【正文】 筋等幾種，后者是周期斷面型材，有時(shí)被稱為帶肋鋼筋。國外通常認(rèn)為，棒材的斷面直徑是9～300mm。棒材廣泛用于建筑、機(jī)械、汽車、船舶等工業(yè)領(lǐng)域，其中70%棒材用作建筑，其余用作各類軸、螺栓、螺母、錨鏈、彈簧等用材[1]。建筑用材要求在較高的屈服強(qiáng)度下，保持一定的延伸率。有些產(chǎn)品還要進(jìn)行鍍層、噴漆、涂層等表面處理。棒材經(jīng)過控軋控冷，也可提高使用性能，這在軋制過程可以通過工藝的控制來實(shí)現(xiàn)。棒材的斷面形狀簡單，一般斷面大很多，因此軋制過程散熱慢，允許軋制時(shí)間長，頭尾溫差大的問題不突出，軋制道次也不是很多，降溫也不是主要考慮問題，因而是所有軋材中最容易實(shí)現(xiàn)的品種。對機(jī)械軸類用鋼，由于中心偏析和延伸比等問題，連鑄質(zhì)量較難滿足需求。棒材的坯料斷面形狀一般為方形，這是為減少加熱和開始軋制的翻轉(zhuǎn)。大斷面有大壓縮比，晶粒變形破碎徹底，經(jīng)過再結(jié)晶，組織細(xì)密均勻，性能較好。一般棒材方坯邊長為120～200 mm。但這時(shí)加熱爐與軋機(jī)的利用率要下降。對質(zhì)量要求更嚴(yán)格的鋼材，則采用超聲波探傷、磁粉或磁力線探傷等方法進(jìn)行坯料檢查，以便必要時(shí)進(jìn)行全面的表面修磨或通過檢測將其剔除，形成落地冷坯。單重增加切頭尾量相對減少，定尺率高，有利于提高金屬的收得率[2]。棒材加熱和軋制的工藝流程如下： 冷坯加熱 粗軋 中軋 精軋 冷卻 精整 連鑄坯熱裝加熱加熱質(zhì)量主要是指加熱的溫度和均勻程度。對易脫碳的鋼種，要嚴(yán)格控制高溫段的停留時(shí)間，采取低溫、快熱、快燒等措施。 軋制棒材可有多種生產(chǎn)方式進(jìn)行軋制。繼而改為二重式，半連續(xù)式和全連續(xù)式。從提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益上看，連軋方式是最為有利。連軋過程遵守各機(jī)架間軋件出入口速度相等或稍有速差的原則。軋輥軸線全平布置的連軋機(jī)在軋制中將會出現(xiàn)前后機(jī)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，導(dǎo)衛(wèi)磨損較大問題，對塑性差的鋼種也有限制，容易出現(xiàn)角裂。棒材斷面大，軋制時(shí)間短，而棒材散熱慢，限制了棒材的出口速度，故冷床面積選的很大。由于棒材軋制時(shí)軋件出精軋機(jī)的溫度較高，對優(yōu)質(zhì)鋼材，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，要進(jìn)行控制冷卻，冷卻介質(zhì)有風(fēng)、水霧等等。余熱淬火軋件的外表面具有很高的強(qiáng)度，內(nèi)部具有很好的塑性和韌性，建筑鋼筋的平均屈服強(qiáng)度可提高約1/3。把軋件溫度從1000～1100℃降低至900～950℃，加熱爐可大幅度節(jié)約燃料，綜合平衡后可節(jié)約能源20%左右。 建廠依據(jù)小型型材是鋼鐵產(chǎn)品的主要品種之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和建筑業(yè)。小型型材的連軋比在美國已達(dá)60%以上，在日本則達(dá)90%。小型型材在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中需求量很大，二十一世紀(jì)以前，我國小型軋機(jī)的總套數(shù)在1350套以上，雖然為世界第一，其中還有相當(dāng)部分為橫列式軋機(jī)。但大多數(shù)停留在普鋼水平，而合金鋼產(chǎn)品的品種少、質(zhì)量低，與國外進(jìn)口產(chǎn)品相比，性能相差也很多，不適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。因此，隨著發(fā)展水平的提高，小型材的需求會在較長的一段時(shí)間內(nèi)保持在每年4300～5200萬噸的水平，甚至還會略有增長。 廠址的選擇廠址選擇工作實(shí)際包括兩個(gè)方面：一是建廠地區(qū)的確定，一般由上級主管部門在設(shè)計(jì)任務(wù)中規(guī)定；二是建廠地址的選擇，由設(shè)計(jì)者會同有關(guān)部門共同進(jìn)行實(shí)際調(diào)查研究提出幾個(gè)初步方案進(jìn)行比較，然后選取最優(yōu)方案。