年产量240万吨冷轧带钢车间设计毕业设计.docx

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年产量240万吨冷轧带钢车间设计毕业设计

辽宁科技人学本科生毕业设计

年产量240万吨冷轧带钢车间设计

摘要

由于冷轧薄板具有很高的尺寸精度，表面质量和优良的综合性能，因此得到了越来越广泛的应用，成为国民经济中各生产建设领域所必须的材料，尤其是在家电板和汽车板的应用。

本文结合鞍钢冷轧薄板厂的相关资料，同时参考了多家现代冷轧厂的资料，设计了年产240万吨1700冷轧车间。

设计内容包括选择轧钢机形式、确定布置形式、根据典型品种（厚度为0.8mm）进行压下规程设计和有关计算（轧制力参数计算、轧觀强度校核和电机生产能力校核等）。

主设备采用了酸轧联合机组，退火炉选择连续退火炉。

本设计力图设计出能生产高档家电板和汽车板的冷轧薄板厂，所采用的设备都是经参考相关资料对比后选取的最佳设备，以保证产品的质量和生产的顺利进行，从而实现优质、高产、低消耗、环保的目标。

关键i司：

冷轧薄板；酸轧联合机组；冷轧工艺与设备；压下规程

II

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Annualproductionof2.4milliontonscold-rolledstripsteelplantdesign

ABSTRACT

AsCold-rolledsheetwithhighdimensionalaccuracy,surfacequalityandexcellentoverallpeifoimance,soithasbeenmorewidelyused,asthenationaleconomyofthepioductionfieldofconstnictionmaterialsnecessary,especiallymthehomeplateandcarplatesapplication.Inthispapei;AiishanlionandSteelColdRollmgMilloftherelevantmfomiation,whilemakingrefeiencetoanumberofmoderncoldrollmgmilldata,designedaimualpioductioncapacityof2.4milliontons1700coldlollingworkshop.Designelementsuicludeselectnullfoniis,deteniiuietheformlayout,accordingtothetypicalvaiieties（thicknessO.Snun）forrollingscheduledesignandrelatedcalculations（calculationofpaiametersoftherollingforce,rollstrengthcheckandmotorpioductioncapacitycheck,etc.）.Themasterdeviceusesarollmgacidcombmedunit,selectacontinuousaimealingfurnace・Thedesignseekstodesignaboardcapableofproducinglugh-endappliancesandcarplateCold-rolledsheetplant,equipmentusedwithrefeiencetorelevantuifomiationareselectedaftercomparingthebestequipmenttoensureproductqualityandsmoothproduction,inoideitoacluevehighquality,lowconsumption,enviiomnentalprotectiongoals.

Keywords：

Cold-rolledsheet;Acidrolledjointunit;Coldrollmgprocessandequipment；Rollingschedule

ii

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历

而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

日期：

指导教师签名：

日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论

文）的规定,即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电

子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的E卩刷本和电子版，并提供

目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩E卩、数字化或其它复制

手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分

或全部内容。

日期:

作者签名:

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体”均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位

论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩E卩或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:

日期：

年月日

导师签名:

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

—、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格口不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格口不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格口不及格

4、研究方法的科学性;技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格口不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格口不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格口不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）?

□优□良□中□及格口不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格口不及格

2、论文的观念是否有新意?

设计是否有创意？

□优□良□中□及格口不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格口不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格口不及格

（在所选等级前的□内画“）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月曰

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格口不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）?

□优□良□中□及格口不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格口不及格

2、论文的观念是否有新意?

设计是否有创意？

□优□良□中□及格口不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格口不及格

建议成绩：

口优

□良□中

□及格

□不及格

（在所选等级前的□内画

“J”）

评阅教师：

（签名）

单位：

（盖章）

年月

日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价:

-答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□不及格

□不及格

□不及格

□优□良□中□及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格口不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）?

