【文章內(nèi)容簡介】 鑄技術(shù)得到了飛速發(fā)展，許多連鑄過程中易出現(xiàn)的問題均得到了較好的解決，目前連鑄坯的質(zhì)量已接近初軋坯，而且今后連鑄技術(shù)還會有更大的發(fā)展，由于連鑄自身具有收得率高、工藝簡單、成本低等一系列優(yōu)勢，連鑄坯已逐漸代替了初軋坯的統(tǒng)治地位，綜合以上種種因素，本車間選用連鑄坯為原料。 坯料選用時所考慮的因素 坯料形狀尺寸坯料斷面形狀的選擇主要與軋制產(chǎn)品的形狀有密切的關(guān)系。棒材軋制常選用方形坯料，因為這樣有利于延伸系數(shù)的分配和減少軋制道次。1) 為了便于鋼坯的運輸和保證鋼坯加熱時沿長度方向上溫度的均勻性，鋼坯的長度盡可能的短。但為了提高車間產(chǎn)量，減少切損，提高軋機作業(yè)率，希望坯料盡可能長。從加熱爐寬度考慮，方坯長度不要超過12米。2) 最大重量的選擇由軋機最后一道次軋制時間計算。(參考現(xiàn)場數(shù)據(jù)設(shè)計能力達17m/s的最小規(guī)格斷面為Φ12mm)由公式 （） 式中:——成品斷面面積，mm2，——軋件的長度，mm γ——軋件比重,kg/mm3，取γ=103Kg/mm3,——由坯料道成品的金屬消耗系數(shù) 取K=≈1因為 （） 式中: τ——最后一道次許可軋制的時間取τ=90s， V——成品軋制速度，取V=17m/s。3) 確定坯料長度取連鑄坯的比重為 () 所以L0= 取鋼坯長度L=10m產(chǎn)品斷面面積與終軋速度的大小，以及考慮加熱爐設(shè)計時爐底支撐梁的安全性，取鋼坯長度為10m,。鋼錠、鋼坯或連鑄坯表面會存在各種缺陷(如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等)，如不在軋制前加以清理去除，會在軋制過程延伸、擴大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點，使材料強度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時的塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷的清理是提高鋼材合格率，保證鋼材質(zhì)量的重要措施，也是軋鋼生產(chǎn)分成二個階段的重要原因[2]。常用的清理表面缺陷的方法很多，常用的有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機床清理等四種。清理方法名稱清理費用（%）清理方法名稱清理費用（%）風(fēng)鏟清理100機床清理60砂輪清理307火焰清理53表22 各種清理方法費用比較 本設(shè)計采用風(fēng)鏟清理。1)連鑄坯橫斷面尺寸及允許偏差（符合YB2011－8標(biāo)準(zhǔn)）表23 連鑄坯橫斷面尺寸及允許偏差名義尺寸長度寬度對角線長度偏差單重Kg/m尺寸偏差尺寸偏差150150150177。5150177。5≤72)鋼坯長度定尺：10000～10080mm；3)鋼坯彎曲度不得大于15mm/m，總彎曲度不得大于80mm/12m；4)端部切斜不得大于20mm；5)不得有明顯的扭轉(zhuǎn)。13 第3章 軋機的選擇第3章 軋機的選擇軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠或鋼坯軋制鋼材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。用軋制方法生產(chǎn)鋼材具有生產(chǎn)率高、品種多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強，易于實現(xiàn)機械化自動化等優(yōu)點。軋鋼機是完成軋制變形的主要設(shè)備，軋機剛度對產(chǎn)品精度有重要影響，因此軋機選擇的合理與否對車間生產(chǎn)具有非常重要的意義。軋鋼機選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)鋼材的品種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小，以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。 