66萬噸H型鋼線畢業(yè)設(shè)計(jì)完整版.doc

新建年產(chǎn)66萬噸熱軋H型鋼車間工藝設(shè)計(jì)摘要我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，大量的基礎(chǔ)設(shè)施在建，鋼鐵需求量很大，尤其是H型鋼，更是存在較大的空缺。結(jié)合國內(nèi)H型鋼生產(chǎn)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)將新建一座年產(chǎn)66萬噸的熱軋H型鋼車間。主要產(chǎn)品包括窄翼緣、中翼緣、寬翼緣H型鋼，其規(guī)格為H200600mm，車間綜合成材率為95%。車間采用目前世界上最先進(jìn)的軋制技術(shù)之一 三機(jī)架串列軋制法，軋件依次通過開坯機(jī)、萬能粗軋機(jī)組（包括軋邊機(jī)）、萬能精軋機(jī)，生產(chǎn)線上的五臺(tái)軋機(jī)呈布置，俗稱“131”布置。坯料采用連鑄異型坯，規(guī)格有750450100和500300100兩種，年需坯料69.49萬噸，兩種坯料長度范圍為：4.411.0m。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：車間產(chǎn)品大綱和金屬平衡、方案選擇、工藝流程、設(shè)備選擇、孔型設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能力計(jì)算、設(shè)備驗(yàn)算、車間組成和布置、重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、環(huán)境保護(hù)以及使用AutoCAD繪制孔型圖和工藝平面布置圖。關(guān)鍵詞：熱軋H型鋼；萬能軋機(jī)；車間設(shè)計(jì)Design of a new H-beam workshop with an annual output of 0.66 million tonsAbstractOur country is at the moment of economic stage,many basic installations being constructed,so steel is in large demand,especially H-beam. .According to the condition of H-beam product,in this design, a new H-beam workshop will be built, Its annual production is 0.66million tons. The main product includes HN、HM、HW,the web-depth is from 200 to600mm,the comprehensive yield of the shop is 95%. The production line adopts one of the most advanced technology in nowaday world,which is called three-stand-string rolling technology ,as its usually called is “1-3-1”style.The billet is rolled by rough mill,universal rough mill(including edging mill),universal finishing mill.The five stands is allocated as “”.The initial materials are C.C.beamblank,and with a need of 0.6949 million tons a year,which including two different dimensions:750450100 and 500300100,their length range from4. 4m to 11.0m.The main task of the design includes: scheme of products and balance of metal, selecting of raw material, alternatives selection, technological process, equipment selection, roll pass design, production capacity calculation, equipment strength calculation, major objects of the bar plant, layout of workshop, technological economic analysis, and circumstance protection. It is also including the pass diagram plotting and the layout of plant drawing by AutoCADKey Words： Hot rolling H-beam; Universal mill; Workshop design2概述H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)。