热连轧带钢车间工艺设计论文.docx

西安建筑科技大学本科毕业设计（论文）题 目年产240万吨1580mm热连轧带钢车间工艺设计学生姓名柳旭辉 学 号130802034院（系）冶金工程学院专 业材料成型及控制工程指导教师陈小林时 间2017年6月10日设计总说明板带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业，农业，交通运输和建筑业。近年来，世界各国都在注重研制和使用新技术和新设备来生产板带钢，例如采用超快速冷却技术生产双相钢。本设计是年产240万吨1580mm热轧带钢车间工艺设计。产品规格为：（1.215.0）× (8501500)mm，所用钢种为：低碳钢，低合金钢。论文主要内容包括：典型产品的选择和原料的选择，主要设备和辅助设备的选择，生产工艺的制定，典型产品的计算，并对主要设备（轧辊和电机）的能力进行了校核，对车间主要经济指标，生产车间布置和环境保护等进行了设计和规划。本设计达到了预期要求，实际产量为260万吨。关键词：热连轧，带钢，工艺计算，典型产品，设备Design DescriptionStrip is one of steel and iron products. It plays an important role in the industry，agriculture，transportation and construction. In recent years, many new technologies and equipments, such as ultra-fast cooling are developed toproduce the duplex steel in the various countries.This design is the annual output of 2.4 million tons of sheet strip workshop process design. Its product specifications range from (1.215.0)×（8501550）mm , which uses steels of carbon steel,low alloy steel.The thesis mainly includes the selection of tppical production and raw material ，the selection of subsidiary equipments and main equipments, formulation of production technology，technology calculation of the typical products，and check the capacity of main equipments (including rolling mills and the electric motors). Setting about the products design it plans exactly the main economic index of the workshop and its arrangement，environmentproduction and so on.The design achieves the desired requirements with the annual output of 2.6 million tons.Key Words:hot rolling, srip, technology calculate, typical product, equipment.