【正文】 型材的套數，新建高產優(yōu)質的新型連續(xù)式軋機，淘汰落后的橫列式軋機。世界各國近來更是注重研制和使用連鑄連軋等新技術和新設備來生產小型型材。進入二十一世紀，連續(xù)式軋機占的比例上升到90%，軋制水平大大提高。近年來我國的小型型材的消費量一直占鋼材消費量的25%左右，這是因為我國作為發(fā)展中國家，人口眾多，幅員遼闊，基礎設施落后，基本建設任務還很多，尤其全國范圍內，在基本解決了溫飽問題之后，解決人民的住房問題還需要很長一段時間，發(fā)展城鄉(xiāng)的鐵路和公路運輸網絡的任務也還艱巨，這些都需要消費大量的小型材?，F階段國內已經建設不少現代化全連續(xù)棒材廠，在品種方面，滿足基本建設的同時，積極發(fā)展供需矛盾比較突出的品種，抓住市場機遇，生產特色產品，增加效益，使企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地[5]。建廠地區(qū)選擇應考慮下述要求：必須符合國家工業(yè)布局的基本原則。，就是在指定的建廠地區(qū)內，選擇一塊地方，它在自然和地理待點、運輸條件、水電供應、布置工廠廠區(qū)及生活區(qū)等方面，都能最大限度地得到滿足。大型企業(yè)多采用鐵路運輸，因此應該鐵路支線段最短；中、小型企業(yè)多為汽車運輸，廠址應靠近汽車運輸干線；、水源最近。唐鋼內部公路、鐵路發(fā)達，并與外部主干鐵路相連。在原有基礎上再上一個棒材車間，資金充足；人力資源方面，唐鋼擁有熟練的技術工人，并且招入了一定的大學生，后備資源充足。第2章 產品大綱及坯料選擇第2章 產品大綱及坯料選擇 產品大綱的確定 編制產品大綱的原則滿足國民經濟發(fā)展對軋制產品的需要，特別要根據市場信息解決某些短缺產品的供應和優(yōu)先保證國民經濟重要部門對于鋼材的需要。要正確處理長遠與當前、局部與整體的關系。考慮軋機生產能力的充分利用和建廠地區(qū)產品的合理分工。做到產品結構和產品標準的現代化，有條件的要考慮生產一些出口產品，走向國際市場[6]。 產品大綱表21 設計年產68萬噸優(yōu)質棒材車間（單位：萬噸）鋼種代表鋼號年 產 量 ( 萬噸 )Φ12～16mmΦ18～22mmΦ24mmΦ26～32mm小計鋼種比例(%)碳素結構鋼Q235432514優(yōu)質碳素結 構 鋼20＃ 45＃4571026合金結構鋼40Cr 20CrMnTi25551725鉚螺鋼ML2ML351113彈簧鋼65Mn60Si2Mn1124低合金鋼20MnSi224合 計(萬噸)1015182568規(guī)格比例%100 坯料選擇棒材生產所用的原料有三種，可分為小鋼錠（用鋼錠直接軋制成材）、鋼（用鋼錠軋制成的坯）和連鑄坯。缺點：使用鋼種少，目前主要用于鎮(zhèn)靜鋼，壓縮比也受一定得限制，也受結晶器得限制，規(guī)格不靈活，連鑄速度較慢，與軋制速度不匹配，工藝難掌握。優(yōu)點：鋼坯是以大鋼錠為原料，經均熱，初軋開坯軋制而成。鋼種不受限制。使用條件：連鑄困難的合金鋼及特殊要求的鋼種以及生產品種較多的車間。缺點：金屬消耗大，成材率低，中間不能進行清理，表面質量差，壓縮比小，產量低。隨著近些年來，連鑄技術得到了飛速發(fā)展，許多連鑄過程中易出現的問題均得到了較好的解決，目前連鑄坯的質量已接近初軋坯，而且今后連鑄技術還會有更大的發(fā)展，由于連鑄自身具有收得率高、工藝簡單、成本低等一系列優(yōu)勢，連鑄坯已逐漸代替了初軋坯的統(tǒng)治地位，綜合以上種種因素，本車間選用連鑄坯為原料。棒材軋制常選用方形坯料，因為這樣有利于延伸系數的分配和減少軋制道次。但為了提高車間產量，減少切損，提高軋機作業(yè)率，希望坯料盡可能長。最大重量的選擇由軋機最后一道次軋制時間計算。所以 G=FγτVK=12121039017=確定坯料長度 取連鑄坯的比重為ρ=103kg/m3 G1=ρV ()所以L0= 取鋼坯長度L=產品斷面面積與終軋速度的大小，以及考慮加熱爐設計時爐底支撐梁的安全性，取鋼坯長度為10m。所以坯料表面缺陷的清理是提高鋼材合格率，保證鋼材質量的重要措施，也是軋鋼生產分成二個階段的重要原因[7]。清理方法名稱清理費用（%）清理方法名稱清理費用（%）風鏟清理100機床清理60砂輪清理307火焰清理53表22 各種清理方法費用比較 本設計采用風鏟清理。5150177。