唐山首唐带型钢工艺方案12715.docx
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唐山首唐带型钢工艺方案12715
唐山首唐宝生特种带钢有限公司
热连轧带钢-型钢生产线
工艺技术方案
（代可行性研究）
首唐宝生特种带钢有限公司
2012年07月10日
一、车间概述
1.1概述
1、首唐宝生特种带钢有限公司新建热连轧带钢-型钢生产线，各产品综合设计年产量55万吨，产品品种为热轧窄带钢、热轧扁钢、热轧棒材。
产品品种规格为：
带钢厚度2.0～8毫米；宽度145～295毫米，钢种为碳素结构钢,钢号Q195～235AB，成品机架最高设计速度18m/s；最高保证轧制速度为14m/s。
扁钢规格为厚度10～32毫米；宽度120～200毫米，钢种为碳素结构钢,钢号Q195～235AB；优质碳素结构钢，钢号40Mn、45、50等；弹簧钢，钢号65Mn、55Si2Mn等。
棒材规格为φ20～φ50毫米；钢种为碳素结构钢,钢号Q195～235AB；低合金钢，钢号16Mn、20MnSi等。
使用的原料规格，连铸坯：
150×150×6000（3000）、165×225×6000毫米。
2、该生产线建在现有厂区宿舍楼东侧，东西走向，两个横跨布置。
占地13869（201×79）m2。
其中主轧跨24米，原料跨33米，预留两台3米煤气发生炉。
浊环水池313.2m2。
车间总装机容量约为16500KW。
3、车间在建设时考虑到与现有带钢生产线结合，定购生产设备时将部分设备相互更换和利旧。
其中630润滑站、五辊张力机利旧外，其余设备全部新购。
另外卷取机设备在定货时要加大能力，用在现有生产线，更换下来的设备用在新线。
4、生产145～295mm带钢产品时为了车间的发展和消除轧件表面氧化铁皮，提高产品表面质量，粗轧机前安装高压水除磷设施。
5、考虑到加热炉燃料供应状况，车间在建设时预留煤气发生炉和储煤场地，储煤场地预留面积约3400m2。
1.2生产规模与产品方案
1.车间生产规模：
设计年产带钢、扁钢、棒材等综合55万吨/年。
2.带钢产品规格：
2.0～8×145～295㎜的带钢，产品符合GB/T3524国家标准。
卷状交货。
3.扁钢产品规格：
10～32×120～200㎜，产品符合GB704国家标准。
直条交货。
定尺长度6～12米。
4.棒材产品规格：
φ20～φ50㎜，产品符合GB702、GB1499国家标准。
直条交货。
定尺长度6～12米。
5.原料规格：
连铸坯：
150×150×6000（3000）、165×225×6000毫米，生产带钢时原料长度为6000mm；扁钢和棒材依据产品规格的不同原料长度采用3000～6000mm。
6.原料规格单重（理论）、带钢卷重（理论）及卷径：
序号
原料
成品
规格（mm）
单重Kg/支
规格（mm）
卷重Kg/卷
卷径（mm）
1
150×150×6000
1060
2.0～8×145～232
1050
maxφ1250
2
165×225×6000
1750
2.0～8×190～295
1730
maxφ1370
1.3主要生产工艺与机组组成和装备水平
1、推钢式端进侧出加热炉将连铸坯加热到1100～1200℃，由出钢机推出炉外，经出炉辊道将钢坯喂入∮550×500连轧机组连续轧制15道（4立11平），轧件出连轧机组后获得最终产品要求的断面规格，再进入精整。
2、粗轧机组：
采用2立5平连续式布置，1000KW直流660V电机拖动（主电机利旧5台），采用连轧轧制工艺，可降低粗轧轧制时间减小轧件温降，使轧件头尾温差减小，提高产品尺寸精度。
经过力能参数计算，粗轧机组采用利旧的1000KW直流660V电机拖动，电机容量偏大，1H-7H采用600KW直流660V电机拖动就能满足生产需要。
粗轧机组在连轧过程中采用微张力轧制，轧机间采用电流信号实现自动调速。
3、精轧机组：
采用2立6平连续式布置，1000KW直流660V电机拖动（主电机利旧3台），连轧工艺，立轧机直流电机拖动，平轧机直流电机拖动，调速系统为直流全数字调速。