目录1文献综述11.1板带材概述11.2热轧带钢的发展历史11.3我国热轧带钢生产技术31.3.1我国热连轧带钢生产所采用的先进技术31.3.2热轧板带生产新技术51.4热轧轧机布置方式71.5热轧带钢市场需求分析81.5.1进口情况分析81.5.2出口情况分析91.5.3表观消费量分析及预测91.5.4热轧宽带市场特点分析91.5.4热轧宽带市场特点分析91.5.5发展中存在的问题101.6本课题的来源111.7建厂依据111.7.1可行性研究111.7.2厂址选择121.8本章小结132产品生产方案142.1产品大纲的编制原则142.2确定典型产品142.3产品方案152.3.1制定生产方案162.3.2产品标准与要求172.3.3产品规格172.4坯料的选择182.4.1坯料的种类182.4.2坯料尺寸192.4.3坯料的表面清理202.4.4板坯检查202.5编制金属平衡表202.5.1确定计算产品的成品率202.5.2编制金属平衡表212.6本章小结213生产工艺流程223.1制定生产工艺流程的主要依据223.2 工艺流程简介223.3本章小结244主要设备254.1工艺设备配置选择254.2轧机选择的原则254.3粗轧机的选择264.3.1粗轧前立辊轧机（E1、E2）274.3.2四辊可逆粗轧机（两架）（R1、R2）274.4精轧机组（F1F6）的选择294.5本章小结305典型产品工艺计算315.1确定轧制方法315.2粗轧阶段工艺计算315.2.1压下规程设计315.2.2轧制道次选择325.2.3校核咬入能力325.3确定速度制度325.3.1粗轧速度制度335.3.2确定轧件在各道次中的纯轧时间和间隙时间335.3.3轧制温度的确定365.3.4计算各道的平均变形速度375.3.5计算各道次的变形区长度395.3.6计算各道次的变形抗力395.3.7计算各道次总压力435.3.8计算各道的传动力矩445.4精轧压下规程计算485.4.1精轧机组的压下量分配485.4.2确定速度制度495.4.3确定轧件在精轧机组各机架中间隙时间和轧制时间525.4.4精轧轧制温度的确定535.4.5计算各道的平均变形速度545.4.6计算各道次的变形区长度555.4.7计算各道次的变形抗力565.4.8计算各道平均单位压力565.4.9计算各道总压力585.5精轧各道轧制力矩585.6其余产品参数附表625.6.120#，16Mn粗轧轧制参数625.6.220，16Mn精轧轧制参数655.7本章小结696电机功率校核706.1R1电机能力校核706.1.1等效力矩计算706.1.2电机温升校核716.1.3电机过载校核716.1.4电机功率校核716.2R2电机能力校核726.2.1等效力矩计算726.2.2电机温升校核726.2.3电机过载校核736.2.4电机功率校核736.3精轧电机能力校核736.3.1等效力矩计算736.3.2电机温升校核746.3.3电机过载校核746.3.4电机功率校核746.4本章小结747轧辊强度校核757.1R1强度校核757.1.1辊身强度校核757.1.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算767.1.3辊头扭转强度计算777.1.4接触应力计算777.2R2强度校核。787.2.1辊身强度校核787.2.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算787.2.3辊头扭转强度计算797.2.4接触应力计算797.3F1F6精轧机强度校核807.3.1支撑辊弯曲力矩校核807.3.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算807.3.3辊头扭转强度计算807.3.4接触应力计算817.4本章小结818辊型设计828.1影响辊型的因素828.1.1不均匀膨胀的影响828.1.2轧辊弹性弯曲的影响828.2辊身中部凸度计算838.3合理选择与配置848.4本章小结849轧机产量计算859.1典型产品小时产量计算859.2轧机实际工作小时859.2.1轧机实际工作小时数859.2.2年计划实际工作小时数869.3轧机平均小时产量869.4本章小结8710辅助设备的选择8810.1 