1.H型鋼特點(diǎn)和分類：H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個(gè)部位均以直角排布，因此H型鋼在各個(gè)方向上都具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。H型鋼分為： 1、寬翼緣H型鋼（HW） 2、中翼緣H型鋼(HM) 3、窄翼緣H型鋼（HN） 4、薄壁H型鋼（HT） H型鋼分熱軋和焊接H型鋼兩大類。其中熱軋H型鋼是用萬能軋機(jī)軋制生產(chǎn)的一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效的型材，也是隨著世界鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，經(jīng)工字鋼優(yōu)化發(fā)展而來的升級(jí)換代產(chǎn)品。其腹板與兩翼緣相垂直，翼緣內(nèi)外兩側(cè)邊相互平行，翼端平直，翼緣較寬，棱角分明，故又被稱為“平行腿工字鋼”。其表示方法為：高度H寬度B腹板厚度t1翼板厚度t2。熱軋H型鋼是一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用鋼。 H型鋼截面形狀經(jīng)濟(jì)合理，力學(xué)性能好，軋制時(shí)截面上各點(diǎn)延伸較均勻、內(nèi)應(yīng)力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點(diǎn)，可使建筑結(jié)構(gòu)減輕30-40%；又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構(gòu)件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達(dá)25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑（如廠房、高層建筑等），以及橋梁、船舶、起重運(yùn)輸機(jī)械、設(shè)備基礎(chǔ)、支架、基礎(chǔ)樁等。H-型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母“H”相同而得名。其特點(diǎn)如下： 1、翼緣寬，側(cè)向剛度大?？箯澞芰?qiáng)。 2、翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡(jiǎn)便。 3、與焊攝工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應(yīng)力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測(cè)，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。 4、相同截面負(fù)荷下熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。 5、與砼結(jié)構(gòu)相比，熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可增大6%的使用面積，而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力。 6、H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，極大滿足工程設(shè)計(jì)與制作需求。 2.H型鋼需求市場(chǎng)分析：H型鋼由于截面經(jīng)濟(jì)合理、性能優(yōu)越、加工制作和施工安裝工藝簡(jiǎn)單、方便、快捷，成為建筑鋼結(jié)構(gòu)體系中重要的材料組成部分，從而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，工業(yè)廠房，特別是重工業(yè)廠房中的承重框架梁、柱構(gòu)件，如上海晶元芯片工廠兩個(gè)月就用了幾千噸；化工行業(yè)的大量管廊和罐體、塔體設(shè)備支架，冶金行業(yè)煉鋼平臺(tái)、高爐框架、廠房、軌道等，電廠的煤倉、汽機(jī)島、輸送長廊等等。