【正文】 ～ 第 20 頁 (160mm179。 從鋼水到線材成品， 用連續(xù)坯比用初軋坯工序能耗低 ， 成材率高 10%左右，因此隨著連續(xù)技術(shù)的日榛成熟和廣泛采用，設(shè)計(jì)高速線材軋機(jī)時(shí)應(yīng)選擇連鑄坯作為原料。金屬氧化損失一般占鋼坯重量的 1%。 Wb= cW1 1%? + （ 31） 式中 Wb— 鋼坯單支重量，㎏； cW — 成品盤卷重量，㎏。但對(duì)于高速線材軋機(jī)的連軋工藝，要保持各機(jī)架間金屬秒流量相等，即應(yīng)保持。 鋼坯邊長 ba 確定之后，鋼坯長度即可確定： LB = 179。 根據(jù)以上計(jì)算式，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，故得本次設(shè)計(jì)的坯料規(guī)格為 150mm179。 15000mm；鋼坯單支重量為 2565kg；成品盤卷重量為 。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到 降低 各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗 是 指定產(chǎn)品工藝過程的總要求。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度、 鋼組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求時(shí)制定工藝過程的首要依據(jù)。它反映了金屬在加工過程中扥安逸程度，決定并影響了我們對(duì)金屬采用何種加工方式和方法，決定并影響了我們選擇工序內(nèi)容和確定工藝參數(shù)。 （ 3） 生產(chǎn)規(guī)模大小 產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、坯料尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動(dòng)力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會(huì)相應(yīng)提高。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。 （ 5）工人的勞動(dòng)條件 工藝過程中采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。 生產(chǎn)工藝流程的確定 高速線材軋機(jī)的工藝 特點(diǎn) 可以概括為連續(xù)、高速 、無扭和控冷，其中高速軋制是最主要的工藝特點(diǎn)。故，此次設(shè)計(jì) 選用一套國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝 流程。 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述 鋼 坯準(zhǔn)備 第 23 頁 本車間 所需要的坯料全部采用外購 ， 坯 料 應(yīng) 執(zhí)行 YB202183 標(biāo)準(zhǔn) 。 鋼 坯 存放 高速線材軋機(jī)所采用的鋼坯通常較長，為便存放和吊運(yùn)，一般把鋼坯順倉庫跨的長度方向成排地放在格架中。在格架內(nèi)鋼坯堆放高度為 3～ 4m，格架內(nèi)寬和電磁吊每次吊運(yùn)最多的鋼坯總寬度一致。當(dāng)然，為避免鋼坯混號(hào)，要按鋼種分別存放。碳素結(jié)構(gòu)鋼坯的檢查多為人工目檢；合金鋼坯或特殊鋼坯檢查多在表面除鱗后用渦流探傷檢查。 一般認(rèn)為在線材生產(chǎn)上布置鋼坯表面清理設(shè)施是不合理的，因?yàn)殇撆髯鳛檫B鑄或開坯軋機(jī)的產(chǎn)品，應(yīng)保證其質(zhì)量合格。 鋼 坯 稱量 鋼 坯稱量包括稱重和測(cè)長。 鋼 坯 加熱 目前高速線材軋機(jī)采用較低的開軋溫度和相應(yīng)的出爐溫度。之所以采用較低的開軋溫度和出爐溫度是基于高速線材軋機(jī)的粗軋和中軋機(jī)組的軋件溫降小，而且軋件在精軋機(jī)組還升溫。加熱溫度 900℃比 1050℃金屬燒損低 %，而產(chǎn)品總能耗減少 179。 