【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 打捆機(jī)盤卷尺寸/mm外徑1250/1200內(nèi)徑900/850打捆周期/s32盤卷重量/t最大壓緊力/kN400盤卷高度/mm2700/3200最大線卷重量/t3運(yùn)卷小車小車通過(guò)齒輪條系統(tǒng)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行橫移卸卷機(jī)液壓升降、液壓橫移小車最大橫移距離/m運(yùn)輸車速度/ mm?s1700側(cè)移車速度/ mm?s1250小車最大速度/mm?s1690卸卷站存放能力/t最大5 第5章 工藝計(jì)算工藝計(jì)算是確定各種計(jì)算產(chǎn)品的工藝流程和初選設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，制品的工藝性能以及設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)個(gè)主要設(shè)備或工序進(jìn)行具體的科學(xué)分析和必要的理論計(jì)算，從而確定出各種產(chǎn)品在各工序的準(zhǔn)確而具體的生產(chǎn)工藝流程、工藝參數(shù)及其各種消耗定額，并確定各部分及各環(huán)節(jié)之間的協(xié)作配套關(guān)系。工藝計(jì)算的內(nèi)容包括：主要加工工序的工藝規(guī)程的制定；編制生產(chǎn)工藝流程定額卡。 坯料選擇目前，軋鋼廠普遍使用的坯料有三種：連鑄坯，初軋坯，鍛壓坯，本車間使用坯料為150150連鑄坯。因?yàn)檫B鑄坯具有：金屬收得率提高10%左右；每噸鋼大致可節(jié)約熱能14萬(wàn)大卡；可以降低產(chǎn)品成本可達(dá)10%的優(yōu)點(diǎn)。由于本車間使用的是在上游車間已經(jīng)清理合格的坯料，所以本車間不再需要另設(shè)鋼坯的清理設(shè)備，只需在上料的同時(shí)，經(jīng)目視檢查，如果發(fā)現(xiàn)不合格鋼坯，剔除即可。 坯料加熱制度確定坯料加熱制度包括加熱溫度、加熱時(shí)間、加熱速度、燃料選擇、爐型結(jié)構(gòu)及輔助設(shè)備選擇。坯料經(jīng)過(guò)清理后，在進(jìn)入粗軋之前，需要將其加熱，目的是提高鋼坯的塑性，降低金屬變形抗力以及改善金屬內(nèi)部組織和性能，以便于軋制。一般來(lái)說(shuō)，把坯料加熱到奧氏體單相固熔的組織的溫度范圍內(nèi)，并有足夠的時(shí)間以均化組織及融化碳酸物，從而得到具有塑性良好的面心晶格，較低變形抗力、良好機(jī)械性能的金屬組織，保證順利軋制。 加熱溫度確定坯料的加熱溫度主要取決于各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，以保證鋼材的質(zhì)量和產(chǎn)量。高線軋制過(guò)程中，當(dāng)軋制速度大于9m/s時(shí)，軋件是升溫的；當(dāng)達(dá)到100m/s時(shí)，在精軋段就要開始控冷，甚至必須降低鋼坯的開軋溫度。所以高線軋機(jī)鋼坯加熱溫度不再單純是為了使鋼坯獲得盡可能大的塑性和盡可能小的變形抗力以及軋后不存在有害的殘余加工應(yīng)力的要求，而必須與軋機(jī)、軋制速度和控軋控冷要求結(jié)合起來(lái)，按高速軋制工藝及控制工藝確定鋼坯的加熱溫度。加熱溫度的選擇應(yīng)依鋼種不同而不同。對(duì)于碳素鋼，最高加熱溫度應(yīng)低于固相線100~150℃，加熱溫度偏高，時(shí)間偏長(zhǎng)，會(huì)使奧氏體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，引起晶粒之間的結(jié)合力減弱。鋼的機(jī)械性能變壞，這種缺陷成為過(guò)熱。加熱溫度過(guò)高或在高溫下時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，金屬晶粒除長(zhǎng)得很粗大外，還使偏析夾雜富集的晶粒邊界發(fā)生氧化或融化在軋制時(shí)金屬經(jīng)受不住變形，往往發(fā)生碎裂，這種缺陷稱為過(guò)燒。