軋機型式對比與選擇對機架的要求有足夠的強度和剛度外，還要考慮裝卸方便、快速換輥等方面的可能性。一般軋鋼機的機架型式按照結(jié)構(gòu)特點不同可以分為：閉口式、開口式和半閉口式三類。不同類型的機架形式可作如下的分析： 開式機架 這種機架的上蓋(上橫梁)可以拆卸，其主要優(yōu)點是更換輥方便，因此它主要用在換輥比較頻繁的橫列式布置的型鋼軋機上。其主要缺點是剛性較差，軋出的產(chǎn)品精度不高。 閉式機架 這種機架的上蓋和立柱形成封閉式的整體框架。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，具有較高的強度和剛度。閉式機架的主要缺點是換輥不便。 實際也是開口式機架的一種。其上蓋和主體的連接完全由斜楔完成。因它兼有換輥方便和剛性較好的優(yōu)點，因此又稱為半閉口機架。近年來在型鋼軋機上被廣泛的采用，獲得了較好的使用效果。 短應(yīng)力線軋機 軋機的剛性也即剛度是指軋鋼機工作機座在軋制時抵制發(fā)生彈性變形的能力。通常用剛度系數(shù)來表示。在一定的軋制壓力作用下剛度系數(shù)K越大，工作機座發(fā)生的彈性變形越小，此時軋機剛性越大；反之，剛度系數(shù)K值小，工作機座的彈性變形就大，軋機的剛性就差[5]。a－通常軋機的應(yīng)力回線； b－短應(yīng)力線軋機的應(yīng)力回線 軋機的應(yīng)力回線短應(yīng)力線軋機的主要特點是：，通常剛度系數(shù)可達1800～2200kN/mm，改善了軸承和軸承座的受力情況，提高了軸承的使用壽命；，提高了金屬的成材率；，實現(xiàn)了對稱調(diào)整和軋輥的整體更換。這樣就簡化了調(diào)整過程．縮短了調(diào)整和換輥時間，為提高軋機作業(yè)率打下了基礎(chǔ)；，使軋制線水平保持穩(wěn)定；，體積小，操作維修方便。 平立可轉(zhuǎn)換軋機采用平立交替式布置是為了滿足靈活的軋制工藝而設(shè)計的。根據(jù)不同產(chǎn)品的孔型設(shè)置，可靈活地調(diào)整軋機使其水平布置或垂直布置。機架放置在一個小車上，本身結(jié)構(gòu)與普通二輥軋機機架基本相同。立輥為了平衡軋輥質(zhì)量，在軋輥輥系中增加了止推軸承。機架與小車用螺栓連接在一起，小車可以水平移動，實現(xiàn)水平軋制換孔槽功能。在垂直軋制時，小車坐在一個由電機驅(qū)動蝸輪、蝸桿、絲杠螺母機構(gòu)組成的臺架上，臺架可上下移動，完成換孔槽動作。位置調(diào)整好后，由液壓鎖緊缸將機架定位。中、精軋機的作用是將軋件在高溫狀態(tài)下經(jīng)過孔型逐道次壓縮變形。根據(jù)產(chǎn)品大綱及各車間工藝的不同，第一種情況是由中軋機為精軋機輸送形狀正確、尺寸合格的軋件。第二種情況是由中軋機組直接軋制出斷面較大的產(chǎn)品，精軋機組被甩掉(空過)，由替換輥道代替，此時中軋機組的作用和精軋機組一樣成為成品軋機。在相同的開軋溫度情況下，中軋機組軋件溫度為三個機組的最低區(qū)域，而精軋機組的軋件溫度則隨著道次的增加而逐漸有所升高。過低的開軋溫度造成摩擦系數(shù)增加，容易在中軋機組前幾架產(chǎn)生堆鋼。 平立可轉(zhuǎn)換軋機采用平立交替式布置，且精軋部分的偶數(shù)架軋機可平立轉(zhuǎn)換，此種布置形式的優(yōu)點：1）軋制過程穩(wěn)定，此種軋機在平輥軋機上采用橢圓孔型，在立軋機上采用圓孔型，這樣在平輥上軋出的橢圓件在水平方向是長軸，增大了軋件與軋機的接觸面積，所以增加了軋件在機架之間運行的穩(wěn)定性；2）平立布置的軋機可采用立活套而立—平布置必須采用側(cè)活套。立活套的優(yōu)點：設(shè)施少、占地面積小，更易檢測和控制；如果采用立平布置，就必須采用側(cè)活套，因為立軋機上軋出的扁軋件是立著的，對水平壓輥或水平推輥磨損嚴(yán)重，所以采用平立布置且使用立活套效果更好；3)易控制成品質(zhì)量。在立式軋機上軋出的成品比水平軋機軋出的成品質(zhì)量好控制，因為立式軋機的軋輥運行更為平穩(wěn)，成品尺寸波動小，精度高。