棒材车间工艺设计
年产120万吨棒材车间工艺设计
目录摘要 (II)ABSTRACT (II)第1章绪论.............................................................................................................................. - 1 - 1.1我国小型棒材的发展.......................................................................................................... - 1 - 1.1.1 小型线棒材轧机的连续化.............................................................................................. - 1 - 1.1.2 产品升级.......................................................................................................................... - 1 - 1.2我国小型线棒材的生产现状.............................................................................................. - 1 - 第2章产品方案...................................................................................................................... - 3 - 2.1 产品方案的制定................................................................................................................. - 3 - 2.1.1 产品方案的选择原则...................................................................................................... - 3 - 2.1.2 产品方案的确定.............................................................................................................. - 3 - 2.2 产品标准与技术要求......................................................................................................... - 3 - 2.2.1 热轧带肋钢筋相关技术要求.......................................................................................... - 3 - 第3章坯料的选择及金属平衡表.......................................................................................... - 5 - 3.1 坯料选择............................................................................................................................. - 5 - 3.2 金属平衡表......................................................................................................................... - 5 - 第4章制定生产工艺.............................................................................................................. - 6 - 4.1 生产工艺的制定................................................................................................................. - 6 - 4.1.1 制定生产工艺的原则...................................................................................................... - 6 - 4.1.2 生产工艺流程图.............................................................................................................. - 6 - 4.1.3 轧制方案制定.................................................................................................................. - 7 - 4.2 生产工艺过程..................................................................................................................... - 7 - 4.2.2 坯料加热.......................................................................................................................... - 7 - 4.2.3 钢材的轧制...................................................................................................................... - 8 - 4.2.4 钢材的冷却与精整.......................................................................................................... - 8 - 第5章产品的工艺设计.......................................................................................................... - 9 - 5.1孔型系统选择...................................................................................................................... - 9 - 5.2 孔型设计的内容................................................................................................................. - 9 - 5.3 孔型设计的要求................................................................................................................. - 9 - 5.4 带肋钢筋的孔型设计......................................................................................................... - 9 - 5.4.1.