【正文】 課程設計說明書 設計題目：年產(chǎn) 60 萬噸棒材車間工藝設計 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 學 院： 指導教師： 課程設計 1 摘要 ………………………………………………………………… ...……… .……… 4 關(guān)鍵詞 ……………………………………………………………………… .....… ...… 4 1 引言 ………………………………………………………………………… ..… … 4 2 方案大綱及坯料選擇 ………………………………………………… .… … .....… 5 編制產(chǎn)品大綱 方 法 ………………………………………………… … … …… 5 產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 ……………………………………………… … ……… 5 坯料選擇 ……………………………………………………………… … …… 5 連鑄坯特點 …………………… … …………………………… … …… 6 鋼坯特點 ………………………… … ………………………… … … .… 6 小鋼錠特點 ………………………… … ……………………… … … .… 6 坯料選用所考慮因素 … …… ………… ……………………………… … ...… 6 坯料形狀尺寸 ………………………………………………… … … .… 6 3 軋機選擇 ……………… … ………………………………………………… … ..… 7 軋機布置選擇 及 比較 ………………………………………………… … …… 7 橫列式布置軋機 ……………………………………………… … … .… 8 順列式布置軋機 ……………………………………………… … … .… 8 連續(xù)式布置軋機 …………………………… ………………… … .…… 8 軋機機架數(shù) 的 確定 ……………… …………………………………… … …… 9 軋機型式 的 選擇和對比 …………………………… …………… ...… … …… 9 開式機架 ……………………………………………………… ...… … 9 閉式機架 ……………………………………………… ...…… … …… 9 半閉口機架 …………………………………………… ...…… … …… 9 短應力線軋機 …………………… ………………………… .....……1 0 平立可轉(zhuǎn)換軋機 …………………………………… .……… … ……1 0 軋輥尺寸確定 ………………… ……………………………… ..…… ...……1 0 選擇軋輥直徑 …………………………………………… ..… … .……1 0 輥身長度 ………………………………………………… ..… ………1 1 4 加熱設備的選擇 ……………………………………………………… ....………1 2 爐型的選擇 ……………… …………………………………………… ..… …1 2 產(chǎn)量計算 ……………………………………………………………… ..… …1 2 課程設計 2 爐子尺寸的確定 …………………………………………… .………… .……1 2 5 孔型 設計與系統(tǒng) 選擇 ………………………………………… .……… ..… .……1 3 孔型設計的要求與基本原則 ……………………………… .…… … ………1 3 孔型系統(tǒng)的選擇 ……………………………………………………… .……1 4 箱型孔型系統(tǒng) ……………………… …………………………… ...…1 4 橢圓 圓孔型系統(tǒng) …………………………………………… ...……1 4 典型產(chǎn)品 Ф 12 螺紋鋼的孔型設計 ……………………………… ...……… .15 典型產(chǎn)品 …………………………………………………… ...………1 5 分配延伸系數(shù) …………………………………………… ..…………1 5 軋制道次面積的確定 ……………………………………… ..………1 6 典型 的孔型尺寸計算 ……………………………………… ..………1 6 6 力能參數(shù)校核 …… … ……………………………………………………………2 0 軋制溫度的計算 ……………………………………………………… ..……2 0 軋制力能計算及電機校核 …………………………………………… .……2 0 平均單位壓力的計算 ………………………………………… ..……2 0 軋制壓力的計算 ……………………………………………… ...……2 2 軋制力矩 的計算 ……………………………………………… ...……2 3 附加摩擦力矩的計算 ………………………………………… ...……2 3 空轉(zhuǎn)力矩的計算 ……………………………………………… ...……2 4 軋輥強度的校核 …………………………………………………… ..………2 5 輥身強度的校核 …………………………………………… .… ..…… 26 輥頸強度的校核 …………………………………………… ..………2 7 傳動端軸頭強度的校核 ………………………………………… ...…2 8 7 產(chǎn)量 有關(guān) 計算 …………………………………………………………………… 29 軋鋼機產(chǎn)量概述 ……………………………………………………… ..…… 29 車間的年產(chǎn)量計算 …………………………………………………… ..……3 1 提高軋鋼機產(chǎn)量的主要途徑 ………………………………………… ..……3 1 8 車間輔助設備的選擇 ……………………………………………………………3 2 剪切設備的選擇 ………… ………………………………… ..……… ..……3 2 飛剪機 ………………………………………………………… ...……3 2 課程設計 3 飛剪機 ……………………………………………………… ...………3 2 倍尺剪 ……………………………………………………… ...………3 2 定尺剪 ……………………………………………………… ...………3 3 冷卻設備的選擇 …………………………………………………… ..………3 3 冷床的結(jié)構(gòu)與形式 ………………………………………… ...………3 3 冷床的參數(shù)確定 ……………………………………………… ...……3 3 導衛(wèi)裝置的選擇 …………………………………………………… ..………3 5 活套的設計 ………………………………………………………… ..………3 5 9 車間布置 ……… …… ……………………………………………………………3 5 布置的原則及設備間距的確定 …………………………………… .………3 6 車間平 面布置的原則 ………………………………………… ...……3 6 設備間距的確定 …………………………………………… ...………3 6 車間工藝流程 ……………………………………………………… ..