冷轧开题成型.docx

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冷轧开题成型

河北联合大学

本科生毕业设计开题报告

题目：

年产230万吨2050冷轧板带车间设计

学院：

冶金与能源学院

专业：

材料成型及控制工程

班级：

11成型

（1）班

姓名：

李宾宾

学号：

2

指导教师：

董福涛

2015年03月20日

一、题目来源背景（现状、前景）

冷轧的生产方法较好的解决了钢板在热轧过程中温度和温度降不均匀，性能不一致的问题，保证良好的板型及表面光洁度。

因此有了我们的设计题目“年产230万吨2050冷轧带钢车间设计”

1.冷轧带钢技术的特点 

1.1.大力开发高精度轧制技术。

1.2.以过程冶金理论为基础，以低合金钢为重点，提高产品的冶金质量，扩大品种。

1.3.提高连铸比，大力推广连铸连轧工艺及短流程技术。

1.4.轧制过程连续化的新进展——无头轧制技术。

1.5.采用柔性化的轧制技术。

1.6.轧制过程的自动控制和智能控制。

1.7.深加工。

2.除鳞技术 

2.1 酸洗 

目前,世界各国普遍采用浅槽盐酸酸洗代替老式的硫酸酸洗机组。

主要原因为:

 ①盐酸比硫酸有更强的除鳞效果,盐酸酸洗机组前部不用破鳞装置，因而可以简化酸洗设备；②盐酸酸洗比硫酸酸洗更容易去除氧化铁皮,可以得到高质量的酸洗带钢；③浅槽酸洗槽进行排酸比较容易,如有断带发生,可以很快排出酸液,不易产生过酸洗；④盐酸再生系统回收效率高,可达99% ,大大地降低了酸的耗量,每生产1t 带钢仅耗酸3.5kg。

2.2 机械除鳞 

NID方法是日本石川岛播磨公司从1973年起着手研究的。

此法是将铁砂送入高压水流通过扁缝式喷嘴, 使铁砂流布满带钢的横向表面, 但此工艺有使喷嘴磨损严重, 且不易调整浆液浓度的缺点。

新日铁八幡厂一号酸洗机组改造使用NID法, 使酸洗速度由180m/min提高到250m/min。

用NID法取代酸槽及酸的回收系统,可以节约投资。

APO除鳞机组,APO为铁粒磨料除鳞的缩写。

原苏联与原西德共同开发研制出三套APO装置的连续式机组于1989年在切列波维茨车试车投产。

被除鳞的钢板厚度为1.6～4mm ,宽为900～1550mm。

除鳞的带钢运行速度为90 m/min, 年产量为50～60万t, 也可对6.5kg/mm2级的低合金钢进行除磷。

3.轧机方面的技术 

3.1 HC 轧机 

自1980年以来,世界上约有80%以上轧机为新建或改建的HC冷轧机。

HC轧机的特点是可以使用平直工作辊；由于压下量的增大,相对地可以使用较厚的热轧料；可以缩小边部减薄的范围；板型控制能力大,可改善板形、产品平直度。

3.2 CVC（连续可变凸度）轧机 

CVC技术是德国SMS公司开发出来的。

CVC六辊轧机是在四辊轧机基础上开发出来的,中间辊为CVC轧辊,工作辊有立平稳定机构,特点是可用小直径工作辊、中间辊或支撑辊传动。

工作辊的水平稳定机构优化了轧制工艺条件,中间辊设正负弯辊。

这是一种能改善带钢平直度和横断面形状的技术,且易于应用,改造费用低CVC技术通过使用S型轧辊及轧辊轴向移动,使辊缝的形状与带钢的形状有效的配合,可以实现无级调节轧辊凸度,传统轧制需要准备几套不同凸度的轧辊。

而CVC轧制只需一种辊型曲线的轧辊。

CVC轧机与HC轧机相比不足之处是不能解决边部减薄问题，此外, HC轧机可用平辊,不需磨出凸度。

3.3 UPC（万能板形控制）轧机 

UPC技术是由德国MDS公司开发的,与CVC 技术基本相似,也是一种能改善带钢平直度和横断面形状的技术,且易于应用,改造费用低。

UPC技术通过使用雪茄形轧辊及轧辊轴向移动,使辊缝的形状与带钢的形状有效的配合,也可以实现无级调节轧辊凸度。

3.4 CR轧机 

CR 轧机属日本三菱重工业公司开发的一种新型轧机, 具有压下量大及板型控制能力强的特点。

如用于冷连轧第一架, 当轧制低碳钢时, 压下量可达60% , 也可以用于冷连轧末架, 使成品板形得到改善, 并能节约能耗。

4. 退火工序的技术 

4.1 全氢罩式退火炉 

从20世纪70年代在欧洲出现并开始使用。

由于在740℃时氢的热传导系数为氮的6.5倍,氢的动力粘度只有氮的50 ,因此,在强对流型的罩式退火炉中采用纯氢作保护气体,可以提高钢卷加热和冷却速度40%～50%。

