【正文】 。 [12] 由于本車間棒材軋制速度高，從開軋到終軋軋件溫度變化不大。 終軋溫度因鋼種不同而不同，它主要取決于產(chǎn)品技術(shù)要求中規(guī)定的組織性能。軋制溫度的確定主要包括開軋溫度和終軋溫度的確定。 內(nèi)圓角半徑： R = （ ～ ） h =～ .，取 R =12 mm； 外圓角半徑： r = （ ～ ） h =～ ，取 r =8 mm； 充滿度： δ = b / B =92/ 100= 92% 。 內(nèi)圓角半徑： R =（ ～ ） h =～ ，取 R =10 mm； 外圓角半徑： r =（ ～ ） h =～ ，取 r =8 mm； 充滿度： δ = b / B =125 / 140= 91% 。 內(nèi)圓角半徑： R = （ ～ ） h =～ .，取 R =15 mm； 外圓角半徑： r = （ ～ ） h =～ ，取 r =8 mm； 充滿度： δ = b / B =。 內(nèi)圓角半徑： R =（ ～ ） h =～ ，取 R =15 mm； 外圓角半徑： r =（ ～ ） h =～ ，取 r =8 mm； 充滿度： δ = b / B = / 190 = % 。μ2 連鑄坯斷面積 本設(shè)計(jì)去除圓角及熱尺寸， F0 =165165 （ 4777） = mm2 熱膨脹系數(shù) β= ，一般生產(chǎn)取 Ф12 螺紋鋼直徑尺寸 d=12= Fn== Ф12 螺紋鋼的總延伸系數(shù)為： ?? =F0/Fn=……………………… (11) 式中： ?? ——總延伸系數(shù)； 課程設(shè)計(jì) 16 F0——原料斷面面積， mm2； Fn ——成品斷面面積， mm2。 典型產(chǎn)品 品種：螺紋鋼； 規(guī)格： Ф12 螺紋鋼； 鋼種：低合金結(jié)構(gòu)鋼。具體孔型系統(tǒng)為： 粗軋：扁箱型－方箱型－扁箱型 —方 箱型 —圓－橢圓 —圓； 中軋：橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓； 精軋：圓－橢圓－圓－橢圓－圓 —橢圓 —圓。無扭轉(zhuǎn)精軋機(jī)組，也用它作為延伸孔型。 隨著圓鋼軋制技術(shù)的進(jìn)步與線材連軋的發(fā)展，橢圓－圓孔型系統(tǒng)已逐漸被推廣，應(yīng)用于圓鋼精軋孔型系統(tǒng)與線材的精軋機(jī)上?？仔托螤钅苁管埣囊环N斷面平滑的轉(zhuǎn)換成另一種斷面，從而避免了金屬由于劇烈的不均勻變形而產(chǎn)生的局部應(yīng)力； 2)在此孔型中軋出的軋 件沒有尖銳的棱角，可以保證軋件斷面各處冷卻均勻，因此，軋制時(shí)不易形成皺紋； 圖 3 橢圓 圓孔型系統(tǒng) 3)孔型形狀有利于去除軋件上的氧化鐵皮，使軋件具有良好的表面； 4)在某些情況下，可以在橢圓－圓孔型系統(tǒng)中的圓孔型軋出成品圓鋼，這樣當(dāng)改變品種規(guī)格時(shí)，可以只換孔不換輥，從而減少軋輥儲(chǔ)量和換輥次數(shù)； 5)延伸系數(shù)小，因而增加了軋制道次 ，降低了產(chǎn)量，增加了軋輥與設(shè)備的課程設(shè)計(jì) 15 消耗，提高了產(chǎn)品成本； 6)橢圓軋件在圓孔型中不易穩(wěn)定，要求圓孔型入口夾板調(diào)整機(jī)準(zhǔn)確； 7)在圓孔型中，對寬展敏感大，容易出耳子，因此調(diào)整嚴(yán)格 。它適用于：小型棒材粗軋機(jī)架。 2)軋件在孔型中只能受兩個(gè)方向的壓縮，故軋件側(cè)表面不易平直，甚至出現(xiàn)皺紋。 圖 2 箱形孔型系統(tǒng) 4)與相等斷面面積的其他孔型相比．箱形孔型在軋輥上的切槽淺．軋輥強(qiáng)度較高，故允許采用較大的道次變形 量。因此孔型磨損均勻，且變形能耗少。這樣可以減少孔型數(shù)量，減少換孔或換輥次數(shù)，提高軋機(jī)的作業(yè)率。如軋機(jī)型式，軋輥直徑，軋制速度，電機(jī)能力，軋機(jī)主輔設(shè)備，原料尺寸，鋼種等。 