年產35萬噸高速連續(xù)式棒材車間論文

1、 .DOC資料. 新建年產35萬噸高速連續(xù)式棒材車間摘要本設計根據任務書的要求，新建年產35萬噸高速連續(xù)棒材車間。產品規(guī)格為822mm圓鋼和822mm螺紋鋼,原料為無缺陷連鑄坯?？缮a鋼種為普碳鋼、優(yōu)質鋼和低合金鋼。其中，主要設計產品為10mm螺紋鋼。設計的主要流程為：車間產品大綱、原料的確定、金屬平衡、設計方案的確定、工藝流程的確定、孔型設計與軋制程序表、設備強度與電機能力校核、車間工作制度和年工作小時的確定、軋機組成和型式及其生產能力計算、主要輔助設備及其生產能力計算、車間品面布置及起重運輸的確定、主要經濟技術指標的確定。設計主要附件內容為：孔型圖、軋制力能參數、軋輥強度校核、主電機能力校

2、核等計算程序、工藝平面布置圖。關鍵詞: 高速棒材 車間設計 連軋Design a high speed continuously bar rolling plant withannual output of 350,000tAbstract According to the requirements of the project, this design is based on new annual capacity of 350000 tons of high-speed continuous bar rolling workshop.The product specification is

3、 8 22 mm round steel and 8 22 mm rebar, raw materials for the continuous casting slab without defect.It can produce various kinds of carbon-steel, high-quality steel and low alloy steel. Among them, the main design products is 10 mm rebar. The design of the main process is: workshop products outline

4、, ensurance of raw materials, metal balance, determine the determination of design scheme, technological process, determine the groove design and rolling table, equipment strength and motor ability check, workshop work system and ensurance of annual working hours , rolling mill composition and type

5、and its production capacity calculation, main auxiliary equipment and production capacity calculation, workshop product surface arrangement and lifting transportation determination, main technical and economic indexes determination.Design main accessories content is: holed figure, rolling force can

6、parameters, roll strength check, the main motor ability check calculation program, process the floor plan.Key Words: High speed bar Work shop design Continuous rolling目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc137631087 概 述 PAGEREF _Toc137631087 h 8 HYPERLINK l _Toc137631088 1產品方案及金屬平衡 PAGEREF _Toc137631088

7、h 10 HYPERLINK l _Toc137631089 1.1產品大綱 PAGEREF _Toc137631089 h 10 HYPERLINK l _Toc137631090 1.2產品質量標準 PAGEREF _Toc137631090 h 11 HYPERLINK l _Toc137631091 1.2.1圓鋼質量標準及技術條件 PAGEREF _Toc137631091 h 11 HYPERLINK l _Toc137631092 1.2.2螺紋鋼質量標準及技術條件 PAGEREF _Toc137631092 h 11 HYPERLINK l _Toc137631093 1.2.

8、3定尺長度及公差 PAGEREF _Toc137631093 h 11 HYPERLINK l _Toc137631094 1.3原料選擇 PAGEREF _Toc137631094 h 12 HYPERLINK l _Toc137631095 1.3.1 連鑄坯特點 PAGEREF _Toc137631095 h 12 HYPERLINK l _Toc137631096 1.3.2連鑄坯技術要求 PAGEREF _Toc137631096 h 12 HYPERLINK l _Toc137631097 1.3.3連鑄坯規(guī)格 PAGEREF _Toc137631097 h 13 HYPERLIN

9、K l _Toc137631098 1.4金屬平衡 PAGEREF _Toc137631098 h 13 HYPERLINK l _Toc137631099 2設計方案 PAGEREF _Toc137631099 h 15 HYPERLINK l _Toc137631100 2.1軋制方案的選擇： PAGEREF _Toc137631100 h 15 HYPERLINK l _Toc137631101 2.2軋機機架確定 PAGEREF _Toc137631101 h 15 HYPERLINK l _Toc137631102 2.3新工藝新技術采用 PAGEREF _Toc137631102

10、h 16 HYPERLINK l _Toc137631103 2.3.1連鑄坯熱裝熱送技術 PAGEREF _Toc137631103 h 16 HYPERLINK l _Toc137631104 2.3.2穿水冷卻 PAGEREF _Toc137631104 h 17 HYPERLINK l _Toc137631105 2.3.3預留無頭軋制 PAGEREF _Toc137631105 h 17 HYPERLINK l _Toc137631106 2.3.4微張力軋制 PAGEREF _Toc137631106 h 18 HYPERLINK l _Toc137631107 2.3.5成品飛剪

11、優(yōu)化剪切技術 PAGEREF _Toc137631107 h 18 HYPERLINK l _Toc137631108 2.3.6低溫軋制 PAGEREF _Toc137631108 h 18 HYPERLINK l _Toc137631109 3.生產工藝流程 PAGEREF _Toc137631109 h 19 HYPERLINK l _Toc137631110 3.1生產工藝流程框圖 PAGEREF _Toc137631110 h 19 HYPERLINK l _Toc137631111 3.2生產工藝流程簡述 PAGEREF _Toc137631111 h 20 HYPERLINK l

