【正文】 年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要 IABSTRACT II一 緒論 1 1 1 1 高附加值的經(jīng)濟線材少 2 2 3 3 3 3 4 4 4二 產(chǎn)品大綱 5 5 5 5 5 6 6 7三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究 9 9： 性能的影響 10 13 13四 生產(chǎn)工藝流程 15 15 15 15 17 17 17 18 19五 軋機選擇與軋輥參數(shù) 21 21 21 21 21 22 22 23 23 24 24： 24 25 25 26 27 28六 輔助設(shè)備的選擇 29 29 29 29 29 30 3活套設(shè)備 32 32 32 32 32 33 34 34 35 35 35七 孔型系統(tǒng)的選擇與設(shè)計 37 37 37 37 38 38 38 40 40 40 40 42 43（K1）的設(shè)計 45（K2）設(shè)計 47（K3）設(shè)計 47 48 49 50八 軋制節(jié)奏圖表與產(chǎn)量計算 53: 53： 53： 53： 53 53 54 54 54 54 54 55 56： 57： 57 57 57 58 59九 力能參數(shù)的校核 61 61 61 62 63 63 64 65 66 66 67： 67： 67 68十 車間工藝平面布置 73 73 73 73 74 74 74結(jié)論 75參考文獻 77致謝 79一 緒論在現(xiàn)代社會的國民生產(chǎn)中，棒材作為鋼鐵產(chǎn)品的組成部分，即便是在當前國際經(jīng)濟危機的大環(huán)境下，由于我國采取擴大內(nèi)需，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵發(fā)展房地產(chǎn)業(yè)的政策，棒材的生產(chǎn)仍然十分重要。由于鋼鐵材料的用途十分廣泛，不論農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防建設(shè)，都需要有質(zhì)量優(yōu)良，品種齊全，數(shù)量足夠的鋼鐵，因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義[1]。工業(yè)發(fā)展的歷史表明，鋼鐵工業(yè)是整個工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，鋼鐵生產(chǎn)狀況是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。我國是一個發(fā)展中國家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的需求在很長一段時間內(nèi)都將是很高的。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車用鋼的需求也會越來越多。棒材生產(chǎn)線按工藝順序包括加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、中軋區(qū)、精軋區(qū)、冷床區(qū)、收集區(qū)組成[2]。鋼鐵材料以其所具有的特性———較高的強度和韌性、易加工成型性、綠色可循環(huán)性在未來時期內(nèi)仍將是重要的結(jié)構(gòu)材料。隨著我國汽車制造、電氣機械、船舶制造工業(yè)的發(fā)展，板材、管材在鋼材中所占的比例將逐漸提高，線棒材所占比例將有所下降，但其絕對值仍在上升。而且線棒材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。一個軋鋼車間不但要進行坯料到最終軋材的形狀上的改變，而且要做到產(chǎn)品的高質(zhì)量、高產(chǎn)量、易操作、工作區(qū)域的簡化[3]。我國目前線棒材生產(chǎn)有如下特點[1]。我國線棒材無論是軋機數(shù)量，還是產(chǎn)量均居世界第一位，而且其產(chǎn)量還在以較快速度增長(年平均增長速度為15%左右)，目前我國線棒材占鋼材總產(chǎn)量的48%～50%。與此同時，美國同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的22%左右，日本同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的27%左右，而且?guī)啄陙懋a(chǎn)量相對平穩(wěn)。因此我國線棒材無論是所占鋼材總產(chǎn)量的比例還是絕對產(chǎn)量均高于美國和日本[4]。