【正文】 個型號圓鋼各道次的軋制參數(shù) ................... 52 .................................... 55 軋制壓力計算 ............................................... 55 軋制力矩的計算 ............................................. 56 8．主電機的選擇及其參數(shù)計算 ................................... 58 主電機類型的選 擇 ........................................... 58 初選主電機 ................................................. 58 ： .................................... 58 電機的額定轉(zhuǎn)矩計算： ................................... 59 主電機軸上的附加摩擦力矩計算： .......................... 59 空轉(zhuǎn)力矩的確定 ......................................... 59 ............................................ 59 9. 電動機的校核及功率計算 .................................... 60 校核原則 .................................................. 60 粗軋機 Φ550179。3 電機校核 .................................... 60 粗軋機 Φ450179。6 電機校核 .................................... 61 中軋機 Φ300179。產(chǎn)品為直徑 10～ 24mm的圓鋼，根據(jù)成品選擇尺寸為 90mm179。 10000mm的連鑄坯為原料。在軋鋼生產(chǎn)中采用自動化和計算機控制，使軋鋼生產(chǎn)趨連續(xù)化、自動化，穩(wěn)定性高，降低消耗，并采用自動檢測技術(shù)來保證鋼材尺寸精度。 關(guān)鍵詞：型鋼 連鑄坯 全連軋 Abstract This is the technology design for producing threehundred thounsands tons of round steel workshop per year. The sizes of the Product is between 10 and 24 mm ,According to the size of product we use the casting Pei with the size of 90mm179。 10000mm for the raw material. In order to increase the output of rolling and the precision of rolled piece,we use halp pany rolling technology. In the production of steel rolling, the putercontrolling makes the rolling contintuously,automationly and stabilityly ,and also we can reduce enerage wasted and make sure the size exactly by autodetection technology. In a word ,we use advanced technology to keep up with the contintourly development of the shaped steel production. Keyword:shaped steel pany casting pei halp pany roll 1. 前 言 本設(shè)計的主要任務(wù)是設(shè)計一個成品規(guī)格為Φ 10～Φ 24mm圓鋼連軋生產(chǎn)線。 圓鋼廣泛用于機械制造、精密金屬結(jié)構(gòu)、橋梁建筑等部門，是一種非常重要的鋼材。 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。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。 根據(jù)本次設(shè)計書“年產(chǎn) 30 萬噸圓鋼 連軋車間 工藝設(shè)計”的要求進行的。由于型鋼孔型設(shè)計難度相當大，因此，在本次設(shè)計過程中，遇到了不少困難。