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安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书
成品
序号
厚度范围 （㎜）
产量 104t
1 2 3 4 5 6
1.5~2.0 >2.0~4.5 >4.5~6.0 >6.0~12.7 >12.7~25.4 合计
140 120 70 60 23 413
成材率 （％） 97.5 97.6 97.7 97.8 97.9 97.63
104t
损耗率 （％） 1.5 1.2 1.0 0.5 0.3 1.12
104t
损耗率 （％） 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
143.590 122.951 71.648 61.350 23.493 423.032
切头及废品
烧损、再氧化
坯料量 （104t）
2.154 1.475 0.716 0.307 0.070 4.722
1.436 1.230 0.716 0.614 0.235 4.231
3 设计方案
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3.1 工艺方案的选择
本设计是设计一年产量为413万t的热轧带钢车间，成品规格1.5~25.4㎜×1000~1900㎜，结合国外国内热轧宽带钢生产线的情况，选择常规热连轧工艺
[20]
。
薄板坯连铸连轧与常规热连轧带钢比较： (1) 常规热轧
其流程一般为：板坯先进步进式加热炉，然后经过定宽机，开始粗轧，粗轧一
般为两个轧机可以其中一个可逆，也可以两个都可逆。然后通过飞剪，除鳞后进行精轧，精轧一般为七机架，其后安装三台卷取机。
(2) 薄板坯连铸连轧工艺
下面以CSP为例：先进行连铸，然后进入辊底式加热炉，除鳞之后可以进入精轧机，精轧机一般为六架，层流冷却之后就可以卷曲了。短流程和常规热轧最大的不同就是热历史的不同，前者从钢水冶炼到板卷成品仅为2.5h左右，而后者时间要长得多。在传统工艺中，钢坯经历冷却加热两次相变（γ到α和α到γ），原始的奥氏体组织有柱状晶转化为等轴的、细的、均匀的晶粒。但短流程没有这一过程，而是采用结晶器快冷而后经过二冷区缓冷，从而获得比较细小的晶粒。在加热方式上也有不同，常规热轧一般采用步进梁式加热炉，而短流程由于铸坯温度很高，头尾温度相差太大（轧制要求头尾相差正负十度）所以采用均热炉，主要是为了保持温度均匀，而不是为了加热。
其次常规热轧通过再结晶来细化奥氏体晶粒，但再加热前的冷却使部分合金元素随碳化物氮化物析出，再次加热只有有限的部分能溶解，损失了一部分可强化细晶的奥氏体晶粒。短流程由于采用快冷是的合金元素固溶在其中进行强化。
(1) 薄板坯连铸连轧的优点
① 工艺简化、设备减少、生产线短，从而大幅度降低了基本建设投资，使得吨钢投资下降19%～34%。
② 生产周期短。从冶炼钢水至钢卷送到运输链，仅需约2h，从而减少了大量流动资金。
③ 成材率提高约2%～3%，能耗降低约20%，从而降低了生产成本，使吨钢成本降低。
(2) 薄板坯连铸连轧的不足[2]
① 短流程(薄板坯连铸连轧)的产品范围比常规的窄。CSP原料的厚度不超过100mm, 通常产品厚度最好在10mm以下。而常规轧制厚度可由1.2mm至25.4mm，远远超过了短流程。
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② CSP生产的大部分是低附加值产品。常规轧制的连铸速度比CSP低，提高了钢水的质量，可以生产出高附加值、高尖端的产品来。
③ 短流程的产量低于常规轧制。由于连铸速度的影响，短流程的产量一般远低于常规轧制。
④ 短流程成本低。工艺流程紧凑、简化、投资成本低、能源消耗低。 ⑤ 常规热连轧带钢生产工艺，通常采用200~280mm厚的厚板坯，由冷坯或热坯装入板坯加热炉中加热，由粗轧和精轧轧制后出成品。
⑥ 板坯厚度200mm以上，长度一般为4.5~9m（亦有达到12.5m），具有一定容量的板坯库，有加热炉区（一台或多台步进式加热炉），具有粗轧区，后接精轧机组及地下卷取机（一台到多台）的生产线。
⑦ 连铸能力与连轧能力匹配上还不可能与常规工艺生产规模相比；在所生产的钢种上和产品质量上，还是常规略胜一筹；薄板坯连铸连轧可以覆盖大多数热轧带钢的品种范围，但是一些高性能要求和高附加值的品种还不能生产，目前的薄板坯技术可以生产约70%的传统热带可生产的钢种。
生产方案的选择与设备的选择密切相关。确定生产方案时应考虑以下几点： (1) 年产量的大小。产量不仅决定工艺过程的特点，同时也对设备选择、铸锭尺寸、产品规格有着直接的影响。
(2) 投资、建设速度、机械化和自动化程度、劳动条件、工人与管理售货员的数量以及将来的发展。
根据以上分析，再结合实际，本设计采用常规热轧工艺。主要原因如下： (1) 生产规模：本设计钢板带材年产量为413万t，目前薄板坯连铸连轧生产量还难达到。
