【文章內(nèi)容簡介】 行碳氮共滲處理時， 原子分析法可揭示銅和形成的新型復(fù)合CrN。關(guān)于表面硬化效果， 。TEM 觀測集中在距表面160 m 的區(qū)域，接近硬度峰值區(qū)。使用電子束的分析法集中在距表面1nm 的區(qū)域，探測的是使鋼硬化的許多片狀氮化物。原子探針觀測的是針狀試樣的原子空間分布， 使形成的復(fù)合的片狀氮化物和銅更加清晰。通過原子深針法可以估計整個試樣的原子數(shù)及沉淀物密度。通過沿深度方向連續(xù)原子探測分析發(fā)現(xiàn)，在氮化處理過程中CrN 有選擇性沉淀，并沉積在銅沉淀物周圍。由于這些沉淀物的密度直接影響鋼材表面的硬化程度， 因此， 在氮化處理過程中，注意沉淀物的形成和生長是很重要的。 我國線棒材健康發(fā)展應(yīng)采取的對策 改造或淘汰落后的生產(chǎn)線開發(fā)低成本國產(chǎn)連軋(半連軋) 生產(chǎn)線,改造或淘汰落后的生產(chǎn)線。為此,應(yīng)遵循以下原則:以連軋(半連軋) 生產(chǎn)線改造為主要目的,淘汰現(xiàn)有多火成材的橫列式軋和落后的復(fù)二重線材軋機(jī)。粗軋機(jī)組可采用靈活、快速粗軋技術(shù),與連鑄銜接,盡量采用熱送熱裝技術(shù)。不斷開發(fā)、完善國產(chǎn)技術(shù)和裝備,以建設(shè)和生產(chǎn)的低成本與國外高裝備水平生產(chǎn)線在產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本的優(yōu)化組合上取得競爭優(yōu)勢。在建設(shè)方式上,對資金不足的企業(yè)可分步實(shí)施。第一步先建成半連軋生產(chǎn)線,待條件成熟時可將粗軋改成連軋形式。 調(diào)整品種結(jié)構(gòu),開發(fā)新產(chǎn)品目前我國線材品種結(jié)構(gòu)不盡合理,中低檔品種產(chǎn)量過剩。高附加值、高技術(shù)含量的品種又缺乏,需要從國外大量進(jìn)口。如優(yōu)質(zhì)硬線的生產(chǎn)比例,國外先進(jìn)國家優(yōu)質(zhì)硬線比在20 %左右,我國不到10 %。我國合金鋼及不銹鋼線材比為1 %～2 % ,而國外在5 %以上。因此希望采取措施,發(fā)展和填補(bǔ)國內(nèi)短缺空白品種,如鋼簾線用鋼材、高應(yīng)力彈簧用50CrV、55SiCr 鋼、超低碳不銹鋼材等。 跟蹤世界前沿,積極引進(jìn)和消化國外先進(jìn)技術(shù)目前發(fā)達(dá)國家在線棒材的生產(chǎn)中，研究和開發(fā)了大量的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,并在生產(chǎn)中取得了良好的效益。為了使我國的線棒材生產(chǎn)能夠持續(xù)健康發(fā)展,必須對現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化和吸收，盡快國產(chǎn)化，增加我國線棒材的競爭力。如加強(qiáng)鋼質(zhì)的凈化，進(jìn)一步擴(kuò)大連鑄坯熱送熱裝比例，進(jìn)一步推動連鑄直接扎制的開發(fā)和運(yùn)用，依次降低線棒材的成本。要強(qiáng)化計算機(jī)控制和計算機(jī)管理技術(shù)。要開發(fā)和應(yīng)用線棒材的組織和性能預(yù)報工作。密切注視國外先進(jìn)技術(shù)和裝備發(fā)展,要不斷創(chuàng)新。2 產(chǎn)品方案的確定與編制金屬平衡表 產(chǎn)品方案的確定產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成、工藝參數(shù)的計算和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。確定產(chǎn)品方案的原則如下：滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對于鋼材的需要。要考慮地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供應(yīng)適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理?？紤]軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用。如果條件具備，努力爭取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利于提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平?？