热连轧带钢车间工艺设计论文

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热连轧带钢车间工艺设计论文
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西安建筑科技大学
本科毕业设计（论文）
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：（1.2～15.0）× (850～1500)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 Description
Strip 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 (1.2～15.0)×（850～1550）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 TOC \o "1-3" \h \z \u
HYPERLINK \l "_Toc484803156" 1文献综述PAGEREF
_Toc484803156 \h 1
HYPERLINK \l "_Toc484803157" 1.1板带材概述PAGEREF
_Toc484803157 \h 1
HYPERLINK \l "_Toc484803158" 1.2热轧带钢的发展历史PAGEREF _Toc484803158 \h 1
HYPERLINK \l "_Toc484803159" 1.3我国热轧带钢生产技术PAGEREF _Toc484803159 \h 3
HYPERLINK \l "_Toc484803160" 1.3.1我国热连轧带钢生产所采用的先进技术PAGEREF _Toc484803160 \h 3
HYPERLINK \l "_Toc484803161" 1.3.2热轧板带生产新技术PAGEREF _Toc484803161 \h 5
HYPERLINK \l "_Toc484803162" 1.4热轧轧机布置方式PAGEREF _Toc484803162 \h 7
HYPERLINK \l "_Toc484803163" 1.5热轧带钢市场需求分析PAGEREF _Toc484803163 \h 8
HYPERLINK \l "_Toc484803164" 1.5.1进口情况分析PAGEREF _Toc484803164 \h 8
HYPERLINK \l "_Toc484803165" 1.5.2出口情况分析PAGEREF _Toc484803165 \h 9
HYPERLINK \l "_Toc484803166" 1.5.3表观消费量分析及预测PAGEREF _Toc484803166 \h 9
HYPERLINK \l "_Toc484803167" 1.5.4热轧宽带市场特点分析PAGEREF _Toc484803167 \h 9
HYPERLINK \l "_Toc484803168" 1.5.4热轧宽带市场特点分析PAGEREF _Toc484803168 \h 9
HYPERLINK \l "_Toc484803169" 1.5.5发展中存在的问题PAGEREF _Toc484803169 \h 10
HYPERLINK \l "_Toc484803170" 1.6本课题的来源PAGEREF _Toc484803170 \h 11
HYPERLINK \l "_Toc484803171" 1.7建厂依据PAGEREF _Toc484803171 \h 11
HYPERLINK \l "_Toc484803172" 1.7.1可行性研究PAGEREF _Toc484803172 \h 11
HYPERLINK \l "_Toc484803173" 1.7.2厂址选择PAGEREF _Toc484803173 \h 12
HYPERLINK \l "_Toc484803174" 1.8本章小结PAGEREF _Toc484803174 \h 13
HYPERLINK \l "_Toc484803175" 2产品生产方案PAGEREF _Toc484803175 \h 14
HYPERLINK \l "_Toc484803176" 2.1产品大纲的编制原则PAGEREF _Toc484803176 \h 14
HYPERLINK \l "_Toc484803177" 2.2确定典型产品PAGEREF _Toc484803177 \h 14
HYPERLINK \l "_Toc484803179" 2.3产品方案PAGEREF _Toc484803179 \h 15
HYPERLINK \l "_Toc484803180" 2.3.1制定生产方案PAGEREF _Toc484803180 \h 16
HYPERLINK \l "_Toc484803181" 2.3.2产品标准与要求PAGEREF _Toc484803181 \h 17
HYPERLINK \l "_Toc484803182" 2.3.3产品规格PAGEREF _Toc484803182 \h 17
HYPERLINK \l "_Toc484803183" 2.4坯料的选择PAGEREF _Toc484803183 \h 18
HYPERLINK \l "_Toc484803184" 2.4.1坯料的种类PAGEREF _Toc484803184 \h 18
HYPERLINK \l "_Toc484803185" 2.4.2坯料尺寸PAGEREF _Toc484803185 \h 19