12、 _Toc137631112 4車間年工作制度和年工作小時 PAGEREF _Toc137631112 h 23 HYPERLINK l _Toc137631113 4.1年工作時間表 PAGEREF _Toc137631113 h 23 HYPERLINK l _Toc137631114 4.2軋機年工作小時分析 PAGEREF _Toc137631114 h 23 HYPERLINK l _Toc137631115 4.2.1日歷作業(yè)率 PAGEREF _Toc137631115 h 23 HYPERLINK l _Toc137631116 4.2.2有效作業(yè)率 PAGEREF _Toc1

13、37631116 h 23 HYPERLINK l _Toc137631117 5軋機組成、型式及生產能力計算 PAGEREF _Toc137631117 h 25 HYPERLINK l _Toc137631118 5.1軋機組成、型式 PAGEREF _Toc137631118 h 25 HYPERLINK l _Toc137631119 5.2軋輥主要參數 PAGEREF _Toc137631119 h 27 HYPERLINK l _Toc137631120 5.2.1軋輥尺寸確定 PAGEREF _Toc137631120 h 27 HYPERLINK l _Toc137631121

14、 5.2.2其它相關項目確定 PAGEREF _Toc137631121 h 28 HYPERLINK l _Toc137631122 5.2.2.1軋輥材質選擇 PAGEREF _Toc137631122 h 28 HYPERLINK l _Toc137631123 5.2.2.2軸承選擇 PAGEREF _Toc137631123 h 29 HYPERLINK l _Toc137631124 5.3軋機生產能力計算 PAGEREF _Toc137631124 h 29 HYPERLINK l _Toc137631125 5.3.1連續(xù)式軋機軋制工作圖表. PAGEREF _Toc13763

15、1125 h 29 HYPERLINK l _Toc137631126 5.3.2軋機生產能力分析、計算 PAGEREF _Toc137631126 h 30 HYPERLINK l _Toc137631127 5.3.3軋制程序表 PAGEREF _Toc137631127 h 32 HYPERLINK l _Toc137631128 6軋制工藝參數設定 PAGEREF _Toc137631128 h 33 HYPERLINK l _Toc137631129 6.1 代表產品設計 PAGEREF _Toc137631129 h 33 HYPERLINK l _Toc137631130 6.1

16、.1孔型系統(tǒng)的選擇 PAGEREF _Toc137631130 h 33 HYPERLINK l _Toc137631131 61.1.1箱形孔型系統(tǒng)： PAGEREF _Toc137631131 h 33 HYPERLINK l _Toc137631132 6.1.1.2橢圓圓孔型系統(tǒng): PAGEREF _Toc137631132 h 34 HYPERLINK l _Toc137631133 優(yōu)點：11 PAGEREF _Toc137631133 h 34 HYPERLINK l _Toc137631134 6.1.2軋制道次n確定 PAGEREF _Toc137631134 h 34 HY

17、PERLINK l _Toc137631135 6.1.3孔型系統(tǒng)有關尺寸確定 PAGEREF _Toc137631135 h 35 HYPERLINK l _Toc137631136 6.1.3.1箱形孔（K19K20）的設計 PAGEREF _Toc137631136 h 35 HYPERLINK l _Toc137631137 6.1.3.2橢圓孔圓孔（K2K18）的設計 PAGEREF _Toc137631137 h 35 HYPERLINK l _Toc137631138 6.1.3.3成品前孔（K2）設計 PAGEREF _Toc137631138 h 38 HYPERLINK l

18、 _Toc137631139 6.1.3.4成品孔（K1）設計 PAGEREF _Toc137631139 h 39 HYPERLINK l _Toc137631140 6.1.4各道次面積和延伸系數 PAGEREF _Toc137631140 h 40 HYPERLINK l _Toc137631141 6.1.4.1各道次面積 PAGEREF _Toc137631141 h 40 HYPERLINK l _Toc137631142 6.1.4.2各道次延伸系數 PAGEREF _Toc137631142 h 40 HYPERLINK l _Toc137631143 6.1.5驗算： PAG

19、EREF _Toc137631143 h 40 HYPERLINK l _Toc137631144 6.2軋制壓力計算 PAGEREF _Toc137631144 h 42 HYPERLINK l _Toc137631145 6.2.1關于S.Eklund公式的幾點說明 PAGEREF _Toc137631145 h 42 HYPERLINK l _Toc137631146 6.2.2計算公式 PAGEREF _Toc137631146 h 43 HYPERLINK l _Toc137631147 6.2.3接觸面水平投影面積的確定方法 PAGEREF _Toc137631147 h 44 H

20、YPERLINK l _Toc137631148 6.24軋制壓力計算 PAGEREF _Toc137631148 h 44 HYPERLINK l _Toc137631149 6.3主電機傳動軋輥所需力矩 PAGEREF _Toc137631149 h 45 HYPERLINK l _Toc137631150 6.3.1軋制力矩 PAGEREF _Toc137631150 h 46 HYPERLINK l _Toc137631151 6.3.2摩擦力矩 PAGEREF _Toc137631151 h 46 HYPERLINK l _Toc137631152 6.3.3空轉力矩 PAGEREF

21、 _Toc137631152 h 47 HYPERLINK l _Toc137631153 6.4電機校核 PAGEREF _Toc137631153 h 47 HYPERLINK l _Toc137631154 6.4.1發(fā)熱校核 PAGEREF _Toc137631154 h 47 HYPERLINK l _Toc137631155 6.4.2過載校核 PAGEREF _Toc137631155 h 48 HYPERLINK l _Toc137631156 6.5軋輥強度校核 PAGEREF _Toc137631156 h 49 HYPERLINK l _Toc137631157 6.5.

