年產60萬噸棒材生產車間工藝設計本科生畢業設計-資料下載頁

【導讀】本設計為年產60萬噸棒材車間工藝設計。產品為Φ16～Φ36mm. 的熱軋帶肋鋼筋和圓鋼，主要鋼種為碳素結構鋼，優質碳素結構鋼，低合金鋼，產品質量執行國家標準。根據成品規格選擇尺寸為。本設計采用全連續軋制生產工藝，全線共有軋機18架，其。中粗軋機6架，中軋機6架，精軋機6架，終軋最大軋制速度為13m/s。（15#）—圓（16#）—橢（17#）—圓（18#）。square－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse. －circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle．。師的指導下進行的研究工作及取得的成果。或學歷而使用過的材料。究所取得的研究成果。文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本。印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。

　　

【正文】 中，費用比較砂輪清理是風鏟清理的 3 倍，二機床與火焰清理費用是風鏟清理的 1/2。 ⑵ 表面氧化鐵皮清除 氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。 清除表面氧化鐵皮的方法有機械法和化學法兩類。對連鑄坯，一般采用化學法清理。對金屬進行酸洗或堿洗屬于化學法清除。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的方法。 坯料加熱 對于熱軋型鋼來說，軋前加熱的目的是提高鋼的塑性以降低剛在熱軋時 的變形抗力，降低軋制壓力，是坯料內外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以避免由于溫度應力過大而造成的嚴重缺陷，改善坯料的組織狀態，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。 現代化棒、線材軋制速度很高，軋制中溫降很小，甚至還出現溫度升高現象，所以棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設備，制定合適的加熱工藝制度對提高車間生產能力，改善產品質量有重要影響。相反，加熱設備選擇不當，加熱制度制定不妥，可能引起鋼的氧化、脫碳、過熱、過燒等缺陷，給軋鋼生產帶來嚴重后果。因此根據本車間的產量大等原因，選擇步進梁式加 熱爐。 坯料加熱工序設計主要考慮：加熱速度、加熱時間、加熱溫度等方面。 ⑴ 加熱速度 鋼的加熱速度指在單位時間內鋼的溫度的變化。加熱速度應根據某溫度范圍內金屬的塑性和導熱性來確定。一般坯料加熱可分為兩個時期，第一個時期是在低溫加熱時間。這個時期由于金屬導熱性和塑性較差，容易造成金屬內外層溫差過大而導致熱應力過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑性和導熱性較差，此時要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低合金鋼在低溫導熱性和塑性較 15 第 15 頁 好，就沒必要采取過低的速度。第二個時期是指高溫加熱時期即金屬加熱到700～ 800℃ 以后，這時金屬的導熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。 ⑵ 加熱時間 加熱時間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時間。加熱時間長短不僅影響爐子產量，也影響鋼材質量。所以合理確定加熱時間對實現正確加熱、提高爐子產量、保證加熱質量和改善爐子的各種技術經濟指標具有重要意義。 加熱時間與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結構以及裝爐溫度等因素有關。確定加熱時間除進行理論計算外，還可根據生產實踐進行估算的方法。實際上運用經驗公式和實際資料是當前設計中確定加熱時間常用的方法。 連續式加熱爐的加熱時間計算的估算公式： BK=T 1 式中 ， T —加熱時間，（ h）； B —鋼料厚度，（ cm）； K1— 考慮鋼的化學成分和其他因素影響的修正系數。 對于連續式加熱爐 K1 值可查表 。 表 各鋼種的影響修正系數 K1 值 ⑶ 加熱溫度 鋼的加熱溫度是指在鋼加熱終了時出爐的表面溫度。鋼加熱的 主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好。