【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設計論文說明書 年產(chǎn) 63萬噸熱軋線材車間設計 摘 要 根據(jù)畢業(yè)設計的要求，設計年產(chǎn) 63 萬噸的熱軋高速線材生產(chǎn)車間， 采用單線軋制方式 。 本車間設計的內(nèi)容主要有：產(chǎn)品大綱和金屬平衡表的制定；設計工藝方案和工藝流程；工作制度的確定及軋機生產(chǎn)能力分析；主要設備的選擇；輔助設備的選擇及計算；車間平面布置及起重運輸；車間 技術 經(jīng)濟指標；環(huán)境保護；孔型設計；軋機力能參數(shù)計算及電機設備校核等。C。 總之，上述先進 工藝 技術和設備是本設計的產(chǎn)品高質(zhì)量的重要保證；同時也為高線生產(chǎn)車間設計提供了一個很好的樣板。線材斷面周長很小，常見的產(chǎn)品規(guī)格直徑為 5~13mm。 線材是用量很大的鋼材品種之一，在國民經(jīng)濟中的作用與地位較重要，是不可或缺的重要品種。 目前世界上應用最 廣泛的摩根型高速無扭軋機是美國摩根公司 1962 年開始研制的， 1966 年首先應用于加拿大鋼鐵公司哈密爾頓廠。 據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：2020 年 1~10 月，國內(nèi)線材的產(chǎn)量達 億噸，同比增長 %。為提高生產(chǎn)率和解決大盤重線材軋制過程中的溫降問題，就要求精軋的高速度；而精軋的高速度 則要求軋制過程中軋件無扭轉，否則軋制事故頻發(fā)，軋制過程將無法進行。又因為采用了控冷工藝，所以產(chǎn)品組織得以改善，產(chǎn)品質(zhì)量也大的提高了 [14]。 4. 線材軋制的發(fā)展方向 自 60 年代以來第一臺全新結構的摩根 45176。 ：線材要求盤重大，但其斷面積又很小，故線材的長度很長，如此小斷面軋制產(chǎn)品為保證頭、尾溫差，只有采用高速軋制。 ：其主要的作用和特點是減少切損、 100%定尺、生產(chǎn)率提高、對導位和孔型無沖擊、尺寸精度高 . 共 79 頁 第 3 頁 ：其主要的特點是大幅提高產(chǎn)量、擴大產(chǎn)品規(guī)格以及在相同條件下，采用切分軋制可將鋼坯的加熱溫度降低 40176。 表 11 產(chǎn)品大綱 Table 11 Product outline 鋼 種 各規(guī)格產(chǎn)品年產(chǎn)量 (萬噸 ) 產(chǎn)量合計(萬噸 ) 鋼種比例 (%) mm mm Φ7 mm Φ8 mm Φ9 mm Φ10 mm Φ12~16 mm 碳素鋼 50 優(yōu)碳鋼 13 合 計 63 100 比例 (%) 產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行標準及產(chǎn)品交貨條件 執(zhí)行標準 GB/T43542020 優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼熱軋盤條。 Φ9~16mm 177。 共 79 頁 第 5 頁 原料 原料來源和年需要量 該車間原料由本廠連鑄機供給的連鑄坯 。 連鑄方坯和矩形坯標準 ： YB/T 20202020 對鋼坯表面質(zhì)量的要求： ○ 1 鋼坯端面不得有縮孔、尾孔和分層； ○ 2 鋼坯表面缺陷必須沿縱向加工清除，清除處應圓滑、無棱角，清除度不得小于清除深度的 5 倍，表面清理深度不大于公稱厚度的 8%； ○ 3 鋼坯表面應無裂縫、折疊、耳子、結疤、拉裂和夾雜等缺陷。此高線車間設計采用單線軋制，最高軋制速度為 120m/s，保證速度為 100 m/s。 