22、1軋輥輥身強度校核 PAGEREF _Toc137631157 h 49 HYPERLINK l _Toc137631158 6.5.2輥頸強度校核 PAGEREF _Toc137631158 h 50 HYPERLINK l _Toc137631159 6.5.2.1正應力 PAGEREF _Toc137631159 h 51 HYPERLINK l _Toc137631160 6.5.2.2剪應力 PAGEREF _Toc137631160 h 51 HYPERLINK l _Toc137631161 6.5.3強度校核條件 PAGEREF _Toc137631161 h 52 HYPER

23、LINK l _Toc137631162 6.6計算示例 PAGEREF _Toc137631162 h 53 HYPERLINK l _Toc137631163 7主要輔助設備及生產能力計算 PAGEREF _Toc137631163 h 56 HYPERLINK l _Toc137631164 7.1加熱爐選擇 PAGEREF _Toc137631164 h 56 HYPERLINK l _Toc137631165 7.1.1設計條件 PAGEREF _Toc137631165 h 56 HYPERLINK l _Toc137631166 7.1.2爐型選擇 PAGEREF _Toc137

24、631166 h 56 HYPERLINK l _Toc137631167 7.1.3有關參數確定 PAGEREF _Toc137631167 h 57 HYPERLINK l _Toc137631168 7.1.3.1加熱爐小時產量 PAGEREF _Toc137631168 h 57 HYPERLINK l _Toc137631169 7.1.3.2加熱爐尺寸 PAGEREF _Toc137631169 h 57 HYPERLINK l _Toc137631170 7.2冷床選擇 PAGEREF _Toc137631170 h 58 HYPERLINK l _Toc137631171 7.

25、2.1冷床形式選擇 PAGEREF _Toc137631171 h 58 HYPERLINK l _Toc137631172 7.2.2主要參數確定 PAGEREF _Toc137631172 h 59 HYPERLINK l _Toc137631173 7.2.2.1冷床寬度B PAGEREF _Toc137631173 h 59 HYPERLINK l _Toc137631174 7.2.2.2冷床長度L PAGEREF _Toc137631174 h 59 HYPERLINK l _Toc137631175 7.2.2.3冷床面積 PAGEREF _Toc137631175 h 60 H

26、YPERLINK l _Toc137631176 7.2.3冷床能力校核 PAGEREF _Toc137631176 h 60 HYPERLINK l _Toc137631177 7.2.4冷床冷卻能力及負荷率驗算表 PAGEREF _Toc137631177 h 61 HYPERLINK l _Toc137631178 7.3冷定尺飛剪 PAGEREF _Toc137631178 h 62 HYPERLINK l _Toc137631179 7.3.1剪切力計算： PAGEREF _Toc137631179 h 62 HYPERLINK l _Toc137631180 7.3.2剪切生產能力

27、計算： PAGEREF _Toc137631180 h 63 HYPERLINK l _Toc137631181 7.3.3剪切負荷率： PAGEREF _Toc137631181 h 63 HYPERLINK l _Toc137631182 7.4其它輔助設備選擇及參數確定 PAGEREF _Toc137631182 h 64 HYPERLINK l _Toc137631183 8車間組成及平面布置 PAGEREF _Toc137631183 h 73 HYPERLINK l _Toc137631184 8.1車間平面布置的原則： PAGEREF _Toc137631184 h 73 HYP

28、ERLINK l _Toc137631185 8.2金屬流線的布置 PAGEREF _Toc137631185 h 73 HYPERLINK l _Toc137631186 8.3倉庫面積計算 PAGEREF _Toc137631186 h 74 HYPERLINK l _Toc137631187 8.3.1原料庫面積計算 PAGEREF _Toc137631187 h 74 HYPERLINK l _Toc137631188 8.3.2成品庫面積計算 PAGEREF _Toc137631188 h 75 HYPERLINK l _Toc137631189 8.4起重運輸設備組成 PAGERE

29、F _Toc137631189 h 76 HYPERLINK l _Toc137631190 8.4.1吊車布置 PAGEREF _Toc137631190 h 76 HYPERLINK l _Toc137631191 8.4.2吊車數量確 PAGEREF _Toc137631191 h 76 HYPERLINK l _Toc137631192 8.5主軋線設備間距確定 PAGEREF _Toc137631192 h 78 HYPERLINK l _Toc137631193 9車間經濟技術指標 PAGEREF _Toc137631193 h 79 HYPERLINK l _Toc1376311

30、94 9.1車間經濟技術指標 PAGEREF _Toc137631194 h 79 HYPERLINK l _Toc137631195 10環(huán)境保護 PAGEREF _Toc137631195 h 81 HYPERLINK l _Toc137631196 10.1設計要點 PAGEREF _Toc137631196 h 81 HYPERLINK l _Toc137631197 10.2環(huán)境保護的內容與對策 PAGEREF _Toc137631197 h 81 HYPERLINK l _Toc137631198 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc137631198 h 84 HYPERLI

