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热轧板带钢车间设计(design of plate and hot strip mill)

以板坯或钢锭为原料用热轧方式生产各种中厚钢板、薄钢板和带钢的轧钢车间设计。板带钢产量在工业发达国家约占轧钢钢材总产量的60%。热轧板带钢广泛用于船舶、锅炉、容器、汽车、航空、铁路车辆、桥梁、机械制造、建筑材料、军事等方面,还用作冷轧板带、焊接钢管、冷弯型钢的原料。热轧板带钢车间设计范围包括中厚板车间设计、连续热轧宽带钢车间设计、施特克尔(炉卷)带钢轧钢车间设计和热轧窄带钢车间设计。车间设计的原则、方法见轧钢厂设计。

车间分类和产品范围     热轧板带钢车间按产品尺寸、形状和轧钢机型式分类见表。

热轧板带钢车间分类

 车间名称    产品规格范围/mm
 中厚板车间
 
  钢板厚度:4.0~150(300)
 
    宽度:1000~5200
连续热轧宽带钢车间
  带钢厚度:1.2~25.4
 
    宽度:600~2540
施特克尔(炉卷)带钢车间
 
  
 带钢厚度:2.5~10
    宽度;600~2200
 
钢板厚度:4~60
    宽度:700~2500
热轧窄带钢车间
带钢厚度:1.8~7.O
 
    宽度:100~600

除了表内四类板带轧钢车间外,尚有叠轧薄板车间和行星轧板车间。叠轧薄板车间采用的是老式的生产薄板的轧机,用于生产普通热轧薄板和电工用硅钢片,工艺落后,产品质量差,消耗高,已逐渐被淘汰。行星轧板车间采用的行星轧机现仍在生产的为数甚少,主要用于生产不锈钢,高合金钢等难变形金属。行星轧机的特点是采用小直径行星工作辊,坯料经一道次大压下量轧至成品厚度,这种轧机结构复杂,故障较多,轧制带钢表面质量不够好,产量低,因此未得到发展。

工艺流程     中厚板的生产,从板坯装炉加热、轧制、控制冷却、热矫直、冷却到成品精整和收集,全部在连续生产线上完成。力学性能要求高的钢板,需通过控制轧制、控制冷却或热处理工艺。

热轧宽带钢的生产,从板坯装炉加热、粗轧、精轧、带钢冷却、卷取成卷直至钢卷从轧制线输出,全部在连续生产线上进行。钢卷收集在中间仓库堆存冷却。供冷轧用钢卷,一般是采用地下钢卷运输链直接由轧制线输送到冷轧车间。一部分钢卷可在热轧车间剪成钢板、或纵切成窄钢卷或分卷或平整分卷为重量较轻的钢卷。

工艺设备选型     主要是轧机型式和轧机组成的选择,同时从设备的可靠性、产品质量、维修方便、设备结构、外形和机组重量等因素进行比较和选择。主要轧钢机有中厚钢板轧机、热轧宽带钢轧机、施特克尔(炉卷)带钢轧机和热轧窄带钢轧机。

(1)中厚钢板轧机。有二辊式、三辊劳特式、四辊式。轧机布置型式主要有单机架、双机架型式。现代的中厚板车间设计均采用四辊式轧机,按产品和产量的不同选用单机架或双机架组成,最佳型式是粗轧机和精轧机,均为四辊轧机并顺列布置。20世纪70年代以后,厚钢板轧机多建辊身长4000mm以上,最长到5500mm的宽厚钢板轧机。

(2)热轧宽带钢轧机。指辊身长度不小于1000mm的热轧带钢轧机,世界上建设最多的为1500~1800mm和2000~2300mm热轧带钢轧机,最大的达2690mm。按粗轧机的型式和组成有半连续式、3/4连续式和连续式三种热轧宽带钢轧机。

(3)施特克尔带钢轧机。主要用于轧制不锈钢、硅钢等难变形金属。该轧机的特点是在轧机入口和出口设有带卷筒的加热保温炉,用以保持带钢轧制温度,因此在中国称炉卷轧机。80年代建成的施特克尔轧机采用液压压下、厚度自动控制、板形控制、计算机进行轧制过程控制等新技术,从而使该轧机又有所发展。现代的施特克尔带钢车间,一般由一架四辊式可逆式万能粗轧机和一架四辊可逆式精轧机组成。轧机后设有带钢冷却设备、卷取机和钢板剪切设备。

(4)热轧窄带钢轧机。这类轧机有布棋式、顺列式、半连续式和连续式等型式,前两种生产的带钢为条带,后两种生产的为成卷带钢。这类轧机生产的碳素窄带钢主要供焊管、自行车用材、冷轧带钢和冷弯型钢作原料。热轧窄带钢也采用行星式轧机生产,主要轧制合金钢和特殊钢带钢。

车间组成和平面布置     热轧板带钢车间主要由板坯库、加热炉跨间、轧机跨间、轧辊跨间、主电室、高压水泵站、中间库、精整跨间、成品库组成。中厚板车间尚有热处理跨间。热轧板带钢车间的工艺设备布置为连续生产线,轧辊间、主电室、高压水泵站毗邻轧机跨间布置,热轧钢卷库和精整线依厂区条件而布置,也可以单独设置。中厚板热处理设备有在线和离线两种布置。热轧板带钢车间在总图上的布置还应考虑到与连铸板坯车间的衔接。便于连铸坯直接热装炉或直接轧制,还应考虑热轧钢卷直接送往冷轧车间的方便。

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