□优□良□中□及格口不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格口不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格口不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格口不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格口不及格

（在所选等级前的□内画“）

教研室主任（或答辩小组组长）:

（签名）

年月曰

教学系意见:

系主任：

（签名）

年月曰

1综述1

1.1我国冷轧带钢生产特点及发展历史1

1.1.1冷轧带钢的生产特点1

1.1.2冷轧带钢的发展状况2

1.1.3冷轧带钢生产中不断更新生产的技术2

1.2冷轧的主要产品种类3

1.2.1汽车板3

1.2.2电工硅钢板3

123镀锡、镀锌板4

1.2.4其它产品5

1.3冷轧带钢的生产工艺现状5

1.3.1冷轧带钢的轧制工艺特点5

1.3.2冷轧带钢的生产工艺6

1.4现代冷轧机的发展现状及趋势7

1.4.1现代冷轧机的类型特点8

2产品方案的制定及金属平衡表9

2.1产品方案的制定9

2.2原料的选择10

2.2.1原料要求10

2.2.2热轧带钢卷的技术要求10

2.3金属平衡表的制定11

2.3.1金属平衡11

2.3.2金属平衡表的制定11

3轧制工艺流程及轧制工艺制度12

3.1规格12

3.2冷轧薄板生产及工艺流程12

3.3轧制规程制定14

3.3.1压下规程的制定14

3.3.2张力制度15

3.3.3轧棍转速的确定15

3.4计算轧制力16

4生产设备的选择22

4.1主要生产设备22

4.1.1主轧机22

4.2辅助生产设备24

4.2.1酸洗设备24

4.2.2退火（殳备25

4.2.3扌青整2殳备26

4.3彩色涂层机组29

4.4连续热镀锌机组30

5设备校核31

5.1轧辗各部分尺寸确定31

5.2咬入能力校核32

5.3支承车昆强度校核33

5.4工作车昆强度校核34

5.5支撑车昆与工作银接触应力校核36

5.6电机能力校核37

6轧机生产能力校核39

6.1轧制节奏的确定：

39

6.2车L机小时产量计算40

6.3轧机平均小时产量计算41

6.4车间年产量计算41

7各项技术经济指标43

7.2轧钢厂的环保45

7.2.1绿化45

7.2.2各类有害物质的控制及防治45

7.2.3水质的处理47

8节能与环境保护48

8.1绿化布置48

8.2污染物处理48

8.2.1水处理48

822废气处理48

8.2.3热轧润滑油处理49

8.3噪声处理49

8.4废弃物处理49

8.5现场节能技术与措施50

9车间平面图51

9.1仓库面积计算51

9.1.1原料仓库面积51

9.1.2中间仓库面积52

9.1.4其它面扌只53

9.2设备间距确定53

9.2.1轧机机列间的距离53

9.2.2轧机到切断设备的距离53

9.3车间跨距组成53

专题：

冷轧带钢退火技术的发展和应用55

致谢61

参考文献62

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1综述

钢板和带钢是国民经济各部门中应用最广泛的钢材，它作为多种工业部门的原料使用。

近儿年随着国内热轧板带建设的高潮，冷轧带钢在国内发展亦很迅速，因为根据国外发达国家板带市场发展的历史经验，为了保证板带市场的平稳均衡发展，热轧板带向冷轧产品的转化率约为40%,冷轧产品向涂镀层产品的转化率约为60%o冷轧的一些新技术在新建冷轧机组中得到了广泛应用，促进了我国冷轧带钢生产技术的快速发展。

现代冷轧生产技术基本上以连续化、高速化、专业化为特征的。

由于冷轧带钢的产品品种很多，其生产技术亦各有特点。

下面就冷轧带钢生产中酸洗轧机新技术、退火新技术和涂镀层新技术三大方面的内容分别进行论述和探讨。

1.1我国冷轧带钢生产特点及发展历史

1.1.1冷轧带钢的生产特点

所谓冷轧带钢，是指在再结晶温度以下轧制的带钢。

一般冷轧带钢的轧制不需要预热，但对于塑性较低的材料有时需要预热，其预热温度不能超过再结晶温度。

在冷轧过程中，由变形功和摩擦功转化的热量，使被轧制的带钢温度升高，虽然可进行工艺冷却,但有时带钢的温度仍可达200°C以上，其至更高，不过这一温度仍低于再结晶温度。

