【正文】 ..41 .............................................42 ......................................................................42 ......................................................................42 ........................................................42 ....................................................42 P/F線運(yùn)輸能力驗(yàn)算 .......................................43第九章 高線車間主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ........................................................44 .....................................44第十章 環(huán)境保護(hù)及綜合治理 ..........................................................46 ................................................46 ....................................46致　　 謝 .............................................................................47參 考 文 獻(xiàn) ..........................................................................48附錄 A 軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算及電機(jī)設(shè)備校核程序 [11] ........................................49附錄 B 孔型圖 [14].............................................................54附錄 C 英文翻譯 .....................................................................675 / 69第一章 緒 論線材制品的品種與質(zhì)量，不僅決定于其本身的生產(chǎn)工藝技術(shù)與裝備水平，而且在很大程度上更有賴于其原料——線材的冶煉與軋制技術(shù)。這是 100 多年來線材制品行業(yè)發(fā)展歷史所證實(shí)的．因此線材與其制品的關(guān)系是密不可分的。國外線材規(guī)格已擴(kuò)大到約 。線材在國民經(jīng)濟(jì)中的作用與地位是非常重要的，首先，線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的比例很大、一般國家線樹產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的 8%——10%，而我國卻占 20%以上；其次，線材用途十廣泛，除直接用作建筑鋼材外，線材的深加工產(chǎn)品用途更為廣泛和重要。國外先進(jìn)工業(yè)國家線材加工比在 70%左右，我國為 30%左右。線材軋機(jī)的開發(fā)與創(chuàng)新是線材生產(chǎn)發(fā)展的首要條件。因?yàn)椴捎梅磭P及人工喂鋼軋制，其軋速度超過 8m/s，同時(shí)受頭尾溫差大的影響，線材存在著尺寸精度差、盤重小、性能不穩(wěn)定等致命缺點(diǎn)，限制了橫列式軋機(jī)的發(fā)展。該軋機(jī)由粗、中、精軋機(jī)組組成，粗軋及中軋采用連軋，精軋機(jī)組仍采用橫列式軋機(jī)，即活套軋制；復(fù)二重軋機(jī)是半連續(xù)式軋機(jī)的一個(gè)特例，中軋及桔軋機(jī)列在兩個(gè)正圍盤之間采用連軋，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化操作，軋制速度提高到 16m/s，生產(chǎn)能力有很大提高，盤重增加到 200kg 左右，尺寸精度較橫列式為好，但品種及質(zhì)量未有根本好轉(zhuǎn)。為了進(jìn)一步解決產(chǎn)品品種及質(zhì)量問題，英國在 1862 年建成了第一臺(tái)連續(xù)式軋機(jī)?？蓡螜C(jī)驅(qū)動(dòng)，有較高的調(diào)整精度，實(shí)現(xiàn)微張力或無張力軋制：由于沒有穿唆軋制，沒有大活套，所以頭尾溫差小，產(chǎn)品性能得到改善。當(dāng)時(shí)典型的連續(xù)式線材軋機(jī)是兩線 8 架集體傳動(dòng)的美國摩根型軋。第一套摩根型高速線材軋機(jī)于 1966 年 9 月正式投產(chǎn)，軋制速度 43—50m/s，同時(shí)摩根公司和加拿大斯太爾摩公司聯(lián)合，開發(fā)了線材軋后控制冷卻系統(tǒng)，稱之為斯太爾摩線。目前基本上有四種 1)測交 45 的美國摩根型；2)15／75 的德國德馬克型；3)頂交 45 的英國阿希洛型；4) 0／ 9 平—立布置的意大利達(dá)涅利肋型。各種機(jī)型各有優(yōu)點(diǎn)，但基本工藝特點(diǎn)差異不大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上有近 3 萬條高速線材軋機(jī)。美國是世界上最大的線材輸入國，每年線材消費(fèi)員約 800 萬噸，而本國每年只牛產(chǎn) 400—450 萬噸，輸入量占 30%—50%，日本是世界上線材輸出量最大的國家．每年線材產(chǎn)量約 750 萬噸，輸出8 / 69量約 20 萬噸；世界上線材產(chǎn)量最大的國家是中國，19 四年線材實(shí)際產(chǎn)量為260B 萬噸。