加热设备8810.1.1入炉设备8810.1.2出炉设备8910.2加热炉选择8910.2.1炉型确定8910.2.2加热炉生产能力的确定9010.2.3炉子尺寸的确定9010.3起重运输设备的选择9110.3.1起重机的选择9210.3.2辊道的选择9210.4保温装置的选择9310.5剪切设备的选择9410.6冷却设备的选择9410.7卷取设备的选择9510.8本章小结9711车间平面布置和立面尺寸9811.1车间平面布置9811.1.1车间平面布置原则9811.1.2金属流程线的确定9811.1.3生产设备的间距9911.2仓库面积的确定10011.2.1原料仓库面积计算10111.2.2中间仓库面积计算10111.2.2成品仓库面积计算10211.3车间运输量的确定10211.4车间立面布置10211.5本章小结10312劳动组织与技术经济指标10412.1车间劳动组织10412.1.1劳动定额10412.1.2车间劳动定员10412.2车间技术经济指标10612.2.1金属消耗10612.2.2其他消耗10612.3投资预算10712.3.1车间设计指标10712.3.2车间投资概算10712.3.3成本核算10812.3.4销售收入10812.3.5利润及投资回收期10812.4本章小结108第十三章 环境保护与综合利用11013.1环保对车间设计的要求11013.2环境保护的内容与对策11013.2.1绿化11013.2.2水质处理11113.2.3噪音防治11113.2.4大气污染防治11113.2.5有害废弃物的处理11211.3车间的综合利用11211.3.1各种余热的利用11211.3.2氧化铁皮的利用11211.4本章小结112参考文献113致谢114VI1文献综述1.1板带材概述板带钢按厚度可一般分为厚板、薄板和极薄带材（箔材）三大类1。我国将厚度60mm以上的钢板称为特厚板（初轧板坯除外）2060mm的钢板为厚板，4.020mm的钢板为中板,0.14mm的冷轧和热轧板带，单片的称薄板，成卷的称带钢。宽度在650mm以上的称宽带钢，不足650mm的称窄带钢。厚度在460mm，宽度在200mm以下的热轧钢材在我国称为扁钢。其中0.020.1mm的冷轧带称为薄带，小于0.02mm的钢板称为超薄带，也称箔材。板带钢按用途可分为造船板、锅炉板、桥梁板、压力容器版、焊管坯等热轧板，以及汽车板、镀锡板、电工钢板、屋面板、酸洗板等，有关品种可参考国家标准1。热轧带钢，英文名Hot-rolled strip，又称热轧钢带，俗称热板。热轧钢板分为结构钢、低碳钢、焊瓶钢 。热轧钢板硬度低，加工容易，延展性能好。热轧带钢产品包括钢带（卷）及由其剪切而成的钢板2。钢带（卷）可以分为直发卷及精整卷（分卷、平整卷及纵切卷）。热轧钢板强度相对较低，表面质量差点(有氧化光洁度低)，但塑性好，一般为中厚板、冷轧板。强度高、硬度高、表面光洁度高、一般为薄板，可以作为冲压用板。热轧板带钢广泛用于汽车、电机、化工、造船等工业部门，同时作为冷轧、焊管、冷弯型钢等生产原料，其产量在钢材总量所占比重最大，在轧钢生产中占统治地位。在工业发达国家，热连轧带钢占板带钢总产量的80%左右，占钢材总产量的50%以上。1.2热轧带钢的发展历史改革开放以来，中国钢铁工业飞速发展，为中国社会进步和经济腾飞做出了巨大贡献2。作为钢铁工业的关键成材工序,轧钢行业在引进、消化、吸收的基础上，开展集成创新和自主创新，在轧制工艺技术进步、装备和自动化系统研制和引领未来钢铁材料的开发方面实现跨越式发展，为中国钢铁工业的可持续发展做出了突出贡献。经过改革开放以来的持续发展，中国已经建设了一大批具有国际先进水平的轧钢生产线以及全面地掌握了国际上最先进的轧制技术, 具备了轧钢先进设备的开发、设计、制造能力，一大批国民经济急需、具有国际先进水平的钢材产品源源不断地供应国民经济各个部门，为中国经济与社会发展、人民幸福安康提供了重要的基础原材料。特别是进入21世纪以来，中国钢铁工业飞跃发展，为中国社会进步和经济腾飞做出了巨大贡献。最近几年来,板带热轧技术获得很大进步，除了传统的热连轧外，还有紧凑式热带轧机生产线、主要用于不锈钢生产的炉卷轧机、无头轧制以及薄带直接铸轧生产线等。20102015年关键技术有连续化生产流程发展迅速，普遍实现了与连铸工序的热衔接；生产流程中的工序间的融合与交叉成为先进轧材生产技术的重要特征。