同時，也使我們的專業(yè)水平有了更進一步的提高。 設(shè)計人：楊 逾 2021 年 6 月 1 號 2． 我國小型棒材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展綜述報 我國普通小型棒材生產(chǎn)的需求情況 我國歷年普通小型棒材生產(chǎn)和需求情況 近 10 年來 , 我國小型棒材的產(chǎn)量逐年上升 ,見表 1 。 1998 年我國帶肋鋼筋和圓鋼產(chǎn)量分別占全部普通小型材的 7410 %和 1518 % , 二者合計 , 占普通小型材的 8918 %。 1998 年為 2871 萬 t , 占全部鋼材表觀需求量 11623 萬 t 的 2417 %。 我國小型棒材生產(chǎn)能力分析 我國已建成的 54 套小型連續(xù) (半連續(xù) ) 軋機 , 其設(shè)計能力為 1439 萬 t 。在目前我國小型棒材生產(chǎn)中 , 連軋比仍較低?？梢?, 我國小型連續(xù) (半連續(xù) ) 軋機的設(shè)計能力尚有 待提高，來滿足我國鋼鐵市場不斷增長的需求，所以要考慮新生產(chǎn)線， 若新建生產(chǎn)線按每套 40萬 t 計 , 還需建設(shè) 13 套軋機 。同時可減少鋼坯庫存量和倉庫面積 , 減少設(shè)備和操作人員 , 縮短生產(chǎn)周期 , 加快資金周轉(zhuǎn) , 可獲得相當?shù)慕?jīng)濟效益。鑄坯的緩沖措施有 : 設(shè)置緩沖保溫罩 (坑 ) 。 采用熱坯從中間裝入、冷坯從爐尾裝入的雙段爐等多種型式。 切分軋制 切分軋制的主要優(yōu)點是 : (1) 產(chǎn)量大幅度提高 , 尤其是生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品 , 如軋制Φ 8 、Φ 10mm 鋼筋 , 采用多線切分的機時產(chǎn)量比采用單根軋制提高 88 %～ 91 %。 (2) 可以擴大產(chǎn)品規(guī)格范圍。 (3) 在相同條件下 , 采用切分軋制可降低鋼坯加熱溫度 40 ℃左右 , 燃料可降低 20%左右 ,電耗可降低 15 %左右 , 軋輥消耗可降低 15 % ,總費用可降低 10 %～15 %左右。切分軋制工藝的效益十分顯著 , 但目前切分工藝還僅用于軋制建筑用材。為達到上述目的 , 過去多采用冷加工硬化、微合金化方法。 經(jīng)余熱淬火處理的鋼筋其屈服強度可提高 150～ 230MPa 。余熱淬火鋼筋由于碳當量較小 , 因而在具有良好屈服強度的同時還具有良好的焊接性、延展性與彎曲性。對于合金鋼 , 在精軋前后采用控制冷卻技術(shù) , 可使軸承鋼的球 化退火時間進一步減少 , 網(wǎng)狀組織進一步減少 。唐鋼、杭鋼、淮陰鋼鐵廠、大連特鋼等小型軋機都配置了在線余熱淬火裝置等控制冷卻技術(shù)。該爐還采取了多項節(jié)能措施 : (1) 經(jīng)濟合理地選用單位爐底過鋼面積的產(chǎn)量 , 合理確定爐子的長度 , 以利用高溫段煙氣預熱入爐的冷料 , 并且為軋機預留增產(chǎn)的潛力。 (3) 采取合理的水冷支承梁及其立柱配置 ,力求減少水冷管的表面積 , 同時對支承梁及其立柱采用雙層絕熱結(jié)構(gòu) , 以減少冷卻水的吸熱損失和冷卻水用量。 (5) 配備完善的熱工自動化控制系統(tǒng) , 確保嚴格的空燃比和合理的爐壓 , 使熱損失最少。我國已有 4 臺緊湊式軋機機組在運行 , 其中唐鋼高線車間、通鋼高線車間和浦鋼型鋼分廠各 1 臺 , 為波茲波羅式 , 天津第二軋鋼廠的 1 臺類似摩格哈瑪式。例如 , 唐鋼高線廠和天津二軋廠的緊湊式軋機 (都由 4 架軋機組成 ) , 平均延伸系數(shù)分別達到 11522 和 11463 , 浦鋼型鋼分廠緊湊式軋機的平均延伸系數(shù)可達 11469 (2) 機架距離短 , 機組占地小 , 特別適于軋線長度受限制的舊車間改造。 (4) 微張力或小張力軋制 , 機架間距小 , 軋件尺寸精度高。 粗、中、精軋機 我國小型棒材生產(chǎn)軋機類型 據(jù)調(diào)查 , 我國現(xiàn)有 5 種類型的小型棒材軋機 : (1) 二火成材的橫列式軋機 。 (3) 改造成一火成材的國產(chǎn)半連軋機 。 (5) 國產(chǎn)化的連續(xù)棒材 軋機。從表 3 中可以看出 , 閉口式機架雖換輥時間長于短應力線軋機 , 機架剛度稍低 , 但因線材軋機的粗、中軋部分基本上是一個孔型系統(tǒng) , 換輥較少 , 且此處不出成品 , 故對剛度要求不太高。 閉口式機架的牌坊用厚鋼板切割、焊接而成 , 具有強度大、剛性較大、體積小、重量輕等優(yōu)點 。 另外 , 用彈性膠體平衡裝置取代了常規(guī)液壓缸平衡或機械彈簧平衡 , 可節(jié)省能源介質(zhì) , 減少流體泄漏點 , 減輕設(shè)備重量。