连铸坯断面积................................................................................................................... - 9 - 5.4.2根据不同孔型分配延伸系数......................................................................................... - 10 - 5.4.3计算各机架的延伸系数................................................................................................. - 11 - 5.4.4延伸系数分配的校核..................................................................................................... - 11 -5.6孔型尺寸计算.................................................................................................................... - 11 - 5.6.1成品孔与成品前孔的尺寸计算..................................................................................... - 12 - 5.6.2成品前孔的设计............................................................................................................. - 13 - 5.6.3成品再前孔设计............................................................................................................. - 14 - 5.6.4箱型孔的设计................................................................................................................. - 14 - 5.6.3圆孔和椭圆孔的设计..................................................................................................... - 16 - 5.7轧辊直径............................................................................................................................ - 17 - 5.8辊身长度............................................................................................................................ - 18 - 5.9轧辊轴承............................................................................................................................ - 18 - 5.10确定轧辊辊颈直径和辊颈长度...................................................................................... - 19 - 5.11 轧机主传动..................................................................................................................... - 20 - 5.11.1 减速机和齿轮机座...................................................................................................... - 20 - 5.11.2 电机.............................................................................................................................. - 20 - 5.12.3 连接轴.......................................................................................................................... - 20 - 5.12 咬入角的计算................................................................................................................. - 21 - 5.13 前滑值的计算................................................................................................................. - 21 - 5.13.1摩擦系数f的选择........................................................................................................ - 21 - 5.13.2中性角 的计算............................................................................................................ - 21 - 5.13.3前滑值h S的计算 .......................................................................................................... - 21 - 5.14 轧辊转速及电机速度的确定......................................................................................... - 22 - 5.15 轧制节奏......................................................................................................................... - 22 - 5.15.1 轧制间隙时间.............................................................................................................. - 