HYPERLINK \l "_Toc484803186" 2.4.3坯料的表面清理PAGEREF _Toc484803186 \h 20
HYPERLINK \l "_Toc484803187" 2.4.4板坯检查PAGEREF _Toc484803187 \h 20
HYPERLINK \l "_Toc484803188" 2.5编制金属平衡表PAGEREF _Toc484803188 \h 20
HYPERLINK \l "_Toc484803189" 2.5.1确定计算产品的成品率PAGEREF _Toc484803189 \h 20
HYPERLINK \l "_Toc484803190" 2.5.2编制金属平衡表PAGEREF _Toc484803190 \h 21
HYPERLINK \l "_Toc484803191" 2.6本章小结PAGEREF _Toc484803191 \h 21
HYPERLINK \l "_Toc484803192" 3生产工艺流程PAGEREF _Toc484803192 \h 22
HYPERLINK \l "_Toc484803193" 3.1制定生产工艺流程的主要依据PAGEREF _Toc484803193 \h 22
HYPERLINK \l "_Toc484803194" 3.2 工艺流程简介PAGEREF _Toc484803194 \h 22
HYPERLINK \l "_Toc484803195" 3.3本章小结PAGEREF _Toc484803195 \h 24
HYPERLINK \l "_Toc484803196" 4主要设备PAGEREF _Toc484803196 \h 25
HYPERLINK \l "_Toc484803197" 4.1工艺设备配置选择PAGEREF _Toc484803197 \h 25
HYPERLINK \l "_Toc484803198" 4.2轧机选择的原则PAGEREF _Toc484803198 \h 25
HYPERLINK \l "_Toc484803199" 4.3粗轧机的选择PAGEREF _Toc484803199 \h 26
HYPERLINK \l "_Toc484803200" 4.3.1粗轧前立辊轧机
（E1、E2）PAGEREF _Toc484803200 \h 27
HYPERLINK \l "_Toc484803201" 4.3.2四辊可逆粗轧机（两架）（R1、R2）PAGEREF _Toc484803201 \h 27
HYPERLINK \l "_Toc484803202" 4.4精轧机组（F1～F6）的选择PAGEREF _Toc484803202 \h 29
HYPERLINK \l "_Toc484803203" 4.5本章小结PAGEREF _Toc484803203 \h 30
HYPERLINK \l "_Toc484803204" 5典型产品工艺计算PAGEREF _Toc484803204 \h 31
HYPERLINK \l "_Toc484803205" 5.1确定轧制方法PAGEREF _Toc484803205 \h 31
HYPERLINK \l "_Toc484803206" 5.2粗轧阶段工艺计算PAGEREF _Toc484803206 \h 31
HYPERLINK \l "_Toc484803207" 5.2.1压下规程设计PAGEREF _Toc484803207 \h 31
HYPERLINK \l "_Toc484803208" 5.2.2轧制道次选择PAGEREF _Toc484803208 \h 32
HYPERLINK \l "_Toc484803209" 5.2.3校核咬入能力PAGEREF _Toc484803209 \h 32
HYPERLINK \l "_Toc484803210" 5.3确定速度制度PAGEREF _Toc484803210 \h 32
HYPERLINK \l "_Toc484803211" 5.3.1粗轧速度制度PAGEREF _Toc484803211 \h 33
HYPERLINK \l "_Toc484803212" 5.3.2确定轧件在各道次中的纯轧时间和间隙时间PAGEREF _Toc484803212 \h 33 HYPERLINK \l "_Toc484803213" 5.3.3轧制温度的确定PAGEREF _Toc484803213 \h 36
HYPERLINK \l "_Toc484803214" 5.3.4计算各道的平均变形速度PAGEREF _Toc484803214 \h 37
长度PAGEREF _Toc484803215 \h 39
HYPERLINK \l "_Toc484803216" 5.3.6计算各道次的变形抗力PAGEREF _Toc484803216 \h 39
HYPERLINK \l "_Toc484803217" 5.3.7计算各道次总压力PAGEREF _Toc484803217 \h 43
HYPERLINK \l "_Toc484803218" 5.3.8计算各道的传动力矩PAGEREF _Toc484803218 \h 44
HYPERLINK \l "_Toc484803219" 5.4精轧压下规程计算PAGEREF _Toc484803219 \h 48
HYPERLINK \l "_Toc484803220" 5.4.1精轧机组的压下量分配PAGEREF _Toc484803220 \h 48
HYPERLINK \l "_Toc484803221" 5.4.2确定速度制度PAGEREF _Toc484803221 \h 49
