畢業(yè)設(shè)計(jì)---30萬噸圓鋼車間工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 前 言6</b></p><p>　　2．我國小型棒材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展綜述報(bào)8</p><p>　　2.1 我國普通小型棒材生產(chǎn)的需求情況8</p><p>　　2.1.1 我國歷年普通小型棒材生產(chǎn)和需求情況

2、8</p><p>　　2.1.2 我國小型棒材生產(chǎn)能力分析8</p><p>　　2.2 國產(chǎn)化的生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)9</p><p>　　2.2.1 連鑄坯熱送熱裝9</p><p>　　2.2.2　切分軋制9</p><p>　　2.2.3 棒材熱芯回火工藝和控制冷卻工藝9</p>

3、<p>　　2.3 國產(chǎn)化小型軋機(jī)的技術(shù)裝備10</p><p>　　2.3.1 步進(jìn)梁式加熱爐10</p><p>　　2.3.2　緊湊式粗軋機(jī)10</p><p>　　2.3.3　粗、中、精軋機(jī)11</p><p>　　2.3.4　飛剪13</p><p>　　2.4 國產(chǎn)小型軋機(jī)的電控

4、系統(tǒng)13</p><p>　　2.4.1　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)13</p><p>　　2.4.2　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的控制功能13</p><p>　　2.5 新技術(shù)14</p><p>　　2.5.1 無頭軋制技術(shù)14</p><p>　　2.5.2 無頭軋制關(guān)鍵工藝過程16</p>&

5、lt;p>　　2.5.3 無頭扎制技術(shù)的顯著特點(diǎn)16</p><p>　　2.6. 目前我國棒線材生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題17</p><p>　　2.6.1 現(xiàn)狀17</p><p>　　2.6.2 對策17</p><p>　　2.6.3 棒材低成本生產(chǎn)線的研究與開發(fā)18</p><p>　　2

6、.7 結(jié)束語19</p><p>　　2.8 對畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考20</p><p>　　3. 標(biāo) 準(zhǔn)21</p><p>　　3.1 產(chǎn)品方案的確定21</p><p>　　3.2 產(chǎn)品大綱及金屬平衡的編制21</p><p>　　3.2.1 產(chǎn)品方案的選擇21</p><p

7、>　　3.2.2 坯料的選擇22</p><p>　　3.3 制定產(chǎn)品的工藝流程24</p><p>　　3.3.1 生產(chǎn)工藝流程的確定25</p><p>　　3.3.2 生產(chǎn)工藝流程簡述26</p><p>　　4．主設(shè)備選擇及技術(shù)性能32</p><p>　　4.1 設(shè)備選擇主要內(nèi)容3

8、2</p><p>　　4.2 生產(chǎn)設(shè)備分類32</p><p>　　4.3 設(shè)備選擇的原則32</p><p>　　4.4 主要設(shè)備32</p><p>　　4.4.1 軋機(jī)的組成32</p><p>　　4.4.2 軋機(jī)形式的確定33</p><p>　　5．輔助設(shè)備的選

9、擇35</p><p>　　5.1 選擇原則35</p><p>　　5.2 加熱設(shè)備35</p><p>　　5.2.1 入爐設(shè)備35</p><p>　　5.2.2 出爐設(shè)備36</p><p>　　5.2.3 加熱爐36</p><p>　　5.3 活套38<

10、;/p><p>　　5.4 剪切機(jī)39</p><p>　　5.5 冷床40</p><p>　　5.6 冷剪40</p><p>　　5.7 堆垛機(jī)41</p><p>　　5.8 打捆機(jī)41</p><p>　　5.9 起重運(yùn)輸設(shè)備的選擇41</p><

11、;p>　　5.9.1 起重機(jī)42</p><p>　　5.9.2 輥道的選用42</p><p>　　6．原料及壓下規(guī)程的確定45</p><p>　　6.1 原料確定45</p><p>　　6.2 孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容45</p><p>　　6.3 孔型設(shè)計(jì)的要求45</p>

12、<p>　　6.4 孔型系統(tǒng)選擇46</p><p>　　6.5 計(jì)算產(chǎn)品10mm圓鋼孔型設(shè)計(jì)46</p><p>　　6.5.1 精軋孔型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)47</p><p>　　6.5.2 延伸孔型設(shè)計(jì)48</p><p>　　6.6 典型產(chǎn)品16mm圓鋼的孔型設(shè)計(jì)52</p><p>　　

13、6.6.1 成品孔型尺寸：52</p><p>　　6.6.2 基圓直徑的確立52</p><p>　　6.6.3 剩余孔型設(shè)計(jì)52</p><p>　　6.7 直徑為24的圓鋼孔型53</p><p>　　6.8 三套孔型的其它參數(shù)見附表6—153</p><p>　　6.9 計(jì)算典型產(chǎn)品三個(gè)型

14、號圓鋼各道次的軋制參數(shù)53</p><p>　　7.軋制壓力和軋制力矩的計(jì)算56</p><p>　　7.1 軋制壓力計(jì)算56</p><p>　　7.2 軋制力矩的計(jì)算57</p><p>　　8．主電機(jī)的選擇及其參數(shù)計(jì)算59</p><p>　　8.1 主電機(jī)類型的選擇59</p>

15、<p>　　8.2 初選主電機(jī)59</p><p>　　8.2.1初選電機(jī)所采用公式：59</p><p>　　8.2.2 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算：60</p><p>　　8.2.3 主電機(jī)軸上的附加摩擦力矩計(jì)算：60</p><p>　　8.2.4 空轉(zhuǎn)力矩的確定60</p><p>　　8.2

16、.5靜力矩的計(jì)算60</p><p>　　9. 電動機(jī)的校核及功率計(jì)算61</p><p>　　9.1 校核原則61</p><p>　　9.2 粗軋機(jī)Φ550×3電機(jī)校核61</p><p>　　9.3 粗軋機(jī)Φ450×3電機(jī)校核62</p><p>　　9.4 中軋機(jī)Φ350&

17、#215;6電機(jī)校核62</p><p>　　9.5 中軋機(jī)Φ300×6電機(jī)校核63</p><p>　　10. 軋輥及機(jī)架強(qiáng)度剛度計(jì)算64</p><p>　　10.1 軋輥選擇64</p><p>　　10.2　軋輥校核64</p><p>　　10.2.1 軋輥強(qiáng)度計(jì)算64</p&

18、gt;<p>　　10.3 Φ10產(chǎn)品的軋輥校核：66</p><p>　　10.4 Φ16產(chǎn)品的軋輥校核：69</p><p>　　10.5 Φ24產(chǎn)品的軋輥校核：69</p><p>　　11.軋機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算71</p><p>　　11.1　軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量的計(jì)算71</p><p>

19、　　11.2 軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量72</p><p>　　11.3 　軋鋼車間軋機(jī)年產(chǎn)量計(jì)算73</p><p>　　11.4 軋機(jī)負(fù)荷率計(jì)算74</p><p>　　11.5 軋制圖表74</p><p>　　12. 車間平面布局75</p><p>　　12.1 車間平面布置的原則75</p

20、><p>　　12.2 金屬流程線的確定75</p><p>　　12.3 設(shè)備間距的確定76</p><p>　　12.3.1 加熱爐到軋機(jī)的距離76</p><p>　　12.3.2 兩機(jī)架之間的距離77</p><p>　　12.3.3 倉庫面積的確定77</p><p>