109J/t，軋制電耗增加179。 第 25 頁 軋前除鱗 由于在高速線材軋機(jī)生產(chǎn)中，軋件至少要經(jīng)過 19 道次以上的兩個(gè)方向反復(fù)軋制壓縮，鋼坯加熱時(shí)產(chǎn)生的氧化鐵皮早已脫落干凈，并在總延 伸系數(shù)不小與 71 的延伸變形中徹底消除了氧化鐵皮脫落斑痕，因而生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼在軋制前無需設(shè)置氧化鐵皮清除工序和設(shè)施，亦不會(huì)應(yīng)此產(chǎn)生產(chǎn)品表面質(zhì)量問題。 軋 制 鋼的軋制是整個(gè)工藝過程的核心，從工藝設(shè)計(jì)角度來說，它包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。變形規(guī)程的主要內(nèi)容時(shí)確定總的變形量和道次變形量。 確定變形量的大小和分配要進(jìn)行綜合的分析和比較。 ② 速度規(guī)程 選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度 是 速度制度的主要內(nèi)容。 對(duì)于線材軋機(jī)，各道次軋件的軋出速度根據(jù)秒流量相等，即通過連軋常數(shù)來確定各道次的軋出速度 。 隨著線材軋制速度的提高，軋后控制冷卻成為必不可少的一部分，為了保證對(duì)溫度的控制，一般采用降低開軋溫度的辦法 。 軋后切頭及切尾 由于高速無扭線材精軋機(jī)組是采用微張力軋制，在軋件頭部及尾部失張段將出現(xiàn)斷面尺寸大于公稱斷面尺寸偏差。通常要將此超偏差段切除后交貨。超差段亦可在集卷時(shí)用可伸入集卷筒內(nèi)的鐮刀形剪自動(dòng)切除，但集卷后排除切頭困難。 線材盤卷的壓緊捆扎 由于高速線材軋機(jī)所生產(chǎn)的線 材大多是大盤重產(chǎn)品，又經(jīng)過控制冷卻在較低溫度（一般在 400℃ ）集卷，盤卷較為膨松。 對(duì)于線圈直徑∮ 1050mm，盤卷直徑∮ 1250/∮ 850mm 的盤卷，未壓實(shí)前每 100kg 高為 120mm（光面盤條）和 130mm（螺紋盤條）；壓緊后應(yīng)為每100kg 高 100mm。 捆扎材料通常是∮ ～∮ 線材或冷軋包裝帶鋼，每個(gè)盤卷應(yīng)均勻捆扎 4道。 盤卷稱重和掛標(biāo)牌 高速線材軋機(jī)產(chǎn)品盤重較大。標(biāo)牌由人工綁掛在盤卷上，作為出廠標(biāo)記和供生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)用。 生產(chǎn)設(shè)備分類 金屬壓力加工車間的生產(chǎn)設(shè)備可分為： （ 1） 主要設(shè)備 主要設(shè)備 是以實(shí)現(xiàn)金屬成形為目的 ， 在旋轉(zhuǎn)的軋輥間以壓力使金屬 產(chǎn)生塑性變形的機(jī)械設(shè)備。對(duì)主要設(shè)備，應(yīng)在預(yù)選的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的設(shè)備負(fù)荷計(jì)算以及零部件強(qiáng)度校核計(jì)算。 對(duì)輔助設(shè)備，一般不進(jìn)行驗(yàn)算，可在主要設(shè)備確定之后，再確定與之配套的輔助設(shè)備。 （ 2）滿足生產(chǎn)方案及生產(chǎn)工藝流程的要求。 （ 4）要考慮設(shè)備之間的合理配置與平衡。 主要設(shè)備 軋機(jī)的組成 該生產(chǎn)線由 27 個(gè)機(jī)架組成，為全 連續(xù)式 布置 。中軋機(jī)組四架，人字齒輪節(jié)圓直徑為 430mm，輥身長為 500mm。精軋機(jī)組 10 架，人字齒輪節(jié)圓直徑均為 212mm，輥身長度均為 72mm。其工作機(jī)座多采用閉口式軋機(jī)，亦有采用預(yù)應(yīng)力軋機(jī)和短應(yīng)力軋機(jī)的。水平二輥串列式粗軋機(jī)組一般縱向軋制線固定，采用工作機(jī)座橫移的方式更換軋槽。