年產(chǎn)65萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 .................................................................... 63 冷床的參數(shù)確定 ................................................................................ 63 起重設(shè)備的選擇 ........................................................................................... 65 導(dǎo)衛(wèi)裝置的選擇 ........................................................................................... 66 活套的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 66 第 8 章 車間平面布置 ................................................................................................ 67 布置的原則及設(shè)備間距的確定 ................................................................... 67 車間平面布置的原則 ........................................................................ 67 設(shè)備間距的確定 ................................................................................ 67 倉庫面積的計(jì)算 ........................................................................................... 68 車間組成及廠房參數(shù) ................................................................................... 69 車間工藝流程 ............................................................................................... 70 總 結(jié) .......................................................................................................................... 71 致 謝 .......................................................................................................................... 72 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 73 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒論 在現(xiàn)代社會(huì)的國民生產(chǎn)中，由于鋼鐵材料的用途十分廣泛，不論農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防建設(shè)，都需要 有質(zhì)量優(yōu)良，品種齊全，數(shù)量足夠的鋼鐵，因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的需求在很長一段時(shí)間內(nèi)都將是很高的。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車用鋼的需求也會(huì)越來越多。 棒材作為鋼鐵產(chǎn)品的組成部分，即便是在當(dāng)前國際經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大環(huán)境下，由于我國采取擴(kuò)大內(nèi)需，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵(lì)發(fā)展房地產(chǎn)業(yè)的政策，棒材的生產(chǎn)仍然十分重要。 棒材產(chǎn)品的用途 現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)包含著許多部門，如工業(yè)，農(nóng)業(yè)，交通運(yùn)輸業(yè)，建筑業(yè)，商業(yè)，衛(wèi)生業(yè) 等等 ，都是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。而冶金工 業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。冶金工業(yè)為機(jī)械制造業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的原料，機(jī)械工業(yè)反過來才能為其它行業(yè)提供優(yōu)良的機(jī)械裝備。 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)。 這是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)所決定，我國過去底子薄、經(jīng)濟(jì)落后，基礎(chǔ)建設(shè)任務(wù)重，必然在一定階段，對(duì)建筑用棒材和機(jī)械加工用棒材需求較大。隨著現(xiàn)代化建設(shè)程度的逐漸提高，棒、線材在鋼材總量中的比例將會(huì)逐步降低，但總量還會(huì)增加。 棒材的生產(chǎn)工藝 棒材的生產(chǎn)特點(diǎn) 棒材以直條交貨，軋制單根棒條可以根據(jù)壓縮比使用坯料。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。 坯料 棒材的坯料現(xiàn)在廣泛采用連鑄坯，對(duì)于某些特殊鋼種也有使用軋坯的情況。對(duì)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。近期電磁攪拌、低溫鑄造等技術(shù)的應(yīng)用，使這些鋼種也可以采用連鑄進(jìn)行生產(chǎn)。 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)。 連鑄時(shí)希望坯料斷面大，而為了適應(yīng)生產(chǎn)小直徑產(chǎn)品，則希望坯料斷面 盡可能小，保證頭尾溫差在一定范圍。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。一些車間為擴(kuò)大產(chǎn)品上限，有時(shí)也需要大斷河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 2 面坯料，這時(shí)粗軋第一架的能力要加大。一般棒材方坯邊長為 120～ 200mm。一個(gè)車間可以選擇兩種規(guī)格坯料，小規(guī)格產(chǎn)品用小斷面坯料。但這時(shí)加熱爐與軋機(jī)的利用率要下降。 當(dāng)軋制合金鋼等高檔次品種時(shí)，為了保證坯料的質(zhì)量，可采用目視檢查，手工清理的方法。對(duì)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。 普鋼小型軋機(jī)使用的坯料斷面應(yīng)在 130mm130mm～ 150mm150mm 左右，坯料單重 ～ ，甚至達(dá) 。單重增加切頭尾量相對(duì)減少，定尺率高，有利于提高金屬的收得率。 加熱可以提高軋件塑性，降低抗力。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。加熱時(shí)要嚴(yán)防過熱和過燒，還要盡量減少氧化鐵皮。