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，棒材產(chǎn)量在國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)總量中約占25%以上，且隨社會的發(fā)展其需求量有增無減。但國內(nèi)棒材生產(chǎn)線生產(chǎn)裝備卻有相當一部分是20世紀7080年代，有的甚至更早[5]。近年來我國小型軋機向連續(xù)化發(fā)展，線材生產(chǎn)則趨向采用高速線材軋機，到2002年6月底，全國共投產(chǎn)連續(xù)及半連續(xù)小型軋機70套，設(shè)計產(chǎn)能超過2100萬t/a，其中國產(chǎn)化設(shè)備超過40%。到目前為止，全國共投產(chǎn)高速線材軋機約70臺套(含線棒材復(fù)合軋機)，設(shè)計產(chǎn)能超過1700萬t/a。國產(chǎn)化設(shè)備最高精軋速度可達90m/s。與此同時，我國目前尚有一些落后的小型線材軋機再生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，約有40%的小型型鋼(線棒材)生產(chǎn)線屬于落后淘汰設(shè)備，約30%的落后線材生產(chǎn)線應(yīng)被淘汰。近年來，我國線棒材廠總體生產(chǎn)管理水平不斷提高，一般連續(xù)小型及高速線材軋機投產(chǎn)后2年左右即能達到或超過設(shè)計產(chǎn)量。2000年以后，不少小型線材軋機的成材率達到97%，一些實行負偏差軋制的軋機，成材率約在98%以上。另外，由于注重產(chǎn)品質(zhì)量的提高，開發(fā)了400MPaⅢ級帶肋鋼筋。并且，不少企業(yè)努力增加硬線生產(chǎn)比例，特別是在擴大高強度低松弛預(yù)力鋼絲、鋼絞線生產(chǎn)份額，改善冷墩鋼質(zhì)量，擴大產(chǎn)品規(guī)格上采取了多項措施。最近新投產(chǎn)的幾套高速線材軋機，可提供Ф5～25 mm線材，直徑公差達177。，可滿足不同用戶的需求[3]。、高附加值的經(jīng)濟線材少金屬制品是高速線材的深加工產(chǎn)品，其使用價值優(yōu)于熱軋產(chǎn)品，可節(jié)約金屬30%～40%。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家金屬制品的產(chǎn)量已占線材產(chǎn)量的50%～70%。%(居世界第一位)，可用于金屬制品的只占線材產(chǎn)量的30%，很多高質(zhì)量要求的產(chǎn)品仍靠進口。今后我國棒材生產(chǎn)應(yīng)著重開發(fā)和消化吸收的技術(shù)和工藝有：無頭軋制工藝、高精度軋制技術(shù)、棒材低溫軋制技術(shù)、控制冷卻工藝、自動控測技術(shù)、TMCP 技術(shù)、在線熱處理技術(shù)等[1]。盡管近年來棒材質(zhì)量較80年代有了新的發(fā)展與提高，但發(fā)展還是極不平衡的。小型棒材一直是我國消費量最大的鋼材品種，并且一直以較高速度增長，近20年來，% ～%。我國現(xiàn)有先進軋機產(chǎn)能僅為需求量的一半。國內(nèi)棒材廠家也都清楚地看到目前的市場形勢，紛紛加大改造或新建力度，增加產(chǎn)量、改進工藝、提高質(zhì)量[4]。國外棒材生產(chǎn)工藝的發(fā)展集中在工藝的短流程、軋材性能的高品質(zhì)化、品種規(guī)格的多樣化、控制手段的智能化等方面[6]。近30年來，日本、美國、歐洲等合金結(jié)構(gòu)鋼的合金化與冶煉、壓力加工工藝有了很大的發(fā)展，主要體現(xiàn)在微合金或合金化、二次精練與連鑄、控軋控冷等方面[7]。從1970年開始，煉鋼工藝的變化主要為：鐵水預(yù)處理以降低鋼水中磷、硫和硅的含量，鋼包精練加鈣脫硫以提高DWTT和夏比沖擊能。由于鐵水預(yù)處理及爐外精練技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，使得轉(zhuǎn)爐流程在特殊鋼生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。目前合金結(jié)構(gòu)鋼中小型棒材趨于向高速化、連續(xù)化和自動化的方向發(fā)展[8]。國外生產(chǎn)合金結(jié)構(gòu)鋼中小型軋機有三種類型：第一種是橫列式或多列式軋機；第二種是采用活套式無張力軋制的瑞典式軋機；第三種是連續(xù)式軋機[9]。全球鋼材市場競爭十分激烈形勢下，鋼鐵企業(yè)要想在市場競爭中處于不敗之地，誰有最低的成本，誰有最好的質(zhì)量，誰就有了制勝的法寶。在運用新技術(shù)、新方法來實現(xiàn)對標挖潛、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，軋鋼生產(chǎn)企業(yè)在進行大量的投資改造中。如何在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上走出利用最少投資，取得最大效益的新路子是目前所有鋼材生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。