21、　　12.3.4 原料倉庫面積計(jì)算78</p><p>　　12.3.5 中間倉庫面積計(jì)算78</p><p>　　12.3.6 成品倉庫面積的計(jì)算79</p><p>　　12.4 其它設(shè)施面積的確定79</p><p>　　12.4.1 操縱臺的布置79</p><p>　　12.4.2 主電

22、室的布置80</p><p>　　12.4.3 軋輥堆放場地80</p><p>　　12.4.4 運(yùn)輸通道80</p><p>　　12.5 車間廠房組成及立面尺寸的確定81</p><p>　　12.5.1 廠房跨度布置81</p><p>　　12.5.2 廠房跨度大小81</p>

23、;<p>　　12.5.3 柱距尺寸81</p><p>　　12.5.4 吊車軌面標(biāo)高81</p><p>　　13. 勞動組織83</p><p>　　13.1 車間勞動組織83</p><p>　　13.1.1 勞動定額83</p><p>　　13.1.2 車間勞動定員83&

24、lt;/p><p>　　14. 車間主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)88</p><p>　　14.1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及其重要性88</p><p>　　14.2 制定經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的依據(jù)88</p><p>　　15.軋制過程工藝設(shè)計(jì)91</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)98</b></p>

25、<p><b>　　附表99</b></p><p>　　附表4－1： 主軋機(jī)基本參數(shù)99</p><p>　　附表6—1： 孔型參數(shù)表100</p><p>　　附表6—2： 軋制參數(shù)表102</p><p>　　附表8—1： 電機(jī)各參數(shù)值105</p><p>　　附表

26、8—2： 電機(jī)各參數(shù)值106</p><p>　　附表9—1： 產(chǎn)品Φ16和Φ24的電機(jī)校核107</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)30萬噸圓鋼車間工藝設(shè)計(jì)。產(chǎn)品為直徑10～24mm的圓鋼，根據(jù)成品選擇尺寸為90mm×90mm×10000mm的連鑄坯為原料。為了節(jié)約資金、考慮到

27、年產(chǎn)量，本設(shè)計(jì)采用全連軋生產(chǎn)工藝。在軋鋼生產(chǎn)中采用自動化和計(jì)算機(jī)控制，使軋鋼生產(chǎn)趨連續(xù)化、自動化，穩(wěn)定性高，降低消耗，并采用自動檢測技術(shù)來保證鋼材尺寸精度。總之，設(shè)計(jì)中采用比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，以滿足型鋼工藝的不斷發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：型鋼 連鑄坯 全連軋</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　T

28、his is the technology design for producing three-hundred thounsands tons of round steel workshop per year. The sizes of the Product is between 10 and 24 mm ,According to the size of product we use the casting Pei with th

29、e size of 90mm×90mm×10000mm for the raw material. In order to increase the output of rolling and the precision of rolled piece,we use halp company rolling technology. In the production of steel rolling, the com

30、puter-controlling makes the rolling contintuously,automationly and st</p><p>　　Keyword:shaped steel company casting pei halp company roll</p><p><b>　　1. 前 言</b></p><p>

31、;　　本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)成品規(guī)格為Φ10～Φ24mm圓鋼連軋生產(chǎn)線。在這里我概括性的說明一下我的整個(gè)設(shè)計(jì)工作的情況。</p><p>　　圓鋼廣泛用于機(jī)械制造、精密金屬結(jié)構(gòu)、橋梁建筑等部門，是一種非常重要的鋼材。型鋼生產(chǎn)在軋鋼車間生產(chǎn)中占有重要的地位，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國每年生產(chǎn)的型材占鋼材生產(chǎn)總數(shù)量的50%左右，因此，掌握型鋼生產(chǎn)理論與工藝，對提高型鋼產(chǎn)品質(zhì)量和精度，開發(fā)新品種、新工藝、新設(shè)備，完善生

32、產(chǎn)自動化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，自動化程度極高，從坯料上料到成品，一線全部自動化，無需人工操作。坯料選用連鑄坯取代初軋鋼坯，提高了成材率，簡化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，設(shè)計(jì)采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機(jī)產(chǎn)量、軋制精度和成品質(zhì)量，降低了成本。并且在軋制的精軋部分采用平立輥交替軋制，減少軋制事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。</p><

33、;p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)書“年產(chǎn)30萬噸圓鋼連軋車間工藝設(shè)計(jì)”的要求進(jìn)行的。為做到以事實(shí)為依據(jù)，以實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，以認(rèn)真求知為根本原則，我們參觀了陜西龍門鋼鐵總廠西安軋鋼廠，對期生產(chǎn)過程進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的觀察、思考和記錄，掌握了生產(chǎn)第一線的確切數(shù)據(jù)，為本次設(shè)計(jì)提供了寶貴資料。由于型鋼孔型設(shè)計(jì)難度相當(dāng)大，因此，在本次設(shè)計(jì)過程中，遇到了不少困難。但經(jīng)我們仔細(xì)研究、認(rèn)真討論、翻閱了大量參考文獻(xiàn)，才使設(shè)計(jì)任務(wù)書順利完成。同時(shí)，也使我們的專業(yè)水平

34、有了更進(jìn)一步的提高。在本次設(shè)計(jì)完成過程中，得到了指導(dǎo)老師王快社老師的大力指導(dǎo)，特此表示感謝。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)人： </b></p><p>　　2．我國小型棒材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展綜述報(bào)</p><p>　　2.1 我國普通小型棒材生產(chǎn)的需求情況</p><p>　　2.1.1 我國歷年普通小型棒材生產(chǎn)和

35、需求情況 </p><p>　　近10 年來, 我國小型棒材的產(chǎn)量逐年上升,見表1 。</p><p><b>　?。ū?）</b></p><p>　　由表1 可見, 我國小型棒材平均每年增長716 % , 1998 年普通小型棒材產(chǎn)量已占全部鋼材產(chǎn)量的2611 %。1998 年我國帶肋鋼筋和圓鋼產(chǎn)量分別占全部普通小型材的7410 %和15

36、18 % , 二者合計(jì), 占普通小型材的8918 %。1988～1998 年, 小型棒材表觀需求量占鋼材表觀消費(fèi)總量的比例也呈上升趨勢, 1994 、1995 年均超過25 %。1998 年為2871 萬t , 占全部鋼材表觀需求量11623 萬t 的2417 %。根據(jù)我國建筑業(yè)快速發(fā)展形勢及我國20 年建筑長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃精神: 從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐步過渡到輕型結(jié)構(gòu), Ⅱ級帶肋鋼筋逐步過渡到Ⅲ級鋼筋等,2005 年我國小型棒材需求量約為32

37、50～3375 萬t 。</p><p>　　2.1.2 我國小型棒材生產(chǎn)能力分析</p><p>　　我國已建成的54 套小型連續(xù)(半連續(xù)) 軋機(jī), 其設(shè)計(jì)能力為1439 萬t ; 1998 年連軋機(jī)生產(chǎn)棒材約1300 萬t , 連軋比約為46 %。在目前我國小型棒材生產(chǎn)中, 連軋比仍較低。到2005年, 小型棒材產(chǎn)量約達(dá)到3250 萬t , 連軋比按60 %計(jì), 屆時(shí)應(yīng)有1950 萬

38、t 鋼材用連軋機(jī)生產(chǎn)?？梢? 我國小型連續(xù)(半連續(xù)) 軋機(jī)的設(shè)計(jì)能力尚有待提高，來滿足我國鋼鐵市場不斷增長的需求，所以要考慮新生產(chǎn)線， 若新建生產(chǎn)線按每套40萬t 計(jì), 還需建設(shè)13 套軋機(jī) 。</p><p&