陸地和海洋石油鉆井平臺(tái)、車輛、倉儲(chǔ)式大型超市、橋梁隧道等大型施工。僅深圳西部電廠基礎(chǔ)打樁414*405就用了5000多噸。地下工程的鋼樁及支護(hù)結(jié)構(gòu)，SMW坑基施工法就使上海F1賽車場(chǎng)、上海南站地下700300、488300用了1萬多噸，錢塘江大橋施工輔橋、西湖隧道的坑道支護(hù)；廈門、湖南會(huì)展中心等等都看到了H型鋼的身影。鋼結(jié)構(gòu)建筑形式的多元化、多樣化，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)形式多種多樣。有普通鋼結(jié)構(gòu)、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)焊接和高強(qiáng)度螺栓連接、鋼與混凝土結(jié)合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等等。如：輕鋼結(jié)構(gòu)，目前在國際上，特別是在我國，是被重點(diǎn)推薦的一種結(jié)構(gòu)形式。它具有重量輕、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，目前在各種屋蓋結(jié)構(gòu)及單層房屋中得到廣泛應(yīng)用。在中、小跨度的屋蓋中，輕型鋼及輕型鋼管拱型結(jié)構(gòu)（平面曲線材架）也是較多采用的形式之一。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在大跨度空間結(jié)構(gòu)的建造中越來越多，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力性能與設(shè)計(jì)也得到了普遍關(guān)注。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式較多，有空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、單樁層面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、索承網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等。鋼管結(jié)構(gòu)因其形式多樣，結(jié)構(gòu)靈活多變，可與其他鋼結(jié)構(gòu)相互關(guān)連，更是城鎮(zhèn)建設(shè)中大型建筑常見的結(jié)構(gòu)形式。目前一些造型優(yōu)美的體育場(chǎng)館如“鳥巢”、機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓和會(huì)展中心應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)等都采用了這些形式。不過，螺旋焊管在高層大廈、重工業(yè)廠房等重鋼結(jié)構(gòu)中新的應(yīng)用，都使熱軋H型鋼在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用受到限制。3.本設(shè)計(jì)內(nèi)容概述3.1設(shè)計(jì)總體要求根據(jù)國內(nèi)H型鋼生產(chǎn)和消費(fèi)情況，擬新建一條年產(chǎn)66萬噸熱軋H型鋼生產(chǎn)線，主要產(chǎn)品規(guī)格有：H200600mm，原料為異型坯500300100 和異型坯750450100。以HM294200mm為典型產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3.2生產(chǎn)工藝流程異形連鑄坯步進(jìn)梁式加熱爐加熱高壓水除鱗5機(jī)架粗軋機(jī)組連軋火焰切割機(jī)切頭10機(jī)架中、精軋機(jī)組連軋?jiān)诰€尺寸測(cè)量飛剪倍尺剪切步進(jìn)式冷床水冷十輥矯直機(jī)矯直成排收集冷鋸切定尺檢查、堆垛、打捆成品入庫、發(fā)貨。3.3車間布置主體設(shè)備5一座加熱能力為200t/h的步進(jìn)梁式加熱爐，一架1200二輥可逆式開坯機(jī)（BD），由兩架1400萬能軋機(jī)（UR）和一架950軋邊機(jī)（E）組成的串列式萬能粗軋機(jī)組，一架1400萬能精軋機(jī)（UF），三臺(tái)2200熱鋸機(jī)，一組寬60米，長38米的步進(jìn)梁式冷床。