5 1.7 0.8 82.54 冷轧卷 160 97.9 0.5 1.1 0.5 163.43 特深冲板 24 97.6 0.5 1.1 0.6 24.59 特深冲卷 36 97.7 0.5 1.1 0.7 36.85 热镀锌板 16 96.7 0.5 2.0 1.0 16.55 热镀锌卷 24 97.4 0.5 1.3 0.8 24.64 电镀锌卷 20 96.9 0.5 1.7 0.9 20.64 电镀锌板 12 96.9 0.5 1.7 0.9 12.38 涂层板 12 96.6 0.5 1.9 1.0 12.42 涂层卷 16 96.5 0.5 2.0 1.0 16.58 总计 400 410.62 表中：溶损包括酸洗损失；几何损失包括切头尾，切定尺，切变等；工艺损失包括：轧废 根据金属平衡表计算得所需原料为 410.62 万吨。2.3.1 冷轧带钢规格数量分配(总产量 240 万吨)表 2.6 冷轧带钢规格数量分配表 万吨/年 带钢厚度(mm)所占比例 带钢宽度（mm）所占比例 600900 9001500 15002000 合计 万吨%万吨%万吨%万吨%0.50.8 20.56 5.14 20.12 5.03 18.08 4.52 58.76 14.69 0.81.2 20.20 5.05 20.12 5.03 19.56 4.89 59.88 14.97 1.22.0 20.08 5.02 20.32 5.08 20.04 5.01 60.44 15.11 2.03.0 20.48 5.12 19.48 4.87 20.96 5.24 60.92 15.23 合计 81.32 20.33 80.04 20.01 78.64 19.66 240 60.00 2.3.2 特深冲带钢规格数量分配(总产量 60 万吨)表 2.7 特深冲带钢规格数量分配表 万吨/年 带钢厚度(mm)所占比例 带钢宽度（mm）所占比例 600900 9001500 15002000 合计 万吨%万吨%万吨%万吨%0.50.8 4.70 1.175 5.50 1.375 5.30 1.325 15.50 3.875 0.81.2 5.40 1.35 4.80 1.20 4.20 1.05 14.40 3.60 1.22.0 4.60 1.15 5.00 1.25 5.50 1.375 15.10 3.775 2.03.0 5.30 1.325 4.70 1.175 5.00 1.25 15.00 3.75 合计 20.00 5.00 20.00 4.50 20.00 4.50 60 15 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）8 2.3.3 热镀锌带钢规格数量分配(总产量 40 万吨)表 2.8 热镀锌带钢规格数量分配表 万吨/年 带钢厚度(mm)所占比例 带钢宽度（mm）所占比例 600800 8001600 16001800 合计 万吨%万吨%万吨%万吨%0.50.8 3.90 0.975 3.84 0.96 3.48 0.87 11.22 2.805 0.81.2 3.60 0.90 2.76 0.69 3.52 0.88 9.88 2.47 1.22.0 2.86 0.715 3.68 0.92 2.58 0.645 9.12 2.28 2.03.0 2.64 0.66 3.72 0.93 3.42 0.855 9.78 2.445 合计 13.0 3.25 14.0 3.5 13.0 3.25 40 10 2.3.4 电镀锌带钢规格数量分配(总产量 32 万吨)表 2.9 电镀锌带钢规格数量分配表 万吨/年 带钢厚度(mm)所占比例 带钢宽度（mm）所占比例 500800 8001000 10001100 合计 万吨%万吨%万吨%万吨%1.51.8 2.51 0.6275 2.55 0.6375 2.52 0.63 7.58 1.895 1.82.2 2.54 0.635 3.48 0.87 2.54 0.635 8.56 2.140 2.23.0 2.45 0.6125 2.51 0.6275 2.46 0.615 7.42 1.855 3.03.5 2.50 