5 孔型 設(shè)計(jì)與 系統(tǒng)選擇 孔型設(shè)計(jì)的要求與基本原則 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(jì)應(yīng)使軋制節(jié)奏時(shí)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； 3）產(chǎn)品的成品低，即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針降到最低； 4）勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，在進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使軋制平穩(wěn)，軋制順利，造作方便，便于調(diào)整，改善勞動(dòng)條件，還應(yīng)考慮 軋制過程，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 5）適應(yīng)車間的設(shè)備條件。h/m2 ； F——加熱布料面積， m2； L——加熱料長， m； L 效 ——加熱爐的有效長度， m。 則： B＝ 11＋ 2＝ m 爐子的長度 加熱爐的有效長度是指進(jìn)料中心線與出料中心線之間的距離；而加熱爐的全長是指加熱爐的砌磚長度。 爐子尺寸的確定 爐子的寬度 據(jù)鋼坯的長度來確定，但要考慮裝料和出料的方便及保證坯料端部的加熱質(zhì)課程設(shè)計(jì) 13 量。 蓄熱式加熱爐由于可利用低發(fā)熱值的高爐煤氣做燃料，這樣不但省去了對高爐煤氣的處理，也節(jié)省了燃料，因此有條件的應(yīng)盡量發(fā)展，故本車間選用蓄熱式加熱爐 [11]。因此，本 車間選用步進(jìn)梁式加熱爐。推鋼式爐雖然具有推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)外、但也存在著一系列本質(zhì)上的缺點(diǎn)，如：當(dāng)裝料側(cè)沒有鋼坯推入時(shí)，除非采取特殊措施爐子就不可能出鋼；爐長受推鋼 倍數(shù)的限制，推鋼長度超過推鋼倍數(shù)便容易出現(xiàn)拱鋼現(xiàn)象；生產(chǎn)中需要更換鋼號或鋼種時(shí)，鋼坯上要作出明顯標(biāo)志以免混鋼混號；裝入爐內(nèi)的兩批鋼坯厚度還不能相差過多，否則薄鋼坯會(huì)被推翻；鋼坯底面容易劃傷等。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工藝和金屬材料的特點(diǎn) ,確定爐型和相應(yīng)的熱源以及輔助裝置；根據(jù)生產(chǎn)率和金屬材料的尺寸確定爐膛尺寸。 驗(yàn)算 K 值 1521 K = L / D =600 / 350 =； 經(jīng)計(jì)算 K 值符合要求。 K=L/D………………………………………… （ 7） 式中： K——軋輥輥身長度， mm； L——軋輥直徑， mm； D——系數(shù)。 表 4 軋輥參數(shù)（單位： mm） 道次 軋輥直徑 輥身長度 輥徑直徑 輥徑長度 道次 軋輥直徑 輥身長度 輥徑直徑 輥徑長度 電機(jī)型式 1 600 900 350 350 12 400 700 240 240 直流電機(jī) 2 600 900 350 350 13 400 700 240 240 3 600 900 350 350 14 400 700 240 240 4 600 900 350 350 15 350 600 220 220 5 500 850 320 320 16 350 600 220 220 6 500 850 320 320 17 350 600 190 190 7 500 850 240 240 18 350 600 190 190 8 500 850 281 267 19 350 600 190 190 9 400 700 281 267 20 350 600 198 190 10 400 700 260 267 21 350 600 198 190 11 400 700 260 240 輥身長度 輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。 所以可如下選擇軋輥直徑： 粗軋 14 D =600 mm； 粗軋 57 D = 500 mm； 中軋 814 D = 400 mm； 精軋 1518 D =350 mm； 精軋 1921 D = 350 mm。這樣選擇軋輥直徑有利于減少設(shè)備重量和減少能量消耗。 由 式（ 6）得 D＝ KH=165= 對于連軋機(jī)，隨著接近成品機(jī)架一般采取愈來愈小的輥徑值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軋機(jī)軋輥 直徑與軋制的坯料高度有如下的關(guān)系： D＝ K H………………………………………… （ 6） 式中： D——軋輥直徑， mm； K——系數(shù)；可按下表選??