一架輥距從12002200mm可調(diào)的九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)，一臺(tái)650噸壓力矯直機(jī)，兩臺(tái)2200冷鋸機(jī)以及標(biāo)號(hào)、堆垛、打捆機(jī)和電子秤等。本設(shè)計(jì)H型鋼生產(chǎn)全過程由三級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制。一級(jí)為基礎(chǔ)自動(dòng)化控制級(jí)，二級(jí)為生產(chǎn)過程控制級(jí)，三級(jí)為工廠級(jí)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。 3.4設(shè)計(jì)所采用新工藝6參考國內(nèi)外先進(jìn)的H型鋼生產(chǎn)車間，本設(shè)計(jì)采用了下列最新技術(shù)3：(1) 防止H型鋼腹板中心偏移的新技術(shù)；(2) 提高產(chǎn)品斷面尺寸精度的最新技術(shù)和設(shè)備；(3) 彎曲度控制新技術(shù)；(4) 輥縫調(diào)整液壓AGC技術(shù);(5) 鋼材表面質(zhì)量控制技術(shù)；(6) 自動(dòng)控制燃燒技術(shù)；(7) 開軛式機(jī)架自動(dòng)換輥技術(shù)；(8) UEU串列可逆連軋技術(shù)；(9) 輥縫“零位”自動(dòng)調(diào)整技術(shù)；(10)H型鋼優(yōu)化鋸切技術(shù)以及控制軋制控制冷卻技術(shù)；1 產(chǎn)品大綱及金屬平衡1.1 產(chǎn)品大綱本車間設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為66104t，規(guī)格為H200600mm。表1.1 年產(chǎn)66104噸H型鋼產(chǎn)品大綱產(chǎn)品種類規(guī)格范圍mm產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)代表規(guī)格單重（kg/m）年產(chǎn)量（104t）所占比例（%）HN200600GB/T11263-2005(JIS G3192- 2005)3001506.5936.76.603035017571149.46.6040020081365.46.60HM200400GB/T11263-2005(JIS G3192-2005)24417571143.66604029420081255.813.203903001016104.66.60HW200400GB/T11263-2005(JIS G 3192-2005)200204121256.26.603025025091471.86.60300300101593.06.60合計(jì)66.001001.2 產(chǎn)品技術(shù)要求（1）尺寸、外形允許偏差1）寬、中、窄翼緣H型鋼的尺寸、外形允許偏差應(yīng)符合表1.2規(guī)定2）H型鋼樁的尺寸、外形允許偏差應(yīng)符合表1.3規(guī)定3）H型鋼、H型鋼樁的切斷面上不得有大于5mm的毛刺；4）H型鋼、H型鋼樁不得有明顯的扭轉(zhuǎn)；表1.2 H型鋼的尺寸、外形允許偏差項(xiàng) 目允 許 偏 差圖 示高度H高度4002.04006003.06004.0寬度B寬度1002.01002002.52003.0厚度t1160.716251.025401.5402.0t2161.016251.525401.7402.0長度7m0+407m長度每增加1m或不足1m時(shí)，在上述正偏差的基礎(chǔ)上加5mm翼緣斜度T高度300T1.0%B但允許偏差的最小值為5mm高度300T1.2%B但允許偏差的最小值為5mm彎曲度高度300長度的0.15%適用于上下、左右大彎曲度高度300長度的0.10%中心偏差S高度3002.5S(b1b2)/2且寬度200高度3003.5或?qū)挾?00腹板彎曲度高度4002.04006002.56003.0端面斜度ee1.6%(H或B)允許偏差最小值3mm表1.3 H型鋼樁的尺寸、外形允許偏差項(xiàng) 目允許偏差圖 示高度H高度4003.0 4006004.0寬度B全部3.0厚度t1t213不規(guī)定0.8mm13不規(guī)定6%(t1或t2)長度不規(guī)定0翼緣斜度T高度300T1.2%B高度300T1.2%B彎曲度高度300長度的0.20%適用于上下、左右大彎曲度高度300長度的0.10%中心偏差S高度3003.0S(b1b2)/2 高度3004.5端面斜度ee1.6% (H或B)5）重量及允許偏差符合表1.4規(guī)定：表1.4 產(chǎn)品重量允許偏差類 別重量允許偏差H型鋼單根H型鋼的重量偏差不超過6%一批交貨重量不超過4%H型鋼樁不規(guī)定（2）交貨狀態(tài)H型鋼、H型鋼樁以熱軋狀態(tài)交貨。