使用全氢罩式退火炉可得到优质表面的带钢,表面质量接近于连续退火可能达到的质量,总的能耗费用也减少30%。

因此,在老厂改造时, 特别是炼钢、热轧等工艺条件没有重大改变的情况下, 在国外大部分选用全氢退火炉。

4.2 连续退火机组 

20世纪70年代初期开始出现带有快速冷却系统的连续退火机组, 可以满足生产的连续化, 缩短生产周期, 提高产品质量, 减少劳动定额等诸因素的要求。

二、主要研究内容、应用价值和生产工艺 

1.主要研究内容 

1.1.所建厂产品范围，应用领域，产品特性，建厂经济依据；

1.2.典型产品总延伸率计算，道次选择，冷轧机布置选择比较；

1.3.压下分配，轧制规程计算，轧制图表，年产量计算；

1.4.轧制力、力矩计算； 

1.5.凸度规程计算，轧制力挠曲计算，热膨胀计算，原始轧辊辊型设定，弯辊力计算；

1.6.酸洗工艺确定与质量标准； 

1.7.平整机工艺制定，平直度、光洁度控制； 

1.8.辅助设备校核：

圆盘切边剪选择，罩式退火炉，车间布置；

2.应用价值 

进入新世纪以来，我国的经济发展进入了全新的阶段，为了使我国的经济建设更好更快的发展，冷轧产品有重要的作用。

经济的快速发展，必然伴随着汽车、家电、建材、罐头盒及包装大量生产，而基础设施的建设，需要大量的不同种类的冷轧产品，因此，在以后很长的时间里，冷轧产品在国家经济建设与发展中占有相当重要的作用。

本次毕业设计课题主要是为实现高等院校培养高级应用型、技术型人才的目标所必须的实践性教学环节。

通过毕业设计强化我们对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养我们搜集资料和调查研究的能力，一定的方案比较、论证的能力，一定的理论分析与设计运算能力，进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。

同时通过给轧钢厂车间设计，培养我们综合运用所学知识，使我们能比较熟练掌握车间设计的专项规划的编制过程。

通过认真查阅与本设计相关的文献资料，做好设计前的各项准备工作；分阶段按时完成设计中的各项任务，配合指导老师检查，随时修正错误，改进方法，完成本次课题设计任务，可以与同学探讨，但不能简单套用他人成果。

另外，本次毕业设计对培养我们独立思考问题和解决问题的能力有很大的提高，为今后工作做好理论储备，都具有十分重要的意义。

3. 冷轧带钢的生产工艺 

普通薄钢板一般采用厚度为1.5～6mm的热轧带钢作为冷轧坯料。

主要工序有酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、剪切（横切、纵切） ,如果生产镀层板,还有电镀锡、热涂锡、热涂锌等镀层或涂层工序。