充分利用各地區(qū)的豐富資源和各方面的有利條件，合理使用人力和物力，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能夠合理的分配，從而使所設(shè)計(jì)的廠在最少的投資條件下，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效果，并且使全國各大區(qū)的工業(yè)系統(tǒng)迅速建立起來，逐步改變我國工業(yè)布局不合理的狀態(tài)；(1)原料、燃料、動(dòng)力的來源與運(yùn)輸條件；(2)要能滿足生產(chǎn)和生活的水質(zhì)和量；(3)能就近取得足夠的建筑材料；(4)與其它企業(yè)協(xié)作方便；(5)良好的車間建設(shè)投資的控制數(shù)字和勞動(dòng)定員的控制數(shù)字。具體要求如下：1)廠區(qū)面積與外形滿足總平面布置的要求；2)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)滿足建廠的要求；3)從經(jīng)濟(jì)方面來看，廠址應(yīng)靠近城市，以便充分利用城市的供排水設(shè)施和動(dòng)力設(shè)施，利用城市住宅和文化福利設(shè)施；4)運(yùn)輸條件滿足工廠生產(chǎn)要求。唐鋼在河北省鋼鐵企業(yè)中占有重要地位，唐山地理位置優(yōu)越，擁有自己的礦山，毗鄰陡河水資源充足，電力來源于華北電網(wǎng)。唐山境內(nèi)有京哈鐵路、京山鐵路穿過，有京唐港，并毗鄰秦皇島港，且曹妃甸工程即將完工、公路網(wǎng)四通八達(dá)；唐鋼作為一個(gè)大型集團(tuán)，有自己的資金積累。本設(shè)計(jì)車間擬建在唐鋼內(nèi)部。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。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。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。 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。 連鑄坯的特點(diǎn)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。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。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。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。 小鋼錠的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不用初軋開坯，可直接軋制成材。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)。 坯料選用時(shí)所考慮的因素 坯料形狀尺寸坯料斷面形狀的選擇主要與軋制產(chǎn)品的形狀有密切的關(guān)系。1) 為了便于鋼坯的運(yùn)輸和保證鋼坯加熱時(shí)沿長度方向上溫度的均勻性，鋼坯的長度盡可能的短。從加熱爐寬度考慮，方坯長度不要超過12米。(參考現(xiàn)場數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)能力達(dá)17m/s的最小規(guī)格斷面為Φ12mm)由公式 （）式中:——成品斷面面積，——軋件的長度，——軋件比重,，取——由坯料道成品的金屬消耗系數(shù) 取因?yàn)? （）式中： ——最后一道次許可軋制的時(shí)間 取， ——成品軋制速度，取。 表面缺陷清理鋼錠、鋼坯或連鑄坯表面會存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，會在軋制過程延伸、擴(kuò)大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點(diǎn)，使材料強(qiáng)度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時(shí)的塑性和成型，造成廢品。常用的清理表面缺陷的方法很多，常用的有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機(jī)床清理等四種。5150177。 第3章 軋機(jī)的選擇第3章 軋機(jī)的選擇軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠或鋼坯軋制鋼材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。軋鋼機(jī)是完成軋制變形的主要設(shè)備，軋機(jī)剛度對產(chǎn)品精度有重要影響，因此軋機(jī)選擇的合理與否對車間生產(chǎn)具有非常重要的意義。 軋機(jī)型式對比與選擇對機(jī)架的要求有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮裝卸方便、快速換輥等方面的可能性。