【正文】 首先確定接觸面的水平投影面積。 （ 410） 根據(jù)型鋼軋機(jī)軋制鋼坯時扁箱形孔型寬展系數(shù) HB???? [16]取值范圍為~ ，據(jù)此驗證所設(shè)出口軋件高度的準(zhǔn)確性： 2 8 0 3 8 02 ????x? ，因此，所設(shè)出口軋件高度合理。在咬入條件允許時適當(dāng)取大 ,具體取值為 : ? ?mmHH m 30~10第一個帽形孔高度0 ?? ? ?mmHB m 10~0第一個帽形孔 頭 一 個 帽0 ??? 箱型孔型設(shè)計 箱形孔是鋼坯和梯形孔之間的過渡孔型。成品孔 1K 中整個斷面的延伸系數(shù)從 ～?? ，其它軌形孔則按順序增加，第一個軌形孔 (即切深孔 )中的延伸系數(shù)為 ～ 。在其它幾個孔型中，必須盡可能采用均勻的壓縮和斷面各部分均勻的延伸，因為只有在這樣的條件下才能得到形狀正確的、內(nèi)應(yīng)力較小的最終產(chǎn)品，而能量消耗和軋輥的磨損都最少。 (6)軋機(jī)在箱形孔型中只能在一個方面上受到壓縮，其側(cè)面表面不一平直，有時出現(xiàn)皺紋，同時角部的加工也不足。同時箱形孔的大壓下和軋件翻轉(zhuǎn)對錒坯除鱗會起到作用。 （ 2） 加熱爐 從鋼坯在爐內(nèi)的移動方式有推鋼式加熱爐與步進(jìn)式加熱爐兩大類。 為保證人員和設(shè)備的安全，在確認(rèn)軋機(jī)上下和周圍無障礙物后，方可啟動軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 攀鋼軌梁廠設(shè)計概況 3 2 攀鋼軌梁廠設(shè)計概況 廠房建設(shè)情況 設(shè)計規(guī)模的設(shè)想 1966 年設(shè)計的年產(chǎn)量為 110 萬噸，計劃分兩期進(jìn)行，第一期為 90 萬噸 ， 主體設(shè)備噸位 22500T。隨著在線熱處理鋼軌生產(chǎn)和技術(shù)的進(jìn)一步完善，日本于 1994 年重新制定了熱處理鋼軌標(biāo)準(zhǔn)，將新日鐵 DHH340， DHH370，鋼管公司 THH340， THH370 統(tǒng)一為 HH340， HH370 兩種牌號并規(guī)定其化學(xué)成分及最低性能指標(biāo) 。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于攀鋼軌梁廠 43kg/m 重軌產(chǎn)品設(shè)計 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 I 摘 要 鋼軌 除了要求 具有 高強(qiáng)度和高耐磨性外，還需要具有 良好的表面質(zhì)量和外形尺精度 ， 而孔型設(shè)計是否合理，直接影響鋼軌的尺寸精度和質(zhì)量 。 [3] 現(xiàn) 在國內(nèi)外都在大力倡導(dǎo)研究高速鐵路用重軌。建設(shè)面積 90904m2 有 13 項主要設(shè)備、 7 項附屬設(shè)施、共有10 個跨間、總跨度為 210m，跨間長度為 660m。要注意必須經(jīng)過 30 分鐘左右的空轉(zhuǎn)，此時要做好以下項目的檢查 :軋機(jī)的運轉(zhuǎn)是否 正常、各軸承的溫度是否正常、各部位緊固裝置是否有松動現(xiàn)象等等。推鋼式加熱爐分帶下加熱的和不帶下加熱的兩種，上下加熱的推鋼式加熱爐多用于加熱斷面尺寸超過 100～ 120mm 的方坯。該孔型系統(tǒng)一般是由二個箱形孔，一個梯形孔，一個帽形切深孔，二個帽形延伸孔和一個軌形切深孔、 4～ 5個軌形延伸孔構(gòu)成。 精軋機(jī)萬能孔型系統(tǒng) 優(yōu)缺點有： （ 1） 孔型的共用性好，軋機(jī)在孔型中變形均勻，孔型的磨損均勻。 [11] 孔型設(shè)計的一般步驟 鋼軌孔型設(shè)計方法是一般的軌形孔采用按斷面各組成部分分配變形系數(shù)的辦法來確定，而帽形孔一般用經(jīng)驗數(shù)據(jù)及考慮軋制條件進(jìn)行作圖的方法術(shù)設(shè)計。至于軌形孔斷面各部分延伸系數(shù)分配，則是不均勻的。因此確定箱形孔尺寸時，既要保證鋼坯能進(jìn)孔型、不咬鐵絲、不扭轉(zhuǎn)。 [17] 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 43kg/m 重軌各孔型數(shù)據(jù)設(shè)計 18 孔型槽口寬度為 mmBB xk ?????? 孔型槽底寬度為 3 7 4 . 0 m m6 . 03 8 0 . 0)6~0(2 ???? 原料BB d , ? ? mmhR x 2 ~ 22 ???? ， ? ? mmhr x ~ 22 ???? 。 接觸面積和軋件變形前后的幾何尺寸有關(guān)軋制非舉行斷面的孔型，接觸面積亦可近似按以下公式計算： F=(B+b)/2 hR? ， bFBFh hH // ??? （ 514） 式中 FH， Fh—— 分別為軋前，軋后軋件斷面面積； B， b—— 軋前，軋后軋件的最大寬度。 軋制壓力的計算 軋制壓力 P 等于平均單位壓力 P 與接觸面水平投影面積 F 之乘積，所以確定金屬作用在軋輥上的總壓力，就歸結(jié)為計算接觸面積和平均單位壓力 P 。 [15] 箱型孔型設(shè)計 箱形孔 9K 孔型設(shè)計 取第一個箱形孔平均延伸系數(shù) ?x? ，由坯料條件得第一個箱形孔出口面積為： 212 20xx00 mmXFFxx ??? ?坯料 （ 49） 設(shè)第一個箱形孔出口軋件高度為 mmhx ? ，則出口軋件寬度為：mmHFB XXx 6 29222 ??? 。坯料高度 0H 。 其他軌形孔設(shè)計 在全部軌形孔 (4— 6 個 )中的總延伸系數(shù)為 ～ ，平均延伸系數(shù) ～。在前幾個孔型中，金屬的溫度較高，其變形抗力不大，并且塑性也較好 （與以后幾個孔型中的金屬相比較）。 (5)由于箱形孔型的結(jié)構(gòu)特點，不能軋出正確的方形和矩形斷面，軋件斷面越小，這種缺點就越突出。 后一種孔型系統(tǒng)對鋼坯的適應(yīng)性強(qiáng)，成品規(guī)格易控制。 坯料加熱和加熱爐 （ 1） 坯料的加熱 在軋鋼之前，要將原料進(jìn)行加熱，其目的是提高鋼的塑性，降低變形抗力及改善金屬內(nèi)部組織和性能，以便于軋制加工，這就是說一般要將鋼加熱到奧氏體單相固溶體組織的范圍內(nèi)，并使有較高的溫度和足夠的時間以均化組織及溶解碳化物，從而得到塑性高、變形抗力低、加工性能好的金屬組織，一般為了更好地降低變形抗力和提高塑性，加工溫度盡量高一些好，但是不正確的加熱制度可能會引起鋼的氧化、脫碳，氣泡暴露、過熱、過燒等缺陷，還將降低鋼材 的質(zhì)量甚至導(dǎo)致廢品，因此鋼的加熱溫度主要應(yīng)根據(jù)各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，從保證鋼材的質(zhì)量及多快好省地生產(chǎn)鋼材出發(fā)來確定 。其耐熱性和導(dǎo)熱性能很差，工作溫度不 應(yīng)超過 60～ 800℃ ，當(dāng)溫度較高時會迅速膨脹，并進(jìn)而發(fā)生碳化，即燒瓦事故，導(dǎo)致軸承破壞；另一方面，軋件是靠與孔型的摩擦力咬入的，這種摩擦力的存在就會使得孔型產(chǎn)生磨損，而且孔型不間斷地過鋼必然會導(dǎo)致其溫度不斷地上升，如果不及時給水對孔型進(jìn)行冷卻就會加劇孔型的磨損，從而會導(dǎo)致軋件出現(xiàn)質(zhì)量問題，也造成了軋輥的浪費，這種現(xiàn)象反映在使用腿部梯形孔軋制時更加嚴(yán)重。 （ 4） 一般萬能粗軋法 矩形坯直接在四輥孔型中進(jìn)行毛軋的工藝稱為一般萬能粗軋法，首先由萬能孔型的水平輥切入深腰部和對軌頭部位壓縮，隨后在其他道次利用水平輥和立輥對各部位加工，該法取代了傳統(tǒng)二輥孔型毛軋過程，進(jìn)一步降低輥耗，使 重軌具有良好的對稱斷面形狀，尤其適用于連鑄坯。 DHH 軌攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒 論 2 的化學(xué)成分是在碳素?zé)崽幚碥?NHH 的基礎(chǔ)上提高了 Si、 Mn 含量，并添加了少量的 Cr。為了使鋼軌的產(chǎn)量及質(zhì)量達(dá)到較高的水平，在生產(chǎn)中采用合理的孔型系統(tǒng)和設(shè)計方法是必要的。鐵路的高速化是鐵路運輸未來發(fā)展的主要方向。由于擴(kuò)建，廠房長度為 696m，寬 210m， 建筑面積 10 萬 m2， 總投資為 119 億元 。 為提高成材率，降低生產(chǎn)成本，最好是先使用 1～ 3 根相同規(guī)格的普通材質(zhì)料來進(jìn)行試軋，之后再進(jìn)入正常軋制，其目的是先通過低成本原料試軋來檢驗孔型設(shè)計是否合理，導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計和加工是否合理，軋機(jī)和導(dǎo)衛(wèi)裝置的調(diào)整是否到位。步進(jìn)式加熱爐有步進(jìn)底式加熱爐、步進(jìn)梁式加熱爐、梁底組合式加熱爐三種?？仔蛿?shù)目 710 個，可加工斷面較大的鋼坯，坯到材的壓縮比大，軌底加工質(zhì)量較好。 （ 2） 軋制時脫去表面的氧化鐵皮，軋出的成品表面質(zhì)量好。鋼軌孔型設(shè)計的一 般步驟如下 : （ 1） 鋼軌孔型設(shè)計方法根據(jù)具體條件選定孔型系統(tǒng)，確定軋制道次以及軌形孔、帽形孔數(shù)目。 對于鋼軌來說，腰部占的斷面面積比例小，不怕腰拉腿。又要保證梯形孔能充滿但又不出耳子。 凸度： mmf ? ，輥縫： mmS ? 以上設(shè)計所得 9 個孔型圖尺寸詳見附圖Ⅰ攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 軋制規(guī)程設(shè)計 19 5 軋制規(guī)程設(shè)計和相關(guān)校核 孔型在軋輥上的配置 所給設(shè)備條件為四架大型軋機(jī)，呈二列橫列式布置。 金屬作用在軋輥上的單位面積上的總壓力可表示為 ))(1( ????? KmP 化簡可得 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 軋制規(guī)程設(shè)計 25 P= ]2][[2 Hh RhKhH hhRhRBB hH ???? ?????? ??? （ 515） K= M P aMnCt ))(( ???? 2/)( mmsNt ????? )( ta ??? ，式中 a 取 1） 950 開坯機(jī)軋制壓力計算 選取 950 開坯機(jī)變形量最大的 K8孔作為校核基準(zhǔn)，開坯機(jī)軋制溫度取軋制9000C,軋制壓力計算如下 : K= M P aMnCt ))(( ???? = ?? = 2/)( mmsNt ????? = )( ta ??? =? h=8666? 217=40mm， H=10608? 208=51mm %%10040 4051 ?????? h hH? L= mmhR 7 5 ???? ??hR 查出 f( ?,hR )= 軋制壓力為 P=K ),( ?hRlfB =? ??? 2) 800Ⅰ 軋機(jī)軋制壓力計算 選取 800 軋機(jī)上的 K5孔作為軋機(jī)校核基準(zhǔn)， 850 軋機(jī)上的軋制溫度取終軋溫度計算 9000C 計算。 