【文章內(nèi)容簡介】 第 2 頁 20 世紀(jì) 80 年代開始研制， 90 年代正式投人生產(chǎn)的新一代熱軋帶肋鋼筋有 2種 :一種是以微合金元素 (V, Ti, Nb)為基礎(chǔ)的 HRB400 鋼筋，另一種是采用余熱處理工藝生產(chǎn)的 RRB400(K L400)鋼筋 (包括按英國 BS 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼筋 )，使我國鋼筋在化學(xué)成分上進(jìn)行了更新?lián)Q代 。余熱處理鋼筋既可用于出口，也可為國內(nèi)工程選用。在同一時(shí)期，引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線生產(chǎn)線，使這種高質(zhì)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋在公路、房屋、 鐵路及其他工程領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 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。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。我國小型和棒線材產(chǎn)品長期供不應(yīng)求；軋機(jī)裝備和生產(chǎn)技術(shù)遠(yuǎn)低于當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平。主要表現(xiàn)在以下方面。 （ 1）棒線材軋機(jī)連軋比很低，以橫列式和布棋式為主。 （ 2）連鑄比很低， 1984 年不足 10%。 （ 3）軋機(jī)剛度低，彈跳大。 20 年來小型與棒線材生產(chǎn)取得了一定的的技術(shù)進(jìn)步。 一、小型與棒線材軋機(jī) 的連軋化。 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。 1994 年在江陰召開的全國小型型鋼工作會(huì)議上明確了其具體步驟和基本作法。從這之后，我國小型連軋機(jī)的數(shù)量從 1988 年的 14 套升至目前的 100 套以上；高速線材軋機(jī)的數(shù)量也已達(dá)到 80 套，使我國棒材和線材的生產(chǎn)能力居世界首位。 二、產(chǎn)品升級。對于棒材產(chǎn)品，大力推廣應(yīng)用 III 級熱軋帶肋鋼筋，替代 II級鋼筋，并 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件用鋼、汽車用鋼、船用鋼、經(jīng)濟(jì)斷面鋼材等專用鋼材。對于線材產(chǎn)品，推行大盤重，開發(fā)硬線。產(chǎn)品基本能滿足飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求。 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 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%）。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。采用步進(jìn)式加熱爐，全數(shù)字式直流傳動(dòng)系統(tǒng)。坯料為150mm150mm 連鑄方坯，長 10~12m。產(chǎn)品規(guī)格為 216。10~216。40， 216。20 以下產(chǎn)品采用切分軋制。 （ 2）產(chǎn)品以帶肋鋼筋為主。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。 （ 3）對提高產(chǎn)量有益的無頭軋制、切分軋制技術(shù)等，我國使用和推廣的力度高于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。如無頭軋制技術(shù)，到 2020 年，唐山鋼鐵公司引進(jìn)了意大利 DANIELI 公司的技術(shù)；邢臺(tái)鋼鐵公司第二高線廠引進(jìn)了日本 NKK 公司的技術(shù)；通化鋼鐵公司自行開發(fā)了棒線材無 頭軋制技術(shù)。而值得注意的是，該技術(shù)在美國、日本、德國和俄羅斯等產(chǎn)鋼大國尚沒有很好的應(yīng)用實(shí)例，日本 NKK 公司的棒線材無頭軋制技術(shù)，在日本也僅有 1 家試驗(yàn)廠。棒材的 3 切分和 4 切分軋制技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)的研究和推廣使用熱情很高，也有很成熟的技術(shù)，但仍有國外公司在我國專門推廣該技術(shù)。 （ 4）對提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足用戶需求有益而影響產(chǎn)量的技術(shù)，在我國的使用和推廣力度低于世界先進(jìn)水平國家。這些技術(shù)包括： ① 棒材自由規(guī)格減定徑技術(shù)。其可為用戶提供任意規(guī)格的產(chǎn)品，適應(yīng)多品種、小批量市場需求。 ② 棒材高精度軋制技術(shù)。 ③ 合金鋼和低合金鋼棒材在線控制冷卻技術(shù)。 ④ 多鋼種、小批量棒材的市場開發(fā)。 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 4 第 4 頁 ⑤ 專用小型材的市場開發(fā)。 工業(yè)先進(jìn)國家的型鋼軋制品種多達(dá)萬余種，而我國的熱軋型材品種只有上千種。差距最大的是專用小型材。這些型材多用于汽車、紡織、電機(jī)、農(nóng)業(yè)等等，我國在這方面的工作與 20 年前相比進(jìn)步不大。上述特點(diǎn)說明我國小型與棒材生產(chǎn)還處于市場需求旺盛階段。鋼材生產(chǎn)廠取得效益主要仍依靠產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)。 從我國的 熱軋帶肋 鋼筋發(fā)展史可以看出，我國 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)，它們將通過市場機(jī)制與細(xì)直徑的熱軋帶肋鋼筋進(jìn)行競爭。 熱軋帶肋鋼筋 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、港口、高速公路、橋梁、電廠 等建設(shè)，是一種非常重要的鋼材。型鋼生產(chǎn)在軋鋼車間生產(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，對提高型鋼產(chǎn)品質(zhì)量和精度，開發(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。 在本設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化程度極高，從坯料上料到成品，一線全部自動(dòng)化，無需人工操作。坯料選用連鑄坯取代初軋鋼坯，提高了成材率，簡化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。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。并且在軋制的 精軋部分采用平立輥交替軋制，減少軋制事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率 。 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 5 第 5 頁 2 產(chǎn)品方案和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品方案的制定 產(chǎn)品方案又稱產(chǎn)品大綱，是指設(shè)計(jì)的工廠或車間擬定的生產(chǎn)產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)、計(jì)劃產(chǎn)量。 產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成或選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn) 品名稱、品種、規(guī)格 及 年產(chǎn)量計(jì)劃。產(chǎn)品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時(shí)也規(guī)定了車間的生產(chǎn)產(chǎn)品方向，是車間組織生產(chǎn)的依據(jù)。 