22 - 5.15.2 各道次轧制间隙时间.................................................................................................. - 23 - 5.15.3 总间隙时间.................................................................................................................. - 23 - 5.16轧钢机产量的计算.......................................................................................................... - 23 - 5.16.1 轧钢机产量概述.......................................................................................................... - 23 - 5.16.2 车间年产量的计算...................................................................................................... - 25 - 第6章工艺参数计算与校核................................................................................................ - 26 - 6.1轧制温度的计算................................................................................................................ - 26 - 6.2轧制压力计算及电机校核................................................................................................ - 27 - 6.2.1 平均单位压力的计算.................................................................................................... - 27 - 6.2.2 总轧制压力模型............................................................................................................ - 28 - 6.3 轧制力矩的计算............................................................................................................... - 28 - 6.4 附加摩擦力矩的计算....................................................................................................... - 29 - 6.4.1 计算轧辊轴承中的附加摩擦力矩................................................................................ - 29 - 6.4.2 传动机构中的摩擦力矩................................................................................................ - 29 - 6.4.3附加摩擦力矩................................................................................................................. - 29 -6.5 静力矩的计算...................................................................................................................... - 30 - 6.6 等效力矩的计算............................................................................................................... - 30 - 6.7 电机功率的计算............................................................................................................... - 30 - 6.8 对辊身进行弯曲强度的校核........................................................................................... - 30 - 6.9 对辊颈进行弯曲和扭转校核........................................................................................... - 31 - 6.10对辊头验算扭转强度...................................................................................................... - 32 - 第7章辅助设备的选择........................................................................................................ - 33 -7.1上料台架............................................................................................................................ - 33 - 7.2钢坯称量装置.................................................................................................................... - 33 - 7.3拉料辊................................................................................................................................ - 33 - 7.4立式活套器........................................................................................................................ - 34 - 7.5水冷装置............................................................................................................................ - 34 - 