紤]建廠地區(qū)資源、坯料的供應(yīng)條件、物資和材料等運(yùn)輸情況。要適應(yīng)當(dāng)前改革開放的經(jīng)濟(jì)形勢需要，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場。根據(jù)目前我國對產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、規(guī)格等方面的需求情況以及我國目前小型材進(jìn)出口差額情況，現(xiàn)擬訂產(chǎn)品方案：產(chǎn)品規(guī)格：Ф12～Ф80鋼種：合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、彈簧鋼、工具鋼和高純凈度軸承鋼。 產(chǎn)品方案序號產(chǎn)品分類代表鋼號產(chǎn)量萬噸比例%1合金結(jié)構(gòu)鋼10Cr2Mo1222不銹鋼1Cr17Ni26303工具鋼9Cr18Mo244彈簧鋼60Si2CrVA145高純凈度軸承鋼BSP52100210合計20100 確定金屬平衡表 確定計算產(chǎn)品的成品率成品率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。成品率是指成品質(zhì)量與投料量之比的百分?jǐn)?shù)。換句話，也就是指一噸原料能夠生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)。其計算公式為： (21)式中：—成品率，%；—投料量（原料重量），t；—金屬的損失重量，t。影響成品率的因素：燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。溶損：是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過程中的溶解損失。幾何損失：包括切損、殘屑。工藝損失：又稱技術(shù)損失，是指個工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、技術(shù)操作以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。金屬平衡表本車間產(chǎn)量為200000噸/年，所需坯料約204492噸/年。序號產(chǎn)品分類代表鋼號成品t坯料t成材率%燒損切頭和廢品t%t%1合金結(jié)構(gòu)鋼30CrMo44000449532不銹鋼1Cr17Ni260000614003工具鋼9Cr18Mo48000490904彈簧鋼60Si2CrVA28000286305高純凈度軸承鋼BSP521002000020419合計200000204492 計算產(chǎn)品的選擇本車間擬生產(chǎn)多個品種多個規(guī)格的產(chǎn)品，但是，不可能對每種產(chǎn)品的每一個品種、規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計算。為了減少設(shè)計工作量，加快設(shè)計速度，同時又不影響整體設(shè)計質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。計算產(chǎn)品選擇的原則有代表性：從中找出1~2種產(chǎn)量較大、產(chǎn)品品種、規(guī)格、狀態(tài)、工藝特點(diǎn)等有代表性。通過所有的工序：是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。所選的計算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近。計算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。根據(jù)以上原則， 計算產(chǎn)品鋼種牌號鋼坯規(guī)格合金結(jié)構(gòu)鋼30CrMo200200Ф16mm 計算產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在制定工藝流程時，不論用哪種加工方式和選用什么工序，都必須保證產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，產(chǎn)品才能具有較高的使用價值。因此，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝流程的首要依據(jù)，是組織生產(chǎn)的基本文件。