但是溫度過高又會產生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個 “上限 ”；另一方面，根據對金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時能保持在一定的溫度上，以期得到理想的內部組織和性能，并保證軋制的順利進行；所以加熱溫度又有一個 “下限 ”。鋼的加熱溫度范圍主要是根據鋼的性質、化學成分和壓力加工工藝要求來確定的。根據合金相圖、塑性鋼 種 K1 值 低碳鋼 ～ 中碳鋼及低合金鋼 ～ 16 第 16 頁 涂及再結晶圖即所謂 “三圖 ”定溫的原則確定加熱溫度。 根據鋼的性質、化學成分和壓力加工工藝要 求來確定加熱溫度。一般低碳鋼溫度范圍較大，高碳鋼和低合金鋼溫度范圍較小，特別是低合金鋼，加熱溫度要嚴格控制。依上述原則，確定鋼坯的加熱溫度見表 。 表 計算產品（ 20MnSi）的時間和加熱溫度 牌號 坯料尺寸 (mm) 加熱時間 (h) 加熱溫度（ ℃ ） 20MnSi 15015010000 1050 鋼材的軋制 鋼的軋制是整個工藝過程的核心，從工藝設計角度來說，它包括幾個方面的內容：制定變形規程、速度規程和溫度規程。 ⑴ 變形規程 在既定的 軋制條件下（工藝、設備條件），完成由坯料到成品的變形過程謂之變形規程。變形規程的主要內容時確定總的變形量和道次變形量。變形量的分配是個重要參數，它是選擇軋機設備、進行工具設計（孔型設計、輥型設計）的重要依據，對軋機產量、產品質量起著決定性作用。 確定變形量的大小和分配要進行綜合的分析和比較。根據金屬的加工性能，電機能力、設備強度、咬入條件以及工具形狀等許多影響因素，一般都是在保證產品質量和機械安全的前提下，盡可能的選用較大變形量，以縮短軋制過程，提高軋機產量。 ⑵ 速度規程 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容。提高軋制速度時現代軋機提高生產率的主要途徑之一。 沿道次實現軋制速度的變化是一些軋機（如初軋機、連軋機）速度規程的主要內容，這些軋機每道次速度的變化是通過傳動軋機的主電機的速度變化而實現的，目前從技術上實現 軋機主傳動調速有三種方法： 直流驅動 、 串級調速 、差動調速 。本 棒材軋機車間內的軋機都采用直流單獨傳動。 按連軋常數分配各道次速度，出口速度最大為 13m/s. ⑶ 溫度規程 溫度規程規定了軋制時的溫度區間，及主要決定軋制時軋件的開軋溫度和 17 第 17 頁 終軋溫度。 一般確定鋼加工時的溫度規程要根據鋼種特 性及其相圖來確定。通常在設計和生產過程中，開軋溫根據鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據；而終軋溫度主要考慮保證產品的組織與性能，保證產品的質量，主要與鋼種有關。 總起來看在確定溫度制度時要考慮下面幾點： ① 根據鋼的化學成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件； ② 在某溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時的能量消耗； ③ 考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損； ④ 獲得軋后成品有細小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機械性能； ⑤ 考慮在此溫度范圍加工，鋼的內部組織情況，不允 許鋼中碳化物成粗大的網狀分布，也不允許鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布； ⑥ 考慮到加工的溫度范圍對軋件頭部和尾部溫度差的影響，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在允許的公差范圍之內。 ⑷ 軋制力 軋制力是確定軋制工藝參數之一，軋制力是決定軋制設備和動力的原始數據，在工藝設計時必須進行計算。確定軋制力的方法有計算法和實測法，這里采用計算法設計。 鋼材的冷卻與精整 精整是軋鋼生產工藝過程中最后一個工序，它包括下述幾個內容。 ⑴ 鋼材的冷卻 經熱軋成形的鋼材，仍處在一個較高的溫度范圍，須經冷卻使鋼材溫度降至常溫。 由于鋼在熱軋后冷卻，在應力作用下可能出現外部或內部裂紋，就必須全部或部分地消除冷卻時鋼中所產生的各種應力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件軋后的余熱，進行控制冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學性能，這就是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對產品最終性能有很重要的影響，因此冷卻制度的確定是控制產品實物質量的不可缺少的重要環節。 