39、gt;　　2.2 國產(chǎn)化的生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)</p><p>　　2.2.1 連鑄坯熱送熱裝</p><p>　　連鑄坯以650～800 ℃的溫度熱送熱裝, 可提高加熱爐能力20 %～30 % , 且比一般冷裝減少氧化損失012 %～013 % , 可進(jìn)一步減少能耗30 %～45 %。同時(shí)可減少鋼坯庫存量和倉庫面積, 減少設(shè)備和操作人員, 縮短生產(chǎn)周期, 加快資金周轉(zhuǎn), 可獲得相當(dāng)?shù)慕?jīng)

40、濟(jì)效益。實(shí)現(xiàn)熱送熱裝要合理匹配連鑄機(jī)與軋機(jī)之間的生產(chǎn)能力。鑄坯的緩沖措施有: 設(shè)置緩沖保溫罩(坑) ; 采用雙步進(jìn)梁式加熱爐; 采用熱坯從中間裝入、冷坯從爐尾裝入的雙段爐等多種型式。目前, 我國已開發(fā)成功簡易的熱送熱裝生產(chǎn)線, 而從煉鋼、連鑄到軋鋼統(tǒng)一管理, 熱裝率達(dá)到高水平的熱送熱裝生產(chǎn)線還沒有成功實(shí)例。</p><p>　　2.2.2　切分軋制</p><p>　　切分軋制的主要優(yōu)點(diǎn)是

41、:</p><p>　　(1) 產(chǎn)量大幅度提高, 尤其是生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品, 如軋制Φ8 、Φ10mm 鋼筋, 采用多線切分的機(jī)時(shí)產(chǎn)量比采用單根軋制提高88 %～91 %; 在軋制Φ16 、Φ18mm 較大規(guī)格鋼筋時(shí), 切分軋制的機(jī)時(shí)產(chǎn)量可比單根軋制提高1 倍, 從而可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格的產(chǎn)量均衡, 使加熱爐的能力得到充分發(fā)揮。</p><p>　　(2) 可以擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格范圍。對已建設(shè)好的生產(chǎn)線,

42、 采用相同的坯料和軋制速度, 可使產(chǎn)品的最小規(guī)格范圍進(jìn)一步擴(kuò)大, 如原生產(chǎn)規(guī)格為Φ14mm 的產(chǎn)品, 通過切分軋制可生產(chǎn)到Φ10 、Φ12mm 的產(chǎn)品。</p><p>　　(3) 在相同條件下, 采用切分軋制可降低鋼坯加熱溫度40 ℃左右, 燃料可降低20%左右,電耗可降低15 %左右, 軋輥消耗可降低15 % ,總費(fèi)用可降低10 %～15 %左右。</p><p>　　(4) 采用切分

43、軋制比采用普通雙線軋制產(chǎn)品精度可提高5 %～20 %。切分軋制工藝的效益十分顯著, 但目前切分工藝還僅用于軋制建筑用材。</p><p>　　2.2.3 棒材熱芯回火工藝和控制冷卻工藝</p><p>　　由于建筑業(yè)的發(fā)展, 要求鋼鐵廠能提供強(qiáng)度更高、焊接性和延展性良好且價(jià)格便宜的鋼筋。為達(dá)到上述目的, 過去多采用冷加工硬化、微合金化方法。目前, 成本低廉的熱芯回火工藝廣泛用于鋼筋生產(chǎn)中

44、。</p><p>　　經(jīng)余熱淬火處理的鋼筋其屈服強(qiáng)度可提高150～230MPa 。采用這種工藝有很大的靈活性,同一成分的鋼通過改變冷卻強(qiáng)度, 可獲得不同級別的鋼筋( Ⅲ～ Ⅳ級) 。余熱淬火鋼筋由于碳當(dāng)量較小, 因而在具有良好屈服強(qiáng)度的同時(shí)還具有良好的焊接性、延展性與彎曲性。與微合金強(qiáng)化相比, 余熱淬火可降低成本, 并可減少不合格產(chǎn)品數(shù)量2 %～5 %。對于合金鋼, 在精軋前后采用控制冷卻技術(shù), 可使軸承鋼的球

45、化退火時(shí)間進(jìn)一步減少, 網(wǎng)狀組織進(jìn)一步減少; 奧氏體不銹鋼可進(jìn)行在線固溶處理。唐鋼、杭鋼、淮陰鋼鐵廠、大連特鋼等小型軋機(jī)都配置了在線余熱淬火裝置等控制冷卻技術(shù)。</p><p>　　2.3 國產(chǎn)化小型軋機(jī)的技術(shù)裝備 </p><p>　　2.3.1 步進(jìn)梁式加熱爐</p><p>　　采用步進(jìn)梁式加熱爐, 鋼坯的裝出爐操作、計(jì)數(shù)和物料跟蹤以及與軋機(jī)的信息交換均通

46、過PLC 系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)、定序、連鎖與邏輯控制,實(shí)現(xiàn)了操作自動化和計(jì)算機(jī)管理。該爐還采取了多項(xiàng)節(jié)能措施:</p><p>　　(1) 經(jīng)濟(jì)合理地選用單位爐底過鋼面積的產(chǎn)量, 合理確定爐子的長度, 以利用高溫段煙氣預(yù)熱入爐的冷料, 并且為軋機(jī)預(yù)留增產(chǎn)的潛力。</p><p>　　(2) 在爐子煙道上設(shè)置金屬管狀預(yù)熱器, 預(yù)熱助燃空氣和煤氣,以回收出爐煙氣帶走的熱量, 節(jié)約燃料消耗。</p

47、><p>　　(3) 采取合理的水冷支承梁及其立柱配置,力求減少水冷管的表面積, 同時(shí)對支承梁及其立柱采用雙層絕熱結(jié)構(gòu), 以減少冷卻水的吸熱損失和冷卻水用量。</p><p>　　(4) 加強(qiáng)爐子砌體的絕熱和密封性, 減少散熱損失。</p><p>　　(5) 配備完善的熱工自動化控制系統(tǒng), 確保嚴(yán)格的空燃比和合理的爐壓, 使熱損失最少。</p><

48、p>　　2.3.2　緊湊式粗軋機(jī)</p><p>　　世界上典型的緊湊式軋機(jī)的型式主要有: 美國摩根的C 型、波茲波羅的彈夾式、瑞典摩格哈瑪?shù)拇罂蚣苁?、意大利波米尼和達(dá)涅利的懸臂式等。我國已有4 臺緊湊式軋機(jī)機(jī)組在運(yùn)行, 其中唐鋼高線車間、通鋼高線車間和浦鋼型鋼分廠各1 臺, 為波茲波羅式, 天津第二軋鋼廠的1 臺類似摩格哈瑪式。緊湊式軋機(jī)由數(shù)架平立短應(yīng)力線軋機(jī)緊湊布置, 其特點(diǎn)是:</p>

49、<p>　　(1) 可以采用強(qiáng)迫咬入、大壓下, 因此節(jié)省機(jī)架、節(jié)省建設(shè)投資。例如, 唐鋼高線廠和天津二軋廠的緊湊式軋機(jī)(都由4 架軋機(jī)組成) , 平均延伸系數(shù)分別達(dá)到11522 和11463 , 浦鋼型鋼分廠緊湊式軋機(jī)的平均延伸系數(shù)可達(dá)11469 </p><p>　　(2) 機(jī)架距離短, 機(jī)組占地小, 特別適于軋線長度受限制的舊車間改造。</p><p>　　(3) 無扭軋制,

