设计年产量为220万吨CSP热轧薄板厂毕业设计3.docx

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设计年产量为220万吨CSP热轧薄板厂毕业设计3

内蒙古科技大学

专科生毕业设计说明书

题目：

设计年产量为220万吨

CSP薄板厂

专业：

材料成型及控制工程

班级：

成型11级1班

姓名：

冯智慧

成绩：

设计年产量为220万吨CSP薄板厂

摘要：

本设计以生产产品规格为8.0mm×1600mmQ235为例，设计一个年产量为220万吨的CSP薄板厂。

设计内容主要包括兴建该厂的可行性分析、产品大纲的编制、产品平衡计算、主辅设备选择、以及生产工艺流程设计、轧制规程的计算、辊形设计和轧辊强度的校核、电机功率的校核、车间生产能力的计算、轧机工作图标的确定以及车间平面布置等内容。

参考其他已建厂的参数经验，指定产品大纲、确定压下规程，选择主要轧制设备，进行计算。

关键词：

CSP；连铸连轧；轧制工艺；强度校核

DesignofAnnualCapacityof2.2MillionTonsof

theHotRollingSheetPlantFactory

Abstract：

Thedesignspecificationsforproductionofproductis8.0mm1600mmQ235asanexample.Designaproductioncapacityof2.2milliontonsproductionofCSP.Designfeaturesincludetheconstructionoftheplantfeasibilityanalysis,thepreparationoftheoutlineoftheproducts,metalbalancecalculation,rollingdeterminingthecsale,productsblancecalculation,themainequipmentschoice,thechoiceofauxiliaryequipments.Economicalandtechnicalindicatorsofdevelopmentanproductionprocessdesign,systemtemperaure,thespeedofthesystem,coneunitratecalculationthecalculationofrolllingapointoforder,rollstrengthchecking,checkingtheelectricalpower,workshopproduction,themillworkcharttodetermineyheplantlayoutansoon.Reterenceotherplantparametersofexperience,thedesignproductsoutline,selcetapointofothertodeterminemajorreductionrollingequpments,calculation.

Keywords:

CSP;Continuouscastingandrolling;Rollingprogress;Strengthcheck

第一章包头建设CSP薄板厂可行性与必要性分析

1.1CSP生产线历史简介

自1989年世界上第一台工业化的薄板坯连铸连轧生产线投产以来，过去的11年中已有36条生产线相继运作，2000年可形成年产4825万吨的生产能力。

薄板坯连铸连轧工艺技术装置日趋完善，市场竞争更具实力，原因在于它的工艺优势：

投资低、能耗低、生产成本低、维护费用低、成材率高。

两流薄板坯连铸机与一套热连轧机相配可产160~250万t/a热轧带卷，可以分别与电炉或高炉—转炉流程相联接。

薄板坯连铸连轧技术越来越显示出它的生命力[1]。

1.2我国现有CSP热轧机组生产及工艺流程简析

目前，我国热连轧板卷行业有3套CSP热轧机组投入生产（唐钢CSP机组于03年1季度投产），且均进入了达产水平。

于2002年三套机组的热轧产量达到了300万吨的水平，分别占国内热轧产量和商品量的10%和16%左右。

与传统热轧机组相比，CSP轧机的主要优点在于开发薄规格的产品。

目前，薄规格热轧板卷是我国市场紧缺的品种之一，如集装箱用板（1.6mm、2.0mm）一直依靠进口。

虽然我国热轧机组的产品设计最薄规格大多为1.2mm。

但对于传统热轧机组而言，产品越薄则轧制速度越快。

为确保穿带顺利，穿带速度一般不能超过12m/s，另外穿带速度越快，卷取就越困难。

因此通常情况下，<1.2mm的产品在传统轧机上很难生产。

在传统轧机上生产厚度<2.0mm的产品比例超过10%是很不经济的。

而CSP轧机由于轧线短，来料温度高（一般在1100℃以上，传统为1000-1050℃）、头尾温差小（一般在±10℃以内，传统为±35℃左右）。

因此CSP轧机产量最薄可达0.8mm且产品宽度方向性能均匀，厚度精度也较高。

2001年以来投产的生产线的达产速度快于国外同类生产线邯钢薄板坯连铸连轧生产线1999年12月投产，2000年达到设计生产能力，是所有已投产的CSP生产线中达产最快的。

包钢的薄板坯连铸连轧生产线是我国第一套双流CSP生产线，2002年8月投产，2003年超过了设计生产量，比邯钢更快，是国际上达产速度最快的。

发挥薄板坯连铸连轧技术潜力的关键之一在于发挥连浇的优势。

抓连浇炉数的增加就必须解决铸机漏钢和提高整个作业线作业率的问题，从而提高生产线的效率。

连铸连轧工艺的独特优势薄板坯连铸连轧工艺是由薄板坯连铸机与常规宽热带连轧机的精轧机组集成而来的。

连轧机组的能力与常规热带连轧机相当，而薄板坯铸机能力低于连轧机组。

常规热连轧机生产薄规格产品的不利点是单位时间内产量大幅度下降，而这正是薄板坯连铸连轧生产线的固有特性。

生产薄规格热轧板是薄板坯连铸连轧技术的独特优势。

近几年我国进口热轧板中大都属于薄规格产品，特别是厚度≤2mm的薄板。

发挥薄板坯连铸连轧技术的独特优势将大大促进我国钢铁产品结构的调整。

1.3在包头建设CSP钢厂的必要性和可行性研究

1.3.1建设投资低

薄板坯连铸连轧生产线单位建设投资低的原因有下述几点。

（1）由于拉速高（5.5m/min，为一般板坯连铸机拉速1.8～2.0m/min的3倍），坯厚薄（50mm，为一般板坯连铸机坯厚220mm的22.7%），因而铸机产量相似时（如每流为100～120万t/a），薄板坯连铸机冶金长度短（6m左右，为一般连铸机的1/4～1/5），结构轻，设备重量仅为后者的一半。

