【文章內(nèi)容簡介】 為 18 架，分粗、中、精軋機組，每組 6 架，平立交替布置，實現(xiàn)無扭連軋。采用步進式加熱爐，全數(shù)字式直流傳動系統(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只有杭州鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司和邢臺鋼鐵公司等幾家。（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)達國家。如無頭軋制技術(shù)，到 2022 年，唐山鋼鐵公司引進了意大利 DANIELI 公司的技術(shù)；邢臺鋼鐵公司第二高線廠引進了日本 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用實例，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)。⑤專用小型材的市場開發(fā)。工業(yè)先進國家的型鋼軋制品種多達萬余種，而我國的熱軋型材品種只有上4 / 113千種。差距最大的是專用小型材。這些型材多用于汽車、紡織、電機、農(nóng)業(yè)等等，我國在這方面的工作與 20 年前相比進步不大。上述特點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。預應力鋼筋從強度偏低、松弛較大向高強度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展。 同時，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，而作為細直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價格和售后服務(wù)，它們將通過市場機制與細直徑的熱軋帶肋鋼筋進行競爭。熱軋帶肋鋼筋廣泛用于被廣泛用于民用建筑、高層建筑、重點工程：機場、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，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)自動化和計算機控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實意義。在本設(shè)計中，自動化程度極高，從坯料上料到成品，一線全部自動化，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，設(shè)計采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機產(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。 5 / 1132 產(chǎn)品方案和產(chǎn)品標準 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)、計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進行車間設(shè)計、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設(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)量計劃。產(chǎn)品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(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)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當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） 考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。根據(jù)上級下達的設(shè)計任務(wù)書對各項產(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，進行一系列的調(diào)查工作，針對國民經(jīng)濟現(xiàn)狀及發(fā)展，國內(nèi)外市場動態(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)實際情況。軋機年生產(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標準進行生產(chǎn)、檢查和驗收。產(chǎn)品包裝執(zhí)行GB1499－1988標準。熱軋圓鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差應符合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。6 / 113 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)Φ16～Φ20 30 50Φ20～Φ30 18 30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 Φ30～Φ36 12 20熱軋態(tài)合計 60 100 計算產(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)計中不可能對每種合金的每一個品種、規(guī)格及狀態(tài)都進行詳細的工藝計算，為了減少工作量，加快進度同時又不影響整個設(shè)計質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。計算產(chǎn)品選擇原則：（1）有代表性 指所選的所有計算產(chǎn)品從車間總體來說，在合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、年產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性。（2）通過所有工序 指所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是對所有計算產(chǎn)品綜合來看。（3）所選計算產(chǎn)品要與實際相接近。（4）計算產(chǎn)品要留有一定的調(diào)整余量。