軌梁廠畢業(yè)設計說明書

1、內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書 題 目：設計年產(chǎn)量100萬噸的軌梁廠 (以包頭地區(qū)為條件，100、37Mn5 圓鋼為典型產(chǎn)品，占年產(chǎn)量10%） 學生姓名：學 號：專 業(yè)：班 級： 指導教師：II / 65設計年產(chǎn)量100萬噸的軌梁廠(以37Mn5圓鋼100為典型產(chǎn)品)摘 要本設計以包頭地區(qū)為條件，設計年產(chǎn)量為100萬噸的軌梁廠，通過詳細地分析目前型鋼發(fā)展概況和建廠的必要性和可行性，說明在包頭西北部建廠是完全必要和可行的，并制定了10個產(chǎn)品方案和金屬平衡表。其產(chǎn)品種類包括：方鋼、圓鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、扁鋼、重軌等。本設計以37Mn5圓鋼（原料規(guī)格300×300）為典型產(chǎn)品（成品

2、規(guī)格：100），設計具體的內(nèi)容包括：建廠的必要性和可行性分析、生產(chǎn)工藝流程的確定、合理的孔型系統(tǒng)設計、軋制力能參數(shù)計算，同時核定了軋機小時產(chǎn)量和車間年產(chǎn)量，車間主軋機輔助設備的選擇，規(guī)劃了合理的車間平面布置，明確了各項經(jīng)濟技術指標，其中設計的重點內(nèi)容是：生產(chǎn)工藝流程的制定、孔型系統(tǒng)設計和軋制力能參數(shù)計算。最終結合設計及計算結果同時參照包鋼經(jīng)驗數(shù)據(jù)繪制了車間平面布置圖關鍵詞：型鋼；37Mn圓鋼；軋制工藝；孔型設計Design of rail beam plant with annual output of 1 million tons(37Mn5 bar 100 for a typical pr

3、oduct)AbstractThis design a rail beam plant with annual output of 1 million tons in Baotou religion .Through detailed analysis of the current steel constuction and development of the necessity and feasibility of Baotou in north-west ,buildin-g factories is absolutely necessary and feasible,and devel

4、op the product plans and balance sheet of the metal of 11 products. Many kinds of seamless pipes are manufactured for square steel , round bar steel , angle steel , I-steel , U-steel , flat steel , heavy rail etc.The typical product is 37Mn5 bar (raw materical specifications: 300×300,finished p

5、roduct specifications:100),the content of this design involve:development introduction of the setion-steel,the necessity and feasibility analysis of the construction,the plans of the manufacturing process, reasonable roll pass system design,calculation of rolling mechanical parameters,and check the

6、hour-output of the mill and annual output of the workshop,select subsidiary equipment of the workshop,plan a reasonable plane workshop layout,define the various economic and technical indexes.The key content of this design are:deciding the process of the manufcturing,designing the roll pass system a

7、nd calculating the rolling mechanical prameters.Finally draw out the plane layout of the workshop according to the calculation of the results and the experience of the Baogang steel company.Key word:section steel;37Mn5 bar;rolling process;roll pass design目錄摘要.Abrstract.第一章 前言.11.1國內(nèi)外型鋼發(fā)展現(xiàn)狀.11.1.1國內(nèi)軌

8、梁生產(chǎn)狀況.21.1.2鋼軌發(fā)展戰(zhàn)略.41.1.3型鋼面臨的機遇和挑戰(zhàn).81.1.4總結.91.2建廠可行性和必要性分析.91.2.1總說明.91.2.2物料供應情況.101.2.3廠址選擇.10第二章 產(chǎn)品大綱及金屬平衡表.142.1產(chǎn)品方案.142.1.1產(chǎn)品方案的制定原則及編制依據(jù).142.1.2產(chǎn)品方案的編制表.152.2金屬平衡表的編制.17第三章 生產(chǎn)工藝流程.20 3.1制定生產(chǎn)工藝流程的依據(jù).203.2工藝流程的基本組成.223.2.1坯料的準備.223.2.2坯料的加熱.243.2.3鋼的軋制.283.2.4鋼的冷卻與精整.313.3生產(chǎn)工藝流程.323.3.1加熱.333.