31、NK l _Toc137631199 附錄1.力能參數及校核計算程序 PAGEREF _Toc137631199 h 85 HYPERLINK l _Toc137631200 附錄2.孔型圖 PAGEREF _Toc137631200 h 92概 述1.我國棒材生產現狀近些年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，各個行業(yè)對鋼材的需求大大增加，從而促進了我國鋼鐵業(yè)的發(fā)展，目前我國鋼產量居世界第一位。作為鋼材的一種特殊產品棒材也得到快速發(fā)展?，F在競爭日益激烈，人們對產品質量要求越來越高。使得棒材生產技術不斷更新，棒材生產軋制逐步實現高速連續(xù)化、自動化和現代化。我國棒材軋機的總數裝備和生產能力技術已經達到國際

32、先進水平，并具有以下特點：（1）新建軋機大多是1824架，本設計采用24架分粗、一中、二中、精軋機組，每組分別為：6、6、4、8架，平立交替布置，實現高速連續(xù)軋制。采用步進式加熱爐，全數字式直流傳動系統(tǒng)。（2）無頭軋制和連鑄坯熱裝熱送使用力度大，使用技術也比較成熟。（3）對提高產品質量、滿足用戶需求有益而影響產量的技術，在我國的使用和推廣低于世界先進水平。這些技術包括：a)棒材自由規(guī)格剪定徑技術。其可為用戶提供任意規(guī)格的產品，適應多品種、小批量市場需求。b)棒材高精度軋制技術。c)多鋼種、小批量棒材的市場開發(fā)。d)專用小型材的市場開發(fā)。小型、棒材軋制技術的發(fā)展方向：1.1高速軋制:經濟學家從成

33、本構成角度分析指出，如果軋制速度提高1倍，雖然設備造價也提高1倍，但冶金企業(yè)仍會因人工投入的相對減少而贏利。提高速度需要更多投入，用經濟法則可權衡在某一時期或許會有暫時的最高經濟速度，但“高速軋制”無疑是小型軋機發(fā)展中的追求。1.2連續(xù)軋制:通過對各種小型、棒材軋機諸多布置形式和工藝特點比較后，得出橫列式、順列式、半連續(xù)式都不如連續(xù)式更能適應軋制要求。連續(xù)式不僅軋制時間短，而且可以減少軋件頭尾溫差，理論上可以實現各機架的恒溫軋制，從而在工藝上取消了對坯料重量的限制，這是橫列式、順列式、半連續(xù)式布置做不到的。連續(xù)式軋機操作最簡單，用人最少，軋機效率最高。1.3無頭軋制:20世紀50年代就開展了多

34、方面研究，如薄板坯連鑄連軋。然而小型材的無頭軋制還有很多技術問題，就目前看鋼鐵生產還難以實現無頭軋制。1.4運用控軋控冷工藝:采用控軋控冷工藝不僅可以簡化工序，減少離線作業(yè)，還可以節(jié)約合金用量，用控制金屬組織轉變的辦法開發(fā)性能優(yōu)異的新產品。2. 新建年產35萬噸高速連續(xù)式棒材車間設計主要產品：822mm圓鋼，822mm螺紋鋼。主要鋼種：普通碳素結構鋼、低合金結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼；設計產品：10mm螺紋鋼.3.設計中采用的新技術、新工藝：a)連鑄坯熱裝熱送；b)穿水冷卻技術；c)預留無頭軋制；d)微張力軋制；e)成品飛剪優(yōu)化剪切技術；f)低溫軋制技術；由于編者技術有限或由于不慎設計中難免存在錯

35、誤和不足之處，請讀者諒解并不吝賜教。產品方案及金屬平衡1.1產品大綱設計年產量：35萬噸產品規(guī)格：822圓鋼和螺紋鋼鋼種：普通碳素結構鋼，優(yōu)質碳素結構鋼，低合金結構鋼坯料鑄坯 單重：1788設計產品：10螺紋鋼 產品方案車間年生產各種規(guī)格的圓鋼、螺紋鋼共計3.5104t。主要材質為普通碳素結構鋼、低合金結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼。產品方案見表1-1：表1-1 產品方案序號產品規(guī)格產品規(guī)格鋼種年產量（萬噸）百分比（%）18圓，螺紋鋼普通碳素結構鋼低合金結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼25.7210圓，螺紋鋼1645.7312圓，螺紋鋼38.6414圓，螺紋鋼38.6516圓，螺紋鋼38

36、.6618圓，螺紋鋼411.4720圓，螺紋鋼25.7822圓，螺紋鋼25.7合計35100注：其中熱軋光面圓鋼占總產量的25%，熱軋螺紋鋼筋占總產量的75% 。1.2產品質量標準1.2.1圓鋼質量標準及技術條件1)執(zhí)行標準：GB/T700-88、GB/T702-86 和 GB13013-91；2)圓度: 不超過直徑公差的50%；3)彎曲：每米不超過4mm，總彎曲度不超過棒材全長的0.4%；4)定尺長度6 12 m；5)定尺長度誤差：+50 mm；直徑公差：0.25；允許短尺不短于3.5 m，其數量不超過定貨量的3%。1.2.2螺紋鋼質量標準及技術條件執(zhí)行標準：GB1499-98和GB1301

