冷轧板带钢生产设计毕业论文
冷轧板带钢生产设计毕业论文
目录
第1章综述 (1)
1.1 冷轧 (1)
1.2 冷轧带钢的生产工艺 (1)
1.2.1 生产工艺流程 (1)
1.2.2 产品特征 (1)
1.2.3 轧制工艺特点 (1)
1.3 冷轧带钢生产的发展 (2)
第2章产品方案 (4)
2.1 产品方案[6] (4)
2.1.1 生产规模 (4)
2.1.2 产品方案 (4)
2.1.3 生产方案的确定 (4)
2.2 坯料的确定 (5)
2.2.1 坯料的选择 (5)
2.2.2坯料的技术条件 (5)
第3章轧制工艺过程及金属平衡 (7)
3.1 轧制工艺流程 (7)
3.2 工艺流程简介[2] (7)
3.2.1 原料板卷的除磷 (7)
3.2.2 冷轧 (8)
3.2.3 热处理和脱脂 (9)
3.2.4 平整 (9)
3.2.5 涂层机组 (10)
3.2.6其他机组 (10)
3.3 编制金属平衡表[6] (10)
3.3.1 金属平衡 (10)
3.3.2计算产品的成材率 (10)
3.3.3 金属平衡表的制定 (11)
第4章设备选择和参数的确定 (12)
4.1机组组成 (12)
4.2 机组设备[7] (12)
4.2.1酸洗—冷轧联合机组 (12)
4.2.2 连续退火机组 (15)
4.2.3单机架平整机组 (17)
4.2.4涂层机组 (18)
（1）机组主要工艺参数 (18)
4.2.5横切机组 (19)
4.2.6 纵切机组 (20)
4.2.7重卷机组 (21)
第5章轧制制度的制定 (22)
5.1 典型产品的规格 (22)
5.1.1原料的选择 (22)
5.1.2 压下规程的制定 (22)
5.1.3压下系数分配 (22)
5.2 轧制规程具体计算 (23)
5.2.1 轧制速度的计算原理 (23)
5.2.2张力计算 (23)
5.2.3 轧制力的计算原理 (24)
第6章轧机能力校核 (32)
6.1 轧辊校核 (32)
6.1.1 轧辊各部分尺寸的确定 (32)
6.1.2 轧辊转速的确定 (33)
6.2 轧辊强度校核 (34)
6.2.1 支撑辊强度校核 (34)
6.2.2 工作辊强度计算 (34)
6.3 电机功率校核 (36)
第7章车间年产量计算[6] (38)
7.1轧机轧制节奏的确定 (38)
7.2 轧机小时产量计算 (38)
7.3 轧机平均小时产量 (39)
7.4 车间年产量计算 (39)
第8章各项经济技术指标 (41)
8.1 经济技术指标 (41)
8.2 轧钢厂的环保 (42)
8.2.1 绿化 (42)
8.2.2 各类有害物质的控制及防治[11] (42)
8.3 节能 (44)
第9章车间平面布置[6] (45)
9.1 仓库面积计算 (45)
9.1.1 原料仓库面积 (45)
9.1.2中间仓库面积 (45)
9.1.3成品仓库面积 (46)
9.1.4 其它面积 (46)
9.2 设备间距确定 (46)
9.2.1轧机机列间的距离 (46)
9.2.2 轧机到切断设备的距离 (46)
9.3 车间跨距组成 (46)
参考文献 (48)
致谢 (48)
第1章综述
1.1 冷轧
在再结晶温度以下进行的轧制工艺，用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷。
1.2 冷轧带钢的生产工艺[1]
1.2.1 生产工艺流程
一般冷轧薄钢板采用1.5～6mm的热轧带钢作为冷轧坯料。冷轧的生产工艺流程：热轧板带钢卷（坯料）—酸洗—冷轧—脱脂—退火—平整—剪切—产品入库—成品交货。
1.2.2 产品特征
冷轧产品具有如下优点：尺寸精度高、表面光洁度高、性能好，其主要原因是热轧中温度这一工艺因素的影响。