作为一个发展中的国家，必须尽快掌握世界上的最先进的轧钢技术，引进、消化、吸收是必须的。改革开放以来，以宝钢建设为契机，中国成套引进了热连轧、薄板坯连铸连轧、冷连轧、中厚板轧制、棒线轧制、长材轧制、钢管轧制等各类轧制工艺技术以及相应的轧制设备和自动化系统，开始了轧制技术的跨越式发展的第一步。通过引进技术的消化吸收和再创新，中国快速掌握了轧钢领域的前沿工艺技术通过设备的合作制造以及自主研发, 中国掌握了重型轧机的设计、制造、安装的核心技术，逐步具备了自主集成和开发建设先进轧机的能力;利用先进的工艺和装备技术，以及严格科学精细的管理,开发了一大批先进的钢铁材料，满足了经济发展的急需，产品的质量水平不断提高。进入21世纪以来,轧钢战线的广大科技工作者遵循“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”的科技发展方针，以节省资源和能源、工艺和产品的绿色化、实现可持续发展为目标，在工艺、装备、产品等方面开展技术创新，逐步解决制约轧钢技术发展的重大关键技术和共性技术问题，自主建设并高效运行了一大批轧钢生产线，推动了轧钢工业的跨越式发展。热轧板带材转化为冷轧产品的比例国外是80%左右，我国只有22%。板带材国内市场占有率比较低，只有80%，其中冷轧板材和镀层板的自给率更低，仅有51%。这两年，我国每年进口钢材1500万t左右，其中80%是板材，主要是薄板，特别是冷轧、镀层产品。我国的板带钢产品结构不能适应国民经济发展的需要，产品质量能够达到国际先进水平的不到总产量的1/3。因此，加快发展板带材，特别是加快发展高附加值、高技术难度的板带材是我国钢铁工业一项十分艰巨的战略任务。经过30余年的快速发展，中国粗钢的生产能力已经达到6.44亿t，产品结构发生了重大改变，一些重要的钢材品种，例如管线钢、电工钢、造船板、建筑钢筋等已经可以跻身于世界前列，对中国经济社会的飞跃发展和国家安全的保证提供了强有力的支撑。1.3我国热轧带钢生产技术1.3.1我国热连轧带钢生产所采用的先进技术铸坯的直接热装（DHCR）和直接轧制（HDR），实现了两个工序间的连续化，具有节能、省投资、缩短交货期等一系列优点2。该技术要求炼钢和连铸机稳定生产无缺陷板坯；热轧车间最好和连铸机直接连接，以缩短传送时间；在输送辊道上加设保温罩及在板坯库中设保温坑；板坯库要具有相应的热防护措施，以保证板坯温度。应设有定宽压力机，减少板坯宽度种类。加热炉采用长行程装料机，以便于冷坯与热坯交换时可将高温坯装入炉内深处，缩短加热时间。精轧机后两机架采用轧辊轴向串动技术，以增加同宽度带钢轧制量。采用连铸、炼钢、轧钢生产计划的计算机一体化管理系统，以保证物流匹配。步进式加热炉。除具有加热功能外，还可完成生产中铸坯的储存和生产缓冲，减少板坯烧损，提高成材率2。板坯定宽压力机实现在线调宽。采用重型立辊、定宽压力机实现大侧压重型立辊每道次宽度压下量一般为150mm，定宽压力机每道次宽度压下量可达350mm以上，可连续进行板坯侧压，运行时间短，效率高，板坯温降小，侧压后板坯头尾性状好，狗骨断面小，板坯减宽侧压有效率达 90以上。宽度自动控制（AWC）。经立辊宽度压下及水平辊厚度压下后，板坯头尾部将发生失宽现象。根据其失宽曲线采用与该曲线对称的反函数曲线，使立辊轧机的辊缝在轧制过程中不断变化。这样轧出的板坯再经水平辊轧制后,头尾部失宽量少。短行程法可减少切头损失率2025，也可减少切边损失，还可显著提高头尾部的宽度精度,可达5mm以下。精轧机全液压厚度自动控制系统（AGC）。HAGC厚度控制效果显著，其相应频率达1520Hz,压下速度达 45mm/s，加速度达500mm/s2，因此HAGC厚度控制系统发展很快。20世纪90年代投产的热轧机精轧机组取消了电动压下装置，而采用液压缸行程为110120mm的全液压压下装置和AGC系统。现代的HAGC系统厚度控制数学模型不断完善，控制精度不断提高，带钢全长上的厚度精度已达到±30m 。板形控制技术。我国现有及改造的热带轧机采用的板形控制方式有三种：一种工作辊弯辊和轴向移动（串辊）装置；二是连续可变凸度控制（CVCConnualVariable Crown）；三是成对交叉辊轧机（PCPairCrossed）。