【正文】 品種結(jié)構(gòu) ,開發(fā)新產(chǎn)品 目前我國線材品種結(jié)構(gòu)不盡合理 ,中低檔品種產(chǎn)量過剩 。高附加值、高技術(shù)含量的品種又缺乏 ,需要從國外大量進(jìn)口。如優(yōu)質(zhì)硬線的生產(chǎn)比例 ,國外先進(jìn)國家優(yōu)質(zhì)硬線比在 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 20 %左右 ,我國不到 10 %。我國合金鋼及不銹鋼線材比為 1 %～ 2 % ,而國外在 5 %以上。因此希望采取措施 ,發(fā)展和填補(bǔ)國內(nèi)短缺空白品種 ,如鋼簾線用鋼材、高應(yīng)力彈簧用50CrV、 55SiCr 鋼、超低碳不銹鋼材等。 跟蹤世界前沿 ,積極引進(jìn)和消化國外先進(jìn)技術(shù) 目前發(fā)達(dá) 國家在線棒材的生產(chǎn)中 ， 研究和開發(fā)了大量的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備 ,并在生產(chǎn)中取得了良好的效益。為了使我國的線棒材生產(chǎn)能夠持續(xù)健康發(fā)展 ,必須對(duì)現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化和吸收 ， 盡快國產(chǎn)化 ， 增加我國線棒材的競(jìng)爭(zhēng)力。如加強(qiáng)鋼質(zhì)的凈化 ， 進(jìn)一步擴(kuò)大連鑄坯熱送熱裝比例 ， 進(jìn)一步推動(dòng)連鑄直接扎制的開發(fā)和運(yùn)用 ， 依次降低線棒材的成本。要強(qiáng)化計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算機(jī)管理技術(shù) 。要開發(fā)和應(yīng)用線棒材的組織和性能預(yù)報(bào)工作 。密切注視國外先進(jìn)技術(shù)和裝備發(fā)展 ,要不斷創(chuàng)新。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 2 產(chǎn)品方案的確定與編制金屬平衡表 產(chǎn)品方 案的確定 產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成、工藝參數(shù)的計(jì)算和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。確定產(chǎn)品方案的原則如下： 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)于鋼材的需要。 要考慮地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。正確處理長(zhǎng)遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供應(yīng)適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對(duì)路、布局合理。 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用。如果條件具備，努力爭(zhēng)取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利于提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 考慮建廠地區(qū)資源、坯料的供應(yīng)條件、物 資和材料等運(yùn)輸情況。 要適應(yīng)當(dāng)前改革開放的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)需要，力爭(zhēng)做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場(chǎng)。 根據(jù)目前我國對(duì)產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、規(guī)格等方面的需求情況以及我國目前小型材進(jìn)出口差額情況，現(xiàn)擬訂產(chǎn)品方案： 產(chǎn)品規(guī)格： Ф 12～ Ф 80 鋼種：合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、彈簧鋼、工具鋼和高純凈度軸承鋼。 各類產(chǎn)品的年產(chǎn)量及其在總年產(chǎn)量中所占百分比見表 表 產(chǎn)品方案 序號(hào) 產(chǎn)品分類 代表鋼號(hào) 產(chǎn)量 萬噸 比例 % 1 合金結(jié)構(gòu)鋼 10Cr2Mo1 22 2 不銹鋼 1Cr17Ni2 6 30 3 工具鋼 9Cr18Mo 24 4 彈簧鋼 60Si2CrVA 14 5 高純凈度軸承鋼 BSP52100 2 10 合計(jì) 20 100 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 確定金屬平衡表 確定計(jì)算產(chǎn)品的成品率 成品率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。成品率是指成品質(zhì)量與投料量之比的百分?jǐn)?shù)。換句話，也就是指一噸原料能夠生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)。其計(jì)算公式為： 100%QWA W??? (21) 式中： A — 成品率， %； Q — 投料量（原料重量）， t； W — 金屬的損失重量， t。 影響成品率的因素： 燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。 溶損：是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過程中的溶解損失。 幾何損失：包括切損、殘屑。 工藝損失：又稱技術(shù)損失，是指?jìng)€(gè)工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、技術(shù)操作以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。 