【正文】 河北聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計摘要摘 要本設(shè)計為年產(chǎn)90萬噸棒材車間工藝設(shè)計。品種為圓鋼和螺紋鋼的小型棒材廠，在此選擇Φ16mm的圓鋼作為典型產(chǎn)品進行該車間的設(shè)計。本設(shè)計采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機18架，其中粗軋機6架，中軋機6架，精軋機6架，終軋最大軋制速度為16m/s。采用主要工藝流程為選定坯料→加熱→除鱗→軋制（粗、中、精軋）→冷卻（水冷、風(fēng)冷）→打捆→檢查→入庫 。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)。采用全連續(xù)式平立交替布置軋機，以保證產(chǎn)量減少事故。此設(shè)計以設(shè)計任務(wù)書出發(fā)，首先論述了棒材的發(fā)展概況和市場需求，建廠的必要性和可能性，然后選擇典型產(chǎn)品的產(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(shè)計、力能參數(shù)的計算及校核、輔助設(shè)備的選取、車間布置等。關(guān)鍵詞: 車間設(shè)計；孔型設(shè)計；棒材ABSTRACTThis is the technology design for producing 900,000 tons of hot rolled bar workshop per steel with diameter of 16 mm is chosen as typical product of the workshop to be designed. And we carry out national standard during the production .We use continuous rolling technology ，there is 18 mill in mon ,6 for roughing mill ,6 for medium mill ,6 for finishing mill . The largest end mill speed is about 16m/s .This paper also analyzed the contemporary rod production in China. A series of problems to be solved are put forward. The design bases on the design paper, which firstly states the development. The necessity and possibility of setting up a plant are also discussed. Then the design is set out in certain procedures, mainly including the making of product outline, choosing mills, choosing pass system, designing of pass in typical products force and energy parameters calculating and checking, auxiliary equipment, choosing workshop arrangement.Keywords: workshop design，pass design，barIX河北聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計目錄目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 III引 言 1第1章 文獻綜述 2 2 產(chǎn)能高 2 生產(chǎn)裝備參差不齊 2 管理水平逐年提高 3 高質(zhì)量、高附加值的經(jīng)濟線材少 3 3 4 4 4 坯料 4 加熱和軋制 5 棒材的冷卻和精整 6 6 連鑄坯熱裝熱送或連鑄直接軋制 6 柔性軋制技術(shù) 6 高精度軋 7 繼續(xù)提高軋制速度 7 低溫軋制 7 8第2章 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱 9 9 9 10 10 產(chǎn)品大綱的確定 11 產(chǎn)品的標準 11 產(chǎn)品大綱編制時應(yīng)注意的問題 11 產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 12 產(chǎn)品質(zhì)量 12 產(chǎn)品大綱 13 14 坯料選用所考慮因素 15 坯料形狀尺寸 15 鋼坯的重量 15 坯規(guī)格及允許偏差 15 坯料的檢查與清理 16第3章 軋機選擇及工藝流程 17 17 17 17 17 17 18 19 21 21 22 22 23 棒材軋制生產(chǎn)工藝的制定 24 制定生產(chǎn)工藝的原則 24 生產(chǎn)工藝流程圖 25 生產(chǎn)工藝特點 27 軋制方案制定 27 生產(chǎn)工藝的過程 27 坯料表面預(yù)處理 27 坯料加熱 28 鋼材的軋制 29 鋼材的冷卻與精整 31 31 32 33 34 35 36 37 軋機主傳動 38 減速機和齒輪機座 38 電機 38 連接軸 39第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設(shè)計 41 41 41 41： 41 42 42 42 43 45 45 軋制各道次面積的確定 48 48 50 51 54第5章 軋制節(jié)奏圖表與產(chǎn)量計算 55 55 55 55 55 55 軋輥轉(zhuǎn)速及電機速度的確定 56 56 軋制間隙時間 56 各道次軋制間隙時間 57 總間隙時間 58 59 軋鋼機產(chǎn)量概述 59 車間年產(chǎn)量的計算 61 62第6章 力能參數(shù)的校核 63 63 軋制道次中的溫度變化的影響因素 63 各道次軋制溫度的確定 64 66 平均單位壓力的計算 66 總軋制壓力模型 66 軋制力矩的計算 67 附加摩擦力矩的計算 68 軋輥軸承中的附加摩擦力矩 68 傳動機構(gòu)中的摩擦力矩 68 68 輻射熱所引起的溫降計算 69 空轉(zhuǎn)力矩的計算 69 靜力矩的計算 69 等效力矩的計算 70 電機功率的計算 70 70 71 72第7章 輔助設(shè)備的選擇 73 73 加熱設(shè)備 73 73 出爐設(shè)備 74 爐型的選擇 74 加熱爐產(chǎn)量計算 76 爐子尺寸的計算 7活套設(shè)備 78 導(dǎo)衛(wèi)裝置 78 活套活套的設(shè)計 