【文章內(nèi)容簡介】 ................................ 85 附表 1：三種計(jì)算產(chǎn)品的孔型系統(tǒng)計(jì)算 ............................................................. 85 附表 2：軋制力 ..................................................................................................... 87 附表 3：軋制力矩 ................................................................................................. 90 附表 4：電機(jī)校核 ................................................................................................. 92 附表 5：軋輥強(qiáng)度校核 ......................................................................................... 95 致謝 ............................................................................................................................ 98 英文翻譯及原文 ........................................................................................................ 99 ......................................................................................................................... 99 ，設(shè)備和試驗(yàn)步驟 ............................................................................... 100 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 ........................................................................................................... 100 軋制規(guī)程設(shè)計(jì) ................................................................................................... 101 1 第 1 頁 1 緒 論 近 20 年是我國型鋼生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展的 20 年。 20 年前，我國型鋼裝備水平和生產(chǎn)技術(shù)約落后國際先進(jìn)水平 30 年，而今天，其裝備水平大體接近國際先進(jìn)水平。我國型鋼生產(chǎn)技術(shù)用 20 年的時(shí)間，走過了約 50 年的發(fā)展路程。 20 世紀(jì) 50 年代我國鋼產(chǎn)量很低，生產(chǎn)的鋼筋品種有限，國有鋼鐵企業(yè)也只能生產(chǎn) 3 號(hào)光圓鋼筋 (I 級(jí)鋼筋 )和 5 號(hào)螺紋鋼筋，屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分別為 235, 275MPa。 20 世紀(jì) 60 年代開始研制 16MnSi(后改為 20MnSi，也稱 II 級(jí)鋼筋 )和25MnSi(也稱班級(jí)鋼筋 )2 種低合金帶肋鋼筋，實(shí)際上研制成功并大量 生產(chǎn)的是20MnSi 鋼筋，而 25MnSi 鋼筋產(chǎn)量有限，兩者屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分別為 335, 375MPa。同時(shí)研制并投人生產(chǎn)的還有 44Mn2Si 等帶肋鋼筋 (也稱 N 級(jí)鋼筋 )，其主要用于經(jīng)熱處理或冷拉后的預(yù)應(yīng)力鋼筋。 20 世紀(jì) 50 年代，我國正處于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高潮，鋼筋供需矛盾較為突出，為發(fā)展冷加工生產(chǎn)，通過對(duì)低強(qiáng)度鋼筋的冷軋、冷拔、冷扭或冷拉等冷加工手段，使鋼筋冷作硬化，在犧牲原鋼筋塑性的條件下，獲得較高的屈服強(qiáng)度。冷加工鋼筋主要采用細(xì)直徑盤條生產(chǎn)冷拔鋼絲，其既用作預(yù)應(yīng)力混凝土中、小型構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，也部 分用作某些鋼筋混凝土構(gòu)件中的受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋 。另外，通過冷拉后的粗帶肋鋼筋，用作大、中型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，部分用作鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋。 20 世紀(jì) 80 年代，小規(guī)格鋼筋產(chǎn)量和規(guī)格不能滿足工程建設(shè)需求，國內(nèi)中小型企業(yè)針對(duì) 這一形勢，開始引進(jìn)或自制冷軋帶肋鋼筋設(shè)備，軋機(jī)數(shù)量和產(chǎn)量達(dá)到了相當(dāng)規(guī)模。此外，還生產(chǎn)了小規(guī)格、斷面為矩形的冷軋扭鋼筋用作鋼筋混凝土樓板中的配筋，填補(bǔ)了原來熱軋帶肋鋼筋沒有小規(guī)格的空缺，為工程建設(shè)所需鋼筋規(guī)格的配套起到了輔助作用。此外，在 20 世紀(jì) 70 年代所用的預(yù)應(yīng)力鋼筋，除為上 述的冷拉鋼筋、冷拔鋼絲外，在大型工程結(jié)構(gòu)中還采用了鋼絲、鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不超過 1670MPa. 2 第 2 頁 20 世紀(jì) 80 年代開始研制， 90 年代正式投人生產(chǎn)的新一代熱軋帶肋鋼筋有 2種 :一種是以微合金元素 (V, Ti, Nb)為基礎(chǔ)的 HRB400 鋼筋，另一種是采用余熱處理工藝生產(chǎn)的 RRB400(K L400)鋼筋 (包括按英國 BS 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼筋 )，使我國鋼筋在化學(xué)成分上進(jìn)行了更新?lián)Q代 。余熱處理鋼筋既可用于出口，也可為國內(nèi)工程選用。在同一時(shí)期，引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線生產(chǎn)線，使這種高質(zhì)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋在公路、房 屋、鐵路及其他工程領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 20 年前，我國小型與線材生產(chǎn)狀況為，我國擁有小型與棒線材軋機(jī)約 700多套，為世界第一。但每套軋機(jī)的平均年產(chǎn)量僅 2 萬多噸，而當(dāng)時(shí)世界平均水平為 10 幾萬 t/a。我國小型和棒線材產(chǎn)品長期供不應(yīng)求；軋機(jī)裝備和生產(chǎn)技術(shù)遠(yuǎn)低于當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平。主要表現(xiàn)在以下方面。 （ 1）棒線材軋機(jī)連軋比很低，以橫列式和布棋式為主。 （ 2）連鑄比很低， 1984 年不足 10%。 （ 3）軋機(jī)剛度低，彈跳大。 20 年來小型與棒線材生產(chǎn)取得了一定的的技術(shù)進(jìn)步。 