（3）化學(xué)成分H型鋼、H型鋼樁的牌號(hào)和化學(xué)成分（熔煉分析）應(yīng)符合GB700或GB714、GB171591或GB4171的有關(guān)規(guī)定。H型鋼、H型鋼樁的成品化學(xué)成分允許偏差應(yīng)符合GB/T222的規(guī)定。（4）力學(xué)性能熱軋H型鋼、H型鋼樁的力學(xué)性能應(yīng)符合GB700或GB714、GB171591或GB4171的有關(guān)規(guī)定。（5）表面質(zhì)量表面不允許有影響使用的裂縫、折疊、結(jié)疤、分層和夾雜。局部的發(fā)紋、拉裂、凹坑、凸起、麻點(diǎn)及刮痕等缺陷允許存在，但不得超出厚度尺寸允許偏差。1.3 原料選擇1.3.1 原料種類的選擇根據(jù)所采用的坯料、孔型系統(tǒng)和軋機(jī)種類的不同，可以有不同的工藝組合，當(dāng)代H型鋼生產(chǎn)所用坯料有五種可供選擇。（1） 采用傳統(tǒng)的鋼錠作原料。（2） 采用連鑄矩形坯。（3） 采用連鑄異形坯。（4） 采用具有很薄腰厚的連鑄異形坯為原料。（5） 采用連鑄板坯。傳統(tǒng)初軋坯的缺點(diǎn)是：由于初軋坯為方形或矩形，與成品H型鋼在外形上無幾何相似性，所以要先在二輥開坯機(jī)上把鋼錠軋成“狗骨頭”狀的異形坯，再送到有12架萬能可逆軋機(jī)組成的萬能粗軋機(jī)組上軋制，但由于坯料外形與孔型無幾何相似性，在軋制過程中隨著整個(gè)斷面翼緣和腹板的形成，坯料不可避免的受到剪切力的作用，同時(shí)產(chǎn)生金屬的橫向流動(dòng)和寬展。為了減少因不均勻變形所造成的金屬外性形的破壞，應(yīng)盡量采用在高溫下且小壓下量來完成從初軋坯到“狗骨頭”狀的異形坯的軋制，但這需要很多道次才能完成。板坯軋制的缺點(diǎn)： 在開坯機(jī)上必須把板坯立軋成“狗骨頭”狀的異形坯斷面以適應(yīng)萬能軋制，但“狗骨頭”狀的異形坯斷面形狀不容易控制，腹板易偏斜，萬能軋制時(shí)容易出現(xiàn)翼緣充不滿和腹板不對(duì)中等缺陷。 開坯軋制道次多，開坯機(jī)成為生產(chǎn)的 “瓶頸”。 開坯機(jī)軋制道次多、溫降大、軋制變形抗力大，從而能耗高、軋輥消耗大。連鑄異形坯的主要特點(diǎn)： 連鑄坯的斷面形狀和產(chǎn)品的斷面形狀相似，從而免除了熱軋H型鋼生產(chǎn)的成雛形軋制階段，減少了很多軋制道次，提高了軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量。同時(shí)，由于軋制變形比較均勻，故切頭切尾量少，提高了成材率。 異形坯結(jié)晶器鑄出的異形坯斷面尺寸精度高，對(duì)稱度好。 用一種或少量幾種連鑄坯就可以生產(chǎn)全部尺寸的H型鋼，因此，坯料規(guī)格可以較少，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)。綜合考慮以上五種坯料生產(chǎn)H型鋼的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選用連鑄異形坯為原料。1.3.2 原料規(guī)格選擇原料規(guī)格主要依據(jù)成品的斷面尺寸,軋件最大長度等因素確定。1.3.3 原料斷面確定連鑄異形坯有異形坯（）和異形坯（）兩種類型。異形坯斷面形狀見圖1.1，尺寸見表1.5。型異形坯主要用來生產(chǎn)腹板高度H500mm的H型鋼或翼緣寬度B300mm的H型鋼，型異形坯主要用來生產(chǎn)腹板高度H500mm和B300mm的H型鋼。 表1.5 異形坯斷面尺寸類型H(mm)B(mm)T(mm)A(mm)C(mm)R(mm)單重(kg/m)面積（mm2）型75045010015590801270162770型500300100130706070790567圖1.1 異形坯斷面形狀1.3.4 原料公差1)異形坯的腹部和翼緣的高度及厚度公差1.5%；2)異形坯的彎曲度:11m長的坯料最大彎曲度為60mm，每米不超過10mm；3)長度公差:最大20mm；4)重量公差：最大1.5%。1.3.5 鋼種的選擇本設(shè)計(jì)所用的鋼種為：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼。其化學(xué)成分表見表1.6：表1.6 坯料化學(xué)成分表序號(hào)鋼種標(biāo)準(zhǔn)代表鋼號(hào)化學(xué)成分CMnSiSPCrVNAlS1碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700-1988Q235A0.120.2200.300.700.30.0450.045/3低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591-1994Q345B0.201.001.600.550.040331330183.3.2 異形坯加熱工藝要求（1）入爐鋼坯間距設(shè)定值：315mm；（2）爐溫范圍與鋼坯在爐時(shí)間如表3.2：（3）爐內(nèi)氣氛：弱氧化性；爐壓：010Pa。