不同類型的機(jī)架形式可作如下的分析： 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。 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。閉式機(jī)架的主要缺點(diǎn)是換輥不便。其上蓋和主體的連接完全由斜楔完成。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。通常用剛度系數(shù)來表示。a－通常軋機(jī)的應(yīng)力回線； b－短應(yīng)力線軋機(jī)的應(yīng)力回線 軋機(jī)的應(yīng)力回線短應(yīng)力線軋機(jī)的主要特點(diǎn)是：，通常剛度系數(shù)可達(dá)1800～2200kN/mm；，改善了軸承和軸承座的受力情況，提高了軸承的壽命；，提高了金屬的成材率；，實(shí)現(xiàn)了對稱調(diào)整和軋輥的整體更換；這樣就簡化了調(diào)整過程．縮短了調(diào)整和換輥時(shí)間，為提高軋機(jī)作業(yè)率打下了基礎(chǔ)；，使軋制線水平保持穩(wěn)定；，體積小，操作維修方便。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。立輥為了平衡軋輥質(zhì)量，在軋輥輥系中增加了止推軸承。在垂直軋制時(shí)，小車坐在一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪、蝸桿、絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成的臺架上，臺架可上下移動(dòng)，完成換孔槽動(dòng)作。中、精軋機(jī)的作用是將軋件在高溫狀態(tài)下經(jīng)過孔型逐道次壓縮變形。第二種情況是由中軋機(jī)組直接軋制出斷面較大的產(chǎn)品，精軋機(jī)組被甩掉(空過)，由替換輥道代替，此時(shí)中軋機(jī)組的作用和精軋機(jī)組一樣成為成品軋機(jī)。過低的開軋溫度造成摩擦系數(shù)增加，容易在中軋機(jī)組前幾架產(chǎn)生堆鋼。立活套的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)施少、占地面積小，更易檢測和控制；如果采用立平布置，就必須采用側(cè)活套，因?yàn)榱④垯C(jī)上軋出的扁軋件是立著的，對水平壓輥或水平推輥磨損嚴(yán)重，所以采用平立布置且使用立活套效果更好；3）易控制成品質(zhì)量。平立布置軋機(jī)的缺點(diǎn)：1）成品軋機(jī)的進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)裝置更換調(diào)整較困難；2）成品軋機(jī)軋輥軸向調(diào)整不便。 軋機(jī)布置選擇比較軋鋼機(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：；，包括一列、二列和多列式布置；(跟蹤式)布置；；；。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。一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材和開坯生產(chǎn)。過去我國地方小企業(yè)的軋機(jī)基本都是橫列式軋機(jī)，現(xiàn)今國內(nèi)外已基本淘汰。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。連續(xù)式布置的軋機(jī)是各類軋機(jī)發(fā)展的方向。鋼種：普碳鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼、低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。加熱爐為全梁步進(jìn)式加熱爐,產(chǎn)量為150t/h,全軋線18臺軋機(jī)，平立布置。1上料臺架 2步進(jìn)式加熱爐 3高壓水除鱗箱 4夾送輥 5懸臂式粗軋機(jī)6架 61號飛剪 7中軋機(jī)6架 82號飛剪 97組立活套 10精軋機(jī)6架 11淬水小車 123號倍尺飛剪 13冷床 14冷剪15收集臺架 唐鋼車間布置示意圖 石鋼棒材車間石鋼棒材車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)60萬噸，采用150mm15012000mm連鑄坯,產(chǎn)品規(guī)格：主導(dǎo)產(chǎn)品為Φ14～Φ40mm圓鋼、Φ10～Φ40mm帶肋鋼筋、45～1005～12mm扁鋼。鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、及彈簧鋼。