一、小型與棒線材 軋機(jī)的連軋化。 1984 年我國小型與棒線材連軋比不足 5%，但在 1985 年北京召開的全國中小型軋機(jī)技術(shù)改造會(huì)議、 1993 年無錫召開的全國小型型鋼工作會(huì)議上，強(qiáng)調(diào)了以連軋為方向，推進(jìn)小型型鋼軋機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的重要性和緊迫性。 1994 年在江陰召開的全國小型型鋼工作會(huì)議上明確了其具體步驟和基本作法。從這之后，我國小型連軋機(jī)的數(shù)量從 1988 年的 14 套升至目前的 100 套以上；高速線材軋機(jī)的數(shù)量也已達(dá)到 80 套，使我國棒材和線材的生產(chǎn)能力居世界首位。 二、產(chǎn)品升級(jí)。對(duì)于棒材產(chǎn)品，大力推廣應(yīng)用 III 級(jí)熱軋帶肋鋼筋，替代 II級(jí)鋼筋 ，并開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件用鋼、汽車用鋼、船用鋼、經(jīng)濟(jì)斷面鋼材等專用鋼材。對(duì)于線材產(chǎn)品，推行大盤重，開發(fā)硬線。產(chǎn)品基本能滿足飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求。 3 第 3 頁 目前我國小型和棒材的生產(chǎn)現(xiàn)狀為：到 20xx 年，我國小型和棒材生產(chǎn)擁有3 個(gè)世界第一，即軋機(jī)套數(shù)、年生產(chǎn)能力及占鋼材總量的比值（連軋機(jī)套數(shù)已超過 100 套，年生產(chǎn)能力約 6000 萬 t，連軋機(jī)的軋制能力可達(dá)到生產(chǎn)總量的 70%）。目前我國小型和棒材軋機(jī)的總體裝備和生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)國際先進(jìn)水平，并具有以下特點(diǎn)： （ 1）新建軋機(jī)大多為 18 架，分粗、中、精軋機(jī)組，每組 6 架，平立交替布置，實(shí) 現(xiàn)無扭連軋。采用步進(jìn)式加熱爐，全數(shù)字式直流傳動(dòng)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(jī)只有杭州鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司和邢臺(tái)鋼鐵公司等幾家。 （ 3）對(duì)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(dá)國家。如無頭軋制技術(shù)，到 20xx 年，唐山鋼鐵公司引進(jìn)了意大利 DANIELI 公司的技術(shù)；邢臺(tái)鋼鐵公司第二高線廠引進(jìn)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(yīng)用實(shí)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(yàn)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(duì)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(jìn)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(yīng)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)。 4 第 4 頁 ⑤ 專用小型材的市場開發(fā)。 工業(yè)先進(jìn)國家的型鋼軋制品種多達(dá)萬余種，而我國的熱軋型材品種只有上千種。差距最大的是專用小型材。這些型材多用于汽車、紡織、電機(jī)、農(nóng)業(yè)等等，我國在這方面的工作與 20 年前相比進(jìn)步不大。上述特點(diǎn)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(shí)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(yù)應(yīng)力鋼筋從強(qiáng)度偏低、松弛較大向高強(qiáng)度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展 。同時(shí)，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(xì)直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補(bǔ)充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格和售后服務(wù)，它們將通過市場機(jī)制與細(xì)直徑的熱軋帶肋鋼筋進(jìn)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(diǎn)工程：機(jī)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(jì)，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(duì)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(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 在本設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化程度極高，從坯料上料到成品，一線全部自動(dòng)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(shí)，設(shè)計(jì)采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機(jī)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 第 5 頁 2 產(chǎn)品方案和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 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(jì)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(jì)劃產(chǎn)量。 產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成或選擇各項(xiàng)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(jì)劃。產(chǎn)品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時(shí)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(jì)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(jì)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(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)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(jī)生產(chǎn) 能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 根據(jù)上級(jí)下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書對(duì)各項(xiàng)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(shí)，進(jìn)行一系列的調(diào)查工作，針對(duì)國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展，國內(nèi)外市場動(dòng)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