因?yàn)楹辖痄摰呐まD(zhuǎn)變形抗力大而且塑性差，易于在扭轉(zhuǎn)、軋制時(shí)出現(xiàn)軋制 事故和扭轉(zhuǎn)裂紋而造成軋廢，而對(duì)于價(jià)格較為昂貴、軋制批量又較小的合金鋼線材生產(chǎn)，任何軋廢將嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)效益，因此無扭轉(zhuǎn)軋制對(duì)于合金鋼線材的粗、中軋就顯得必要了。 (3) 采用短中心距緊湊式軋機(jī)布置 這種形式的粗軋機(jī)組是 20 世紀(jì) 80 年代初期發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)連鑄坯已被普遍認(rèn)為是線材生產(chǎn)的合理原料，而且連鑄坯技術(shù)的日臻成熟，也使人們認(rèn)識(shí)到（ 120mm179。 150mm) 斷面的連鑄方坯是連鑄生產(chǎn)的合理斷面，同時(shí)增大線材盤重以提高線材軋機(jī)的 生產(chǎn)效率也是各線材生產(chǎn)廠家所希望的，因此在 20世紀(jì) 70年代建設(shè)的線材軋機(jī)普遍使用 100mm179。 120mm） (150mm179。為滿足這種需要，首先美國摩根公司開始，隨后有摩哥斯哈瑪、伯利恒鋼鐵等公司相繼推出原理相同而結(jié)構(gòu)大同小異的幾種 第 29 頁 短中心距緊湊 式軋機(jī)。 （ B） 預(yù)精軋、精軋機(jī)組的布置形式 預(yù)精軋機(jī)組由 4 架平立交替布置的懸臂式機(jī)架組成。壓下裝置為手動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)，各架由電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。 10 個(gè)機(jī)架封閉于一個(gè)可開啟的保護(hù)罩內(nèi)，并設(shè)有“魚線”及事故廢鋼箱。 軋輥的工作特點(diǎn)如下： （ a） 作時(shí)承受很大的軋制壓力及力矩，有時(shí)還有動(dòng)載荷 （ b） 在高溫或溫度變化很大的條件下工作 （ c） 由于軋輥在軋制過程中不斷被磨損，故直接影響軋件質(zhì)量，也影響軋輥壽命． 軋輥的分類： （ a） 孔型的軋輥 （ b） 面軋輥 （ c） 特殊軋輥 主要參數(shù)是輥身直徑及輥身長度 以及輥頭、輥徑的尺寸，本設(shè)計(jì)的軋輥 各部分 尺寸見表 51。 中軋機(jī)組選用的軋輥其硬度應(yīng)較粗軋機(jī)組的高，硬度值可達(dá) HS67，材質(zhì)以珠光體球墨鑄鐵或貝氏體球墨鑄鐵為好。以碳化鎢最為理想，它壽命高，軋輥粗糙度低。 (3) 主電機(jī) 軋機(jī)主電機(jī)的類型主要根據(jù)軋機(jī)的工作制度和控制要求來選擇。不可逆工作制是指軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終保持不變。根據(jù)軋制過程中軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)是否變化，不可逆工作制又分為速度不變和速度可變兩種。具體電機(jī)參數(shù)見 表 52。 2 957 2310 4620 6000/900 6 孔型系統(tǒng)選擇及孔型設(shè)計(jì) 孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 將鋼錠或鋼坯在軋輥孔型中經(jīng)過若干次軋制變形，以獲得所需的斷面形狀尺寸和性能的產(chǎn)品，為此而進(jìn)行的設(shè) 計(jì)和計(jì)算工作稱為孔型設(shè)計(jì)。 （ 2）軋輥孔型設(shè)計(jì) 即孔型配置。 （ 3）軋輥輔件設(shè)計(jì) 即導(dǎo)衛(wèi)或誘導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)。 （ 4）高速線材軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，還應(yīng)包括準(zhǔn)確地編制設(shè)定軋制程序表。因此，合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，即保證成品斷面幾何形狀正確，斷面尺寸精度合格，表面光潔，無折疊，裂紋等表面缺陷，金屬內(nèi)部殘余應(yīng)力小，金相組織及機(jī)械性能良好。