9、3.2軋制.333.3.3精整工藝.34第四章 軋鋼機的選擇及布置形式.374.1軋機參數(shù)的選擇.374.2軋鋼機布置形式的確定.39第五章孔型系統(tǒng)設計.425.1孔型設計的內(nèi)容與要求.425.1.1孔型設計的內(nèi)容.425.1.2孔型設計的要求.425.2選擇合理的孔型系統(tǒng).435.3總軋制道次的確定.435.4軋制道次分配.455.5制定壓下規(guī)程.455.6孔型系統(tǒng)設計.475.6.1開坯孔型系統(tǒng)設計.475.6.2延伸孔型設計.495.6.3成品孔型設計.545.7孔型尺寸校核.555.7.1咬入條件校核.565.7.2充滿度校核.575.7.3穩(wěn)定性校核.595.8孔型配置.61第六章

10、生產(chǎn)能力計算.636.1編制軋制圖表.636.2軋機產(chǎn)量計算.686.2.1軋機小時產(chǎn)量計算.686.2.2 軋機平均小時產(chǎn)量.696.2.3車間年產(chǎn)量計算.70第七章 力能參數(shù)計算.727.1平均單位壓力的計算.727.2軋制壓力計算.757.3軋制力矩計算.76第八章 軋輥強度校核.788.1軋輥的結構和參數(shù).788.2強度校核.798.2.1型鋼軋輥強度驗算的特點.808.2.2具體強度校核.80第九章 主電機容量校核.859.1傳動力矩的組成.859.1.1軋制力矩的確定.859.1.2附加摩擦力矩的確定.869.1.3空轉力矩的確定.879.1.4動力矩的確定.889.1.5靜負荷圖

11、.899.2主電機校核.899.2.1主電機過載校驗.899.2.2電機溫升條件校核.899.2.3電動機功率計算.90第十章 輔助設備選擇.9110.1加熱設備選擇.9110.2切斷設備選擇.9210.3型鋼矯直機的選擇.9410.4冷床設備選擇.9610.5起重運輸設備選擇.97第十一章 車間平面布置.10011.1金屬流線的確定.10011.2主要設備間距的確定.10011.2.1加熱爐間距的距離.10011.2.2加熱爐到軋機距離.10111.2.3軋機機列間距離.10111.3倉庫面積計算.10111.4軋鋼車間廠房組成及立面尺寸確定.105第十二章 車間主要技術經(jīng)濟指標.10712

12、.1各類材料的消耗指標.10712.2綜合技術經(jīng)濟指標.107參考文獻.110附錄.112致謝.118第一章 前言目前，我國已是鋼軌消費和生產(chǎn)大國，已成為鋼軌的凈出口國，但在生產(chǎn)裝備、產(chǎn)品品種、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本、廢棄資源利用以及環(huán)境保護方面均較世界先進水平國家有較大的差距。根據(jù)我國經(jīng)濟實行兩個根本性轉變的戰(zhàn)略要求，從國際國內(nèi)兩個市場對鋼軌產(chǎn)品的需求出發(fā)，我廠必須揚長避短走精品之路，即:以生產(chǎn)高科技含量的鋼軌產(chǎn)品為主的鋼軌專業(yè)廠之路。從軌梁廠自身產(chǎn)品結構來看，具有高附加值、高效益的產(chǎn)品是重軌和型鋼，而型鋼產(chǎn)品很快將會被H型鋼所代替。年產(chǎn)60萬噸的馬鋼現(xiàn)代化H型鋼生產(chǎn)線很快將投產(chǎn)，其它廠的H型鋼

13、廠也在籌建。型鋼產(chǎn)品市場即將失去。為保證軌道平順性,國外高速鐵路均采用長定尺鋼軌并焊成超長無縫線路(見表11)。高速鐵路用鋼軌有別于其它鋼軌的突出特點是純凈度高、平直度好。為進一步增強競爭力，必須盡快縮小上述差距，盡快使生產(chǎn)裝備和工藝技術達到國際先進水平，使我國真正成為世界鋼軌生產(chǎn)強國。因此，我國鋼軌行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，應該是以調(diào)整結構為中心，開發(fā)研究高檔次專用軌為重點的發(fā)展戰(zhàn)略。1.1.1國內(nèi)軌梁生產(chǎn)狀況國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)鐵路用鋼軌的廠家有4家,其中包鋼、攀鋼以生產(chǎn)60kg/m鋼軌為主,鞍鋼以生產(chǎn)50kg/m鋼軌為主,武鋼以生產(chǎn)43kg/m鋼軌為主,綜合生產(chǎn)能力可達150萬噸/年以上1。（1）鋼號包鋼