CVC和PC轧机是20世纪80年代开发研制的板形控制轧机，轧机凸度控制能力均可达到 1000m 或稍大，是当代先进的板形控制技术，可实现板形的闭环控制，用于轧制薄规格、低凸度宽带钢产品。热卷箱和保温罩，以减少温降、缩小带钢头尾温度差。中间坯热卷箱在粗轧、精轧机组之间对中间坯进行卷取，然后头尾互换开卷，不但可缩短生产线长度，还可极大地改善铸坯温度条件，使铸坯头尾温差从近100降至2030。粗轧机出口带坯长度可达8090m，进精轧机轧制过程中为减少头尾温差，设置保温罩是简单易行的有效技术。宝钢2050mm、1580mm和鞍钢1780mm热轧机组采用了保温罩。太钢1549mm、梅钢1422mm热轧机改造后增设了保温罩2。除鳞。随着带钢生产技术的不断提高，用户对带钢表面质量和精度的要求也越加严格。因此板带热轧生产中对除鳞过程给予高度重视，它已成为薄板坯连铸连轧生产中的一项关键技术。新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前，进而在加热炉后、精轧前再次除鳞。除鳞装置有高压水、旋转高压水等多种类型，其水压从1020MPa提高到40MPa。控制轧制和控制冷却。通过控制加热温度、轧制温度、变形制度、冷却速度等工艺参数，控制奥氏体组织变化规律和相变产物的组织形态，达到细化组织、提高钢材强度与韧性的目的。层流冷却技术。采用高性能的带钢冷却装置，提高卷取温度的精度，从而稳定产品的性能。目前国内所有现代化的热连轧机和经改造的老轧机，带钢层流冷却系统均已达到先进水平。全液压卷取机。20世纪90年代新建热轧卷取机和经改造的原有卷取机均采用全液压驱动，助卷辊、液压伸缩采用踏步控制，卷筒多级涨缩。交流传动技术。20世纪90年代以后，随着交流调速技术的发展及矢量控制技术的应用，由交流变频调速装置供电或由交直交电压型脉冲宽度调制型（PWM）电源交换器供电的交流主传动电机和采用数字式的矢量控制，完全取代了以往的由晶闸管（可控硅）整流器供电和直流主传动电动机。宝钢1580mm热轧机及鞍钢1780mm热轧机主传动全部采用GTO大功率元件组成的交直交电压型电源装置供电的交流同步电机。本钢 1700mm热轧机改造时,将R1粗轧机及F1F7 精轧机主电机更新为交流同步电机，采用由IGCT功率元件组成的变频调速装置供电2。3级或4级计算机控制。热连轧带钢生产由基础自动化级（L1）、过程控制级（L2）、生产控制级（L3）、生产管理级（L4）构成多级控制系统。我国新建和改造的热连轧机采用了前3级控制系统，少数热连轧机采用了4级控制和管理系统。紧凑化布置，增大粗轧机组能力，减少粗轧机组机架数，降低成本，提高经济效益。采用边部加热装置，防止产生边部裂纹等缺陷。一般是针对轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢特殊品种设置的。一套2×2000kW 感应加热器对于坯温为1000、厚度为40mm的带坯，距边部25mm处坯温可升高45。实现薄板坯连铸连轧生产超薄带钢技术。为生产超薄规格热轧带钢，生产线采用了7架精轧机，最大轧制速度达20m/s；各机架工作辊直径不同，F1及F2增至950/820mm,以便于咬入较厚的板坯，加大压下量，F3、F4轧辊为750/660mm，F5、F6、F7轧辊为620/540mm。主电机功率增大至850012500kW，并在F7后设置了分机，用风力将带钢压在辊道上，防止带钢运行中产生飞飘。另外，对层流冷却辊道进行了优化设计2。1.3.2热轧板带生产新技术热带无头轧制及薄带钢规格轧制技术无头轧制技术是指粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机的一种技术。1996年3月日本川崎钢铁公司千叶厂3号热轧带钢生产线首先应用了这一技术，取代了原热轧带钢生产线，日本新日铁公司将其大分厂的传统热连轧机改造成无头轧制生产线，并于1997年10月试运转4。 热带钢无头轧制的关键技术有:轧件运行中的焊接技术、焊缝周围去毛刺技术、确保各环节最小等待时间的高精度轧制节奏控制技术、动态变规格轧制技术、高速剪切、高速卷取技术等。