過(guò)燒的金屬無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)救，只能報(bào)廢。過(guò)燒實(shí)質(zhì)上是過(guò)熱的進(jìn)一步發(fā)展，因此防止過(guò)熱即可防止過(guò)燒。表51某些鋼的加熱及過(guò)燒溫度鋼 種加熱溫度，℃過(guò)燒溫度，℃%C10501140%C10801180%C11201220%C11801280%C12501350%C13201470%C13501490硅錳彈簧鋼12501350鎳鋼3%Ni125013708%鎳鉻鋼12501370鉻釩鋼12501350高速鋼12801380根據(jù)上述理由，擬定計(jì)算產(chǎn)品的加熱溫度如表52所示。表52 計(jì)算產(chǎn)品坯料的加熱參數(shù)計(jì)算產(chǎn)品彈簧鋼加熱溫度，℃1150 加熱速度的確定加熱速度是指在單位時(shí)間內(nèi)鋼的溫度變化。加熱速度應(yīng)根據(jù)各種金屬在某溫度范圍內(nèi)的塑性和導(dǎo)熱性以及鋼的溫度應(yīng)力來(lái)確定。一般坯料加熱可分為：預(yù)熱段、加熱段、均熱段。在預(yù)熱段很多合金鋼和高碳鋼在500600℃以下塑性很差，因此應(yīng)放慢加熱速度以免使坯鋼中部產(chǎn)生“穿孔”開裂的缺陷。當(dāng)溫度達(dá)到700℃以上時(shí)鋼的塑性和導(dǎo)熱性都大大提高。此時(shí)金屬坯料內(nèi)部的熱應(yīng)變力較小，應(yīng)盡可能快的加熱，這樣不僅提高加熱爐的生產(chǎn)能力，同時(shí)還可防止或減輕某些缺陷如氧化、脫碳及過(guò)熱等。當(dāng)鋼坯溫度達(dá)到加熱要求溫度后，為使鋼坯首尾、內(nèi)外以及上下各處的溫度均勻，應(yīng)在該溫度下停留一段時(shí)間，對(duì)一般的碳鋼及低合金鋼，由于在低溫時(shí)其塑性及導(dǎo)熱都比較好，所以可縮短或者除去預(yù)熱段，從而提高生產(chǎn)率。 加熱時(shí)間的確定加熱時(shí)間是指鋼坯裝爐后，加熱到加工要求的溫度所需的時(shí)間。原料的加熱時(shí)間長(zhǎng)短不僅影響加熱設(shè)備的生產(chǎn)能力，同時(shí)也影響鋼材的質(zhì)量。即使加熱溫度不過(guò)高，也會(huì)由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成加熱缺陷。合理的加熱時(shí)間取決于原料的鋼種、尺寸、裝爐溫度、加熱速度及加熱設(shè)備的性能與結(jié)構(gòu)。關(guān)于加熱時(shí)間的計(jì)算，目前用理論方法還很難滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求，常用的經(jīng)驗(yàn)公式有： （51）式中：——加熱時(shí)間，h；——坯料厚度或直徑，cm；——修正系數(shù)?？紤]鋼種成分和其它因素影響。表53各種鋼的修正系數(shù)鋼種Kl值碳鋼～低合金鋼～高合金結(jié)構(gòu)鋼～高合金工具鋼～本設(shè)計(jì)的小型軋鋼廠，計(jì)算產(chǎn)品是65錳彈簧鋼，則加熱時(shí)間為（～）15=～3h。 計(jì)算產(chǎn)品的孔型設(shè)計(jì) 孔型設(shè)計(jì)的基本原則鋼坯只有依次通過(guò)一系列孔型，經(jīng)過(guò)若干道次的軋制變形后，才能獲得所要求的斷面形狀和尺寸的型鋼，把為達(dá)到此目的而確定各孔型形狀，計(jì)算各孔型尺寸，把孔型合理地配置在軋輥上等工作稱為孔型設(shè)計(jì)。良好的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)該做到：得到符合要求的形狀、精確的尺寸、良好的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織以及力學(xué)性能均佳的優(yōu)質(zhì)線材。（1） 軋制工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、軋鋼機(jī)調(diào)整方便，并使軋機(jī)具有盡可能高的生產(chǎn)能力。（2） 使軋制能耗和軋輥消耗最低。（3） 勞動(dòng)條件好，安全，便于實(shí)現(xiàn)高度機(jī)械化、自動(dòng)化操作。