37、4-91；1）橫肋與鋼筋軸線的夾角不應小于45，當該夾角不大于70時，鋼筋相對兩面上的方向應相反；2）橫肋間距l(xiāng)不得大于鋼筋公稱直徑的0.7倍；3）橫肋側面與鋼筋表面的夾角不得小于45；4）鋼筋相對兩面上橫肋末端之間的間隙（包括縱肋寬度）總和不應大于鋼筋公稱周長的20%；5）對于、級帶肋鋼筋，當公稱直徑不大于12mm時，相對肋面積不應小于0.055；公稱直徑為14mm和16mm時，相對肋面積不應小于0.066；公稱直徑大于16mm時，相對肋面積不應小于0.065；6）鋼筋按直條交貨時，起通常長度為3.512m，其中長度為3.5m至小于6m之間的鋼筋不得超過每批重量的3%；7）長度允許偏差不應大

38、于50mm；8）鋼筋每米彎曲度不應大于4mm，總彎曲度不大于鋼筋總長度的0.4%；9）重量允許偏差0.5%。1.2.3定尺長度及公差定尺長度：612m 允許偏差：050mm其它產品參照有關國家標準1.3原料選擇本車間使用的原料為連鑄坯，由連鑄車間供應。1.3.1 連鑄坯特點1）產品成本低；2）產品成材率高，可提高812%；3）基建投資少；4）勞動條件好；5）同軋制坯相比，形狀好、短尺少、成分均勻；6）可一次加熱軋制成材；7）節(jié)能效果顯著，可降低能耗3545%；8）用連鑄坯軋制可提高產品的表面和內在質量。1.3.2連鑄坯技術要求執(zhí)行標準：YB2011-83(1)連鑄坯每米彎曲度不得大于20mm，

39、總彎曲度不得大于總長度的2%；(2)剪切斜度：連鑄坯端部因剪切而造成的局部寬展不得大于邊長的10%；(3)扭轉：不得有明顯扭轉；(4)表面不得有肉眼可見的裂紋、重疊、翻皮、結疤、夾雜、深度或高度大于3mm的劃痕、壓痕、擦傷、氣孔、冷濺、耳子、凸塊、凹塊和深度大于2mm的發(fā)紋。連鑄坯橫截面不得有縮孔、皮下氣泡；(5)連鑄坯允許有鼓脹，但高度不得超過連鑄坯邊長的允許正偏差；(6)連鑄坯表面不應有的缺陷必須清除。應沿縱向清除，清除處應圓滑無棱角。清除寬度不得小于深度的6倍，長度不得小于深度的8倍。清除尺寸自實際尺寸算起，單面清除深度不得大于連鑄坯厚度的10%，兩相對面清除深度之和不得大于厚度的15%

40、；(7)表面脫碳：允許數值取決于產品的最終用途；(8)內部缺陷：連鑄坯應無內部裂紋、氣孔和縮孔、硫化物和碳化物偏析及夾雜物必須分布均勻；(9)化學成分及偏析：整個坯料的化學成份（除去脫碳區(qū)），應在相應的國標偏差范圍內，偏析不允許擴展成大的不均勻帶；(10) 非金屬夾雜物：非金屬夾雜物必須分布在斷面和長度方向上。連鑄坯的化學成分按GB22284、GB69988、GB159179的規(guī)定。1.3.3連鑄坯規(guī)格目前小型型鋼車間的坯料斷面多為9090mm150150mm，也有大于160160mm的，大于160160mm的比較少，坯料重量為1.52.0t，有的甚至重達2.53.0t，合金鋼使用的連鑄坯斷面

41、為160160mm240240mm；以160160mm200200mm用的最多。如果連鑄坯斷面尺寸過?。ㄈ缧∮?10110mm120120mm），將影響連鑄機的效率和質量；如果連鑄坯斷面過大，又會增加軋制道次增加軋機的變形功，同樣也是不合理的。因此，連鑄坯斷面限定在一個合理的范圍內，目前國際上棒材軋機所使用的坯料在120120mm160160mm范圍之間。綜上所述，本設計選擇坯料材質：普通碳素結構鋼（代表鋼號：Q235A） 低合金結構鋼（代表鋼號：25MnSi） 優(yōu)質碳素結構鋼（代表鋼號：45）。尺寸： 1401401200mm。單重： 1788 kg。標準名稱標準代號代表鋼號 邊長允許偏差對

42、角線長度之差彎曲度長度允許偏差連鑄方坯Q/MGB323-1996Q235,45#25MnSi5.072%+80表1-2 質量標準和技術條件1.4金屬平衡編制金屬平衡表是為了根據設計任務書的要求，參照國內外同類企業(yè)或車間所達到的先進指標，并且結合本設計車間的具體情況確定出完成年計劃產量所需要的連鑄坯量。金屬平衡見表1-3表1-3 金屬平衡產品名稱原 料成 品廢 料切頭、軋廢燒損、二次氧化（t）(%)(t)(%)(t)(%)(t)(%)82083310020000965832.82501.2101684211001600009665682.818531.2123125010030000958753