(2) 产品定位：考虑到本设计车间的将来发展，以后需要生产的产品可能为轿车用板、高韧性管线钢、造船和桥梁用高强度钢等。产品品种较多，像轿车用板等表面质量要求较高。目前薄板坯连铸连轧工艺在表面质量和品种上难以满足，高质量产品生产尚处于开发实验阶段，如汽车面板、超深冲钢板和高表面要求的钢板、镀锡板的基板、高级别的高强韧管线钢、奥氏体不锈钢等。
(3) 产品性能：常规热连轧所用板坯常为200~300mm,而薄板坯连铸连轧一般为50~100mm。轧制同样规格产品时，常规热连轧生产具有较高的压缩比，这对产品性能的提高有利。
鉴于以上原因，本设计采用常规热连轧工艺。
3.2 主机型式的选择
常规热连轧工艺根据粗轧机的布置形式，又可以分为全连轧工艺、3/4连轧工
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艺、半连轧工艺几种。本设计采用半连续式、双机架粗轧机布置方案[1]。
(1) 全连续式轧机：指轧件自始至终没有逆向轧制道次。其粗轧机由5～6个机架组成，轧件沿一个方向连续轧制，每架轧制一道，采用交流电机传动。虽然全连续式布置操作简单，生产能力大，但是粗轧机架多，各机架间距离长，因而轧制线很长，厂房长度增加。同时轧制时间往往要比精轧机组的轧制时间少得多，亦即粗轧机的利用率不高。
(2) 半连续式轧机：指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式。粗轧机组由两架轧机组成，既生产板卷，又生产中厚板。
(3) 3/4连续式：粗轧机组1～2架可逆式轧机，数量由六架缩减为四架。可逆式轧机可放在第二架，也可放在第一架。优点：兼有全连续式粗轧机的优点，克服了其缺点，与其相比有生产线短、占地少、设备少、投资省、对板坯厚度范围的适应性好等优点，且生产能力也不低，适应于多品种的热轧带钢的生产。缺点：可逆式机架的操作维修要复杂些，耗电量大。
半连续式和3/4连续式一样，不仅可以充分利用粗轧机、减少设备和厂房面积，降低投资，而且可以满足年产量413万吨的生产要求。
图3-1全连续式粗轧机的布置形式
图3-2 3/4连续式粗轧机的布置形式
半连续式粗轧机常见的几种布置形式如下： a）由一架四辊可逆式轧机组成；
b) 由一架二辊可逆式和一架四辊可逆式轧机组成； c) 由二架四辊可逆式轧机组成。
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图3-3 半连续式粗轧机的布置形式
3.3 轧机数量及相关设备的选择
3.3.1 粗轧机组设备选择
轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备[26]，是代表车间生产技术水平、区别于其它车间类型的关键。因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生产具有非常重要的作用。
轧钢机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。对轧钢车间工艺设计而言，轧钢机选择的内容是：确定轧机的结构型式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。
在选择轧钢机时，一般要注意，考虑下列原则：
(1) 在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； (2) 有较高的生产率和设备利用系数；
(3) 保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；
(4) 有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善； (5) 轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便； (6) 备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化； (7) 有良好的综合经济技术指标。
目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化，标准化了。为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。
本设计采用半连续式工艺。粗轧机组的水平轧机为双机架，由两架四辊可逆式粗轧机组成。
根据本车间生产情况及现场实际状况，粗轧阶段选用两台带立辊的四辊可逆式轧机。立辊轧机的作用是轧边，限制宽展，同时破碎轧件表面的氧化铁皮。四辊可逆式粗轧机既可满足板坯精度高的要求，又可保证足够的压下量及较好的板形。
刚出加热炉的板坯在粗轧机组前几个道次的轧制，因温度较高，有利于实现大
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