0.625 3.46 0.865 2.48 0.62 8.44 2.110 合计 10.0 2.50 12.0 3.00 10.0 2.50 32.0 8 2.3.5 涂层带钢规格数量分配(总产量 28 万吨)表 2.10 涂层带钢规格数量分配表 万吨/年 带钢厚度(mm)所占比例 带钢宽度（mm）所占比例 600800 8001000 10001100 合计 万吨%万吨%万吨%万吨%1.51.8 2.24 0.56 3.18 0.795 2.02 0.505 7.44 1.86 1.82.2 2.26 0.565 2.32 0.58 2.04 0.51 6.62 1.655 2.23.0 3.24 0.81 2.16 0.54 2.06 0.515 7.46 1.865 3.03.5 2.26 0.565 2.34 0.585 1.88 0.47 6.48 1.62 合计 10.0 2.5 10.0 2.5 8.0 2.0 28.0 7 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）9 3 轧制工艺流程及轧制制度的制定 3.1 轧制工艺流程图 3.2 各部分工艺流程 热轧带钢仓库 酸洗 再结晶退火 热镀锌 冷轧产品 特深冲产品 清洗 拉伸矫直 电镀锌 平整 热镀锌产品 再处理 电镀锌产品 清洗和预处理 平整 平整 涂塑料或漆 涂层产品 冷轧 横剪 纵剪 检查 重卷 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）10 3.2.1 带钢连续加工处理机组 带钢连续加工处理机组是整个冷轧带钢的基本机组，它包括带卷的进料和出料、开卷机和卷曲机、焊接机、活套机组和张力和制动辊装置。设计时，应从工艺上考虑和确定机组的组成及设备布置和操作。带卷的进料和出料是依靠链式运输机，因为链式运输机在使用过程中只需要对链轮进行润滑的保养，不需要其它额外措施保养，节省了投资。开卷机和卷曲机采用液压控制，优点为占地面积小、重量轻。并且可以直接传动能量，有曲柄紧锁装置，适用于加减速大的快速轧机。传动性能的特点是飞轮力矩小，即使停止运行时间较长，也能使带钢保持恒定的张力轧制。卷筒采用双次液压涨缩控制，卷曲机卷筒布置楔块，目的是防止带卷内圈檫伤或变形。为了使机组的工艺段连续，在机组的开卷段设置焊接机，本机组采用闪光连续焊接机。活套机组采用带液压传动的活套小车并加装 S 辊装置的活套塔，其优点是占用空间小和充套容量大，易于控制带钢运行和带钢张力。活套塔前的 S 辊装置必须保证：当机组卷曲段或开卷段中的带卷停止运行时，仍使活套塔内原有的张力保持不变。通过 S 辊旁的夹紧辊实现此要求。薄带钢轧制时，保持恒定张力是机组正常运行的重要前提，因此加装了张力辊和制动辊装置(由称 S 辊)和被驱动的转向辊。除以上基本装置之外，带钢在高速运行时还会产生跑偏现象，因此要采用自动对中效能的圆柱形辊面。还包括：调节带钢应力的防跑偏装置是加一个摆动辊；侧向移动带钢运行平面的防跑偏装置是由一个或一对辊子组成，辊子设在一个旋转座上，旋转座可绕中心旋转；分卷穿带机组的防跑偏装置是设置可绕两个轴摆动的辊。主要的工艺流程为：带卷进料开卷夹持焊接进活套中间过程进活套飞剪卷曲(中间过程包括酸洗、带钢连续退火炉、带钢镀锌等)3.2.2 酸洗-冷轧联合机组 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）11 酸洗-冷轧联合机组的选取是要根据所要求的生产能力、带钢宽度和带卷尺寸以及所采用的酸洗剂情况进行选择。本车间酸洗机组采用水平式浅槽紊流盐酸酸洗机组，原因是浅槽紊流盐酸酸洗具有酸洗带钢质量好、易于操作、作业率高、设备质量轻、投资少、消耗低、无公害等优点。其盐酸再生副产品-优质氧化铁粉纯度高、颗粒细、活性好，可为电子工业部门提供国内短缺的铁氧体磁性材料。清除带钢表面氧化铁皮的方法很多，最常用的是水平式（卧式）硫酸酸洗和盐酸酸洗。两者比较，盐酸酸洗具有产品质量好、生产能力高、金属和酸的损失少、成本低的优点。鲁兹那盐酸浅槽酸洗与传统的深槽相比具有以下优点：1.采用张力装置，带钢保持明显的张力，无自由悬垂活套，这意味着带钢在酸槽内总长度增加，从而增加了带钢的酸洗时间。