由于冷轧过程在再结晶温度以下进行，轧件必然要产生加工硬化。

加工硬化是金属的变形抗力增加，塑性降低，产生轧制力增大和轧件脆裂的倾向。

当加工硬化超过一定的限度后就不能继续轧制了。

因此，经过一定轧制道次后，往往需要再结晶退火软化金属，之后再继续轧制。

也正因为如此，冷轧带钢生产工艺方法能生产薄带钢。

与热轧方法生产带钢相比，冷轧方法生产带钢有以下优点：

（1）可生产厚度更薄的带钢

（2）带钢的板厚和版形精度高

（3）带钢的表面质量好

（4）带钢的力学性能好

冷轧带钢的生产成本比热轧带钢高10%左右，投资费用比热轧带钢高20%-25%0

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但是冷轧带钢的质量好，在相同用途的情况下可节约金属30%左右。

冷轧带钢比热轧带钢的用途更广泛，因此也就获得迅速的发展。

1.1.2冷轧带钢的发展状况

1、冷轧带钢产品质量提出了更严格的要求

由于汽车制造、制罐业、精密仪器和精密焊造行业的发展，对冷轧带材产品的尺寸精度、板形、表面质量和性能都提出了更高要求。

（1）在尺寸精度方面：

冷轧带钢的尺寸要求是纵向还是横向厚度精度的偏差均小于±10um,并有向小于厚度1%发展的趋势。

（2）在板形精度方面：

如汽车板的板形要求达到小于101,镀锡板的要求更高，达到小于51。

这就要求带钢冷轧机不仅具有板形控制功能强的HC、CVC和ZR系列新型轧机；而且要求都配有倾規装置、液压弯辘、轧辘分段冷却等快速调节辘型手段；同时还要求设置板形自动监测系统，实现对板形的自动控制。

（3）在表面质量方面：

不仅要求冷轧带钢表面光洁，还要求具有一定的物理和化学性能。

比如汽车覆盖件所需要的烘烤硬化高强度钢板；为防止金属杯腐蚀、延长冷轧带钢制品的使用寿命而产生的镀层和涂层钢板。

（4）在带钢性能方面：

对冷轧带钢性能的要求越來越高。

冷轧带钢需要量最大的汽车制造业，既需要冲压性能特别高的超深冲钢“无间隙原子钢”钢板作为覆盖件，乂需要含磷高强度冷轧板制作车身。

冷轧钢板的性能要求促使轧后退火工序的技术发展。

冷轧生产还有双金属或多层金属。

2、在生产规模和生产能力上向着大型化、连续化、高速发展

冷轧带钢生产规模近年來不断扩大，其产量从几万吨、几十万吨，发展到上百万吨,其至达到年产量200万t以上。

而且产品品种包括冷轧带卷、冷轧板、镀锡板、镀锌板、涂层板、压型板等多种规格，使冷轧带钢的生产规模异常庞大。

1.1.3冷轧带钢生产中不断更新生产的技术

近年來，冷轧带钢的生产把当代许多高新技术引入到生产过程中，从设备和工艺上不断地更新技术。

如生产过程中的带钢对接采用了激光焊机；酸洗过程中的盐酸紊流酸洗、废液回收及环境保护；高精度的厚度检测及厚度自动控制系统；双卷筒卡罗塞尔卷取机；交流同步电机以及交流调速系统；全氢罩式炉退火和深冲带钢的连续退火；电镀

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锌中不溶性阳极；带钢表面缺陷光学检测仪；先进的连续停剪技术等。

1.2冷轧的主要产品种类

经过几十年的发展，我国的冷轧事业不断地成长壮大，从只能生产建筑用材的产品发展成为能够生产高级汽车外板、高级家电板、高级包装材料和电工钢产品，无论产量,还是产品的规格品种多样化和质量，都有大幅提高。

