【正文】 mm 公稱直徑 內(nèi)徑 d 橫肋高 h 縱肋高 h1 橫肋寬 縱肋寬 間距 l 橫筋末端最大間隙（工程周長的10%弦長） 公稱橫截面面積/mm2 理論重量，kg/m 公稱尺寸 允許偏差 公稱尺寸 允許偏差 公稱尺寸 允許偏差 公稱尺寸 允許偏差 16 15.3 177。0.6 1.9 177。選擇坯料時(shí)要全面考慮生產(chǎn)需要和客觀肯恩格之間的相互關(guān)系，綜合分析各種因素的影響，這樣才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 金屬平衡表 金屬消耗是軋鋼生產(chǎn)中最重要的消耗，因此，降低金屬消耗對(duì)節(jié)約金屬、降低成本有重要的意義。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。 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。 軋制方案制定 由于本車間的設(shè)計(jì)產(chǎn)量較高，而產(chǎn)品規(guī)格又較小，所以采用全連軋生產(chǎn)。 清除表面氧化鐵皮的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩類。因此根據(jù)本車間的產(chǎn)量大等原因，選擇步進(jìn)梁式加熱爐。 ⑵ 加熱時(shí)間 加熱時(shí)間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時(shí)間。 表 各鋼種的影響修正系數(shù) K1值 ⑶ 加熱溫度 鋼的加熱溫度是指在鋼加熱終了時(shí)出爐的表面溫度。 表 計(jì)算產(chǎn)品（ 20MnSi）的時(shí)間和加熱溫度 牌號(hào) 坯料尺寸 (mm) 加熱時(shí)間 (h) 加熱溫度（ ℃ ） 20MnSi 15015010000 1050 鋼材的軋制 鋼的軋制是整個(gè)工藝過程的核心，從工藝設(shè)計(jì)角 度來說，它包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 沿道次實(shí)現(xiàn)軋制速度的變化是一些軋機(jī)（如初軋機(jī)、連軋機(jī)）速度規(guī)程的主要內(nèi)容，這些軋機(jī)每道次速度的變化是通過傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)的速度變化而實(shí)現(xiàn)的，目前從技術(shù)上實(shí)現(xiàn) 軋機(jī)主傳動(dòng)調(diào)速有三種方法： 直流驅(qū)動(dòng) 、 串級(jí)調(diào)速 、差動(dòng)調(diào)速 。 鋼材的冷卻與精整 精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過程中最后一個(gè)工序，它包括下述幾個(gè)內(nèi)容。 控制冷卻是指軋后的軋件冷卻過程進(jìn)行有目的人為控制，以達(dá)到預(yù)期的產(chǎn) 18 第 18 頁 品內(nèi)部組織和力學(xué)性能。 19 第 19 頁 孔型系統(tǒng)選擇 孔型系統(tǒng)的選擇與軋機(jī)的布置和軋件的斷面大小關(guān)系密切，對(duì)本設(shè)計(jì)來說，參照新疆八一鋼廠的型鋼生產(chǎn)線的孔型系統(tǒng)，選用孔型為：扁箱（ 1） —方箱（ 2） —橢（ 3） —圓（ 4） —橢（ 5） —圓（ 6） —橢（ 7） —圓（ 8） —橢（ 9） —圓（ 10） —橢（ 11） —圓（ 12） —橢 （ 13） —圓（ 14） —橢（ 15）—圓（ 16） —橢（ 17） —圓（ 18）。根據(jù)斷面孔型設(shè)計(jì)確定孔型在每機(jī)架上的分布及其在軋輥上的位置和狀態(tài)，以保證軋件正常軋制，操作方便，且節(jié)奏時(shí)間最短，成品質(zhì)量好，軋機(jī)生產(chǎn)能力高。為降低生產(chǎn)成本，必須降低各種消耗。 ⑴ 成品孔型尺寸 21 第 21 頁 ① 成品孔內(nèi)徑 d： d=[d0(0～ 1)△ ](～ ) =[] =； ② 成品孔內(nèi)徑開口寬度 B： B=d0(～ ) = =； ③ 成品孔內(nèi)徑的擴(kuò)張角 ρ 和擴(kuò)張半徑 R′ ： 取輥縫 s=1mm，擴(kuò)張角 θ=30176。 （４）驗(yàn)算精軋孔型充滿情況： 取寬展系數(shù) =β,=β ty 第 17 孔型： 橢圓軋件的尺寸為： h=14mm， b=， 則其充滿程度為==Bb=δ k ； 第 18 孔型： 成品孔型中軋件的尺寸為： h=， b=， 則其充滿程度為 。 按公稱尺寸選?。?a=； ⑥ 橫筋半徑 1r ： 橫筋的弓形弦 長： =)(2=)2c(r2=B 22221 ， 22 第 22 頁 式中 , r ——成品孔的內(nèi)徑， mm； C——橫筋末端最大間隙?？仔驮O(shè)計(jì)必須考慮車間各主、輔設(shè)備的性能及其布置形式。因此，合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，即保證成品斷面幾何形狀正確，斷面尺寸精度合格，表面光潔，無折疊，裂紋等表面缺陷，金屬內(nèi)部殘余應(yīng)力小，金相組織及機(jī)械性能良好。 （ 3）在某些情況下，可由延伸孔型軋出成品圓鋼，因而減少軋輥的數(shù)量和換輥的次數(shù)。 ⑵ 鋼材的切斷 將鋼材切斷成定尺長度，其目的是便于鋼材的運(yùn)輸和用戶的使用。冷卻過程對(duì)產(chǎn)品最終性能有很重要的影響，因此冷卻制度的確定是控制產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通常在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，開軋溫根據(jù)鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據(jù)；而終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品的組織與性能，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與鋼種有關(guān)。 確定變形量的大小和分配要進(jìn)行綜合的分析和比較。根據(jù)合金相圖、塑性鋼 種 K1 值 低碳鋼 ～ 中碳鋼及低合金鋼 ～ 16 第 16 頁 涂及 再結(jié)晶圖即所謂 “三圖 ”定溫的原則確定加熱溫度。確定加熱時(shí)間除進(jìn)行理論計(jì)算外，還可根據(jù)生產(chǎn) 實(shí)踐進(jìn)行估算的方法。一般坯料加熱可分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期是在低溫加熱時(shí)間。 坯料加熱 對(duì)于熱軋型鋼來說，軋前加熱的目的是提高鋼的塑性以降低剛在熱軋時(shí)的變形抗力，降低軋制壓力，是坯料內(nèi)外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以避免由于溫度應(yīng)力過大而造成的嚴(yán)重缺陷，改善坯料的組織狀態(tài)，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。根據(jù)港中 、缺陷的性質(zhì)與狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，而采取的清理方法也不同。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)。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗。 目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、用鋼錠軋制成的坯、用鋼錠直接軋制成材。1.1 1.9 3.0 14.0 804.2 10 第 10 頁 3 坯料選擇和金屬平衡表 坯料選擇 正確選擇坯料對(duì)軋鋼生產(chǎn)具有重要影響。0.5 18 17.3 1.6 +0.5 1.6 1.0 2.0 10.0 254.5 20 19.3 177。清除寬度不小于深度的 5 倍，同一截面達(dá)到最大清除深度不用多于一處。 （ 4）交貨狀態(tài) 鋼材通常以熱軋或熱鍛狀態(tài)交貨。 （ 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。 本車間制定產(chǎn)品方案時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)術(shù)要求，經(jīng)過對(duì)同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取很具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。產(chǎn)品包裝執(zhí)行 GB1499－1988標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。坯料選用連鑄坯取代初軋鋼坯，提高了成材率，簡(jiǎn)化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。上述特點(diǎn)說明我國小型與棒材生產(chǎn)還處于市場(chǎng)需求旺盛階段。其可為用戶提供任意規(guī)格的產(chǎn)品，適應(yīng)多品種、小批量市場(chǎng)需求。 （ 2）產(chǎn)品以帶肋鋼筋為主。 3 第 3 頁 目前我國小型和棒材的生產(chǎn)現(xiàn)狀為：到 2020 年，我國小型和棒材生產(chǎn)擁有3 個(gè)世界第一，即軋機(jī)套數(shù)、年生產(chǎn)能力及占鋼材總量的比值（連軋機(jī)套數(shù)已超過 100 套，年生產(chǎn)能力約 6000 萬 t，連軋機(jī)的軋制能力可達(dá)到生產(chǎn)總量的 70%）。 一、小型與棒線材軋機(jī) 的連軋化。 20 年前，我國小型與線材生產(chǎn)狀況為，我國擁有小型與棒線材軋機(jī)約 700多套，為世界第一。 20 世紀(jì) 50 年代，我國正處于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高潮，鋼筋供需矛盾較為突出，為發(fā)展冷加工生產(chǎn)，通過對(duì)低強(qiáng)度鋼筋的冷軋、冷拔、冷扭或冷拉等冷加工手段，使鋼筋冷作硬化，在犧牲原鋼筋塑性的條件下，獲得較高的屈服強(qiáng)度。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 13m/s。