為達(dá)到上述要求，獲得最佳的效果，孔型設(shè)計(jì)者除應(yīng)掌握金屬在孔型設(shè)計(jì)的方法步驟外，還必須熟悉軋機(jī)設(shè)備工藝特點(diǎn)和操作習(xí)慣，針對(duì)具體軋機(jī)工藝特點(diǎn)和操作條件進(jìn)行相應(yīng)的孔型設(shè)計(jì)看，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。 選擇孔型系統(tǒng)軋制某種產(chǎn)品，一般需要一定數(shù)量對(duì)形狀和尺寸都有嚴(yán)格要求的孔型，即所謂精軋孔型。按軋制順序，在精軋孔型以前的孔型，是將大斷面的鋼錠或鋼坯盡量用較少的軋制道次軋成第一個(gè)精軋孔型所需的斷面形狀和尺寸的軋件，通常稱之為延伸孔型。選擇延伸孔型的依據(jù)如下：（1） 軋機(jī)條件；（2） 坯料的技術(shù)條件；（3） 生產(chǎn)技術(shù)水平及操作人員的熟練程度等。根據(jù)以上原則，并結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際情況，采用最為合適的孔型系統(tǒng)使其既能適應(yīng)各種合金鋼種的軋制，以便于各種坯料順利進(jìn)行。為此，選擇橢圓—圓孔型系統(tǒng)。該孔型系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1） 孔型共用性大，有利于提高軋機(jī)生產(chǎn)能力；（2） 壓下量大，對(duì)軋制大斷面軋件有利；（3） 孔型磨損均勻，能耗相對(duì)較??；（4） 氧化鐵皮易脫落，軋件表面質(zhì)量好。根據(jù)以上原則，確定出粗軋第一個(gè)道次的孔型為箱型，后續(xù)軋制道次為平立交替的橢圓圓形孔型系統(tǒng)。是因?yàn)闄E圓圓孔型系統(tǒng)變形較為均勻，在孔型中軋出的軋件沒有尖銳的棱角，可以保證軋機(jī)斷面各處冷卻均勻，軋制時(shí)不易形成裂紋，而且此孔型形狀有利于去除軋件表面的氧化鐵皮，使軋件具有良好的表面質(zhì)量。綜上所述，這套孔型系統(tǒng)共用性廣，變形均勻，軋輥平立交替、無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，是較合適的孔型系統(tǒng)，可獲得好的軋材表面質(zhì)量及機(jī)械性能。（1）、 確定軋制道次數(shù)本高線車間的主導(dǎo)產(chǎn)品是以150150的彈簧鋼連鑄坯軋制成的Ф11mm線材，下面就以此詳述孔型設(shè)計(jì)的過(guò)程。11mm為冷尺寸，考慮到熱膨脹，成品孔型軋件的出口直徑依來(lái)確定，；又考慮到鋼坯的斷面組成，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)其斷面積F0 =（110110）mm2。則總的延伸系數(shù)： （52）=根據(jù)車間生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可擬定該車間平均延伸系數(shù)=，根據(jù)公式，把此式取對(duì)數(shù)，則可求出計(jì)算產(chǎn)品的軋制道次： （53）=21所以計(jì)算產(chǎn)品的軋制道次n=21。（2）、成品孔K1的確定成品孔為一平圓。成品孔的尺寸主要有寬度尺寸bk和高度尺寸hk,由于成品孔垂直方向的溫度低于水平方向的溫度，又大于寬展條件的變化，為防止成品過(guò)充滿出現(xiàn)耳子，必須是bk大于hk，一般寬度尺寸要按正公差或部分公差考慮。則按公式：bk=d+～1?+～,式中 d——圓鋼公稱直徑；?+——正公差；～——熱膨脹系數(shù)，與鋼種和終軋溫度有關(guān)，～。高度尺寸采用部分負(fù)公差設(shè)計(jì)，則有公式hk=d0～1?~,式中?——負(fù)公差。采用高精度法成品孔設(shè)計(jì)，孔型設(shè)計(jì)用切線連結(jié)成品孔的擴(kuò)張角θ小于30176。，則有：α=tan1Sbkβ=cos1hkbk1+Sbk2θ=tan1Sbk+cos1hkbk1+Sbk2式中 S——為輥縫。