【正文】 年全球經(jīng)濟(jì)將恢復(fù)增長(zhǎng)，增速有望達(dá)到 %，盡管比 2021 年的增長(zhǎng)水平還低 個(gè)百分點(diǎn)，但相比較 2021 年的 %負(fù)增長(zhǎng)，無(wú)疑還是令人充滿振奮和期待的?！敖鸫u四國(guó)”中的中國(guó)、印度、巴西和俄羅斯 2021 年預(yù)計(jì)分別增長(zhǎng)%、 %、 %和 %。下表是世界粗鋼產(chǎn)量情況。如果從表觀消費(fèi)量來(lái)計(jì)算，2021 年我國(guó)粗鋼表觀消費(fèi)量預(yù)計(jì) 億 t，同比增長(zhǎng) %，增幅比 2021 年明顯放大。同時(shí)，固定資產(chǎn)投資對(duì)鋼材消費(fèi)強(qiáng)度也有所增長(zhǎng)，由2021 年的 ，上升到 2021 年前 9 個(gè)月的 ，投資消費(fèi)強(qiáng)度的增長(zhǎng)主要是基建對(duì)鋼材的消費(fèi)增加所致。2021 年鋼材消費(fèi)明顯增長(zhǎng)的是建筑和交通用鋼，工業(yè)用鋼總占比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，主要是由于 2021 年加大了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。表 摩根第Ⅰ代至第Ⅵ代線材精軋機(jī)的軋制速度代次 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ保證軋制速度，m/s 43 50 61 75 80最大輥徑時(shí)的軋制速度，m/s 50 60 75 90 100電機(jī)最大速度時(shí)的軋制速度，m/s 60 72 90 112 120目前中國(guó)約有 140 條線材生產(chǎn)線，60 個(gè)高速線材生產(chǎn)廠共 77 條高速線材生產(chǎn)線在生產(chǎn)，高速比約為 50%。 毫米以內(nèi)，全線控軋控冷。（3） 一般水平的生產(chǎn)線。其主要特點(diǎn)是：盤重很?。ú怀^(guò) 1 噸） ，軋制速度一般在 70米/秒以下，尺寸精度控制水平很低。3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀中國(guó)線材在產(chǎn)量上是世界第一大國(guó)，也具有世界最先進(jìn)的工裝設(shè)備，但是品種結(jié)構(gòu)上還不能與線材軋機(jī)設(shè)備相匹配，仍以一般碳結(jié)構(gòu)鋼為主。中國(guó)出口線材品種的質(zhì)量及價(jià)格也要遠(yuǎn)低于進(jìn)口線材產(chǎn)品。4. 產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀中國(guó)雖然是線材產(chǎn)量大國(guó)，但部分專用產(chǎn)品質(zhì)量還達(dá)不到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。5. 市場(chǎng)現(xiàn)狀隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)到平穩(wěn)發(fā)展階段，線材行業(yè)也在迅速發(fā)展，目前，除個(gè)別品種外（鋼簾線用鋼、汽車彈簧鋼、高級(jí)冷鐓鋼、超低碳鋼等） ，基本都能滿足用戶需求，自給率不斷上升。 設(shè)計(jì)任務(wù)車間設(shè)計(jì)的目的是為了建設(shè)新的企業(yè)、擴(kuò)建或是改建老企業(yè)。廠址定于福建省漳州市古雷半島。 有城市依托、環(huán)境容量大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)離中等城市——寧德市區(qū)不到 10 公里，寧德市可為其提供各種配套服務(wù)?；敉饔蚩偯娣e 2244 平方公里，擬取水的八都攔河壩以上集雨面積 2210 平方公里，多年平均徑流量 億方，多年平均流量 方/秒。經(jīng)過(guò)二個(gè)設(shè)計(jì)院背靠背數(shù)模試驗(yàn)，由于人工開挖航道軸線與漲退潮的潮流方向一致，人工開挖航道后淤積量很少，年回淤量?jī)H 1%，約 50 萬(wàn)方左右，若干年后邊太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 第 1 章 緒論 7 坡隱定，由于航道的引流作用，加上退潮流速大于漲潮流速，航道不但不淤，還會(huì)逐年刷深。湛江和防城港開挖航道均在外海，長(zhǎng)度在 10～20 公里，風(fēng)浪大，航道軸線與漲落潮潮流向夾角大，回淤量大，不但日常維護(hù)費(fèi)高，而且一年一次的挖泥船清淤作業(yè)，直接影響船舶航行和企業(yè)生產(chǎn)） 。歷史上有記載的最大的 66 年 9 月 3 日 14 號(hào)臺(tái)風(fēng)在三都島登陸風(fēng)速 42 米/秒，在漳灣僅 28 米/秒。 坯料選擇目前，軋鋼廠普遍使用的坯料有三種：連鑄坯，初軋坯，鍛壓坯，本車間使用坯料為 130130 連鑄坯。坯料經(jīng)過(guò)清理后，在進(jìn)入粗軋之前，需要將其加熱，目的是提高鋼坯的塑性，降低金屬變形抗力以及改善金屬內(nèi)部組織和性能，以便于軋制。