【導(dǎo)讀】保存于同一目錄。不用此信息時，刪除此框。結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、冷鐓鋼、超低碳鋼等。在此選擇Φ的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼作為典型產(chǎn)品。進(jìn)行該車間的設(shè)計。原料采用連鑄坯，產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計采用連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝。全線共有軋機(jī)28架，其中粗軋機(jī)6架，中軋機(jī)6架，預(yù)精軋機(jī)6架，精軋機(jī)10架，終軋最大軋制速度為95m/s。布置軋機(jī)，以保證產(chǎn)量并減少事故。線材以盤卷交貨，盤卷外徑：?盤卷高度：1900mm（壓緊后），盤卷重2400kg。

　　

【正文】 品 序 產(chǎn)品規(guī)格 坯料 產(chǎn)品 軋制 軋制時間 軋機(jī) 實際 年產(chǎn)量 軋制 φ 單重 單重 速度 純軋 間隔 節(jié)奏 理 論 產(chǎn)量 時間 種 號 mm kg kg/m m/s s s s t/h t/h t h 1 2430 5 66000 1160 2 6 2430 5 46000 686 3 2430 5 46000 590 高 4 7 2430 5 30000 351 速 5 2430 5 55000 597 線 6 8 2430 5 29000 315 材 7 2430 5 29000 315 8 9 2430 5 28000 304 9 2430 5 28000 304 10 10 2430 5 27000 293 11 11 2430 5 27000 293 12 2430 5 27000 293 13 13 2430 5 58000 629 14 14 2430 5 23000 249 15 15 2430 5 23000 249 16 16 2430 5 23000 249 17 17 2430 5 3800 41 18 18 2430 5 3800 41 19 19 2430 5 3800 41 20 20 2430 5 3600 39 21 21 2430 5 4000 43 [選取日期 ] 19 22 22 2430 5 4000 43 23 23 2430 5 4000 43 24 24 2430 5 4000 43 25 25 2430 5 4000 43 小計 600000 7255 [選取日期 ] 20 5. 孔型系統(tǒng)的選擇設(shè)計 孔型設(shè)計理論 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、尺寸和產(chǎn)品的性能要求，選擇孔型系統(tǒng)，確定軋制各道次的變形量，設(shè)計各道次和各道次的變形量，設(shè)計各道次的孔型形狀。 （ 2） 軋輥孔型設(shè)計 根據(jù)斷面孔型設(shè)計，確定各孔型在每個機(jī)架上的分配及其在軋輥上的配置，要求軋件能正常軋制且操作方便，并且軋制節(jié)奏時間短，軋機(jī)的生產(chǎn)能力高，產(chǎn)品質(zhì)量好。 （ 3） 軋輥導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計 為保證軋件順利地出入孔型，或使軋件在進(jìn)孔 型前后產(chǎn)生一定的變形、切斷。 孔型設(shè)計的基本原則 （ 1） 成品質(zhì)量好 包括產(chǎn)品斷面幾何形狀正確，尺寸公差合格，表面光潔，無缺陷，機(jī)械性能好； （ 2） 軋機(jī)產(chǎn)量高 合理的孔型設(shè)計應(yīng)使軋制節(jié)奏時間最短，一般情況是軋勻形，使串輥的次數(shù)最少，這些有可能提高軋機(jī)的作業(yè)率； （ 1） 產(chǎn)品的成本低 即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)降到最低； （ 2） 勞動條件好 勞動強(qiáng)度小，在進(jìn)行孔型設(shè)計時，應(yīng)使軋制平穩(wěn)，軋制順利，操作方便，便于調(diào)整，改善勞動條件，還應(yīng)考慮軋制過程，易于實現(xiàn)自動化，減輕勞動強(qiáng)度； （ 3） 適應(yīng)車 間的設(shè)備條件。 