1.2.1汽车板

国内冷轧汽车钢板研发迅速。

宝钢、鞍钢等单位对4个关键工艺技术，即超低碳、氮、氧的冶炼控制、钢板的性能稳定化控制、板形控制和表面无缺陷控制进行长期研究，开发出IF钢、高强IF钢（HSSIF）、烘烤硬化钢（BH）、各向同性钢（IS）、高强度低合金钢（HSLA）、双相钢（DP）和相变诱发塑性钢（TRIP）等7大类钢种,并率先以成形技术、焊接技术和涂装技术作为重点开展了汽车板使用技术研究。

在全工序上形成了钢板高表面质量的控制技术。

特别是2009年宝钢投产的高强钢生产线，为中国高强钢的生产闯出了一条新路。

目前宝钢汽车板的国内市场占有率己经达到70%,有力地推动了汽车工业的发展。

目前国内正在研发的、最具发展前景的是TWIP钢、Q&P钢和热冲压成型钢3种新一代先进高强汽车用钢。

TWIP钢有极高的塑性指标和高的强度，或者通过成分调整达到高的强度及较高的延伸率,并且对冲击能量的吸收程度是现有高强钢的两倍，特别适用于新一代汽车使用。

Q&P（淬火配分）钢是一种新型的高强度、高塑（韧）性的马氏体钢，属于第三代高强钢。

近年來，国外釆用热冲压成型工艺对含硼钢进行了研究，并获得了超高强零件。

其他钢种如高强度的DPI000.TRIP1000＞超细晶粒高强钢等，国内的一些企业和研究院所也有相应的研究。

1.2.2电工硅钢板

冷轧电工钢的开发进展迅速。

一方面是由过去只有武钢一家企业能生产冷轧硅钢到2002年以后又有太钢、宝钢、鞍钢能够批量生产冷轧无取向硅钢。

硅钢后工序的武钢二硅钢工程，立足于自主开发的低温取向硅钢品种,技术集成了包括高温环形退火炉和双层连续退火炉在内的23条作业线，实现了取向硅钢生产与技术装备的整体跨越。

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宝钢历经10余年的艰苦开发，突破了国外的技术封锁，建立了全套硅钢冶炼、热轧、冷轧、热处理装备，掌握了热轧高温加热、板坯边部加热、中间带坯加热、低凸度热轧料生产等热轧生产技术和常化退火、脱碳退火、热拉伸平整机组、激光刻痕、涂层等冷轧和热处理技术，己开发了分段式控制退火、退火炉露点高精度控制等先进冷轧技术，成功稳定生产5个顶尖牌号的高磁感取向电工钢，其磁感、铁损等电磁性能和涂层、叠片、磁致伸缩、涂层附着性等工艺性能均可与国际顶尖产品相比美,表明中国高磁感取向硅钢达到了世界先进水平。

此外，鞍钢取向硅钢生产线己经建成。

太钢不仅能批量生产无取向硅钢，而且己经在实验室条件下开发出取向硅钢生产技术。

首钢迁钢公司建设的电工钢生产线，年生产能力为100万t无取向硅钢和20万t取向硅钢。

马钢等薄板坯连铸连轧生产线己生产或正在研究开发紧凑式流程生产无取向硅钢技术。

123镀锡、镀锌板

镀锡板是镀层钢板中厚度最小的品种。

电镀锡板的锡层厚度较小而且外表美观。

镀锌板厚度大于镀锡产品，其抗大气腐蚀性能相当好。

连续镀锌工艺适于处理成卷带钢，表面美观，铁锌合金过渡层很薄，故加工性能很好。

镀锌板经辘压成瓦垄形后作为屋面瓦使用；其它用途还有用来制造日用器皿，汽油桶，车辆用品以及农机具等。

在生产过程中不断开发和拓展现有规格品种，在原有的T-2.5CA〜T-5CA的基础上,开发了材质性能均匀，抗时效性能极佳咸形性能优良的T-1CA,T-l.5CA及T-2CA等品种，实现了连续退火生产软质材的突破。