用軋制方法生產鋼材具有生產率高、品種多、生產過程連續(xù)性強，易于實現機械化自動化等優(yōu)點。軋鋼機選擇的主要依據是：車間生產鋼材的品種，產品品種和規(guī)格，生產規(guī)模的大小，以及由此而確定的產品生產工藝過程。一般軋鋼機的機架型式按照結構特點不同可以分為：閉口式、開口式和半閉口式三類。其主要缺點是剛性較差，軋出的產品精度不高。結構簡單，制造容易，具有較高的強度和剛度。實際也是開口式機架的一種。因它兼有換輥方便和剛性較好的優(yōu)點，因此又稱為半閉口機架。 短應力線軋機 軋機的剛性也即剛度是指軋鋼機工作機座在軋制時抵制發(fā)生彈性變形的能力。在一定的軋制壓力作用下剛度系數K越大，工作機座發(fā)生的彈性變形越小，此時軋機剛性越大；反之，剛度系數K值小，工作機座的彈性變形就大，軋機的剛性就差[8]。，改善了軸承和軸承座的受力情況，提高了軸承的使用壽命；，提高了金屬的成材率；，實現了對稱調整和軋輥的整體更換。 平立可轉換軋機采用平立交替式布置是為了滿足靈活的軋制工藝而設計的。機架放置在一個小車上，本身結構與普通二輥軋機機架基本相同。機架與小車用螺栓連接在一起，小車可以水平移動，實現水平軋制換孔槽功能。位置調整好后，由液壓鎖緊缸將機架定位。根據產品大綱及各車間工藝的不同，第一種情況是由中軋機為精軋機輸送形狀正確、尺寸合格的軋件。在相同的開軋溫度情況下，中軋機組軋件溫度為三個機組的最低區(qū)域，而精軋機組的軋件溫度則隨著道次的增加而逐漸有所升高。 平立可轉換軋機采用平立交替式布置，且精軋部分的偶數架軋機可平立轉換，此種布置形式的優(yōu)點：，此種軋機在平輥軋機上采用橢圓孔型，在立軋機上采用圓孔型，這樣在平輥上軋出的橢圓件在水平方向是長軸，增大了軋件與軋機的接觸面積，所以增加了軋件在機架之間運行的穩(wěn)定性；—平布置必須采用側活套。在立式軋機上軋出的成品比水平軋機軋出的成品質量好控制，因為立式軋機的軋輥運行更為平穩(wěn)，成品尺寸波動小，精度高。因為采用平立交替的軋機布置形式利大于弊，且精軋機的偶數架次采用平立可轉換式，可以軋制多種規(guī)格的產品[8]。a—單機架；b—橫列式；c—順列式；d—布棋式；e—半連續(xù)式；f—連續(xù)式 軋鋼機按機架排列的分類軋鋼機布置的基本形式只有三種。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。主要用于生產各種型材、線材和開坯生產。過去我國地方小企業(yè)的軋機基本都是橫列式軋機，現今國內外已基本淘汰。除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關系的各架軋機單位時間內金屬秒流量相等的原則。連續(xù)式布置的軋機是各類軋機發(fā)展的方向。導衛(wèi)裝置使用滑動導衛(wèi)和滾動導衛(wèi)，進口導衛(wèi)的鼻錐(耐磨塊)設計，滾動導衛(wèi)采用油氣潤滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，延長了導板和導輪的使用壽命。其中1旋轉式飛剪置于粗軋機組后，用于切頭切尾和事故碎斷處理。最大剪切直徑為：經余熱處理的棒材為40mm，未經余熱處理的棒材為50mm。整個過程全部由計算機控制，實現剪切作業(yè)的高精度。隨后的動齒條和固定齒條用于接收和冷卻軋件，動齒條自動驅動。隨后，由平移小車將各組棒材送到冷床的輸出輥道以供剪切。此冷床冷卻質量高、冷卻均勻，且具有根據要求自動編組的功能，方便定尺剪切[9]。首先確定總延伸系數 ()式中：μ——壓縮比；F0——鋼坯斷面積；——成品斷面積。其產品橫斷面面積為： 采用165方坯來軋制產品，則其總延伸系數為：設計孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓圓的組合孔型生產系統(tǒng)。軋制道次由于選用了連續(xù)式軋機布置形式，因此選取機架數為18架。綜上所述，18架軋機全線選用短應力線軋機，具體規(guī)格為：粗軋機組6架。平/立布置；形式：短應力線軋機精軋機組6架。 軋輥參數 軋輥材質軋輥由輥身、輥頸和軸頭三部分組成，軸頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置將軋制力傳遞給軋機機架。輥身直接和軋件相接觸。