HYPERLINK \l "_Toc484803222" 5.4.3确定轧件在精轧机组各机架中间隙时间和轧制时间PAGEREF _Toc484803222 \h 52
HYPERLINK \l "_Toc484803223" 5.4.4精轧轧制温度的确定PAGEREF _Toc484803223 \h 53
HYPERLINK \l "_Toc484803224" 5.4.5计算各道的平均变形速度PAGEREF _Toc484803224 \h 54
HYPERLINK \l "_Toc484803225" 5.4.6计算各道次的变形区长度PAGEREF _Toc484803225 \h 55
力PAGEREF _Toc484803226 \h 56
HYPERLINK \l "_Toc484803227" 5.4.8计算各道平均单位压力PAGEREF _Toc484803227 \h 56
HYPERLINK \l "_Toc484803228" 5.4.9计算各道总压力PAGEREF _Toc484803228 \h 58
HYPERLINK \l "_Toc484803229" 5.5精轧各道轧制力矩PAGEREF _Toc484803229 \h 58
HYPERLINK \l "_Toc484803230" 5.6其余产品参数附表PAGEREF _Toc484803230 \h 62
HYPERLINK \l "_Toc484803231" 5.6.120#，16Mn粗轧轧制参数PAGEREF _Toc484803231 \h 62
HYPERLINK \l "_Toc484803232" 5.6.220＃，16Mn精轧轧制参数PAGEREF _Toc484803232 \h 65
HYPERLINK \l "_Toc484803233" 5.7本章小结PAGEREF _Toc484803233 \h 69
HYPERLINK \l "_Toc484803234" 6电机功率校核PAGEREF _Toc484803234 \h 70
HYPERLINK \l "_Toc484803235" 6.1R1电机能力校核PAGEREF _Toc484803235 \h 70
HYPERLINK \l "_Toc484803236" 6.1.1等效力矩计算PAGEREF _Toc484803236 \h 70
HYPERLINK \l "_Toc484803237" 6.1.2电机温升校核PAGEREF _Toc484803237 \h 71
HYPERLINK \l "_Toc484803238" 6.1.3电机过载校核PAGEREF _Toc484803238 \h 71
HYPERLINK \l "_Toc484803239" 6.1.4电机功率校核PAGEREF _Toc484803239 \h 71
HYPERLINK \l "_Toc484803240" 6.2R2电机能力校核PAGEREF _Toc484803240 \h 72
HYPERLINK \l "_Toc484803241" 6.2.1等效力矩计算PAGEREF _Toc484803241 \h 72
HYPERLINK \l "_Toc484803242" 6.2.2电机温升校核PAGEREF _Toc484803242 \h 72
HYPERLINK \l "_Toc484803243" 6.2.3电机过载校核PAGEREF _Toc484803243 \h 73
HYPERLINK \l "_Toc484803244" 6.2.4电机功率校核PAGEREF _Toc484803244 \h 73
HYPERLINK \l "_Toc484803245" 6.3精轧电机能力校核PAGEREF _Toc484803245 \h 73
HYPERLINK \l "_Toc484803246" 6.3.1等效力矩计算PAGEREF _Toc484803246 \h 73
HYPERLINK \l "_Toc484803247" 6.3.2电机温升校核PAGEREF _Toc484803247 \h 74
HYPERLINK \l "_Toc484803248" 6.3.3电机过载校核PAGEREF _Toc484803248 \h 74
HYPERLINK \l "_Toc484803249" 6.3.4电机功率校核PAGEREF _Toc484803249 \h 74
HYPERLINK \l "_Toc484803250" 6.4本章小结PAGEREF _Toc484803250 \h 74
HYPERLINK \l "_Toc484803251" 7轧辊强度校核PAGEREF _Toc484803251 \h 75
HYPERLINK \l "_Toc484803252" 7.1R1强度校核PAGEREF _Toc484803252 \h 75
HYPERLINK \l "_Toc484803253" 7.1.1辊身强度校核PAGEREF _Toc484803253 \h 75
HYPERLINK \l "_Toc484803254" 7.1.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算PAGEREF _Toc484803254 \h 76
HYPERLINK \l "_Toc484803255" 7.1.3辊头扭转强度计算PAGEREF _Toc484803255 \h 77
HYPERLINK \l "_Toc484803256" 7.1.4接触应力计算PAGEREF _Toc484803256 \h 77
HYPERLINK \l "_Toc484803257" 7.2R2强度校核。

