【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ........................... 54 動(dòng)力矩 ................................................................................................... 54 電機(jī)校核 ......................................................................................................... 54 各種軋制時(shí)間及間隙時(shí)間的確定 ......................................................... 54 電機(jī)校核 ............................................................................................... 54 10 車(chē)間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及環(huán)境保護(hù) ............................................................................ 55 車(chē)間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ....................................................................................... 55 環(huán)境保護(hù) ....................................................................................................... 56 編制依據(jù) ............................................................................................. 56 本設(shè)計(jì)中對(duì)污染的防治及綜合治理 ................................................... 56 致 謝 .......................................................................................................................... 58 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 59 共 4 頁(yè) 第 4 頁(yè) 附錄 A 各道次孔型圖 .............................................................................................. 60 附錄 B 程 序 .......................................................................................................... 64 共 79 頁(yè) 第 1 頁(yè) 引 言 1. 線材的基本狀況 線材是指直徑為 5~22mm 的熱軋圓鋼或者相當(dāng)此斷面的異形鋼。因以盤(pán)條形式交貨，故又通稱為盤(pán)條。線材斷面周長(zhǎng)很小，常見(jiàn)的產(chǎn)品規(guī)格直徑為 5~13mm。 國(guó)外線材規(guī)格已擴(kuò)大到 Φ50mm。常見(jiàn)線材多為圓斷面，異型斷面線材有橢圓形、方形及螺紋形等，但生產(chǎn)數(shù)量很少。 根據(jù)軋機(jī)的不同可分為高速線材 (高線 )和普通線材 (普線 )兩種。 線材是用量很大的鋼材品種之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用與地位較重要，是不可或缺的重要品種。其軋制后可 直接用于鋼筋凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件，也可經(jīng)再加工使用。例如，經(jīng)拉拔成各種規(guī)格鋼絲，再捻制成鋼絲繩、編織成鋼絲網(wǎng)和纏繞成型及熱處理成彈簧；經(jīng)熱、冷鍛打成鉚釘和冷鍛及滾壓成螺栓、螺釘?shù)龋唤?jīng)切削成熱處理制成機(jī)械零件或工具等等。 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，國(guó)外主要產(chǎn)鋼國(guó)家普遍采用高速線材軋機(jī)和控制冷卻技術(shù)作為線材生產(chǎn)的主要工藝技術(shù)；在冶煉方面．主要是用轉(zhuǎn)爐或電爐初煉，然后采用爐外精煉技術(shù)進(jìn)行二次精煉，同時(shí)基本上是以連 鑄 代替模鑄，而且采用全保護(hù)澆鑄；所以 ， 生產(chǎn)出的線材生產(chǎn)率高、成本低、品種多、質(zhì)量又好。 目前世界上應(yīng)用最 廣泛的摩根型高速無(wú)扭軋機(jī)是美國(guó)摩根公司 1962 年開(kāi)始研制的， 1966 年首先應(yīng)用于加拿大鋼鐵公司哈密爾頓廠。第一套摩根型高速線材軋機(jī)于1966 年 9 月正式投產(chǎn)，軋制速度 43~50m/s，如今高線的軋制速度在 80~160m/s。