共 79 頁 第 7 頁 軋機數(shù)量的確定 本設計產(chǎn)品的最小規(guī)格為 ，故在確定機架數(shù)目時，以最小直徑 計算得： 坯料斷面面積： F0＝ at (A2－ 4R2＋ πR2) （式 21） ＝ (1502－ 482＋ π8 2)mm2 ＝ 成品圓鋼的斷面面積： Fc＝ π(dat)2/4 （式 22） ＝ π()2/4 mm2 ＝ 上式中： F0連鑄坯料原始面積 Fc熱態(tài)成品斷面面積 A原料邊長 R連鑄方坯結晶圓角，取 R＝ 8mm 則總延伸系數(shù)： μz＝ F0/Fc （式 23） ＝ ＝ 取平均延伸系數(shù)： μc＝ 則機架數(shù)： czN ?? ln/ln? ＝ 故取 N＝ 28 軋機布置方案 全線共有 28 架軋機，分為粗軋、中軋、預精軋、精軋、定減徑機組，前 16 架軋機為平立交替布置，立輥軋機均為上傳動；接著是 8 架精軋機組為摩根第六代無扭軋機，整個軋制過程軋件無需扭轉。交流電機單獨傳動，軋機軋制線固定，通過調(diào)整軋輥和機架，使孔型對準軋制線，軋機由彈簧固定在底座上，整體更換，液壓松開。無扭軋機，一臺交流電機傳動，軋輥布置為頂交 45176。 共 79 頁 第 9 頁 3 工藝流程 工藝流程圖 圖 31 工藝流程圖 [11] 連鑄坯 輸送運輸輥道 單根運輸輥道（剔廢） 入爐輥道 加熱爐加熱 夾送輥夾送 高壓水除 鱗 1﹟飛剪切頭切尾 中軋機組 2﹟飛剪切頭切尾 預精軋機組 預水冷 3﹟飛剪切頭切尾 精軋機組 水冷段控制冷卻 減定徑機組 吐絲成卷 斯太爾摩冷卻線 集卷 翻卷、掛卷 P/F 冷卻運輸線 表面質(zhì) 量檢查 壓緊打捆 稱重標號 卸卷 入庫 粗軋機組 發(fā)貨 共 79 頁 第 10 頁 生產(chǎn)工藝流程簡述 坯料的選擇及加熱 因本廠的連鑄機與軋鋼線距離較近，故本設計采用連鑄熱坯為原料，采用連鑄坯熱裝工藝。 ④ 通過熱裝工藝和省去預熱段，縮短了生產(chǎn)周期。 鋼坯在加熱段進行快速加熱，鋼坯表面溫度達到略高于出爐溫度，在均熱段完成鋼坯溫度的均勻化 [11]。當軋機出現(xiàn)故障時，設置在粗軋機前的卡斷剪 將進入粗軋機的鋼坯切斷，卡斷后的鋼坯又退回加熱爐保溫待軋。精軋機組采用8 架 45176。軋后的線材經(jīng)斯泰爾摩水冷段冷卻進入臥式吐絲機，線材經(jīng)吐絲機成圈散 落在斯太爾摩風冷運輸機上。 共 79 頁 第 11 頁 后期工作 集卷后的盤卷經(jīng)翻平，由掛卷小車將盤卷掛在 P/F 線的“ C”形鉤上繼續(xù)冷卻，并進行表面質(zhì)量和外形尺寸檢查，以確保線材質(zhì)量，再取樣，壓緊打捆，稱重標號，然后到卸卷站卸卷﹑排齊，最后由磁盤吊車吊至成品跨 [1] [10]。 ○ 3 大修每兩年一次，每次 20 天。 ○ 1 軋制時間： tzh＝ 單根坯料軋成成品的長度 /精軋速度 ○ 2 間隙時間： △ t＝ 5s ○ 3 軋制節(jié)奏時間： T＝ tzh＋ △ t ○ 4 按坯料計算小時產(chǎn)量： A＝ 3600GK1n/T （式 41） 式中： A平均小時產(chǎn)量，噸 /小時； G原料重 量，噸； T軋制節(jié)奏時間，秒； K1軋機利用系數(shù)，即理論軋制節(jié)奏時間與實際達到的軋制節(jié)奏時間之比值。 表 42 軋機能力分析 Table 42 Mill capacity analysis 成品 規(guī)格 (mm) 終軋 速度 (m/s) 純軋 時間 (s) 間隙 時間 (s) 軋制 節(jié)奏 時間 (s) 按坯 料計 算小 時產(chǎn) 量 (t/h) 按成 品計 算小 時產(chǎn) 量 (t/h) 年計 劃產(chǎn) 量 (萬噸 ) 年純 軋時 間 (h) 年計 劃軋 制時 間 (h) 軋機 負荷 率 110 103 5 108 105 78 5 83 Φ7 85 83 5 88 Φ8 85 64 5 69 Φ9 80 53 5 58 Φ10 75 44 5 49 1419 Φ12~16 60 40 5 45 154. 