14、:U74、U71Mn、BNbRE、900A攀鋼:U71Mn、PD2、PD3、900A鞍鋼:74SiMnV、U71Mn、NbRE武鋼:U71Mn、U71（2）型號（見表2）（3）產(chǎn)量（見表3）（4）工藝技術及裝備（見表4）1.1.2鋼軌發(fā)展戰(zhàn)略目前，國內(nèi)鋼軌生產(chǎn)廠家除包鋼軌梁廠外，還有攀鋼軌梁廠和鞍鋼大型廠(武鋼大型廠生產(chǎn)的鋼軌斷面小、產(chǎn)量少)形成“三足鼎立”之勢，綜合生產(chǎn)能力達到120一130萬噸，國內(nèi)鋼軌市場需要量是一定的，近幾年，每年大約只需70一75萬噸。因此，誰的鋼軌質(zhì)量好，價格低，科技含量高，誰就有市場競爭力。攀鋼已走在了我們的前面，已有批量出口，而且，也在組織試生產(chǎn)余熱強化軌。市場

15、經(jīng)濟法則告訴我們飛產(chǎn)品沒有競爭力，就等于被淘汰。如果我們不發(fā)展鋼軌產(chǎn)品的優(yōu)勢，那么國內(nèi)市場三分之一的份額也會失去。隨著和國際市場的接軌，國內(nèi)市場也將成為國際市場的一部分，國外的鋼軌產(chǎn)品同樣威脅著我們鋼軌在國內(nèi)市場的占有率。要開拓市場，擴大銷路，鋼軌出口顯得尤為重要。鋼軌出口后，除增加效益外，可以提高我們廠的知名度和信譽，同時又會為我們創(chuàng)造鋼軌世界名牌提供條件。我廠是最早生產(chǎn)60kg/m重軌的廠家，截止去年12月份已生產(chǎn)出382萬噸鋼軌產(chǎn)品，其中60kg/m重軌290萬噸，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和較高的軋制技術水平2。今年連鑄投資后，鋼軌的內(nèi)在質(zhì)量會有顯著提高，這就為我們生產(chǎn)鋼軌銷往國外創(chuàng)造了良好的

16、基本條件，而其它兩個鋼軌生產(chǎn)廠正在籌建連鑄生產(chǎn)鋼軌項目，這就是我們的優(yōu)勢，正如曾經(jīng)理所說的那樣:“連鑄坯投產(chǎn)之時，就是鋼軌出口之日”。只有立足國際市場，才能促進國內(nèi)銷售?？茖W技術的飛速發(fā)展，用戶的需求不斷提高，鐵道部面對航空、高速公路運輸?shù)奶魬?zhàn)，加快了實施提速戰(zhàn)略的步伐，去年4月1日，滬寧線開出了時速140公里的“先行號”快速列車。6個月后，“先行號”再次提速，最高時速達到160公里，全程運行僅需要140分鐘，京秦線上的“北戴河號”快速列車和大連至北京的夕發(fā)朝至提速列車先后投入運行;今年4月1日京廣、京滬、京哈、隴海四大干線客車時速達到120一14。公里。63對時速1邵公里，10對時速140公

17、里的夕發(fā)朝至提速的客運列車投入運行。鐵科院212.6km/小時高速列車實驗已經(jīng)成功。這些一系列旨在提高現(xiàn)有路況運輸能力的改革措施，都表明，發(fā)展高速鐵路將是鐵路運輸業(yè)的發(fā)展趨勢，而且時間不會久遠。盡快研制出高速鐵路用軌，跟上鐵路運輸發(fā)展步伐，是跨世紀一代軌梁人肩負的歷史任務。我們現(xiàn)在正在籌建的余熱強化軌項目和研制中的稀土軌就是要適應鐵路發(fā)展的需求，提高重軌產(chǎn)品的強度、耐磨性和加工精度。而國外高速鐵路的發(fā)展已進入實用階段，時速在200250公里的高速鐵路在歐美、日等國家已是一項比較成熟的技術，并且已在研制開發(fā)時速50。公里以上的超高速鐵路。因此，高速鐵路用軌具有廣闊的市場前景。同時，適應市場的需求

18、，可研制開發(fā)出一些新產(chǎn)品，如電車軌、地鐵軌、電梯軌等，逐漸形成我廠生產(chǎn)鋼軌系列產(chǎn)品優(yōu)勢，雄居同行業(yè)之首。1.1.3型鋼面臨機遇和挑戰(zhàn)隨著國民經(jīng)濟投資力度的加大,型鋼在民用建筑、車輛、橋梁制造等方面的用量迅速增加,給型鋼產(chǎn)業(yè)帶來了極大的機遇,而傳統(tǒng)工藝和設備生產(chǎn)的普通型鋼正在被新型、特殊、專用型鋼所取代。H型鋼它的適用性、經(jīng)濟性、環(huán)保性逐步被市場看好,國家也將其列為技術進步產(chǎn)品推廣使用。僅H型鋼全世界全年生產(chǎn)能力達2000萬t,而總體消耗能力為1800萬t,我國的H型鋼生產(chǎn)能力已超過了150萬t,(馬鋼60萬t,鞍鋼30萬t,萊鋼50萬t,上海大通焊接H型鋼也有10萬t)我國目前型鋼的年消費能力