加熱爐額定加熱能力150t/h,最大為170t/h。全線軋機(jī)平立交替布置，可實(shí)現(xiàn)合金棒材的連續(xù)無扭軋制。鋼種：熱軋普通碳素鋼、普通鉚螺鋼、普通低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。加熱爐為步進(jìn)式，全軋線18臺軋機(jī)，平立布置。1上料臺架 2坯料電子稱 3入爐輥道 4推出機(jī) 5組合式步進(jìn)爐 6夾送輥 7懸臂式粗軋機(jī)組 8飛剪 9懸臂式中軋機(jī)組 10立式活套器 11飛剪機(jī) 12水平精軋機(jī) 13平立可轉(zhuǎn)變精軋機(jī) 14水冷線 15倍尺飛剪（3）16碎斷剪 17帶裙板冷床輸入輥道 18步進(jìn)式冷床 19冷剪機(jī) 20成品收集槽 21成品電子稱 22計(jì)數(shù)器 23自動(dòng)打捆機(jī) 24定尺擋板 25非定尺包扎臺 廣鋼車間布置示意圖經(jīng)過比較以上兩種車間布置形式相差不大，但軋機(jī)不同，生產(chǎn)品種大不相同。 馬鋼棒材車間馬鋼棒材廠設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)60萬噸，采用165mm16512000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ60mm圓鋼和Φ12～Φ50mm螺紋鋼。最高軋速：18m/s側(cè)進(jìn)側(cè)出梁底步進(jìn)式加熱爐為雙框架結(jié)構(gòu)，,額定產(chǎn)量150t/h，最高產(chǎn)量170t/h。1梁底組合式步進(jìn)加熱爐(150t/h)。3中軋機(jī)組(6架)。5穿水冷卻裝置。7短尺(~12m)收集系統(tǒng)。9冷定尺飛剪。 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)1）軋制工藝： 1～10架軋機(jī)為微張力軋制，10～18架為立活套控制，實(shí)現(xiàn)無張力軋制，保證產(chǎn)品尺寸精度，產(chǎn)品尺寸偏差可達(dá)到1/3DIN標(biāo)準(zhǔn)公差范圍的水平。3）剪切系統(tǒng)：軋制過程共設(shè)有三臺旋轉(zhuǎn)飛剪。最大剪切直徑72mm，2旋轉(zhuǎn)式飛剪置于中軋機(jī)組后，作用同1飛剪，最大剪切直徑38mm3旋轉(zhuǎn)式飛剪置于精軋機(jī)組后，也叫倍尺剪，是將棒材在上冷床前成倍尺分段，同樣起事故碎斷處理作用。倍尺飛剪采用優(yōu)化剪切技術(shù)可使上冷床的倍尺都為定尺的整倍數(shù)，且每支只出1支短尺并進(jìn)人非尺冷床，提高了成材率及產(chǎn)品定尺率和剪切效率。4）冷床和棒材分組系統(tǒng)：齒條式冷床長度120m，寬度14m，棒材經(jīng)倍尺飛剪剪切后進(jìn)入撥入裙板的冷床輸入輥道，電氣傳動(dòng)的制動(dòng)裙板使棒材降速并將他們撥入冷床，冷床的初始部分為矯直板，使棒材保持平直。接著棒材由動(dòng)齒條輸送到分組輸送鏈上，在此棒材按不同規(guī)格產(chǎn)品剪切支數(shù)的要求分組。齒條末端設(shè)置對齊輥道用于產(chǎn)品端部的對齊，經(jīng)冷飛剪將棒材按定尺剪切。 軋機(jī)機(jī)架數(shù)確定因?yàn)槊考苤卉堃坏赖倪B續(xù)式軋機(jī)，只要知道軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品大綱中，最小規(guī)格為。箱形孔平均延伸系數(shù) = ～；橢圓圓平均延伸系數(shù) = ～；根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再參考同類棒材車間， = 軋制道次和機(jī)架數(shù)可用下式確定 ()式中：——機(jī)架數(shù)目——由坯料到成品的總延伸系數(shù)；——各道次的平均延伸系數(shù)。生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品可甩架次（空過），減少軋制道次。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)中軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)(其中；1118機(jī)架為平/立可轉(zhuǎn)換機(jī)架)。軸頭與聯(lián)接軸相連，并傳遞軋制力矩。在連軋機(jī)上，要求軋輥有較高的表面硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且其制造過程簡單，價(jià)格便宜，故選用鑄鐵軋輥。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：