【文章內(nèi)容簡介】 子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。確定加熱時間除進行理論計算外，還可根據(jù)生產(chǎn)實驗進行估算的方法。實際上運用經(jīng)驗公式和實際資料是當(dāng)前設(shè)計中確定加熱時間常用的方法。連續(xù)式加熱爐：T=(7+)S （）式中： T—加熱時間（分）； S—鋼料厚度（厘米）。 對于不用鋼種的加熱時間，也可以按單位厚度金屬所需加熱時間計算。這時公式為：T=CB ()式中 B—鋼料厚度，（厘米）； C—考慮鋼的化學(xué)成分和其他因素影響的系數(shù)。對于連續(xù)式加熱爐C值可查下表。 各鋼種的影響系數(shù)C值鋼 種C 值鋼 種C 值低碳鋼中碳鋼及低合金鋼～～高碳鋼及高合金結(jié)構(gòu)鋼高合金工具鋼～～鋼的加熱速度是指在單位時間內(nèi)鋼的溫度的變化。加熱速度愈快，爐子生產(chǎn)能力愈高，燃料消耗和金屬氧化的損失相對愈少。所以快速加熱是強化加熱爐生產(chǎn)的一個重要措施。但是提高速度是有條件的，它受到鋼本身所能允許的內(nèi)外溫差和爐子給熱能力的限制。對于低碳鋼而言，由于它的導(dǎo)溫系數(shù)大，塑性好，只要爐子給熱能力允許，可以選用合適的加熱速度。允許的加熱速度還與鋼料的尺寸及外部形狀有關(guān)。一般，坯料加熱分為兩個時期，第一時期是低溫加熱時間。該時期由于金屬導(dǎo)熱性和塑性較差，容易造成金屬內(nèi)外層溫差過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑性和導(dǎo)熱性較差，此時要慢速加熱。第二時期是指高溫加熱時期即金屬加熱到700℃~800℃以后，這時金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。 加熱溫度制度鋼的加熱溫度是指鋼加熱終了時出爐的表面溫度。鋼加熱的主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好，但是，溫度過高又會產(chǎn)生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發(fā)生熔化等加熱缺陷，因此，鋼的加熱溫度有一個“上限”；另一方面，根據(jù)對金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時能保持在一定的溫度上，以得到理想的內(nèi)部組織和性能，并保證軋制的順利進行，所以加熱溫度又有一個“下限”。軋制溫度制度規(guī)定了軋制時的溫度區(qū)間，即主要決定軋制時軋件的開軋溫度和終軋溫度。 一般確定鋼加工時的溫度制度要根據(jù)鋼種特性及其相圖來確定。要求加工的溫度區(qū)間應(yīng)盡量選擇在單相區(qū)，但對有些鋼種又要避開它的高溫脆性區(qū)，通常在設(shè)計和生產(chǎn)過程中，開軋溫度根據(jù)鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據(jù)；而終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品的組織和性能，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與鋼種有關(guān)。在確定溫度制度時要注意考慮以下幾點：1）根據(jù)鋼的化學(xué)成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件而便于變形；2）在某一溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時的能量消耗；3）考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損；4）獲得軋后成品有細(xì)小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機械性能；5）考慮在此溫度范圍內(nèi)加工，鋼的內(nèi)部組織情況，不允許鋼中碳化物成粗大的網(wǎng)狀分布，也不允許鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布；6）考慮到加工的溫度范圍對軋件頭部和尾部溫差的影響，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在允許的公差范圍內(nèi)。