棒材現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和品種規(guī)格來看與國外同行相比仍處于相對劣勢，為此國內(nèi)生產(chǎn)工藝必須進行技術(shù)改造，其發(fā)展方向應(yīng)是：，縮小與國內(nèi)先進連軋生產(chǎn)線的差距，達到國際先進水平。，使軋制工藝與前后工序形成連續(xù)化、緊湊化、節(jié)能化和可持續(xù)發(fā)展。，提高產(chǎn)品質(zhì)量[10]。棒線材車間布置形式經(jīng)歷了從單機架、棋盤式、跟蹤式和半連軋式，發(fā)展到了目前廣泛應(yīng)用的全連續(xù)式。設(shè)備也從二輥、三輥式軋機發(fā)展到了懸臂式和平立可互換的短應(yīng)力線軋機[7]。其生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)展到以下技術(shù)：無頭軋制與常規(guī)軋制相比，生產(chǎn)效率提高12%—16%，生產(chǎn)成本降低25%—%[8]。定尺率接近100%，金屬收得率提高約1%。從軋件品質(zhì)分析，因為軋制時僅存在著一個頭部，所以能明顯減少軋件縱向尺寸和性能不均現(xiàn)象。隨著連鑄技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)實現(xiàn)了無缺陷鑄坯的連續(xù)生產(chǎn)，這就使熱送熱裝、感應(yīng)加熱和連鑄連軋成為現(xiàn)實。此技術(shù)被廣泛應(yīng)用在普碳及低合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)中。低溫軋制是利用金屬在再結(jié)晶溫度以下進行塑性加工能使晶粒得到細化的原理，生產(chǎn)出具有更高的力學(xué)性能、更好的表面質(zhì)量和更優(yōu)越工藝性的軋件，避免了傳統(tǒng)離線熱處理工序，節(jié)能降耗效果非常明顯。高性能軋機的應(yīng)用使軋制精度大大提高，其中最有代表性的是Kocks/Danieli的RSM機組。3架3輥縫自動控制設(shè)備，實現(xiàn)了對圓、方、六角、角、槽和扁鋼產(chǎn)品在較寬尺寸范圍內(nèi)尺寸公差的嚴格控制。圓盤式高速飛剪機的問世不但使常規(guī)生產(chǎn)方式下線材頭和尾的自動剪切得以實現(xiàn)，并能將切掉部分做碎斷處理，避免了精整區(qū)人工切頭尾和取樣操作，并能配合ECR或EWR生產(chǎn)方式做軋件切斷處理。高速飛剪機在微機控制下，能精確控制切頭尾長度和線卷重量，目前最大剪切速度已達140m/s。從我國的棒材發(fā)展史可以看出，我國熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)水平不斷提高，普通鋼筋從低碳鋼、低合金鋼向微合金鋼發(fā)展，預(yù)應(yīng)力鋼筋從強度偏低、松弛較大向高強度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展，同時，冷加工鋼筋的發(fā)展趨向是：冷拔鋼絲、冷拉鋼筋從廣泛采用到被淘汰出局，而作為細直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價格和售后服務(wù)，它們將通過市場機制與細直徑的熱軋帶肋鋼筋進行競爭[7]。棒材廣泛用于被廣泛用于民用建筑、高層建筑、重點工程：機場、港口、高速公路、橋梁、電廠等建設(shè)，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，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，完善生產(chǎn)自動化和計算機控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實意義。在本設(shè)計中，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，設(shè)計采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機產(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。二 產(chǎn)品大綱國家有關(guān)部門根據(jù)產(chǎn)品使用上的技術(shù)要求和生產(chǎn)部門可能達到的技術(shù)水平，制定了產(chǎn)品標準。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標準可分為國標、冶標、企標等。產(chǎn)品標準一般包括以下內(nèi)容：1．