金屬平衡表 本車間產(chǎn)量為 202200 噸 /年，所需坯料約 204492 噸 /年。金屬平衡表見表 。 表 金屬平衡表 序號(hào) 產(chǎn)品分類 代表鋼號(hào) 成品 t 坯料 t 成材率 % 燒損 切頭和廢品 t % t % 1 合金結(jié)構(gòu)鋼 30CrMo 44000 44953 2 不銹鋼 1Cr17Ni2 60000 61400 3 工具鋼 9Cr18Mo 48000 49090 4 彈簧鋼 60Si2CrVA 28000 28630 5 高純凈度 軸承鋼 BSP52100 20220 20419 合計(jì) 202200 204492 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 計(jì)算產(chǎn)品的選擇 本車間擬生產(chǎn)多個(gè)品種多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品，但是，不可能對(duì)每種產(chǎn)品的每一個(gè)品種、規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快設(shè)計(jì)速度，同時(shí)又不影響整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。 計(jì)算產(chǎn)品選擇的原則 有代表性：從中找出 1~2 種產(chǎn)量較大、產(chǎn)品品種、規(guī)格、狀態(tài)、工藝特 點(diǎn)等有代表性。 通過所有的工序：是指所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計(jì)算產(chǎn)品都通過各工序。 所選的計(jì)算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近。 計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。 根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)計(jì)算產(chǎn)品如表 表 計(jì)算產(chǎn)品 鋼種 牌號(hào) 鋼坯 規(guī)格 合金結(jié)構(gòu)鋼 30CrMo 200179。 200 Ф16mm 計(jì)算產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 在制定工藝流程時(shí)，不論用哪種加工方式和選用什么工序，都必須保證產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，產(chǎn)品才能具有較高的使用價(jià)值。因此，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝流程的首要依據(jù)，是組織生 產(chǎn)的基本文件。 根據(jù) GB/T30771999 規(guī)定，計(jì)算產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度，鋼的化學(xué)成分與性能以及表面質(zhì)量如下： 直徑允許偏差 直徑允許偏差為 ? 。 脫碳層深度 允許脫碳深度為 %。 不圓度偏差 不圓度不大于公差直徑的 50%。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn) 表 化學(xué)成分 牌號(hào) 化學(xué)成分 % C Si Mn Cr Mo 30CrMo ~ ~ ~ .~ ~ 力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn) 表 力學(xué)性能 牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度 伸 長(zhǎng)率 收縮率 30CrMo 930 12 50 表面質(zhì)量 盤條的表面不得有肉眼可見的裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜。允許以實(shí)際尺寸算起不超過尺寸公差之半的個(gè)別細(xì)小劃痕、壓痕、麻點(diǎn)及深度不超過 的小裂紋存在。 生產(chǎn)工藝流程的制訂 制訂生產(chǎn)工藝流程 合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在滿足產(chǎn)品技術(shù)條件的前提下，要盡可能低的消耗，最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且根據(jù)車間具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件確定車間機(jī)械化和自動(dòng)化程度，以利于產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的不斷提高和使工人具有較好的勞動(dòng)條件。 制訂生 產(chǎn)工藝流程的依據(jù) 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求：由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)； 根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求：為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件，就要有相應(yīng)的工序給予保證，因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求：由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝流程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝流程的出發(fā)點(diǎn)。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 工藝流程簡(jiǎn)介 鋼坯 的準(zhǔn)備：連鑄坯 200179。 