2.测量和控制带钢垂度的问题没有了。3.出口侧张力辊（后 S 辊）仅仅是控制速度，入口侧张力辊（前 S 辊）则控制张力，从而简化了电气设备。4.停产时间酸洗液靠重力排入酸洗槽下面的贮酸容器内只需很短时间。断带时带钢段头易于寻找，而且便于处理，还可防止过酸洗。5.不需昂贵和精度较高的带钢提升装置。6.酸槽钢结构可减轻 60%左右。7.可提高酸洗效率。8.具有酸洗特殊钢的能力。连续卧式酸洗机组之所以被称为连续的，是因为带钢连续的通过盛有酸溶液的酸洗槽。为了使过程连续，将后一卷带钢的端头与前一卷带钢的尾端焊接起来，再从酸洗槽通过，为下一步冷轧打下基础。连续酸洗机组可分为 3 段，分别为头部、中部、尾部。其中上料、拆卷、破碎带钢表面氧化铁皮、矫直、切头切尾、焊接、光整为原料准备段；拉矫、酸洗、漂洗、烘干为酸洗工艺段；剪边、涂油为酸洗成品段。整个机组的操作过程是：被送到机组的带钢卷，经过带有弯曲辊、给料装置和矫直机的开卷机将带钢端头拆开、矫直并被送入侧刀剪切掉带钢头尾，再将切完头尾的带钢 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）12 闪光对焊机，将前后两条带钢的端头焊接起来，焊接处的焊缝通过焊机自身的光整机进行光整，然后拉料辊将带钢送入头部活套中贮存，以备酸洗工艺段生产。贮存在头部活套内的带钢由拉料辊拉出，并被连续的送入酸洗槽进行连续的酸洗。酸洗后清除掉氧化铁皮的钢板在漂洗槽中经高压水冲洗、毛刷刷洗除去带钢自酸洗槽中带出的残酸，再进入烘干装置将带钢表面烘干，然后送入圆盘剪进行剪边。本车间采用的全连轧机具有高产、优质、高效率和低耗等优点，其主要关键技术是：1.确保焊缝性能，轧制断带率低（小于 2.5%），焊接工艺自动控制。焊缝自动探测，检测精度高。精确的焊缝跟踪和钢卷头尾及位置跟踪。2.在轧制中动态规格变换，变换段长度为 4750mm（四五机架之间距）。3.带钢在 300m/min 飞剪分段，张力波动很小并快速导向。4.带钢贮存装置，活套贮量大。5.板形在线检测和计算机闭环控制。6.带钢留在机架中快速换辊。7.CVC 轧辊凸度连续变化技术。生产过程全盘自动化，过程控制最佳化。具体的工作流程为：开卷矫直切头焊接和缝合加前张力活套装置加后张力酸洗冷水喷洗钝化热水漂洗带钢烘干加张力切边入口活套五机架四辊冷轧机圆盘剪剪切卷曲4 3.2.3 单垛式紧卷罩式退火机组 在罩式退火炉中，一般将若干个紧卷的带卷叠为一垛成批加热，退火数小时后在进行冷却。紧卷的温升很慢。带卷中心达到给定温度要比带卷外圈迟很多。所以加热时间必须很长，直至中心部位也达到给定温度。经过长时间的退火，带钢组织变软，所以特别适合于深冲。具体的工艺流程为：带卷与垫板(即所谓的对流器)堆放入炉罩圆筒形内罩喷吹保护气罩加热外罩风机鼓风吊走加热罩，加罩冷却罩(快速冷却)喷吹冷空气停喷保护气冷致室温 3.2.4 连续热镀锌机组 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）13 冷轧带钢在镀锌前往往必须进行再结晶退火，以便在镀锌后保证基体金属具有所要求的工艺性能，如抗拉强度和可成型性。此外，还要将带钢表面上的所有残渣和杂质清洗掉。本车间采用的是一条大型、高速的带钢连续热镀锌机组，年生产能力在 40 万吨左右，工艺段最大速度达 200m/min。该机组的技术特点如下：1.带钢镀锌前采用森吉米尔工艺，使带钢表面清理和热处理一次完成，适应高速生产要求。2.电感应加热陶瓷锌锅，温度控制精确（30C），使用寿命长约 20 年，并有低液位探测、过热和泄漏报警。3.处理设备为大型全立式炉，具有延长炉辊寿命、改善带钢质量和缩短机组长度等优点。电感应加热陶瓷锌锅，温度控制精确（30C），使用寿命长约 20 年，并有低液位探测、过热和泄漏报警。4.配置光整机和拉伸弯曲矫直机，使带钢平坦、性能改善。光整机可同时更换上、下辊而不需剪断带钢。5.用科勒气刀控制锌层厚度控制效率高，并由 NDS 计算机系统进行在线锌层重量测定并自动调节，使锌层厚度均匀。6.全线生产过程采用计算机控制，自动化程度高。