【正文】 ............................................. 62 軋制力能計算及軋輥校核 ........................................................................................ 63 平均單位壓力的計算 ..................................................................................... 63 總軋制壓力計算 ............................................................................................. 64 軋制力矩的計算 ............................................................................................. 65 附加摩擦力矩的計算 ..................................................................................... 66 空轉(zhuǎn)力矩的計算 ............................................................................................. 66 靜力矩的計算 ................................................................................................. 67 等效力矩的計算： ......................................................................................... 67 電動機功率的計算： ..................................................................................... 67 軋輥校核 ......................................................................................................... 68 十 車間工藝平面布置 ............................................................................................................ 73 車間平面布置 .......................................................................................................... 73 目錄 設(shè)備間距的確定 ...................................................................................................... 73 加熱爐到第一架軋機距離的確定 ............................................................... 73 軋機間距的確定 ........................................................................................... 74 水冷區(qū)域的確定 ........................................................................................... 74 制動裙板 ....................................................................................................... 74 結(jié)論 .......................................................................................................................................... 75 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 77 致謝 .......................................................................................................................................... 79 一 緒論 1 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(dāng)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。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。而且線棒材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。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)。 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 20xx 2 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%。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。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。據(jù)統(tǒng)計 ， 發(fā)達(dá)國家金屬制品的產(chǎn)量已占線材產(chǎn)量的 50%～ 70%。 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，小型棒材產(chǎn)量占鋼材的總產(chǎn)量的 % ～ %。 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、二次精練與一 緒論 3 連鑄、控軋控冷等方 面 [7]。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]。 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(jìn)行技術(shù)改造，其發(fā)展方向應(yīng)是： ，縮小與國內(nèi)先進(jìn)連軋生產(chǎn)線的差距，達(dá)到國際先進(jìn)水平。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]。 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。 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(yán)格控制。 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。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。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括以下內(nèi)容： 1． 規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：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。 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]。 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。 1． 圓鋼按下列國家標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)、進(jìn)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/T647820xx：《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。 Φ41～ Φ80mm不超過直徑公差總值的 70%。 2． 螺紋鋼筋按國家標(biāo)準(zhǔn) GB149998 組織生產(chǎn)、進(jìn)行檢驗和交 貨。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。 具體產(chǎn)品大綱見表 ： 表 棒材 車間 產(chǎn) 品大綱 序號 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)格 /mm 代表鋼種 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 年產(chǎn)量 /t 比例 /% 1 圓鋼 ? 12~40 Q235 GB/T 70 GB 1301 GB/4 70000 10 2 ? 12~40 45 70000 10 3 ? 12~40 AM3 56000 8 4 ? 12~40 BL3 ML45 28000 4 5 ? 12~40 20CrMo 56000 8 6 熱軋帶肋螺紋鋼筋 ? 12~40 HRB335 HRB400 GB/T 350000 50 7 方鋼 1414 1616 1818 5050 Q235 GB/T 702 70000 10 合計 700000 100 該棒材車間設(shè)計為年產(chǎn) 70萬 t的鋼材，產(chǎn)品規(guī)格為螺紋鋼 Φ12～ Φ40mm，圓鋼 Φ12～Φ40mm，都以熱軋 直條狀態(tài)交貨，定尺長度為 6mm～ 12mm，具體的長度根據(jù)客戶的要求確定。鋼錠經(jīng)開坯軋制成不同規(guī)格的鋼坯。三種原料比較如下表 所示： 表 軋鋼生產(chǎn)各種原料比較 原料種類 優(yōu)點 缺點 使用條件 鋼錠 不用初軋開坯，可直接軋制成材 金屬消耗大，成材率低，中間不能進(jìn)行清理，壓縮比小，產(chǎn)量低 僅特殊用途軋機用鋼錠作原材料，大部分鋼錠要經(jīng)初軋機、中型開坯軋機或鍛壓機軋成各種鋼坯 鋼坯 壓縮比大，可中間清理，故產(chǎn)量大。其化學(xué)成分如表 所示： 表 鋼的化學(xué)成分 標(biāo)準(zhǔn) C（ %） Si（ %） Mn（ %） P（ %） S（ %） GB14991998 ~ ~ ~ ≤ ≤ 內(nèi)控 ~ ~ ~ ≤ ≤ 注： HRB335 生產(chǎn)時鋼的化學(xué)成分必須符合 內(nèi)控規(guī)定。因此， C 含量的控制應(yīng)在一個合 適的范圍內(nèi)。錳對碳鋼的機械性能有良好的影響，它能提高鋼的強度和硬度，當(dāng)錳含量不高時（低于 %），可以稍微提高或不降低鋼的塑性和韌性。由于硅是非碳化物形成元素，在鋼中不形成碳化物，而是固溶于鐵素體中，造成強烈的固溶強化效應(yīng)，可顯著提高鋼的彈性極限和屈強比，使鋼的屈服強度增加超過抗拉強度的增加，從而導(dǎo)致鋼筋的屈服強度偏高，鋼筋的屈強比偏高。（ Fe+FeS）共晶的熔化溫度很低（ 989℃）而熱加工的溫度一般為 1150~1250℃，這時位于晶界上的（ Fe+FeS）共晶已經(jīng)處于熔融狀態(tài)，從而導(dǎo)致熱加工時開 裂，如果鋼中的氧含量也高，還會形成熔點更低的（ 940℃） Fe+FeO+FeS，其危害性更大。但是硫可以提高切削加工性能。但是，在一定條件下磷也有一定的有益作用，它可以提高鋼的切削加工性能。 軋制工藝中，對組織影響的 主要因素是軋制溫度和冷卻制度， HRB335 在熱加工狀態(tài)下的組織通常為奧氏體，在軋制、冷卻過程中由于溫度變化的不同，會轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，因此，軋制溫度不同、冷卻速度不同，會得到不同的鋼材組織，也會得到不同的力學(xué)工藝性能。如圖 ，陰影部份為鐵素體形成區(qū)，標(biāo)有 P、B 的區(qū)域分別為珠光體形成區(qū)和貝氏體形成區(qū)，當(dāng)冷卻曲 線從某區(qū)域穿過，必定形成該組織。但是鐵素體的強度還與鐵素體的晶粒有關(guān)系，晶粒越小，強度高且塑性、韌性也好。珠光體還有粒狀珠光體，在此不作過多的闡述。因此，下貝氏 體不但強度高，而且韌性也好，具有良好的綜合機械性能，一些研究結(jié)果表明，下貝氏體比回火高碳馬氏體具有更高的韌性、較低的缺口敏感性和裂紋敏感性。馬氏體的塑性和韌性主要取決于它的亞結(jié)構(gòu)，在相同屈服條件下，位錯型馬氏體比孿晶型馬氏體的韌性好得多，孿晶馬氏體具有高的強度，但韌性很差，其性能特三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究 13 點是硬而脆。 HRB335CCT曲線的影響 HRB335 國標(biāo) CCT 曲線如圖 所示： 圖 國標(biāo)下 HRB335CCT 曲線 各化學(xué)元素對 HRB335CCT 曲線均有影響，其表現(xiàn)為各元素含量對珠光體 P、貝氏體 B 以及鐵素體 F 的開始轉(zhuǎn)變溫度的影響。其中鐵素體 的開始轉(zhuǎn)變溫度隨 C、 Mn 含量的增加而降低，而隨 Si、 P、 S 含量的增加而升高。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是設(shè)計生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 3． 產(chǎn)品成本：成品是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其它因素有關(guān)的。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