精轧机组在带钢、扁钢连轧过程中采用微堆轧制，设有五台电动活套，与轧机间形成闭环，实现自动起、落套和自动调速。
在棒材连轧过程中活套取消不用，采用微张力轧制，轧机间采用电流信号实现自动调速。
精轧机组四辊轧机在轧制棒材时不使用支撑辊。
4、粗轧机组和精轧机组间采用不脱头连续轧制，中间设有切头飞剪切头，保证后部连轧机工艺顺利。
成品轧机轧制带钢正常的轧制速度为9～12.5m/s,生产2.0产品时15H最高轧制速度14m/s。
轧制棒材正常的轧制速度为3～8m/s。
轧制扁钢正常的轧制速度为2.5～6.5m/s。
5、成品在连轧机组轧出后，经精整工序，将产品收集打包后用天车吊往堆料场冷却。
1.4钢坯加热炉
采用推钢式端进侧出三段连续加热炉，燃料为焦炉煤气，低发热值为4300千卡/米3。
设计加热能力为120吨/时。
加热的钢坯断面为150×150、165×225mm。
加热炉加热的钢坯6000mm坯料为单排加热，3000mm坯料为双排加热。
1.5其他：
采暖、消防、安全环保等问题由相关专业按国家规定设计施工。
二、轧钢工艺及工艺流程
2.1产品方案
本车间的产品规格、产品大纲如表2—1。
表2—1
产品
厚度规格（㎜）
代表钢种
年产量（t）
占总产量百分比（%）
带钢
2～8
Q195～Q235
400000
72.7
扁钢
10～32
Q195～Q235、65Mn
50000
9.1
棒材
φ20～φ50
Q195～Q235、16Mn
100000
18.2
合计
550000
100%
注1、各产品品种、规格、质量及交货条件按标准或用户要求。
2、生产产品可依据市场需求相应增减。
2.2原料
轧机生产所用的原料为合格的连铸坯，其规格为150×150×6000（3000）、165×225×6000。
连铸坯应符合规定的要求。
原料来源为自产或外购，年生产各产品55万吨时，年需要原料坯567010吨。
车间金属综合收得率为97%，金属平衡见表2—2
金属平衡表
表2—2
钢坯
成品材
烧损及氧化
轧废、切头
T
%
T
%
T
%
T
%
567010
100
550000
97
6804
1.2
10206
1.8
2.3车间工作制度和年工作小时
轧机采用三班连续工作制，节假日不停产，每年大中修一次共30天，每年小修11次，每次一天，每年可开工时间（365－30－11）×8×3=7776小时。
轧机年工作时间分析见表2—3
表2—3
工作
制度
日历时间（小时）
计划停机
时间（小时）
规定工作时间
非计划停机时间（小时）
年工作时间（小时）
三班连续工作制
8760
大中修
小修
7776
换辊
故障
其它
6889
720
264
527
120
240
2.4轧机负荷：
按工艺设计，轧机采用恒小时产量生产，年生产550000t成品，轧制时间约6665小时，轧机负荷率为76.08%，平均小时产量80吨。
生产带钢平均小时产量100吨。
2.5基本工艺流程简述
车间所用的连铸坯由汽车运入车间原料跨，用天车卸料码成井字形堆存。
生产各规格产品时使用的坯料断面为150×150、165×225mm。
钢坯由原料跨天车吊至上料辊道，由加热炉推钢机推入三段连续式加热炉内加热。
2.5.1生产带钢：
合格的连铸坯在三段连续式加热炉内加热到1100～1200度，由出钢机逐根推到出炉（除磷）辊道上，经高压水除磷将钢坯喂入连轧机组连续轧制成要求的带钢。
成品带钢的最高轧制速度为14m/s。
从连轧机组连续轧制成的带钢经扭转导板、1#2#（3#）4#（5#）送料辊、蛇形振荡器进入平板运输链，由立式卷取机打卷、钢卷紧卷后由辊式运输辊道送到V形收集槽，收集5～7卷打一大包，用吊车吊装入库。
生产工艺流程如下。
连铸坯→加热→连续轧制→扭转→冷却→（检验）→卷曲（检验）→包装→标识→吊装入库
2.5.2生产扁钢：
合格的连铸坯在三段连续式加热炉内加热到1080～1180度，由出钢机逐根推到出炉（除磷）辊道上，经高压水除磷将钢坯喂入连轧机组连续轧制成要求的扁钢。
成品扁钢的最高轧制速度为6.5m/s。