其性能參數見表31：表31軋輥材質、硬度、強度參數機架號軋輥材質硬度（HB）抗彎強度（N/mm2）抗拉強度（N/mm2）1～4鑄鋼310～3508005005～8球墨鑄鐵4308005009～12球墨鑄鐵460125060013～18球墨鑄鐵5141100500 軋輥直徑在進行工藝設計時可以采用兩種方法來預選軋輥直徑：按經驗公式選取；參考相同類型的軋機情況選取。表32 不同軋機的K值范圍軋機名稱大型軋機中型軋機小型軋機K=D/H～～～參考同類車間，為中型軋機。 (D值為最大直徑) 軋輥輥頸直徑和輥頸長度輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數。 （）式中： L——軋輥輥身長度，mm； D——軋輥直徑，mm； k——系數(～)型鋼軋機輥身長度主要取決于孔型配置、軋輥的抗彎強度和剛度。 軋輥軸承軋輥軸承是軋機工作機座中重要部件，應根據軋機的結構及工作條件選用。 軋輥的調整機構軋輥的調整機構包括壓下機構和軸向調整機構。該軋機的壓下機構采用液壓馬達驅動渦輪蝸桿，使拉桿轉動，在拉桿上加工有與軸承座中壓下螺母相嚙合的左右旋螺紋，使上下軸承座實現了同步對稱調整，兩蝸桿可以分開，以實現左右兩邊軸承座的分別調整。在壓下機構上還設計安裝了編碼器和壓下量指示器，以便觀察和遙控輥縫調整。由于軋輥的孔型主要靠軋輥開槽位置的精確定位來保證，因此軋機的軸向調整量一般較小，本軋機為3mm，且不需要經常調整。表33 軋輥參數機架號軋輥直徑D(mm)輥身長度L(mm)輥頸直徑d(mm)輥頸長度l(mm)168076035032026807603503203680760350320468076035032056607603403206660760340320760075032028086007503202809600750320280106007503202801160075032028012600750320280134407502202201444075022022015440750220220164407502202201736065018018018360650180180第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設計第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設計 孔型設計的要求與基本原則成品質量好：包括產品斷面幾何形狀正確，尺寸公差合格，表面光潔，無缺陷，機械性能好；軋機產量高：合理的孔型設計應使軋制節(jié)奏時間最短，一般情況是軋制勻形，使串輥的次數最少，這些有可能提高軋機的作業(yè)率；產品的成品低，即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術經濟指針降到最低；適應平立軋機的設備條件。橢圓孔磨損也較為均勻（相對方進橢）。這樣可以減少孔型數量，減少換孔或換輥次數，提高軋機的作業(yè)率。因此孔型磨損均勻，且變形能耗少。．箱形孔型在軋輥上的切槽淺．軋輥強度較高，故允許采用較大的道次變形量。其缺點如下：，難以從箱形孔型軋出幾何形狀精確的軋件。，采用箱形孔型軋制大型和中型斷而時軋制穩(wěn)定，軋制小型斷面時穩(wěn)定性較差。 橢圓－圓孔型系統(tǒng) 橢圓圓孔型系統(tǒng)該孔型系統(tǒng)特點如下：變形較為均勻。鑒于橢圓－圓孔型系統(tǒng)的上述特點，主要是由于延伸系數小，增加了軋制道次，使軋機工作效率低，產量降低和成本的提高，但是由于質量好，減少了精整工序和精整設備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補償所增加的成本。特別是軋制線材的45176。綜上所述，本設計的Φ24棒材的孔型系統(tǒng)為箱型孔與橢圓－圓孔型系統(tǒng)的組合。 分配延伸系數分配延伸系數的依據：，軋件的溫度較高，氧化鐵皮多，摩擦系數小，咬入困難，此時延伸系數的分配主要考慮咬入條件的限制；，咬入條件大為改善，此時充分利用軋件溫度高，塑性好，變形抗力低的特點，給以大變形；，減少孔型磨損，提高軋輥使用壽命，以及降低能耗，應采用較小的延伸系數，此外，由于橢圓孔和圓形孔的不特點，橢圓孔的延伸系數比圓形孔的相對大些。 軋制各道次面積的確定由延伸系數與軋件斷面面積關系，確定各道次軋件斷面面積：單位（mm2）表43 各道次軋件斷面面積道次面積道次面積110211312413514615716817918