同時(shí)摩根公司和加拿大斯太爾摩公司聯(lián)合，開(kāi)發(fā)了線材軋后控制冷卻系統(tǒng)，稱之為斯太爾摩線。 我國(guó) 目前 是世界上最大的線材生產(chǎn)國(guó)，線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的比例很大 ， 一般線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的 8%~10%， 而我國(guó)占 20%以上；年產(chǎn)量占世界生產(chǎn)總量三分之一以上 ， 線材也是我國(guó)第二大鋼材生產(chǎn)品種，在國(guó)內(nèi)鋼鐵產(chǎn) 量比重一直較高，近幾年國(guó)內(nèi)線材產(chǎn)量基本與國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)速度差不多，保持在 20%左右。 據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：2020 年 1~10 月，國(guó)內(nèi)線材的產(chǎn)量達(dá) 億噸，同比增長(zhǎng) %。 2020 年 10 月份，我國(guó)生產(chǎn)線材 1235 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) %[14]。 2. 高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)與產(chǎn)品特點(diǎn) 共 79 頁(yè) 第 2 頁(yè) 高速線材軋機(jī)的工藝特點(diǎn)可以概括為連續(xù)、高速、無(wú)扭和控冷。其中無(wú)扭精軋是保證高速的前提條件，是現(xiàn)代線材生產(chǎn)的核心技術(shù)之一。為提高生產(chǎn)率和解決大盤(pán)重線材軋制過(guò)程中的溫降問(wèn)題，就要求精軋的高速度；而精軋的高速度 則要求軋制過(guò)程中軋件無(wú)扭轉(zhuǎn)，否則軋制事故頻發(fā)，軋制過(guò)程將無(wú)法進(jìn)行。因此高速無(wú)扭精軋是現(xiàn)代高速線材的一個(gè)基本特點(diǎn)。 高速線材軋機(jī)的產(chǎn)品特點(diǎn)是大盤(pán)重，高速度，高質(zhì)量。因?yàn)楦咚俣?，所以軋制過(guò)程中溫降很小，甚至有溫升，使得盤(pán)重得到大大提高，也因?yàn)榛緵](méi)有溫降，軋件各部分的溫度均一，所以微觀組織均一。又因?yàn)椴捎昧丝乩涔に?，所以產(chǎn)品組織得以改善，產(chǎn)品質(zhì)量也大的提高了 [14]。 3. 本設(shè)計(jì)中采用的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備 為保證高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)采用了以下先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備： 1)連續(xù)化全無(wú)扭軋制，粗軋、中軋、預(yù)精 軋、精軋機(jī)組平立交替布置。精軋機(jī)組和減定徑機(jī)組軋輥為頂交 45176。 布置，全線實(shí)現(xiàn)無(wú)扭軋制，產(chǎn)品性能大幅度提高； 2)坯料采用連鑄坯，金屬收得率高，能源消耗?。? 3)采用側(cè)進(jìn)側(cè)出的步進(jìn)梁式加熱爐，加熱較均勻，能耗降低，減少燒損； 4)為提高軋件的表面質(zhì)量，開(kāi)軋前采用了高壓水除 鱗 ； 5)采用控軋控冷設(shè)備， 即 設(shè)置多段在線水冷箱； 6)為保證成品的尺寸精確，精軋機(jī)組后設(shè)有減定徑機(jī)組 ； 7)采用激光測(cè)徑儀進(jìn)行在線檢測(cè)產(chǎn)品的尺寸，提高產(chǎn)品精度。 4. 線材軋制的發(fā)展方向 自 60 年代以來(lái)第一臺(tái)全新結(jié)構(gòu)的摩根 45176。高速線材 無(wú)扭精軋機(jī)問(wèn)世后，引起了線材生產(chǎn)領(lǐng)域的革命性變化。今后其發(fā)展方向主要有 [14]： ：為了減少軋機(jī)的停機(jī)時(shí)間，人們研究了柔性軋制技術(shù)，該技術(shù)利用無(wú)孔型軋制、共用孔型等手段迅速改變軋制規(guī)程，改變產(chǎn)品規(guī)格。 ：線材的直徑公差大小對(duì)深加工的影響較大，用戶對(duì)線材的尺寸精度要求越來(lái)越高。 ：線材要求盤(pán)重大，但其斷面積又很小，故線材的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，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。 ：在線材軋機(jī)上，從粗軋到精軋，軋件溫降很小，甚至?xí)郎?。在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)因終軋溫度過(guò)高而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降等等的問(wèn)題。低溫軋制不僅可以降低能耗，而且還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，可創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益。 ：其主要的作用和特點(diǎn)是減少切損、 100%定尺、生產(chǎn)率提高、對(duì)導(dǎo)位和孔型無(wú)沖擊、尺寸精度高 . 共 79 頁(yè) 第 3 頁(yè) ：其主要的特點(diǎn)是大幅提高產(chǎn)量、擴(kuò)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。C 左右，燃料消耗可降低 15%左右，軋輥消耗可降低 15%左右。 總之 高速線材軋機(jī)的產(chǎn)品 發(fā)展的總趨勢(shì)是提高軋速、增加盤(pán)重、提高精度及 擴(kuò)大規(guī)格范圍 。 共 79 頁(yè) 第 4 頁(yè) 1 產(chǎn)品 方案和金屬平衡 車(chē)間產(chǎn)品大綱 車(chē)間產(chǎn)品大綱 為 [3]： 年生產(chǎn)能力： 63 萬(wàn)噸； 產(chǎn)品規(guī)格： ~Φ16mm 光面線材； 主要鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼： GB/T7002020， 代表鋼號(hào)： Q235； 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： GB/T43542020， 代表鋼號(hào)： 45鋼 ； 其產(chǎn)品大綱見(jiàn)表 11。 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(wàn)噸 ) 產(chǎn)量合計(jì)(萬(wàn)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(jì) 63 100 比例 (%) 產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品交貨條件 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T43542020 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋盤(pán)條。 GB T 7012020 普通低碳鋼熱軋圓盤(pán)條。 交貨條件 按 GB/T7012020 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)交貨。 線材尺寸公差： 直徑公差： ~8mm 177。 Φ9~16mm 177。 線材產(chǎn)品的橢圓度均為公差的 80%。 線材產(chǎn)品呈盤(pán)卷狀交貨或成捆交貨。 生產(chǎn)的盤(pán)卷尺寸為： 線卷外徑： Φ1250mm 線卷內(nèi)徑： Φ850mm 線卷高度約 2020mm 盤(pán)卷單重約 2 噸。 共 79 頁(yè) 第 5 頁(yè) 原料 原料來(lái)源和年需要量 該車(chē)間原料由本廠連鑄機(jī)供給的連鑄坯 。年產(chǎn) 63 萬(wàn)噸線材，成材率為 %， 年需要 66 萬(wàn)噸鋼坯。 鋼坯尺寸和質(zhì)量要求 連鑄坯斷面尺寸 150 150mm； 連鑄坯長(zhǎng)度 12020mm； 邊長(zhǎng)公差 177。 5mm； 對(duì)角線長(zhǎng)度偏差 7mm； 圓角半徑 R 8mm； 彎曲度 每米最大彎曲 10mm，在全長(zhǎng) 12m 內(nèi)最大 100mm； 連鑄坯單根重約為 噸。 連鑄方坯和矩形坯標(biāo)準(zhǔn) ： YB/T 20202020 對(duì)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(yīng)圓滑、無(wú)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(yīng)無(wú)裂縫、折疊、耳子、結(jié)疤、拉裂和夾雜等缺陷。 連鑄坯的化學(xué)成分 連鑄坯的化學(xué)成分應(yīng)符合 GB/T2222020 的規(guī)定。 金屬平衡表 該車(chē)間年產(chǎn) ~Φ16mm 的線材 63 萬(wàn)噸，成材率為 %，每年需合 格連鑄坯 66 萬(wàn)噸，金屬平衡如下表 [3]。 表 12 金屬平衡表 Table 12 Balance of the metal 產(chǎn) 品 名 稱 原 料 成 品 廢 料 連鑄坯 線材 成材率 切頭及廢品 廢品率 燒損 燒損率 共 79 頁(yè) 第 6 頁(yè) mm盤(pán)條 66 萬(wàn)噸 63 萬(wàn)噸 % 萬(wàn)噸 % 萬(wàn)噸 1% 2 設(shè)計(jì)方案 根據(jù)年產(chǎn)量和工藝要求，本設(shè)計(jì)在參考馬鋼設(shè)計(jì)研究院的技術(shù) 資料的基礎(chǔ)上制定方案 [11]。此高線車(chē)間設(shè)計(jì)采用單線軋制，最高軋制速度為 120m/s，保證速度為 100 m/s。加熱爐采用側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式加熱爐。軋制生產(chǎn)線由粗軋﹑中軋﹑預(yù)精軋﹑精軋﹑減定徑機(jī)組組成。 主要產(chǎn)品規(guī)格有： 、 、 、 、 、 、 、 。 共 79 頁(yè) 第 7 頁(yè) 軋機(jī)數(shù)量的確定 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品的最小規(guī)格為 ，故在確定機(jī)架數(shù)目時(shí)，以最小直徑 計(jì)算得： 坯料斷面面積： F0＝ at (A2－ 4R2＋ πR2)