6 合計 63 7100 % 5 主要設備的選擇 加熱爐 爐型選擇 用于線材車間的加熱爐種類很多，按鋼坯在爐內(nèi)運行方式可分為推鋼式﹑步進梁式﹑步進底式和步進梁步進底組合式加熱爐。 步進爐的特點有： 共 79 頁 第 14 頁 ○ 1 鋼坯的運行是靠步進機構的步進梁前進放下來完成的一個矩形軌跡的循環(huán)動作，因此鋼坯表面不產(chǎn)生劃痕。 加熱爐尺寸的確定 ○ 1 爐子寬度 B[2] 爐子寬度 B 主要根據(jù)坯料長度來確定： CnlnB )1( ???? （式 51） 式中： n—坯料排數(shù)， n＝ 1； C—料間或料與爐的間隙間距 (m)，一般取 ~； L—坯料的長度， (m)； 所以， B＝ 112＋ 2＝ ○ 2 爐子長度 [2] 爐子長度主要根據(jù)加熱爐產(chǎn)量確定： L1＝ 1000Q/PL （式 52） 式中： Q — 加 熱爐小時產(chǎn)量 (t/h)，本設計中 取 120t/h； P — 有效爐底強度 (kg/ m2h)，通常取 500~700kg/ m2h； L — 坯料長度 (m)； 故爐長： L1＝ (1000120)/(60012)＝ 爐子的全長 =有效長度 +1~3m= 計算加熱爐的有效面積： F = B L = = m2 ○ 3 加熱爐步進機構 [2] 組成：上框架、下框架、橫梁、斜輥、平移油缸、提升油缸等。一般軋機選擇參考以下原則 [2]： ① 在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機組成合理、布置緊湊； ② 有較高的生產(chǎn)效率和 設備利用系數(shù)； ③ 有利于機械化 、 自動化的實現(xiàn)，有助于工人勞動強度的改善； ④ 保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品； ⑤ 軋機結構型式先進合理，操作簡單，維修方便； ⑥ 備品、備件更換方便，易于實現(xiàn)標準化； ⑦ 有良好的經(jīng)濟技術指標。D （式 55） 式中： K—系數(shù)，對型鋼軋機 K 取 ~。 230 210 480 19 45176。 170 150 350 23 45176。 170 150 350 共 79 頁 第 17 頁 徑 機 組 27 45176。 軋輥中心距： 3m 軋輥材質(zhì)：球墨鑄鐵 最大輥頸承載： 2800KN 機架為 交 流電機單獨傳動。 預精軋機組 型式：四機架懸臂輥環(huán)式，平立交替布置，實現(xiàn)無扭軋制，結構緊湊，每個機架由直流電機單獨驅(qū)動。各機架與水平成 45176。軋制線固定，液壓換輥環(huán)，無扭微張力軋制。線材軋后的溫度和冷卻速度決定了線材內(nèi)在組織、力學性能及表面氧 化鐵皮數(shù)量，因而對產(chǎn)品質(zhì)量有著極其重要的影響。 2). 性能不均勻。 本設計采用斯太爾摩冷卻法。 表 61 三種斯太爾摩冷卻線的比較 Table 61 Three kinds of parison Stelmor cooling line 類型 標準型 延遲型 緩慢型 設備 特點 鏈式或輥式運輸機，風冷，造價低 有絕熱面板，側墻，頂蓋的運輸機，造價低，產(chǎn)量較大 有絕熱面板，側墻、頂蓋、電熱燒嘴的運輸機，造價高，產(chǎn)量低 冷卻速度 ~10176。 ○ 1 斯太爾摩線長度的確定 [3] 綜合其它鋼種的生產(chǎn)，本設計取斯太爾摩 冷卻線全長為 105m 的延遲型冷卻。 %； 750 ~1500 時，177。C 最大剪切力： 650KN 剪切速度： ~9. 2﹟ 飛剪機 型式：連桿式啟停飛剪 最大剪切斷面： Φ50mm 最低剪切溫度： 900176。C 最大剪切力： 70KN 剪切速度：最大 12m/s 型式：連續(xù)工作制 最大剪切斷面： 470 mm2 最低剪切溫度： 900176。 最大速度： 112 m/s 吐絲錐：軸傾斜 1017