【正文】 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙年產(chǎn)量40萬噸高速線材車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目　　錄摘 要 1Abstract 2第一章 概 述 1第二章 車間產(chǎn)品大綱和金屬平衡表 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4第三章 設(shè)計(jì)方案 5 5 5 5 5 6 6第四章 工藝流程 12 12 12 12 12 13 1廢鋼及氧化鐵皮清除 13 14 14第五章 孔型設(shè)計(jì)及速度制度 15 1中軋孔型系統(tǒng)選擇 1精軋機(jī)組孔型的選擇 16 17(K1，K2)設(shè)計(jì)系數(shù)的確定 17 18 18 19 19 19： 21第六章 軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算及電機(jī)設(shè)備校 25 26 26 27 27 27 軋輥強(qiáng)度校核 30 30 30 32 33 33 33 33 33 33第七章 生產(chǎn)能力計(jì)算 36，間隙時(shí)間的確定 36，間隙時(shí)間的確定 36 38 38 39 39 39 39 39 40第八章 廠房平面布置和起重運(yùn)輸設(shè)備 41 42 42 42 42 42 P/F線運(yùn)輸能力驗(yàn)算 43第九章 高線車間主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 44 44第十章 環(huán)境保護(hù)及綜合治理 46 46 46致　　謝 47參 考 文 獻(xiàn) 48附錄A 軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算及電機(jī)設(shè)備校核程序[11] 49附錄B [14] 54附錄C 英文翻譯 67共 3 頁 第 2 頁第一章 概 述按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)在綜合考慮國內(nèi)外線材生產(chǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ)上，主要參考馬鋼新高線廠[2] ，[3]以及山東石橫高線廠[1]的生產(chǎn)及技術(shù)條件，擬建一年40萬噸優(yōu)質(zhì)碳素鋼的高速線材廠，采用單線軋制工藝。生產(chǎn)的鋼種有：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，低合金鋼?！?2㎜的光面線材。盤卷的重量約為2噸，最后一架精軋機(jī)的出口速度100m/s（保證速度），設(shè)計(jì)最高速度為120m/s。本設(shè)計(jì)軋制線的主要工藝設(shè)備的特點(diǎn)如下： 1） 步進(jìn)梁式加熱爐一座：冷坯裝送，采用側(cè)進(jìn)側(cè)出的進(jìn)出料方式。2） 軋機(jī)共有28架：其中粗軋機(jī)6架，中軋機(jī)6架，預(yù)精軋機(jī)4架，精軋機(jī)8架及減定機(jī)4架。3） 剪切機(jī)：3臺飛剪機(jī)分別設(shè)置在粗軋，中軋機(jī)組前以及精軋機(jī)組前，在精軋機(jī)組前另外布置一臺碎斷剪，全線在粗軋機(jī)組前、預(yù)精軋機(jī)組前、精軋機(jī)組前、減定機(jī)組前均設(shè)置氣動卡斷剪。4） 光學(xué)測徑儀：在精軋機(jī)組前和減定機(jī)組后，分別設(shè)置一臺可移動小車式光學(xué)測徑儀，OSRBI系統(tǒng)，㎜，可在線反饋軋件精度，及時(shí)調(diào)整各軋機(jī)機(jī)組的速度和壓下量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。5） 控制冷卻線：采用延遲型斯太爾摩控制冷卻線。6） P/F線運(yùn)輸系統(tǒng)：C形鉤的運(yùn)輸行程約為355m，運(yùn)輸周期為1504s，有54個(gè)C形小鉤。設(shè)計(jì)考慮到工藝的先進(jìn)性，工藝平面布置和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性，經(jīng)濟(jì)的可行性等因素，以達(dá)到高質(zhì)量，高自動化，低耗，低成本，高靈活性的目的和獲得好的投資收益率和投入生產(chǎn)率。