78 剪切設(shè)備的選擇 79 1飛剪機 79 2飛剪機 81 3倍尺剪 82 4定尺剪 83 冷床的選擇 85 85 86 起重設(shè)備的選擇 88 起重機 88 輥道的選用 90 堆垛機 91 打捆機 91第8章 棒材廠工藝平面布置 92 車間平面布置 92 車間布置原則 92 設(shè)備間距的確定 93 熱爐到第一架軋機距離的確定 93 軋機間距的確定 94 水冷區(qū)域的確定 94 95 95 96 96 成品倉庫面積的計算 96 車間其他設(shè)施面積的確定 97 操縱臺位置的選擇 97 主電室位置的選擇 97 柱距尺寸 98 吊車軌面標高 98第9章 車間技術(shù)經(jīng)濟指標 99 各類材料消耗指標 99 各類材料消耗指標 99 100 燃料消耗 101 102 102 102 102 車間勞動組織 103 勞動定額 103 車間勞動人員 103第10章 環(huán)境保護及綜合利用 104 104 105 105 106結(jié) 論 107參考文獻 108致 謝 110附 錄 111河北聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計引言引 言鋼鐵材料以其所具有的特性——較高的強度、韌性、易加工成型性、綠色可循環(huán)性在未來很長一段時期內(nèi)仍將是重要的結(jié)構(gòu)材料。我國是一個發(fā)展中的大國，消費市場巨大，對鋼鐵的需求，特別是對線棒材需求量仍然很大。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。我國棒材的總產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過40%，在世界上是最高的。這是國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)和出口需要所決定。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。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。軋制中還有磨損帶來孔型的變化，影響軋制的持久穩(wěn)定。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(dǎo)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，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。合金棒材在機械軸類零件中有廣泛的應(yīng)用，在軋制加工的基礎(chǔ)上，熱處理性能極為優(yōu)良，可以經(jīng)過淬火，達到相當高的強度和韌性。但合金鋼熱塑性差，加工性能差，軋制變形要求減少道次壓下。本設(shè)計按照任務(wù)書要求，設(shè)計年產(chǎn)90萬t全連續(xù)式棒材車間。選擇Φ16 mm的圓鋼作為典型產(chǎn)品的孔型設(shè)計。118河北聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書第1章 文獻綜述在現(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]。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。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。我國目前線棒材生產(chǎn)有如下特點[2]。 產(chǎn)能高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。 生產(chǎn)裝備參差不齊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2 100 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1 700 萬t/ a [2]。國產(chǎn)化設(shè)備最高精軋速度可達90 m/ 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。 管理水平逐年提高近年來,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400 MPa Ⅲ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。 mm , mm,可滿足不同用戶的需求。 高質(zhì)量、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 %。我國雖然線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的21. 9 %(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。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)狀況往往是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。隨著我國改革開放，現(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防和科學(xué)技術(shù)等部門都需要大量鋼材。鋼材產(chǎn)量、品種、質(zhì)量是衡量一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展的尺度。一個完整的金屬壓力加工車間設(shè)計，其內(nèi)容包括生產(chǎn)、工藝、設(shè)備、土建、供水和排水、供氣、供電、運輸、采暖與通風(fēng)等設(shè)計[2]。它們之間是一個完整的不可分割的整體，要求各個不同的設(shè)計部門互相協(xié)作，緊密配合，其中車間工藝設(shè)計是整個設(shè)計的主體。棒材是一種簡單斷面型材，一般是以直條狀交貨。棒材的品種按斷面形狀分為圓形、方形和六角形以及建筑用螺紋鋼筋等幾種，后者是周期斷面型材，有時被稱為帶肋鋼筋。棒材的斷面形狀最主要的還是圓形。國外通常認為，棒材的斷面直徑是Φ9~300 mm。國內(nèi)在生產(chǎn)時約定俗成地認定為：棒材車間的產(chǎn)品范圍是斷面直徑為Φ10~50 mm。棒材的用途非常廣泛，除建筑螺紋鋼筋等可直接被應(yīng)用的成品之外，一般都要經(jīng)過深加工才能制成產(chǎn)品。深加工的方式有熱緞、溫鍛、冷鍛、拉拔、擠壓、回轉(zhuǎn)成形和切削等，為了便于進行這些深加工，加工之前需要進行退火、酸洗等處理。加工后為保證使用時的機械性能，還要進行淬火、正火或滲碳等熱處理。有些產(chǎn)品還要進行鍍層、噴漆、涂層等表