200179。 5000 裝爐加熱：將鋼坯加熱到奧氏體溫度，以利于軋制。 高壓水除鱗：坯料在加熱爐加熱之后，進(jìn)入粗軋機(jī)組之前，需高壓水除鱗，破除坯料表面的氧化鐵皮和次生氧化鐵皮，以免壓下表面產(chǎn)生缺陷。 粗、中、精軋機(jī)組軋制：使軋件軋成成品的尺寸，其中，粗軋機(jī)組 6 架，中軋機(jī)組6 架，預(yù)精軋機(jī)組 4 架，精軋機(jī)組 6 架，這條生產(chǎn)線上共有 22 架軋機(jī)。 飛剪切頭尾：軋件進(jìn)入每組軋機(jī)之前都要進(jìn)行切頭尾工作，目的是為了除去溫度過低的頭部以免損傷輥面，并防止軋件頭部卡在機(jī)架間導(dǎo)衛(wèi)裝置中，卡斷剪用于中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī) 組和精軋機(jī)組前，在事故狀態(tài)下碎斷軋件。 穿水冷卻：為了降低進(jìn)入精軋機(jī)組的軋件溫度，在精軋機(jī)組之前設(shè)置水箱，以控制終軋溫度 。 工藝流程見圖 21 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 步進(jìn)式上料臺(tái)架 200mm? 200mm 連鑄方坯 粗軋機(jī)組 電子稱重及裝爐輥道 高壓水除磷 步進(jìn)梁式加熱爐 切頭切廢飛剪 中軋機(jī)組 切頭切廢飛剪 精軋機(jī)組 計(jì)數(shù) 倍尺飛剪 切定尺冷剪 冷床 堆放 稱重 打捆 圖 31 高速線材車間工藝流程框圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 3 設(shè)備選擇 加熱爐 爐型選擇 本合金鋼連軋車間所生產(chǎn)的產(chǎn)品，需要使用坯料規(guī)格為 200179。 200。目前國內(nèi)鋼廠多使用步進(jìn)式加熱爐，步進(jìn)式加熱爐與推鋼式加熱爐相比較，有加熱能力 增加、擦傷減少和容易維修等優(yōu)點(diǎn)。而且爐子的預(yù)熱段、加熱段、均熱段分得很清楚，在加熱段升溫到所規(guī)定的溫度，均熱段為消除錠坯內(nèi)外溫度而進(jìn)行均熱，所以本設(shè)計(jì)選用側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐。 爐子尺寸的確定 爐子寬度 主要根據(jù)坯料長(zhǎng)度確定，公式如下： * ( 1) *B n l n ?? ? ? (31) 式中： l — 坯料的最大長(zhǎng)度， mm； n — 坯料排列數(shù)； ? — 料間或料與爐墻的空隙距離，一般取 ~ 已知 l =5000 mm=，取 n=2， ? = 則： B =2179。 +3179。 = 爐子長(zhǎng)度 主要根據(jù)加熱爐產(chǎn)量決定，公式如下： ***L n GQ bT? (32) 式中： Q— 加熱爐小時(shí)產(chǎn)量； L— 加熱爐有效長(zhǎng)度， m； n— 加熱爐內(nèi)裝料排數(shù)； 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 G— 每根料重，噸； b— 加熱鋼料斷面寬度， m； T— 加熱時(shí)間， h； 本車間年產(chǎn)量為 20 萬噸，取加熱爐的加熱能力 130 t / h， G =， n =2， b =，T = 所以： mGn TBQ * **L ?? ???? 計(jì)算加熱爐的有效面積： F = B 179。 L = 179。 22= m2 加熱爐性能參數(shù) 爐 型：步進(jìn)梁式加熱爐 裝出料方式：側(cè)進(jìn)側(cè)出，單排出料 爐底有效面積： 采用熱源：發(fā)生爐煤氣 溫度自動(dòng)控制段： 8 個(gè) 最大加熱能力： 130t/h 膘 加熱爐性能參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 爐子形式 梁底組合步進(jìn)爐 裝料及出料方式 側(cè)近側(cè)出 爐子有效尺寸 m 有效長(zhǎng) 22 有效寬 底有效面積 m2 爐子最大產(chǎn)量 t/h 130 爐子控制段數(shù) 分 8 段控制 主軋機(jī) 軋機(jī)的組成 全線共有 22 架軋機(jī)，其有關(guān)參數(shù)見主軋機(jī)參數(shù)表。全部軋機(jī)分為粗軋 、中軋、預(yù)精軋、精軋組，前 16 架軋機(jī)為平立交替布置，立輥軋機(jī)均為上傳動(dòng)，后 6 架精軋機(jī)組 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 為平立交替布置的 R178。 R445H178。 S 軋機(jī)。整個(gè)軋制過程軋件無需扭轉(zhuǎn)。以下是主軋機(jī)的特點(diǎn)： 粗中軋機(jī)組：粗中軋機(jī)組由 12 架二輥平立交替布置的軋機(jī)組成，立式軋機(jī)為上傳動(dòng)。 精軋機(jī)組：預(yù)精軋、精軋機(jī)組由 10 架平立交替布置的 R178。 R445H178。 S 軋機(jī)組成。軋輥直徑為 320mm。＜ ? 50~16 的圓鋼從各立式精軋機(jī)中軋出。第 22 架立式精軋機(jī)軋出最小尺寸 ? 16 的圓鋼。 軋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定 軋輥直徑 對(duì)于軋機(jī)而言，輥身直徑是表征軋機(jī)特性的 參數(shù)，通常從輥身直徑大小來稱呼軋機(jī)規(guī)格，因此軋輥直徑是軋機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。 選擇軋輥直徑時(shí)要考慮，軋制時(shí)軋輥抗彎強(qiáng)度，及其允許撓度，同時(shí)要注意咬入角的允許值，通?？筛鶕?jù)軋機(jī)軋輥直徑與軋制的坯料高度選擇： D=K1?H (33) 式中： H—— 坯料高度， mm； 對(duì)于中型型鋼軋機(jī) K1=~ 之間 本車間擬采用規(guī)格為 200179。 200 連鑄坯，軋制 Ф 12~80mm 的線材，為保證軋輥抗彎強(qiáng)度及鋼要求，現(xiàn)用 200179。 200mm 的