本設(shè)計(jì)中采用全套新設(shè)備，工藝、設(shè)備和控制達(dá)到當(dāng)代高速線材軋機(jī)的國內(nèi)先進(jìn)水平。第二章 車間產(chǎn)品大綱和金屬平衡表本著設(shè)計(jì)要求，瞄準(zhǔn)市場需求，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，必須制定一個(gè)合理的產(chǎn)品方案。本設(shè)計(jì)以需求為導(dǎo)向，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條為主，輔助生產(chǎn)一些低合金鋼。具體方案見下表。表21產(chǎn)品大綱規(guī)格 鋼種優(yōu)碳鋼總計(jì)～ 產(chǎn)量%優(yōu)碳鋼3213178低合金鋼122合計(jì)產(chǎn)量327331340%100注：（1）優(yōu)碳鋼以70為代表鋼號； （2）低合金鋼以40Mn2Si為代表鋼號。按GB/T1498194標(biāo)準(zhǔn)交貨1） 產(chǎn)品技術(shù)條件：直徑 直徑公差 橢圓度 國標(biāo)公差～㎜ 177。 ≤ ≤177。 ～㎜ 177。 ≤ ≤177。 注：（1）㎜以內(nèi)； （2）㎜以內(nèi)。2） 成品線材盤卷成捆交貨：盤卷尺寸：外徑1250㎜ ，內(nèi)徑850㎜； 盤卷壓緊打捆后高度約2000㎜盤卷單重約2噸。1.）要求產(chǎn)品的機(jī)械，冶金性能均穩(wěn)定，優(yōu)碳鋼機(jī)械性能和拉拔性能接近于鉛浴淬火處理的水平；2.）銷售的產(chǎn)品脫碳層執(zhí)行ZBH440288標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定，國內(nèi)外銷售的產(chǎn)品的脫碳層按直徑的1%驗(yàn)收。優(yōu)質(zhì)碳素鋼應(yīng)符合GB69988,ZBH440188標(biāo)準(zhǔn)；低合金鋼應(yīng)符合GB307788標(biāo)準(zhǔn)。長度：12000㎜斷面尺寸：120120㎜坯料單重：1308㎏1） 連鑄坯斷面形狀、長度和尺寸的允許偏差應(yīng)符合YB201183的規(guī)定，具體數(shù)據(jù)如下：① 邊長允許偏差177。㎜，定尺長度偏差＋80㎜，對角線長度之差≦7㎜；② 斷面的切斜不得大于20㎜，彎曲度每米不得大于10㎜，12米長度最大允許彎曲度為100㎜；③ 鋼坯應(yīng)無內(nèi)部缺陷、氣孔和縮孔，碳與硫偏析及非金屬夾雜物必須均勻分布。2） 連鑄坯的化學(xué)成分應(yīng)符合GB22284，GB69988，GB159179的規(guī)定；3） 連鑄坯的技術(shù)條件應(yīng)符合YB201183和有關(guān)廠標(biāo)的規(guī)定；4） 短尺坯的長度不小于9米，短尺坯的比例不得大于3～5%；5） 優(yōu)碳鋼、冷鐓鋼坯需進(jìn)行噴丸處理，探傷檢查和清理修磨；6） 出口產(chǎn)品所用的鋼坯規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。表22 金屬平衡表鋼坯種類鋼坯成品廢品氧化損失萬噸%萬噸%萬噸%萬噸%優(yōu)碳鋼1009631低合金鋼1009631總計(jì)100409631 第三章 設(shè)計(jì)方案高速線材軋機(jī)的發(fā)展趨勢是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，節(jié)能降耗。因此，目前的廠家均采用連鑄坯，以及提高軋制速度，減少線數(shù)，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，節(jié)能降耗的目的。為此，根據(jù)這一要求和發(fā)展趨勢，以及為獲得高品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼的線材，本設(shè)計(jì)選取保證速度為100米/秒，連續(xù)操作最大軋制速度為120米/秒。根據(jù)國內(nèi)外各高線廠的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的發(fā)展，其趨勢將以單線為主，具體原因?yàn)椋?） 