表3.2 爐溫范圍與鋼坯在爐時(shí)間表（異形坯）段名非燃燒段上預(yù)熱段下預(yù)熱段上加熱段下加熱段上均熱段下均熱段溫度112011501080112012601300125012801240126012301250時(shí)間min421739223.4 開坯軋制工藝制度3.4.1 開坯機(jī)配輥圖根據(jù)典型產(chǎn)品HM294200812設(shè)計(jì)開坯機(jī)配輥圖見附圖1。3.4.2 BD機(jī)壓下制度根據(jù)典型產(chǎn)品編制BD機(jī)壓下規(guī)程見表6.1。3.4.3 溫度制度開坯機(jī)軋制碳素鋼、低合金鋼時(shí)，其軋制溫度規(guī)定如下：（1）開坯溫度一般為11301250（對(duì)于小規(guī)格斷面的型鋼取上限，大規(guī)格斷面的型鋼取下限）。（2）根據(jù)軋件尺寸規(guī)格確定終軋溫度，終軋溫度1000。加熱好的鋼坯由出爐輥道運(yùn)至開坯區(qū)，在開坯區(qū)內(nèi)除鱗，開坯，切“舌頭”。3.4.4 高壓水除鱗制度除鱗時(shí)根據(jù)兩種不同規(guī)格的坯料選擇兩種不同的噴嘴框尺寸、噴嘴數(shù)量及工作壓力，如表3.3所示。表3.3 除鱗機(jī)工作參數(shù)表坯料名稱坯料規(guī)格（mm）長度（m）噴嘴框尺寸（mm2）噴嘴數(shù)量極值導(dǎo)板開度（mm）水壓（MPa）除鱗速度（m/s）異形坯7504501004.411.075045040Max1580201.5異形坯50030010050030028Min500173.4.5 開坯軋制鋼坯經(jīng)過除鱗后到達(dá)開坯機(jī)，通過開坯機(jī)往復(fù)軋制達(dá)到所需尺寸后，經(jīng)機(jī)后輥道，送入熱鋸機(jī)切“舌頭”。開坯機(jī)的上輥，下輥均設(shè)置壓下（上）裝置，壓上裝置可調(diào)整軋制線。開坯機(jī)上輥軸向不可調(diào)，下軋輥可手動(dòng)進(jìn)行軸向調(diào)整。開坯機(jī)的前，后各設(shè)有一臺(tái)帶翻鋼鉤的推床，翻鋼鉤與推床同步移動(dòng)，可以將坯料橫移和在任意道次進(jìn)行翻鋼。3.4.6 速度制度（1）咬入速度咬入速度3.0m/s。（2）軋制速度當(dāng)軋件咬入后，取三角形或梯形速度圖，加速度為2.0m/s，軋制速度5m/s。（3）拋尾速度軋件拋尾速度2.0m/s。其速度圖如圖3.2：圖3.2 開坯機(jī)速度曲線圖3.4.7 切舌制度用萬能法軋制H型鋼時(shí)，為防止在萬能粗軋機(jī)組中發(fā)生纏輥事故，必須切除軋件的頭、尾端“舌頭”。切舌長一般為150500mm，但為了方便萬能粗軋機(jī)順利咬入，應(yīng)該保留腹板部分舌長20100mm。3.5 萬能軋制工藝制度軋件進(jìn)入輸入輥道后運(yùn)往萬能粗軋機(jī)軋制，粗軋機(jī)組的前、后均設(shè)有可平行升降的輸入、輸出輥道及擺動(dòng)輥道。小規(guī)格H型鋼在萬能粗軋機(jī)組上往返軋制3次，萬能粗軋道次為5道，軋邊道次為3道；大規(guī)格H型鋼往返59次，萬能道次為617道，軋邊道次為59道。三機(jī)架間構(gòu)成連軋。不論是大規(guī)格或小規(guī)格，在萬能精軋機(jī)上只軋一道。換產(chǎn)品規(guī)格時(shí)，輸入、輸出輥道平行升降調(diào)整。在軋制時(shí)，輸入、輸出輥道標(biāo)高不變，僅擺動(dòng)輥道按軋件翼緣的高度變化，每道次調(diào)整，以確保軋制過程中軋制中心線不變。萬能軋機(jī)的水平輥，立輥均是電動(dòng)壓下（上）和側(cè)壓，液壓平衡。上水平輥動(dòng)態(tài)軸向調(diào)整，下水平輥的軸向固定。萬能軋機(jī)的立輥有二種規(guī)格，以適應(yīng)軋制不同翼緣高度的軋件。為提高產(chǎn)品精度，在萬能精軋機(jī)的上水平輥和左、右立輥的壓下裝置和軸承座之間設(shè)置了厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)翼緣和腹板進(jìn)行自動(dòng)控制（AGC）。3.5.1 萬能軋機(jī)輥型圖根據(jù)典型產(chǎn)品HM294200812設(shè)計(jì)萬能軋機(jī)輥型圖見附圖2。3.5.2 萬能軋機(jī)壓下制度根據(jù)典型產(chǎn)品編制萬能軋機(jī)壓下規(guī)程表見表6.2。