選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。軋制速度高，軋機產(chǎn)量增大。因此，提高軋制速度是現(xiàn)代軋機提高生產(chǎn)率的主要途徑之一。但是軋制速度的提高，受到軋機結(jié)構(gòu)及其強度、剛度、電機能力、機械化自動化水平、咬入條件、坯料狀態(tài)以及軋機產(chǎn)量要求等一系列因素的限制。沿道次實現(xiàn)軋制速度的變化是一些軋機速度規(guī)程的主要內(nèi)容，這些軋機每道次速度的變化是通過傳動軋機的主電機的速度變化實現(xiàn)的，目前國內(nèi)從技術(shù)上實現(xiàn)軋機主傳動調(diào)速有三種方法：即（1）直流驅(qū)動 這是過去常采用的方法。這種方法采用直流電機，以發(fā)電機組或大功率可控硅裝置供電；（2）串級調(diào)速 主傳動不用直流電機而采用可控硅逆變技術(shù)改變交流電機的轉(zhuǎn)速；（3）差動調(diào)速 這是一種將主傳動視作一個機電系統(tǒng)的整體、機法與電法并用的調(diào)速方法。[11]精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過程中最后一個也是比較復(fù)雜的一個工序，它對產(chǎn)品的質(zhì)量起著最終的保證作用。精整工序通常包含以下內(nèi)容：（1）鋼材的冷卻一般熱軋后的軋件尚有800~900℃的溫度，從此溫度下冷卻到常溫，鋼材經(jīng)歷著相變和再結(jié)晶的過程；在應(yīng)力作用下可能出現(xiàn)外部或內(nèi)部裂紋，就必須全部或部分地消除冷卻時鋼中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件扎后的余熱進行控制冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學(xué)性能，這就是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對產(chǎn)品最終性能有很重要的影響，因此冷卻制度的確定是控制產(chǎn)品實物質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)?？刂评鋮s過程實際上是控制冷卻過速度的過程。自然冷卻是指軋后的鋼材在冷床上自然冷卻。凡是在空氣中冷卻不會產(chǎn)生裂紋，對鋼材的組織及性能又無特殊要求時，都可以采用這種冷卻方式。 目前，對于鋼筋混凝土用熱帶肋鋼筋，為提高其力學(xué)性能，常用淬火+自回火工藝。經(jīng)淬火控制冷卻的鋼筋其屈服強度和抗拉強度都有較大幅度的提高。（2）鋼材的切斷將鋼材切斷成定尺長度，其目的便于鋼材的運輸和用戶的使用。切斷可用鋸機或剪切機來完成，視軋件的斷面形狀而定。（3）其他精整工序除上述各工序外，精整內(nèi)容換包括成品的熱處理、表面加工和各種涂層及成品檢驗等，主要視產(chǎn)品的技術(shù)要求而定。成品的質(zhì)量檢驗內(nèi)容包括化學(xué)成分分析、機械性能檢驗、工藝試驗、低倍組織及顯微鏡等內(nèi)容。第五章 產(chǎn)品的孔型設(shè)計 孔型設(shè)計的內(nèi)容、要求、原則 孔型設(shè)計的內(nèi)容（1）斷面孔型設(shè)計根據(jù)原料和成品的斷面形狀和尺寸及對產(chǎn)品性能的要求，確定出變形方式、道次和各道次的變形量以及在變形過程中所采用的孔型形狀和尺寸。