50、 軋件質(zhì)量好, 生產(chǎn)事故少。</p><p>　　(4) 微張力或小張力軋制, 機(jī)架間距小, 軋件尺寸精度高。</p><p>　　(5) 單機(jī)架或成組快速換輥。</p><p>　　2.3.3　粗、中、精軋機(jī)</p><p>　　2.3.3.1 我國小型棒材生產(chǎn)軋機(jī)類型</p><p>　　據(jù)調(diào)查, 我國現(xiàn)有5 種

51、類型的小型棒材軋機(jī): (1) 二火成材的橫列式軋機(jī); (2) 改造的一火成材橫列式軋機(jī)或跟蹤式軋機(jī); (3) 改造成一火成材的國產(chǎn)半連軋機(jī); (4) 部分引進(jìn)的連續(xù)棒材軋機(jī); (5) 國產(chǎn)化的連續(xù)棒材軋機(jī)。</p><p>　　粗、中、精軋機(jī)組中可供選擇的機(jī)型有: 閉口式、預(yù)應(yīng)力式和短應(yīng)力線式, 這些機(jī)型各有特點(diǎn), 見表3 。從表3 中可以看出, 閉口式機(jī)架雖換輥時(shí)間長于短應(yīng)力線軋機(jī), 機(jī)架剛度稍低, 但因線材軋

52、機(jī)的粗、中軋部分基本上是一個(gè)孔型系統(tǒng), 換輥較少, 且此處不出成品, 故對剛度要求不太高。另外, 與采用短應(yīng)力線軋機(jī)相比, 可減少輔助設(shè)備, 如無需備用機(jī)架及特殊換輥設(shè)備,因此推薦采用閉口式軋機(jī)。</p><p>　　閉口式機(jī)架的牌坊用厚鋼板切割、焊接而成, 具有強(qiáng)度大、剛性較大、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn); 閉口式機(jī)架采用液壓裝置橫移機(jī)架, 用驅(qū)動小車快速換輥, 優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單, 使用方便, 定位準(zhǔn)確, 換輥周期

53、短; 另外, 用彈性膠體平衡裝置取代了常規(guī)液壓缸平衡或機(jī)械彈簧平衡, 可節(jié)省能源介質(zhì), 減少流體泄漏點(diǎn), 減輕設(shè)備重量。</p><p>　　2.3.3.2 預(yù)應(yīng)力軋機(jī)</p><p>　　預(yù)應(yīng)力軋機(jī)是50 年代發(fā)展起來的一種機(jī)型,50～70 年代曾得到廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:用液壓缸通過拉桿對機(jī)架施予112～215 倍軋制力的預(yù)應(yīng)力, 從而增加機(jī)架的剛度。預(yù)應(yīng)力軋機(jī)有: 半機(jī)架式、無牌

54、坊式、偏心套式及折疊式等多種型式。這種軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是: 軋機(jī)重量輕, 其重量比傳統(tǒng)閉口式軋機(jī)少1/ 3～1/ 2 ; 產(chǎn)品尺寸精度高, 成品尺寸偏差可達(dá)1/ 2～1/ 3 DIN1013 。其缺點(diǎn)是: 液壓螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 操作麻煩; 軸承采用調(diào)心軸承, 承載能力差, 制造和安裝要求精度高。</p><p>　　2.3.3.3　短應(yīng)力線軋機(jī)</p><p>　　自50 年代瑞典的Morgars

55、hammar 公司開發(fā)了短應(yīng)力線軋機(jī)以來, 因其剛度大、產(chǎn)品精度高(可達(dá)1/ 2 ～ 1/ 3 DIN1013 或更高) 、設(shè)備重量輕, 各小型軋機(jī)制造商紛紛采用, 并在使用中不斷改進(jìn), 成為目前世界小型軋機(jī)使用最多的一種主導(dǎo)機(jī)型。短應(yīng)力線軋機(jī)的主要特點(diǎn)為: 機(jī)架剛度高,因而產(chǎn)品尺寸精度高; 機(jī)架整體更換, 縮短了換輥時(shí)間,因而調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格時(shí)占用的非作業(yè)時(shí)間短; 機(jī)架在軋輥車間用專用換輥裝置換輥, 并將孔型及導(dǎo)衛(wèi)一同調(diào)整好, 縮短了在線

56、調(diào)整時(shí)間, 提高了作業(yè)率。但為滿足正常生產(chǎn), 需大量備用機(jī)架。</p><p>　　此外, 軋機(jī)的形式還可分為平輥式、立輥式和平立轉(zhuǎn)換式, 其設(shè)計(jì)與制造都可國產(chǎn)化。</p><p>　　表2： 種軋機(jī)類型的特點(diǎn)</p><p><b>　?。ū?）</b></p><p><b>　　2.3.4　飛剪<

57、/b></p><p>　　目前在小型棒材軋機(jī)中使用的飛剪型式有:擺動式剪、曲柄式剪、回轉(zhuǎn)式剪和曲柄回轉(zhuǎn)復(fù)合式剪等多種型式。擺動式剪剪切力大, 但剪切精度較低, 適用于軋件斷面大、軋制速度低的場合。曲柄式剪剪切力小于擺動式剪, 大于回轉(zhuǎn)式剪, 而剪切精度高于擺動式剪, 適用于軋制速度稍高、斷面較大的場合?；剞D(zhuǎn)式剪剪切力比曲柄式剪小, 剪切速度更高, 適用于小斷面、高速度的場合。回轉(zhuǎn)曲柄復(fù)合式綜合了曲柄式和回

58、轉(zhuǎn)式的優(yōu)點(diǎn), 低速軋制時(shí)用曲柄剪, 高速軋制時(shí)用回轉(zhuǎn)剪, 用于產(chǎn)品范圍很寬的成品分段剪切。剪切的控制方式有: 離合器制動式和啟停式兩種。離合器制動方式, 傳動電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn), 飛剪的啟動和停止靠離合器的斷開和接通進(jìn)行控制。這種控制方式電機(jī)可以小一些, 但剪切精度差, 離合器頻繁地接通和斷開, 噪聲大, 易損壞, 維護(hù)困難。啟停式, 每剪切一次電機(jī)都要啟動和停止, 剪切精度高, 工作可靠; 傳動電機(jī)的功率較大。為使剪機(jī)工作穩(wěn)定可靠, 目前多

59、采用啟停式的控制方式。北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)制造的啟停式飛剪, 其剪切速度可達(dá)18m/s , 剪切精度已達(dá)到引進(jìn)啟停式飛剪水平。</p><p>　　2.4 國產(chǎn)小型軋機(jī)的電控系統(tǒng)</p><p>　　2.4.1　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)是以PLC 為核心的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 上級采用通用型ETHERNET 網(wǎng)絡(luò),TCP/ IP 協(xié)議

60、, 上掛各個(gè)PLC 及圖形操作系統(tǒng),由PLC 下掛的傳動級網(wǎng)絡(luò)采用PROFIBUS , 連接各個(gè)直流傳動裝置。PLC 設(shè)備采用可編程序控制器。</p><p>　　2.4.2　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的控制功能</p><p>　　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)具備: 監(jiān)控系統(tǒng)HMI (人機(jī)接口) ; 軋線設(shè)定系統(tǒng); 軋線速度級聯(lián)系統(tǒng);速度設(shè)定自適應(yīng)系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn): 機(jī)架間速度關(guān)系的手動調(diào)整, 微張力自動控制