19、為120萬t,H型鋼就占80萬t左右,顯然供大于求,再加上我國周邊的日本、韓國等H型鋼生產(chǎn)大國(日本能力600萬t,有200萬t過剩,韓國為350萬t,有130萬t過剩)以其規(guī)格全、質(zhì)量優(yōu)、價格低、服務到位等優(yōu)勢對我國的型鋼市場造成很大的沖擊,未來型鋼市場競爭將會更加激烈3。1.1.3總結 面對“入世”后,國內(nèi)外鋼軌、型鋼生產(chǎn)企業(yè)激烈的競爭,包鋼軌梁廠現(xiàn)有生產(chǎn)技術裝備和產(chǎn)品質(zhì)量水平明顯不足,形勢十分嚴峻,但機遇與挑戰(zhàn)并存,我們必須加快技改和技術攻關步伐,迅速提升產(chǎn)品質(zhì)量,滿足市場發(fā)展需求,為包鋼軌梁廠能在未來市場競爭中崛起,成為行業(yè)的領頭企業(yè)。1.1 建廠可行性和必要性分析1.2.1總說明(1

20、)項目名稱：年產(chǎn)量100萬噸型鋼圓鋼車間(2)分析概況：經(jīng)過對國內(nèi)與國外市場的分析與預測，結合對當?shù)馗鞣N能源、原料等其它資源的綜合分析，我們選擇包頭地區(qū)作為建廠廠址，設計一座年產(chǎn)量100萬噸型鋼圓鋼車間，且以37Mn5鋼為其典型產(chǎn)品。1.1.1 物料供應情況包頭地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，已探明40多種。蘊藏有稀土、鐵、煤炭、鋁、金、鈮等54種金屬、非金屬和能源化工原料。其中最為著名的白云鄂博礦山，是舉世罕見的金屬共生礦山，鐵的探明儲量約為10億多噸，鈮的儲量居全國之首，稀土儲量居世界之最，稀土儲量不僅巨大而且品位高、生產(chǎn)成本低，占到全國稀土儲量的91.6%，占世界已探明儲量的54.2%，稀土產(chǎn)量（以氧

21、化稀土計）占世界總產(chǎn)量的60%，是名副其實的“稀土之鄉(xiāng)”。這為建廠后原材料、輔助材料的開采和運輸提供了非常便利的條件。1.1.2 廠址選擇(1) 廠址地理自然條件(指位置、地形、地質(zhì)、氣象)包頭市地處內(nèi)蒙古高原的南端，陰山山脈橫貫市區(qū)中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三個地形區(qū)域。黃河流經(jīng)該市南緣，屬溫帶大陸性氣候。年平均氣溫 6.4，年降水量310mm，無霜期110142天，這里景色宜人，氣溫適度。(2) 交通、運輸狀況包頭是連接中國華北、西北的重要交通樞紐，現(xiàn)已基本形成了鐵路、公路、航空綜合交通網(wǎng)絡。其中貫通華北、西北地區(qū)的大動脈京包、包蘭鐵路、包神鐵路在包交匯，東行可連北京，西行可連

22、蘭州，南行可連太原、西安、上海、寧波等地，交通運輸非常便利。(3) 水、土地資源狀況充足的水資源是包頭經(jīng)濟賴以發(fā)展的重要條件。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi)214公里，水面寬130米到458米，水深1.6米到9.3米，平均流速為每秒1.4米，最大流量每秒6400立方米，年平均徑流量為260億立方米，是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。此外，艾不蓋河、哈德門溝、昆都侖河、五當溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。包頭土地總面積27768平方公里，其中，山地占14. 49，丘陵草原占75.51，平原占10。已開發(fā)和利用的土地中，市區(qū)面積為140.5平方公里；耕地面積占土地面積比重