1、产品表面质量好，不存在热轧板带钢常常出现的麻点、氧化铁皮压入等缺陷，并且能根据用户要求轧出不同要求的表面光洁度；
2、可获得热轧法不能生产的极薄带材；
3、产品尺寸精确、厚度均匀、板形平直；
4、产品性能好，有较高的强度、良好的深冲性能等；
5、可实现高速轧制和全连续轧制，有很高的生产率。
冷轧带钢板具有良好的性能，通过冷轧，可以得到超薄、高精度的冷轧带钢，平直度高、表面性能好、易于进行涂镀加工且品种多，用途广，同时具有优异冲压性能和不时效、屈服点低的特点。冷轧板主要应用于汽车板、印制铁桶、建筑、建材、自行车等行业，也是生产有机涂层钢板的最佳选材。
1.2.3 轧制工艺特点
冷轧与热轧的主要区别是在于轧制变形前坯料有无加热，且轧制变形温度比再结晶温度低很多。冷轧板带钢生产中的轧制工序主要有以下几个问题：
1、加工硬化由于冷轧是在金属的再结晶温度以下进行的，故在冷轧过程中，轧件必然产生加工硬化，并随着加工的进行，加工硬化现象加剧加工硬化导致的后果是：1）变形抗力增大，使轧制压力加大；2）塑性降低，易发生脆裂。加工硬化超过一定程度后，轧件将因过分硬脆而不能继续冷轧，而此时轧件尚未达到产品的厚度，因此钢板经冷轧一定道次后，往往要经软化处理，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便继续轧薄。
2、工艺冷却和工艺润滑冷轧过程中因剧烈的塑性变形热和摩擦热使轧件温度升高，辊温升高和辊温分布规律的突变均可导致正常辊型的破坏，直接影响轧辊寿命、板形和横向厚度精度，故必须采用有效地工艺冷却措施。水是比较理想的冷却剂，因其比热大，吸热率高、成本低廉且资源丰富。
冷轧过程中的摩擦直接影响轧辊寿命、辊型和轧制精度。因此，冷轧工艺润滑的作用是：1）降低摩擦系数；2）降低轧辊磨损，以延长轧辊的使用寿命；3）防止金属粘辊，提高产品质量；4）增加金属延伸，生产出厚度更小的产品；5）调节轧辊的温度分布，提高产品的横向厚度精度和板形；6）对难变形的钢种，可降低加工硬化的影响程度。也起一定的冷却作用。冷轧板带常用的工艺润滑剂有：棕榈油、蓖麻油、棉籽油、各种矿物和乳化液。棕榈油含有较高的脂肪酸，润滑效果好，性能稳定，并且易于从带钢表面除掉，是冷轧中较为理想的润滑剂，但价格较高，来源短缺。
3、大张力轧制冷轧的张力特点是恒定的大张力轧制。作用在板带断面上的平均张应力称为单位张力［2］，即：
σz = TA
（kg / mm2）（1）
式中：T———总张力（kg）；A———带材横截面积（mm2）。
张力在轧制时的作用主要是：
（1）防止带钢在轧制过程中跑偏；
（2）使所轧带钢保持平直；
（3）降低轧件的变形抗力和轧制压力，便于轧制更薄的产品；
（4）起到适当调整冷轧机主电机负荷的作用；
（5）能在一点范围内调节连轧过程。
4、原料表面处理冷轧板带钢的原料来源于热轧，为保证产品的表面质量，冷轧前须进行表面处理，以清除热轧来料的表面氧化铁皮。通常采用“酸洗”工艺。
1.3 冷轧带钢生产的发展
钢的冷轧于19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽20~25mm的冷轧带钢。
美国1859年制造建成了25mm冷轧机，1887年生产出宽150mm的低碳带钢。1880年以后，冷轧钢带生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断增加，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直、平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。