4)平立布置軋機的缺點：1)成品軋機的進、出口導(dǎo)衛(wèi)裝置更換調(diào)整較困難；2)成品軋機軋輥軸向調(diào)整不便。因為采用平立交替的軋機布置形式利大于弊，且精軋機的偶數(shù)架次采用平立可轉(zhuǎn)換式，可以軋制多種規(guī)格的產(chǎn)品[6]。 軋機布置選擇比較軋鋼機按工作機架排列成某種方式稱為軋鋼機布置，可以分為六種：；，包括一列、二列和多列式布置；(跟蹤式)布置；；；。a— 單機架；b—橫列式；c—順列式；d—布棋式；e—半連續(xù)式；f—連續(xù)式 軋鋼機按機架排列的分類軋鋼機布置的基本形式只有三種．即橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。布棋式布置可以視為為了縮短車間長度所采取的順列式布置的一種變形，而半連續(xù)式布置則常常是連續(xù)式和其它形式(例如：橫列式布置)的組合。 橫列式布置軋機橫列式布置的軋機，同一機列軋輥的轉(zhuǎn)速相同，軋制速度并不隨軋件長度增加而提高，因而產(chǎn)量小，軋機勞動生產(chǎn)率低，軋制產(chǎn)品的尺寸精度也差，不易實現(xiàn)自動控制。一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。其每架軋機上可以軋制若干道次，變形靈活，適應(yīng)性強,品種范圍寬廣，控制操作客易。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材和開坯生產(chǎn)。另外，橫列式布置軋機具有設(shè)備簡單、投資少、建廠時間短的優(yōu)點。過去我國地方小企業(yè)的軋機基本都是橫列式軋機，現(xiàn)今國內(nèi)外已基本淘汰。 連續(xù)式布置的軋機連續(xù)式軋制占地少，生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大。除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關(guān)系的各架軋機單位時間內(nèi)金屬秒流量相等的原則。由于連續(xù)式布置的軋機易于實現(xiàn)軋制過程的機械化和自動化，可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產(chǎn)能力。連續(xù)式布置的軋機是各類軋機發(fā)展的方向。 棒材軋制工藝流程 唐鋼棒材車間唐鋼棒材廠設(shè)計能力年產(chǎn)60萬噸，采用165mm165mm12000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ40mm圓鋼和螺紋。鋼種：普碳鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼、低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。最高軋速：18m/s。加熱爐為全梁步進式加熱爐,產(chǎn)量為150t/h,全軋線18臺軋機，平立布置。6臺粗軋機都是BBS懸臂軋機，6臺中軋機和6臺精軋機為短應(yīng)力線整體更換軋機。1上料臺架 2步進式加熱爐 3高壓水除鱗箱 4夾送輥 5懸臂式粗軋機6架 61號飛剪 7中軋機6架 82號飛剪 97組立活套 10精軋機6架 11淬水小車 123號倍尺飛剪 13冷床 14冷剪 15收集臺架 石鋼棒材車間石鋼棒材車間設(shè)計年產(chǎn)60萬噸，采用150mm15012000mm連鑄坯,產(chǎn)品規(guī)格：主導(dǎo)產(chǎn)品為Φ14～Φ40mm圓鋼、Φ10～Φ40mm帶肋鋼筋、45～1005～12mm扁鋼。產(chǎn)品定尺長度6～12m。鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、及彈簧鋼。最高軋速：18m/s。加熱爐額定加熱能力150t/h,最大為170t/h。全線18架軋機，全部為二輥短應(yīng)力線軋機，即POMINI的“紅圈”軋機。全線軋機平立交替布置，可實現(xiàn)合金棒材的連續(xù)無扭軋制。