（2）軋輥孔型設(shè)計—孔型配置根據(jù)斷面孔型設(shè)計確定孔型在每個機架上的分布及其在軋輥上的位置和狀態(tài)，以保證軋件能正常軋制、操作方便、且其節(jié)奏時間為最短、成品的質(zhì)量好和軋機的生產(chǎn)能力高。（3）軋輥輔助設(shè)計—導(dǎo)位和誘導(dǎo)裝置的設(shè)計誘導(dǎo)裝置應(yīng)保證軋件能按照所要求的狀態(tài)進、出孔型，或者使軋件在孔型以外發(fā)生一定的變形，或者對軋件起矯正或翻轉(zhuǎn)作用等?？仔驮O(shè)計是否合理，直接影響到成品的質(zhì)量、軋機的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的成本、勞動條件和勞動強度，因此，合理的孔型設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點要求：（1）保證獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品即保證成品的斷面幾何形狀正確，斷面尺寸在允許偏差范圍內(nèi)或達到高精度，表面光潔，無耳子，折迭，裂紋，麻點，刮傷表面缺陷，金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力小，金相組織及機械性能良好。（2）保證軋機生產(chǎn)率高孔型設(shè)計通過軋制節(jié)奏時間和作業(yè)率影響軋機的生產(chǎn)能力。影響軋機節(jié)奏時間的主要因素是軋制道次數(shù)，一般越少越好，但在交叉軋制條件下適當(dāng)增加道次數(shù)。影響軋機作業(yè)率的主要因素是孔型系統(tǒng)、負(fù)荷分配和孔型及軋機軋輥輔件的共用性。合理的孔型設(shè)計應(yīng)能充分發(fā)揮軋機設(shè)備能力加以滿足工藝上的許可條件等等，以求達到軋機的最高生產(chǎn)能力。（3）產(chǎn)品成本最低為達到降低生產(chǎn)成本的目的。必須降低各種消耗，由于成本的80%以上取決于金屬消耗，所以金屬消耗在成本中起重要作用。（4）勞動條件好、強度小保證生產(chǎn)安全、改善生產(chǎn)條件，減輕笨重的體力勞動，軋制過程易于實現(xiàn)機械化和自動化，軋制穩(wěn)定，便于調(diào)整；軋輥輔件堅固耐用，裝卸容易。孔型設(shè)計時必須考慮各軋鋼車間主輔設(shè)備的性能及其布置。[2] 孔型設(shè)計的原則（1）選擇合理的孔型系統(tǒng)在設(shè)計新產(chǎn)品的孔型時，應(yīng)擬定各種可能使用的系統(tǒng)，通過充分地對比分析，然后從中選樣出合理的孔型系統(tǒng)。（2）充分利用鋼的高溫塑性，把變形量和不均勻變形量集中在前幾個道次，然后順軋制程序逐漸減少變形量。（3）采用形狀簡單的孔型，選用孔型的數(shù)量要適當(dāng)。（4）道次數(shù)與翻鋼程序及次數(shù)要合理。（5）軋件在孔型中的狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定或力求穩(wěn)定。（6）生產(chǎn)型鋼的品種多的型鋼軋機，其孔型的共用性應(yīng)廣些。（7）要便于軋機的調(diào)整。[3]生產(chǎn)螺紋鋼的孔型系統(tǒng)一般由延伸孔型和精軋孔兩部分組成。延伸孔的目的是減少軋件斷面，并為軋件正確、順利地進入精軋孔創(chuàng)造良好條件，根據(jù)成品要求，延伸孔型采用一對箱型和四對橢圓圓孔型組合。精軋孔型選擇圓—橢圓—圓孔型組合。選擇坯料為150mm150mm10000mm的方坯。1 φ12螺紋鋼的軋制道次的確定：總延伸系數(shù)： 181。ε＝ （）式中：F0 — 來料斷面積； Fn — 軋后的斷面積；則： 181。ε＝=取平均延伸系數(shù)： 181。c=則軋制道次可確定為：n= = 取n=18因此 ，軋制道次為18道次，機架為18架。