川崎公司千叶厂无头轧制的主要参数是:板宽8001900mm，中间坯厚度2040mm，已稳定生产的产品最小厚度1.0mm，最短轧制节奏45s。操作效果见表1-1：表1-1川崎公司千叶厂无头轧制的操作效果项目单卷轧制无头轧制收益质量±30厚度命中率 %宽度精度 mm卷取温度精度 9663099.5315提高 3.5改善 3.0提高15生产率提高生产率 %减少换辊时间 %10010012010提高20减少9成材率减少板形封锁 %减少表面缺陷 %1001002010减少80减少90开发热轧薄规格产品是近年来国际上热带钢生产的一个热点。因为热轧薄规格能够替代部分冷轧产品，具有较高的附加值。目前热带轧机已轧出0.76mm的薄带钢，国外有的公司已把轧薄目标定到了0.6mm。在传统热连轧中，板坯是在精轧机中一块一块地轧制，带钢的头部在出了精轧机到卷取机之前的这段长度上，以及尾部出精轧机后的这段长度上，带钢处于无张力的情况下，使得每一卷带钢的头尾尺寸公差和板形难以保证。而无头轧制是将大约10块带坯在出粗轧机后的中间辊道上头尾焊合在一起，接着进入精轧机中连续轧制，除了第一块带坯的头部和最后一块的尾部外，其余长度的带坯在恒张力下轧制，因此带钢头尾的几何精度和板形不良的比例大幅度下降，全长质量稳定。通常把厚度为1.21.8mm的带钢称为薄规格带钢。在传统热连轧中，可轧制的最薄规格不是由轧机能力来决定，而是由带钢经精轧后进入卷取机时的稳定性来控制的。热轧带钢一般要求在奥氏体单相区进行轧制，生产薄规格产品时，带钢温降很大，为了达到所要求的终轧温度，必须高速轧制;但是薄带钢在精轧机后的热输出辊道上的高速输送是不稳定的，带钢头部容易翘起，并撞击侧导板和卷取机的上导板，造成卷取机咬入困难，限制了轧机和卷取机的穿带速度。为了弥补上述不足，可通过提高精轧开轧温度来保证终轧温度仍在奥氏体的温度范围内，但是更高的温度又会生成过多的氧化铁皮，使带钢表面质量下降，因此，在传统热连轧中同时获得良好的力学性能和表面质量的薄规格带钢很困难。另外，在生产薄规格带钢时,还常会发生甩尾和叠轧等事故，严重影响正常生产，降低金属收得率和作业率。无头轧制设备组成如图1.1，在无头轧制中仅有一次穿带，减少了薄带钢头部穿带的难度，并减少了甩尾和叠轧，提高了带钢运行的稳定性。因此能稳定高速地生产薄带钢，并能轧制出更薄的带钢(0.8mm)，其宽厚比可由传统热连轧的 8001提高到140014。图1.1无头轧制设备组成1-加热炉；2-定宽压力机；3-卷取箱；4-矫直机；5-剪切机；6-焊接装置；7-去毛刺机；8-层流冷却；9-高速飞剪；10-卷取机超快冷技术轧后冷却技术是提高轧制钢材性能的一个重要技术措施。5研究发现，在不添加过多的合金元素的前提下，通过控制冷却过程就可以获取良好的细小晶粒组织及相变组织形态，同时也能改善板材的力学性能和控制板形。随着热轧带钢新产品的不断出现和轧制技术的不断发展，要求在轧制过程中实现短时、快速和准确控温，而常规的层流冷却由于其冷却速度不高、冷却均匀性差而难以满足这些要求。因此，能够满足以上要求的超快冷却（Ultra FastCooling，UFC）装置应运而生，并引起了国内外普遍的关注。超快冷却技术采用减小每个出水口的孔径，增加出水口个数，这样就能使冷却水流有足够的能量和冲击力打破更大面积的蒸汽膜。这样，单位时间内超快冷却方式就能有更多的新水跟热轧件接触，进而带走更多轧件的热量，实现快速冷却。在热轧带钢生产过程中，根据生产工艺需求UFC装置会被安装在生产线的不同位置，通常有3种安装方法，如图1.2所示轧制间超快冷却；前置式和后置式超快冷，如图3所示。若UFC装置安装在图中a处，称为轧制间超快冷；若UFC装置安装在图中b处，称为前置式超快冷；若UFC装置安装在图中c处，则称为后置式超快冷。三种安装位置的优点如表1-2所示5。图1.2UFC装置在热轧带钢生产线上的位置表1-2UFC各位置优点序号优点aUFC装置位于粗轧和保温辊道之间，能快速降低中间坯的精轧入口温度，提高生产节奏。