1～10架軋機為微張力軋制，11～18架為立活套控制無張力軋制。1冷裝料臺架；2不合格坯剔出裝置；3加熱爐；4退坯收集框；5除鱗機；6粗軋機組；71飛剪；8中軋機組；92飛剪；10精軋機組；11穿水冷卻裝置；123倍尺飛剪；13冷床輸入輥道；14冷床；15定尺飛剪；16集捆臺架；17打捆機；18自動堆垛機；19短定尺收集框 廣鋼棒材車間廣鋼棒材廠設(shè)計能力年產(chǎn)40萬噸，采用150mm15010000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ40mm圓鋼和螺紋。鋼種：熱軋普通碳素鋼、普通鉚螺鋼、普通低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。最大軋制速度：13m/s。加熱爐為步進式，全軋線18臺軋機，平立布置。6臺粗軋機和6臺中軋機都是懸臂軋機，6臺精軋機為短應(yīng)力線式軋機。1上料臺架 2坯料電子稱 3入爐輥道 4推出機 5組合式步進爐 6夾送輥 7懸臂式粗軋機組 8飛剪 9懸臂式中軋機組 10立式活套器 11飛剪機 12水平精軋機 13平立可轉(zhuǎn)變精軋機 14水冷線 15倍尺飛剪（3）16碎斷剪 17帶裙板冷床輸入輥道 18步進式冷床 19冷剪機 20成品收集槽 21成品電子稱 22計數(shù)器 23自動打捆機 24定尺擋板 25非定尺包扎臺經(jīng)過比較以上兩種車間布置形式相差不大，但軋機不同，生產(chǎn)品種大不相同。中軋機到精軋機沒有留出特別的冷卻段。 馬鋼棒材車間馬鋼棒材廠設(shè)計能力年產(chǎn)60萬噸，采用165mm16512000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ60mm圓鋼和Φ12～Φ50mm螺紋鋼。鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。最高軋速：18m/s側(cè)進側(cè)出梁底步進式加熱爐為雙框架結(jié)構(gòu)，,額定產(chǎn)量150t/h，最高產(chǎn)量170t/h。全線共18架軋機,粗、中、精軋機組各6架,均為無牌坊、短應(yīng)力線、高剛度“紅圈”軋機,呈平立交替布置[8]。1梁底組合式步進加熱爐(150t/h)。2粗軋機組(6架)。3中軋機組(6架)。4精軋機組(6架)。5穿水冷卻裝置。6倍尺飛剪。7短尺(~12m)收集系統(tǒng)。8冷床。9冷定尺飛剪。10自動收集打捆裝置通過對以上車間的比較，本車間設(shè)計采用連續(xù)式布置軋機。 生產(chǎn)工藝特點1）軋制工藝： 1～10架軋機為微張力軋制，10～18架為立活套控制，實現(xiàn)無張力軋制，保證產(chǎn)品尺寸精度，產(chǎn)品尺寸偏差可達到1/3 DIN標(biāo)準(zhǔn)公差范圍的水平。2）導(dǎo)衛(wèi)裝置使用滑動導(dǎo)衛(wèi)和滾動導(dǎo)衛(wèi)，進口導(dǎo)衛(wèi)的鼻錐(耐磨塊)設(shè)計，滾動導(dǎo)衛(wèi)采用油氣潤滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，延長了導(dǎo)板和導(dǎo)輪的使用壽命， kg。3）剪切系統(tǒng)：軋制過程共設(shè)有三臺旋轉(zhuǎn)飛剪。其中1旋轉(zhuǎn)式飛剪置于粗軋機組后，用于切頭切尾和事故碎斷處理。最大剪切直徑72 mm, 2旋轉(zhuǎn)式飛剪置于中軋機組后，作用同1飛剪，最大剪切直徑 38 mm. 3旋轉(zhuǎn)式飛剪置于精軋機組后，也叫倍尺剪，是將棒材在上冷床前成倍尺分段，同樣起事故碎斷處理作用。最大剪切直徑為:經(jīng)余熱處理的棒材為40 mm，未經(jīng)余熱處理的棒材為50 mm。倍尺飛剪采用優(yōu)化剪切技術(shù)可使上冷床的倍尺都為定尺的整倍數(shù)，且每支只出1支短尺并進人非尺冷床，提高了成材率及產(chǎn)品定尺率和剪切效率。整個過程全部由計算機控制，實現(xiàn)剪切作業(yè)的高精度。4）冷床和棒材分組系統(tǒng)：齒條式冷床長度120 m，寬度14 m，棒材經(jīng)倍尺飛剪剪切后進入撥入裙板的冷床輸