； H——坯料高度 ， mm。在確定軋輥主要尺寸時(shí)要考慮到軋制時(shí)軋輥的抗彎強(qiáng)度和其允許的撓度，以保證軋輥的安全和軋制產(chǎn)品的精確。位置調(diào)整好后，由液壓鎖緊缸將機(jī)架定位。機(jī)架與小車用螺栓連接在一起，小車可以水平移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平軋制換孔槽功能。機(jī)架本身結(jié)構(gòu)與普通二輥軋機(jī)機(jī)架基本相同。根據(jù)不同產(chǎn)品的孔型設(shè)置，可靈活地調(diào)整軋機(jī)使其水平布置或垂直布置。本設(shè)計(jì)考慮產(chǎn)品尺寸精度要求較高，還有控制軋制，粗軋 7 架選用高剛度的短應(yīng)力線機(jī)架。通常用剛度系數(shù)來表示。近年來在型鋼軋機(jī)上被廣泛的采用，獲得了較好的使用效果。其上蓋和主體的連接完全由斜楔完成。閉式機(jī)架的主要缺點(diǎn)是換輥不便。 閉式機(jī)架 這種機(jī)架的上蓋和立柱形成封閉式的整體框架。 軋機(jī)型式 的 選擇和對比 開式機(jī)架 這種機(jī)架的上蓋 (上橫梁 )可以拆卸，其主要優(yōu)點(diǎn)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(jī)上。 由式（ 5）得 N = Lgμz / Lgμp = 21 選取機(jī)架數(shù)為 21 架。 設(shè)計(jì)孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓 圓的組合孔型生產(chǎn)系統(tǒng)。 產(chǎn)品大綱中，最小規(guī)格為 Ф12 。首先確定總延伸。 軋機(jī)機(jī)架數(shù) 的 確定 對于每架只軋一道的連續(xù)式軋機(jī)，確定其機(jī)架數(shù)是比較容易的。連續(xù)式布置的軋機(jī)是各類軋機(jī)發(fā)展的方向。 連續(xù)式布置的軋機(jī) 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(jī)單位時(shí)間內(nèi)金屬秒流量相等的原則。機(jī)架之間的距離也隨軋件長度的增加而增加。每架軋機(jī)只軋一道，軋輥 L/D=，機(jī)架多采用閉口式，剛度大，產(chǎn)品精度高，不連軋，各架不影響，調(diào)整方便。 橫列式布置的軋機(jī)，同一機(jī)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(jī)勞動(dòng)生產(chǎn)率低，軋制產(chǎn)品的質(zhì)量也差，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，國外已淘汰。另外，橫列式布置軋機(jī)具有設(shè)備簡單、投資少、建廠時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。其每架軋機(jī)上可以軋制若干道次，變形靈活，適應(yīng)性強(qiáng)．品種范圍寬廣，控制操作客易。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。 軋機(jī)布置選擇 及 比較 軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式稱為軋鋼機(jī)布置，可以分為六種：單機(jī)架布置、橫列式布置（包括一列、二列和多列式布置）、順列式 (跟蹤式 )布置、布棋式布置、半連續(xù)式布置、連續(xù)式布置，如圖 1 所示。5 165 177。 4）鋼坯規(guī)格及允許偏差 (1)連鑄坯橫斷面尺寸及允許偏差（符合 YB2021－ 8 標(biāo)準(zhǔn)） (2)鋼坯長度定尺： 12080～ 12021mm； (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)。 2) 最大重量的選擇 由軋機(jī)最后一道次軋制時(shí)間計(jì)算。但為了提高車間產(chǎn)量，減少切損，提高軋機(jī)作業(yè)率，希望坯料盡可能長。