所以高線軋機(jī)鋼坯加熱東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 9 溫度不再單純是為了使鋼坯獲得盡可能大的塑性和盡可能小的變形抗力以及軋后不存在有害的殘余加工應(yīng)力的要求，而必須與軋機(jī)、軋制速度和控軋控冷要求結(jié)合起來(lái)，按高速軋制工藝及控制工藝確定鋼坯的加熱溫度。加熱溫度過(guò)高或在高溫下時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，金屬晶粒除長(zhǎng)得很粗大外，還使偏析夾雜富集的晶粒邊界發(fā)生氧化或融化在軋制時(shí)金屬經(jīng)受不住變形，往往發(fā)生碎裂，這種缺陷稱為過(guò)燒。表 某些鋼的加熱及過(guò)燒溫度鋼 種 加熱溫度，℃ 過(guò)燒溫度，℃碳素鋼 %C 1050 1140碳素鋼 %C 1080 1180碳素鋼 %C 1120 1220碳素鋼 %C 1180 1280碳素鋼 %C 1250 1350碳素鋼 %C 1320 1470碳素鋼 %C 1350 1490硅錳彈簧鋼 1250 1350鎳鋼 3%Ni 1250 13708%鎳鉻鋼 1250 1370鉻釩鋼 1250 1350高速鋼 1280 1380奧氏體鎳鉻鋼 1300 1420根據(jù)上述理由，擬定計(jì)算產(chǎn)品的加熱溫度如表 所示。在預(yù)熱段很多合金鋼和高碳鋼在 500600℃以下塑性很差，因此應(yīng)放慢加熱速度以免使坯鋼中部產(chǎn)生“穿孔”開裂的缺陷。 加熱時(shí)間的確定加熱時(shí)間是指鋼坯裝爐后，加熱到加工要求的溫度所需的時(shí)間。關(guān)于加熱時(shí)間的計(jì)算，目前用理論方法還很難滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求，常用的經(jīng)驗(yàn)公式有： （51）DKTl?式中： ——加熱時(shí)間，h；T——坯料厚度或直徑，mm；D——修正系數(shù)。良好的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)該做到：（1） 得到符合要求的形狀、精確的尺寸、良好的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織以及力學(xué)性能均佳的優(yōu)質(zhì)線材。為達(dá)到上述要求，獲得最佳的效果，孔型設(shè)計(jì)者除應(yīng)掌握金屬在孔型設(shè)計(jì)的方法步驟外，還必須熟悉軋機(jī)設(shè)備工藝特點(diǎn)和操作習(xí)慣，針對(duì)具體軋機(jī)工藝特點(diǎn)和操作條件進(jìn)行相應(yīng)的孔型設(shè)計(jì)看，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。根據(jù)以上原則，并結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際情況，采用最為合適的孔型系統(tǒng)使其既能適應(yīng)各種合金鋼種的軋制，以便于各種坯料順利進(jìn)行。綜上所述，這套孔型系統(tǒng)共用性廣，變形均勻，軋輥平立交替、無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，是較合適的孔型系統(tǒng)，可獲得好的軋材表面質(zhì)量及機(jī)械性能。 各道次延伸系數(shù)的分配在軋制過(guò)程中，各道次的延伸系數(shù)實(shí)際上是不相等的，因此在總延伸系數(shù)和總延伸道次確定后，還應(yīng)合理地分配各個(gè)道次的延伸系數(shù)。因?yàn)橛绊懘_定各道次延伸系數(shù)東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 13 的因素較多，這些因素主要是：孔型的形狀、尺寸；咬入條件；軋輥強(qiáng)度；傳動(dòng)能力與傳動(dòng)方式；孔型共用與軋輥磨損的均衡要求；連續(xù)軋制過(guò)程中的連軋常數(shù)關(guān)系。 各孔型及軋件尺寸的確定本設(shè)計(jì)計(jì)算產(chǎn)品所用孔型系統(tǒng)為橢圓—圓孔型系統(tǒng)。h在計(jì)算之前，首先擬訂圓和圓之間的延伸系數(shù)分別表 。再按 計(jì)算出各圓孔的孔型基圓直徑 ，接著以計(jì)算成品孔一樣的24kFd?kd方法確定孔型和軋件的其他尺寸。?東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 15 各道次中圓孔型參數(shù)及軋件尺寸見孔型參數(shù)表和軋制程序表。具體方法是先按一般方法確定孔型的各參數(shù)，再根據(jù)前后機(jī)架的軋件斷面面積計(jì)算出各道次的延伸系數(shù)來(lái)修正某些參數(shù)，以達(dá)到較好的銜接。gD軋輥的工作輥徑。