年产56万吨棒材厂车间设计_毕业设计

机组轧制2-8道次，共轧12-20道次轧制成Φ14~Φ40mm棒材。通过穿水冷却的方法进行冷却，而后进行定尺剪断，再将各根钢材运送到冷床上冷却。 轧件在粗轧和中轧机组中采用微张力无扭轧制，在精轧机组机架间设有立式活套实现无张力无扭轧制。轧机传动系统，采用逆向调节，全车间为二级计算机控制。在生产螺纹钢时，采用Tempcore水冷技术，然后进入成品飞剪阶段，经分段的棒材沿冷床上钢装置进入齿条式冷床冷却，需热检的在冷床末端取样热检，然后由冷床卸钢装置成排的抛到冷床输出辊道上再运送到冷剪机剪成所需的定尺长度，然后经辊道运送到检查打捆台架，成捆的钢材经辊道运输至成品称量包装后收集，最后入库。

第四章 设计产品的工艺设计

4.1 坯料的选择

坯料选择合理，不仅可以使钢材质量得到保证，而且可使轧机生产能力得以发挥，金属收得率也能提高。坯料选择的内容是正确地选择坯料的种类、断面形状及其尺寸大小，坯料的选择受许多因素的影响和限制。选择坯料时要全面考虑生产需要和客观要求之间的相互关系，综合分析各种因素的影响，这样才能取得良好的技术经济效果。

目前，轧钢生产用坯有三种：即用连铸坯、用钢锭轧制成的坯、用钢锭直接轧制成材。与其他两钟相比，连铸坯的特点：

（1）金属收得率可提高6~12%； （2）每吨钢大概可节约热能14万卡； （3）降低产品成本可达10%；

（4）出于比轧制坯形状好、短尺少、成分均匀，使用连铸坯

所以在本车间中就选用连铸坯为主要原料。尺寸为150mm3150mm310000mm。

4.2坯料的准备

（1）坯料坯料表面处理

连铸坯表面存在各种缺陷（如结疤、折叠、裂纹、皮下气泡等），如不在轧制前加以清理去除，会在轧制过程延伸、扩大，轻者造成钢材应力集中和腐蚀的起点，使材料强度和耐腐蚀能力降低，严重的影响金属在轧制时的塑性和成型，造成废品。所以坯料表面缺陷清理是提高钢材合格率，保证钢材质量的重要措施。清理表面缺陷的方法有：火焰清理、风铲清理、砂轮清理和机床清理等四种。

（2）表面氧化铁皮清除

氧化铁皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于检查、光洁表面和减少下道工具的磨损。

清除表面氧化铁皮的方法有机械法和化学法两类。对于连铸坯，一般采用化学法清理。对金属进行酸洗或碱洗属于化学清除。其中酸洗是最常用的去除氧化铁皮的方法。

4.3 坯料的加热

钢在高温时大部分钢种是单相的固溶体，变形抗力小，容易实现轧制变形而且变形均匀，具有再结晶所需要的温度条件。现代化棒材厂轧制速度很高，轧制中温降很小，甚至还出现温度升高现象，所以棒材加热温度较低。正确的选择轧钢机加热设备，制定合适的加热工艺制度对提高车间生产能力，改善产品质量有重要影响。相反，加热设备选择不当，加热制度制定不妥，可能引起钢的氧化、脱碳、过热、过烧等缺陷，给轧钢生产带来严重后果。因此，本车间选择步进式加热炉。

加热时间与钢种、坯料尺寸和形状、钢料在炉子摆法、炉型结构以及装炉温度等因素有关。确定加热时间除进行理论计算外，还可根据生产实验进行估算的方法。实际上运用经验公式和实际资料是当前设计中确定加热时间常用的方法。

连续式加热炉：

T=(7+0.05S)S （4.1）

式中： T—加热时间（分）；

S—钢料厚度（厘米）。

对于不用钢种的加热时间，也可以按单位厚度金属所需加热时间计算。这时公式为：

T=C2B (4.2)