線材的連軋 一根軋件同時在兩個或兩個以上的機(jī)架中軋制并且保持各機(jī)架秒流量相等，這樣的軋制稱為連續(xù)軋制，簡稱連軋。連軋具有軋制速度高，軋件頭尾溫差小，產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，實現(xiàn)小型線材連軋，孔型設(shè)計是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不論何種孔型設(shè)計后的秒流量平衡與計算是必不可少的內(nèi)容。因此，在設(shè)計孔型時，應(yīng)避免軋件在機(jī)架間產(chǎn)生較大的拉力或推力。拉力較大時，輕者會使金屬不能充滿孔型，重則可能會拉斷軋件；而推力 [選取日期 ] 21 較大時，會使軋件過充滿孔型，軋件出現(xiàn) “耳子 ”和堆鋼。連軋孔型設(shè)計應(yīng)遵守連軋各道次的金屬秒流量相等的 原則。線材的軋制中，粗軋、中軋階段采用微張力軋制，應(yīng)該逆軋制順序，設(shè)定相應(yīng)的拉鋼系數(shù)， 預(yù) 精軋采用活套的無張力軋制。 由于是初步設(shè)計，從最簡單的方面考慮，不設(shè)定拉鋼系數(shù)。 孔型系統(tǒng)的選擇 孔型系統(tǒng)的選擇是孔型設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，選擇是否恰當(dāng)對軋機(jī)的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項消耗指標(biāo)及生產(chǎn)工藝操作有決定影響，故孔型系統(tǒng)的選擇必需按照具體條件嚴(yán)格進(jìn)行。 孔型系統(tǒng)選擇的具體條件為： （ 1） 鋼坯條件，應(yīng)考慮：是連鑄坯還是軋制坯，斷面幾何形狀，尺寸及其波動范圍，坯料表面質(zhì)量，鋼種等。 （ 2） 設(shè)備條件，應(yīng)考 慮：軋機(jī)布置形式，機(jī)架結(jié)構(gòu)形式，機(jī)組組成，數(shù)量及參數(shù)，傳動方式，電機(jī)能力及調(diào)速范圍，輔助設(shè)備的配置及能力。 （ 3） 產(chǎn)品條件，應(yīng)考慮：產(chǎn)品品種，規(guī)格范圍，尺寸精度及金屬性能要求。 （ 4） 生產(chǎn)工藝操作要求，應(yīng)考慮：軋制方式是單線還是雙線，孔型共用要求，操作人員的操作習(xí)慣和技術(shù)水平等。 線材孔型系統(tǒng) 高線軋機(jī)常用的延伸孔型系統(tǒng)有：箱形孔型系統(tǒng)，橢 圓孔型系統(tǒng)。 1. 箱形孔型系統(tǒng) 圖 箱型孔示意圖 傳統(tǒng)的箱形 孔型 有扁箱和立箱兩種， 從此 孔型 軋制 出來的軋件為矩形或 方形 ，其主要優(yōu)點(diǎn)有： 1）共用性好。通過改變輥縫的辦法可軋制出不同尺寸的產(chǎn)品。 2）軋件在整個寬度上變形均勻，孔型磨損均勻，變形能耗小。 3）軋件側(cè)表面氧化鐵皮易脫落，有利于改善軋件表面質(zhì)量。 4）軋輥切槽淺 ，軋輥強(qiáng)度高，可采用較大道次的變形量。 [選取日期 ] 22 5）軋件斷面溫降較為均勻。 箱形孔也有其不可避免的缺點(diǎn)： 1）由于箱形孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，難以從中軋出尺寸精確的產(chǎn)品。 2）軋件在孔型中受兩個方向的壓縮，故軋件側(cè)表面不易平直，甚至出現(xiàn)裂紋。 3）軋件在 孔型中穩(wěn)定性不好，易發(fā)生倒鋼或歪扭，小斷面軋件尤為嚴(yán)重。 2．橢圓 圓孔型系統(tǒng) 圖 橢圓型孔示意圖 該孔型系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)： 1)變形較均勻，軋制前后軋件斷面形狀能平穩(wěn)地過渡，可防止產(chǎn)生局部應(yīng)力； 2)由于軋機(jī)沒有明顯棱角，可以保證軋件斷面各處冷卻均勻，可使軋制時不易形成皺紋；且軋制中有利于去除軋件表面氧化鐵皮； 3)在某些情況下，可由延伸孔型軋出成品圓鋼，因而可減少軋輥數(shù)量和換輥次數(shù)。 