【正文】 展，連鑄和棒材軋機之間的連接的合理優(yōu)化，從連鑄坯考慮采用較大的斷面，大連鑄坯在連鑄過程中有利于夾雜物上浮，更能保證質(zhì)量，同時，在壓縮比一定的情況下，較大斷面的連鑄坯有利于生產(chǎn)更大規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量更好的鋼材。 可根據(jù)不同的產(chǎn)品特點，選擇與成品鋼材形狀相近似的鋼坯。鋼錠質(zhì)量的優(yōu)劣、重量的大小及鋼錠的類型對鋼材產(chǎn)品生產(chǎn)有很大的影響。太 原科技大 學(xué) 課 程 設(shè)計 說明書 7 第 2 章 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱 坯料選擇 目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、鋼坯、鋼錠。同時，設(shè)計采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機產(chǎn)量、軋制精度和成品質(zhì)量，降低了成本。 在本設(shè)計中，自動化程度極高，從坯料上料到成品，一 線全部自動化，無需人工操作。 繼續(xù)提高軋制速度 目前，先進的棒材軋機的終軋速度一般為 17～ 18m/s ，隨著飛剪剪切技術(shù)及控制冷卻等技術(shù)的完善，棒材的終軋速度還會繼續(xù)提高。連鑄坯以 650～ 800℃ 熱裝熱送，可提高加熱爐的能力 20%～ 30%，比冷裝減少坯料的氧化 損失 %～ %，節(jié)約加熱能耗 30%～ 45%。今后隨著精煉技術(shù)、連鑄無缺陷技術(shù)、坯料熱狀態(tài)表面缺陷和內(nèi)部質(zhì)量檢查技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯熱裝熱送將會很快應(yīng)用于生產(chǎn)實太 原科技大 學(xué) 課 程 設(shè)計 說明書 6 踐，以充分利用能源。目前，即使是對于高檔鋼材也可以使用連鑄坯生產(chǎn)，但是連鑄還是無法保證提供無缺陷坯料，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要在冷狀態(tài)下對坯料進行表面缺陷和內(nèi)部質(zhì)量檢查。為了細化晶粒，減少深加工時的退火和調(diào)質(zhì)等工序，得到產(chǎn)品的特殊機械性能，可以采用控制軋制或低溫軋制等措施，這時軋機能力更要有富裕。盡管粗軋速度低，只要有扭轉(zhuǎn)，事故還是增加，對塑性差的鋼種也有限制，容易出現(xiàn)角裂。軋輥軸線全平布置的連軋機在軋制中將會出現(xiàn)前后機架間軋件扭轉(zhuǎn)的問題，扭轉(zhuǎn)將帶來軋件表面易被扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)劃傷，軋制不穩(wěn)定等問題。連軋時一根坯料同時在多機架中軋制，在孔型設(shè)計和軋制規(guī)程設(shè)定時要遵守各機架間軋件出入口速度相等或稍有速差的原則。 2) 軋制。對于現(xiàn)代化的棒材生產(chǎn)，一般是用步進式加熱爐加熱，由于坯料較長，爐子較寬，為保證尾部溫度，采用側(cè)進側(cè)出的方式。加熱要嚴防 過熱和過燒，要盡量減少氧化鐵皮。在現(xiàn)代化的軋制生產(chǎn)中，棒材的軋制速度很高，一般在 12m/s 以上時，軋制變形時的溫升較為明顯，與散熱抵消以后，甚至還出現(xiàn)升溫。對于有缺陷的鑄坯，可 進行在線熱檢測和熱清理，或通過檢測將其剔除，形成落地冷坯，進行人工清理后，再進入常規(guī)工藝軋制生產(chǎn)。棒材產(chǎn)品軋后還可以探傷和檢查，表面缺陷還可以清理。 當(dāng)采用常規(guī)冷裝爐加熱軋制工藝時，為了保證坯料全長的質(zhì)量，對一般鋼材可采用目視檢查，手工清理的方法。 連鑄可以明顯節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和收得率，有巨大的經(jīng)濟效益，這已經(jīng)在普通鋼種上得到廣泛應(yīng)用，也 正在向高檔鋼材和特殊鋼種的生產(chǎn)迅速擴大。一些車間為擴大產(chǎn)品上限，有時也選兩種坯料，這時粗軋第一架的能力要加大，同時設(shè)備作業(yè)率降低。從壓縮比上看希望斷面大些，以提高變形比。為兼顧連鑄和軋制的生產(chǎn)，目前生產(chǎn)棒材的坯料斷面形狀一般為方形，邊長120~200 mm。采用平立交替軋機提高軋制速度可以解決上述矛盾，滾動導(dǎo)衛(wèi)的使用也可減少事故，這些都推動了棒材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。但隨著尺寸精度和表面質(zhì)量要求增加，橫列式已經(jīng)多數(shù)被淘汰。棒材的特點是斷面較線材大的多，散熱慢，可軋時間長，但壓縮比不很大。棒、線材在鋼材總量中的比例將會逐步降低。我國棒材太 原科技大 學(xué) 課 程 設(shè)計 說明書 4 的總產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過 40 %，在世界上是最高的。 用作建筑材料的螺紋鋼筋，主要是要保證化學(xué)成分并具有良好可焊性，要求物理性能均勻、穩(wěn)定，以利于冷彎，并有一定的耐蝕性。 