本車間制定產(chǎn)品方案時，依據(jù)設(shè)計任務(wù)術(shù)要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計分析，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)計中選擇鋼的牌號為 20MnSi 的 Φ1Φ2Φ32 的熱軋帶肋鋼筋作為典型產(chǎn)品，即計算產(chǎn)品，見下表：表 計 算 產(chǎn) 品7 / 113計算產(chǎn)品鋼號 品種規(guī)格（mm）年產(chǎn)量(萬 t)所占比例(%)標準交貨狀態(tài)Φ16 30 50Φ25 18 3020MnSi 熱軋帶肋鋼筋Φ32 12 20GB1499 1998熱軋態(tài)合計 60 100 產(chǎn)品標準與技術(shù)要求實際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個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、化學成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機械相能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標準規(guī)定，如國標、冶標、企標等，如果國家沒有標準規(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)品的標準國家有關(guān)部門根據(jù)產(chǎn)品使用上的技術(shù)要求和生產(chǎn)部門可能達到的技術(shù)水平，制定了產(chǎn)品標準。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標準可分為國標、冶標、企標等。產(chǎn)品標準一般包括以下內(nèi)容：（1）規(guī)格標準　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）性能標準　規(guī)定產(chǎn)品的化學成分、物力機械性能、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）試驗標準 規(guī)定作實驗時的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗條件以及實驗方法等。（4）交貨標準 規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗收時的包裝、標志方法及部位等。 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。8 / 113 其他截面形狀鋼材尺寸、外形、重量及允許偏差應符合相應標準或供需雙方協(xié)議的規(guī)定，具體要求在合同中注明。（2）牌號及化學成分見表 。表 20MnSi 性能參數(shù)化學成分% 力學性能σs/MPa σb/MPa δ 5/%鋼號 C Mn S P Si不小于20MnSi 335 490 16 鋼材（或坯）的化學成分允許偏差應符合 GB/T222《鋼的化學分析用試樣及化學成分允許偏差》的規(guī)定。（3）冶煉方法 除非合同中用規(guī)定，冶煉方法有生產(chǎn)廠自行選擇。（4）交貨狀態(tài) 鋼材通常以熱軋或熱鍛狀態(tài)交貨。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。（5）力學性能用熱處理毛坯制成試樣測定鋼材的縱向力學性能和退火或高溫回火狀態(tài)的硬度，檢驗結(jié)果應符合表 中的規(guī)定。鋼筋在最大力下的總伸長率 δgt 不小于 %。供方如能保證，可不做檢驗。根據(jù)需方要求，供應以淬火和回火狀態(tài)交貨的鋼材，其測定力學性能用試樣不再進行熱處理，力學性能指標由供需雙方協(xié)議確定。（6）表面質(zhì)量 壓力加工用鋼材的表面不得有裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜。如有上述缺陷必須清除，清除深度從鋼材實際尺寸算起應符合相關(guān)的規(guī)定。清除寬度不小于深度的 5 倍，同一截面達到最大清除深度不用多于一處。允許從實際尺寸算起不超過尺寸公差的 1/2 的個別細小劃痕、壓痕、麻點及深度不超過 的小裂紋存在。（7）脫碳層 根據(jù)需方要求（并在合同中注明） ，對含碳量大于 %的鋼應檢驗脫碳層，采用顯微組織法檢驗每邊總脫碳層深度（鐵素體+過渡層）不大于鋼材直徑的或厚度的 %。9 / 113（8）熱軋帶肋鋼筋鋼成品相關(guān)標準見表 。 表 熱軋帶肋鋼筋成品標準 mm內(nèi)徑 d 橫肋高 h 縱肋高 h1間距 l公稱直徑公稱尺寸允許偏差公稱尺寸允許偏差公稱尺寸允許偏差橫肋寬縱肋寬公稱尺寸允許偏差橫筋末端最大間隙（工程周長的10%弦長）公稱橫截面面積/mm2理論重量，kg/m1615.31.5177。0.41.50.91.810.0 201.1 1817.3177。0.4 1.6+0.51.61.02.010.0177。0.5 254.5 2019.31.7177。0.51.7177。0.81.22.010.0 314.2 2221.31.91.91.32.510.5 380.1 2524.2177。0.42.12.11.52.512.5177。0.8 2827.22.2177。0.62.2177。0.91.73.012.5 615.8 3231.0177。0.4 2.4+0.82.4177。1.11.93.014.0177。1.0 804.2 10 / 1133 坯料選擇和金屬平衡表 坯料選擇 正確選擇坯料對軋鋼生產(chǎn)具有重要影響。坯料選擇合理，不僅可使鋼材質(zhì)量得到保證，而且可使軋機生產(chǎn)能力得以發(fā)揮，金屬收得率也能提高。 坯料選擇的內(nèi)容是正確地確定坯料的種類、斷面形狀及其尺寸大小。坯料的選擇是個復雜的問題，它受許多因素的影響和限制。選擇坯料時要全面考慮生產(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)濟效果。根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，在本設(shè)計中選用 20MnSi。碳素結(jié)構(gòu)鋼占棒材總產(chǎn)量 70%以上，碳、硅、錳、硫、磷是碳素結(jié)構(gòu)鋼中的五大元素，碳、錳是鋼中的主要強化元素，它具有良好的焊接工藝性能，用量比較大，生產(chǎn)的廠家也不少比較適合本設(shè)計任務(wù)。綜上，在本設(shè)計中就用 20MnSi 鋼作為坯料鋼種。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。與其它兩種相比，連鑄坯的特點：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 10％；《金屬壓力加工車間設(shè)計》表 41，選用連鑄方坯對軋制生產(chǎn)來說有很多優(yōu)點，它可以減少金屬消耗量，成材率高，生產(chǎn)過程簡化，節(jié)能耗，降成本，生產(chǎn)規(guī)模設(shè)置靈活，還可以節(jié)省勞動力，改善勞動條件，連鑄坯是當今行業(yè)的發(fā)展趨勢；同時