7.6冷床.................................................................................................................................... - 34 - 7.7打捆机................................................................................................................................ - 35 - 结论...................................................................................................................................... - 36 - 参考文献.................................................................................................................................. - 38 -致谢...................................................................................................................................... - 38 -摘要本设计为年产120万吨棒材车间工艺设计。
年产90万吨棒材车间设计设计说明
年产90万吨棒材车间设计设计说明年产90万吨棒材车间设计摘要本设计为年产90万吨棒材车间工艺设计。
品种为圆钢和螺纹钢的小型棒材厂，在此选择Φ16mm的圆钢作为典型产品进行该车间的设计。
本设计采用全连续轧制生产工艺，全线共有轧机18架，其中粗轧机6架，中轧机6架，精轧机6架，终轧最大轧制速度为16m/s。
采用主要工艺流程为选定坯料→加热→除鳞→轧制（粗、中、精轧）→冷却（水冷、风冷）→打捆→检查→入库。
棒材以定尺交货，横列式、半连续式、全连续式各种轧机都可以进行生产。
采用全连续式平立交替布置轧机，以保证产量减少事故。
此设计以设计任务书出发，首先论述了棒材的发展概况和市场需求，建厂的必要性和可能性，然后选择典型产品的产品大纲的制定、轧机的选择、孔型系统的选择及典型产品的孔型设计、力能参数的计算及校核、辅助设备的选取、车间布置等。
关键词:车间设计；孔型设计；棒材ABSTRACTThis is the technology design for producing 900,000 tons of hot rolled bar workshop per year.Round steel with diameter of 16 mm is chosen as typical product of the workshop to be designed. And we carry out national standard during the production.We use continuous rolling technology ，there is 18 mill in common ,6 for roughing mill ,6 for medium mill ,6 for finishing mill .The largest end mill speed is about 16m/s .This paper also analyzed the contemporary rod production in China. A series of problems to be solved are put forward. The design bases on the design paper, which firstly states the development. The necessity and possibility of setting up a plant are also discussed.Then the design is set out in certain procedures, mainly including the making of product outline, choosing mills, choosing pass system, designing of pass in typical products force and energy parameters calculating and checking, auxiliary equipment, choosing workshop arrangement.Keywords: workshop design，pass design，bar目录摘要 (I)ABSTRACT................................................................................................................. I I 目录. (III)引言 (1)第1章文献综述 (2)1.1我国线棒材发展现状 (2)1.1.1 产能高 (2)1.1.2 生产装备参差不齐 (2)1.1.3 管理水平逐年提高 (3)1.1.4 高质量、高附加值的经济线材少 (3)1.2棒材的种类和用途 (3)1.3市场对棒材的质量要求 (4)1.4棒材的生产特点 (4)1.5棒材的生产工艺 (4)1.5.1 坯料 (4)1.5.2 加热和轧制 (5)1.5.3 棒材的冷却和精整 (6)1.6棒材轧制的发展方向 (6)1.6.1 连铸坯热装热送或连铸直接轧制 (6)1.6.2 柔性轧制技术 (6)1.6.3 高精度轧 (7)1.6.4 继续提高轧制速度 (7)1.6.5 低温轧制 (7)1.7棒材生产的目的和意义 (8)第2章建厂依据和产品大纲 (9)2.1建厂依据 (9)2.2厂址的选择 (9)2.2.1建厂地区选择应考虑的要求 (10)2.3产品大纲的确定 (11)2.3.1 产品的标准 (11)2.3.2 产品大纲编制时应注意的问题 (11)2.3.3 产品方案的主要内容 (12)2.4产品质量 (12)2.5产品大纲 (13)2.6坯料选择 (14)2.7坯料选用所考虑因素 (15)2.7.1 坯料形状尺寸 (15)2.7.2 钢坯的重量 (15)2.7.3 坯规格及允许偏差 (15)2.7.4 坯料的检查与清理 (16)第3章轧机选择及工艺流程 (17)3.1轧机型式对比与选择 (17)3.1.1开式机架 (17)3.1.2闭式机架 (17)3.1.3半闭口机架 (17)3.1.4无牌坊轧机 (17)3.1.5悬臂式机架 (18)3.1.6平立可转换轧机 (19)3.2轧机布置选择比较 (21)3.2.1横列式轧机 (21)3.2.2顺列式布置的轧机 (22)3.2.3连续式布置的轧机 (22)3.2.4轧机机架数确定 (23)3.3棒材轧制生产工艺的制定 (24)3.3.1 制定生产工艺的原则 (24)3.3.2 生产工艺流程图 (25)3.3.3 生产工艺特点 (27)3.3.4 轧制方案制定 (27)3.4.1 坯料表面预处理 (27)3.4.2 坯料加热 (28)3.4.3 钢材的轧制 (29)3.4.4 钢材的冷却与精整 (31)3.5轧辊的各个参数 (31)3.5.1轧辊的材质选择 (32)3.5.2轧辊直径 (33)3.5.3辊身长度 (34)3.5.4轧辊轴承 (35)3.5.5轧辊辊颈直径和辊颈长度的确定 (36)3.5.6轧辊的调整机构 (37)3.6轧机主传动 (38)3.6.1 减速机和齿轮机座 (38)3.6.2 电机 (38)3.6.3 连接轴 (39)第4章孔型系统选择与设计 (41)4.1孔型设计理论 (41)4.1.1孔型设计的内容 (41)4.1.2孔型设计的基本原则 (41)4.1.3孔型设计考虑的几点因素： (41)4.2孔型系统的选择 (42)4.2.1棒材的连轧 (42)4.2.2连轧孔型设计原则 (42)4.2.3棒材孔型系统 (43)4.3孔型的设计计算 (45)4.3.1典型产品 (45)4.3.2 轧制各道次面积的确定 (48)4.4成品孔型的设计 (48)4.4.1箱型孔的设计 (50)4.4.2圆孔和椭圆孔的设计 (51)第5章轧制节奏图表与产量计算 (55)5.1咬入角的计算 (55)5.2前滑值的计算 (55)5.2.1摩擦系数f的选择 (55)5.2.2中性角的计算 (55)5.2.3前滑值h S的计算 (55)5.3轧辊转速及电机速度的确定 (56)5.4轧制节奏图表 (56)5.4.1 轧制间隙时间 (56)5.4.2 各道次轧制间隙时间 (57)5.4.3 总间隙时间 (58)5.5轧钢机产量的计算 (59)5.5.1 轧钢机产量概述 (59)5.5.2 车间年产量的计算 (61)5.6提高轧钢机产量的主要途径 (62)第6章力能参数的校核 (63)6.1轧制温度的计算 (63)6.1.1 轧制道次中的温度变化的影响因素 (63)6.1.2 各道次轧制温度的确定 (64)6.2轧制力能计算及电机校核 (66)6.2.1 平均单位压力的计算 (66)6.2.2 总轧制压力模型 (66)6.3轧制力矩的计算 (67)6.4附加摩擦力矩的计算 (68)6.4.1 轧辊轴承中的附加摩擦力矩 (68)6.4.2 传动机构中的摩擦力矩 (68)6.4.3附加摩擦力矩 (68)6.4.4 辐射热所引起的温降计算 (69)6.5空转力矩的计算 (69) (69)6.8电机功率的计算 (70)6.9对辊身计算弯曲强度 (70)6.10对辊颈计算弯曲和扭转强度 (71)6.11对辊头验算扭转强度 (72)第7章辅助设备的选择 (73)7.1选择原则 (73)7.2加热设备 (73)7.2.1入炉设备 (73)7.2.2 出炉设备 (74)7.2.3 炉型的选择 (74)7.2.4 加热炉产量计算 (76)7.2.5 炉子尺寸的计算 (76)7.3导位、活套设备 (78)7.3.1 导卫装置 (78)7.3.2 活套活套的设计 (78)7.4剪切设备的选择 (79)7.4.1 1#飞剪机 (79)7.4.2 2#飞剪机 (81)7.4.3 3#倍尺剪 (82)7.4.4 4#定尺剪 (83)7.5冷床的选择 (85)7.5.1冷床的结构与形式 (85)7.5.2冷床的参数确定 (86)7.6起重设备的选择 (88)7.6.1 起重机 (88)7.6.2 辊道的选用 (90)7.7堆垛机 (91)7.8打捆机 (91)第8章棒材厂工艺平面布置 (92) (92)8.3设备间距的确定 (93)8.3.1 热炉到第一架轧机距离的确定 (93)8.3.2 轧机间距的确定 (94)8.3.3 水冷区域的确定 (94)8.4制动裙板 (95)8.5厂房布置 (95)8.6仓库面积计算 (96)8.6.1原料仓库面积的计算 (96)8.6.2 成品仓库面积的计算 (96)8.7车间其他设施面积的确定 (97)8.7.1 操纵台位置的选择 (97)8.7.2 主电室位置的选择 (97)8.7.3 柱距尺寸 (98)8.7.4 吊车轨面标高 (98)第9章车间技术经济指标 (99)9.1各类材料消耗指标 (99)9.2各类材料消耗指标 (99)9.3金属消耗概述 (100)9.3.2 燃料消耗 (101)9.3.3其余的材料消耗 (102)9.4综合技术经济指标 (102)9.4.1日历作业率 (102)9.4.2成材率 (102)9.5车间劳动组织 (103)9.5.1 劳动定额 (103)9.5.2 车间劳动人员 (103)第10章环境保护及综合利用 (104)10.1轧钢厂的环境保护 (104)10.2节能和综合利用 (105)10.2.1轧钢厂的节能 (105)10.2.2轧钢厂的综合利用 (106)结论 (107)参考文献 (108)致谢 (110)附录 (111)引言钢铁材料以其所具有的特性——较高的强度、韧性、易加工成型性、绿色可循环性在未来很长一段时期内仍将是重要的结构材料。
棒线材设计——精选推荐
棒线材设计线材轧钢车间设计(design of wire mill)以轧制坯或连续铸钢坯(简称连铸坯)为原料⽣产直径5～20mm线材的轧钢车间设计。
在钢铁⼚中有专业化的线材车间，也有与⼩型棒材结合的棒线材车间。
线材俗称“盘条”或“盘圆”，除⼤量直接作为建筑材料和制作机械零件外，还⽤作拉丝原料。
线材品种繁多，按钢种可分为碳素钢线材和合⾦钢线材两类。
碳素钢线材⼜有软线和硬线之分。
按断⾯形状分有圆形、⽅形、螺纹圆形、螺纹扁形等，绝⼤部分为圆形。
在⼯业发达国家中，线材产量约占热轧钢线材总产量的6％～9％。
车间设计的原则和⽅法见轧钢⼚设计。
简史 1838年⽐利时创建⼆列横列式活套轧钢机轧制线材。
以后相继发展了半连续式、多列式、连续式和适合于⽣产合⾦钢线材的⼩活套⽆张⼒多列式等形式的线材轧机。
1966年美国摩根公司为加拿⼤斯太尔柯⼚(stelco)设计制造了⼀套具有终轧速度为50m／s的45。
⽆扭精轧机组以及对终轧后温度进⾏控制冷却的斯太尔摩(stelmor)散卷控制冷却设备的第⼀代⾼速线材轧机，开辟了线材轧制的新阶段。
到80年代中后期，国外线材轧机的轧制速度达120～140m／s，坯料断⾯达150×150mm～160×160mm，盘重达2500妇，轧机全线实现⽆扭轧制、低温(约950℃)轧制、温控轧制和多功能控制冷却技术。
中国于1935年在鞍⼭建设了第⼀套横列式线材轧机，1959年在湘潭钢铁⼚建设了第⼀套连续式线材轧机，20世纪60年代以后设计建设了⼀批复⼆重式线材轧机。
1979年在上海第⼆钢铁⼚设计建成了第⼀套45。
⽆扭转精轧机组。
1987年马鞍⼭钢铁公司建成⼆线轧制速度达120m／s、盘重2000kg的⾼速线材轧机。
1990年在通化钢铁公司设计建成国产45。
⾼速⽆扭转线材轧机，轧制速度60m／s，盘重1065kg。
⾼速线材轧钢车间今后将采⽤低温轧制、控温轧制、精密轧制和组合式控制冷却等技术，以达到提⾼效率、节约能源、改善产品质量、扩⼤品种、节约各种消耗等⽬的。
高线棒材车间轧钢工艺选择设计
高线棒材车间轧钢工艺选择3 轧钢工艺3.1生产规模及产品3.1.1生产规模及产品方案全连续优质钢高速线材车间，设计生产能力为年产优质热轧圆钢和带肋钢筋62 万吨。
高线最大终轧速度120 m/s 。
直条最大终轧速度12 m/s产品规格为：Φ6～Φ25mm 热轧带肋钢筋和Φ 5.5 ～Φ22mm 的热轧盘圆。
主要钢种有：轴承钢、低碳钢、优质碳素钢、低合金钢等。
3.1.2产品质量部分线材按以下国家标准组织生产、进行检验和交货。
GB 1499.2-2007 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB 1499.1-2008 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB/T4354-2008 优质碳素钢热轧盘条GB/T 4155-2006 标准件用碳素钢热轧圆钢及盘条3.1.3成品交货状态成品线材以盘条成捆状态/直条成捆状态交货。
每捆线材重量：2000 ～4000kg打捆道次：捆4 道/盘条；5 道/直条；3.1.4原料及金属平衡连铸坯由本公司炼钢厂提供，经检验及钢坯修磨后，质量符合YB/T2011-2004 标准。
坯料技术条件如下：断面尺寸：150 ×150 ×12000mm ，单根坯料重量：2106kg1断面尺寸：165 ×165 ×12000mm ，单根坯料重量：2548kg 断面尺寸：180 ×180 ×12000mm ，单根坯料重量：3033kg最短钢坯长度6000mm ，短尺钢坯不超过钢坯总量的10％钢坯尺寸偏150 ×150 mm 钢坯：＋5mm，－5mm；差：长度允许偏差：＋20mm 。
165 ×165 mm 钢坯：＋5mm，－5mm；长度允许偏差：＋20mm 。
180 ×180 mm 钢坯：＋5mm，－5mm；长度允许偏差：＋20mm 。