61、, 活套自動控制, 沖擊速度補(bǔ)償, 軋件頭尾跟蹤及故障檢測, 飛剪的周期控制, 飛剪切頭長度控制, 穿水冷卻區(qū)控制, 液壓系統(tǒng)與潤滑系統(tǒng)控制。綜上所述, 我國普通小型棒材生產(chǎn)工藝、設(shè)備、電氣系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。 </p><p><b>　　2.5 新技術(shù)</b></p><p>　　2.5.1 無頭軋制技術(shù)</p><p>　　傳統(tǒng)的軋鋼

62、生產(chǎn)過程,相鄰軋件間要有一定的間隔,以便給下游留出一定的緩沖時(shí)間。從而加大了因軋機(jī)頻繁咬鋼而出現(xiàn)堆鋼的幾率,咬入產(chǎn)生的沖擊載荷也會導(dǎo)致設(shè)備使用壽命降低,輥耗增大,有效作業(yè)率降低等問題。</p><p>　　(1) EWR 技術(shù)</p><p>　　無頭焊接軋制EWR ( Endless Welding Rolling) 技術(shù)是對傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)方式具有劃時(shí)代意義的新興的生產(chǎn)技術(shù),將成為二十一世

63、紀(jì)初世界領(lǐng)先技術(shù)。無頭焊接軋制技術(shù)真正用于軋鋼生產(chǎn)始于1992 年。1996 年新型直流鋼坯焊接機(jī)和先進(jìn)的去除焊瘤設(shè)備應(yīng)用到無頭焊接軋制中,使焊接設(shè)備更緊湊,占地更少,更便于維修,使該技術(shù)開始得以推廣。目前,世界上僅有少數(shù)幾個(gè)廠家掌握了此項(xiàng)技術(shù),唐鋼棒材廠從意大利DANIELI 公司引進(jìn)的這項(xiàng)技術(shù)預(yù)2000 年9 月投入使用,將是亞洲第三家、中國第一家實(shí)現(xiàn)無頭焊接軋制的生產(chǎn)廠。</p><p>　　所謂無頭焊接軋

64、制EWR ( Endless Welding Rolling)就是將傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)中使用的定尺鋼坯(長度根據(jù)加熱爐規(guī)格型式而定) ,在進(jìn)入粗軋機(jī)以前,通過鋼坯焊接機(jī)將前后兩根鋼坯的尾、頭焊接在一起(此時(shí),前根鋼坯的頭部已進(jìn)入粗軋機(jī)) ,并去除焊瘤,作為一根鋼坯進(jìn)入粗軋機(jī),從而實(shí)現(xiàn)無頭軋制。閃光焊機(jī)設(shè)在加熱工序之后。焊接的過程如圖3 所示。</p><p>　　圖3： 焊接過程示意圖</p><

65、p><b>　?。▓D3）</b></p><p>　　焊接過程由計(jì)算機(jī)控制,并納入了軋鋼自動化系統(tǒng),因而焊接過程的穩(wěn)定性和可重復(fù)性極好。任意斷面形狀和鋼種的鋼坯均能對焊,最大可對焊規(guī)格達(dá)200 mm ×200 mm。唐鋼對焊165 mm方坯所需周期約為3740 s ,其中焊接時(shí)間約為10 s。由于焊接技術(shù)的提高,焊口位置不但不存在內(nèi)部缺陷,強(qiáng)度指標(biāo)也不亞于軋件母體。無頭軋制與

66、常規(guī)軋制相比,生產(chǎn)效率提高12 %16 % ,生產(chǎn)成本降低215 %310 %[2 ] ,棒材定尺率接近100 % ,金屬收得率提高約1 %。從軋件品質(zhì)分析,因?yàn)檐堉茣r(shí)僅存在著一個(gè)頭部,所以能明顯減少軋件縱向尺寸和性能不均現(xiàn)象。按唐鋼年產(chǎn)70 萬t棒材生產(chǎn)線估算,采用無頭軋制技術(shù)之后,年增收將達(dá)到2000 萬元人民幣,超過了該項(xiàng)目總投資210 萬美元。唐鋼經(jīng)驗(yàn)證明,提供無缺陷連鑄坯是此技術(shù)應(yīng)用的前提。鋼坯對焊成功率主要取決于對接鋼坯端面

67、幾何形狀的一致性。目前唐鋼對焊率不高主要是由于火焰切割的坯料端面不整齊和鑄坯斷面脫矩造成的。現(xiàn)場分析認(rèn)為,保持火焰切割噴嘴的通暢以及控制好結(jié)晶器定位,是提高鋼坯對焊率的關(guān)鍵。</p><p>　　(2) ECR 技術(shù)</p><p>　　2000 年10 月世界上第一套年產(chǎn)50 萬t 的LunaECR○R特殊鋼無頭連鑄連軋生產(chǎn)線在意大利ABS 鋼廠正式投產(chǎn)[3 ] 。無頭連鑄連軋ECR(

68、Endless CastingRolling) 技術(shù)的問世,是繼EWR 之后出現(xiàn)的無頭軋制新技術(shù)。從技術(shù)角度講,ECR 給長材軋制工藝帶來了一場革命性變化。它實(shí)現(xiàn)了從連鑄、連軋、在線熱處理、表面精整,到在線檢查的全連續(xù)化,全部工序都實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制。從訂單下達(dá)到成品入庫的全部加工過程不超過4 h。該廠設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。ECR 技術(shù)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,ABS 鋼廠噸鋼成本較常規(guī)技術(shù)減少約40 美元。據(jù)悉,采用ECR 技術(shù)年生

69、產(chǎn)能力高達(dá)80 萬t 的普碳鋼生產(chǎn)線,已經(jīng)完成了初步設(shè)計(jì)。ABS 鋼廠的連鑄連軋廠是一種被稱為“超級靈活配置的無頭連鑄連軋廠”(Superflexible ECR Plant)的新概念短流程長材生產(chǎn)廠。連鑄機(jī)后接隧道式均熱爐,連軋機(jī)入口處設(shè)有高壓水除鱗箱,3 組18 架連軋機(jī)之后設(shè)置了3 架3 輥大壓下量RSB (ReducingSizing Block) 減徑機(jī)組,構(gòu)成主軋線。主軋線之后通過轉(zhuǎn)換器將軋</p><p

70、>　　2.5.2 無頭軋制關(guān)鍵工藝過程</p><p>　　無頭軋制關(guān)鍵工藝過程是軋制過程的焊接過程，從加熱爐出口開始,鋼坯在加熱爐出口經(jīng)高壓水除鱗后,它前端與已進(jìn)入粗軋機(jī)的前一根鋼坯的尾部閃光對焊在一起。具體程序如下:①脈沖發(fā)生器落下,測量已進(jìn)入粗軋機(jī)的鋼坯尾部的運(yùn)行速度,光電管測出鋼坯頭尾出現(xiàn)的時(shí)間,焊機(jī)啟動,加速至鋼坯的運(yùn)行速度,即與第一架軋機(jī)的咬入速度一致; ②兩套夾鉗分別將兩根鋼坯相鄰端部夾緊;