式中 B—钢料厚度，（厘米）；

C—考虑钢的化学成分和其他因素影响的系数。 对于连续式加热炉C值可查下表。

表4.1 各钢种的影响系数C值

钢 种 低碳钢 中碳钢及低合金钢

C 值 0.10～0.15 0.15～0.20

钢 种

高碳钢及高合金结构钢

高合金工具钢

C 值 0.20～0.30 0.30～0.40

4.3.1加热速度制度

钢的加热速度是指在单位时间内钢的温度的变化。加热速度愈快，炉子生产能力愈高，燃料消耗和金属氧化的损失相对愈少。所以快速加热是强化加热炉生产的一个重要措施。但是提高速度是有条件的，它受到钢本身所能允许的内外温差和炉子给热能力的限制。

对于低碳钢而言，由于它的导温系数大，塑性好，只要炉子给热能力允许，可以选用合适的加热速度。允许的加热速度还与钢料的尺寸及外部形状有关。一般，坯料加热分为两个时期，第一时期是低温加热时间。该时期由于金属导热性和塑性较差，容易造成金属内外层温差过大，很容易造成裂纹缺陷，特别合金钢塑性和导热性较差，此时要慢速加热。第二时期是指高温加热时期即金属加热到700℃~800℃以后，这时金属的导热性和塑性显著提高，可采取快速加热。 4.3.2 加热温度制度

钢的加热温度是指钢加热终了时出炉的表面温度。钢加热的主要目的是为加工变形提供条件，因此，一般加热温度越高，则加工条件愈好，但是，温度过高又会产生过热、过烧、氧化铁皮增多、甚至发生熔化等加热缺陷，因此，钢的加热温度有一个“上限”；另一方面，根据对金属加工的工艺要求，希望金属在加

工完了时能保持在一定的温度上，以得到理想的内部组织和性能，并保证轧制的顺利进行，所以加热温度又有一个“下限”。

4.4坯料的轧制

4.4.1轧制温度制度

轧制温度制度规定了轧制时的温度区间，即主要决定轧制时轧件的开轧温度和终轧温度。

一般确定钢加工时的温度制度要根据钢种特性及其相图来确定。要求加工的温度区间应尽量选择在单相区，但对有些钢种又要避开它的高温脆性区，通常在设计和生产过程中，开轧温度根据钢料的出炉温度以保证必须的终轧温度为依据；而终轧温度主要考虑保证产品的组织和性能，保证产品的质量，主要与钢种有关。在确定温度制度时要注意考虑以下几点：

1）根据钢的化学成分和特性，选择在某一温度下金属具有最好的塑性条件而便于变形；

2）在某一温度下加工，金属具有最小的变形抗力，以减少轧制时的能量消耗；

3）考虑轧件能顺利的咬入轧辊，考虑轧辊有较少的磨损；

4）获得轧后成品有细小的晶粒，使成品具有理想的组织和良好的机械性能； 5）考虑在此温度范围内加工，钢的内部组织情况，不允许钢中碳化物成粗大的网状分布，也不允许铁素体与珠光体成粗大的带状分布；

6）考虑到加工的温度范围对轧件头部和尾部温差的影响，要保证轧件的头部和尾部尺寸都在允许的公差范围内。 4.4.2轧制速度制度

选择轧制速度或确定各道次的轧制速度是速度制度的主要内容。轧制速度高，轧机产量增大。因此，提高轧制速度是现代轧机提高生产率的主要途径之一。但是轧制速度的提高，受到轧机结构及其强度、刚度、电机能力、机械化自动化水平、咬入条件、坯料状态以及轧机产量要求等一系列因素的限制。

沿道次实现轧制速度的变化是一些轧机速度规程的主要内容，这些轧机每道次速度的变化是通过传动轧机的主电机的速度变化实现的，目前国内从技术上实现轧机主传动调速有三种方法：即（1）直流驱动 这是过去常采用的方法。这种