冷轧的生产工艺流程是：

热轧板卷（原料）→酸洗→冷轧→脱脂→退火→平整→剪切→成品交货。

原料。

要得到均匀的交货性能,必须要对原材料的化学成分进行全检,并根据碳含量进行选材。

薄带钢连铸的产业化将会为冷轧原料提供新的来源。

高品质的冷轧成品尤其要注重前工序的生产,要有纯净度高、品质优良、性能均匀的原板才能轧出优质的冷轧产品。

酸洗。

冷轧坯料在轧制前必须经过连续酸洗机组清除氧化铁皮,以保证带钢表面光洁,顺利地实现冷轧及其后的表面处理。

为获得更佳的酸洗质量,需提高酸液温度并降低酸洗速度。

在酸洗技术方面,采用浅槽紊流或喷流酸洗工艺。

与旧的深槽式及单一浅槽式酸洗工艺相比,浅槽紊流及喷流酸洗工艺均大大降低了酸洗时间并提高了酸洗质量。

新型高效的全自动焊机、大张力拉伸矫直机、故障率低的活套、带快速回转刀头的圆盘剪、先进的自动补酸系统,都是现代化大型酸洗机组的成熟实例。

酸洗-轧机联合机组发展迅速，对于特殊钢、高强钢和极薄带钢,可逆轧机（尤其是双机架可逆轧机） 辅以现代化的控制手段仍不可替代。

轧制。

酸洗之后即可轧制,为确保冷轧板形，需提供适当的辊型,配合弯辊、窜辊系统轧制。

满足了用户对板形质量精度日趋严格的要求。

全数字化的交流变频传动技术使得控制过程更快速、更准确。

新型激光测速仪和各种厚度、板形及平整度测量仪的应用,可提高轧制成品的厚度精度和平整度。

清洗，退火。

由于冷轧的工艺特点,轧到一定厚度必须进行退火使钢软化。

但是轧制过程中,带钢表面有润滑油,而油脂在退火炉中会挥发,挥发物残留在带钢表面上形成的黑斑又很难除去。

因此,在退火之前,应洗刷干净带钢表面的油脂,即脱脂工序。

脱脂之后的带钢,在保护气体中进行退火，为保证退火性能,应选择低温长时间退火的工艺制度。

退火后的带钢表面光亮,进一步轧制或平整时,就不必酸洗。

平整。

退火之后的带钢必须进行平整,以获得平整光洁的表面,均匀的厚度,并使性能得到调整。

为减轻或消除边缘“凸条”,需采用凸度辊进行平整。

平整之后,可根据定货要求对带钢进行剪切[8]。

近年来,我国钢铁工业的钢材产量始终保持在世界第一的地位,钢材生产已整体开始供大于求的新阶段,但是相当一段时间仍然存在以下结构性矛盾：

先进产能与落后产能并存；高端产品产能不足与低端产品产能过剩并存；产业集中度很差,原材料和能源支撑矛盾突出等。

这就要求钢铁工业在结构调整上加大淘汰落后工艺装备产能的力度,转变增长方式,加快技术升级和开发新品种,加快产业的并购、重组,在转变增长方式方面要重视钢铁产业链的延伸,发展钢材的深度加工,以促进钢材生产品种和质量的大发展。

三、拟采用的研究方法、手段 

在设计室，参考唐钢冷轧车间设计资料和唐山建龙、武钢、鞍钢、宝钢等现场资料。

对本课题“设计年产230万吨2050冷轧板带生产车间设计”进行系统的分析后，初步拟定出几种可行的设计方案，加以分析对比，选出一种节能环保、经济可靠的方案作为进一步设计的基础。

收集准备相关的资料，整理资料后，拟定出设计总体思路，最后通过系统论证及相关计算、绘图等，最后完成课题设计。

四、进度安排 

时间安排

完成任务

第1-4周

阅读有关冷轧的文献书籍，完成开题报告，寻找英文专业资料，翻译并理解相关内容；

第4-8周

；典型产品延伸计算，道次选择，轧机布置选择比较；压下量分配，轧制规程计算；  

第8-12周

轧制图表，年产量计算；轧制力计算；轧辊强度校核，电机发热校核；辅助设备校核；

第12-14周

撰写论文、段落清楚、内容合理，表达规范；  

第14-15周

修改论文，精炼语言，广读工艺书，准备答辩；

五、主要参考文献（外文参考文献不少于2篇） 

[1] 黄华清 主编. 轧钢机械 [M]. 北京：

冶金工业出版社,1980. 

[2] 王廷溥，方克敏 主编. 金属塑性加工学--轧制理论与工艺 [M]. 北京：

冶金工业出版社，2001  

[3] 许石民 孙登月 主编.板带材生产工艺及设备 [M]. 北京：

冶金工业出版社,2008. 

[4] 陈龙官，黄伟 编著. 冷轧薄钢板酸洗工艺与设备[M]. 北京：

冶金工业出版社，2005.  

[5] 袁康主编.轧钢车间设计基础 [M].北京：

冶金工业出版社，1986.   

[6] 章希胜  主编. 轧钢机械. [M]. 北京：

冶金工业出版社,1983. 

[7] 傅作宝 主编. 冷轧薄钢板生产 [M]. 北京：

冶金工业出版社,2005. 

[8] 徐江乐，编著.板带冷轧机板形控制与机型选择 [M]. 北京：

冶金工业出版社，2007. 

[9]Hans-Georg Hartung. EDC-a new system for reduction of edgedrop in cold 

rolling.MPT inter-nation.1998,

（2）:

80. 

[10] Shunji Kamada.Edge Pro Using Pair Cross Millin Cold Rolling.Iron andStell Engineer,1996,（6）:

20.