PAGEREF _Toc484803257 \h 78
HYPERLINK \l "_Toc484803258" 7.2.1辊身强度校核PAGEREF _Toc484803258 \h 78
HYPERLINK \l "_Toc484803259" 7.2.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算PAGEREF _Toc484803259 \h 78
HYPERLINK \l "_Toc484803260" 7.2.3辊头扭转强度计算PAGEREF _Toc484803260 \h 79
HYPERLINK \l "_Toc484803261" 7.2.4接触应力计算PAGEREF _Toc484803261 \h 79
HYPERLINK \l "_Toc484803262" 7.3F1～F6精轧机强度校核PAGEREF _Toc484803262 \h 80
HYPERLINK \l "_Toc484803263" 7.3.1支撑辊弯曲力矩校核PAGEREF _Toc484803263 \h 80
HYPERLINK \l "_Toc484803264" 7.3.2辊颈弯曲应力和扭转应力计算PAGEREF _Toc484803264 \h 80
HYPERLINK \l "_Toc484803265" 7.3.3辊头扭转强度计算PAGEREF _Toc484803265 \h 80
HYPERLINK \l "_Toc484803266" 7.3.4接触应力计算PAGEREF _Toc484803266 \h 81
HYPERLINK \l "_Toc484803267" 7.4本章小结PAGEREF _Toc484803267 \h 81
HYPERLINK \l "_Toc484803268" 8辊型设计PAGEREF _Toc484803268 \h 82
HYPERLINK \l "_Toc484803269" 8.1影响辊型的因素PAGEREF _Toc484803269 \h 82
HYPERLINK \l "_Toc484803270" 8.1.1不均匀膨胀的影响PAGEREF _Toc484803270 \h 82
HYPERLINK \l "_Toc484803271" 8.1.2轧辊弹性弯曲的影响PAGEREF _Toc484803271 \h 82
HYPERLINK \l "_Toc484803272" 8.2辊身中部凸度计算PAGEREF _Toc484803272 \h 83
HYPERLINK \l "_Toc484803273" 8.3合理选择与配置PAGEREF _Toc484803273 \h 84
HYPERLINK \l "_Toc484803274" 8.4本章小结PAGEREF _Toc484803274 \h 84
HYPERLINK \l "_Toc484803275" 9轧机产量计算PAGEREF _Toc484803275 \h 85
HYPERLINK \l "_Toc484803276" 9.1典型产品小时产量计算PAGEREF _Toc484803276 \h 85
HYPERLINK \l "_Toc484803277" 9.2轧机实际工作小时PAGEREF _Toc484803277 \h 85
HYPERLINK \l "_Toc484803278" 9.2.1轧机实际工作小时数PAGEREF _Toc484803278 \h 85
HYPERLINK \l "_Toc484803279" 9.2.2年计划实际工作小时数PAGEREF _Toc484803279 \h 86
HYPERLINK \l "_Toc484803280" 9.3轧机平均小时产量PAGEREF _Toc484803280 \h 86
HYPERLINK \l "_Toc484803281" 9.4本章小结PAGEREF _Toc484803281 \h 87
HYPERLINK \l "_Toc484803282" 10辅助设备的选择PAGEREF _Toc484803282 \h 88
HYPERLINK \l "_Toc484803283" 10.1 加热设备PAGEREF _Toc484803283 \h 88
HYPERLINK \l "_Toc484803284" 10.1.1入炉设备PAGEREF _Toc484803284 \h 88
HYPERLINK \l "_Toc484803285" 10.1.2出炉设备PAGEREF _Toc484803285 \h 89
HYPERLINK \l "_Toc484803286" 10.2加热炉选择PAGEREF _Toc484803286 \h 89
HYPERLINK \l "_Toc484803287" 10.2.1炉型确定PAGEREF _Toc484803287 \h 89
HYPERLINK \l "_Toc484803288" 10.2.2加热炉生产能力的确定PAGEREF _Toc484803288 \h 90
HYPERLINK \l "_Toc484803289" 10.2.3炉子尺寸的确定PAGEREF _Toc484803289 \h 90
HYPERLINK \l "_Toc484803290" 10.3起重运输设备的选择PAGEREF _Toc484803290 \h 91
HYPERLINK \l "_Toc484803291" 10.3.1起重机的选择PAGEREF _Toc484803291 \h 92
HYPERLINK \l "_Toc484803292" 10.3.2辊道的选择PAGEREF _Toc484803292 \h 92
HYPERLINK \l "_Toc484803293" 10.4保温装置的选择PAGEREF _Toc484803293 \h 93
HYPERLINK \l "_Toc484803294" 10.5剪切设备的选择PAGEREF _Toc484803294 \h 94
HYPERLINK \l "_Toc484803295" 10.6冷却设备的选择PAGEREF _Toc484803295 \h 94
HYPERLINK \l "_Toc484803296" 10.7卷取设备的选择PAGEREF _Toc484803296 \h 95
HYPERLINK \l "_Toc484803297" 10.8本章小结PAGEREF _Toc484803297 \h 97
HYPERLINK \l "_Toc484803298" 11车间平面布置和立面尺寸PAGEREF _Toc484803298 \h 98