如果用總壓力 P對軋輥中心的垂直距離（力臂） a 的乘積來表示軋制力矩，則 ZM =P? a 因此欲求出軋制力矩除需確定總壓力的大小外，還需確定總壓力對軋輥中心連線的距離，后者與總壓力的作用方向及作用點有關(guān)，總壓力的作用方向及作用點視軋制條件而異，不能認(rèn)為在任何軋制過程中總壓力的方向都是垂直于軋制方向的。 帽形孔軌底楔子主要是把底部逐漸擴(kuò)張， 其 他尺寸一般通過作圖法確定。為 減輕帽形孔頭部側(cè)壁局部嚴(yán)重磨損，常采用梯形坯或帶槽底斜度的矩形坯。 圖 鋼軌成品孔開口位置與配置 （ 2） 1K 成品孔尺寸計算 成品尺寸根據(jù)產(chǎn)品尺寸和公差及熱膨脹系數(shù)確定。 孔型設(shè)計原則 采用正確的孔型設(shè)計可以使軋制異型面型鋼嗦不能避免的不均勻變形盡可能發(fā)生在前幾個孔型中，而不是在全部孔型中。軋機(jī)斷 面溫降也較均勻。該系統(tǒng)孔型適用于機(jī)架數(shù)目少，軋制 道次少，孔型配置困難的軋機(jī)?，F(xiàn)在清理鋼坯的主要方 法是修磨機(jī)清理，少量的局部缺陷輔助以人工砂輪修磨清理。 [7]這是因為，一方面由于這種膠木瓦開式軸承是用夾布酚醛樹脂 (夾布膠木 )在 ～ ,130～ 150℃溫度下壓成的，是用水而不用油潤滑的。采用 T 型坯在萬能孔型中軋制，使軌頭、軌底部位受到更加強(qiáng)烈地加工，提高了要害部位的質(zhì)量，預(yù)計可以減少 40 的軌制，提高開坯機(jī)架的軋制速度和作業(yè)率，消除連鑄坯的鑄態(tài)組織。 1987 年 6 月又建成了在線余熱鋼軌淬火生產(chǎn)線，采用壓縮空氣作淬火介質(zhì)，稱 DHH 軌。 本 論文 將 結(jié)合 攀鋼軌梁廠的實際情況和 43kg/m 重軌的特點從以下幾個方面展開： 43kg/m 重軌從坯料選擇到成品發(fā)貨的系列工藝設(shè)計 ， 并以此為依據(jù)對車間 進(jìn)行 平面布置。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速鐵路運輸?shù)氖袌鲂枨笤絹碓酱?，鐵道部的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》也提出了發(fā)展我國高速鐵路的目標(biāo)，不論是從我國的經(jīng)濟(jì)承受能力和技術(shù)上看，還是從市場需求和國家的政策上看，我國現(xiàn)在已經(jīng)具備了大力發(fā)展高速鐵路的各種條件，正處在一個發(fā)展高速鐵路的良好時機(jī)。 主要設(shè)備 三座連續(xù)式推 鋼 加熱爐、四架軋機(jī)、 7 臺熱鋸機(jī)、 3 臺輥式矯直機(jī)（ 1300 八輥懸臂 式矯直機(jī)）以及兩套加工設(shè)備和空床淬火設(shè)備等。軋制溫度必須按照預(yù)定要求執(zhí)行，在試軋過程中要逐道次檢查紅熱狀態(tài)下軋件的尺寸是否符合孔型設(shè)計要求，導(dǎo)衛(wèi)裝置安裝和調(diào)整是否合適，咬入和出鋼時軋件是否正直、順暢，這些情況都必須無一例外的認(rèn)真檢查好、調(diào)整好，試軋的軋件完全符合圖紙要求，成品尺寸滿 足標(biāo)準(zhǔn)要求后方可進(jìn)入到正常的生產(chǎn)程序。爐子以液體燃料或氣體燃料作為熱源，用裝在加熱段、均熱段端墻上的噴嘴或燒嘴燒鋼。但該孔型系統(tǒng)要求的機(jī)架數(shù)較多，軋機(jī)輥身總長較大。 （ 3） 延伸系數(shù)小，反壓孔要用夾料輥。 （ 2） 根據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，計 算成品孔各部分尺寸，并求出斷面各部分面積。因此，除了成品孔保持腰部、頭 部和腿部的延伸系數(shù)接近相等外，即 td