【正文】 46 46 46致　　謝 47參 考 文 獻 48附錄A 軋機力能參數(shù)計算及電機設備校核程序[11] 49附錄B [14] 54附錄C 英文翻譯 67共 3 頁 第 2 頁第一章 概 述按設計任務書的要求，本設計在綜合考慮國內(nèi)外線材生產(chǎn)和發(fā)展的基礎上，主要參考馬鋼新高線廠[2] ，[3]以及山東石橫高線廠[1]的生產(chǎn)及技術條件，擬建一年40萬噸優(yōu)質(zhì)碳素鋼的高速線材廠，采用單線軋制工藝。生產(chǎn)的鋼種有：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，低合金鋼。盤卷的重量約為2噸，最后一架精軋機的出口速度100m/s（保證速度），設計最高速度為120m/s。2） 軋機共有28架：其中粗軋機6架，中軋機6架，預精軋機4架，精軋機8架及減定機4架。4） 光學測徑儀：在精軋機組前和減定機組后，分別設置一臺可移動小車式光學測徑儀，OSRBI系統(tǒng)，㎜，可在線反饋軋件精度，及時調(diào)整各軋機機組的速度和壓下量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。6） P/F線運輸系統(tǒng)：C形鉤的運輸行程約為355m，運輸周期為1504s，有54個C形小鉤。本設計中采用全套新設備，工藝、設備和控制達到當代高速線材軋機的國內(nèi)先進水平。本設計以需求為導向，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條為主，輔助生產(chǎn)一些低合金鋼。表21產(chǎn)品大綱規(guī)格 鋼種優(yōu)碳鋼總計～ 產(chǎn)量%優(yōu)碳鋼3213178低合金鋼122合計產(chǎn)量327331340%100注：（1）優(yōu)碳鋼以70為代表鋼號； （2）低合金鋼以40Mn2Si為代表鋼號。 ≤ ≤177。 ≤ ≤177。2） 成品線材盤卷成捆交貨：盤卷尺寸：外徑1250㎜ ，內(nèi)徑850㎜； 盤卷壓緊打捆后高度約2000㎜盤卷單重約2噸。優(yōu)質(zhì)碳素鋼應符合GB69988,ZBH440188標準；低合金鋼應符合GB307788標準。㎜，定尺長度偏差＋80㎜，對角線長度之差≦7㎜；② 斷面的切斜不得大于20㎜，彎曲度每米不得大于10㎜，12米長度最大允許彎曲度為100㎜；③ 鋼坯應無內(nèi)部缺陷、氣孔和縮孔，碳與硫偏析及非金屬夾雜物必須均勻分布。表22 金屬平衡表鋼坯種類鋼坯成品廢品氧化損失萬噸%萬噸%萬噸%萬噸%優(yōu)碳鋼1009631低合金鋼1009631總計100409631 第三章 設計方案高速線材軋機的發(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)碳結鋼的線材，本設計選取保證速度為100米/秒，連續(xù)操作最大軋制速度為120米/秒。結合本設計的需求產(chǎn)量，設備技術水平，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，本設計方案將采用單線。根據(jù)GB/㎜線材的斷面面積F成＝㎜2，坯料圓角半徑取8計算斷面面積，坯料斷面面積F坯＝1202－4（82－Π82/4）＝14345㎜2。一個完整合理的高速線材生產(chǎn)主要由以下設備組成：加熱爐、粗中軋機、預精軋機、精軋機、減定徑機、斯太爾摩冷卻線等組成。選擇設備的原則是在選擇成熟設備的基礎上考慮先進性，在保證工藝的條件下考慮經(jīng)濟性。常見的加熱爐有推鋼式和步進式，步進式加熱爐又可分為步進梁式和步進底式。坯料四面受熱，大大縮短加熱時間，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，不會出現(xiàn)一般推鋼式加熱爐爐底處水管產(chǎn)生的黑??；鋼坯與步進梁無摩擦，避免鋼坯底面劃傷；加熱時間短，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；步進梁可作“踏步”動作，使鋼坯溫度均勻；空爐出爐簡單，時間短，勞動強度低。綜上所述并結合生產(chǎn)優(yōu)碳鋼的質(zhì)量與工藝要求，加熱爐選取步進梁式加熱爐。