71、 ③脈沖發(fā)生器抬起,焊接開始:鋼坯定位調(diào)整—預(yù)熱打火—閃光焊接、金屬熔化—沿鋼坯軸向施以很大的擠壓力; ④分別沿水平、垂直方向去除焊瘤; ⑤夾鉗打開,焊機(jī)減速; ⑥焊機(jī)返回到起始位置,光電管探測鋼坯尾部,準(zhǔn)備下一次焊接周期。此時(shí),對接在一起的兩根鋼坯做為一根鋼坯進(jìn)入粗軋機(jī)完成軋制過程。</p><p>　　2.5.3 無頭扎制技術(shù)的顯著特點(diǎn)</p><p>　　無頭焊接軋制具有提高產(chǎn)量、

72、提高成材率和軋機(jī)作業(yè)率、降低成本、便于生產(chǎn)管理、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。</p><p>　　(1) 提高產(chǎn)量。省去了鋼坯間隔時(shí)間,增加了有效生產(chǎn)時(shí)間,提高了產(chǎn)量; 廢品通常出現(xiàn)在棒料頭部,無頭軋制可使每個(gè)生產(chǎn)班只有一個(gè)棒材料頭部,因而大大減少了廢品率以及產(chǎn)生廢品所消耗的時(shí)間;消除了鋼坯切頭、切尾損失。</p><p>　　(2) 提高了成材率和軋機(jī)作業(yè)率。①在無頭焊接軋制中可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)班只對

73、第一根鋼坯切頭,對最后一根鋼坯切尾; ②無需在冷床上為實(shí)現(xiàn)棒材長度最優(yōu)化而進(jìn)行的剪切作業(yè),剪床只剪切倍尺而沒有短尺產(chǎn)生; ③在線材生產(chǎn)中也不需對盤卷切頭切尾。因?yàn)樵跓o頭焊接軋制中,通過圓盤剪在線材上軋出凹痕,即可實(shí)現(xiàn)盤卷與盤卷的分?jǐn)?且整個(gè)盤卷頭尾尺寸和機(jī)械性能一致; ④大大減少了因產(chǎn)生廢品而造成的停車時(shí)間; ⑤由于無頭焊接軋制使軋制特性變得高度平穩(wěn),大大減少了機(jī)械和電氣設(shè)備事故時(shí)間。因而,無頭焊接軋制使成材率和軋機(jī)作業(yè)率得以最大程度提

74、高。</p><p>　　(3) 降低了產(chǎn)品成本。①無頭焊接軋制使軋制特性平穩(wěn),易耗品使用壽命延長,減少了軋槽、導(dǎo)衛(wèi)及刀片等的消耗; ②軋制特性穩(wěn)定也使機(jī)械設(shè)備使用壽命延長,維修量和備件消耗相應(yīng)減少; ③可減少現(xiàn)場操作和維修人員; ④間接成本如設(shè)備折舊、辦公用電等,由于產(chǎn)量增加而被分擔(dān)。因此,無頭焊接軋制可在相同的總消耗下生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品,從而降低了噸鋼成本。</p><p>　　(4)

75、便于生產(chǎn)管理。無頭焊接軋制可以實(shí)現(xiàn)安全軋制。由于棒料連續(xù)不斷,可以使整個(gè)生產(chǎn)過程精確化、產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化,并適合各種長軋件產(chǎn)品生產(chǎn)。</p><p>　　2.6. 目前我國棒線材生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題</p><p><b>　　2.6.1 現(xiàn)狀</b></p><p>　　目前我國約有40％的小型型鋼（含棒材）生產(chǎn)線屬于落后淘汰設(shè)備；約有30％

76、的落后線材生產(chǎn)線應(yīng)被淘汰。在這種情況下，要實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)代化，遇到的主要問題是資金短缺。 </p><p><b>　　2.6.2 對策</b></p><p>　　要解決上述問題，其對策是開發(fā)低成本國產(chǎn)連軋（半連軋）生產(chǎn)線。為此，應(yīng)遵循以下原則：　　（1）以連軋（半連軋）生產(chǎn)線改造、淘汰現(xiàn)有多火成材的橫列式軋機(jī)和落后的復(fù)二重線材軋機(jī)；　?。?）粗軋機(jī)組可采用靈活、

77、快速粗軋技術(shù)，與連鑄銜接，盡量采用熱送熱裝技術(shù)；</p><p>　?。?）國產(chǎn)技術(shù)裝備的總體水平應(yīng)不低于進(jìn)口設(shè)備水平，但應(yīng)小于國外進(jìn)口同類設(shè)備的投資；　　（4）在建設(shè)方式上，如資金不足，可分步實(shí)施。第1步，先建成半連軋生產(chǎn)線，待條件成熟時(shí)粗軋改成連軋方式。</p><p>　　2.6.3 棒材低成本生產(chǎn)線的研究與開發(fā)</p><p>　　2.6.3.1 效益分

78、析　</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)建設(shè)和生產(chǎn)的低成本，必須對投資和效益的關(guān)系進(jìn)行分析。圖4給出了棒材生產(chǎn)線投資與收益率之間的關(guān)系。</p><p>　　圖4：　投資效益分析圖</p><p>　　2.6.3.2 開發(fā)模式　?。?）10年來，北京科技大學(xué)軋鋼研究所開發(fā)了10余條連軋（半連軋）棒材生產(chǎn)線，規(guī)模為20～30萬t／a。半連軋投資不超過0.6億元（含土建，

79、下同），連軋不超過1億元，均收到了很好的效益。下面舉2個(gè)實(shí)例?！　、購埣腋塾缆?lián)鋼鐵集團(tuán)（永鋼集團(tuán)）生產(chǎn)線　　1992年5月永鋼公司采用北京科技大學(xué)軋鋼研究所的技術(shù)和設(shè)計(jì)，籌建短應(yīng)力線軋機(jī)半連軋生產(chǎn)線，投資3200萬元，10個(gè)月建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)能力20萬t，現(xiàn)已達(dá)到35萬t。所用投資1年多即全部收回。在此基礎(chǔ)上，永鋼又建成3條國產(chǎn)化棒材生產(chǎn)線，具有年產(chǎn)150萬t帶肋鋼筋的能力，成為華東和江南地區(qū)最大的建筑棒材產(chǎn)銷基地。產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量水平

80、同發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品相同。榮獲冶金產(chǎn)品“實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)”和“全國用戶滿意產(chǎn)品”稱號?！　、诮箱撹F集團(tuán)棒材生產(chǎn)線　　1995年江南鋼鐵集團(tuán)采用北京科技大學(xué)軋鋼研究所的技術(shù)和設(shè)計(jì)，興建棒材連軋生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線分兩步建設(shè)。第1步實(shí)現(xiàn)半連軋，即粗軋機(jī)組為普通三輥軋機(jī)，進(jìn)行穿梭軋制。第2步將三輥軋機(jī)更換為7連軋機(jī)組。第1步已于1996年（建設(shè)期14個(gè)月）建成投產(chǎn)，總投資5000萬元。投產(chǎn)1個(gè)</p><p><b

81、>　　2.7 結(jié)束語</b></p><p>　　小型棒材生產(chǎn)線可分為普鋼棒材軋線、小型材軋制線和特鋼棒材軋制線。由于我國對特鋼棒材軋制的許多工藝還未完全掌握, 還不能設(shè)計(jì)制造定徑機(jī)、自動計(jì)數(shù)及打(噴) 印機(jī), 在線檢測技術(shù)也還不過關(guān), 等等。因此, 特鋼棒材軋制線還需引進(jìn); 在小型材軋制線方面, 在線多條矯直和飛剪定尺剪切技術(shù)、自動堆垛和疊放技術(shù)、自動計(jì)數(shù)與打(噴) 印等方面還不能國產(chǎn)化,

