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文檔簡介
規(guī)格鋼種優(yōu)碳鋼總計ФФФФФФ10.0~產(chǎn)量%優(yōu)碳鋼3213178低合金鋼122合計產(chǎn)量327331340%100鋼坯種類鋼坯成品廢品氧化損失萬噸%萬噸%萬噸%萬噸%優(yōu)碳鋼1009631低合金鋼1009631總計100409631推鋼式步進(jìn)底式爐步進(jìn)梁式梁底組合式損傷重少無無能耗高低較低低燒損0.50%1.00%0.75%0.80%脫碳層1~2mm0.7~造價100%115%120%115%步進(jìn)爐的特點:1)產(chǎn)量高。坯料四面受熱,大大縮短加熱時間,能很好地滿足高線加熱坯料量較大的的要求。2)加熱質(zhì)量好。鋼坯在加熱爐內(nèi)散開布置,加熱溫度均勻,不會出現(xiàn)一般推鋼式加熱爐爐底處水管產(chǎn)生的黑??;鋼坯與步進(jìn)梁無摩擦,防止鋼坯底面劃傷;加熱時間短,減少鋼坯氧化量及脫碳層;坯料芯部和底部溫差小,全長加熱均勻。3〕操作靈活。操作不受鋼坯外形的限制,爐長不受推鋼長度限制,變換品種容易;步進(jìn)梁可作“踏步〞動作,使鋼坯溫度均勻;空爐出爐簡單,時間短,勞動強(qiáng)度低。1〕由于機(jī)架平立交替布置,實現(xiàn)了活套軋制,可以消除粗軋和中軋軋制時不可防止產(chǎn)生的堆、拉鋼現(xiàn)象而造成的軋件尺寸不均勻,從而使精軋機(jī)組得到尺寸穩(wěn)定且均勻的軋件,這對獲得高精度的線材創(chuàng)造了極為有利的條件。2〕機(jī)架間設(shè)有活套從而實現(xiàn)了無張力軋制,消除了由于堆拉鋼而造成的軋件頭、尾尺寸差,減少了切頭、切尾,提高了成材率。3〕本機(jī)組采用懸臂軸,碳化鎢輥環(huán),硬度高,每孔軋出量可成倍提高,更換輥環(huán)方便,提高了作業(yè)率。到預(yù)精軋軋件的斷面較小,為保證軋件斷面形狀正確、尺寸精確和工藝穩(wěn)定,道次變形小,懸臂式軋輥的預(yù)精軋機(jī)完全滿足要求,其以設(shè)備重量輕、占地小。精軋機(jī)組是高速線材軋機(jī)最重要的、最關(guān)鍵的設(shè)備之一。當(dāng)今世界主要有四種流行機(jī)組:摩根、阿希洛、德馬克、達(dá)涅利。表3-2幾種機(jī)型的主要特點如下表所示序號結(jié)構(gòu)和參數(shù)主導(dǎo)機(jī)型摩根型德馬克達(dá)涅利阿希洛1工作機(jī)座布置形式側(cè)交450,后為頂交450側(cè)交450,后改為150/750平立交替頂交4502輥環(huán)直徑φ8“×5+φ6〞×5φ210×10φ210×2+φ165×8φ210×103輥縫調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)偏心套式調(diào)整機(jī)構(gòu)帶液壓平衡的擺臂式4機(jī)架中心距800~750mm800mm750及650mm920mm本設(shè)計采用摩根第六代V型8架超重型軋機(jī),因為它主要有以下幾個優(yōu)點:1)采用頂交45°機(jī)型,傳動軸至地面設(shè)備機(jī)組距離短小,設(shè)備重心低,傾動力矩小。機(jī)組穩(wěn)定性好,震動小,噪音低,重量小、剛性大。2)操作視野開闊,便于操作管理。3)主電機(jī)功率大,為進(jìn)一步提高精軋操作速度和實現(xiàn)低溫軋制創(chuàng)造了條件。