【正文】 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。因此，滿(mǎn)足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 HRB335CCT曲線的影響 HRB335 國(guó)標(biāo) CCT 曲線如圖 所示： 圖 國(guó)標(biāo)下 HRB335CCT 曲線 各化學(xué)元素對(duì) HRB335CCT 曲線均有影響，其表現(xiàn)為各元素含量對(duì)珠光體 P、貝氏體 B 以及鐵素體 F 的開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度的影響。因此，下貝氏 體不但強(qiáng)度高，而且韌性也好，具有良好的綜合機(jī)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。但是鐵素體的強(qiáng)度還與鐵素體的晶粒有關(guān)系，晶粒越小，強(qiáng)度高且塑性、韌性也好。 軋制工藝中，對(duì)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(guò)程中由于溫度變化的不同，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，因此，軋制溫度不同、冷卻速度不同，會(huì)得到不同的鋼材組織，也會(huì)得到不同的力學(xué)工藝性能。但是硫可以提高切削加工性能。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(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，可顯著提高鋼的彈性極限和屈強(qiáng)比，使鋼的屈服強(qiáng)度增加超過(guò)抗拉強(qiáng)度的增加，從而導(dǎo)致鋼筋的屈服強(qiáng)度偏高，鋼筋的屈強(qiáng)比偏高。因此， C 含量的控制應(yīng)在一個(gè)合 適的范圍內(nèi)。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(lèi) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 使用條件 鋼錠 不用初軋開(kāi)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(jī)用鋼錠作原材料，大部分鋼錠要經(jīng)初軋機(jī)、中型開(kāi)坯軋機(jī)或鍛壓機(jī)軋成各種鋼坯 鋼坯 壓縮比大，可中間清理，故產(chǎn)量大。 具體產(chǎn)品大綱見(jiàn)表 ： 表 棒材 車(chē)間 產(chǎn) 品大綱 序號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 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(jì) 700000 100 該棒材車(chē)間設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 70萬(wàn) 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(zhǎng)度為 6mm～ 12mm，具體的長(zhǎng)度根據(jù)客戶(hù)的要求確定。所以本次設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品多為高附加值產(chǎn)品。 Φ41～ Φ80mm不超過(guò)直徑公差總值的 70%。 3． 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。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(hào)、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。 棒材廣泛用于被廣泛用于民用建筑、高層建筑、重點(diǎn)工程：機(jī)場(chǎng)、港口、高速公路、橋梁、電廠等建設(shè)，是一種非常重要的鋼材。 隨著連鑄技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)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(shí)。 棒材現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和品種規(guī)格來(lái)看與國(guó)外同行相比仍處于相對(duì)劣勢(shì)，為此國(guó)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(guó)內(nèi)先進(jìn)連軋生產(chǎn)線的差距，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 近 30 年來(lái)，日本、美國(guó)、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]。據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 發(fā)達(dá)國(guó)家金屬制品的產(chǎn)量已占線材產(chǎn)量的 50%～ 70%。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。與此同時(shí) ， 美國(guó)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?lái)產(chǎn)量相對(duì)平穩(wěn)。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車(chē)用鋼的需求也會(huì)越來(lái)越多。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(kù) 。棒材以定尺交貨，橫列式、半連續(xù)式、全連續(xù)式各種軋機(jī)都可以進(jìn)行生產(chǎn)。 棒材 生產(chǎn)研究 現(xiàn)狀 棒材生產(chǎn)線按工藝順序包括加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、中軋區(qū)、精軋區(qū)、冷床區(qū)、收集區(qū)組成 [2]。因此我國(guó)線棒材無(wú)論是所占鋼材總產(chǎn)量的比例還是絕對(duì)產(chǎn)量均高于美國(guó)和日本 [4]。 近年來(lái) ， 我國(guó)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(jī)投產(chǎn)后 2 年左右即能達(dá)到或超過(guò) 設(shè)計(jì)產(chǎn)量。