1999 年，全國生產(chǎn)線材 2608 萬噸，其中高線產(chǎn)量 1218 萬噸，高線比已經(jīng)達(dá)到%；優(yōu)質(zhì)硬線比約 10%，但精練比不到 30%。國產(chǎn)線材除個(gè)別品種外(如鋼簾線、氣門彈簧、超低碳不銹鋼用線材等)，基本都能滿足用戶要求，供需基本平衡，自給率達(dá) 93%。確定產(chǎn)品方案的原則如下：（1） 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場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)重要部門對于鋼材的需要。正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的9 / 69關(guān)系。（3） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用。（4） 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。 產(chǎn)品大綱 根據(jù)線材的生產(chǎn)現(xiàn)狀、社會(huì)線材需求量，產(chǎn)品生產(chǎn)以及現(xiàn)如今我國生產(chǎn)能力和技術(shù)的發(fā)展水平，現(xiàn)擬訂產(chǎn)品方案： 產(chǎn)品規(guī)格：～Ф13mm（典型產(chǎn)品：） 鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、冷鐓鋼和焊條鋼。成品率是指成品質(zhì)量與投料量之比的百分?jǐn)?shù)。其計(jì)算公式為： （21）%10???QWA式中： —成品率，%；A—投料量（原料重量） ，t；Q—金屬的損失重量，t。（2） 溶損：是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過程中的溶解損失。（4）工藝損失：又稱技術(shù)損失，是指個(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。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快設(shè)計(jì)12 / 69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。? 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。? 計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。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。?2. 脫碳層深度允許脫碳深度為 %。4. 化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分% 不大于%牌號C Si Mn P S Cr Ni Cu65Mn ~ ~ ~ 5. 力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)牌號 抗拉強(qiáng)度 伸長率 收縮率65Mn 800~1200 8 306. 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。第 3章 生產(chǎn)工藝流程的制定合理的生產(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14 / 69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。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)。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。 鋼坯的準(zhǔn)備：連鑄坯 150mm150mm12022mm裝爐加熱：將鋼坯加熱到奧氏體溫度，以利于軋制。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，8 架精軋機(jī)，4 架的減定徑機(jī)組，這條生產(chǎn)線上共有 28 架軋機(jī)。15 / 69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。斯太爾摩散卷冷卻：控冷線按不同的鋼種和產(chǎn)品用途，控制其冷卻速度，以得到相應(yīng)的成品質(zhì)量。 詳細(xì)的工藝流程 由于生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，所以不宜采用熱裝熱送工藝。根據(jù)不同鋼種的加熱制度和加熱要求，鋼坯在步進(jìn)梁式加熱爐內(nèi)加熱至開軋溫度 950～1150℃，由出爐輥道送往粗軋機(jī)進(jìn)行軋制。 采用全連軋方式生產(chǎn)，鋼坯出爐后，由輥道將軋件送入由 6 架平立交替布置的短應(yīng)力線二輥軋機(jī)組成的粗軋機(jī)組進(jìn)行軋制。中軋機(jī)組16 / 69軋出的軋件經(jīng)飛剪切頭后由導(dǎo)管經(jīng)立活套進(jìn)入預(yù)精軋機(jī)組，預(yù)精軋機(jī)組由 4 架平立交替的懸臂輥環(huán)式軋機(jī)組成。從預(yù)精軋機(jī)組出來的軋件經(jīng)中間水箱冷卻，以保證進(jìn)精軋機(jī)組所需要的軋制溫度，再經(jīng)飛剪切頭，由側(cè)活套器進(jìn)入無扭精軋機(jī)組進(jìn)行軋制。為了提高軋機(jī)作業(yè)率和改善產(chǎn)品質(zhì)量，在精軋機(jī)組后設(shè)置減定徑機(jī)組（2 臺(tái)減徑和 2 臺(tái)定徑軋機(jī)） ，可對軋件更加高效、高速、高精度，無扭軋制，終軋最大保證速度為 100 米/秒。30 850177。10 840～8602 低合金鋼 20MnSi 1000177。10 770177。采用開環(huán)控制，以控制軋件合理的吐絲溫度和減少氧化鐵皮的生成。