輥縫S可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般圓鋼成品孔輥縫S與d關(guān)系為表54：d/mm10—1920—2830—50S/mm—22—33—24圓孔面積計(jì)算公式為：F=R2π2θ+2R2tanθtan1Sbk+Sbk2式中 R——孔型半徑，mm； θ——擴(kuò)張角，rad； S——輥縫，mm； bk——孔型寬度，mm。（3）、成品再前圓孔K3的確定（這是成品孔為圓橢圓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法）基圓直徑：D3=~孔型寬度：bk3=~式中 d0——成品圓鋼直徑。（4）、成品前孔K2的確定（這是成品孔為圓橢圓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法）用絕對(duì)寬展系數(shù)法計(jì)算，橢圓的孔型寬度 bk和高度 hk： bk=A1+β2dβ21+β11β1β2 hk=d0β1 bk2d0式中 A——K3孔的方坯或圓坯直徑； β2——橢圓孔型的絕對(duì)寬展系數(shù)； β1——成品孔的絕對(duì)寬展系數(shù)； d0——成品圓鋼直徑；絕對(duì)寬展系數(shù)的選擇可查以下表：軋件在橢圓圓精軋孔型中寬展系數(shù)表55：孔型成品孔橢圓孔圓孔β橢圓孔型面積的計(jì)算公式：F=23bkhs+sbk式中 bk——孔型寬度，mm； h——孔型高度，mm； S——輥縫，mm。精軋（定徑機(jī)）孔型系統(tǒng)為橢圓圓系統(tǒng)，則其設(shè)計(jì)方法為：K1的設(shè)計(jì)方法和圓橢圓系統(tǒng)的相同。K2的確定，K2為圓孔，則圓直徑：D3=~孔型寬度：bk3=~式中 d0——成品圓鋼直徑。K3的確定，K3為橢圓孔，需根據(jù)K4和K2兩個(gè)圓孔來(lái)確定K3。K4為預(yù)精軋的成品孔，為延伸孔。其尺寸可以根據(jù)公式：bk=hk+(~1)hk=dd=4Fπd為圓孔直徑，F(xiàn)為軋件面積。由K4和K2的尺寸，再根據(jù)中間中間扁孔型設(shè)計(jì)方法確定出K3軋件的尺寸：b2=B+Hβ2b1β2h1β1β21β1β2h2=b1+h1β1Bβ1Hβ1β21β1β2式中 B,H——進(jìn)入中間孔的軋件寬度和高度，mm b1，h1——中間孔下一孔軋出的軋件寬度與高度，mm β1，β2——中間孔型內(nèi)和下一孔型內(nèi)的絕對(duì)寬展系數(shù)?！?，下一個(gè)孔（圓孔）～.則根據(jù)公式可算得橢圓孔型寬和高：bk=~hk=h式中 b,h——分別為軋件的寬和高，mm（5）、延伸孔的確定延伸橢圓孔方法同橢圓圓系統(tǒng)中的K4算法相同.延伸圓孔,由延伸系數(shù)確定各道次的軋件面積和圓孔軋件的直徑及相關(guān)尺寸,再根據(jù)軋件尺寸確定孔型尺寸：hk=dbk=hk+(1~4)式中 d——圓孔直徑（軋件直徑）輥縫：r=(~)h(6)、箱孔的確定粗軋開坯，用箱型孔軋制，可使軋件整個(gè)寬度變形均勻，減少輥型的磨損。軋件側(cè)表面的氧化皮易于脫落，可以改善表面質(zhì)量。箱型孔尺寸：孔型槽底寬度：bk=B(0~6)孔型槽口寬度：Bk=B+β?h+(5~10)孔型高度：h=H?h輥縫：S=~式中 B——來(lái)料寬度 ?h——本孔型壓下量 β——本孔型寬展系數(shù) H——來(lái)料高度箱孔孔型面積計(jì)算公式為：F=y(bk+Bk)Bkbk式中 y——孔型側(cè)壁斜度， bk——孔型槽底寬度，mm； Bk——孔型槽口寬度，mm。根據(jù)以上方法，得出各道次的孔型尺寸如下表56：機(jī)組道次孔型形狀孔型號(hào)孔型尺寸Hk高 mmBk寬 mm輥縫 mm面積 mm178。粗軋機(jī)1箱K212橢K203圓K194橢K185圓K17中軋機(jī)6橢K167圓K158橢K149圓K1310橢K1211圓K11預(yù)精軋12橢K1013圓K9精軋14橢K815圓K716橢K617圓K518橢K419圓K320橢K221圓K1 延伸系數(shù)校核由公式：μΣ=μ1μ2μ3…μn1μn可算得Φ11規(guī)格的總延伸為：μΣ=，而μΣ=，故Φ11規(guī)格延伸系數(shù)合理。 填充系數(shù)的校核成品孔型尺寸在計(jì)算的時(shí)候是由書中的經(jīng)驗(yàn)公式求出的，因此，應(yīng)進(jìn)行成品孔型充滿度的