產(chǎn)品方案的選擇原則 產(chǎn)品方案是指所設(shè)計(jì)的工廠的主要生產(chǎn)車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品的名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計(jì)劃產(chǎn)量，依次來選擇設(shè)備和制定工藝。 確定產(chǎn)品方案的原則： （ 1） 國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。 （ 2） 產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。 （ 3） 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。 （ 4） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力 的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 根據(jù)上級下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書對各項(xiàng)產(chǎn)品的數(shù)量及質(zhì)量、品種、規(guī)格范圍、狀態(tài)需要的同時(shí)，進(jìn)行一系列的調(diào)查工作，針對國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展，國內(nèi)外市場動(dòng)態(tài)，綜合全國各地區(qū)布局和配套加以平衡，滿足國防需要，車間的規(guī)模和技術(shù)上的可能性以及建廠地區(qū)的水煤氣電，交通、資源等自然條件，并考慮各車間的配套和合理分工來確定最優(yōu)的產(chǎn)品方案。 產(chǎn)品方案的確定 根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)書要求并借鑒相關(guān)的陜西龍門鋼鐵總廠西安軋鋼廠的生產(chǎn)實(shí)際情況， 制 定產(chǎn)品方案 見表 。 軋機(jī)年生產(chǎn) Ф16～ Ф36mm的 熱軋帶肋鋼筋和圓鋼 60萬噸，全部以直條交貨，定尺長度為 6～ 12m。鋼種為 碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼 。 熱軋帶肋鋼筋 按 GB1499－ 1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)、檢查和驗(yàn)收。產(chǎn)品包裝執(zhí)行 GB1499－1988標(biāo)準(zhǔn)。 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。 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 6 第 6 頁 表 產(chǎn)品方案表 產(chǎn) 品 大 綱 品種 材質(zhì) 規(guī)格（ mm） 年產(chǎn)量 (萬 t) 所占比例 (%) 交貨狀態(tài) 熱軋帶肋鋼筋、圓鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼、 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、 低合金鋼 Φ16～ Φ20 30 50 熱軋態(tài) Φ20～ Φ30 18 30 Φ30～ Φ36 12 20 合計(jì) 60 100 計(jì)算產(chǎn)品的選擇 車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有數(shù)十種以上。但是，在設(shè)計(jì)中不可能對每種合金的每一個(gè)品種、規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算，為了減少工作量，加快進(jìn)度同時(shí)又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。 計(jì)算產(chǎn)品選擇原則： （ 1）有代表性 指所選的所有計(jì)算產(chǎn)品從車間總體來說，在合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、 年產(chǎn)量和工藝特點(diǎn)等方面有代表性。 （ 2）通過所有工序 指所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計(jì)算產(chǎn)品都通過各工序，而是對所有計(jì)算產(chǎn)品綜合來看。 （ 3）所選計(jì)算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近。 （ 4）計(jì)算產(chǎn)品要留有一定的調(diào)整余量。 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。所以，在本設(shè)計(jì)中選擇鋼的牌號為 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 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 7 第 7 頁 計(jì)算產(chǎn)品 鋼號 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。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械相能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如 國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等，如果國家沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。 產(chǎn)品的技術(shù)要求就是人們對產(chǎn)品的牌號、規(guī)格、表面質(zhì)量以及組織性能等方面的要求產(chǎn)品的技術(shù)要求也是不同的，生產(chǎn)者根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求組織生產(chǎn)。生產(chǎn)的產(chǎn)品能否滿足技術(shù)要求，要看企業(yè)的技術(shù)水平。 產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 國家有關(guān)部門根據(jù)產(chǎn)品使用上的技術(shù)要求和生產(chǎn)部門可能達(dá)到的技術(shù)水平，制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可分為國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等。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。 （ 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。 （ 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。 （ 4）交貨標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。 熱軋帶肋鋼筋相關(guān)技術(shù)要求 （ 1）尺寸、外形、重量及允許偏差 熱軋帶肋鋼筋的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合 GB14991998《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》的有關(guān)規(guī)定，具體要求在合同中注明。 年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì) 8 第 8 頁 其 他截面形狀鋼材尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或供需雙方協(xié)議的規(guī)定，具體要求在合同中注明。 （ 2）牌號及化學(xué)成分 見表 。 表 20MnSi 性能參數(shù) 鋼號 化學(xué)成分 % 力學(xué)性能 C Mn S P Si ζs/MPa ζb/MPa δ 5/%