………3 7 10 結(jié)語 ………………………………………………………………… ..…………3 7 參考文獻 …………………………………………………………………… ..………3 8 課程設計 4 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設計 冶金學院 10 軋 1 何楊明 202106020217 摘要 ：設計年產(chǎn) 量 60 萬噸的小型棒材廠，品種為 Ф14～ 40mm 的圓鋼和螺紋鋼，典型產(chǎn)品為 Ф12 的螺紋鋼。 棒材以定尺交貨，橫列式、半連續(xù)式、全連續(xù)式各種軋機都可以進行生產(chǎn)。平立交替的連軋棒材事故少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量大，因而棒材生產(chǎn)普遍向連軋發(fā)展。本設計任務為年產(chǎn) 60 萬噸，可以采用半連續(xù)式或全連續(xù)式，考慮減少事故，為將來擴大產(chǎn)能，本設計采用全連軋方式。 本車間設計的主要依據(jù)是現(xiàn)代棒材生產(chǎn)工藝過程的理論，參閱了國內(nèi)有關(guān)棒材軋機的先進工藝、軋機的裝備、技術(shù)、孔型系統(tǒng)及一些輔助設備的論述，重點參照唐銀棒材廠和石鋼棒材廠 , 采用全連 軋方式 ,而設計了此車間。 此設計說明書以設計任務書出發(fā)，論述了建廠的必要性和可能性，并按照車間設計的步驟進行設計，主要包括：產(chǎn)品大綱的制定、軋機的選擇、孔型系統(tǒng)的選擇及典型產(chǎn)品的孔型設計、力能參數(shù)的計算及校核、輔助設備的選取等。 關(guān)鍵詞 ：連軋棒材 ；高剛度軋機 ；平立交替軋機；高精度圓鋼 1 引 言 國內(nèi)正處于高速經(jīng)濟發(fā)展時期，大規(guī)?；A設施建設和房地產(chǎn)投資促使我國棒材產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過了 40％，為世界最高，棒材的生產(chǎn)直接影響國家發(fā)展全局。 棒材的 70%用作建筑，其余用作各種零部件用材。除螺紋鋼 筋直接應用于建筑之外，有相當部分加工成各種軸類零件。建筑用材要求在較高的屈服強度下，保持一定的延伸率。機械零件要求機加工性能良好，對組織有一定要求。作為建筑用材，提高產(chǎn)品合格率、尺寸精度、強度，增加力學性能的均勻程度，可以節(jié)省成本，降低鋼材消耗，；同樣對于加工軸類，也可減少車削，降低成本。 在進行棒材車間工藝設計時，要考慮到以下幾點： 1）棒材的斷面形狀簡單，比起線材一般斷面大很多，因此散熱慢，允許軋制時間長，頭尾溫差大的問題不突出，但上限產(chǎn)品容易壓縮比不足。 2）與其他熱軋一樣，為能軋制高尺寸精度的產(chǎn)品， 必須保證加熱均勻一致，軋機剛度盡可能的高，軋制中，做到冷卻一致。 3）軋制中還有磨損帶來孔型的變化，影響軋制的持久穩(wěn)定。 [1] 棒材以直條交貨，軋制單根棒條可以使用最小坯料，軋制道次也不是很多，降溫不是主要考慮問題，因而把棒材軋制是所有軋材中最容易實現(xiàn)的品種，它可以有多種方式。從三輥橫列式，到扭轉(zhuǎn)二重式，從各種半連續(xù)式到全連續(xù)式，都能生產(chǎn)棒材，但其產(chǎn)量、尺寸精度、成材率、合格率卻都大不一樣。三輥軋機剛度低，加熱溫度的波動必然帶來嚴重的產(chǎn)品尺寸波動，加上橫列式速度慢、軋制時間長，導致軋件頭、尾溫差加大，容易尺 寸不一致，并且性能不均，產(chǎn)量很低，質(zhì)量波動很大，優(yōu)質(zhì)率極低。全連續(xù)軋機一般采用平立交替，軋件無扭，事故少、產(chǎn)量高，可以實現(xiàn)了大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)和組織性能控制，這類車間一般達到年產(chǎn) 70 萬噸左右。 [2]同時軋機采用高剛度，控制自動化程度較高，使尺寸精度和合格率得到很大提高，尤其成材率提高，減少回爐煉鋼的浪費。按照任務書要求，本設計設計年產(chǎn) 60 萬噸，規(guī)格為 Ф12～ 40mm 圓鋼和螺紋鋼全連續(xù)式棒材車間。 課程設計 5 2 方案大綱及坯料選擇 編制產(chǎn)品大綱 方法 1)滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對軋制產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場信息解決某些 短缺產(chǎn)品的供應和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對于鋼材的需要。 2)考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠與當前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。 3)考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。有條件的要爭取軋機向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。 4)做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場。 [5] 產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 1)車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模； 2)各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3)各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占的比例等。 表 1 產(chǎn)品大綱 （單位：萬噸） 鋼種 代表鋼號 Ф1216 Ф1720 Ф2125 Ф2640 合計 比例 % 備注 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 螺紋鋼 圓鋼 優(yōu)碳結(jié)構(gòu)鋼 45 低合金鋼 20MnSi 25MnSi 40Si2MnV 圓鋼 螺紋鋼 錨鏈鋼 M15 M20 M30 圓鋼 鉚螺鋼 BL2 BL3 彈簧鋼 65Mn 1 合計 60 1 坯料選擇 棒材生產(chǎn)所用的原料有三種，可分為小鋼錠（用鋼錠直接軋制成材）、鋼坯（用鋼錠軋制成的坯）和連鑄坯。 連鑄坯特點 課程設計 6 優(yōu)點：連鑄坯使用鋼水直接澆注拉矯而成的，在生產(chǎn)過程中省去了整模、脫模、鋼錠均熱、初軋開坯等生產(chǎn)工序，簡化了生產(chǎn)過程及設備，使金屬收得率提高了 6％～ 12％以上，并大幅度降低能耗，運行成本降低，較初軋坯形狀好，短尺少，組織成分均勻，節(jié)省投資，節(jié)省勞動力，易于實現(xiàn)自動化。 缺點：使用