2 計算產(chǎn)品φ32螺紋鋼軋制道次的確定：總延伸系數(shù)：181。ε＝則： 181。ε＝=150150/(32/2)2=28取平均延伸系數(shù): 181。c=則軋制道次可確定為：n= = 取n=12該計算產(chǎn)品的軋制道次為12道次。所以取機架數(shù)位12架，剩余機架移開。3 延伸系數(shù)的分配：延伸孔型由9道次組成，為了孔型設(shè)計方便，可將粗軋的總延伸系數(shù)按對進行分配，粗軋總延伸系數(shù)為：=箱形孔： = = =橢圓—圓： = = =橢圓—圓： = = =橢圓—圓： = = =橢圓—圓： = = = 確定各方、圓形斷面尺寸 按式： （）計算各斷面尺寸： 確定各中間扁軋件的斷面尺寸精軋孔選用圓—橢圓—圓孔型系統(tǒng)（1）成品孔型尺寸為：A) 成品孔內(nèi)徑d由于螺紋鋼圓形槽底的磨損大于其他各處，并考慮負(fù)偏差軋制，因此成品孔內(nèi)徑d按負(fù)偏差設(shè)計，即： d = [d0（0～）Δ+]（～） ()則：d = [d0（0～）Δ+]（～）= [] =B) 成品孔內(nèi)經(jīng)開口寬度BB=d0(～)=32=C) 成品孔內(nèi)經(jīng)的擴張角和擴張半徑ρ=arctan （）取s=3mm；θ=30176。則: ρ=arctan = arctan 176。因為ρ＜θ，故可求出R′為：R′= = D） 橫筋高度和寬度為了提高成品孔的使用壽命，防止由于圓形槽底磨損較快而造成橫筋高度小于最大負(fù)偏差的情況發(fā)生，故橫筋的設(shè)計的高度通常按部分正偏差設(shè)計h=h0+(0～) Δ，h為公稱尺寸。橫筋頂部寬度b不按負(fù)偏差設(shè)計，否則金屬很難充滿橫筋。所以橫筋寬度的設(shè)計尺寸應(yīng)取公稱尺寸，～。所以：h=h0+(0～) Δ=+=, b=b0+(～)=+=； 圖51 橫筋的弓形玄長E）縱筋高度縱筋高度是指縱筋的厚度，也就是輥縫值的大小。按公稱尺寸選取： a=3mm；F）橫筋半徑橫筋的弓形長度： （）式中 r——成品孔內(nèi)徑，r=d/2,mm； C——橫筋末端最大間隙。=橫筋的弓形高度 ： （） =+= 橫筋半徑： （） = 圖52 橫筋的弓形高度 （2）成品前孔（k2）的設(shè)計螺紋鋼的成品前孔有三種形式：單半徑橢圓、平橢圓和六角孔。本設(shè)計采用平橢圓孔[4]。平橢圓孔的內(nèi)圓弧半徑取R=h,如圖5—3。圖53 平橢圓的孔型 Bk=(～)d0==； hk=(～)==； 取 輥縫： S=5mm,槽口圓角： r=3mm；則橢圓半徑R為： （3）橢圓前圓孔的基圓直徑為： D=hk=(～)d0=32=39mm（4）驗算精軋孔型充滿情況：取寬展系數(shù)βt = βy =，第十一孔型：橢圓軋件的尺寸為：h=,b=39+()=,第十二孔型:成品孔型中軋件的尺寸為：h=,b=+()=則其充滿程度為：，故精軋孔型設(shè)計合理。2 、延伸孔型 （1） 第一孔型（矩形箱孔型）取βz = βa =設(shè):矩形軋件之高度h1 =103mm，則:b1 =a0+（a0h1）βz=150+(150103) =驗證軋件在第二孔（方箱形孔型）的充滿情況：b2 =h1+（b1a2）βa =103+（）=，與所需要得到的a2=，故認(rèn)為設(shè)定h1=103mm是合適的，否則需要重新設(shè)定。（2） 第三孔型（橢圓孔型）取βz = βa =設(shè)矩形軋件之高度h3 =85mm，則b3 =a2+（a2h3）βz=+() =驗證軋件在第四孔（圓孔型）的充滿情況：b4 =h3+（b3a4）βa =85+（）=97mm， 故認(rèn)為h3的設(shè)定是合適的。（3）第五孔型（橢圓孔型）取βt = βy =設(shè)h5 =55mm，則軋件在第五孔型的軋后寬度為：b5 =a4+（a4h5）βt=+() =驗證軋件在第六孔（圓孔型）的充滿情況： == + = +2=軋件在第六孔型中的實際寬度為： b6 =h5+（b5）βy=55+（）=軋件寬度b6 ＜，／=，故認(rèn)為橢圓孔的設(shè)