本流程采用森吉米尔工艺，具体的工艺流程为：冷轧预清洗退火涂溶剂冷却到镀锌温度镀锌冷却冲洗拉伸矫直 锌锅中的锌液温度为 430450 C,正常运转的带钢温度为 470510 C，辊身通常采用耐热合金钢，一般其化学成分为 Co:0.2%0.5%,Si:2%，Mn:2.0%,Ni:10%14%,Cr:20%24%,S:0.04%。3.2.5 连续电镀锌机组 与热镀锌相比，若不经过特殊的处理，电镀锌薄板呈暗灰色，锌层较薄，带钢每面的锌层厚度最大为 5 微米。电镀锌需要电解液进行处理，其成分见下表 表 3.1 带钢镀锌电解液成分 含锌量 85100 克/升 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）14 硫酸铵(NH4)2SO4 2530 克/升 pH 值 45 电解液温度 50 0C 阴极电流密度 达 20 安/分米2 阴极电流效率 100%电镀锌带钢具有锌层厚度均匀和表面光洁无锌花质量特征，特别适合做涂层基板，因而在汽车、家电、建材和轻工等部门得到十分广泛的应用。本机组采用不溶性阳极喷射式电镀工艺，生产双面镀锌、单面镀锌和差厚镀锌产品，并可进行磷化、钝化和涂油后处理。具有以下工艺特点：1.电镀槽卧式布置，采用小直径导电辊和电镀液喷流循环，可获得较高的电流密度，提高电镀速度，并易于切换到单面镀锌生产。2.带钢边缘有边缘罩，从而改善了边缘锌层增厚的现象，并可提高单面镀锌产品质量。3.使用不溶性阳极（Pn-Sn 合金），使阳极和带钢表面比较清洁，镀层厚度均匀，阳极寿命期限为 23 年，更换不影响生产。4.电镀液以均匀流量反方向流经带钢表面，并且镀液浓度可自动调节，容易获得均匀的锌层。具体的工艺流程为：矫直开卷剪切焊接活套碱性电解清洗冲洗、刷洗酸洗冲洗、刷洗镀锌冲洗、刷洗冷水喷洗冲洗、刷洗磷酸盐处理冲洗铬酸盐处理烘干活套矫直检查 3.2.6 涂层机组 本车间采用的是二涂二烘工艺的高速带钢连续涂层机组。涂层带钢具有轻质、美观和良好的防腐性能等特点，而且可弯曲、冲压直接加工，是一种高附加值的新型材料，广泛应用于建筑、运输、家电家庭用品等制造行业。该机组的主要特点是：1.涂层设备为摆门式结构的辊涂机，可快速更换涂料和涂敷辊，使机组生产时间明显增加。2.工艺段速度高（146m/min），产品品种多，规格范围广，是一条多功能涂层机组。3.带钢预处理采用喷淋和浸渍方式进行强化预清洗，可使用冷轧和热轧带钢做基板。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）15 4.涂层厚度精度高，涂层厚度为 2.5200m，重量误差为5%。5.烘烤炉内配备温度测量和防爆监测控制系统，有焚烧炉和废热锅炉，即可充分利用热能，又可防止环境污染。6.生产过程计算机控制，自动化程度高。工艺流程为：原料开卷平整校指切头焊接热碱水冲洗热水冲洗吹干活套热碱水冲洗刷洗热碱水冲洗热水冲洗磷化处理热水冲洗钝化处理吹干初涂初涂层烘干固化空气冷却水冷吹干精涂精涂层烘干固化空气冷却水冷吹干活套涂蜡卷曲 3.2.7 薄板横剪机组和包装机组 薄板横剪机组的布置应根据对成品薄板的品种要求，经济的剪切大量钢材，并按交货规格堆垛打包。根据以上要求，横剪机组的具体设备布置形式为：带卷输送和开卷装置夹送辊组或预矫直机及带钢矫直机带碎边剪的剪边机废边卷曲机带钢测厚装置横剪机17 辊薄板矫直机21 辊薄板矫直机分类台 打印机涂油机一极品堆垛机涂油机输出辊道磅秤 涂油机二极品堆垛机 具体工艺流程为：开卷夹持矫直剪切废边卷曲测厚横剪17 辊矫直21 辊矫直涂油，打印堆垛称量 包装的任务就是把堆成垛的钢板和卷成带的钢卷捆紧，以保证安全运输。另外，应当根据用户规定或根据不同的钢板品种、单张板材规格、运输和存库条件，保证防损伤、防污染和防锈。本流程设计的钢板包装方法是：在每个操作台设有一条独立传动的运输链。向板垛下供纸、复盖钢板和包装钢带的供送都是自动进行。相应的垫木台运输链结构，能够很好的将木料按纵木横木，以及横木下钉纵木方式垫好，垫木台设有液压升降装置，用它才能在横木下垫放纵木。带卷的包装采用绕捆机。辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）16 3.2.8 连续辊压成形机组（备选）连续辊压成形机组用来把冷轧、热镀锌和涂层带钢连续辊压成形为建筑、交通运输等工业需用的梯形波纹板，成形深度为 38mm 和 75mm 两种（最大 130mm），连续成形，机组主要特点为：1.电动随动剪自动定尺连续剪切，剪切质量好。2.设置红外线烘烤装置，保证冷天辊压涂层钢板无裂纹缺陷5。3.3 轧制制度的制定 3.3.1 压下规程的制定 典型产品为 Q345，规格为 1.2mm1280mm，来料规格为 3.5mm1350mm。表 3.2 宽度允许偏差 公称宽度/mm 允许偏差/mm 高精度 一般精度 1200+6+6 0 0 表 3.3 基板镰刀弯允许最大值 种类 镰刀弯最大值/mm 测量长度/mm 钢板 0.003 公称长度 公称长度 钢带 5 2500 3.3.2 计算各道轧制压下的步骤说明 各机架摩擦系数的选取：第一道次考虑咬入，不喷油，故取 0.08，以后喷乳化液，取值在 0.050.06 之间，具体值见下表。表 3.4 摩擦系数表 1#轧机 2#轧机 3#轧机 4#轧机 5#轧机 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 本设计采用 M.D.Stone 公式：lBxeQKlBPPx1 (3.1)辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）17 式中：hl fx；形区长度考虑轧辊弹性压扁的变l；K 平面变形抗力；后 张 力前 张 力，前 后 张 力 平 均 值，01012qqqqQQ B轧件宽；第一道：由热轧原料开始轧制，压下量h=0.67mm，冷轧压下率为 0=0，1=19.14%。求平均总压下率：=0.40+0.61 (3.2)由公式(3.2)=0.40+0.61=0.4 0+0.6 19.14%=11.48%查 Q345 加工硬化曲线得：1.15s=570 MPa 图 3.1 加工硬化曲线 求平均单位张力：Q=（130+30）/2=80MPa 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）18 故 K=1.15sQ=57080=490MPa 计算 hRl=0.67300=14.18mm hflz/(3.3)由公式(3.3)hflz/=0.08 14.18/3.17=0.36，z2=0.13 C=8 (1-2)/E (3.4)其中 弹性模量:E=200Gpa，泊松比:=0.3 由公式(3.4)C=8(1-2)/E=8(1-0.32)/(3.14 200 109)=1.16 10-11 y=2CRfK/h=2 1.16 10-11 300 0.08 490 106/3.17=0.086 查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）图 3.2 确定flh之图表 h/l fx=0.43 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）19 hxl f/=0.43 3.17/0.08=17.04mm 查xenx1表得：n=1.250 p=n K=1.250 490=612.5MPa P1=plB=1280 17.04 612.5=13359.36KN 第二道：入口总压下率 19.14%，出口总压下率 35.14%。求平均总压下率：由公式(3.2)=0.41+0.62=0.4 19.14%+0.6 35.14%=28.74%查 Q345 加工硬化曲线得：1.15s=702 MPa 求平均单位张力：Q=（100+110）/2=105MPa 故 K=1.15sQ=702105=597MPa 计算 hRl=56.0300=12.96mm 由公式(3.3)hflz/=0.05 12.96/2.55=0.25 z2=0.0625 y=2 CRfK/h=2 1.16 10-11 300 0.05 597 106/2.55=0.082 查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）hl fx/=0.32 hxl f/=0.32 2.55/0.0