【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(shí)間除進(jìn)行理論計(jì)算外，還可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行估算的方法。實(shí)際上運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)際資料是當(dāng)前設(shè)計(jì)中確定加熱時(shí)間常用的方法。連續(xù)式加熱爐：T=(7+)S （）式中： T—加熱時(shí)間（分）； S—鋼料厚度（厘米）。 對(duì)于不用鋼種的加熱時(shí)間，也可以按單位厚度金屬所需加熱時(shí)間計(jì)算。這時(shí)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(duì)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(shí)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(duì)愈少。所以快速加熱是強(qiáng)化加熱爐生產(chǎn)的一個(gè)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(duì)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(gè)時(shí)期，第一時(shí)期是低溫加熱時(shí)間。該時(shí)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(guò)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(shí)要慢速加熱。第二時(shí)期是指高溫加熱時(shí)期即金屬加熱到700℃~800℃以后，這時(shí)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(shí)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(guò)高又會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)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(gè)“上限”；另一方面，根據(jù)對(duì)金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時(shí)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(jìn)行，所以加熱溫度又有一個(gè)“下限”。軋制溫度制度規(guī)定了軋制時(shí)的溫度區(qū)間，即主要決定軋制時(shí)軋件的開(kāi)軋溫度和終軋溫度。 一般確定鋼加工時(shí)的溫度制度要根據(jù)鋼種特性及其相圖來(lái)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(duì)有些鋼種又要避開(kāi)它的高溫脆性區(qū)，通常在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，開(kāi)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(shí)要注意考慮以下幾點(diǎn)：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(shí)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(jī)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(duì)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(jī)產(chǎn)量增大。因此，提高軋制速度是現(xiàn)代軋機(jī)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(jī)結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度、剛度、電機(jī)能力、機(jī)械化自動(dòng)化水平、咬入條件、坯料狀態(tài)以及軋機(jī)產(chǎn)量要求等一系列因素的限制。沿道次實(shí)現(xiàn)軋制速度的變化是一些軋機(jī)速度規(guī)程的主要內(nèi)容，這些軋機(jī)每道次速度的變化是通過(guò)傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)的速度變化實(shí)現(xiàn)的，目前國(guó)內(nèi)從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)軋機(jī)主傳動(dòng)調(diào)速有三種方法：即（1）直流驅(qū)動(dòng) 這是過(guò)去常采用的方法。這種方法采用直流電機(jī)，以發(fā)電機(jī)組或大功率可控硅裝置供電；（2）串級(jí)調(diào)速 主傳動(dòng)不用直流電機(jī)而采用可控硅逆變技術(shù)改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；（3）差動(dòng)調(diào)速 這是一種將主傳動(dòng)視作一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的整體、機(jī)法與電法并用的調(diào)速方法。[11]精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過(guò)程中最后一個(gè)也是比較復(fù)雜的一個(gè)工序，它對(duì)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(guò)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(shí)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(jìn)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(guò)程對(duì)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(shí)物質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)?？刂评鋮s過(guò)程實(shí)際上是控制冷卻過(guò)速度的過(guò)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(huì)產(chǎn)生裂紋，對(duì)鋼材的組織及性能又無(wú)特殊要求時(shí)，都可以采用這種冷卻方式。 目前，對(duì)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(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(zhǎng)度，其目的便于鋼材的運(yùn)輸和用戶的使用。切斷可用鋸機(jī)或剪切機(jī)來(lái)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(yàn)等，主要視產(chǎn)品的技術(shù)要求而定。成品的質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容包括化學(xué)成分分析、機(jī)械性能檢驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、低倍組織及顯微鏡等內(nèi)容。第五章 產(chǎn)品的孔型設(shè)計(jì) 孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求、原則 孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1）斷面孔型設(shè)計(jì)根據(jù)原料和成品的斷面形狀和尺寸及對(duì)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(guò)程中所采用的孔型形狀和尺寸。（2）軋輥孔型設(shè)計(jì)—孔型配置根據(jù)斷面孔型設(shè)計(jì)確定孔型在每個(gè)機(jī)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(shí)間為最短、成品的質(zhì)量好和軋機(jī)的生產(chǎn)能力高。（3）軋輥輔助設(shè)計(jì)—導(dǎo)位和誘導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)誘導(dǎo)裝置應(yīng)保證軋件能按照所要求的狀態(tài)進(jìn)、出孔型，或者使軋件在孔型以外發(fā)生一定的變形，或者對(duì)軋件起矯正或翻轉(zhuǎn)作用等?？仔驮O(shè)計(jì)是否合理，直接影響到成品的質(zhì)量、軋機(jī)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的成本、勞動(dòng)條件和勞動(dòng)強(qiáng)度，因此，合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)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(dá)到高精度，表面光潔，無(wú)耳子，折迭，裂紋，麻點(diǎn)，刮傷表面缺陷，金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力小，金相組織及機(jī)械性能良好。（2）保證軋機(jī)生產(chǎn)率高孔型設(shè)計(jì)通過(guò)軋制節(jié)奏時(shí)間和作業(yè)率影響軋機(jī)的生產(chǎn)能力。影響軋機(jī)節(jié)奏時(shí)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(jī)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(jī)軋輥輔件的共用性。合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)能充分發(fā)揮軋機(jī)設(shè)備能力加以滿足工藝上的許可條件等等，以求達(dá)到軋機(jī)的最高生產(chǎn)能力。（3）產(chǎn)品成本最低為達(dá)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(dòng)條件好、強(qiáng)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(dòng)，軋制過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，軋制穩(wěn)定，便于調(diào)整；軋輥輔件堅(jiān)固耐用，裝卸容易?？仔驮O(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的原則（1）選擇合理的孔型系統(tǒng)在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的孔型時(shí)，應(yīng)擬定各種可能使用的系統(tǒng)，通過(guò)充分地對(duì)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(gè)道次，然后順軋制程序逐漸減少變形量。（3）采用形狀簡(jiǎn)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(jī)，其孔型的共用性應(yīng)廣些。（7）要便于軋機(jī)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(jìn)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(duì)箱型和四對(duì)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(lái)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(jī)架為18架。2 計(jì)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(jì)算產(chǎn)品的軋制道次為12道次。所以取機(jī)架數(shù)位12架，剩余機(jī)架移開(kāi)。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(jì)方便，可將粗軋的總延伸系數(shù)按對(duì)進(jìn)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(jì)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(jì)，即： d = [d0（0～）Δ+]（～） ()則：d = [d0（0～）Δ+]（～）= [] =B) 成品孔內(nèi)經(jīng)開(kāi)口寬度BB=d0(～)=32=C) 成品孔內(nèi)經(jīng)的擴(kuò)張角和擴(kuò)張半徑ρ=arctan （）取s=3mm；θ=30176。則: ρ=arctan = arctan 176。因?yàn)棣眩鸡?，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(jì)的高度通常按部分正偏差設(shè)計(jì)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(jì)，否則金屬很難充滿橫筋。所以橫筋寬度的設(shè)計(jì)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(zhǎng)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?。? a=3mm；F）橫筋半徑橫筋的弓形長(zhǎng)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(jì)螺紋鋼的成品前孔有三種形式：?jiǎn)伟霃綑E圓、平橢圓和六角孔。本設(shè)計(jì)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(yàn)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(jì)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)際寬度為： b6 =h5+（b5）βy=55+（）=軋件寬度b6 ＜，／=，故認(rèn)為橢圓孔的設(shè)