43、.93751.1143125010030000968752.73751.31631579100300009512323.93471.11841667100400009611672.85001.2202083310020000965832.82501.2222083310020000965832.82501.2合計366666350000124664200總成材率95.5%，年坯料需求量366666噸。設計方案2.1軋制方案的選擇： 小型軋機種類繁多，連軋機組發(fā)展迅猛主要有以下幾種形式13：（1）傳統(tǒng)連續(xù)式軋機特點是：軋制速度高；軋件沿長度方向上溫差?。划a品尺寸精度高、精度高。連續(xù)式軋機一般分粗

44、、中、精軋機組。由于這類軋機在軋制過程中軋件有扭轉、翻鋼，故軋制速度不高，一般為2030m/s,年產量2030萬噸。（2）現代棒材軋機特點是：采用平、立交替式布置全線無扭，同時在粗軋機組采用易操作和換輥機架，中軋機組采用短應力線的高剛度軋機，電氣傳動采用直流單獨傳動或交流變頻傳動，采用微張力和無張力控制，配合于合理孔型設計，使軋制速度提高；產品精度提高；表面質量改善。在設備上，進行機架整體更換和孔型導衛(wèi)調整，并配合快速換輥裝置，使換輥時間縮短到510分鐘，軋件作業(yè)率大大提高。（3）型、棒材一體化節(jié)能軋機，該軋機是當今型、棒材軋機發(fā)展重要趨勢。這種軋機在生產中具有設備先進、自動化程度高、在一臺軋

45、機上可生產質量高的多種產品、金屬收得率高、生產率高、周期短、操作人員少等優(yōu)點。近年來，由于軋機技術的進步，加上控制技術的完善。連續(xù)式小型軋機逐步成為小型軋機的主流，其主要優(yōu)點如下 ：軋機速度快，產量高；軋機緊密排列，間隙時間短，軋件溫降小，有利于小規(guī)格產品；由于軋件長度不受機架間距的限制，故在保證軋鍵首尾溫降不超過允許值的前提下，可盡量增大坯料重量，使軋機產量和金屬收得率提高；連續(xù)式軋機便于實現自動化，減輕工人的勞動強度；產品精度高，高質量的產品，其綜合效益也高。鑒于以上比較，設計采用型、棒材一體化節(jié)能軋機。前16架均采用短應力線、軋機采用平立交替布置，實現無扭軋制。粗、中軋機采用微張力軋制；

46、精軋采用摩根機組，以確保產品尺寸精度。2.2軋機機架確定機架數目與很多因素有關，主要有：坯料的斷面尺寸、生產的品種范圍、生產數量的大小、軋機布置型式、投資的多少以及建廠條件等因素。但在其它條件既定的情況下，主要考慮與軋機布置的形式有關。 總延伸系數按照最小規(guī)格8mm螺紋鋼計算，則： (式2-1)式中：Fo坯料斷面面積； Fn成品斷面面積。=Fo/Fn=140140/（42）=19600/（50.3）=389.8 按經驗取c=1.29 (式2-2)得到n=23.4則n=24 取24架軋機2.3新工藝新技術采用近年來，隨著型鋼生產的迅猛發(fā)展，產生了很多新工藝、新技術。本設計借鑒同類廠家經驗，結合自

47、身特點，采用了部分新工藝、新技術。72.3.1連鑄坯熱裝熱送技術隨著我國煉鋼連鑄化的普及和連鑄技術的迅速發(fā)展，在線棒材生產中實現連鑄坯熱裝熱送已成為節(jié)能降耗的重要措施。（1）熱送熱裝的分類按連鑄坯裝爐溫度，可分為下列4種類型：直接軋制：高溫連鑄坯直接送入軋鋼加熱爐，裝爐溫度9501000，有時采用通道式電感應加熱爐加熱鋼坯，直接軋制需要連鑄坯和軋鋼緊湊布置，加熱爐應有一定的鋼坯緩沖能力，以便連鑄機和軋鋼小時生產能力相匹配；高溫熱裝：裝爐溫度約Ar3900，軋鋼車間需緊鄰連鑄車間，連鑄坯通過輥道或保溫車送至軋鋼加熱爐；溫裝：第3種連鑄坯裝爐溫度為Ar1Ar3，第4種為400Ar1。這兩種類型通常

48、連鑄車間與軋鋼車間距離較遠，熱連鑄坯用保溫車運送到軋鋼車間。由于產品規(guī)格不同使軋機小時產量變化范圍較大，很難與連鑄機能力完全匹配；另外，連鑄機生產方坯速度較低（如生產150150mm方坯，拉坯速度在2m/min左右），生產的鋼坯溫度較低，長坯料則溫降更大。因此，在線棒材生產中一般能實現第2第4類熱裝工藝。綜上所述，本設計采用高溫熱裝方式進行生產。（2）工藝的優(yōu)點節(jié)能：軋鋼加熱爐燃料消耗降低40%67%；提高加熱爐產量約20%40%；加熱時間縮短，表面燒損降低0.3%0.8%；熱坯入爐的鋼坯質量好，溫度均勻，減少生產事故，提高成材率；降耗：鋼坯溫度均勻，軋制電耗和其它消耗降低；減少脫碳；減少了鋼