市場對棒材的質(zhì)量要求 由于棒的用途廣泛，因此市場對它們的質(zhì)量要求也是多種多樣的，根據(jù)不同的用途，對力學(xué)強度、冷加工性能、熱加工性能、易切削性能和耐磨耗性能等也各有所偏重 [3]。加工后為保證使用時的機械性能，還要進行淬火、正火或滲碳等熱處理。 棒材的用途非常廣泛，除建筑螺紋鋼筋等可直接被應(yīng)用的成品之外，一般都要經(jīng)過深加工才能制成產(chǎn)品。國外通常認為，棒材的斷面直徑是 Φ9~300 mm。棒材的品種按斷面形狀分為圓形、方形和六角形以及建筑用螺紋鋼筋等幾種，后者是周期斷面型材，有時被稱為帶肋鋼筋。 mm ,橢圓度達 mm,可滿足不同用戶的需求。并且 ,不少企業(yè)努力增加硬線生產(chǎn)比例 ,特別是在擴大高強度低松弛預(yù)力鋼絲 、鋼絞線生產(chǎn)份額 ,改善冷墩鋼質(zhì)量 ,擴大產(chǎn)品規(guī)格上采取了多項措施。 2020 年以后 ,不少小型線材軋機的成材率達到 97 % ,一些實行負偏差軋制的軋機 ,成材率約在 98 %以上。據(jù)調(diào)查 ,約有 40 %的小型型鋼 (線棒材 ) 生產(chǎn)線屬于落后淘汰設(shè)備 ,約 30 %的落后線材生產(chǎn)線應(yīng)被淘汰。國產(chǎn)化設(shè)備最高精軋速度可達 90 m/ s。 生產(chǎn)裝備參差不齊 近年來我國小型軋機向連續(xù)化發(fā)展 ,線材生產(chǎn)則趨向采用高速線材軋機 ,到2020 年 6 月底 ,全國共投產(chǎn)連續(xù)及半連續(xù)小型軋機 70 套 ,設(shè)計產(chǎn)能超過 2 100 萬t/ a ,其中國產(chǎn)化設(shè)備超過 40 %。與此同時 ,美國同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的 22 %左右 ,日本同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的 27 % 左右 ,而且?guī)啄陙懋a(chǎn)量相對平穩(wěn)。我國目前線棒材生產(chǎn)有如下特點 [2]。隨著我國汽車制造、電氣機械、船舶制造工業(yè)的發(fā)展 ,板材、管材在鋼材中所占的比例將逐漸提高 ,線棒材所占比例將有所下降 ,但其絕對值仍在上升。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車用鋼的需求也會越來越多。由于鋼鐵材料的用途十分廣泛，不論農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防建設(shè)，都需要有質(zhì)量優(yōu)良，品種齊全，數(shù)量足夠的鋼鐵，因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義 [1]。選擇 Φ16 mm的圓鋼作為典型產(chǎn)品的孔型設(shè)計。但合金鋼熱塑性差，加工性能差，軋制變形要求減少道次壓下。 全連續(xù)軋機一般采用平立交替，軋件無扭，事故少、 產(chǎn)量高，可以實現(xiàn)了大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)和組織性能控制 .同時軋機采用高剛度，控制自動化程度較高，使尺寸精度和合格率得到很大提高，尤其成材率提高，減少回爐煉鋼的浪費。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。軋制中還有磨損帶來孔型的變化，影 響軋制的持久穩(wěn)定。 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。我國棒材的總產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過 40%，在世界上是最高的。我國是一個發(fā)展中的大國，消 費市場巨大，對鋼鐵的需求，特別是對線棒材需求量仍然很大。 第 2 章 產(chǎn)品大綱 .......................................................................................................... 7 坯料選擇 .............................................................................................................. 7 坯料選用所考慮因素 ......................................................................................... 8 坯料形狀尺寸 .............................................................................................. 8 鋼坯的重量 .................................................................................................. 8 坯規(guī)格及允許偏差 ...................................................................................... 