其結(jié)構(gòu)特點是 :用液壓缸通過拉桿對機架施予 112～ 215 倍軋制力的預應力 , 從而增加機架的剛度。這種軋機的優(yōu)點是 : 軋機重量輕 , 其重量比傳統(tǒng) 閉口式軋機少 1/ 3～ 1/ 2 。其缺點是 : 液壓螺母結(jié)構(gòu)復雜 , 操作麻煩 。 短應力線軋機 自 50 年代瑞典的 Marshammar 公司開發(fā)了短應力線軋機以來 , 因其剛度大、產(chǎn)品精度高 (可達 1/ 2 ～ 1/ 3 DIN1013 或更高 ) 、設(shè)備重量輕 , 各小型軋機制造商紛紛采用 , 并在使用中不斷改進 , 成為目前世界小型軋機使用最多的一種主導機型。 機架整體更換 , 縮短了換輥時間 ,因而調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格時占用的非作業(yè)時間短 。但為滿足正常生產(chǎn) , 需大量備用機架。 表 2： 種軋機類型的特點 項目 短應力線式 閉口式 預應力式 軸承 四列滾柱、球面墊浮動 軸錐柱承座浮動 錐柱、不可浮動 剛度 高 較高 高 產(chǎn)品公差 1/ 3 DIN 1/ 2 DIN 1/ 3 DIN 壓下調(diào)整 對稱于軋線 , 方便 壓下、不對稱 壓上、不對稱 換輥 換機架、可快換 換輥組 換輥或機架 備用機架 要 不要 換機架要 設(shè)備重量 輕 2/3倍閉口式 較輕 加工 精密 容易 較易 維護 要求高 簡單容易 較易 導衛(wèi)預裝 軋輥間預裝 不能預裝 可預裝 （表 2） 飛剪 目前在小型棒材軋機中使用的飛剪型式有 :擺動式剪、曲柄式剪、回轉(zhuǎn)式剪和曲柄回轉(zhuǎn)復合式剪等多種型式。曲柄式剪剪切力小于擺動式剪 , 大于回轉(zhuǎn)式剪 , 而剪切精度高于擺動式剪 , 適用于軋制速度稍高、斷面較大的場合?；剞D(zhuǎn)曲柄復合式綜合了曲柄式和回轉(zhuǎn)式的優(yōu)點 , 低速軋制時用曲柄剪 , 高速軋制時用回轉(zhuǎn)剪 , 用于產(chǎn)品范圍很寬的成品分段剪切。離合器制動方式 , 傳動電機連續(xù)運轉(zhuǎn) , 飛剪的啟動和停止靠離合器的斷開和接通進行控制。啟停式 , 每剪切一次電機都要啟動和停止 , 剪切精度高 , 工作可靠 。為使剪機工作穩(wěn)定可靠 , 目前多采用啟停式的控制方式。 國產(chǎn)小型軋機的電控系統(tǒng) 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)是以 PLC 為核心的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) , 上級采用通用型 ETHERNET 網(wǎng)絡(luò) ,TCP/ IP 協(xié)議 , 上掛各個 PLC 及圖形操作系統(tǒng) ,由 PLC 下掛的 傳動級網(wǎng)絡(luò)采用 PROFIBUS , 連接各個直流傳動裝置。 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的控制功能 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)具備 : 監(jiān)控系統(tǒng) HMI (人機接口 ) 。 軋線速度級聯(lián)系統(tǒng) 。本系統(tǒng)可以實現(xiàn) : 機架間速度關(guān)系的手動調(diào)整 , 微張力自動控制 , 活套自動控制 , 沖擊速度補償 , 軋件頭尾跟蹤及故障檢測 , 飛剪的周期控制 , 飛剪切頭長度控制 , 穿水冷卻區(qū)控制 , 液壓系統(tǒng)與潤滑系統(tǒng)控制。 新技術(shù) 無頭軋制技術(shù) 傳統(tǒng)的軋鋼生產(chǎn)過程 ,相鄰軋件間要有一定的間隔 ,以便給下游留出一定的緩沖時間。 (1) EWR 技術(shù) 無頭焊接軋制 EWR ( Endless Welding Rolling) 技術(shù)是對傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)方式具有劃時代意義的新興的生產(chǎn)技術(shù) ,將成為二十一世紀初世界領(lǐng)先技術(shù)。 1996 年新型直流鋼坯焊接機和先 進的去除焊瘤設(shè)備應用到無頭焊接軋制中 ,使焊接設(shè)備更緊湊 ,占地更少 ,更便于維修 ,使該技術(shù)開始得以推廣。 所謂無頭焊接軋制 EWR ( Endless Welding Rolling)就是將傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)中使用的定尺鋼坯 (長度根據(jù)加熱爐規(guī)格型式而定 ) ,在進入粗軋機以前 ,通過鋼坯焊接機將前后兩根鋼坯的尾、頭焊接在一起 (此時 ,前根鋼坯的頭部已 進入粗軋機 ) ,并去除焊瘤 ,作為一根鋼坯進入粗