目 录 2.3.2表面缺陷清理 ..................................................................................... 13 2.3.3钢坯规格及允许偏差 ......................................................................... 13
第3章 轧机的选择 .................................................................................................. 14
3.1 轧机型式对比与选择 ................................................................................... 14
3.1.1 开式机架 ............................................................................................ 14 3.1.2 闭式机架 ............................................................................................ 14 3.1.3半闭口机架 ......................................................................................... 14 3.1.4 短应力线轧机 .................................................................................... 15 3.1.5 平立可转换轧机 ................................................................................ 15 3.2 轧机布置选择比较 ....................................................................................... 17
3.2.1 横列式布置轧机 ................................................................................ 17 3.2.2 连续式布置的轧机 ............................................................................ 18 3.3 棒材轧制工艺特点 ....................................................................................... 18 3.4 轧机机架数确定 ........................................................................................... 19 3.5 轧辊参数 ....................................................................................................... 20
3.5.1 轧辊材质 ............................................................................................ 20 3.5.2 轧辊直径 ............................................................................................ 20 3.5.3 轧辊辊颈直径和辊颈长度 ................................................................ 21 3.5.4 轧辊轴承 ............................................................................................ 21 3.5.5 轧辊的调整机构 ................................................................................ 22
第4章 孔型系统选择与设计 .................................................................................. 24
4.1 孔型设计的要求与基本原则 ....................................................................... 24 4.2 孔型系统的选择 ........................................................................................... 24
4.2.1 箱形孔型系统 .................................................................................... 24 4.2.2 椭圆－圆孔型系统 ............................................................................ 25 4.3 典型产品Φ24圆钢的孔型设计 .................................................................. 26
4.3.1 分配延伸系数 .................................................................................... 26 4.3.2 轧制各道次面积的确定 .................................................................... 27 4.3.3 各道次轧件尺寸及孔型尺寸计算 .................................................... 28 4.4 配辊 ............................................................................................................... 34
4.4.1 孔型沿辊身长度方向的配置 ............................................................ 35
IV
目 录 4.4.2 孔型在轧制面垂直方向的配置 ........................................................ 35
第5章 轧制节奏图表与产量计算 ............................................................................ 38
5.1 咬入角的计算 ............................................................................................... 38 5.2 前滑值的计算 ............................................................................................... 39 5.3 轧辊的线速度、转速及电机转速确定 ....................................................... 40 5.4 轧制节奏图表 ............................................................................................... 44
5.4.1 轧制间隙时间 .................................................................................... 45 5.4.2 轧制节奏时间 .................................................................................... 46 5.4.3 轧制总延续时间 ................................................................................ 46 5.5 轧钢机产量计算 ........................................................................................... 47
5.5.1 轧钢机产量概述 ................................................................................ 47 5.5.2 车间的年产量计算 ............................................................................ 49 5.6 车间金属平衡 ............................................................................................... 50 5.7 提高轧钢机产量的主要途径 ....................................................................... 51 第6章 力能参数的校核 .......................................................................................... 52
6.1 轧制温度的计算 ........................................................................................... 52 6.2 轧制力能计算及电机校核 ........................................................................... 55
6.2.1 平均单位压力的计算 ........................................................................ 55 6.2.2 轧制压力的计算 ................................................................................ 57 6.2.3 轧制力矩的计算 ................................................................................ 58 6.2.4 附加摩擦力矩的计算 ........................................................................ 58 6.2.5 空转力矩的计算 ................................................................................ 59 6.2.6 静力矩的计算 .................................................................................... 60 6.2.7 电机实际功率的计算 ........................................................................ 60 6.2.8 轧辊弹跳计算 .................................................................................... 62 6.3 轧辊强度的校核 ........................................................................................... 63