HYPERLINK \l "_Toc484803299" 11.1车间平面布置PAGEREF _Toc484803299 \h 98
HYPERLINK \l "_Toc484803300" 11.1.1车间平面布置原则PAGEREF _Toc484803300 \h 98
HYPERLINK \l "_Toc484803301" 11.1.2金属流程线的确定PAGEREF _Toc484803301 \h 98
HYPERLINK \l "_Toc484803302" 11.1.3生产设备的间距PAGEREF _Toc484803302 \h 99
HYPERLINK \l "_Toc484803303" 11.2仓库面积的确定PAGEREF _Toc484803303 \h 100
HYPERLINK \l "_Toc484803304" 11.2.1原料仓库面积计算PAGEREF _Toc484803304 \h 101
HYPERLINK \l "_Toc484803305" 11.2.2中间仓库面积计算PAGEREF _Toc484803305 \h 101
HYPERLINK \l "_Toc484803306" 11.2.2成品仓库面积计算PAGEREF _Toc484803306 \h 102
HYPERLINK \l "_Toc484803307" 11.3车间运输量的确定PAGEREF _Toc484803307 \h 102
HYPERLINK \l "_Toc484803308" 11.4车间立面布置PAGEREF _Toc484803308 \h 102
HYPERLINK \l "_Toc484803309" 11.5本章小结PAGEREF _Toc484803309 \h 103
HYPERLINK \l "_Toc484803310" 12劳动组织与技术经济指标PAGEREF _Toc484803310 \h 104
HYPERLINK \l "_Toc484803311" 12.1车间劳动组织PAGEREF _Toc484803311 \h 104
HYPERLINK \l "_Toc484803312" 12.1.1劳动定额PAGEREF _Toc484803312 \h 104
HYPERLINK \l "_Toc484803313" 12.1.2车间劳动定员PAGEREF _Toc484803313 \h 104
HYPERLINK \l "_Toc484803314" 12.2车间技术经济指标PAGEREF _Toc484803314 \h 106
HYPERLINK \l "_Toc484803315" 12.2.1金属消耗PAGEREF _Toc484803315 \h 106
HYPERLINK \l "_Toc484803316" 12.2.2其他消耗PAGEREF _Toc484803316 \h 106
HYPERLINK \l "_Toc484803317" 12.3投资预算PAGEREF _Toc484803317 \h 107
HYPERLINK \l "_Toc484803318" 12.3.1车间设计指标PAGEREF _Toc484803318 \h 107
HYPERLINK \l "_Toc484803319" 12.3.2车间投资概算PAGEREF _Toc484803319 \h 107
HYPERLINK \l "_Toc484803320" 12.3.3成本核算PAGEREF _Toc484803320 \h 108
HYPERLINK \l "_Toc484803321" 12.3.4销售收入PAGEREF _Toc484803321 \h 108
HYPERLINK \l "_Toc484803322" 12.3.5利润及投资回收期PAGEREF _Toc484803322 \h 108
HYPERLINK \l "_Toc484803323" 12.4本章小结PAGEREF _Toc484803323 \h 108
HYPERLINK \l "_Toc484803324" 第十三章环境保护与综合利用PAGEREF _Toc484803324 \h 110
HYPERLINK \l "_Toc484803325" 13.1环保对车间设计的要求PAGEREF _Toc484803325 \h 110
HYPERLINK \l "_Toc484803326" 13.2环境保护的内容与对策PAGEREF _Toc484803326 \h 110
HYPERLINK \l "_Toc484803327" 13.2.1绿化PAGEREF _Toc484803327 \h 110
HYPERLINK \l "_Toc484803328" 13.2.2水质处理PAGEREF _Toc484803328 \h 111
HYPERLINK \l "_Toc484803329" 13.2.3噪音防治PAGEREF _Toc484803329 \h 111
HYPERLINK \l "_Toc484803330" 13.2.4大气污染防治PAGEREF _Toc484803330 \h 111
HYPERLINK \l "_Toc484803331" 13.2.5有害废弃物的处理PAGEREF _Toc484803331 \h 112
HYPERLINK \l "_Toc484803332" 11.3车间的综合利用PAGEREF _Toc484803332 \h 112
HYPERLINK \l "_Toc484803333" 11.3.1各种余热的利用PAGEREF _Toc484803333 \h 112
HYPERLINK \l "_Toc484803334" 11.3.2氧化铁皮的利用PAGEREF _Toc484803334 \h 112
HYPERLINK \l "_Toc484803335" 11.4本章小结PAGEREF _Toc484803335 \h 112
HYPERLINK \l "_Toc484803336" 参考文献 PAGEREF
_Toc484803336 \h 113
HYPERLINK \l "_Toc484803337" 致谢PAGEREF
_Toc484803337 \h 114
1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）20～60mm的钢板为厚板，4.0～20mm的钢板为中板,0.1～
4mm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4～
60mm，宽度在200mm以下的热轧钢材在我国称为扁钢。