1960年，我国开始投产冷轧宽带钢，1700mm单机可逆式冷轧机是我国首架冷轧机。在此后的发展，先后投产了1200mm单机可逆式冷轧机、MKW1400偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等。现在我国投入生产的宽带钢轧机有35套，窄带钢轧机有1000套。在这40多年里中，我国冷轧薄板生产能力迅速增长，增加了40多倍。到2000年，我国薄钢板的产量达到1900多万t。在生产设备技术水平上也有了极大的提升，从最开始只能生产低碳薄板发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等[3]。
薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了提供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面：
（1）增加钢卷质量；
（2）提高机组和轧机的速度；
（3）提高产品厚度精度；
（4）改善板形；
（5）提高自动化程度；
（6）改进轧机结构；
（7）改进生产工艺。
第2章产品方案
2.1 产品方案[6]
2.1.1 生产规模
根据课题设计任务，本生产线年生产规模为年产量170万t。
2.1.2 产品方案
产品方案定义：产品方案是指设计的工厂或车间拟生产的产品的名称、品种（钢种）、规格、交货状态、执行标准、年计划产量及在总产量中的比例。
2.1.3 生产方案的确定
生产方案: 为完成产品方案中所规定的产品生产任务而采取的生产方法。
确定生产方案主要考虑：
（1）金属与合金的品种、规格、状态及质量要求
产品品种和规格不同，所设计的车间差别就很大
（2）年产量的大小
产量不仅决定工艺过程的特点，同时也对设备的选择、连铸坯尺寸和产品规格有着直接的影响。
（3）投资、建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、生产人员与管理人员的数量以及将来的发展。
生产方案的选择主要考虑经济效果，在设计时可参考生产工艺比较成熟的类似车间，在满足建厂的原则下制定合理的生产方案。
本设计采用的是全连续式五机架串列式六辊酸轧联合机组。
表2-1 主要产品品种及规格
2.2 坯料的确定
2.2.1 坯料的选择
原料要求：根据金属平衡，年产170万吨的冷轧产品，年需要热轧钢卷170.32万吨。确定冷轧厂所需的热轧原料规格为：
带钢宽度：900～1680mm
带钢厚度：1.5～6.0mm
钢卷内径：φ760mm
钢卷外径：Maxφ1950mm
钢卷重量：Max 30t
单位质量：19kg/mm
2.2.2坯料的技术条件
（1）热轧带钢原料不应有边缘裂口、裂缝或向上弯起90°以上的边缘，应卷紧，边缘整齐，内圈无舌头。
（2）热轧带钢表面不应有粗划痕及轧入外来杂质，必须脱油、脱脂、无漆。
（3）热轧带钢最大波浪度为：1.5—3.0mm 带长每2mm最大到20mm
3.1—
4.5mm 带长每2mm最大到15mm
4.6—6.0mm 带长每2mm最大到10mm
（4）厚度偏差见表2-2
表2-2厚度偏差
（5）浪形：100I（厚度1.5～6.0mm）。
（6）凸度：凸度是指垂直轧制方向横截面上，中点厚度与距带钢边部40mm 处厚度的差值，最大允许凸度见表2-3：
表2-3最大允许凸度
带钢宽度允许凸度（mm）凸度内控值（mm）
<1200 0.10 0.08 ≥1200～＜1500 0.13 0.10
≥1500～＜1800 0.16 0.12
≥1800～＜2000 0.20 0.15
（7）宽度偏差：0～+20mm。
（8）同板差见表2-4：
表2-4同板差
宽度
厚度<1200 ≥1200～＜1500 ≥1500～＜1900
1.5～1.99 0.20 0.24 0.25
2.00～2.99 0.22 0.27 0.33
3.00～6.00 0.28 0.32 0.40