隨著扎制速度的提高，單線也能高產(chǎn)；2） 單線設(shè)備投資少，建廠快，能盡早收回成本，經(jīng)濟(jì)效益好；3） 單線主廠房小，結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)合本設(shè)計(jì)的需求產(chǎn)量，設(shè)備技術(shù)水平，并以生產(chǎn)優(yōu)碳鋼為主，為保證產(chǎn)品產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，本設(shè)計(jì)方案將采用單線。㎜，故在確定機(jī)架數(shù)時(shí)，㎜產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。根據(jù)GB/㎜線材的斷面面積F成＝㎜2，坯料圓角半徑取8計(jì)算斷面面積，坯料斷面面積F坯＝1202－4（82－Π82/4）＝14345㎜2。對全連續(xù)高速線材軋機(jī)，～，取平均延伸系數(shù)μ＝，則軋制機(jī)架總數(shù)為n＝（㏑F坯－㏑F成 ）/㏑μ＝，取n＝28架㎜，㎜線材的斷面面積F成＝㎜2，所以軋制道次總數(shù)為n＝（㏑F坯－㏑F成 ）/㏑μ＝，取n＝26道次。一個(gè)完整合理的高速線材生產(chǎn)主要由以下設(shè)備組成：加熱爐、粗中軋機(jī)、預(yù)精軋機(jī)、精軋機(jī)、減定徑機(jī)、斯太爾摩冷卻線等組成。要成功地設(shè)計(jì)一條高速線材生產(chǎn)線，合理的選擇生產(chǎn)設(shè)備十分重要。選擇設(shè)備的原則是在選擇成熟設(shè)備的基礎(chǔ)上考慮先進(jìn)性，在保證工藝的條件下考慮經(jīng)濟(jì)性。以下就高速線材車間的主要設(shè)備的特點(diǎn)作較全面的討論。常見的加熱爐有推鋼式和步進(jìn)式，步進(jìn)式加熱爐又可分為步進(jìn)梁式和步進(jìn)底式。具體比較見下表. 表31 幾種常見的加熱爐比較　 推鋼式步進(jìn)底式爐步進(jìn)梁式梁底組合式損傷重少無無能耗高低較低低燒損%%%%脫碳層1~2mm ~造價(jià)100%115%120%115%步進(jìn)爐的特點(diǎn)： 1)產(chǎn)量高。坯料四面受熱，大大縮短加熱時(shí)間，能很好地滿足高線加熱坯料量較大的的要求。 2)加熱質(zhì)量好。鋼坯在加熱爐內(nèi)散開布置，加熱溫度均勻，不會出現(xiàn)一般推鋼式加熱爐爐底處水管產(chǎn)生的黑印；鋼坯與步進(jìn)梁無摩擦，避免鋼坯底面劃傷；加熱時(shí)間短，減少鋼坯氧化量及脫碳層；坯料芯部和底部溫差小，全長加熱均勻。3）操作靈活。操作不受鋼坯外形的限制，爐長不受推鋼長度限制，變換品種容易；步進(jìn)梁可作“踏步”動作，使鋼坯溫度均勻；空爐出爐簡單，時(shí)間短，勞動強(qiáng)度低。進(jìn)出料方式：出料采用側(cè)出料，進(jìn)料有側(cè)進(jìn)料（密封性好）。綜上所述并結(jié)合生產(chǎn)優(yōu)碳鋼的質(zhì)量與工藝要求，加熱爐選取步進(jìn)梁式加熱爐。粗軋機(jī)類型很多，有三輥行星式、平立交替式、水平二輥式等形式。平立交替式：可實(shí)現(xiàn)軋件無扭軋制，特別適合高級線材的生產(chǎn)，另外可實(shí)行無孔型軋制。現(xiàn)已有平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)，可實(shí)現(xiàn)多線生產(chǎn)，但造價(jià)較高。以前用于高級鋼的生產(chǎn)，現(xiàn)也普遍應(yīng)用于碳結(jié)鋼生產(chǎn)。水平二輥式：這種形式的粗軋機(jī)應(yīng)用較普遍,尤其適用于以碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金鋼為主的多線軋制。軋機(jī)形式主要形式是閉口機(jī)架、短應(yīng)力線軋機(jī)和預(yù)應(yīng)力軋機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的需，粗、中軋機(jī)組均由交流電機(jī)單獨(dú)傳動的短應(yīng)力線高剛度機(jī)架的平立交替式軋機(jī)組成，粗軋機(jī)與中軋機(jī)均為6架，軋機(jī)平立交替布置，立式軋機(jī)為上傳動。當(dāng)前多采用平立交替布置，具有懸臂式軋輥的預(yù)精軋機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)； 1） 由于機(jī)架平立交替布置，實(shí)現(xiàn)了活套軋制，可以消除粗軋和中軋軋制時(shí)不可避免產(chǎn)生的堆、拉鋼現(xiàn)象而造成的軋件尺寸不均勻，從而使精軋機(jī)組得到尺寸穩(wěn)定且均勻的軋件，這對獲得高精度的線材創(chuàng)造了極為有利的條件。 