bUFC装置位于精轧机与层冷之间，能迅速降低带钢的相变温度，促进铁素体晶粒细化cUFC装置位于卷取机和层冷之间，能抑制铁素体相变，有利于奥氏体向贝氏体和马氏体的转变1.4热轧轧机布置方式现代热带连轧机的精轧机组大都是有68架组成，并没有什么区别，但粗轧机机组的组成和布置却不相同，这正是各种形式热连轧机的主要特征10。根据产量、板卷重量和投资等诸多方面因素决定粗轧机的数量和布置形式。粗轧机的布置形式主要有三种，全连续布置、半连续式布置、3/4连续式布置。全连续式带钢热连轧机的主要特点是轧机均为不可逆式轧机。带钢在粗轧区轧制时每架轧机只按板坯的前进方向轧制一道并且不形成连轧；半连续式粗轧机由12架可逆式轧机组成。半连续式带钢热连轧机的主要特点是至少有一架可逆式轧机，带钢在粗轧区内采用可逆式轧制进行多道次压下在粗轧机组不形成连轧；3/4连续式带钢轧机的主要特点是带钢在粗轧区部分轧机采用可逆式轧制而在最后的两架粗轧机内形成连轧10。随着粗轧机控制水平的提高和轧机结构的改进，粗轧机的轧制速度提高了，生产能力增大了，相比之下，全连续式的优点就不明显了，而且其生产线长、占地面积大、设备多、投资大、对板坯厚度范围的适应性差等特点更加突出，特别是在生产过程中由于每架轧机只轧一道使得粗轧机大部分时间处于闲置状态因此设备利用率过低。因此所以近期建设的粗轧机已不再采用全连续式。为此广泛采用半连续式及3/4连续式带钢热连轧机，节约设备投资，提高粗轧机组的利用率并所缩短轧线长度减少轧件的热量损失。半连续式粗轧机与连续式粗轧机相比，具有设备少、生产线短、占地面积小、投资省等特点，且与精轧机组的能力匹配较灵活，对多品种的生产有利。近年来，由于粗轧机控制水平的提高和轧机结构的的改进，轧机牌坊强度增大，轧制速度也相应提高，粗轧机单机架生产能力增大，轧机产量已不受粗轧机产量的制约，因此半连续粗轧机发展较快，建成年产240万吨以上规模的半连续式带钢热连轧车间不成问题。1.5热轧带钢市场需求分析1.5.1进口情况分析如表1-3所示，2012年到2015年我国热轧宽带钢进口量逐年大幅递减，年均下降30.63。表1-3我国近年热轧宽带钢进口量项目2012年2013年2014年2015年热轧薄板/万t2214719中厚宽钢带/万t340231217132热轧薄宽钢带/万t31633612876合计6795823512271.5.2出口情况分析如表1-4所示，32015年我国热轧宽带钢出口量达1005万t，2012年到2015年热轧宽带钢出口量年均增长率44，2015年出口量较2012年增长了近两倍。表1-4我国近年热轧宽带刚出口量项目2012年2013年2014年2015年热轧薄板/万t253298119中厚宽钢带/万t188246517683热轧薄宽钢带/万t123126240204合计33740485510051.5.3表观消费量分析及预测如图1.3所示，32012年我国热轧宽带钢表观消费量为4477万t，2015年达到了7873万t，表观消费量年均增长率为20.71，预计2017年我国热轧宽带钢消费量在1亿t以下，然而届时产能在2.3亿t左右，产能明显过剩。1.5.4热轧宽带市场特点分析图1.3近年我国热轧宽带表观消费量1.5.4热轧宽带市场特点分析目前国内热轧宽带钢产品分类包括：热轧薄板、中厚宽钢带、热轧薄宽钢带，其消费方式除直接作为商品板卷外，还主要用于冷轧板卷、焊管生产的原料3。根据近几年热轧宽带钢生产和进出口数量变化进行分析（如图1-4所示），我国热轧宽带钢产品消费具有以下几个特点：图1-4 近年我国热轧宽带刚消费状况1.热轧宽带钢表观消费量逐年增长对近年来国内热轧薄板、中厚宽钢带、热轧薄宽钢带3类产品进行综合统计，可以看出，我国热轧宽带钢表观消费量呈逐年增长趋势，同比增长幅度较大。2.热轧宽带钢中产量最大、增长最快的为中厚宽钢带中厚宽钢带指厚度4mm以上、20mm以下，可由热轧宽带钢轧机进行生产的热轧产品，一般平整、剪切后直接作为最终材料使用，主要应用于建筑、造船、桥梁等方面。相比薄规格产品，中厚宽钢带生产技术要求相对较低、产量大。近年来，国内基础设施建设、房地产和制造业的快速发展，刺激了中厚宽钢带的需求。近几年投产的热轧宽带钢轧机,生产了大量中厚宽钢带，是国内商品板卷中产量最大、增长速度最快的产品。