設(shè)計(jì)中采用的孔型系統(tǒng)為： 扁箱（ 1） — 方箱（ 2） — 橢（ 3） —圓（ 4） — 橢（ 5） — 圓（ 6） — 橢（ 7） — 圓（ 8） — 橢（ 9）— 圓（ 10） — 橢（ 11） — 圓（ 12） — 橢（ 13） — 圓（ 14） — 橢（ 15） — 圓（ 16） — 橢（ 17） — 圓（ 18）。冷加工鋼筋主要采用細(xì)直徑盤條生產(chǎn)冷拔鋼絲，其既用作預(yù)應(yīng)力混凝土中、小型構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，也部分用 作某些鋼筋混凝土構(gòu)件中的受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋 。但每套軋機(jī)的平均年產(chǎn)量僅 2 萬多噸，而當(dāng)時(shí)世界平均水平為 10 幾萬 t/a。 1984 年我國小型與棒線材連軋比不足 5%，但在 1985 年北京召開的全國中小型軋機(jī)技術(shù)改造會(huì)議、 1993 年無錫召開的全國小型型鋼工作會(huì)議上，強(qiáng)調(diào)了以連軋為方向，推進(jìn)小型型鋼軋機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的重要性和緊迫性。目前我國小型和棒材軋機(jī)的總體裝備和生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)國際先進(jìn)水平，并具有以下特點(diǎn)： （ 1）新建軋機(jī)大多為 18 架，分粗、中、精軋機(jī)組，每組 6 架，平立交替布置，實(shí)現(xiàn)無 扭連軋。不生產(chǎn)帶肋鋼筋的小型連軋機(jī)只有杭州鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司和邢臺(tái)鋼鐵公司等幾家。 ② 棒材高精度軋制技術(shù)。鋼材生產(chǎn)廠取得效益主要仍依靠產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，設(shè)計(jì)采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機(jī)產(chǎn)量、軋制精度和成品質(zhì)量，降低了成 本。 （ 3） 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。 熱軋圓鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合 GB/T702《熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》的有關(guān)規(guī)定。所以，在本設(shè)計(jì)中選擇鋼的牌號(hào)為 20MnSi 的 Φ1 Φ2 Φ32 的 熱軋帶肋鋼筋 作為典型產(chǎn)品，即計(jì)算產(chǎn)品，見 下 表 ： 表 計(jì) 算 產(chǎn) 品 7 第 7 頁 計(jì)算產(chǎn)品 鋼號(hào) 品 種 規(guī)格 （ mm） 年產(chǎn)量 (萬 t) 所占比例 (%) 標(biāo)準(zhǔn) 交貨狀態(tài) 20MnSi 熱軋帶肋鋼筋 Φ16 30 50 GB1499 1998 熱軋態(tài) Φ25 18 30 Φ32 12 20 合計(jì) 60 100 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求 實(shí)際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個(gè)品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。 （ 3）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定作實(shí)驗(yàn)時(shí)的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)方法等。如需方要求（并在合同中注明），也可以以熱處理（退火、正火或高溫回火）狀態(tài)交貨。允許從實(shí)際尺寸算起不超過尺寸公差的 1/2 的個(gè)別細(xì)小劃痕、壓痕、麻點(diǎn)及深度不超過 的小裂紋存在。0.4 1.7 177。坯料選擇合理，不僅可使鋼材質(zhì)量得到保證，而且可使軋機(jī)生產(chǎn)能力得以發(fā)揮，金屬收得率也能提高。 與其它兩種相比，連鑄坯的特點(diǎn)： 金屬收得率可提高 6～ 12％； 每噸鋼大概可節(jié)約熱能 14 萬卡； 降低產(chǎn)品成本可達(dá) 10％； 《金屬壓力加工車間設(shè)計(jì)》表 41，選用連鑄方坯對(duì)軋制生產(chǎn)來說有很多優(yōu)點(diǎn)，它可以減少金屬消耗量，成材率高，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)化，節(jié)能耗，降成本，生產(chǎn)規(guī) 模設(shè)置靈活，還可以節(jié)省勞動(dòng)力，改善勞動(dòng)條件，連鑄坯是當(dāng)今行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)；同時(shí)現(xiàn)在國內(nèi)外軋合金鋼的軋機(jī)也主要是以連鑄坯為原料，所