2） 機(jī)架間設(shè)有活套從而實(shí)現(xiàn)了無張力軋制，消除了由于堆拉鋼而造成的軋件頭、尾尺寸差，減少了切頭、切尾，提高了成材率。3）本機(jī)組采用懸臂軸，碳化鎢輥環(huán)，硬度高，每孔軋出量可成倍提高，更換輥環(huán)方便，提高了作業(yè)率。4） 到預(yù)精軋軋件的斷面較小，為保證軋件斷面形狀正確、尺寸精確和工藝穩(wěn)定，道次變形小，懸臂式軋輥的預(yù)精軋機(jī)完全滿足要求，其以設(shè)備重量輕、占地小。 因此，采用4架平立交替布置的懸臂式預(yù)精軋機(jī)組是合理的，不僅提高了軋機(jī)作業(yè)率,更重要的是保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了金屬收得率，降低了生產(chǎn)成本。精軋機(jī)組是高速線材軋機(jī)最重要的、最關(guān)鍵的設(shè)備之一。當(dāng)今世界主要有四種流行機(jī)組：摩根、阿希洛、德馬克、達(dá)涅利。 表32 幾種機(jī)型的主要特點(diǎn)如下表所示序號結(jié)構(gòu)和參數(shù)主導(dǎo)機(jī)型摩根型德馬克達(dá)涅利阿希洛1工作機(jī)座布置形式側(cè)交450，后為頂交450側(cè)交450，后改為150/750平立交替頂交4502輥環(huán)直徑φ8 “5+φ6”5φ21010φ2102+φ1658φ210103輥縫調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)帶液壓平衡的擺臂式4機(jī)架中心距800～750mm800mm 750及650mm920mm 本設(shè)計(jì)采用摩根第六代V型8架超重型軋機(jī)，因?yàn)樗饕幸韵聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1)采用頂交45176。機(jī)型，傳動軸至地面設(shè)備機(jī)組距離短小，設(shè)備重心低，傾動力矩小。機(jī)組穩(wěn)定性好，震動小，噪音低，重量小、剛性大。 2)操作視野開闊，便于操作管理。 3)主電機(jī)功率大，為進(jìn)一步提高精軋操作速度和實(shí)現(xiàn)低溫軋制創(chuàng)造了條件。 4)機(jī)架承載能力大，提高了軋制精度，最高軋制速度可達(dá)140m/s,成品范圍大,生產(chǎn)率極高，是目前無扭精軋機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型。泰克森軋機(jī)是摩根公司開發(fā)的一種定、減徑技術(shù)，泰克森的日語意思是“最佳尺寸”，該技術(shù)有效地解決了改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、增加生產(chǎn)率和縮短交貨時(shí)間等問題。泰克森軋機(jī)由四架懸臂式軋機(jī)（兩架減徑機(jī)和兩架定徑機(jī)）組成，作為“二精軋機(jī)”安裝在“一精軋機(jī)”和吐絲機(jī)之間。增加泰克森軋機(jī)后，有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 可提高常規(guī)線材軋機(jī)的生產(chǎn)率；2） 提高了產(chǎn)品的尺寸公差；3） 具有“自由定徑”功能，即用單一的名義孔槽尺寸，通過微調(diào)來料尺寸和對不同方坯間隙調(diào)整泰克森軋機(jī)的輥縫，生產(chǎn)出一批不同尺寸的成品棒線材的自由尺寸軋制能力；4） 實(shí)現(xiàn)800℃低溫軋制，晶粒組織更細(xì)，通過控制晶粒尺寸和吐絲溫度促進(jìn)相變或延遲相變，從而利用斯泰爾摩的最佳冷卻能力，可處理如軸承鋼、冷鐓優(yōu)質(zhì)鋼等鋼種，而不需要后續(xù)熱處理，提高了產(chǎn)品的冶金性能；由于立式吐絲機(jī)主要適用終軋速度不大于120米/秒，而臥式吐絲機(jī)其重心低，振動小可適合于軋制高速線材?？紤]到本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，采用臥式吐絲機(jī)，其下傾角為15176。，線圈平均直徑為1075㎜，為保證軋出高質(zhì)量的線材，應(yīng)盡量減少其振動，故本設(shè)計(jì)在吐絲機(jī)上還設(shè)有振動檢測裝置。 控制冷卻線是高速線材生產(chǎn)的主要技術(shù)之一。為避免當(dāng)線材盤卷在800℃～1050℃高溫