23、14.3；森林面積149.2千公頃，草原面積2086.5千公頃。(4)能源條件(煤、電.)內(nèi)蒙古地區(qū)預測煤炭儲量達12250億噸，居全國第二位。包頭地區(qū)有著良好的煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎，豐富的賦存和易于開采的煤炭資源。包頭周圍煤炭資源主要集中在鄂爾多斯盆地，包含準格爾、東勝、卓資山三大煤田，保有資源儲量達1217.85億噸，約占全區(qū)保有資源總量的54.39%。煤炭以長焰煤為主，煤質(zhì)優(yōu)良，具有低硫、低灰、高發(fā)熱量的特點。而且本地煤田規(guī)模大，宜于露天或大型機械化礦井開采，是理想的能源重點開發(fā)區(qū)。穩(wěn)定的煤源保證了電力的正常運轉，蒙西電網(wǎng)覆蓋自治區(qū)中、西部地區(qū)，供電面積占自治區(qū)域的56%。十一五期間，電力投

24、資又形成了相當規(guī)模的新增生產(chǎn)能力。（5）礦藏資源情況包頭的礦產(chǎn)資源具有種類多、儲量大、品位高、分布集中、易于開采的特點，尤以金屬礦產(chǎn)得天獨厚，其中稀土礦不僅是包頭的優(yōu)勢礦種，也是國家礦產(chǎn)資源的瑰寶。已發(fā)現(xiàn)礦物種，礦產(chǎn)類型個。主要金屬礦有：鐵、稀土、鈮、鈦、錳、金、銅等個礦種，個礦產(chǎn)類型。非金屬礦有：石灰石、白云巖、脈石英、螢石、蛭石、石棉、云母、石墨、石膏、大理石、花崗石、方解石、珍珠巖、磷灰石、鉀長石、珠寶石、紫水晶、芙蓉石、銅蘭、膨潤土、高嶺土、增白粘土、磚瓦粘土等個礦種。能源礦有：煤、油頁巖等。白云鄂博鐵礦是稀土、鈮、鐵、鉀、氟、鈦、釷等共生礦，其中稀土儲量居世界第一，鈮儲量僅次于巴西居

25、世界第二。中東有石油、中國有稀土。全球稀土消費的90為中國提供，而中國的稀土主要來源于包頭。稀土的用途十分廣泛，已普遍應用于冶金、石油、化工、輕紡、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等數(shù)十個行業(yè)。特別是經(jīng)過近幾年的研究開發(fā)，稀土與新能源、電子、電器、通信、信息、新材料、汽車、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)關聯(lián)，并與這些產(chǎn)業(yè)在價值鏈的高端相鏈接，形成以稀土為基地的新興產(chǎn)業(yè)、高技術產(chǎn)業(yè)群落。全球稀土消費量的年增長率超過9，大大高于經(jīng)濟的增速，原因就是在“稀土新材料元器件終端應用”這條產(chǎn)業(yè)鏈上終端應用產(chǎn)品的高速發(fā)展的結果，具體而言就是PC、手機、數(shù)碼相機、光纖通信、電視機、液晶顯示器、汽車、節(jié)能燈、磁共振成像儀等的快速發(fā)展對稀土需求的拉動。從

26、“科學技術的重大突破”與“全世界的經(jīng)濟結構大調(diào)整”兩個方面看，稀土市場在新世紀具有廣闊前景。(6)包頭的人才文化 包頭文化底蘊豐厚，人杰地靈。這里人才輩出。包頭人民勤勞智慧，堅韌不拔，富于創(chuàng)造精神。包頭有好多高校，尤其是內(nèi)蒙古科技大學能提供源源不斷的高學歷人才，離包頭很近的呼和浩特有許多高校，各方面的人才走入社會為鋼鐵業(yè)以及其他各行各業(yè)能做出貢獻奠定了人才基礎。綜上各條件，選擇包頭地區(qū)作為建廠廠址合理。第二章 產(chǎn)品大綱及金屬平衡表2.1 產(chǎn)品方案2.1.1 產(chǎn)品方案的制定原則及編制依據(jù)(1)制定原則： a 國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求 根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要情況，既考

27、慮當前的急需，又要考慮將來發(fā)展的需要。b 產(chǎn)品的平衡 考慮全國各地生產(chǎn)的布局和配套加以平衡。c 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。以上三點要全面考慮，三者不可偏廢。(2)編制依據(jù)：a 金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求品種和規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設計的車間就有很大差別，例如板帶材生產(chǎn)車間和管棒型材生產(chǎn)車間就有根本的差別。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。b 年產(chǎn)量的大小產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。例如，對于板材生產(chǎn)來說，產(chǎn)量不大時，可采用單機架生產(chǎn)；而產(chǎn)量大時，采用連軋生