3.5.3 萬能軋機(jī)配輥方案水平輥尺寸WR的確定：WR=WF ;式中： 調(diào)整量 一般=25mm；本設(shè)計(jì)取=2mmWF 精軋機(jī)輥身寬度；WFmax=H+1+-2（t2-2-）WFmin=H+1-2（t2-2+）式中：熱膨脹系數(shù)一般為1.0001.013，本設(shè)計(jì)取1.000 1 、2分別為軋件寬度和翼緣高度方向的公差。萬能軋機(jī)配輥方案見表3.4。3.5.4 溫度制度對(duì)于碳素鋼、低合金鋼，萬能軋機(jī)的開、終軋溫度為：開軋溫度1000；終軋溫度800。如有特殊要求，按照工藝操作要點(diǎn)執(zhí)行。表3.4 萬能軋機(jī)配輥方案表序號(hào)產(chǎn)品規(guī)格水平輥尺寸（mm）立輥尺寸（mm）輥徑輥身寬度（粗軋）輥身寬度（精軋）輥身寬度輥徑1HN40020014001290381.8367.7381.8371.73409008102HW20020014001290181.8167.7181.8171.73409008103HM39030014001290365.5351.4365.5355.44309008104HW40040014001290365.6351.4365.6355.54309008103.5.5 速度制度（1）UEU速度制度入口速度3m/s；軋制速度：當(dāng)軋件頭部被連軋機(jī)組中最后機(jī)架咬入后，軋件加速到軋制設(shè)定速度并建立小張力，其加速度為2.0m/s。其最大軋制速度10.0m/s。出口速度2.5m/s。（2）UF速度制度入口速度3.0m/s。軋制速度：當(dāng)軋件進(jìn)入U(xiǎn)F軋機(jī)后，軋機(jī)將加速至設(shè)定速度，加速度為2.0m/s。出口速度：軋件以2.0m/s的速度拋出，然后降速至反轉(zhuǎn)，等待下一道次軋制。加速度為2.0m/s。其速度曲線圖見圖3.3：圖3.3 UEU速度制度曲線圖3.6 熱鋸工藝制度精軋機(jī)軋出的成品最大長度為111.99m，由橫移裝置送至熱鋸機(jī)單根地切頭、切尾和定尺（或倍尺），取樣也在熱鋸上進(jìn)行。熱鋸機(jī)組包括一臺(tái)固定式鋸，一臺(tái)移動(dòng)式鋸。通過液壓進(jìn)鋸，鋸片直徑為2200/2000mm，圓周速度為140m/s。在固定鋸前設(shè)有一臺(tái)液壓升降機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)的定尺機(jī)，定尺范圍為624m。工藝技術(shù)選定（1）切頭、切尾長度頭尾鋸切長度正常為5001200mm，數(shù)值視規(guī)格而定，具體見鋸切程序表；（2）鋸切溫度1）小規(guī)格軋件，不低于500；2）大規(guī)格軋件，不低于600。（3）鋸切方式熱鋸鋸切時(shí)，必須是單根鋸切。3.7 冷卻工藝制度鋸切成定尺（或倍尺）的軋件在冷床上冷卻。冷床為步進(jìn)梁式，輸入、輸出輥道中心線間距為38m，寬60m，步距可調(diào)，可適應(yīng)各種規(guī)格的冷卻要求。冷床輸入輥道上有6個(gè)升降擋板，可冷卻不同長度的軋件，最大限度利用冷床。在冷床輸入、輸出側(cè)均設(shè)有翻鋼裝置，H型鋼在冷床上直立（成I型）冷卻。冷卻制度、上冷床、下冷床都由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)指令自動(dòng)控制。工藝制度（1）冷卻方式由于H型鋼腿厚與腰厚之比較大，若采用平放，容易因腰腿冷卻速度不一致，造成腰部波浪，因此H型鋼上冷床時(shí)，必須翻轉(zhuǎn)90，成“工”型在冷床上立冷，下冷床前，必須再翻轉(zhuǎn)90，恢復(fù)H型，上輥道送矯直機(jī)矯直。（2）軋件下冷床溫度軋件下冷床溫度必須小于80。3.8 矯直工藝制度軋件在冷床上冷卻后，由輥道運(yùn)往矯直機(jī)矯直，矯直溫度必須低于80。矯直機(jī)為九輥懸臂矯，節(jié)距可調(diào)。矯直機(jī)上部四個(gè)輥為驅(qū)動(dòng)輥，每個(gè)輥由一臺(tái)0220KW、090/1800rpm直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。下部五個(gè)輥為被動(dòng)輥。在輸入、輸出側(cè)各有一對(duì)自由立輥，引導(dǎo)軋件輸入、輸出自由立輥的間距可以液壓調(diào)節(jié)。在矯直機(jī)前的輸入輥道上設(shè)置一臺(tái)喂鋼機(jī)。是一對(duì)直徑為250mm的支持輥，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可以旋轉(zhuǎn)、升降、橫移保證軋件正確對(duì)準(zhǔn)矯直機(jī)輥?zhàn)又行木€。