6.3.1 辊身强度的校核 ................................................................................ 64 6.3.2 辊颈强度的校核 ................................................................................ 65 6.3.3 传动端轴头强度的校核 .................................................................... 65
第7章 车间辅助设备的选择 .................................................................................. 68
7.1 加热设备的选择 ........................................................................................... 68
V
目 录 7.1.1 炉型的选择 ........................................................................................ 68 7.1.2 产量计算 ............................................................................................ 70 7.1.3 炉子尺寸的确定 ................................................................................ 70 7.2 剪切设备的选择 ........................................................................................... 71
7.2.1 1＃飞剪机 ........................................................................................... 71 7.2.2 2＃飞剪机 ........................................................................................... 73 7.2.3 3＃倍尺剪 ........................................................................................... 74 7.2.4 4＃定尺剪 ........................................................................................... 75 7.3 冷却设备的选择 ........................................................................................... 77
7.3.1 冷床的结构与形式 ............................................................................ 77 7.3.2 冷床的参数确定 ................................................................................ 77 7.4 起重设备的选择 ........................................................................................... 79 7.5 导卫装置的选择 ........................................................................................... 80 7.6 活套的设计 ................................................................................................... 80 第8章 车间平面布置 .............................................................................................. 82
8.1 布置的原则及设备间距的确定 ................................................................... 82
8.1.1 车间平面布置的原则 ........................................................................ 82 8.1.2 设备间距的确定 ................................................................................ 82 8.2 仓库面积的计算 ........................................................................................... 84 8.3 车间组成及厂房参数 ................................................................................... 84 8.4 车间工艺流程 ............................................................................................... 85 结 论 .......................................................................................................................... 87 参考文献 ...................................................................................................................... 88 谢 辞 .......................................................................................................................... 89
VI
第1章 绪论 第1章 绪论
我国棒材的总产量在钢材总量中的比例超过40%，在世界上是最高的。这是由于国家经济的不断的提升，使得建筑类用的棒材的需求也不断的增加。
棒材的70%用作建筑，其余用作各种零部件用材。除螺纹钢筋直接应用于建筑之外，有相当部分加工成各种轴类零件。建筑用材要求在较高的屈服强度下，保持一定的延伸率。机械零件要求机加工性能良好，对组织也有一定要求。作为建筑用材，提高尺寸精度和机械性能的均匀程度，可以节省大量钢材，同样对于加工轴类，也可减少车削，降低成本。
在现代社会的国民生产中，由于钢铁材料的用途十分广泛，不论农业、工业、国防建设，都需要有质量优良，品种齐全，数量足够的钢铁，因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义。我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是很高的。另外随着人民生活水平的提高，相应汽车用钢的需求也会越来越多。
棒材作为钢铁产品的组成部分，即便是在当前国际经济危机的大环境下，由于我国采取扩大内需，建设基础设施，鼓励发展房地产业的政策，棒材的生产仍然十分重要。
1.1 棒材的发展概况
钢铁材料以其所具有的特性—较高的强度和韧性、易加工成型性、绿色可循环性在未来时期内仍将是重要的结构材料。随着我国汽车制造、电气机械、船舶制造工业的发展,板材、管材在钢材中所占的比例将逐渐提高,线棒材所占比例将有所下降,但其绝对值仍在上升。而且线棒材生产结构将发生很大的变化我国目前线棒材生产有如下特点。
1.1.1 产能高
我国棒材无论是轧机数量，还是产量均居世界第一位，而且其产量还在以较快速度增长(年平均增长速度为15%左右)，目前我国线棒材占钢材总产量的48%~50%。与此同时，美国同期线棒材产量占钢材总产量的22%左右,日本同期线棒材产量占钢材总产量的27%左右，而且几年来产量相对平稳。因此我国线棒材无论是所占钢材总产量的比例还是绝对产量均高于美国和日本。
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河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书 1.1.2 生产装备参差不齐
近年来我国小型轧机向连续化发展,线材生产则趋向采用高速线材轧机，到2002年6月底,全国共投产连续及半连续小型轧机70套，设计产能超过提高,一般连续小型及高速线材轧机投产后2年左右即能达到或超过设计产量。2000年以后，不少小型线材轧机的成材率达到97%，一些实行负偏差轧制的轧机，成材率约在98%以上。另外，由于注重产品质量的提高，开发了400MPaⅢ级带肋钢筋。并且，不少企业努力增加硬线生产比例，特别是在扩大高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线生产份额，改善冷墩钢质量，扩大产品规格上采取了多项措施。最近新投产的几套高速线材轧机，可提供Ф5-25mm线材，直径公差达±0.1mm，椭圆度达0.14mm，可满足不同用户的需求。
1.1.3 管理水平逐年提高
近年来，我国线棒材厂总体生产管理水平不断提高，一般连续小型及高速线材轧机投产后2年左右即能达到或超过设计产量。2000年以后，不少小型线材轧机的成材率达到97%，一些实行负偏差轧制的轧机，成材率约在98%以上。另外，由于注重产品质量的提高，开发了400MPaⅢ级带肋钢筋。并且，不少企业努力增加硬线生产比例，特别是在扩大高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线生产份额，改善冷墩钢质量，扩大产品规格上采取了多项措施。最近新投产的几套高速线材轧机，可提供Ф5-25mm线材，直径公差达±0.1mm，椭圆度达0.14mm，可满足不同用户的需求。
1.1.4 高质量、高附加值的经济线材少
金属制品是高速线材的深加工产品，其使用价值优于热轧产品，可节约金属30%-40%。据统计，发达国家金属制品的产量已占线材产量的50%-70%。我国虽然线材产量占钢材总产量的21.9%(居世界第一位)，可用于金属制品的只占线材产量的30%，很多高质量要求的产品仍靠进口。
随着炼铁炼钢技术的发展和工业电气自动化的进一步发展，随着电子计算机自动控制技术的广泛应用，棒材生产技术也有突飞猛进的发展。总的看来，棒材生产的发展趋向和特点如下：
(1)过程日趋连续化，半连续轧制和连续轧制已经占取了主流，出现了连续
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