28、產(chǎn)。c 投資與建設速度、機械化與自動化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展前景4。2.1.2 產(chǎn)品方案的編制表表2.1 產(chǎn)品大綱編號 產(chǎn)品名稱鋼種原料規(guī)格/mm產(chǎn)品規(guī)格/mm年產(chǎn)量/萬t所占比例1方剛Q235230/h*285/b80/h*80/b2020%2圓鋼37Mn5 300*3001001010%3角鋼16Mn150*150No1088%4槽鋼Q235210*245No161212%5工字鋼Q345210*245No1877%6T型鋼10125*12550*10055%7H型鋼Q345175*175150*100 1515%8扁鋼Q235150*150150*655%9L

29、型鋼Q235175*175L250*90*9*1333%10重軌U75Mn300*34550kg/m1515%合計125230/h*125285/b100100%表2.2典型產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品種類成品規(guī)格牌號坯料規(guī)格坯料定尺理論重量直徑允許偏差長度允許偏差圓鋼10037Mn5300*3003.14.45.16.061.8kg/m±1.4%0±140mm表2.3 37Mn5化學成分表（%）CSiMnPSCrNiCu0.340.390.20.351.251.50.20.150.150.20.22.2金屬平衡表的編制金屬平衡工作不但關系全廠的生產(chǎn)經(jīng)濟數(shù)據(jù)，而且對于軋鋼公司的成本核算也起

30、著重要作用。對降低金屬消耗，節(jié)約金屬、降低產(chǎn)品成本有重要意義。所謂金屬平衡，是指鋼板從過軋機一直到入庫全過程鋼板的收發(fā)平衡。涉及金屬的原材料到交庫的過程控制。 金屬消耗指數(shù)通常以金屬消耗系數(shù)表示，它的含義是生產(chǎn)一頓合格鋼材需要的鋼錠、鋼坯量。其計算公式如下： 式中， 金屬消耗系數(shù)； G 鋼錠、鋼坯的重量，t； 合格鋼材重量，t。 在軋鋼生產(chǎn)中的金屬平衡表包括：產(chǎn)品、原料重量、成品重量、燒損、切損、軋廢、成材率、金屬消耗系數(shù)等項。 1)燒損 燒損就是金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失。它與加熱時間、加熱溫度、爐氣氣氛、鋼的化學成分等因素有關。實踐證明，加熱溫度越高，在高溫停留的時間越長，爐內(nèi)氧化性氣氛越

31、濃，則加熱產(chǎn)生的燒損越多。 2)切損 切損包括切頭、切尾、切邊和由于局部質(zhì)量不合格而必須切除所造成的金屬損失。切損主要與鋼種、鋼材種類及其要求、坯料尺寸計算的精確程度以及選用的原料狀況(長度、寬度、厚度、質(zhì)量等)有關。中厚鋼板因為厚度較大，切邊后它們的切損量比較高，達到3 6以上，有時甚至可達10%以上。 3)軋廢 軋廢是由于操作不當、管理不善或者出現(xiàn)事故所造成的廢品損失。合金鋼已要求較高，生產(chǎn)困難，軋廢率較高，一般約為1%3%，而碳鋼則可小于1%。 本次設計中，根據(jù)各種產(chǎn)品生產(chǎn)的難易程度及現(xiàn)場調(diào)查結果，制定的金屬平衡表見表2.4表2.4金屬平衡表編號產(chǎn)品原料重量成品重量燒損(%)切損(%)軋

32、廢(%)成材率金屬消耗系數(shù)K(萬噸)(萬噸)(%)1方鋼80*8021.201.576.000.2992.141.0852圓鋼10010.98101.557.120.2891.051.0983角鋼No108.8581.547.820.2690.381.1064槽鋼No1613.01121.595.860.3092.251.0845工字鋼No187.5671.565.580.2792.591.0806T型鋼50*1005.4351.546.040.2592.171.0857H型鋼150*10016.31151.596.180.2292.011.0878扁鋼150*65.4451.636.070.

33、3191.991.0879L型鋼L250*90*9*133.3131.577.430.2790.731.10210鋼軌50kg/m16.34151.536.390.2491.841.089第三章 生產(chǎn)工藝流程3.1制定生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)4正確制定生產(chǎn)工藝流程是軋鋼車間工藝設計的重要內(nèi)容。制定軋鋼生產(chǎn)工藝流程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品、其次要在保證質(zhì)量的基礎上追求軋機的高產(chǎn)量，并能達到降低各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確制定生產(chǎn)工藝流程，對于工藝過程合理化，對于允分發(fā)揮軋機作用具有重要意義。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗是制定生產(chǎn)工藝流程的總要求。制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)如下：1）