棒材軋制常選用方形坯料，因?yàn)檫@樣有利于延伸系數(shù)的分配和減少軋制道次。 使用條件：無初軋開坯和連鑄小方坯的中小鋼鐵企業(yè)及特殊用途軋機(jī)。 小鋼錠特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：不用初軋開坯，可直接軋制成材。 缺點(diǎn)：需要初軋開坯，使工藝設(shè)備復(fù)雜化，能源消耗和成本增高，并且在加熱過程中燒損，切去頭尾，金屬收得率降低。因此，可用較大的鋼錠，壓縮比也可較大，反復(fù)破碎再結(jié)晶，得到均勻細(xì)小晶粒，并且可以中間清理，所以鋼材的內(nèi)在質(zhì)量好，鋼種范圍廣，坯料的尺寸規(guī)格可靈活選擇。 使用條件：適合于大、中、小多類鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)品種較少，批量較大的情況；適合于壓縮比要求不特別嚴(yán)格的產(chǎn)品。 連鑄坯特點(diǎn) 課程設(shè)計(jì) 6 優(yōu)點(diǎn)：連鑄坯使用鋼水直接澆注拉矯而成的，在生產(chǎn)過程中省去了整模、脫模、鋼錠均熱、初軋開坯等生產(chǎn)工序，簡化了生產(chǎn)過程及設(shè)備，使金屬收得率提高了 6％～ 12％以上，并大幅度降低能耗，運(yùn)行成本降低，較初軋坯形狀好，短尺少，組織成分均勻，節(jié)省投資，節(jié)省勞動(dòng)力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 [5] 產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 1)車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模； 2)各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3)各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占的比例等。有條件的要爭取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。 2)考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。按照任務(wù)書要求，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)年產(chǎn) 60 萬噸，規(guī)格為 Ф12～ 40mm 圓鋼和螺紋鋼全連續(xù)式棒材車間。全連續(xù)軋機(jī)一般采用平立交替，軋件無扭，事故少、產(chǎn)量高，可以實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)和組織性能控制，這類車間一般達(dá)到年產(chǎn) 70 萬噸左右。從三輥橫列式，到扭轉(zhuǎn)二重式，從各種半連續(xù)式到全連續(xù)式，都能生產(chǎn)棒材，但其產(chǎn)量、尺寸精度、成材率、合格率卻都大不一樣。 3）軋制中還有磨損帶來孔型的變化，影響軋制的持久穩(wěn)定。 在進(jìn)行棒材車間工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到以下幾點(diǎn)： 1）棒材的斷面形狀簡單，比起線材一般斷面大很多，因此散熱慢，允許軋制時(shí)間長，頭尾溫差大的問題不突出，但上限產(chǎn)品容易壓縮比不足。機(jī)械零件要求機(jī)加工性能良好，對組織有一定要求。除螺紋鋼 筋直接應(yīng)用于建筑之外，有相當(dāng)部分加工成各種軸類零件。 關(guān)鍵詞 ：連軋棒材 ；高剛度軋機(jī) ；平立交替軋機(jī)；高精度圓鋼 1 引 言 國內(nèi)正處于高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房地產(chǎn)投資促使我國棒材產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過了 40％，為世界最高，棒材的生產(chǎn)直接影響國家發(fā)展全局。 本車間設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是現(xiàn)代棒材生產(chǎn)工藝過程的理論，參閱了國內(nèi)有關(guān)棒