表 用邊長(zhǎng)為 130mm 的軋制坯軋制 線材的孔型參數(shù)表道次 機(jī)組 mm 孔型形狀 mm 孔高 mm 孔寬 mm 輥縫 mm軋件斷面面 積mm2延伸系數(shù)%1 橢圓 90 12612 2 圓 108 110 12 3 橢圓 4 圓 10 5 橢圓 6粗軋機(jī)組圓 7 橢圓 8 圓 1696 9 橢圓 28 1341 10 圓 11 橢圓 12中軋機(jī)組圓 13 橢圓 14 圓 23 15 橢圓 16預(yù)精軋機(jī)組圓 268 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 17 17 橢圓 18 圓 15 19 橢圓 20 圓 21 橢圓 95 22 圓 23 橢圓 24 圓 25 橢圓 26精軋機(jī)組圓 5. 計(jì)算成品道次的連軋常數(shù)在連續(xù)軋制的穩(wěn)態(tài)軋制過(guò)程中，被軋制金屬通過(guò)個(gè)機(jī)架的秒流量相等，即： （58）常 數(shù)???nvFvF21式中： —各道次軋制后的軋件斷面面積；nF?2—各軋制道次軋件的軋出速度。39。39?，F(xiàn)在根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格以及生產(chǎn)能力的要求，同時(shí)考東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 18 慮同類現(xiàn)代化軋機(jī)已達(dá)到的最大終軋速度來(lái)確定成品孔的軋出速度。在高線軋機(jī)的軋制過(guò)程中，一般在設(shè)有活套裝置的部位采用活套軋制即無(wú)張力軋制，其他機(jī)架之間采取輕微拉鋼軋制即微張力軋制。以此為基準(zhǔn)逆軋制順序，分配各架之間的拉鋼系數(shù)。表 拉鋼系數(shù)及連軋常數(shù)道次 1 2 3 4 5 6 7 8 9拉鋼系數(shù) 連軋常數(shù)10 7 道次 10 11 12 13 14 15 16 17 18拉鋼系數(shù) 連軋常數(shù)10 7 道次 14 15 16 17 18 14 15 16拉鋼系數(shù) 連軋常數(shù)10 7 7. 計(jì)算各機(jī)架的軋輥工作直徑軋件由孔型中軋出的速度是由軋輥工作直徑、軋輥轉(zhuǎn)速與前滑所決定的，為簡(jiǎn)化前滑的計(jì)算，結(jié)合前滑和軋輥接觸狀態(tài)，采用考慮前滑在內(nèi)計(jì)算軋輥工作直徑 。8. 計(jì)算各軋輥的轉(zhuǎn)速根據(jù)已確定的各道次的連軋常數(shù)和各軋輥的工作直徑，用公式： （516）knnDFC??/計(jì)算出各軋輥的轉(zhuǎn)速見軋制程序表。實(shí)? 充滿度的校核成品孔型尺寸在計(jì)算的時(shí)候是由書中的經(jīng)驗(yàn)公式求出的，因此，應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)品孔型充滿度的校核，而其余孔型符合要求，不需校核。由于高線軋制的工藝特性，軋制過(guò)程中的溫度難以用公式來(lái)計(jì)算。.3(1.)fCT??hm—軋件的平均高度，mm； （526）012mh??h0、h 1—軋制前、后的軋件高度，mm；， （527）0FhB1ld—接觸弧長(zhǎng)，mm （528）*dlRh??R—軋輥的工作直徑，mm；?h—平均壓下量，mm；01???F0、F 1—軋制前、后的斷面面積，mm 2；B0、B 1—軋制前、后軋件的最大寬度，mm。應(yīng)用（）式計(jì)算孔型熱軋時(shí)的軋制力時(shí)，應(yīng)予以修正。不同的孔型，c 值如表所示。 軋制力的計(jì)算公式孔型熱軋時(shí)軋制力的實(shí)用計(jì)算公式為： （534）*pkPKFQ?*pkn式中：K —軋件的變形抗力；F—接觸面積， 。i動(dòng)力矩只發(fā)生在不均傳動(dòng)進(jìn)行工作的幾種軋機(jī)中，對(duì)于線材的軋制，基本上是勻速傳動(dòng)，所以， 可以忽略。（1） 軋輥軸承中的附加摩擦力矩 （537）11142fPdfMm??式中： —軋制力；P—軋輥輥頸直徑，由于受軋輥軸承徑向尺寸的限制，輥頸直徑要比輥身直徑1d小，輥頸與輥身過(guò)渡處，往往也是軋輥強(qiáng)度最差的地方。 空轉(zhuǎn)力矩的確定空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)主電機(jī)列所需的力矩。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 27 表 高速線材軋機(jī)軋制 d= 的軋制壓力道次傳動(dòng)力矩MkN?m軋制力矩MzkN?m附加摩擦力矩MkkN?m空轉(zhuǎn)力矩MkkN?m1 2 3 4 5 6 7 8 9 26 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 軋制程序表軋制程序表的編制是高速線材軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 工藝計(jì)算 28 表 軋制程序表道次機(jī)組斷面面積mm2軋件高mm軋件寬mm延伸系數(shù)%軋件長(zhǎng)度m軋輥工作直徑mm軋輥輥速r/min軋制速度m/s軋制力kN純軋時(shí)間s間隙時(shí)間s0 16841 130 130 16 61 12612 90 158 2 108 110 3 4 5 106 423 6粗軋