为满足用户皇尅盖用途需求，开发了介于T-3CA和T-4CA硬度之间的T-3.5CA品种；另外在原25#镀锡板的基础上开发了10#低锡板,主要用于生产饮料罐的需求。

还开发了许多镀锡板专用材,包括蘑菇罐用途的低辂铁、高档酒罐包装用的S2高粗度表面材、制罐专用材、花边板等。

宝钢还开发出了高表面质量的电镀锌、热镀锌GI和GA汽车外板。

电镀锌整车外板供货的己有上海大众的帕萨特（PASSAT）、一汽大众的奥迪（Audi）系列、上海通用别克（BUICK）和卡迪拉克（Cadillac）、长安福特（Ford）等。

宝钢对镀层相结构进行改进，抗粉化和成形性能有了明显的提高。

宝钢既可以以纯锌GI也可以以合金化GA供货。

目前己批量向徳国宝马、徳国大众PASSAT、徳国Ford、意大利Fun、美国通用、美州克莱斯

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勒、韩国通用大宇、印度塔塔等公司提供热镀锌、电镀锌冷轧板外板产品。

电镀锌日前己经通过徳国奔驰的认证，宝钢具备了向奥迪（AudiA6）、帕萨特（PASSAT）等代表我国轿车水平的车型整车供货能力。

124其它产品

鞍钢与上海大学等单位合作，以磷或磷十锐代硅研发成功低碳、低硅、无铝（低铝）相变诱发塑性钢，解决了传统高铝相变诱发塑性钢生产困难、高硅相变诱发塑性钢可镀性差、焊接性差的问题，批量生产590、780等不同级别的相变诱发塑性钢,并应用于一些国产车型，在高强钢的开发和应用方面闯出一条新路。

此外，在开发产品新品种方面进步迅速，在生产家电板、彩涂家电板、荫罩带钢、耐指纹板等方面技术己十分成熟。

1.3冷轧带钢的生产工艺现状

冷轧带钢是由热轧带钢釆用冷轧方式生产出的具有较高性能和优良品质的板带产品。

不仅表面质量和尺寸精度高，而且可以获得很好的组织和性能。

通过冷轧变形和热处理的恰当配合，不仅可以比较容易地满足用户对各种产品规格和综合性能的要求，还特别有利于生产某些需要有特殊结晶织构和性能的重要产品，例如硅钢板、深冲板等。

伴随着汽车、家电、轻工制造等行业的快速发展，对冷轧带钢的质量和品种要求日趋严格，给冷轧工艺发展带來了前所未有的机遇及挑战。

1.3.1冷轧带钢的轧制工艺特点

冷轧与热轧的区别在于变形前材料没有加热，因而，变形温度远低于再结晶温度。

带钢轧制的主要特点是需要很大的机械能,主要用于变形和克服轧辘和带钢表面间的摩擦。

对于成品的外观特性和性能來说，冷轧时表面的变化过程与内部的变化同样重要。

较之热轧，冷轧带钢的轧制工艺特点主要有以下三个方面：

1.加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化。

冷轧在金属的再结晶温度以下进行，晶粒被破碎，产生了很高的位错密度，且不能在加工过程中产生回复再结晶，故板带在冷轧过程中必然产生很大的加工硬化，并随着变形程度的增加而加剧，从而使变形抗力及轧制压力增大，降低塑性。

当加工硬化超过一定程度后，板料将因过分硬脆而不适合于继续轧制，或者不能满足用户对性能的要求，因此钢材经

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一定的轧制道次以后，往往要经软化热处理（再结晶退火、固溶处理等），使轧件恢复塑性,降低变形抗力，以便继续轧薄。

所以在冷轧时，要制定压下规程，决定轧制变形量，并了解金属的加工硬化