我國(guó)雖然線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的 %(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(jìn)口。從 1970 年開(kāi)始，煉鋼工藝的變化主要為 ： 鐵水預(yù)處理以降低鋼水中磷、硫和硅的含量，鋼包精練加鈣脫硫以提高 DWTT 和夏比沖擊能 。 ，使軋制工藝與前后工序形成連續(xù) 化、緊湊化、節(jié)能化和可持續(xù)發(fā)展。 此技術(shù)被廣泛應(yīng)用在普碳及低合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)中。型鋼生產(chǎn)在軋鋼車(chē)間生產(chǎn)中占有重要的地位，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)每年生產(chǎn) 的型材占鋼材生產(chǎn)總數(shù)量的 50%左右，因此，掌握型鋼生產(chǎn)理論與工藝，對(duì)提高型鋼產(chǎn)品質(zhì)量和精度，開(kāi)發(fā)新品種、新工藝、新設(shè)備，完善生產(chǎn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 2． 性能標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物力機(jī)械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊的性能要求等。有條件的要爭(zhēng)取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 彎曲：每米不超過(guò) ，總彎曲不超過(guò)棒材全長(zhǎng)的 %。 二 產(chǎn)品大綱 7 產(chǎn)品大綱制定原則： 1． 滿(mǎn)足市場(chǎng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求。 目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、鋼坯、鋼錠。鋼種不受限制，成材率高 需要初軋開(kāi)坯，使工藝和設(shè)備復(fù) 雜。 Mn：錳是煉鋼過(guò)程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶于鋼液中的氧。 10 S：硫是鋼中的有害元 素，它是煉鋼過(guò)程中由礦石和燃料帶到鋼中來(lái)的雜質(zhì)，硫只能溶于鋼液中，在固態(tài)鐵中幾乎不能溶解，而是以 FeS 夾雜的形式存在于固態(tài)鋼中。 P：一般來(lái)說(shuō)，磷是有害的雜質(zhì)元素，它是由礦石和生鐵等煉鋼原料帶入的。在不同的軋制溫度和冷卻速度下，可能得到鐵素體 a、珠光體 P、貝氏體 B 或馬氏體，具體情況可以看 C曲線。通常鐵素體相的性能大致范圍如下： 抗拉強(qiáng)度： 176~274MPa 屈服強(qiáng)度： 98~166MPa 延伸率： 30~50% 斷面收縮率： 70~80% 沖擊韌性 160~200J/cm2 硬度 HB： 50~80 2．珠光體：片狀珠光體是熱軋帶肋鋼筋中的一個(gè)重要相，珠光體是由鐵素體和滲碳體（滲碳體是鐵與碳形成的間隙化合物 Fe3C，含碳量為 %）交替成片狀組織，當(dāng) 12 在 A℃ ~650℃溫度較高的條件下，片間距的大小通常為 ~，珠光體有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差，其機(jī)械性能主要取決于珠光體片間距，硬度和強(qiáng)度隨珠光體的片間距的縮小而增大，在塑性變形時(shí)，基本在鐵素體內(nèi)部發(fā)生，滲碳體層則有阻止滑移的作用，滑移的最大距離就等于片間距，片間距越小，鐵素體和滲碳體的相界面越多，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙越大，因而厚度和強(qiáng)度都提高，珠光體塑性也隨片間距的減小而增大，這是由于片間距越小，鐵素體和滲碳體越薄，從而使塑性變形能力增大。 4．馬氏體：當(dāng)鋼的冷卻速度過(guò)快，奧氏體還未來(lái)得及轉(zhuǎn)變?yōu)榇M織，就形成了馬氏體，馬氏體是碳在α — Fe 中過(guò)飽和的間隙固溶體，鋼中馬氏體有兩種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，一種是含碳量低的鋼中出現(xiàn)的體心立方，另一種是含碳量較高的鋼中出現(xiàn)的體心正方。各元素含量不同致使珠光體 P、貝氏體 B 以及鐵素體 F 的開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度有所不同。 2． 生產(chǎn)規(guī)模大?。河捎谲?chē)間生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過(guò)程復(fù)雜程度也不同。 4． 工人的勞動(dòng)條件：工藝過(guò)程中采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。成本的高低在一定程度上也是工藝過(guò)程是否合理的反映。為了滿(mǎn)足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給予保證。 在上述的溫度條件下， HRB335 通常得到的是鐵素體和珠光體組織，有時(shí)有少量的貝氏體（通常低于 5%）。下貝氏體中鐵 素體細(xì)小而均勻分布，而且在鐵素體內(nèi)又沉淀析出細(xì)小、多量而彌散的 ? — 碳化物，故位錯(cuò)密度很高。 組織不同，性能有很大的差異，各種組織對(duì)鋼材性能的影響如下： 1．鐵素體：鐵素體是熱軋帶肋鋼筋里的十分重要的基本相，它是碳溶于α鐵中的間隙固溶體，為面心立方晶格，以晶粒的形式存在于鋼中，鐵素體的性能與純鐵基本相同，鐵素體為軟韌相，它和鋼材組織中其他相相比，硬度和強(qiáng)度較低，但延伸率好，韌性 也較好。但是，一旦化學(xué)成分確定以后，影響鋼材組織的主要因素就是軋制工藝。在焊接時(shí)產(chǎn)生 SO2 氣體，使焊縫產(chǎn)生氣孔和縮孔。 Si：硅在煉鋼過(guò)程中也是必須加入的脫氧劑，可以去除溶于鋼中的氧，可把鋼中的FeO 還原成鐵，形成 SiO2，碳鋼中的硅含量一般小于 %，它是鋼中的有益元素，硅溶于鐵素體后有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但是含量較高時(shí)，使鋼的塑性和韌性下降。 ： C：碳對(duì)鋼的影響十分的顯著，碳含量提高可以大幅度提高鋼的強(qiáng)度，但同時(shí)也使鋼的塑性和韌性下降， C 對(duì)性能的影響主要是對(duì)組織的影響， C 對(duì)鋼的顯微組織和性能有重大影響，對(duì)緩冷后鋼的顯微組織的影響是：在亞共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，鐵素體相對(duì)減少，珠光體相對(duì)量增加；達(dá)到共析鋼時(shí)，全部為珠光體；在過(guò)共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，先共析滲碳體相對(duì)量增加，珠光體相對(duì)量減少。 隨著冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，連鑄和棒材軋機(jī)之間的連接的合理優(yōu)化，從連鑄坯考慮采用較大 的斷面，大連鑄坯在連鑄過(guò)程中有利于夾雜物上浮，更能保證質(zhì)量，同時(shí)，在壓縮比一定的情況下，較大斷面的連鑄坯有利于生產(chǎn)更大規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量更好的鋼材。 該車(chē)間設(shè)計(jì) 生產(chǎn)的 產(chǎn)品 主要有： 圓鋼、熱軋帶肋螺紋鋼筋 、 方 鋼 、扁鋼等。但是我國(guó)棒材生產(chǎn)線基本大量生產(chǎn)普碳鋼等經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的產(chǎn)品，優(yōu)質(zhì)棒材產(chǎn)量存在嚴(yán)重不足，所以，棒材在我國(guó)的市場(chǎng)潛力非常大，廣泛用于建筑工程、機(jī)械結(jié)構(gòu)、汽車(chē)零件制造等方面。 橢圓度： Φ20～ Φ40mm不超過(guò)直徑公差總值的 50%。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)路、布局合理。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可分為國(guó)標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等。 從我國(guó)的棒材發(fā)展史可以看出，我國(guó)熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)水平不斷提高，普通鋼筋從低碳鋼、低合金鋼 向微合金鋼發(fā)展 ， 預(yù)應(yīng)力鋼筋從強(qiáng)度偏低、松弛較大向高強(qiáng)度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展 ， 同時(shí)，冷加工鋼筋的發(fā)展趨向是 ： 冷拔鋼絲、冷拉鋼筋從廣泛采用到被淘汰出局，而作為細(xì)直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補(bǔ)充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格和售后服務(wù)，它們將通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制與細(xì)直徑的熱軋帶肋鋼筋進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng) [7]。從軋件品質(zhì)分析，因?yàn)檐堉茣r(shí)僅存在著一個(gè)頭部，所以能明顯減少軋件縱向尺寸和性能不均現(xiàn)象 。如何在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上走出利用最少投資，取得最大效益的新路子是目前所有鋼材生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。 棒材生產(chǎn)研究 現(xiàn)狀 國(guó)外棒材生產(chǎn)工藝的發(fā)展集中在工藝的短流程、軋材性能的高品質(zhì)化、品種規(guī)格的多樣化、控制手段的智能化等方面 [6]。 、高附加值的經(jīng)濟(jì)線材少 金屬制品是高速線材的深加工產(chǎn)品 ， 其 使用價(jià)值優(yōu)于熱軋產(chǎn)品 ， 可節(jié)約金屬 30%～40%。與此同時(shí) ， 我國(guó)目前尚有一些落后的小型線材軋機(jī)再生產(chǎn)。 我國(guó)線棒材無(wú)論是軋機(jī)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(zhǎng) (年平均增長(zhǎng)速度為 15%左右 )， 目前我國(guó)線棒材占鋼 材總產(chǎn)量的 48%～ 50%。 我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的需求在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將是很高的。 本設(shè)計(jì)采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機(jī) 18 架，其中粗軋機(jī) 6 架，中軋機(jī) 6架，精軋機(jī) 6 架，終軋最大軋制速度 為 16m/s。采用全連續(xù)式平立交替布置軋機(jī)，以保證產(chǎn)量 且 減少事故。 鋼鐵材料以其所具有的特性 ——— 較高的強(qiáng)度和韌性、易加工成型性、綠 色可循環(huán)性在未來(lái)時(shí)期內(nèi)仍將是重要的結(jié)構(gòu)材料。 設(shè)備 參差不齊 有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，棒材產(chǎn)量在國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)總量中約占 25%以上，且隨社會(huì)的發(fā)展其需求量有增無(wú)減。 20xx 年以后 ， 不少小型線材軋機(jī)的成材率達(dá)到 97%， 一些實(shí)行負(fù)偏差軋制的軋機(jī) ， 成材率約在 98%以上 。 今后我國(guó)棒材生產(chǎn)應(yīng)著重開(kāi)發(fā)和消化吸收的技術(shù)和工藝有：無(wú)頭軋制工藝、高精度軋制技術(shù)、棒材低溫軋制技術(shù)、控制冷卻工藝、自動(dòng)控測(cè)技術(shù)、 TMCP 技術(shù)、在線熱處理技術(shù)等 [1]。 由于鐵水預(yù)處理及爐外精練技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，使得轉(zhuǎn)爐流程在特殊鋼生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。 ，提高產(chǎn)品質(zhì)量 [10]。低溫軋制是利用金屬在再結(jié)晶 4 溫度以下進(jìn)行塑性加工能使晶粒得到細(xì)化的原理，生產(chǎn)出具有 更高的力學(xué)性能、更好的表面質(zhì)量和更優(yōu)