对角线长度之差：150 ×150 mm / 165 ×165 mm/180 ×180 mm 坯料：最大允许7mm 。
年产量100万吨棒材车间设计
（5）轧机结构形式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便。
（6) 备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化。
（7）有良好的综合技术经济指标。
而对于钢板轧机、钢管轧机、小型及线材轧机，除了要求一定的强度外，还要求有足够的刚度，以保证这些轧制产品的几何形状的正确和尺寸的精度，因此选择轧钢机时除遵循上述原则之外，要从工艺要求出发，根据不同产品的生产特点和具体要求来确定轧机的结构形式，主要的技术参数和它们的布置方式。
1.3.1
1#切头飞剪（一台）
位于粗轧与中轧之间
其主要参数有：
形式：开口曲柄式，带夹送辊装置；
剪切最大截面积：3500㎡；
剪切温度：900℃；
轧件抗拉强度：110MP~120MP；
轧件运行速度：0.5m/s~2.5m/s
剪切头尾公差：±20mm
碎断长度：600mm
夹送辊装置为焊接钢结构，并带有悬臂辊，辊子直径为330mm，宽度为100mm，由马达通过齿轮传动下辊，上辊为气动压下。
金属收得率可提高6-12%； 2、 每吨钢大约节约热能14万大卡；
1.1.2 炉型选择
炉型的选择取决于坯料的断面大小，钢材品种和加热质量等要求。线棒材轧机加热炉大都采用步进梁式加热炉。梁底组合式步进加热炉比推钢式加热炉有较多的优点，也优于步进底式加热炉，它能使钢坯的加热温度均匀，没有或很少有水管墨印，坯料不与滑轨摩擦，不会划伤坯料，加热质量好。
小结：
炉宽： B=10.6m
有效炉长：L=18m
有效炉底面积：S=190.8㎡
炉底过钢面积：S`=180㎡
四、其它参数
空气预热温度：450℃-550℃
棒材车间设计
55万吨连轧棒材车间设计--Ф14毫米螺纹钢生产工艺合理化研究摘要：棒材作为小型材的重要组成部分，在我国的钢铁生产中占有着极其重要的位置。
而我国目前大多数的棒材厂的生产工艺还停留在横列式、半连续式轧机等落后的工艺上面，在能源日趋紧张的今天，如何对棒材生产车间进行合理化设计成为一个重要的话题。
本设计以鄂钢棒材厂为参考，以Ф14毫米螺纹钢为基础，对一个年产55万吨的中型棒材车间进行了合理化设计研究。
设计以GB1499-91和GB13013-91为准则，在确定生产钢种、产品品种、产品规格的基础上，进而确定了车间的轧制道次数，，对车间的各种主辅设备进行了合理化的布置，以趋达到紧凑又节省空间的目的在此过程中计算了原料仓库和成品仓库的面积。
孔型设计是棒材车间设计的重要一环，本设计参考了大量车间设计的资料及经验公式，在经过生产工艺计算后确定了轧制程序表，从而确定了各道次的孔型方案及孔型的主要尺寸。
强度校核主要集中在轧制压力、轧制力矩、轧制功率、轧辊强度、电机发热上，以压下量大、横轴比大的道次为例进行了校核计算。
在此基础上，确定了典型产品Ф14毫米螺纹钢的轧制图表，以三班连续工作制为基础进行了年产量的计算，符合设计的要求，最后确定了车间辅助设备的参数。
关键词：棒材典型产品工艺流程平面布置图技术性能孔型设计强度轧制图轧件尺寸咬入稳定性强度校核前言小型棒材一直是我国消费量最大的钢材品种之一，并以较高速度的增长。
近20年来，小型棒材占钢材重量的比例为23.5%-27.7%。
1999年产量高达3141万吨。
我国现有县以上小型棒材轧机700套，全国则多达3000余套，数量堪称世界第一，总生产能力达3400万吨，小型棒材轧机的数量已经大大过剩了，但这些轧机中绝大多数是落后的横列式轧机。
80年代以来，我国陆续建设了一批技术先进的连续式（包括班连续式）轧机，迄今已达65套，其生产能力约为1980万吨。
据预测2005年小型材需求量将达3600万吨，先进轧机产能仅为需求量的一半左右，这说明先进轧机数量远远不足，而落后轧机数量过多，显然这种结构极为不合理。
年产量为48万吨的棒材车间厂设计毕业设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：设计年产量为48万吨的棒材车间厂，设计产品：钢种20MnSi ，规格Φ14螺纹钢，占年产量6％学生姓名：学号：2319专业：材料成型与控制工程班级：05成型3班指导教师：本设计是在包头成立一个年产量为48万吨的棒材车间厂，主要生产Ф12~50㎜圆钢和螺纹钢。
其设计产品Ф14螺纹钢，占年产量的6%。
本说明书是在参考包钢现场的基础上完成的。
包括编制产品方案、力能参数计算、孔型设计、轧制规程及主辅设备的选择、年产量的计算、车间平面布置、经济技术指标、金属平衡表等内容。
按照典型产品，确知各部份设计合理，车间产量符合要求。
关键词：棒材；螺纹钢；孔型设计This design is to establish an annual output of 480,000 tons’ bar steel workshop in Baotou. This bar steel workshop mainly produces Ф12~50㎜round steel and thread steel. The typical product isФ14 thread steel, which takes up 60 percent of annual output.This design is completed in reference to the basis of visiting production worksite of Baotou Steel Group. It includes the establishment of production schemes, calculation of , roll pass design, rolling schedule and the choice of main assistance devices, the calculation of annual production, workshop layout, economic and technical indexes, and metal balance sheet and so on. According to the typical products, it is certain that each part of the design is reasonable. The output of workshop meets the requirements.Key words: bar,thread steel,grooving目录摘要 (I)Abstract (II)第一章在包头新建48万吨棒材车间厂的可行性分析 (1)1.1 连轧棒材进展新技术 (1)1.2 我国棒材需求及进展状况 (2)1.3 建厂可行性分析 (3)1.3.1 经济方面 (3)1.3.2 包头情形 (4)第二章产品大纲制订 (7)2.1 产品大纲 (7)2.1.1 产品规格 (7)2.1.2 车间设计规模 (8)2.1.3 原料规格 (8)2.1.4 产品分派比例 (8)2.2 技术要求及产品标准 (9)2.2.1 连铸坯接收标准 (9)2.2.2 圆钢成品验收标准 (10)2.2.3 螺纹钢成品验收标准 (10)第三章产品工艺设计及主要设备 (11)3.1 工艺进程制订依据 (11)3.2 工艺进程的大体组成 (12)3.2.1 坯料的预备 (12)3.2.3 加热 (13)3.2.4 钢的轧制 (15)3.2.5 棒材的精整 (22)3.3 主要设备选择 (25)3.3.1 轧机机架数量 (25)3.3.2 轧机类型及布置形式 (25)3.3.3 轧辊尺寸及材质 (26)第四章孔型设计 (29)4.1 断面孔型设计 (29)4.1.1 延伸孔型设计 (29)4.1.2 精轧孔型设计 (35)4.1.3 孔型验算 (38)4.1.4 轧件断面周长的计算 (38)第五章车间生产能力肯定 (42)5.1 轧制节拍 (42)5.2 轧机利用系数 (45)5.3 轧机小时产量计算 (46)5.4 轧机年产量计算 (47)第六章轧制力能参数计算 (50)6.1 轧制压力计算 (50)6.