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河北联合大学

本科生毕业设计开题报告

题目： 年产280万吨1780热轧带钢设计

学 院： 冶金与能源学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 09成型1班 姓 名： 张志芳 学 号： 200906040106 指导教师： 杨海丽

2013年3月17日

一、选题背景 1.1我国热轧带钢的发展现状及发展趋势和特点 1.1.1发展现状 建国以后很长时期，我国热连轧带钢生产技术相对较落后，1958年鞍钢建成第1套1700mm带钢半连轧机组，1978年武钢建成第2套1700mm带钢热连轧机组。而20世纪80年代后期，随着宝钢2050mm热连轧机投产，我国热连轧带钢生产进入快速发展轨道。纵观近20年来我国热连轧带钢的发展，经历了3个阶段[1]~[3]： 第1阶段，以大企业为主，以解决企业有无为主要目的的初期发展阶段。以宝钢2050mm、攀钢1450mm、本钢1700mm、太钢1549mm、梅钢1422mm轧机为代表。这个时期热连轧带钢轧机建设只能靠国家投入，由于资金、技术等多方面限制，轧机水平参差不齐。1989投产的宝钢2050mm轧机代表了当时国际先进水平，采用了1、2级计算机控制、CVC板形控制、强力弯辊、控制轧制与控制冷却、自动宽度和自动厚度控制等一系列当时最先进的热连轧生产技术，这些技术装备即使在今天仍不落后。但是，这个时期投产的二手设备则是国外50~60年代的装备（1994 年投产的太钢1549mm轧机、梅钢1422mm轧机），整体技术水平相对落后，在安装过程中进行了局部改造，但因资金限制整体技术水平提高有限。 这个时期还有2套国产轧机投产：1980年投产的本钢1700mm轧机和1992年投产的攀钢1450mm轧机。由于当时国内对热连轧带钢轧机的设计、制造等技术未完全掌握，加上当时国内制造水平的限制，所以这两套轧机的整体水平不高。产品与国际水平差距较大。但在当时条件下，这几套轧机和宝钢、武钢的先进轧机一起满足了国民经济建设的需要；同时，培养了一大批技术人才，为我国全面掌握现代热连轧技术做出了贡献。 第2阶段，全面提高技术水平，瞄准世界最高、最新技术， 全面引进阶段。以宝钢1580mm、鞍钢1780mm、包钢1700mm薄板坯、邯钢1900mm薄板坯、珠钢1500mm薄板坯轧机为代表。20世纪90年代中期以后，由于经多年生产实践对国内技术装备设计与制造水平认同度不高，加上国外薄板坯连铸连轧技术的突破，所以各大企业均以引进国外最先进技术为主。如1999年投产的鞍钢1780mm轧机、1996年投产的宝钢1580mm轧机，是世界传统热连轧带钢轧机最先进水平的代表，除通常现代化轧机采用的一系列先进技术以外，机组采用了轧线与连铸机直接连接的布置形式，从而可实现直接热装，并有实现直接轧制的可能；机组还采用了板坯定宽压力机，大大减少了板坯宽度规格；精轧机采用了全液压压下及AGC技术；采用了PC板形控制系统，该系统与强力弯辊系统一起工作使板形调控能力大大增加；另外，还采用了轧辊在线研磨，中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术；轧机全部采用交流同步电机和GTO电源变换器及4级计算机控制，并在国内首先采用了吊车跟踪系统。 在这个阶段国内还捆绑引进了3套薄板坯连铸连轧生产线，即1999年投产的珠钢1500mm薄板坯生产线、邯钢1900mm薄板坯生产线和2001年投产的包钢1750mm薄板坯生产线。这些生产线采用第1代薄板坯连铸连轧技术，是当时世界最先进的薄板坯生产线。其采用近终形连铸技术，使用漏斗形结晶器铸造50mm厚的薄板坯；并采用了铸坯软压下，结晶器液压振动，隧道式加热炉。在轧机上采用高刚度轧机，新型板形控制技术、液压AGC技术和新型除鳞技术等，从而使能耗、投资和生产成本降低，生产流程大大缩短，产品质量提高。