34、 產(chǎn)品的技術條件：即產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸精度、鋼的內(nèi)部組織與性能及表面質(zhì)量等要求達到的某種要求。2)鋼種的加工工藝性能：鋼的加工工藝性能包括了鋼的變形抗力、塑性、導熱性及形成缺陷的傾向等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中和難易程度決定并影響了我們對金屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。3)生產(chǎn)規(guī)模的大?。阂话闵a(chǎn)規(guī)模包括企業(yè)規(guī)模的大小和品種批量的大小。企業(yè)規(guī)模的大小決定了生產(chǎn)過程中采用熱錠作業(yè)還是冷錠作業(yè)的問題，是一次成材還是二階段生產(chǎn)的問題。批量的多少主要反映在選取設備的技術水平、產(chǎn)品成本的高低上，而對產(chǎn)品工藝過程無顯著影響。4)產(chǎn)品成本：成本是生產(chǎn)效果的綜合反

35、映，是各種因素影響的結果。一般鋼的加工工藝性能越高，產(chǎn)品的技術要求越高，其生產(chǎn)工藝過程必然就越復雜，生產(chǎn)中的各種消耗就越高，產(chǎn)品成必然會相應提高。反之，產(chǎn)品成本下降。5)工人的勞動條件：工藝過程中所采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。上述制定工藝過程的各項依據(jù)是相互聯(lián)系、相互影響的，在確定工藝過程適應綜合考慮3.2工藝流程的基本組成軋鋼生產(chǎn)的工藝過程是相當復雜的。盡管隨著軋制產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高、品種范圍的擴大以及新技術、新設備的應用，組成工藝過程的各個工序會有相應的變化，但是整個軋鋼生產(chǎn)工藝過程總是由以下幾個基本工序組成的。這就是：坯料的準備、坯料的加熱、坯料的

36、軋制和扎后冷卻與精整。3.2.1坯料的準備 坯料準備的內(nèi)容包括表面缺陷的清理、表面氧化鐵皮的清除和坯料的預先熱處理等。3.2.1.1缺陷清理鋼錠、鋼還或連鑄坯表面會存征各種缺陷(如糾疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等)，如不在軋制前加以清理去除，會在軋制過程延伸、擴大，輕者造成鋼材應力集中和腐蝕的起點，使材料強度和耐腐蝕能力降低，嚴重的影響金屬在軋制時的塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼材質(zhì)量的重要措施，也是軋鋼生產(chǎn)分成二個階段的重要原因。 清理表面缺陷的方法很多，常用的有：火焰清理、風鏟清理、砂輪清理和機床清理四種。采用何種清理方法取決于鋼種、缺陷的性質(zhì)、缺陷存在狀況

37、以及對成品的質(zhì)量要求。不同的清理方法具有不同的經(jīng)濟效果(表31、32)，組織工藝過程時應跟據(jù)車間具體情況考慮上述影響因素正確選用。一般碳素鋼常用風鏟清理和火焰清理的方法(含碳量低于0.1%的碳鋼和奧氏體、鐵素體類不銹鋼不適用于火焰清理)，對于合金鋼，由于表面容易淬硬、開裂，常選用砂輪清理或機床清理。如采用火烙清理則對鋼坯要進行個同溫度的預熱，或者在鋼坯熱狀態(tài)下用火焰清理機進行。所以用火焰清理比較合適。表3-1各種清理方法費用比較清理方法名稱清理費用（%）清理方法名稱清理費用（%）風 鏟 清 理砂 輪 清 理100307機 床 清 理火 焰 清 理6053表3-2各種清理方法使用比較 清理方法人

38、工火焰清理機械火焰清理風鏟清理砂輪清理機床清理使用條件碳鋼及部分合金鋼的局部處理碳鋼及部分合金鋼的大面積剝皮碳鋼及不能用火焰清理的鋼的局部處理合金鋼及高硬度的高級合金鋼高級合金鋼的的全面剝皮3.2.1.2化鐵皮清理氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查光潔表面和減少下道工具的磨損。 清除表面氧化鐵皮的方法有機械法和化學法兩類。如線材生產(chǎn)的彎折、鋼板生產(chǎn)中噴沙均屬于機械清除法。這種清除方法金屬材料損耗少，勞動條件好，氧化鐵皮也也可收，但表面清理不夠徹底。對金屬進行酸洗或堿洗屬于化學法清理。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的化學方法。這種方法是鋼坯浸入酸液中靠酸的溶解和剝離作用清除氧化鐵皮的。因