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率 (52)6.2.1 传动力矩的组成 (52)6.2.3 附加摩擦力矩的肯定 (52)6.2.4 空转力矩的肯定 (53)6.3 轧辊强度校核及电机选择 (57)6.3.1 轧辊强度校核 (57)6.3.2 电机校核 (60)第七章第七章辅助设备选择 (62)7.1 加热设备选择 (62)7.1.1 产量计算 (62)7.1.2 炉子尺寸决定 (63)7.2 切断设备选择 (64)7.2.1 1号飞剪设备参数 (64)7.2.2 2号飞剪设备参数 (65)7.2.3 3号飞剪设备参数 (65)7.2.4 定尺冷剪的技术参数 (66)7.3 冷床设备参数 (66)7.4 起重运输设备选择 (67)7.4.1 起重机选择 (67)7.4.2 辊道选择 (68)7.5 控冷工艺的工艺设备 (69)7.5.1 设备组成 (69)7.5.2 设备技术参数 (70)7.6 入炉辊道 (71)7.7 上料台架 (71)第八章车间平面布置 (73)8.1 平面布置的原则 (73)8.2 金属流程线的肯定 (73)8.3 设备间距的肯定 (74)8.4 仓库面积计算 (76)8.4.1 原料仓库面积的计算 (76)8.4.2 成品仓库面积的计算 (77)8.5 车间其他设施面积的肯定 (78)8.5.1 操纵台位置选择 (78)8.5.2 主电室布置 (78)8.5.3 轧辊堆放场地 (79)8.5.4 运输通道的肯定 (79)8.6 轧钢车间厂房组成及立面尺寸肯定 (80)第九章车间主要技术经济指标 (82)9.1 金属消耗 (82)9.2 金属平衡表的编制 (84)9.3 燃料消耗 (85)9.4 电能消耗 (86)9.5 轧辊消耗 (87)9.6 耐火材料的消耗 (88)9.7 润滑油消耗 (88)9.8 氧气及水的消耗 (89)第十章环境保护与综合利用 (90)参考文献 (92)致谢 (93)第一章在包头新建48万吨棒材车间厂的可行性分析1.1 连轧棒材进展新技术1.全短应力无扭高速轧制。
年产60万吨优质棒材生产车间设计
车间是企业生产的重要场所，优质棒材生产车间设计的合理与否，将直接影响到生产效率和产品质量。
本文将从车间的空间规划、设备布置、通风与照明、作业流程等方面，进行详细设计说明。
首先，车间的空间规划应考虑到生产工序的顺序和流程。
根据优质棒材生产的工艺流程，可以将车间划分为原料存放区、原料预处理区、热处理区、调质区、精加工区和成品存放区等不同功能的区域。
每个区域的空间应根据工序之间的关系和工作流程进行合理划分，以减少物料的搬运距离和生产线的交叉干扰，提高生产效率。
其次，设备布置也是车间设计的关键。
优质棒材生产需要包括熔炼设备、轧机设备、淬火设备、调质设备等多种设备。
这些设备应根据生产流程的要求进行合理布局。
首先，不同设备之间应有足够的间距，以便于设备维护和操作。
其次，设备的布局应考虑到材料的流动方向，以减少物料的搬运和交叉。
同时，还需要考虑到设备的通风和照明问题，以确保生产环境的卫生与舒适。
通风和照明是车间设计中需要重点考虑的问题。
由于棒材生产涉及到熔炼和热处理等工序，车间内会产生大量的热量和气味。
因此，车间应设置强制通风设备，及时清除有害气体，保持车间的空气清新和温度适宜。
同时，车间的照明也应满足生产工艺和安全要求，以确保操作人员的作业安全和舒适。
最后，车间的作业流程也需要进行合理规划。
优质棒材生产车间的作业流程应按照采购、生产、质量检验和成品存放等环节进行分配和协调。
通过科学地设计作业流程，可以提高生产效率、降低物料损耗，并且方便生产线的管理和质量控制。
综上所述，优质棒材生产车间的设计需要充分考虑到空间规划、设备布置、通风与照明、作业流程等方面。
只有在这些方面做到合理与科学，才能提高生产效率、降低成本，并确保产品质量的稳定和可靠。
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学号：200706020228H EBEI United U NIVERSITY课程设计说明书Curriculum D ESIGN设计题目：设计年产350万吨2230热轧带钢压下规程设计学生姓名：刘森专业班级：07轧2班学院：冶金与能源学院指导教师：赵丹老师2011年03月10日1轧钢机选择 (3)1.1轧钢机选择的原则 (3)1.2坯料尺寸 (5)1.3压下制度 (5)1.4校核咬入能力 (7)1.5轧钢机机架布置及数目的确定 (7)1.5.1 粗轧前立轧机（E1、E2） (8)1.5.2 四辊第一粗轧机（R1） (8)1.5.3 四辊第二粗轧机（R2） (8)1.5.4精轧前立轧机（FE） (9)1.5.5精轧机组（F1～F7） (9)2 轧制工艺计算 (10)2.1 确定各道次的轧制速度 (10)2.2 确定轧件在各道次中的轧制时间 (11)2.3 轧制图表 (11)2.4 轧制温度的确定 (12)2.5 各道的变形抗力 (12)2.6 计算各道的传动力矩 (15)2.7 轧辊辊缝和转速的设定 (17)1.1轧钢机选择的原则轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其它车间类型的关键。
因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生产具有非常重要的作用。
轧钢机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。
对轧钢车间工艺设计而言，轧钢机选择的内容是：确定轧机的结构型式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。
在选择轧钢机时，一般要注意，考虑下列原则：(1) 在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑；(2) 有较高的生产率和设备利用系数；(3) 保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；(4) 有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善；(5) 轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；(6) 备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化；(7) 有良好的综合经济技术指标。
目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化，标准化了。
为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。
当今新型热带轧机主要有：CVC轧机、HC轧机、PC轧机等。
1.CVC（Continuously Variable Crown）轧机近年来采用的CVC轧机是德国技术和其他国家专利的结合物，它被世界各国认为是一个能对辊型连续调整的理想设备。
CVC辊和弯辊装置配合使用可以 。
CVC精轧机组的配置一般是，前几架采用CVC辊控制凸调节辊缝达600m度，后几架采用CVC辊主要控制平直度。
CVC的基本原理是：将工作辊身沿轴线方向一半削成凹辊型，另一半削成凸辊型，整个辊身成S型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊。
如图2所示。
图2 CVC轧机1——平辊缝；2——中凸辊缝；3——中凹辊缝CVC轧机有很多优点：板型凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能实现自由轧制，操作简单，投资少。
2.HC轧机（High Crown Control Mill）HC轧机为高性能板型控制轧机的简称，是日立公司研制的一种新型六辊轧机，它是在普通四辊轧机的基础上增加两个可轴向移动的中间辊其出发点，是为了改善或者消除四辊轧机中工作辊和支承辊之间有害的接触部分。