根據(jù)冷卻的鋼種、規(guī)格的不同，在各生產(chǎn)工藝軟件中對輥道速度、風(fēng)量、開啟或關(guān)閉保溫罩進(jìn)行設(shè)計(jì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)，以控制線材的冷卻速度，從而獲得適應(yīng)于不同要求的線材。 、廢鋼及氧化鐵皮清除整個(gè)軋線共設(shè)有 6 臺(tái)剪機(jī)，其中 3 臺(tái)飛剪機(jī)分別設(shè)置在粗軋機(jī)組后、中軋機(jī)組后，精軋機(jī)組前，用于剪切軋件的頭部和尾部，并可起事故碎斷作用。飛剪切下的頭尾及事故碎斷的廢鋼經(jīng)溜槽落入平臺(tái)下的收集筐中，由叉車堆料場整理存放；其他軋制廢品用火焰切割成小段裝入收集筐中，再由汽車運(yùn)走。細(xì)顆粒氧化鐵皮和廢油在水處理站凝結(jié)成沉淀，制成18 / 69泥餅，由汽車外運(yùn)。F 線鉤式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸及冷卻運(yùn)卷小車卸卷、掛鉤集卷機(jī)集卷夾送輥吐絲機(jī)頭尾精整人工表面、尺寸質(zhì)量檢查取樣 盤卷稱重壓緊打捆斯太爾摩運(yùn)輸機(jī)冷卻發(fā)貨 入庫 掛標(biāo)簽卸卷圖 31 高速線材車間工藝流程框圖 第四章 主要設(shè)備選擇19 / 69 高速線材軋機(jī)的發(fā)展趨勢是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，節(jié)能降耗。為此，根據(jù)這一要求和發(fā)展趨勢，以及為獲得高品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼的線材，本設(shè)計(jì)選取保證速度為 100 米/秒，連續(xù)操作最大軋制速度為 120 米/秒。結(jié)合本設(shè)計(jì)的需求產(chǎn)量，設(shè)備技術(shù)水平，并以生產(chǎn)優(yōu)碳鋼為主，為保證產(chǎn)品產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，本設(shè)計(jì)方案將采用單線。根據(jù) GB/T1498194 可知 ㎜線材的斷面面積 F成 ＝㎜ 2，坯料圓角半徑取 8 計(jì)算斷面面積，坯料斷面面積 F 坯＝120 2－4（8 2－Π8 2/4）＝14345㎜ 2。 一個(gè)完整合理的高速線材生產(chǎn)主要由以下設(shè)備組成：加熱爐、粗中軋機(jī)、預(yù)精軋機(jī)、精軋機(jī)、減定徑機(jī)、斯太爾摩冷卻線等組成。選擇設(shè)備的原則是在選擇成熟設(shè)備的基礎(chǔ)上考慮先進(jìn)性，在保證工藝的條件下考慮經(jīng)濟(jì)性。 熱 爐常見的加熱爐有推鋼式和步進(jìn)式，步進(jìn)式加熱爐又可分為步進(jìn)梁式和步進(jìn)底式。坯料四面受熱，大大縮短加熱時(shí)間，能很好地滿足高線加熱坯料量較大的的要求。鋼坯在加熱爐內(nèi)散開布置，加熱溫度均勻，不會(huì)出現(xiàn)一般推鋼式加熱爐爐底處水管產(chǎn)生的黑?。讳撆髋c步進(jìn)梁無摩擦，避免鋼坯底面劃傷；加熱時(shí)間短，減少鋼坯氧化量及脫碳層；坯料芯部和底部溫差小，全長加熱均勻。操作不受鋼坯外形的限制，爐長不受推鋼長度限制，變換品種容易；步進(jìn)梁可作“踏步”動(dòng)作，使鋼坯溫度均勻；空爐出爐簡單，時(shí)間短，勞動(dòng)強(qiáng)度低。綜上所述并結(jié)合生產(chǎn)優(yōu)碳鋼的質(zhì)量與工藝要求，加熱爐選取步進(jìn)梁式加熱爐。平立交替式：可實(shí)現(xiàn)軋件無扭軋制，特別適合高級線材的生產(chǎn)，另外可實(shí)行無孔型軋制。以前用于高級鋼的生產(chǎn)，現(xiàn)也普遍應(yīng)用于碳結(jié)鋼生產(chǎn)。軋機(jī)形式主要形式是閉口機(jī)架、短應(yīng)力線軋機(jī)和預(yù)應(yīng)力軋機(jī)。22 / 69 精 軋當(dāng)前多采用平立交替布置，具有懸臂式軋輥的預(yù)精軋機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)； 1） 由于機(jī)架平立交替布置，實(shí)現(xiàn)了活套軋制，可以消除粗軋和中軋軋制時(shí)不可避免產(chǎn)生的堆、拉鋼現(xiàn)象而造成的軋件尺寸不均勻，從而使精軋機(jī)組得到尺寸穩(wěn)定且均勻的軋件，這對獲得高精度的線材創(chuàng)造了極為有利的條件。3）本機(jī)組采用懸臂軸，碳化鎢輥環(huán)，硬度高，每孔軋出量可成倍提高，更換輥環(huán)方便，提高了作業(yè)率。 因此，采用 4 架平立交替布置的懸臂式預(yù)精軋機(jī)組是合理的，不僅提高了軋機(jī)作業(yè)率,更重要的是保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了金屬收得率，降低了生產(chǎn)成本。當(dāng)今世界主要有四種流行機(jī)組：摩根、阿希洛、德馬克、達(dá)涅利。機(jī)型，傳動(dòng)軸至地面設(shè)備機(jī)組距離短小，設(shè)備重心低，傾動(dòng)力矩小。 2)操作視野開闊，便于操作管理。 4)機(jī)架承載能力大，提高了軋制精度，最高軋制速度可達(dá) 140m/s,成品范圍大,生產(chǎn)率極高，是目前無扭精軋機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型。泰克森軋機(jī)由四架懸臂式軋機(jī)（兩架減徑機(jī)和兩架定徑機(jī)）組成，作為“二精軋機(jī)”安裝在“一精軋機(jī)”和吐絲機(jī)之間?？紤]到本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，采用臥式吐絲機(jī)，其下傾角為 15176。 太 爾 摩 冷 卻 線 控制冷卻線是高速線材生產(chǎn)的主要技術(shù)之一。表 43 三種斯太爾摩冷卻線的比較類型 標(biāo)準(zhǔn)型 延遲型 緩慢型設(shè)備特點(diǎn)鏈?zhǔn)交蜉伿竭\(yùn)輸機(jī)，風(fēng)冷，造價(jià)