冷卻方法分為自然冷卻和控制冷卻。 自然冷卻是指軋后的鋼材在冷床上自然冷卻。凡是在空氣中冷卻不會產生裂紋，對鋼材的組織及性能又無特殊要求時，都可采用這種冷卻方式。 控制冷卻是指軋后的軋件冷卻 過程進行有目的人為控制，以達到預期的產 18 第 18 頁 品內部組織和力學性能。通常是利用軋件軋后的余熱在線處理，用一定的方式控制其冷卻速度來實現的。 目前，對于鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，為提高其力學性能，常使用淬火＋自回火工藝。經淬水控制冷卻的鋼筋其屈服強度和抗拉強度都有較大幅度的提高。 ⑵ 鋼材的切斷 將鋼材切斷成定尺長度，其目的是便于鋼材的運輸和用戶的使用。切斷可用鋸機或剪切機來完成，時軋件的斷面形狀而定。 ⑶ 其它精整工序 除上述各工序外，精整內容還包括成品的熱處理、表面精加工和各種涂層及成品檢驗等，主要視產品的技術要求而 定。成品的質量檢驗內容包括化學成分分析、機械性能檢驗、工藝試驗、低倍組織及顯微組織等。 19 第 19 頁 孔型系統選擇 孔型系統的選擇與軋機的布置和軋件的斷面大小關系密切，對本設計來說，參照新疆八一鋼廠的型鋼生產線的孔型系統，選用孔型為：扁箱（ 1） —方箱（ 2） —橢（ 3） —圓（ 4） —橢（ 5） —圓（ 6） —橢（ 7） —圓（ 8） —橢（ 9） —圓（ 10） —橢（ 11） —圓（ 12） —橢（ 13） —圓（ 14） —橢（ 15）—圓（ 16） —橢（ 17） —圓（ 18）。 原 料為 150mm150mm 的方坯，斷面尺寸比較大，為了去除來料表面之氧化鐵皮及減少刻槽深度，采用一對箱形孔型，箱形孔型之后，為了使軋制變形均勻，采用橢圓－圓孔型系統。此孔型系統有以下優點： （ 1）變形均勻，軋前軋后軋件斷面形狀能平滑地過渡，可防止產生局部應力。 （ 2）由于軋件沒有明顯的棱角，冷卻比較均勻，軋制中有利去除軋件表面的氧化鐵皮。 （ 3）在某些情況下，可由延伸孔型軋出成品圓鋼，因而減少軋輥的數量和換輥的次數。 孔型設計的內容 將鋼錠或鋼坯在軋輥孔型中經過若干次軋制變形，以獲得所需的斷面形狀尺寸和性能的產品，為此而進行的設計和計算工作稱為孔型設計。 孔型設計的內容包括： （ 1）斷面孔型設計 根據原料斷面和成品斷面形狀和尺寸以及對產品性能的要求，確定出變形方式、道次和各道次變形量以及在變形過程中的孔型形狀和尺寸。 （ 2）軋輥孔型設計 即孔型配置。根據斷面孔型設計確定孔型在每機架上的分布及其在軋輥上的位置和狀態，以保證軋件正常軋制，操作方便，且節奏時間最短，成品質量好，軋機生產能力高。 （ 3）軋輥輔件設計 即導衛或誘導裝置的設計。誘導裝置應保證軋件能按照所要求的狀態進出孔型，或者使軋件在孔型以外 發生一定的變形，或者對軋件起一定的矯直或翻 20 第 20 頁 轉作用等。 孔型設計的要求 孔 型設計是否合理，直接影響到成品的質量、軋機的生產能力、產品的成本、勞動條件和勞動強度。因此，合理的孔型設計應滿足以下要求： （ 1） 獲得優質的產品，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，金屬內部殘余應力小，金相組織及機械性能良好。 （ 2） 保證軋機生產率高。合理的孔型設計應能充分發揮軋機設備能力，滿足工藝上的許可條件，以求達到軋機的最高生產能力。 （ 3） 產品成本低。為降低生產成本，必 須降低各種消耗。 （ 4） 勞動條件好，勞動強度小。為保證安全生產，減輕勞動強度，在孔型設計時應考慮軋制過程易于機械化，軋制穩定，便于調整，軋件輔件堅固耐用，裝卸容易。 （ 5） 適應車間的設備條件。孔型設計必須考慮車間各主、輔設備的性能及其布置形式。 計算產品 Ф16mm 熱軋帶肋鋼筋 孔型設計 總延伸系數 ： 1 1=)216( 1 5 01 5 0=FF=μ2n0∑ 根據本軋機的布置形式和選擇的孔型系統，參考有關廠的延伸系數，取平均延伸系數 =μ ，則軋制道次數為： = =μlnμln=n ∑ 采用連續式軋制，取 n=18，初軋 6 道，中軋 6 道，精軋 6 道。 成品 孔型系統的設計 考慮到變形均 勻，本設 計中 成品 孔型系統 采用橢－ 圓系統。按GB14991998，對 Ф16 螺紋鋼的 成品孔 型尺寸進行設計。 ⑴ 成品孔型尺寸 21 第 21 頁 ① 基圓半徑 R： R=[d(0～ )△ ](～ ) =[] =； ② 成品孔內徑開口寬度 B： B=d0(～ ) =