HC轧机利用轧辊轴向串动装置，就能适应带钢宽度变化的要求，使辊身接触长度作相应的改变。
HC轧机的主要特点：1）具有大的刚度稳定性。
2）HC轧机具有很好的控制性。
3）HC轧机由于上述特点因而可以显著提高带钢的平直度，可以减少板带钢边部变薄及裂边部分的宽度，减少切边损失。
4）压下量由于不受板型限制而可以适当提高。
图3 HC轧机（a）六辊式(中间辊移动式) ；(b) 支撑辊移动式1——工作辊；2——中间移动辊；3——支撑辊；4——支撑梁3.PC（Paired Crossed Mill）轧机PC轧机是为轧辊成对交叉轧机，其工作原理是相互平行的上工作辊，上支承辊中心线与相互平行的下工作辊，下支承辊中心线的交叉成一定角度，这一角度等同于工作辊凸度。
通过改变这一交叉角度就能改变轧辊辊缝形状，从而达到控制带钢凸度和平直度的目的。
PC轧机能很好解决磨损和能耗的问题，PC轧机比单辊交叉所承受的轴向力要小，PC轧机结构上设计有能够承受轴向力的止推装置来克服轴向力，此止推装置安装在工作操作侧轴端。
PC轧机的缺点：轧制结构复杂、轴向力大（达到轧制力的8%~~10%）将使轴承寿命缩短，使维护工作量大，并且增加了轧制力的测量的滞后性、操作与控制复杂、投资成本增加。
目前热轧机选型用的最多的是CVC轧机和PC轧机，其中CVC板型凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能实现自由轧制，操作简单，投资少。
从降低生产成本，扩大产品品种，改善板带质量和提高经济效益来考虑的。
要求轧机具有很高的板型和板凸度控制能力，要求轧件轧得很薄，要求轧制品种更多的特点。
轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，代表着车间的技术水平，为了实现压下量极大的控制轧制，现在轧钢车间都选用轧制力大的轧钢机和轧辊设备，板带轧机主要是四辊轧机。
在本次设计中都选用CVC四辊轧机。
1.2 坯料尺寸本设计为板坯连铸连轧生产线，板坯厚度为250mm；板坯宽度取决于产品规格；板坯长度受加热炉炉膛宽度以及轧件温降的限制。
本次设计采用250mm 板厚×2100mm板宽×8m长的板坯。
1.3 压下制度此车间采用粗轧和精轧两个阶段轧制，即采用综合轧制方法，先在粗轧阶段轧六道次，达到产品所需宽度后，再在精轧机中连续轧制七道次。
制定压下制度的方法很多，一般有理论方法和经验方法。
由于理论方法比较复杂，理论公式本身也有误差，因此，在此选用经验方法，按经验分配压下量后，再进行校核及修订。
经验方法简单易行，可通过不断修正最后达到合理化。
粗轧阶段压下量分配原则为：(1) 粗轧机组变形量一般要占总变形量的70～85％；(2) 为保证精轧机组的终轧温度，应尽可能提高精轧机组轧出的带坯温度；(3) 一般粗轧机轧出的带坯厚度为30～65mm；(4) 第一道考虑咬入及坯料厚度偏差不能给以最大压下量，中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制，最后道次为了控制出口厚度和带坯的板形，应适当减小压下量。
精轧机组充分利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几道，在后几架轧机上为了保证板形、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。
第一架可以留有适当余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小，于设备允许的最大压下量；第2～4架，为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低，变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形、厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在10～15％左右。
对于生产厚规格板带时可适当提高末机架的压下量。
此设计采用半连轧方式，前两架粗轧机可逆轧制，轧制道次由下式确定：平μμlog log аN = (2)式中： N —轧制道次；аμ—总延伸系数；平μ—平均延伸系数，平μ经验上取1.45。
总延伸计算模型аμ=轧件的总长度/轧件的原始长度=轧件的成品厚度/轧件的原始厚度（忽略宽展）表4 两架可逆粗轧各道次压下量分配参数1道次2道次3道次4道次5道次6道次入口厚度（mm ） 压下量（mm ） 压下率（％）250 65 26.0185 54 29.2131 39 29.892 28 30.464 18 28.146 11 23.9表5 七机架精轧各道次压下量分配参数 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 入口厚度（mm ） 压下量（mm ） 压下率（％）35 9.5 27.120.5 6 29.214.5 4.531.0 10 2.626.07.4 1.9 25.75.5 1.4 25.44.1 0.6 14.6在此处连铸坯的厚度是250毫米，带钢的成品厚度是3.5毫米，代入数据 N=［log （250/3.5）］/log1.45=11.5 ≈12 道粗轧第一架三道，粗轧第二架轧三道，较大的压缩比，足够的压下量，以实现带钢厚度的减薄，控制中间坯板型。
后面七架精轧机采用连轧以减少带钢温度的降低，在奥氏体区进行轧制，最终得到好的组织和优良的综合机械性能，以满足用户的需要。
1.4 校核咬入能力热轧钢板时咬入角一般为15～22°，低速咬入可取20°，由公式)cos 1(max α-=∆D h (3)得：)1arccos(Dh∆-=α ………………………… (4) 将各道次压下量及轧辊直径代入可得各轧制道次咬入角为：表6 粗轧各道次的咬入角道次 1 2 3 4 5 6 Δh(mm) D(mm) 咬入角（ο）65 1350 17.654 1350 16.339 1350 1428 1200 11.718 1200 9.211 1200 7.3表7 精轧各道次的咬入角道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Δh(mm) D(mm) 咬入角（ο）9.5 850 8.66 850 6.84.5 8505.92.6 850 4.51.9 850 3.81.4 850 3.30.6 850 2.1根据计算结果可见咬入不成问题。
1.5 轧钢机机架布置及数目的确定轧钢机布置是轧钢机按工作机架排列成某种方式。
轧钢机布置的基本形式有三种：横列式布置、顺列式布置和连续式布置。
轧钢机机架数目的确定与很多因素有关。
主要有：坯料的断面尺寸，生产的品种范围，生产数量的大小，轧机布置的形式，投资的多少以及建厂条件等因素。
但是在其它条件既定的情况下，主要考虑与轧机布置形式有关。
根据本车间生产情况及现场实际状况，粗轧阶段选用两台带立辊的四辊可逆式轧机。
立辊轧机的作用是轧边，限制宽展，同时破碎轧件表面的氧化铁皮。
四辊可逆式粗轧机既可满足板坯精度高的要求，又可保证足够的压下量及较好的板形。
1.5.1 粗轧前立轧机（E1、E2）E1E2立辊轧机[12]（AWC），位于R1R2四辊轧机之前与札记相连，主要用于将钢坯从宽展方向进行轧制，改善带钢的边部组织性能，主要技术参数如下：辊径φ1100mm（1000mm）×650mm轧制力670KN（最大）压下量50mm/每道次（最大）辊缝（开口度）700-2400mm主传动电机功率2×1500KW转速n=0±160/400r/min传动比i=3.67轧辊线速度0±1.5-6.5m/s1.5.2 四辊第一粗轧机（R1）四辊粗轧机主要参数[7]：最大轧制压力：5500t；工作辊尺寸：辊径φ1350～φ1230 mm，辊面长2250 mm；支承辊尺寸：辊径φ1850～φ1730 mm，辊面长2250 mm；工作辊最大开口度：270mm；辊子平衡：采用液压平衡缸；主传动马达：2×6500kw，转速为40/60转/分的直流马达。