39、此、酸洗效果與酸液濃度、酸液溫度及酸洗時間有關，一般情況下，酸液濃度增大、酸液溫度提高，則酸洗的速度加快，酸洗時間縮短。由上述可以確定采用化學法進行清理。3.2.1.3坯料預先熱處理 料預先熱處理的作用主要是：(1)降低表面硬度，以便進行表面清理內(nèi)應力，防止開裂；(3)使成分均勻化并能去除鋼中所合氫氣防止白點產(chǎn)生；（4）破壞某些高合金鋼粗大的樹狀結晶組織，加強其加工性能。不同的目的可以采用不同的熱處理工藝。坯料的預先熱處理主要用于軋制高級合金鋼生產(chǎn)，軋制普碳鋼是沒有這種處理必要的。所以本車間生產(chǎn)沒有必要進行預先熱處理可以直接進行加熱。3.2.2坯料加熱鋼在高溫時大部分鋼種是單相的固溶體，變形抗

40、力小，容易實現(xiàn)軋制變形而且變形均勻，具有再結晶所需要的溫度條件。所以熱軋是軋鋼生產(chǎn)的主要方式之一，金屬加熱則成了軋鋼生產(chǎn)工藝過程中的重要工序。中小型連軋車間配備的爐子型式有推鋼式爐及步進式爐兩大類。推鋼式爐雖然具有推鋼機結構簡單、運行可靠、造價較低等優(yōu)點外、但也存在著一系列本質(zhì)上的缺點，如：當裝料則沒有鋼坯推入時，除非采取持殊措施爐子就不可能出鋼；爐長受推鋼倍數(shù)的限制，推鈉長度超過推鋼倍數(shù)便容易出現(xiàn)拱鋼現(xiàn)象；生產(chǎn)中需要更換鋼號或鋼種時，鋼坯上要作出明顯標志以免混鋼混號；裝入爐內(nèi)的兩批鋼坯厚度還不能相差過多，否則薄鋼坯會被推翻；鋼坯底面容易劃傷等。步進式爐和推鋼式爐相比有許多優(yōu)點；(1)軋機計劃

41、停軋前步進式爐可以把所有鋼坯取出送往軋機面不需要任何其他設備，爐子出空后其熱惰性比裝有坯料的爐子小，冷卻較快縮短了檢修周期和減輕了勞動強度；軋機事故停軋時爐內(nèi)鋼坯可以局部或全部從裝料例方向退出爐外，沒有田爐內(nèi)保溫所造成的氧化損失和燃料消耗*(2)鋼坯在步進式爐內(nèi)以一定間隔放置，這就排除了粘鋼的可能性。在推鋼式爐里如出現(xiàn)粘鋼便可能產(chǎn)生廢品或引發(fā)事故。裝料可以按任意順序安排鋼導或鋼種，只要在它們之間將間隙增大到若干步距即可。對于多品種、小批量的軋機來講，爐子在裝鋼操作方面的這些待點是極為有利的。(3)步進底式爐內(nèi)，方坯是三面加熱，底面則定期地暴露在爐氣中，不僅加熱均勻面且加熱時間大致上只是單面加熱

42、的推鋼式爐的一半。步進梁式爐內(nèi)，方坯是四面加熱。這些都能減少脫碳深度但不能按同樣比例減少氧化燒損，后者還和受熱面積有關，只是鋼坯在步進式爐內(nèi)受到的震動小，氧化鐵皮脫落少，減少了進一步氧化。(4)在步進式妒內(nèi)改變批料的間距，可以做到鋼坯在妒內(nèi)的停留時間(加熱時間)大致相同面爐子的產(chǎn)量不同，這對于產(chǎn)量波動范圍大的型鋼軋機而言是有利的。在低產(chǎn)操作朔步進式爐則能減少氧化脫碳損失并節(jié)約燃料。(5)步進式爐內(nèi)基本上消除了鋼坯表面的劃痕，產(chǎn)品質(zhì)量高，成品串也高。(6)步進梁式爐內(nèi)水冷滑軌形成“黑印”淺，因而能得到厚度、寬度尺寸精度高的軋材。隨之而來的是不需要均熱床，即在同樣能力的條件下步進梁式爐比有均熱床的推鋼式爐短。不需要定期維修均熱床。(7)步進式爐爐長不受淮鋼長度(或淮鋼倍數(shù))的限制，可以提高爐子的各垃和產(chǎn)量，更適應當代軋機向大型比、高速化與現(xiàn)代化方向發(fā)展的需要。但爐長增加后鋼坯的跑偏量增大如為懸臂輥出料，水平行程的控制精度也要提高。(8)步進梁式爐的步進梁、固定梁和支柱管比推鋼式爐的縱水管、橙水管和支柱管的數(shù)量多。據(jù)資料介紹，在