（2）薄板坯连铸连轧生产线要求无缺陷铸坯，铸坯由连铸机出来后直接进人均热炉，没有一般连铸机设置的板坯冷却、检查、表面清理等设备、，而设备重量大为减轻。

（3）没有堆存连铸坯的中间仓库。

（4）取消了热连轧机前的板坯加热炉，但设有板坯均热炉以及板坯边部加热装置。

（5）不再设置粗轧机架。

但因为精轧机能力较大，如仅设有一台薄板坯连铸机和均热炉线时（产量规模100万/t左右），则由于精轧机负荷不满，上述降低建设投资因素被抵消；当产量规模增加到200万/t时，薄板坯连铸连轧生产线的单位投资将远低于传统工艺。

现美国纽柯公司第三条薄板坯连铸连轧生产线（柏克利厂）单线设计规模为150万/t，考虑将来双线时，生产线规模为年产钢带300万t,单位建设投资将进一步降低。

1.3.2生产成本低

据美国咨询公司的实际调查资料，在美国，薄板坯连铸连轧工艺生产钢带成本（从钢水到热带）较传统工艺约低50美元/t。

（1）人工费用吨钢耗费人力约0.3h，较传统工艺少0.42h，相当于11.8美元。

（2）金属收得率从钢水到热轧带卷新工艺为97%，较传统工艺（93%）高4%，扣除废钢收人后约相差6.5美元。

（3）吨钢热耗和电耗新工艺均热炉吨钢热耗为0.527kJ，较传统工艺少1.25kJ，约折合3美元/t；电耗为70kWh/t，较传统工艺少55kWh/t约折合1.7美元/t。

（4）吨钢销售及管理费用采用薄板坯连铸连轧工艺的纽柯公司克劳福兹维尔厂吨钢销售及管理费用较传统工艺少25美元/t。

结合我国情况来看，上述四个因素中，人工费用差距将缩小，在美国按每工时28美元计算，我国如按每工时3美元考虑，由此钢带成本将降为1.3美元；我国电费将达到0.068美元/t（美国按0.027美元/t计算），因而耗电费用差矩将升为4.3美元/t。

综合人工、金属收得率、热耗、电耗四方面因素，新工艺较传统工艺少15.1美元/t。

关于吨钢销售及管理费用方面差距与是否采用紧凑式流程直接有关，需要进行综合研究。

另按前述分析，薄板坯连铸连轧生产线吨材建设费用将不高于传统工艺，当规模适当时会低于传统工艺，因而折旧费用也将较低[2]。

综上所述，薄板坯连铸连轧工艺吨材成本将低于传统工艺，其幅度将随国家和地区情况的条件不同而有所区别。

1.3.3产品销售市场好

近几年来，随着经济体制改革的不断深入和产业结构的调整，家电工业和汽车工业等行业发展较快，冷轧薄板的消费量大幅度增加，是冶金产品中短线的短线。

1981～1987年七年期间全国平均年消费量为304万t，平均年生产量为123万t平均年进口量为181万t平均年自给率为41.2%。

2011年我国钢铁产量和消费量继续增长，全年钢材消费量约为6.1亿吨。

冶金工业规划研究院预计，2012年我国钢材消费量将达到6.46亿吨。

根据冶金工业规划研究院测算，2011年机械行业钢材消费量有望达到1.18亿吨。

主要钢材消费子行业中，机械通用零部件行业钢材消费量1550万吨、重型机械行业1500万吨、通用机械行业1500万吨、工程机械行业1900万吨、电工电器行业1950万吨。

钢材消费品种结构没有发生较大变化，仍然以中厚板、薄板、优质棒材和型材为主，中厚板中高强度机械板所占比重有所增长。

另外，包头本地拥有北方重工汽车产业及宏昌天马汽车车斗配件企业还有军工企业每年都会需要大量板带材，还有包头特有的稀土钢深受用钢企业欢迎。

可见，进行冷轧薄板的生产，具有较好的市场销售环境。

1.3.4包头资源好

包头市位于阴山----天山纵向成矿带上，矿产资源丰富，蕴藏有稀土、铁、煤炭、铝、金、铌等54种金属、非金属和能源化工原料。

其中最为著名的白云鄂博矿山，是举世罕见的金属共生矿山，铁的探明储量约为10亿多吨，铌的储量居全国之首，稀土储量居世界之最，稀土储量不仅巨大而且品位高、生产成本低，占到全国稀土储量的91.6%，占世界已探明储量的54.2%，1999年包头稀土产量（以氧化稀土计）占世界总产量的60%，是名副其实的“稀土之乡”。

丰富的矿产资源为csp产品所需要的其他元素提供了得天独厚的条件。

虽然是西部城市，但包头拥有充足的水资源，而这也是是包头经济赖以发展的重要条件。

黄河流经包头境内214公里，水面宽130米到458米，水深1.6米到9.3米，平均流速为每秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，是包头地区工农业生产和人民生活的主要水源。

此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。

包头可利用地表水总量为0.9亿立方米（不包括黄河过境水）。

地下水补给量为8.6亿立方米。

从50年代起，包头就开始了大规模的水资源开发，先后修建了黄河水源地多处，以及奥陶窑子、团结渠、民生渠、磴口扬水站、画匠营水源地等较大的黄河提水工程，先后构筑了昆都仑、刘宝窑、水涧沟等中小型水库，进行了大规模的水资源开发。

由此看来，CSP生产线的用水设