平立交替式：可實現(xiàn)軋件無扭軋制，特別適合高級線材的生產(chǎn)，另外可實行無孔型軋制。以前用于高級鋼的生產(chǎn)，現(xiàn)也普遍應用于碳結鋼生產(chǎn)。軋機形式主要形式是閉口機架、短應力線軋機和預應力軋機。當前多采用平立交替布置，具有懸臂式軋輥的預精軋機，其主要優(yōu)點有以下幾個； 1） 由于機架平立交替布置，實現(xiàn)了活套軋制，可以消除粗軋和中軋軋制時不可避免產(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精軋機組是合理的，不僅提高了軋機作業(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。當今世界主要有四種流行機組：摩根、阿希洛、德馬克、達涅利。機型，傳動軸至地面設備機組距離短小，設備重心低，傾動力矩小。 2)操作視野開闊，便于操作管理。 4)機架承載能力大，提高了軋制精度，最高軋制速度可達140m/s,成品范圍大,生產(chǎn)率極高，是目前無扭精軋機的主導機型。泰克森軋機由四架懸臂式軋機（兩架減徑機和兩架定徑機）組成，作為“二精軋機”安裝在“一精軋機”和吐絲機之間?？紤]到本設計的實際情況，采用臥式吐絲機，其下傾角為15176。 控制冷卻線是高速線材生產(chǎn)的主要技術之一。表33 三種斯太爾摩冷卻線的比較類型標準型延遲型緩慢型設備特點鏈式或輥式運輸機，風冷，造價低有絕熱面板，側(cè)墻，頂蓋的運輸機，造價低，產(chǎn)量較大有絕熱面板，側(cè)墻、頂蓋、電熱燒嘴的運輸機，造價高，產(chǎn)量低冷卻速度~10C/s~10C/s~10C/s中碳鋼和高碳鋼冷鐓處理介于空冷和鉛浴處理之間、適用于中、高碳鋼生產(chǎn)比標準型好，用于緊固件的中碳鋼生產(chǎn)，抗拉強度可減少10~15%有利于冷鐓加工比延遲型好，比較接近鉛浴淬火處理水平合金鋼適用于一般生產(chǎn)要求，比延遲型綜合性能差軟化退火比標準型好,有利于提高綜合機械性能,減少二次氧化鐵皮,提高表面質(zhì)量軟化退火效果最好，綜合機械性能最好由于生產(chǎn)線材主要是優(yōu)碳鋼，以及根據(jù)以上三種斯太爾摩冷卻線的比較，本設計選用斯太爾摩延遲型冷卻線。鉤式運輸設備分為單獨馬達傳動系統(tǒng)和集體傳動的驅(qū)動——游動系統(tǒng)。軋輥最主要的出發(fā)點是保證線材的表面質(zhì)量。粗軋：壓下量大，軋制條件惡劣，以強度、韌性為主。表34高線軋輥的選用方案粗軋球墨鑄鐵中軋球墨鑄鐵預精軋?zhí)蓟u精軋?zhí)蓟u在軋鋼機的傳動方式上，近年來粗軋和中軋機組已逐漸由單獨傳動的方式取代了單獨與成組相結合的方式，原因為： 　　　 1）在粗軋機的第1－3架軋機上，采用單獨傳動可消除來料鋼坯的尺寸波動，可靈活地調(diào)節(jié)軋制斷面尺寸而不致產(chǎn)生超出要求的堆鋼或拉鋼軋制現(xiàn)象；另一個原因是這個部位的軋制速度很低()，若采用成組傳動反會增大傳動機構的設備重量，因此，這個部位全采用單獨傳動方式更為合適。3） 機采用單獨傳動后，在保持連軋關系的條件下，通過調(diào)整軋輥輥縫和轉(zhuǎn)速，可軋出各種規(guī)格產(chǎn)品所要求的中間斷面尺寸。高速線材軋機中，精軋機組采用集體傳動方式，這是因為：1）為盡量縮短軋件頭尾因拉鋼軋制而造成的超差長度，要求軋機的結構盡量緊湊，從而使機架的間距很小，在這種緊湊的條件下，軋機布置成單獨傳動是不可能的。因而，即使電氣系統(tǒng)能夠做到，但要做到保持所有產(chǎn)品規(guī)格在機架間的微張力軋制關系，實際上也是難以實現(xiàn)的。綜上所述，設計中粗、中軋、預精軋機組采用交流電機單獨傳動，精軋機組采用交流電機集體傳動。將冷卻后連鑄坯由電磁盤吊車提升到+5米高的上料臺架上經(jīng)過噴丸、探傷，修磨處理的合格的鋼坯送入入爐輥道，稱重、測長后送入加熱爐進行加熱。由于主要生產(chǎn)的是優(yōu)碳鋼，為保證軋件表面質(zhì)量和成品的綜合性能，須在粗軋機前設置高壓水除磷裝置。軋件出粗軋機組經(jīng)飛剪切頭后再進入有6架平立交替的短應力線二輥組成的中軋機組進行軋制。機架間設有立活套器，對軋件進行無張力軋制或微張力軋制。