合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)能充分發(fā)揮軋機(jī)設(shè)備能力，滿足工藝上的許可條件，以求達(dá)到軋機(jī)的 最高生產(chǎn)能力。為降低生產(chǎn)成本，必須降低各種消耗。為保證安全生產(chǎn)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，在孔型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮軋制過程易于機(jī)械化，軋制穩(wěn)定，便于調(diào)整，軋件輔件堅(jiān)固耐用，裝卸容易?？仔驮O(shè)計(jì)必須考慮車間各主、輔設(shè)備的性能及其布置形式。粗、中軋機(jī)組的設(shè)備多是水平二輥軋機(jī)順列式布置，軋機(jī)強(qiáng) 度大。產(chǎn)品質(zhì)量尺寸精度高。 由奇數(shù)道次組成的粗、中軋機(jī)組的延伸孔型系統(tǒng)，以選擇箱（變態(tài)箱）— 橢圓（雙弧橢圓） — 圓 — 橢圓 — 圓的組合孔型系統(tǒng)最理想，也可選用箱— 橢圓 — 方 — 橢圓 — 圓的組合孔型系統(tǒng)。 而本次設(shè)計(jì)的軋制道次為奇數(shù)道次，故選擇箱 — 橢圓 — 圓 — 橢圓 — 圓的組合孔型系統(tǒng)。這一孔型系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 適合與相鄰機(jī)架軋輥軸線與地平線呈 45176。 ， 75176。 ， 90176。 相互垂直的布置； （ 2） 變形平穩(wěn)，內(nèi)應(yīng)力小，可得到尺寸精確、表面光滑的軋件或 第 33 頁 成品； （ 3） 橢圓 圓孔型系統(tǒng)，可借助調(diào)整輥縫值得到不同端面尺寸的軋件，增加了孔型樣板、孔型加工的刀具和磨具、軋輥輥片和導(dǎo)位裝置的共用性，減少了備件，簡(jiǎn)化了管理； （ 4） 這一孔型系統(tǒng)的每一個(gè)圓孔型都可以設(shè)計(jì)成既是延伸孔型又是有關(guān)產(chǎn)品的成品孔型，適合于用一組孔型系 統(tǒng)軋輥，借助甩去機(jī)架軋制多種規(guī)格產(chǎn)品。 預(yù)精軋、精軋機(jī)組孔型延伸系數(shù)的分配 預(yù)精軋機(jī)組，一般由 4個(gè)機(jī)架 組成，承接由中軋機(jī)組供給的同一尺寸的圓形軋件，經(jīng) 2～ 3 組不同尺寸的橢圓 圓孔型系統(tǒng)，采取調(diào)整孔型高度的方法軋出 4～ 6 種圓形軋件供給精軋機(jī)組。 精軋機(jī)組一般由 8～ 10 個(gè)機(jī)架組成，多數(shù)為 10 個(gè)機(jī)架。從中軋機(jī)組或預(yù)精軋機(jī)組來的軋件一般為Φ 6～ 。 精軋機(jī)組各架延伸系數(shù)的分配，除第一架外，大體上是均勻的。 其他道次的延伸系數(shù)，在橢圓孔型和圓孔型中也有所不同。在同一機(jī)組不同道次的橢圓孔型中延伸系數(shù)的波動(dòng)值為～ 。 在圓形孔型中的延伸系數(shù)為 ～ ，一般都略低于精軋機(jī)組的平均延伸系數(shù)。在同一架次軋制不同產(chǎn)品時(shí)延伸系數(shù)的波動(dòng)值為 ～。 。 ） 179。 ]179。 = kB =(～ )d=179。 第 35 頁 則 0 008 .2 9 7 .9 3 c o s 3 0a r c 3 07 .9 3 c o s 3 0 1 .4 5tg? ?????? 所以孔型的兩側(cè)用切線擴(kuò)張 (4) 驗(yàn)算精軋孔型充滿情況： 取橢圓孔型中的寬展系數(shù) 成 品孔型中的寬展系數(shù) y? ?。 = 成品孔型中軋件的尺寸為： h= b=+()179。取橢圓孔型的充滿程度為 ，則橢圓孔型的 1 1 .3 6 1 2 .4 80 .9 1kB m m?? 再依 kh =， kB =，計(jì)算橢圓圓弧半徑 R。由經(jīng)驗(yàn)可知進(jìn)入精軋機(jī)組的軋件尺寸為Ф 20mm，故將延伸系數(shù)按照如下分配