該孔型系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有： 1)延伸系數(shù)較小，有時會造成軋制道次增加；增加了 軋輥與設(shè)備的消耗，提高了產(chǎn)品成本； 2)橢圓件在圓孔型中軋制不穩(wěn)定；要求圓孔型入口夾板調(diào)整機(jī)準(zhǔn)確； 3) 對寬展敏感大，容易出耳子，因此調(diào)整嚴(yán)格。 粗軋、中軋孔型系統(tǒng)選擇 對比兩種孔型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，橢圓 圓孔型系統(tǒng)主要是由于延伸系數(shù)小，增加了軋制道次，使軋機(jī)工作效率低，產(chǎn)量降低和成本的提高，但是其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好，減少了精整工序和精整設(shè)備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補(bǔ)償所增加的成本。結(jié)合當(dāng)今國內(nèi)、外高線廠廣泛使用之孔型系統(tǒng)，和自身設(shè)計的要求特點(diǎn)，本設(shè)計粗軋機(jī)孔型前兩架選擇箱形孔 型系統(tǒng)，后四架選擇平橢 ——圓 ——橢圓 ——圓孔型系統(tǒng)。 六架中軋機(jī)選擇橢圓 ——圓孔型系統(tǒng)。 預(yù)精軋、精軋機(jī)組孔型的選擇 現(xiàn)代高速線材的預(yù)精軋、精軋機(jī)組都采用橢圓 圓孔型系統(tǒng)，這一孔型系統(tǒng)除了前述 [選取日期 ] 23 的優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）適合相鄰機(jī)架軋輥軸線與地平線成 45176。/45176。， 75176。/15176。， 90176。/0176。 相互垂直的布置； （ 2）變形平穩(wěn)，內(nèi)應(yīng)力小，可得到尺寸準(zhǔn)確，表面光滑的軋件和成品； （ 3）橢圓 圓孔型系統(tǒng)，可借助調(diào)整輥縫值得到不同斷面尺寸的軋件，增加了孔型樣板，孔型加工 的刀具和模具，軋輥輥片和導(dǎo)衛(wèi)裝置的共用性，減少了備件，簡化了管理； （ 4）該孔型系統(tǒng)的每一個圓孔型都可以設(shè)計成既是延伸孔型，又是有關(guān)產(chǎn)品的成品孔型，適用于一組孔型系統(tǒng)軋輥，借助甩去機(jī)架軋制多規(guī)格產(chǎn)品。 因此，目前預(yù)精軋及精軋機(jī)組主要采用橢圓 圓孔型系統(tǒng)。 綜上所述，本設(shè)計采用以下孔型系統(tǒng)： 粗軋：平箱型－立箱型－平橢圓 —圓 —橢圓－圓； 中軋：橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓； 預(yù)精軋：橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓； 精軋：橢圓－圓－橢圓－圓 —橢圓 —圓－橢圓－圓－橢圓－圓。 圖 孔型 系統(tǒng)示意圖 確定孔型系數(shù)原則 （ 1） 軋制的前幾道次的延伸系數(shù)應(yīng)小些。 軋制開始時，軋件溫度高，氧化鐵皮厚而且附著在鋼坯表面上，摩擦系數(shù)較低，咬 [選取日期 ] 24 入困難。此外，電機(jī)能力也限制了前幾道次的延伸系數(shù)。 （ 2） 中間道次的延伸系數(shù)由大到小。 經(jīng)前幾道次軋制后，氧化鐵皮脫落，咬入條件得到改善；而且溫降不多；由于軋件斷面積不斷減小，亦使延伸系數(shù)提高，并達(dá)到最大值。以后，軋件斷面大為減小，溫降嚴(yán)重，變形抗力顯著增加，因此，此時延伸系數(shù)應(yīng)逐漸減小。 （ 3） 最后幾道次的延伸系數(shù)要小。 