这些生产线的引进使我国拥有了新一代热连轧带钢生产技术，也使我国目前成为世界上拥有薄板坯连铸连轧生产线最多的国家；我国更多的大型钢铁企业，开始从只能生产普通低技术产品而转为向生产高层次产品迈进，在技术上上了一个台阶。 第3阶段，这个阶段实际上是近1~2年开始的，是以提高效益、调整品种结构、满足市场需要和提高企业竞争能力为目的的发展阶段。由于近年国家经济快速发展，对钢材需求不断增加，因此除国营大中型企业外，中小型企业，甚至民营企业都把生产宽带钢作为今后发展的重点，或引进或采用国产技术，或建设传统热连轧宽带钢轧机或建设薄板坯连铸连轧生产线。这个阶段以鞍钢1700、2150mm（国产）， 唐钢1780mm薄板坯和1700mm（国产）、马钢1700mm薄板坯和2250mm、涟钢1700mm薄板坯、莱钢1500mm（国产）、本钢薄板坯、济钢1700mm（国产）、新丰1700mm（国产）、宝钢1880mm、首钢2250mm、武钢2250mm、太钢2250mm轧机为代表。同时，这个阶段对引进二手轧机和原技术较落后的国产轧机进行了全面技术改造，使其达到了现代化水平。 这个阶段新建的传统带钢轧机，有以武钢2250mm轧机为代表的当代最先进的宽带钢轧机，有以唐钢、马钢和涟钢为代表的新一代生产超薄带钢的薄板坯连铸连轧机，有采用国产技术生产中等厚度薄板坯的连铸连轧生产线，还有一些炉卷轧机投产和建设。现在建设和投产的所有轧机都具有现代化水平，如计算机1、2级控制系统、液压AGC系统、板形控制系统、交流传动、控轧控冷技术、热送热装技术等等。国外刚出现的半无头轧制技术、铁素体加工技术、高强度冷却技术、新型卷取机等，在一些轧机上也已应用。目前我国热连轧技术装备已完全摆脱落后状态，并已处于世界先进水平之列[11]。 1.1.2发展趋势和特点 (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[4]。 (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[5]。 (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]。 (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、钛、铌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。 1.2热轧带钢的应用性 热轧带钢是重要的钢材品种,对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。热轧带钢产品主要以钢卷状态供给冷轧机做原料，同时也直接向用户和市场销售热轧钢卷和精整加工产品，即平整钢卷、分卷钢卷、纵切窄带钢卷、横切钢板，最近几年又有经过酸洗的热轧钢卷作为成品进入销售市场。 供给本企业和其他企业冷轧机做原料用热轧板卷主要的钢种为低碳钢（包括超低碳钢）、一般碳素结构钢，供冷轧机生产取向硅钢、无取向硅钢、不锈钢薄板带用原料钢卷，也供热扎宽带钢轧机生产。冷轧机原料钢卷的规格范围为：厚度1.5～6.0mm、宽度600～1900mm[8]。 直接供用户和向市场销售的热连轧带钢的种类和用途下面作详细地介绍。 1)普通碳素结构钢板带。用于制造建筑结构，起重运输机械，工程、农用和建筑机械，铁路车辆及其他各种结构件。 2)优质碳素结构钢板带，包括按国外标准供货的焊接结构钢板带。大量的用途同上，并用于制造汽车、拖拉机、收割机以及要求冲压性能和焊接性能优良的机械构件、石油储罐、压力容器、船舶、桥梁和各种工程的结构件。 3)低合金高强度结构钢板带。用于制造要求强度更高、成形性更好和性能稳定的机械制造、车辆、化工设备等各种设备的结构，大型厂房钢结构，重要工程及桥梁结构等。 4)耐大气腐蚀和高耐候钢板带。用于制造铁路客车、冷藏车、铁路货车、矿石车