其中
0.02～0.1mm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。

2010～2015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
= 1 \* GB2 ⑴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。

= 2 \* GB2 ⑵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]。

= 3 \* GB2 ⑶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。

= 4 \* GB2 ⑷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20％～25％，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。

= 5 \* GB2 ⑸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15～20Hz,压下速度达4～5mm/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110～120mm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±30μm。

= 6 \* GB2 ⑹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（CVC－ConnualVariable Crown）；三是成对交叉辊轧机（PC－PairCrossed）。

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1000μm 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。

= 7 \* GB2 ⑺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20～30℃。

粗轧机出口带坯长度可达80～90m，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]。

= 8 \* GB2 ⑻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10～20MPa提高到40MPa。

= 9 \* GB2 ⑼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。

= 10 \* GB2 ⑽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。

= 11 \* GB2 ⑾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。

= 12 \* GB2 ⑿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F1～F7 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]。

= 13 \* GB2 ⒀3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。

= 14 \* GB2 ⒁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。

= 15 \* GB2 ⒂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℃。

= 16 \* GB2 ⒃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
Φ950/Φ820mm,以便于咬入较厚的板坯，加大压下量，F3、F4轧辊为Φ750/Φ660mm，F5、F6、F7轧辊为Φ620/Φ540mm。

主电机功率增大至8500～12500kW，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
= 1 \* GB2 ⑴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800～1900mm，中间坯厚度20～40mm，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
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1.2～1.8mm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800∶1提高到1400∶1[4]。

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
= 2 \* GB2 ⑵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
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6～8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1～2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。