49、坯庫存量。2.3.2穿水冷卻優(yōu)點：（1）提高了產品的力學性能，與合金化強化相比，可大大降低成本；（2）減少了產品表面二次氧化損失；（3）穿水冷卻后，由于軋件溫度低，剛度大，在冷床輸入輥道上事故減少，軋件在冷床上冷卻時塌腰彎曲減少，可提高成材率和產品質量；（4）冷床冷卻能力提高。2.3.3預留無頭軋制在坯料出爐輥道與1#粗軋機之間預留有足夠的距離，預留無頭軋制。此技術具有如下優(yōu)點：1）消除了坯料間隔時間，增加了純軋時間和年產量；2）所有的上冷床軋件均是定尺，冷卻效率提高；3）軋件不再切頭、尾，成材率提高；4）減少了軋制事故。2.3.4微張力軋制第116架粗、中軋機間采用微張力軋制，精軋機組采用無

50、張力軋制。前16架間軋件斷面太大，無法形成活套，精軋機組為集體傳動，若機架間出現推力會造成軋件失穩(wěn)、彎曲、堆積等現象，張力過大會造成同一根軋件頭中尾的尺寸差，給產品的尺寸精度帶來不利2.3.5成品飛剪優(yōu)化剪切技術其目的是保證任何情況下不出現小于最小上冷床長度的尾部短鋼，同時獲得最大限度的成品定尺率。優(yōu)化剪切系統(tǒng)再軋制過程中提前測量出當前軋件的總成品長度，再根據預計的尾部長度決定最后一次（或兩次）分段剪切的長度設定。2.3.6低溫軋制低溫軋制是將鋼坯加熱到低于常規(guī)的加熱溫度下進行的軋制。一般開軋溫度在9501000的軋制就稱為低溫軋制。其目的是為了大幅度降低坯料加熱所消耗的燃料，減少金屬燒損。常

51、用的方法有控制開軋溫度和既控制開軋溫度又控制終軋溫度兩種，本設計采用控制開軋溫度來實現。優(yōu)點：（1）加熱工序節(jié)省了能耗；（2）減少了氧化燒損；（3）減少了軋輥由于熱應力引起的疲勞裂紋；（4）減少了氧化鐵皮對軋輥的磨損。主要運用于普碳鋼和低合金鋼.生產工藝流程3.1生產工藝流程框圖生產工藝流程框圖見表3-1：熱連鑄坯 輥道熱送 熱坯回收臺架冷連鑄坯旋轉輥道旋轉上料臺架橫移臺架橫移提升機提升入爐輥道不合格坯料剔除加熱粗軋1#飛剪切頭（事故碎斷）一中軋2#飛剪切頭，事故碎斷（預留）二中軋水冷3#飛剪切頭碎斷剪碎斷精軋水冷成品倍尺飛剪分段碎斷剪碎斷夾尾制動高速上鋼裝置冷床冷卻 冷剪剪切檢查 定尺材 非

52、定尺材 打捆打捆 稱重標牌稱重標牌入庫入庫 3.2生產工藝流程簡述本設計車間所用連鑄坯分熱裝、冷裝兩種方式裝料。熱裝時通過輥道從連鑄出坯跨單根送至原料跨，經旋轉輥道旋轉90后，由輥道、橫移臺架送至提升機前提升至入爐輥道。冷坯由磁盤吊運至冷坯上料臺架，經橫移臺架橫移后由提升機提升至入爐輥道。連鑄坯在入爐輥道上稱重、測長后送入步進式加熱爐。不合格的坯料從輥道側邊的剔除裝置剔除。當軋件因故障、檢修、換輥等情況停機時，熱坯經旋轉輥道旋轉90后反向運送至熱坯回收臺架收集。 根據不同鋼種的加熱制度和加熱要求，鋼坯加熱至9501150。按照軋制 節(jié)奏要求，由爐內輥道將加熱好的鋼坯送到出爐輥道上，送入軋機進行

53、軋制。 在加熱爐出口到1#粗軋機之間預留了實現無頭軋制的位置，以便安裝焊機等設備，實現無頭軋制。 整個軋線共設24架軋機，分粗軋機組、一中軋機組、二中軋機組和精軋機組，分別由6架、6架、4架短應力線軋機組成，平立交替布置；精軋機組為8架側交無扭精軋機組。 整個軋線采用全連續(xù)軋制。為保證精軋機組軋件尺寸精確，1#11#、17#24#機架之間采用微張力軋制，11#17#各架軋機之間設置活套，實現無張力軋制，從而生產出高質量產品。再粗軋機之后設置一臺飛剪可對軋件進行切頭、尾和事故碎斷。再一中軋機組后預留一臺飛剪位置。精軋機前設有卡斷剪、飛剪、事故碎斷一臺，用于對軋件進行切頭、事故碎斷和剪切，以便于軋

54、件順利咬入軋機及事故處理。此外，在1#軋機入口處設一臺卡斷剪。根據生產不同的產品，鋼坯在軋機中軋制1824道次。為確保生產高精度的產品，所有產品均從精軋機組中軋出。 生產8成品時，保證軋制速度為35m/s，最大設計軋制速度為40 m/s。 為提高產品機械性能，在精軋機組前后各設一組水箱，前者用于控制軋件進精軋機組的溫度，后者通過在線熱處理的方法提高產品性能。 精軋機組生產出來的各種規(guī)格的棒材，經過水冷裝置進行在線冷卻后送至成品倍尺飛剪分段剪切。 分段剪切成倍尺的棒材經夾尾機夾尾減速，由高速上鋼裝置拋入步進尺條式冷床。倍尺棒材在冷床上矯直冷卻并經冷床出口側的一組齊頭輥道對齊端部后，由設在冷床出口