根據(jù)GB/T30771999規(guī)定，計算產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度，鋼的化學(xué)成分與性能以及表面質(zhì)量如下：直徑允許偏差。脫碳層深度%。不圓度偏差不圓度不大于公差直徑的50%?；瘜W(xué)成分標(biāo)準(zhǔn) 化學(xué)成分牌號化學(xué)成分%CSiMnCrMo30CrMo~~~.~~力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)表 力學(xué)性能牌號抗拉強(qiáng)度伸長率收縮率30CrMo9301250表面質(zhì)量盤條的表面不得有肉眼可見的裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜。允許以實(shí)際尺寸算起不超過尺寸公差之半的個別細(xì)小劃痕、壓痕、。 生產(chǎn)工藝流程的制訂 制訂生產(chǎn)工藝流程合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在滿足產(chǎn)品技術(shù)條件的前提下，要盡可能低的消耗，最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且根據(jù)車間具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定車間機(jī)械化和自動化程度，以利于產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的不斷提高和使工人具有較好的勞動條件。制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)根據(jù)生產(chǎn)方案的要求：由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)；根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求：為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件，就要有相應(yīng)的工序給予保證，因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求：由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝流程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計時生產(chǎn)率的要求是設(shè)計工藝流程的出發(fā)點(diǎn)。 工藝流程簡介鋼坯的準(zhǔn)備：連鑄坯2002005000裝爐加熱：將鋼坯加熱到奧氏體溫度，以利于軋制。高壓水除鱗：坯料在加熱爐加熱之后，進(jìn)入粗軋機(jī)組之前，需高壓水除鱗，破除坯料表面的氧化鐵皮和次生氧化鐵皮，以免壓下表面產(chǎn)生缺陷。粗、中、精軋機(jī)組軋制：使軋件軋成成品的尺寸，其中，粗軋機(jī)組6架，中軋機(jī)組6架，預(yù)精軋機(jī)組4架，精軋機(jī)組6架，這條生產(chǎn)線上共有22架軋機(jī)。飛剪切頭尾：軋件進(jìn)入每組軋機(jī)之前都要進(jìn)行切頭尾工作，目的是為了除去溫度過低的頭部以免損傷輥面，并防止軋件頭部卡在機(jī)架間導(dǎo)衛(wèi)裝置中，卡斷剪用于中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī)組和精軋機(jī)組前，在事故狀態(tài)下碎斷軋件。穿水冷卻：為了降低進(jìn)入精軋機(jī)組的軋件溫度，在精軋機(jī)組之前設(shè)置水箱，以控制終軋溫度。工藝流程見圖21步進(jìn)式上料臺架200mm200mm連鑄方坯粗軋機(jī)組電子稱重及裝爐輥道高壓水除磷步進(jìn)梁式加熱爐切頭切廢飛剪中軋機(jī)組切頭切廢飛剪精軋機(jī)組計數(shù)倍尺飛剪切定尺冷剪冷床堆放稱重打捆圖31 高速線材車間工藝流程框圖3 設(shè)備選擇 加熱爐 爐型選擇本合金鋼連軋車間所生產(chǎn)的產(chǎn)品，需要使用坯料規(guī)格為200200。目前國內(nèi)鋼廠多使用步進(jìn)式加熱爐，步進(jìn)式加熱爐與推鋼式加熱爐相比較，有加熱能力增加、擦傷減少和容易維修等優(yōu)點(diǎn)。而且爐子的預(yù)熱段、加熱段、均熱段分得很清楚，在加熱段升溫到所規(guī)定的溫度，均熱段為消除錠坯內(nèi)外溫度而進(jìn)行均熱，所以本設(shè)計選用側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐。爐子尺寸的確定爐子寬度主要根據(jù)坯料長度確定，公式如下： (31)式中：l —坯料的最大長度，mm；n —坯料排列數(shù)；—料間或料與爐墻的空隙距離，~已知l =5000 mm=，取n=2，=則：B =2+3 =爐子長度主要根據(jù)加熱爐產(chǎn)量決定，公式如下： (32)式中：Q—加熱爐小時產(chǎn)量；L—加熱爐有效長度，m；n—加熱爐內(nèi)裝料排數(shù)；G—每根料重，噸；b—加熱鋼料斷面寬度，m；T—加熱時間，h；本車間年產(chǎn)量為20萬噸，取加熱爐的加熱能力130 t / h，G =，n =2，b =，T =所以： 計算加熱爐的有效面積：F = B L = 22= m2 加熱爐性能參數(shù)爐型：步進(jìn)梁式加熱爐 裝出料方式：側(cè)進(jìn)側(cè)出，單排出料爐底有效面積：采用熱源：發(fā)生爐煤氣溫度自動控制段：8個最大加熱能力：130t/h項(xiàng)目參數(shù)爐子形式梁底組合步進(jìn)爐裝料及出料方式側(cè)近側(cè)出爐子有效尺寸 m有效長 22有效寬 底有效面積 m2爐子最大產(chǎn)量 t/h130爐子控制段數(shù)分8段控制 主軋機(jī) 軋機(jī)的組成全線共有22架軋機(jī)，其有關(guān)參數(shù)見主軋機(jī)參數(shù)表。全部軋機(jī)分為粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋組，前16架軋機(jī)為平立交替布置，立輥軋機(jī)均為上傳動，后6架精軋機(jī)組為平立交替布置的RR445HS軋機(jī)。整個軋制過程軋件無需扭轉(zhuǎn)。以下是主軋機(jī)的特點(diǎn)：粗中軋機(jī)組：粗中軋機(jī)組由12架二輥平立交替布置的軋機(jī)組成，立式軋機(jī)為上傳動。精軋機(jī)組：預(yù)精軋、精軋機(jī)組由10架平立交替布置的RR445HS軋機(jī)組成。軋輥直徑為320mm。＜50~16的圓鋼從各立式精軋機(jī)中軋出。第22架立式精軋機(jī)軋出最小尺寸16的圓鋼。軋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定軋輥直徑對于軋機(jī)而言，輥身直徑是表征軋機(jī)特性的參數(shù)，通常從輥身直徑大小來稱呼軋機(jī)規(guī)格，因此軋輥直徑是軋機(jī)的一個重要參數(shù)。選擇軋輥直徑時要考慮，軋制時軋輥抗彎強(qiáng)度，及其允許撓度，同時要注意咬入角的允許值，通?？筛鶕?jù)軋機(jī)軋輥直徑與軋制的坯料高度選擇：D=K1?H (33)式中：H——坯料高度，mm；對于中型型鋼軋機(jī)K1=~本車間擬采用規(guī)格為200200連鑄坯，軋制Ф12~80mm的線材，為保證軋輥抗彎強(qiáng)度及鋼要求，現(xiàn)用200200mm的坯料進(jìn)行計算。則粗軋機(jī)組第一機(jī)架的輥徑為：D=200～2005=560～1000mm取D=560mm為粗軋機(jī)組第一機(jī)架的軋輥直徑。為滿足連軋過程中秒流量相等要求，按照連軋過程中軋輥直徑逐漸遞減原則確定各個機(jī)組軋輥直徑，再考慮軋機(jī)的系列化。各軋機(jī)機(jī)組軋輥直徑見主軋機(jī)參數(shù)表。輥身長度為了保證軋制的尺寸精度，還應(yīng)考慮軋輥的剛度要求，因此軋輥直徑D與輥身長度L有一定的關(guān)系：軋機(jī)的經(jīng)驗(yàn)公式： (34)式中：L—輥身長度，mm；D—軋輥直徑，mm。則粗軋機(jī)組輥身長度：L=（~）D=560（~）=840~1400mm由于粗軋機(jī)組配置的孔型較少，坯料壓下量大，孔型較深在保證軋輥抗彎強(qiáng)度，減少軋輥撓度，節(jié)約能源的前提下，輥身長度可取小一些，所以取粗軋機(jī)組輥身長度L=800mm，隨著軋機(jī)對軋件壓下量的增大，軋輥受到變形抗力不斷增加，綜合考慮軋輥剛度和配置孔型要求等諸多因素，取各軋機(jī)組輥身長度L見主軋機(jī)參數(shù)表。電機(jī)選擇根據(jù)以上軋機(jī)軋輥直徑、輥身長度、機(jī)架數(shù)、機(jī)器型式的確定，確定連軋機(jī)組軋輥的主傳動電機(jī)：粗軋機(jī)組采用400KW/600KW的直流電機(jī)、中軋和預(yù)精軋機(jī)組采用600KW/700KW的直流電機(jī)；精軋機(jī)組由于采用集體傳動，故采用一臺6800KW的交流電機(jī)。這些電機(jī)傳動參數(shù)見主軋機(jī)參數(shù)表。 主軋機(jī)基本參數(shù)軋機(jī)序號軋機(jī)型式軋輥尺寸/mm功率/kW主電機(jī)轉(zhuǎn)速/r?min