1.5.5发展中存在的问题虽然我国热连轧带钢生产的产量和技术已有极大发展，但在发展中也存在一定问题：是建设项目过多，分散了资金和技术力量，这是目前前存在的最大问题。一些企业距离很近，但同时建设技术水平类似、规模类似、产品类似的机组。是对市场和需求缺乏必要的调研，产品无特色，建设较盲目，在未来的竞争中很可能处于不利地位。是盲目追求高起点，对实际需求没有清醒认识，如很多企业都把汽车用宽板、表面板作为生产目标，而这类钢板的需求量很有限。是地方观念和本位主义限制了按经济规律办事的原则。有的企业在选址、确定规模和选择产品种类方面，不科学、不合理，将冷轧和热轧厂区分开，增加了物流成本，因此达不到最优化。1.6本课题的来源近几年我国集中建设了一大批热轧宽带刚轧机，发展速度空前，我国宽带刚热连轧技术和装备水平也取得巨大提高，技术和规模水平上不仅引进了多套当代国际最先进的机组，而且建设了多条自主集成技术、自行设计和制造的轧制线。热轧大纲产品大纲普遍涵盖了建材，汽车，家电，机械，化工和管道运输等用途，包括低合金，薄规格，深冲板，板形和厚度尺寸公差及表面质量好的高端产品。然而我国钢铁工业近年来产量增长较快但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.8mm，但实际上只很少生产厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢产品厚度也大于2.5mm。因此一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低，但生产技术难度大。根据热连轧带钢市场需求分析可知，热轧宽带钢虽然产能过剩，但产品结构单一，高质量产品不多，并且所生产的热轧宽带刚厚度多在20mm以上，中厚宽钢带近年来发展快，厚度一般在420mm，由于国内基础设施建设、房地产和制造业的快速发展，其市场需求很大，本次设计可选择生产中厚宽以及厚度较薄的产品。基于这些现状，我选择了年产240万吨1580热连轧带钢车间设计。1.7建厂依据1.7.1可行性研究热轧带钢不仅作为产品广泛用于汽车、电机、化工、造船等工业部门，同时也作为半成品给冷轧、焊管、冷弯型钢生产提供坯料。目前大规模高效率生产的热轧带钢主要是在带钢热轧机上进行。采用连轧方法（即在连轧机上）热轧带钢具有生产效率高、金属耗费少、产品质量好、生产过程连续自动化程度高等特点，热连轧技术是现有带钢生产方法中最先进应用最广泛的方法。目前中国正处于经济发展时期，钢铁消费良好。而且近年来我国钢铁行业逐渐走出困境，钢材价格出现恢复性回升，钢铁产量快速恢复，钢材出口保持高位，钢铁去产能提前超额完成，淘汰落后产能和取缔地条钢强力推进，钢铁行业扭亏转盈；2016年6月26日，具有标志意义的宝武重组落地，中国宝武钢铁集团成立；钢铁期货交易火爆，产业资本和金融资本深度融合将成为大势所趋；京津冀及周边重污染天气预警频发、汽车超限超载新规实施，均对钢铁行业生产和市场变化带来较大影响。联合重组后的中国宝武产钢规模将位居中国第一、全球第二，仅次于世界巨头安赛乐米塔尔。宝钢和武钢联合重组，对当前我国钢铁行业“去产能、调结构”具有标志意义，是我国钢铁行业联合重组里程碑式的事件。在工业发达国家中热轧带钢已占板带钢总产量的80%左右，占钢材总产量的50%以上因而在现代轧钢生产中占有统治地位。在这种形式下由于热轧带钢产品用途广泛国内已相继建设了上百条热轧带钢生产线以适应市场需求。随着企业的发展对钢铁产品生产集约化。节能减排和调整产品结构的需求日益增加有必要对以往传统的生产工艺进行优化这既是热轧带钢产品连续不断发展提高生命力的需求，又能够满足市场对高品质高附加值低成本低能耗热轧带钢产品的需求。因此，建立一条具有高附加值产品的热连轧带钢生产线是有必要的。1.7.2厂址选择综上所述，本车间拟选址在武汉，因为：地理优势京广、京九、汉丹、沪汉蓉、京港5 条铁路干线，以及京珠、泸蓉等6条国道在此交汇，武汉正在成为全国四大铁路运输枢纽之一。水运已形成“干支一体，通江达海”的客货运网络，武汉港是我国长江流域重要的枢纽港和对外开放港口。铁路、水路网络可构成投资节省、运输便捷、成本最低