从连轧机组连续轧制成的扁钢经分段飞剪切成36～42米的倍尺后进入冷床输入辊道，通过冷床输入机构送至步进式冷床。
轧件在冷床上移动且逐步冷却，经过冷床下料端的集料器和齐头辊道将轧件端部对齐并收集2～3根轧件，然后由冷床输出机构将成排的轧件送至冷床输出辊道。
冷床输出辊道将轧件送往定尺冷剪机切成所需的定尺长度。
剪切后的成品由运输辊道、成品移送装置运送到链式成品收集装置后到收集槽收集打包，用吊车吊装入库。
需要矫直的产品吊至矫直机组进行矫直。
生产工艺流程如下。
连铸坯→加热→连续轧制→倍尺剪切→冷却→集料→定尺剪切→收集（检验）→包装→标识→（矫直）→吊装入库
2.5.3生产棒材：
合格的连铸坯在三段连续式加热炉内加热到1080～1150度，由出钢机逐根推到出炉（除磷）辊道上，经高压水除磷（依据产品需求可以不使用高压水除磷）将钢坯喂入连轧机组连续轧制成要求的棒材。
成品棒材的最高轧制速度为8m/s。
从连轧机组连续轧制成的成品经分段飞剪切成36～42米的倍尺后进入冷床输入辊道，通过冷床输入机构送至步进式冷床。
轧件在冷床上移动且逐步冷却（冷床上部设置冷却水喷淋装置），经过冷床下料端的集料器和齐头辊道将轧件端部对齐并收集2～10根轧件，然后由冷床输出机构将成排的轧件送至冷床输出辊道。
冷床输出辊道将轧件送往定尺冷剪机切成所需的定尺长度。
剪切后的成品由运输辊道、成品移送装置运送到链式成品收集装置后到收集槽收集打包，用吊车吊装入库。
生产工艺流程如下。
连铸坯→加热→连续轧制→倍尺剪切→冷却→集料→定尺剪切→收集（检验）→包装→标识→吊装入库
三、轧钢工艺设备
主要工艺设备选型及技术性能参数见下表。
序号
设备名称
设备工艺参数及结构特点
设备数量
备注
1
15H轧机轧辊线速度
设计最高速度18m/s，最高轧制速度14m/s
2
上料辊道
1.辊子尺寸：
φ290×1500mm
2.辊距：
800mm
3.传动方式：
交流集中链轮传动
4.线速度：
1m/s
4组
8根/组
3
液压式推钢机
1.前进速度：
50mm/s
2.后退速度：
50mm/s
3.顶力：
120×2吨
4.行程：
2000mm，极限（检修）2200mm。
2台
双排进料
4
固定挡板
1
5
出钢机
1.形式：
摩擦式
2.出钢速度：
80mm/s
3.横移速度：
30mm/s
4.最大推力：
2吨
5.推杆行程：
8500mm
6.横移距离：
2000mm
6
除磷辊道
1.辊子尺寸：
φ290×800mm
2.辊距：
800mm
3.交流变频集中链轮传动
4.线速度：
1～1.5m/s
9条
7
连轧机机前辊道
1.辊子尺寸：
φ290×800mm
2.辊距：
800mm
3.交流变频单独传动
4.线速度：
1～2.5m/s
9条
8
1H、2H、4H、6H、7H、9H、10H、12H二辊轧机
1.结构形式：
牌坊式闭口轧机
2.轧辊尺寸：
φ580/φ520×500mm
3.轧辊材质：
70Mn2Mo铸钢
4.轧辊中心距：
520～750mm
5.轧辊轴向调整量：
±3mm
6.轧机横移量：
±200mm（采用液压横移及锁紧）
7.换辊方式：
液压换辊
8.压下形式：
液压马达（带手动调整）
9.最大轧制力：
2000KN
10.最大轧制力距：
230KN-M
11.减速机速比：
1H=35.5；2H=30；4H=21；6H=15；7H=10；9H=5.5；10H=3.75；12H=2.5；
8列
主电机利旧8台,机架窗口沿辊身方向的距离大于550mm
9
3V、5V、8V、11V立辊轧机
1.结构形式：
牌坊式闭口轧机
2.轧辊尺寸：
φ580/φ520×500mm
3.轧辊材质：
70Mn2Mo铸钢
4.轧辊中心距：
520～750mm
5.轧辊轴向调整量：
±3mm
6.轧机横移量：
±200mm（采用液压横移及锁紧）
7.换辊方式：
液压换辊
8.压下形式：
液压马达（带手动调整）
9.最大轧制力：
2000KN
10.最大轧制力距：
230KN-M
11.减速机速比：
3V=42；5V=28；8V=12.5；11V=4.9
4列
机架窗口沿辊身方向的距离大于550mm