精軋機組為8架“V”型45℃無扭軋機，對軋件進行高速、單線、微張，無扭軋制。 表41 各種鋼軋制及吐絲溫度表序號鋼種名稱代表鋼號第一架軋機入口溫度℃精軋機入口溫度℃減定機入口溫度℃吐絲溫度℃1優(yōu)碳鋼70950177。10800177。30880177。20800～840從精軋機組和減定徑機組出來的線材進入水冷段。軋件由夾送輥進入吐絲機，成線環(huán)進入斯太爾摩冷卻線進行控制風冷。代表性線材控制冷卻的目的和控冷工藝如下：表42 各鋼種線材控制冷卻的目的和控冷工藝序號鋼種最終目的最終材質(zhì)要求最終組織要求控冷工藝1優(yōu)碳鋼省去拉拔加工前的鉛浴淬火強度高、拉拔性能好，拉拔后韌性高索氏體控制風冷2低合金鋼簡化球化退火接近球化前組織細珠光體延遲冷卻經(jīng)風冷后的線環(huán)在集卷站收集成盤卷后，經(jīng)芯棒旋轉(zhuǎn)、翻平，再由掛卷小車將盤卷掛至P/F線的形“C”鉤上，繼續(xù)冷卻，并進行表面和外形尺寸檢查，剪去超公差和未穿水冷卻的頭尾部，取樣，壓緊打捆，稱重及掛標牌，然后到卸卷站卸卷，排齊，由吊車吊至成品跨呈梯形存放，按合同計劃發(fā)貨。3臺卡斷剪分別設置在13機組前、精軋機組前和減定機組前。落入鐵皮溝的氧化鐵皮，經(jīng)水沖至沉淀池中，定期用抓斗抓出放到濾水池中，濾干后用汽車運走。連鑄冷坯連鑄坯檢查、探傷跟運輸輥道（檢查、踢廢）上料運送坯料稱重加熱爐加熱高壓水除鱗運輸輥道粗軋機組粗軋后飛剪中軋機組中軋后飛剪預精軋機組中間水冷箱飛剪精軋機組控制水冷減定徑機組控制水冷夾送輥吐絲機斯太爾摩冷卻線集卷、掛卷、檢查在線測徑P/F線運輸檢驗打捆、稱重、卸卷入庫連鑄冷坯連鑄坯檢查、探傷運輸輥道（檢查、踢廢）上料運送坯料稱重加熱爐加熱高壓水除鱗運輸輥道粗軋機組粗軋后飛剪中軋機組中軋后飛剪預精軋機組中間水冷箱飛剪精軋機組控制水冷減定徑機組控制水冷夾送輥吐絲機斯太爾摩冷卻線集卷、掛卷、檢查在線測徑P/F線運輸檢驗打捆、稱重、卸卷入庫第五章 孔型設計及速度制度孔型系統(tǒng)的選擇是孔型設計的重要環(huán)節(jié)，選擇是否恰當對軋機的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項消耗指標及生產(chǎn)工藝操作有決定影響，故孔型系統(tǒng)的選擇必需按照具體條件嚴格進行。 2）設備條件，應考慮：軋機布置形式，機架結構形式，機組組成，數(shù)量及參數(shù)，傳動方式，電機能力及調(diào)速范圍，輔助設備的配置及能力。 4）生產(chǎn)工藝操作要求，應考慮：軋制方式是單線還是雙線，孔型共用要求，操作人員的操作習慣和技術水平等。 作為傳統(tǒng)的箱形孔有扁箱和立箱兩種，從此孔型出來的軋件為矩形或方形 ，其主要優(yōu)點有： 1）共用性好。 2）軋件在整個寬度上變形均勻，孔型磨損均勻，變形能耗小。 4）軋輥切槽淺 ，軋輥強度高，可采用較大道次的變形量。箱形孔也有其不可避免的缺點： 1）由于箱形孔的結構特點，難以從中軋出尺寸精確的產(chǎn)品。 3）軋件在孔型中穩(wěn)定性不好，易發(fā)生倒鋼或歪扭，小斷面軋件尤為嚴重。 該孔型系統(tǒng)的主要缺點有： 1)延伸系數(shù)較小，有時會造成軋制道次增加； 2)橢圓件在圓孔型中軋制不穩(wěn)定； 3)軋件在圓孔型中易出耳子；綜合以上各孔型系統(tǒng)的特點，結合當今國內(nèi)、外高線廠廣泛使用之孔型系統(tǒng)，和自身設計的要求特點，本設計粗軋機孔型前兩架選擇箱形孔型系統(tǒng)，后四架選擇橢圓圓孔型系統(tǒng)。/45176。/15176。/0176。 因此，目前預精軋及精軋機組主要采用橢圓圓孔型系統(tǒng)。： 驗算通過。μ1= μ2= μ3=1. 390μ4= μ5= μ6= 2）中軋機組： μ7= μ8= μ9=μ10= μ11= μ12=3）預精軋機組：μ13= μ14= μ15= μ16=4）精軋機組： μ17= μ18= μ19= μ20=μ21= μ22= μ23= μ24=μ25= μ26=驗算：μΣ=μ1μ2μ3┄μ25μ26=f=k1k3() ……（式51） 公式中：k1軋輥材質(zhì)影響系數(shù)，對碳化鎢軋輥 k1= 。 2．軋制速度的確定 各道次軋制速度的確定按下式： Vi=Vi+1/μi+1 ……（式52）