82、尚需部分引進(jìn); 對于普鋼棒材軋制線, 我國已完全有能力自己設(shè)計(jì)和制造。</p><p>　　2.8 對畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考</p><p>　　通過對國內(nèi)國外棒材生產(chǎn)現(xiàn)狀的了解，我覺的我的畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾個(gè)方面作為出發(fā)點(diǎn)。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)建設(shè)和生產(chǎn)的低成本。</p><p>　　提高資源利用率，降低能耗。</p><

83、;p>　　生產(chǎn)的低排放，成品的綠色化，保護(hù)環(huán)境。</p><p><b>　　3. 標(biāo) 準(zhǔn)</b></p><p>　　3.1 產(chǎn)品方案的確定</p><p>　　產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成或選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計(jì)劃。產(chǎn)品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時(shí)也規(guī)

84、定了車間的生產(chǎn)產(chǎn)品方向，是車間組織生產(chǎn)的依據(jù)。本車間制定產(chǎn)品方案時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)術(shù)要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取很具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。 </p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個(gè)品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械相能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標(biāo)

85、準(zhǔn)規(guī)定，如國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國家沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。</p><p>　　3.2 產(chǎn)品大綱及金屬平衡的編制</p><p>　　3.2.1 產(chǎn)品方案的選擇</p><p>　　3.2.1.1 產(chǎn)品方案的選擇原則</p><p>　　產(chǎn)品方案是指所設(shè)計(jì)的工廠的主要生產(chǎn)車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品的名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計(jì)劃

86、產(chǎn)量，依次來選擇設(shè)備和制定工藝。</p><p>　　確定產(chǎn)品方案的原則：</p><p>　?。?） 國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。</p><p>　?。?） 產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。</p><p>　?。?） 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。</p

87、><p>　?。?） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。</p><p>　　根據(jù)上級下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書對各項(xiàng)產(chǎn)品的數(shù)量及質(zhì)量、品種、規(guī)格范圍、狀態(tài)需要的同時(shí)，進(jìn)行一系列的調(diào)查工作，針對國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展，國內(nèi)外市場動態(tài)，綜合全國各地區(qū)布局和配套加以平衡，滿足國防需要，車間的規(guī)模和技術(shù)上的可能性以及建廠地區(qū)的水煤氣電，交通、資源等自然條件，并考慮各車間的配套和合理分工來確定最

88、優(yōu)的產(chǎn)品方案。</p><p>　　3.2.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算產(chǎn)品的確定原則</p><p>　　車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有幾種、數(shù)百種以上。但是，在設(shè)計(jì)中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)，又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。</p><p>　　3.2.1.3 產(chǎn)品方案

89、的確定</p><p>　　人們把對產(chǎn)品的牌號、規(guī)格、表面質(zhì)量以及組織性能等方面的需求同稱為產(chǎn)品的技術(shù)要求。根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)書及相關(guān)的陜西龍門鋼鐵總廠西安軋鋼廠的生產(chǎn)實(shí)際情況，擬定以下產(chǎn)品方案：</p><p>　　軋機(jī)年生產(chǎn)10～24mm的圓鋼30萬噸，全部以直條交貨，定尺長度為9m。鋼種為合金鋼或低合金鋼。圓鋼按GB702－86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)、檢查和驗(yàn)收。產(chǎn)品包裝執(zhí)行GB2101－89標(biāo)

90、準(zhǔn)。</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格及年生產(chǎn)計(jì)劃見下表：</p><p>　　表5： 產(chǎn)品方案表</p><p>　　3.2.2 坯料的選擇</p><p>　　正確選擇坯料對軋鋼生產(chǎn)具有重要影響。坯料選擇合理，不僅可使鋼材質(zhì)量得到保證，而且可使軋機(jī)生產(chǎn)能力得以發(fā)揮，金屬收得率也能提高。</p><p>　　坯料選擇

91、的內(nèi)容是正確地確定坯料的種類、斷面形狀及其尺寸大小。坯料的選擇是個(gè)復(fù)雜的問題，它受許多因素的影響和限制。選擇坯料時(shí)要全面考慮生產(chǎn)需要和客觀肯恩格之間的相互關(guān)系，綜合分析各種因素的影響，這樣才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、用鋼錠軋制成的坯、用鋼錠直接軋制成材。</p><p>　　與其它兩種相比，連鑄坯的特點(diǎn)：</p>&

92、lt;p>　　金屬收得率可提高6～12％；</p><p>　　每噸鋼大概可節(jié)約熱能14萬大卡；</p><p>　　降低產(chǎn)品成本可達(dá)10％；</p><p>　　由于連鑄坯有這些特點(diǎn)，根據(jù)本車間的設(shè)計(jì)要求，選擇優(yōu)質(zhì)連鑄坯。斷面尺寸為90mm＊90mm，長度為104mm。</p><p>　　3.2.1.5 產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求&l

93、t;/p><p>　　人們把對產(chǎn)品的牌號規(guī)格表面質(zhì)量以及組織性能等方面的要求統(tǒng)稱為產(chǎn)品的技術(shù)要求。</p><p>　　產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括品種的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)與其他內(nèi)容。</p><p>　　規(guī)格標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的牌號、尺寸和表面質(zhì)量,并且附有使用參考的有關(guān)參數(shù)等。</p><p>　　產(chǎn)品的技術(shù)要求:除規(guī)定品種規(guī)格

94、要求外還規(guī)定其他的技術(shù)要求,軋件性能的要求主要是軋件機(jī)械性能,工藝性能及特殊化學(xué)物理性質(zhì)的要求,有時(shí)還要求硬度及其他性質(zhì)。</p><p>　　交貨標(biāo)準(zhǔn):規(guī)定產(chǎn)品交貨,驗(yàn)收的包裝、標(biāo)志方法及部位等。</p><p>　　3.2.1.6 金屬平衡的編制</p><p>　　編制金屬平衡表的目的在于根據(jù)車間任務(wù)書的要求，參照國內(nèi)外的同類企業(yè)或車間所能達(dá)到的先進(jìn)指標(biāo)，考

95、慮本車間的具體情況確定出完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需要的投料量。編制金屬平衡表的任務(wù)是確定出各計(jì)算產(chǎn)品的成品率。編制金屬平衡表是反映某一時(shí)期金屬制品的收支情況，它是工廠和車間生產(chǎn)預(yù)算與制訂計(jì)劃的重要依據(jù)。同時(shí)，對于設(shè)計(jì)工廠車間的內(nèi)部運(yùn)輸與外部運(yùn)輸，以及平邊布置都是極為重要的依據(jù)。因此，必須在確定成品率以及金屬損失率的基礎(chǔ)上編制各種計(jì)算產(chǎn)品的金屬平衡表。</p><p>　　金屬消耗是軋鋼車間生產(chǎn)重要的消耗，一般影響金屬消耗

96、的組成有以下幾種：</p><p><b>　　爐內(nèi)燒損；</b></p><p><b>　　切損；</b></p><p><b>　　清理表面損失；</b></p><p><b>　　軋廢；</b></p><p><