規(guī)格標準：規(guī)定產(chǎn)品的牌號、形狀、尺寸及表面質(zhì)量，并且附有使用供參考的有關(guān)參數(shù)等。2．性能標準：規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物力機械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊的性能要求等。3．試驗標準：規(guī)定作實驗時的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗條件以及實驗方法等。4．交貨標準：規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗收時的包裝、標志方法及部位等。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(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對于鋼材的需要[6]。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(yīng)、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．考慮建廠地區(qū)資源及鋼材的供應(yīng)條件，物資和材料等運輸?shù)那闆r，逐步完善和配套起獨立的軋鋼生產(chǎn)體系。5．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.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。1．圓鋼按下列國家標準組織生產(chǎn)、進行檢驗和交貨：GB70088：《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T6991999：《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB30771999：《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T64782001：《冷鐓和冷擠壓用鋼》GB122284：《彈簧鋼》其中產(chǎn)品尺寸精度應(yīng)滿足GB/T70286中I組允許偏差，具體數(shù)值為：直徑公差：Φ20～Φ30mm177。Φ31～Φ50mm177。Φ51～Φ80mm177。橢圓度：Φ20～Φ40mm不超過直徑公差總值的50%。Φ41～Φ80mm不超過直徑公差總值的70%。彎曲：，%。定尺長度誤差：177。60mm。2．螺紋鋼筋按國家標準GB149998組織生產(chǎn)、進行檢驗和交貨。3．成品交貨狀態(tài)成品棒材以直條成捆狀態(tài)交貨。棒材定尺長度：6～12m每捆棒材重量：2000～4000kg4．打捆道次6m棒材捆3道；6～9m棒材捆4道；9～12m棒材捆5道；近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對棒材特別是熱軋帶肋鋼筋的需求量很大。但是我國棒材生產(chǎn)線基本大量生產(chǎn)普碳鋼等經(jīng)濟價值不高的產(chǎn)品，優(yōu)質(zhì)棒材產(chǎn)量存在嚴重不足，所以，棒材在我國的市場潛力非常大，廣泛用于建筑工程、機械結(jié)構(gòu)、汽車零件制造等方面。所以本次設(shè)計中，產(chǎn)品多為高附加值產(chǎn)品。產(chǎn)品大綱制定原則：1．滿足市場和國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品大綱的編制根據(jù)國內(nèi)外市場短期和長期對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要，同時，兼顧國民經(jīng)濟各部門情況，即考慮當前的需要，又考慮將來發(fā)展的需要。2．產(chǎn)品的平衡。產(chǎn)品大綱的編制應(yīng)考慮國內(nèi)外鋼廠生產(chǎn)的布局和配套以及出口的問題。3．建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、運輸條件、投資等的可能性。在進行產(chǎn)品大綱的編制時，要以以上三點作為依據(jù)，全面考慮，三者不可偏廢。該車間設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有：圓鋼、熱軋帶肋螺紋鋼筋、方鋼、扁鋼等。：序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品規(guī)格/mm代表鋼種執(zhí)行標準年產(chǎn)量/t比例/%1圓鋼12~40Q235GB/T 70GB 1301GB/4 7000010212~40457000010312~40AM3560008412~40BL3ML45280004512~40