矯直機(jī)為快速換輥，全套換輥時(shí)間為30分鐘左右。工藝技術(shù)規(guī)定（1）矯直溫度應(yīng)低于80；（2）生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)鋼材規(guī)格、鋼種、鋼溫的變化，適當(dāng)調(diào)整矯直機(jī)的壓力。（3）矯后軋件的彎曲、內(nèi)并外擴(kuò)、扭轉(zhuǎn)及表面質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。3.9 冷鋸工藝制度工藝技術(shù)規(guī)定（1）冷鋸可以單根鋸切，也可以成排鋸切。成排鋸切時(shí)，成排根數(shù)視品種、規(guī)格確定。（2）鋸切速度1）小規(guī)格產(chǎn)品，快速進(jìn)鋸，一般取70120mm/s；2）鋼種較硬或規(guī)格較大時(shí)，中速進(jìn)鋸，一般取50100mm/s；3）成排鋸切時(shí)的速度取150200mm/s。4 車間工作制度與年工作小時(shí)4.1 車間工作制度車間年工作小時(shí)按以下原則計(jì)算：（1）本設(shè)計(jì)車間采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)工作制，每班8小時(shí)。雙休日不停工；（2）每?jī)赡甏笮抟淮危看?0天；每?jī)赡曛行抟淮?，每?0天；十天左右小修一次，每次10小時(shí)；大修與中修錯(cuò)開，不在同一年進(jìn)行；（3）換軋輥和導(dǎo)衛(wèi)，平均軋制5000噸換一次輥，每次需時(shí)2小時(shí)；（4）調(diào)整、換矯直輥和鋸片每班更換，平均每次30分鐘；（5）交接班每次20分鐘；（6）考慮到電氣及機(jī)械故障，預(yù)留每班40分鐘；（7）其它原因停機(jī)300小時(shí)。本車間設(shè)計(jì)日歷作業(yè)率=全年計(jì)劃軋制時(shí)間/日歷時(shí)間=5776/8760=65.94%，有效作業(yè)率=全年計(jì)劃軋制時(shí)間/年規(guī)定工作時(shí)間=5776/7776= 74.28%。年工作小時(shí)表見表4.1：表4.1 年工作小時(shí)表日歷天數(shù)d非 工 作 日規(guī)定工作時(shí)間工作制度其 它 停 工 時(shí) 間全年計(jì)劃軋制時(shí)間h節(jié)假日d大修hh中修h小修h計(jì)劃檢修h天數(shù)d小時(shí)數(shù)h交接班h換輥及導(dǎo)衛(wèi)h事故h其它原因停機(jī)h調(diào)整、換 矯直輥、鋸片h365112401203607203247776四班三運(yùn)轉(zhuǎn)30030060030050057765軋機(jī)選擇及其生產(chǎn)能力計(jì)算與設(shè)備及其電機(jī)校核5.1軋機(jī)選擇對(duì)工藝設(shè)計(jì)來說，軋機(jī)選擇主要是確定軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式、主要參數(shù)及其布置。軋機(jī)選擇時(shí)一般考慮以下原則：1）滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊；2）有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)；3）有利于機(jī)械化、自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人勞動(dòng)條件的改善；4）保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品；5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡(jiǎn)單，維修方便；6）備品備件更換方便，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；7）有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。根據(jù)以上原則并參考馬鋼H型鋼廠生產(chǎn)線，本設(shè)計(jì)中軋機(jī)選用串列式布置，軋機(jī)布置形式采用半連續(xù)式布置，生產(chǎn)線上五臺(tái)軋機(jī)呈三列布置，俗稱“131”布置。5.2軋輥材質(zhì)選擇軋輥是軋機(jī)的主要部件，軋輥材質(zhì)的選擇與軋機(jī)工作特點(diǎn)及損壞形式有密切的關(guān)系，因此，在選擇軋輥材質(zhì)時(shí)，除考慮軋輥的工作要求與特點(diǎn)外，還要考慮軋輥常見的破壞形