圖 橫列式軋機(jī)延伸系數(shù)分配原則圖 圖 連軋機(jī)延伸系數(shù)分配原則圖 [選取日期 ] 25 表 孔型延伸系數(shù) Table Pass elongation coefficient 孔型系統(tǒng) 箱型系統(tǒng) 平橢圓 橢圓 圓 橢圓型 圓型 道次延伸系數(shù) ～ ~ =~ ～ ～ 表 孔型寬展系數(shù) Table Pass spread coefficient 孔型系統(tǒng) 扁箱型 方箱型 橢圓型 圓 型 寬展系數(shù) β=△b/△h ~ ~ ~ ~ 確定軋機(jī)機(jī)架數(shù)目 連鑄坯斷面積： 170170 =28900 mm2 熱膨脹系數(shù) β=~，一般普碳鋼在 1000℃ 生產(chǎn)取 β= 由 (51) 得 、 、 的總延伸系數(shù)如下： 表 、 、 的總延伸系數(shù) Table The total elongation coefficient of Φ , 6, , 7, 坯料 坯料熱尺寸 產(chǎn)品熱尺寸 產(chǎn)品冷尺寸 總延伸系數(shù) 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 一般情況下，在確定軋制道次時，用平均延伸系數(shù) 代替某個道次的延伸系數(shù)。所謂平均延伸系數(shù)是指在軋制道次和總延伸系數(shù)一定的條件下，各個道次的延伸系數(shù)相等。它是為了簡化軋制道次的計算而提出來的假想延伸系數(shù)，在實際生產(chǎn)中各個道次的延伸系數(shù)并不相等。具體確定方法如下： 若用平均延伸系數(shù)代替各道次延伸系數(shù)，則： np???? [選取日期 ] 26 對上式取對數(shù)，則求出軋制道次數(shù) N： N= p?? lnln ? , 由于主要采 用橢圓 —圓孔型系統(tǒng)，且其 p? 一般不超過 ～ ，所以取平均延伸系數(shù) p? ＝ ，計算出 、 、 產(chǎn)品的軋制道次如表 ： 表 、 、 軋制道次 Table Rolling passes of Φ , 6, , 7, 產(chǎn)品冷尺寸 總延伸系數(shù) 軋制道次 由表 可知，軋制的產(chǎn)品規(guī)格越小，所需要的軋制道次最多。本車間的產(chǎn)品規(guī)格在~20之間， 、 6mm軋制道次需 28 道次， 27 道次， Φ 次需 28 道次，而生產(chǎn)中小規(guī)格線材產(chǎn)量比較多，所以確定軋機(jī)數(shù)目為 28 架，初軋 6 架，中軋 6 架，預(yù)精軋 6 架，精軋機(jī) 10 架。 孔型系統(tǒng)設(shè)計 由于精軋機(jī)組的 平均延伸系數(shù)是確定的 ，不予計算。只計算粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組和預(yù)精軋機(jī)組的平均延伸系數(shù)。 已知：第 18 架軋機(jī)的出口直徑為 118?? ?? 18 ????? =， =， 預(yù)精軋機(jī)組的平均延伸系數(shù)為 ~，按照經(jīng)驗取 ； 中軋機(jī)組的平均延伸系數(shù)為 ~，按照經(jīng)驗取 ； 粗軋機(jī)組的平均延伸系數(shù)為 ~ ， [選取日期 ] 27 (52) 所以粗軋機(jī)組平均延伸系數(shù)為 具體確定各軋制道次的延伸系數(shù)是個復(fù)雜問題。因為影響確定各軋制道次延伸系數(shù)的因素較多，這些因素主要是：孔型的形狀、尺寸；咬入條件；軋輥強(qiáng)度；傳動能力與傳動方式；孔型共用與軋輥磨損的均衡要求；連續(xù)軋制過程中各道次的連軋常數(shù)關(guān)系。在不同的情況下，這些因素對每道次延伸系數(shù)的影響作用是類似的。因此需按照具體情況，根據(jù)主要影響因素初步確定每道次延伸系數(shù)。在大致確定了孔型尺寸之后，再用 其他因素進(jìn)行校驗、調(diào)整、修正。在實踐中往往參照類似的生產(chǎn)條件，按照現(xiàn)實生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)確定每一道次的延伸系數(shù)。 表 各機(jī)架的延伸系數(shù) Table The ext