10
13H、14H、15H四辊轧机
1.结构形式：
牌坊式闭口轧机
2.支撑辊尺寸：
φ580/φ520×500mm
3.工作辊尺寸：
φ330/φ295×500mm
4.轧辊材质：
支撑辊：
140-160半钢；
工作辊：
中NiCrMo无限冷硬球墨铸铁
5.轧辊中心距：
290～380mm
6.工作辊轴向调整量：
±3mm
7.轧机横移量：
±200mm（采用液压横移及锁紧）
8.轧辊平衡：
支撑辊：
液压平衡
工作辊：
弹性胶体
9.换辊方式：
液压换辊
10.压下形式：
电动压下
11.最大轧制力：
2000KN
12.最大轧制力距：
230KN-M
13.减速机速比：
13H=1.22；14H=1；15H=1
3列
生产棒材时支撑辊不用。
机架窗口沿辊身方向的距离大于550mm
11
切头飞剪
1.剪切力：
800KN
2.剪切温度：
～950℃
3.剪切断面：
24×380mm,φ50
4.剪切材质：
Q195～235；16Mn；45～55#；65Mn
5.剪刃宽度：
420mm
6.剪刃重合度：
10mm
7.剪切型式：
启停式
8.轧件运动速度：
0.6～2.0m/s
1台
12
电动活套
1.辊子尺寸：
φ150×500mm
2.摆臂长：
500mm
3.工作角度：
25～40°
4.检修极限角：
60°
5台
生产棒材时活套不用。
13
1#、2#、3#、4#、5#夹送辊
1.辊身尺寸:
φ450×500mm
2.辊子材质：
无限冷硬球墨铸铁
3.辊子线速度:
7-18m/s
3台
交流变频调速
14
分叉装置
1套
15
水冷导板
2组
16
蛇形振荡器
振荡频率：
40～220次/分钟
2台
2台直流电机拖动
17
平板运输链
1.面板有效宽度：
2000mm
2.主动轮与被动轮中心距：
～35.84m（依据设计需要可以变化）
3.面板材质结构：
碳素钢焊接
4.平板运输链运输速度：
0.5～2.50m/s
2台
2台直流电机拖动
18
6#～7#送料辊
1.辊身尺寸:
φ450×500mm
2.辊子材质：
球墨铸铁
3.辊子线速度:
0.3-1.5m/s
2台
2台交流变频电机拖动
19
五辊张力机
1.形式：
框架式结构，液压驱动
2.辊子直径：
φ300mm
3.辊距：
350mm
4.辊身长度：
500mm
2台
20
立式缩芯卷取机
1.最大卷重3吨，
2.卷径（内、外）φ500/φ1250
3.卷取速度3～15m/s，最大卷取速度15m/s。
4.托盘直径：
φ1600
5.卷取规格：
2～8×145～355
2台
与现带钢互换
21
快速输送辊道及1#紧卷机前辊道
1.辊子尺寸：
φ210×1800mm
2.辊距：
285mm
3.交流集体链传动
4.线速度：
0.475m/s
3组
独立瓦盒
22
慢速输送辊道及2#紧卷机前后辊道
1.辊子尺寸：
φ210×1800mm
2.辊距：
285mm
3.集体链传动
4.线速度：
0.350m/s
3组
独立瓦盒
23
紧卷机
1.辊子尺寸：
φ240×750mm
2.辊子材质：
球墨铸铁
3.最大紧卷外径：
φ1450mm
4.紧卷速度：
～0.6m/s
2台
24
液压翻卷机
1台
25
V型电动钢卷收集槽
三槽
1台
26
分段飞剪
1.剪切温度：
～850℃
2.剪切断面：
20×200mm,φ50
3.剪切材质：
Q195～235；16Mn；45～55#；65Mn
4.剪刃宽度：
250mm
5.剪切型式：
启停式
6.剪切力：
600KN
7.轧件运动速度：
4～8m/s
8.横向移动距离：
400mm（向传动侧移动）
1台
27
型钢输出辊道
1.辊子尺寸：
φ210×400m
2.辊子间距：
1000mm
3.辊子线速度：
5～12m/s
9条
交流变频
28
冷床输入辊道
1.辊子尺寸：
φ210×400m
2.辊子间距：
1000mm
3.辊子线速度：
6～12m/s
45条
交流变频
29
冷床输入机构
1.制动裙板
2.裙板升降行程：
80mm
3.裙板传动：
气动
4.倾斜度：
20°
5.上钢工作周期：