8 坯料的檢查與清理 ......................................................錯誤 !未定義書簽。 此設(shè)計以設(shè)計任務(wù)書出發(fā)，首先論述了棒 材的發(fā)展概況和市場需求，建廠的必要性和可能性，然后選擇典型產(chǎn)品 的 產(chǎn)品大綱的制定、軋機的選擇、孔型系統(tǒng)的選擇及典型產(chǎn)品的孔型設(shè)計、力能參數(shù)的計算及校核、輔助設(shè)備的選取、車間布置等。 棒材以定尺交貨，橫列式、半連續(xù)式、全連續(xù)式各種軋機都可以進行生產(chǎn)。 本設(shè)計采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機 18 架，其中粗軋機 6 架，中軋機 6 架，精軋機 6 架，終軋最大軋制速度為 16m/s。太原科技大 學(xué) 課 程 設(shè)計 目錄 I 摘 要 本設(shè)計為年產(chǎn) 80 萬噸棒材車間工藝設(shè)計。 品種為圓鋼和螺紋鋼的小型棒材廠，在此選擇 Φ16mm的圓鋼作為典型產(chǎn)品進行該車間的設(shè)計 。 采用主要工藝流程為選定 坯料 → 加熱 → 除鱗 → 軋制（粗、中、精軋） → 冷卻（水冷、風(fēng)冷） → 打捆 → 檢查 → 入庫 。采用全連續(xù)式平立交替布置軋機，以保證產(chǎn)量減少事故。 關(guān)鍵詞 : 車間設(shè)計； 孔型設(shè)計；棒材 太原科技大 學(xué) 課 程 設(shè)計 目錄 II 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................I 目 錄 ........................................................................................................................... II 引 言 ............................................................................................................................ 1 第 1 章 文獻綜述 .......................................................................................................... 2 我國線棒材發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................................................... 2 產(chǎn)能高 .......................................................................................................... 2 管理水平逐年提高 ...................................................................................... 3 棒材的種類和用途 .............................................................................................. 3 市場對棒材的質(zhì)量要求 ...................................................................................... 3 棒材的生產(chǎn)特點 .................................................................................................. 3 棒材的生產(chǎn)工藝 .................................................................................................. 4 坯料 .............................................................................................................. 4 加熱和軋制 .................................................................................................. 5 棒材軋制的發(fā)展方向 .......................................................................................... 5 連鑄坯熱裝熱送或連鑄直接軋制 ..............................................................