97、b>　　檢驗(yàn)廢品。</b></p><p>　　本車間年產(chǎn)30 萬噸棒材，綜合金屬收得率95％，需用坯料 萬噸。金屬平衡表詳見表6。</p><p>　　表6： 金屬平衡表</p><p><b>　?。ū?）</b></p><p>　　3.3 制定產(chǎn)品的工藝流程</p><p

98、>　　正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過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(chǔ)上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到講的各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對于工藝過程合理化，對于充分發(fā)揮軋機(jī)作用具有重要意義。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗時(shí)指定產(chǎn)品工藝過程的總要求。</p><p>　　根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下

99、，用最大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動成本，并有利于產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和發(fā)展，有較好的勞動條件，最好的經(jīng)濟(jì)效益，具體的原則如下：</p><p>　　（1） 產(chǎn)品的技術(shù)條件</p><p>　　通常在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼材各種規(guī)格，技術(shù)條件、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度、鋼組織與性能以及表面質(zhì)量都作出

100、了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求時(shí)制定工藝過程的首要依據(jù)。</p><p><b>　　鋼種的加工工藝性能</b></p><p>　　鋼的加工工藝性能包括了鋼的變形抗力、塑性、導(dǎo)熱性以及形成缺陷的傾向性等內(nèi)容。它反映了金屬在加工過程中扥安逸程度，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)。因此，鋼的加工工藝性能時(shí)制定工

101、藝過程的重要依據(jù)。</p><p><b>　　生產(chǎn)規(guī)模大小</b></p><p><b>　　產(chǎn)品成本</b></p><p>　　成品是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會相應(yīng)

102、提高。反之，則產(chǎn)品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其它因素有關(guān)的。</p><p>　?。?） 工人的勞動條件</p><p>　　工藝過程中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。否則，應(yīng)采取妥善的防護(hù)措施。</p><p>　　3.3.1 生產(chǎn)工藝流程的確定</

103、p><p>　　圖6： 產(chǎn)品工藝流程圖</p><p>　　3.3.2 生產(chǎn)工藝流程簡述</p><p><b>　?。?） 坯料準(zhǔn)備</b></p><p><b>　　① 表面缺陷清理</b></p><p>　　連鑄坯表面存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），

104、如不在軋制前加以清理去除，灰在扎制過程延伸、擴(kuò)大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點(diǎn)，使材料強(qiáng)度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時(shí)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，保證鋼清理和火焰清理的方法；對于和經(jīng)昂，由于表面容易淬硬、開裂、常選用砂輪清理或機(jī)床清理。</p><p>　　② 表面氧化鐵皮清除</p><p>　　氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查

105、、光潔表面和減少下道工具的磨損。</p><p>　　清除表面氧化鐵皮的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩類。對連鑄坯，一般采用化學(xué)法清理。對金屬進(jìn)行酸洗或堿洗屬于化學(xué)法清除。其中酸洗時(shí)最常用的去除氧化鐵皮的方法。</p><p><b>　?。?） 坯料加熱</b></p><p>　　現(xiàn)代化棒、線材軋制速度很高，軋制中溫降很小，甚至還出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，

106、所以棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設(shè)備，制定合適的加熱工藝制度對提高車間生產(chǎn)能力，改善產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。相反，加熱設(shè)備選擇不當(dāng)，加熱制度制定不妥，可能引起鋼的氧化、脫碳、過熱、過燒等缺陷，給軋鋼生產(chǎn)帶來嚴(yán)重后果。因此根據(jù)本車間的產(chǎn)量大等原因，選擇步進(jìn)梁式加熱爐。</p><p>　　坯料加熱工序設(shè)計(jì)主要考慮：加熱速度、加熱時(shí)間、加熱溫度等方面。</p><p><b>

107、;　?、?加熱速度</b></p><p>　　鋼的加熱速度指在單位時(shí)間內(nèi)鋼的溫度的變化。加熱速度應(yīng)根據(jù)某溫度范圍內(nèi)金屬的塑性和導(dǎo)熱性來確定。一般坯料加熱可分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期是在低溫加熱時(shí)間。這個(gè)時(shí)期由于金屬導(dǎo)熱性和塑性較差，容易造成金屬內(nèi)外層溫差過大而導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑</p><p>　　性和導(dǎo)熱性較差，此時(shí)要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低

108、合金鋼在低溫導(dǎo)熱性和塑性較好，就沒必要采取過低的速度。第二個(gè)時(shí)期是指高溫加熱時(shí)期基金屬加熱到700～800℃以后，這時(shí)金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。</p><p><b>　　② 加熱時(shí)間</b></p><p>　　加熱時(shí)間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時(shí)間。加熱時(shí)間長短不僅影響爐子產(chǎn)量，也影響鋼材質(zhì)量。所以合理確定加熱時(shí)間對實(shí)現(xiàn)正確加熱、

109、提高爐子產(chǎn)量、保證加熱質(zhì)量和改善爐子的各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。</p><p>　　加熱時(shí)間與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。確定加熱時(shí)間除進(jìn)行理論計(jì)算外，還可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行估算的方法。實(shí)際上運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)際資料是當(dāng)前設(shè)計(jì)中確定加熱時(shí)間常用的方法。</p><p>　　連續(xù)式加熱爐的加熱時(shí)間計(jì)算的估算公式：</p><p&

110、gt;　　式中 T—加熱時(shí)間，（時(shí)）；</p><p>　　B—鋼料厚度，（厘米）； </p><p>　　C— 考慮鋼的化學(xué)成分和其他因素影響的系數(shù)。</p><p>　　對于連續(xù)式加熱爐C值可查下表。</p><p>　　表7： 各鋼種的影響系數(shù)C值</p><p><b>　?。ū?）</b

111、></p><p><b>　　③ 加熱溫度</b></p><p>　　鋼的加熱溫度是指在鋼加熱終了時(shí)出爐的表面溫度。鋼加熱的主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好。但是溫度過高又會產(chǎn)生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發(fā)生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個(gè)“上限”；另一方面，根據(jù)對金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時(shí)能保持在

112、一定的溫度上，以期得到理想的內(nèi)部組織和性能，并保證軋制的順利進(jìn)行；所以加熱溫度又有一個(gè)“下限”。鋼的加熱溫度范圍主要是根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定的。根據(jù)合金相圖、塑性涂及再結(jié)晶圖即所謂“三圖”定溫的原則確定加熱溫度。</p><p>　　根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定加熱溫度。一般低碳鋼溫度范圍較大，高碳鋼和低合金鋼溫度范圍較小，特別是低合金鋼，加熱溫度要嚴(yán)格控制。依上述原則，

113、確定鋼坯的加熱溫度見表8。</p><p>　　表8： 計(jì)算產(chǎn)品（40Mn2）的時(shí)間和加熱溫度</p><p><b>　?。ū?）</b></p><p><b>　?。?） 鋼的軋制</b></p><p>　　鋼的軋制是整個(gè)工藝過程的核心，從工藝設(shè)計(jì)角度來說，它包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)

114、程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。</p><p><b>　　① 變形規(guī)程</b></p><p>　　在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），完成由坯料到成品的變形過程謂之變形規(guī)程。變形規(guī)程的主要內(nèi)容時(shí)確定總的變形量和道次變形量。變形量的分配是個(gè)重要參數(shù)，它是選擇軋機(jī)之設(shè)備、進(jìn)行工具設(shè)計(jì)（孔型設(shè)計(jì)、輥型設(shè)計(jì)）的重要依據(jù)，對軋機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。</p>