1.5s
1套
30
步进式冷床、齐头辊
1.节距：
～220
2.步进动作周期：
约3.0s
3.活动齿条驱动方式：
电机
4.冷床在进口侧设有矫直板，
5.冷床输入辊道设末端安全挡板，位于辊道末端齐头辊道：
用于冷床上钢材的对齐
总长：
约44m
6.驱动方式：
齿轮减速电机
每个辊的槽数：
3个
名义直径：
270mm
辊身长：
680mm
辊子间距：
1000mm
辊子数量：
43个
7.辊子速度：
0.45m/s
1套
31
集料器、输出机构
1.集料数量：
1～10
2.动作次数：
10次/分
3.集料器：
接受来自冷床最后一个齿中的钢材
4.布置宽度：
1000mm
5.平托输出：
将链上成品棒材托出至冷床输出辊
6.托板间距：
2000mm
7.移钢速度：
0.5m/s
1套
32
冷床输出辊道
1.辊子尺寸：
φ210×500m
2.辊子间距：
1000mm
3.辊子线速度：
2m/s
48条
交流
33
定尺冷剪机
1.剪切温度：
＜200℃
2.剪切力：
6000KN
3.剪刃宽度：
300mm
4.剪切型式：
上切式
5.最大开口度：
140mm
6.上剪刃行程：
100mm
7.理论剪切次数：
20次/分
8.实际剪切次数：
15次/分
1台
带切头、切尾挡板
34
固定升降式定尺挡板
1.升降形式：
气动
2.升降高度：
150mm
3.定尺调节量：
30～50mm
3套
带定尺调节块
35
定尺辊道及定尺运输辊道
1.辊子尺寸：
φ210×500m
2.辊子间距：
1000mm
3.辊子线速度：
2m/s
24条
36
上链床装置
1.移送距离：
＞500mm
2.移送次数：
10次/分
3套
37
链床及成品收集检验装置
1.型式：
链式
2.运行速度：
0.3～0.6m/s
3套
平行托出
注：
1、以上工艺设备参数在设备设计时可作适当调整，但应得到需方确认并同意。
2、未列出的设备依据设备制造厂实际情况自行确定。
四、加热炉
4．1．基本设计条件
1.年加热连铸坯567010吨。
2.燃料：
焦炉煤气，低发热值为4300千卡/米3。
3.典型连铸坯规格：
150×150×6000mm
4.加热钢种：
碳素结构钢，Q195～235AB；低合金钢，16Mn、20MnSi；弹簧钢，65Mn；优质碳素结构钢，40#～55#
5.钢坯装炉温度：
环境温度，出炉温度1080～1200℃。
6.炉子产量：
当炉子加热连铸坯出炉温度1200℃时，炉子最大产量120t/h。
4．2．炉型及其主要技术参数
1.炉型选择
为了满足轧钢工艺需要，保证加热质量和炉子产量，设计采用一座端进侧出三段连续式推钢加热炉。
2.炉子基本结构：
钢结构框架式。
3.钢坯的传输
钢坯从入炉辊道经人工翻钢后，运到炉尾入炉台架定位后，由两台推钢机将钢坯推入炉内沿纵水管被推动前进。
6000mm坯料单排推进、3000mm坯料双排推进。
钢坯在前进过程中逐渐加热到1080～1200℃且温度均匀后，推出炉外经出炉辊道送往轧机进行轧制。
4.炉底水管
根据连铸坯的断面和长度，设计采用纵水管在炉内宽度方向上布置。
横水管在炉子长度方向上布置，水管冷却采用气化冷却形式。
4.3排烟系统
加热炉采用下排烟，烟气由炉尾下部的地下烟道排出，排出的烟气温度约700～800ºC，通过空气预热器，经过地下烟道闸板后，烟气温度降至400ºC左右，由烟囱自然排出。
4.4炉子仪表、电气控制
1.仪表
为保证加热质量和节约燃料，保证炉子可靠运行，加热炉需配置必要的检测与控制仪表。
项目如下：
1）头炉炉温检测指示；2）腰炉炉温检测指示；3）预热段温床检测指示；4）冷却水入口压力、温度检测指示。
（或按用户要求）
2.炉子电气控制
推钢式连续加热炉炉区受控设备有：
装料辊道、推钢机、风机等，上述设备的控制采用手动操作。
主要受控功能：
1）上料辊道正、停、反。
2）推钢机的正、停、反。
3）推钢机的行程控制，要求推钢机与出钢机互为禁止4）风机的启、停控制。
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