對(duì)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。對(duì)于現(xiàn)代化的棒材生產(chǎn)，一般是用步進(jìn)式加熱爐加熱，由于坯料較長，爐子較寬，為提高加熱爐密封性，減少熱量損失，一般采用側(cè)進(jìn)側(cè)出的方式。 軋制 棒材可有多種生產(chǎn)方式進(jìn)行軋制。以往采用橫列式軋機(jī)軋制棒材，軋機(jī)剛度低，加熱溫度總有波動(dòng)，加上橫列式軋輥速度慢、軋制時(shí)間長，導(dǎo)致軋件頭、尾溫差加大，尺寸不一致，并且性能不均，質(zhì)量低。繼而改為二重式，半連續(xù)式和全連續(xù)式。全連續(xù)軋機(jī)采用平立交替，軋件無扭，事故少、產(chǎn)量高，因而實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)，這類車間 一般達(dá)到年產(chǎn) 90 萬噸左右 [2]。 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。連軋是一根坯料同時(shí)在多機(jī)架中軋制，占地少，效率高，產(chǎn)量大。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。 在棒材平立連續(xù)軋制的過程中，前后道次交替地壓下軋件，軋件無需扭轉(zhuǎn)，即便高速軋制，也很平穩(wěn)。軋輥軸線全平布置的連軋機(jī)在軋制中將會(huì)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(duì)塑性差的鋼種也有限制，容易出現(xiàn)角裂。 冷卻和精整 棒材一般的冷卻和精整工藝流程如下： 第 1 章 緒 論 3 精軋 控制冷卻（余熱淬火） 飛剪 冷床 定尺切斷 檢查（探傷） 包裝 在現(xiàn)代化的軋制生產(chǎn)中，棒材的軋制速度一般在 10m/s 左右，軋制變形時(shí)的溫升與散熱抵消以后，溫降較少。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。同時(shí)希望棒材降低軋制溫度，保證下床時(shí)溫度較低。 由于棒材軋制時(shí)軋件出精軋機(jī)的溫度較高，對(duì)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。即使是一般建筑用鋼材，冷床也需要較大的冷卻能力 ，有一些棒材軋機(jī)在軋件進(jìn)入冷床前對(duì)建筑用鋼筋進(jìn)行余熱淬火。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。 小型棒材軋機(jī)的低溫軋制 連軋機(jī)軋制速度高，軋件在軋制過程中產(chǎn)生的變形熱，使軋件溫度基本維持不變甚至升溫，這就為低溫軋制創(chuàng)造了條件。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。 低溫軋制可以細(xì)化晶粒，減少深加工時(shí)的退火和調(diào)質(zhì)等工序，得到產(chǎn)品的特殊機(jī)械性能，這時(shí)軋機(jī)能力更要有富裕 。 建廠依據(jù) 從 70 年代初起，世界主要產(chǎn)鋼大國就開始減少小型型材的套數(shù)，新建高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新型連續(xù)式軋機(jī)，淘汰落后的橫列式軋機(jī)。小型型材的連軋比在美國已達(dá)60%以上，在日本則達(dá) 90%。世界各國近來更是注重研制和使用連鑄連軋等新技術(shù)和新設(shè)備來生產(chǎn)小型型材。 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)。進(jìn)入二十一世紀(jì)，連續(xù)式軋機(jī)占的比例上升到 90%，軋制水平大大提高。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。 近年來我國的小型型材的消費(fèi)量一直占鋼材消費(fèi)量的 25%左右，這是因?yàn)槲覈鳛榘l(fā)展中國家，人口眾多，幅員遼闊，基礎(chǔ)設(shè)施落后，基本建設(shè)任務(wù)還很多，尤其全國范圍內(nèi)，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(shí)間，發(fā)展城鄉(xiāng)的鐵路和公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)也還艱巨，這些都需要消費(fèi)大量的小型材。因此，隨著發(fā)展水平的提高，小型材的需求會(huì)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(huì)略有增長。 現(xiàn)階段國內(nèi)已經(jīng)建設(shè)不少現(xiàn)代化 全連續(xù)棒材廠，在品種方面，滿足基本建設(shè)河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 4 的同時(shí)，積極發(fā)展供需矛盾比較突出的品種，抓住市場機(jī)遇，生產(chǎn)特色產(chǎn)品，增加效益，使企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地 [3]。 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(jí)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(huì)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。 1） 建廠地區(qū)選擇應(yīng)考慮下述要求： 必須符合國家工業(yè)布局的基本原則。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。 2） 建廠地址的選擇，就是在指定的建廠地區(qū)內(nèi)，選擇一塊地方，它在自然和地理待點(diǎn)、運(yùn)輸條件、水電供應(yīng)、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。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。大型企業(yè)多采用鐵路運(yùn)輸，因此應(yīng)該鐵路支線段最短；中、小型企業(yè)多為汽車運(yùn)輸，廠址應(yīng)靠近汽車運(yùn)輸干線 。 5） 離電源、水源最近。 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)。唐鋼內(nèi)部公路、鐵路發(fā)達(dá)，并與外部主干鐵路相連。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，且曹妃甸工程已經(jīng)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。在原有基礎(chǔ)上再上一個(gè)棒材車間，資金充足；人力資源方面，唐鋼擁有熟練的技術(shù)工人， 并且招入了一定的大學(xué)生，后備資源充足。本設(shè)計(jì)車間擬建在唐鋼內(nèi)部 。 第 2 張 產(chǎn)品大綱及坯料選擇 5 第 2 章 產(chǎn)品大綱及坯料選擇 產(chǎn)品大綱的確定 編制產(chǎn)品大綱的原則 1） 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)軋制產(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(duì)于鋼材的需要。 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。要正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與 整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對(duì)路、布局合理。 3） 考