55、側的一套卸鋼裝置成排收集卸鋼。冷床輸出輥道將成排棒材送至固定冷剪，由固定冷剪進行6.012.0m定尺剪切。少量短尺棒材在短尺收集處人工收集。剪后定尺棒材由輥道和平托移鋼機送至檢查計數臺架，在此進行移鋼、檢查和人工計數。合格的定尺棒材被收集，再由氣動打捆機首動打捆。 打捆后的棒材經輥道送至鏈式移鋼收集臺架上，進行稱重、標牌、移鋼并集捆，再由吊車吊運至成品跨入庫堆放，按合同計劃發(fā)貨。 剪切下的頭、尾經溜槽落入收集筐中，其它軋制廢品用火焰切割成小段裝入收集筐中，用叉車將收集筐中的廢鋼運至指定地點堆放，定期外運。 落入鐵皮溝中的氧化鐵皮經水沖至旋流沉淀池，定期用抓斗抓入濾水池，濾干后運出廠外。車間年工

56、作制度和年工作小時4.1年工作時間表根據車間生產特點，考慮員工自身作息需要，車間三班連續(xù)工作制，節(jié)假日公休日不休息，檢修時間每周安排一班檢修。具體安排如下表4-1：表4-1 年工作時間表日歷時間計劃檢修時間年規(guī)定工作時間工作制度其它停工時間年 計劃 工作 時間大、中修小修小計生產準備時間事故處理時間外部影響時間hhhhhhhhhh876060096015607200四班三倒6006006005400說明：（1）其中大、中修每年一次，每次25天，小修每周一次，每次8小時。（2）交接班時間包括事故、停電等不可預知因素。4.2軋機年工作小時分析4.2.1日歷作業(yè)率日歷作業(yè)率指校核軋鋼企業(yè)日歷時間利用

57、程度的指標，其值越高，軋機產量越高。計算公式： 日歷作業(yè)率=實際工作時間/（日歷時間-計劃大、中修時間）100% 本車間作業(yè)率=5400/（8760-600）100% =66.2%4.2.2有效作業(yè)率為了便于分析研究和對比觀察同類型軋機作業(yè)率，有效作業(yè)率是校核軋機實際生產作業(yè)水平又一依據。計算公式： 有效作業(yè)率=實際工作時間/計劃工作時間100% =5400/7200100%=75.0軋機組成、型式及生產能力計算5.1軋機組成、型式粗軋機組、一中軋機組、二中軋機組分別有6架、6架、4架平立交替布置的無牌坊高剛度短應力線軋機，軋制線固定，單獨傳動，四個軸承座由拉桿組成軋機本體，軸承座設有自動就位

58、裝置。軋輥軸承為四列短圓柱軸承，平衡采用彈簧平衡，該彈簧平衡與傳統(tǒng)的彈簧平衡結構完全不同，短應力線軋機的彈簧平衡力和軋縫變化無關，一組彈簧平衡上輥，另一組彈簧平衡下輥（僅用于消除間隙），不管軋機輥縫如何變化，都能保證有足夠的平衡力，從而保證平穩(wěn)過鋼。輥縫對稱調節(jié)采用蝸輪蝸桿直接帶絲桿螺母。采用內藏式軸向調節(jié)機構，蝸桿-齒輪-前后雙螺紋結構。軋機本體由四只快開螺栓連接在底座上。換輥時僅帶走軋機本體，底座不動。無牌坊短應力線軋機，其優(yōu)點如下：軋機應力線短，剛性好，軋件尺寸精度高；軸承座為浮動機構，承載均勻，壽命長；采用四列短圓柱軸承，承受能力高設有止推軸承承受軸向力，并設有螺紋間隙消除機構，可進行

59、軸向精密調整；軸承座采用新型彈簧平衡，消除間隙；水平和立式機架可以互換，減少備件；軋輥輥縫對稱調節(jié)，軋制線固定，操作方便，提高作業(yè)率；立式軋機采用上傳動，避免冷卻水和氧化鐵皮進入傳動系統(tǒng)；更換軋輥（機架）、調整孔型方便，水平軋機采用液壓缸，立式軋機使用升降機構，安全可靠；機架采用整體更換，減少換輥時間，軋輥拆裝采用專用工具在軋輥間進行，操作簡單方便。8機架側交無扭精軋機組，輥環(huán)材質為碳化鎢。選用一臺交流變頻調速主電機，通過增速齒輪箱，傳動精軋機組。詳細參數見表5-1 表5-1 軋機技術性能參數表機架 號軋機型式 軋 輥 主減 速機 速比 主 電 機 最大 直徑 最小 直徑 輥身 長度功率 型

60、式轉速（mm） (mm)(mm) (kw) (r/min) 1 H610520 760 69 400 AC750/1000 2 V610520 760 54 400 AC750/1000 3 H610520 760 46 400 AC750/1000 4 V610520 760 36 400 AC750/1000 5 H610520 760 3 600 AC750/1200 6 V610520 760 25 600 AC750/1200 7 H420360 650 13.5 600 AC750/1200 8 V420360 650 10 600 AC750/1200 9 H420360 650