4)機(jī)架承載能力大,提高了軋制精度,最高軋制速度可達(dá)140m/s,成品范圍大,生產(chǎn)率極高,是目前無扭精軋機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型。泰克森軋機(jī)是摩根公司開發(fā)的一種定、減徑技術(shù),泰克森的日語意思是“最正確尺寸〞,該技術(shù)有效地解決了改良產(chǎn)品質(zhì)量、增加生產(chǎn)率和縮短交貨時間等問題。泰克森軋機(jī)由四架懸臂式軋機(jī)〔兩架減徑機(jī)和兩架定徑機(jī)〕組成,作為“二精軋機(jī)〞安裝在“一精軋機(jī)〞和吐絲機(jī)之間。增加泰克森軋機(jī)后,有以下優(yōu)點:可提高常規(guī)線材軋機(jī)的生產(chǎn)率;提高了產(chǎn)品的尺寸公差;具有“自由定徑〞功能,即用單一的名義孔槽尺寸,通過微調(diào)來料尺寸和對不同方坯間隙調(diào)整泰克森軋機(jī)的輥縫,生產(chǎn)出一批不同尺寸的成品棒線材的自由尺寸軋制能力;實現(xiàn)800℃低溫軋制,晶粒組織更細(xì),通過控制晶粒尺寸和吐絲溫度促進(jìn)相變或延遲相變,從而利用斯泰爾摩的最正確冷卻能力,可處理如軸承鋼、冷鐓優(yōu)質(zhì)鋼等鋼種,而不需要后續(xù)熱處理,提高了產(chǎn)品的冶金性能;由于立式吐絲機(jī)主要適用終軋速度不大于120米/秒,而臥式吐絲機(jī)其重心低,振動小可適合于軋制高速線材??紤]到本設(shè)計的實際情況,采用臥式吐絲機(jī),其下傾角為15°,線圈平均直徑為1075㎜,為保證軋出高質(zhì)量的線材,應(yīng)盡量減少其振動,故本設(shè)計在吐絲機(jī)上還設(shè)有振動檢測裝置??刂评鋮s線是高速線材生產(chǎn)的主要技術(shù)之一。為防止當(dāng)線材盤卷在800℃~1050℃高溫下自然冷卻時,因盤卷內(nèi)外溫差大而導(dǎo)致外表嚴(yán)重氧化、盤卷內(nèi)部不符合要求、機(jī)械性能低、拉拔性能差等問題,為此目前新建的高線都選擇了斯太爾摩冷卻線,斯太爾摩冷卻線有三種形式:標(biāo)準(zhǔn)型、緩慢型、延遲型,具體比擬見類型標(biāo)準(zhǔn)型延遲型緩慢型設(shè)備特點鏈?zhǔn)交蜉伿竭\(yùn)輸機(jī),風(fēng)冷,造價低有絕熱面板,側(cè)墻,頂蓋的運(yùn)輸機(jī),造價低,產(chǎn)量較大有絕熱面板,側(cè)墻、頂蓋、電熱燒嘴的運(yùn)輸機(jī),造價高,產(chǎn)量低冷卻速度4.44~10C/s1.11~10C/s0.28~10C/s中碳鋼和高碳鋼冷鐓處理介于空冷和鉛浴處理之間、適用于中、高碳鋼生產(chǎn)比標(biāo)準(zhǔn)型好,用于緊固件的中碳鋼生產(chǎn),抗拉強(qiáng)度可減少10~15%有利于冷鐓加工比延遲型好,比擬接近鉛浴淬火處理水平合金鋼適用于一般生產(chǎn)要求,比延遲型綜合性能差軟化退火比標(biāo)準(zhǔn)型好,有利于提高綜合機(jī)械性能,減少二次氧化鐵皮,提高外表質(zhì)量軟化退火效果最好,綜合機(jī)械性能最好粗軋球墨鑄鐵中軋球墨鑄鐵預(yù)精軋?zhí)蓟u精軋?zhí)蓟u序號鋼種名稱代表鋼號第一架軋機(jī)入口溫度℃精軋機(jī)入口溫度℃減定機(jī)入口溫度℃吐絲溫度℃1優(yōu)碳鋼70#950±30850±10800±10840~8602低合金鋼20MnSi1000±30880±10770±20800~840序號鋼種最終目的最終材質(zhì)要求最終組織要求控冷工藝1優(yōu)碳鋼省去拉拔加工前的鉛浴淬火強(qiáng)度高、拉拔性能好,拉拔后韌性高索氏體控制風(fēng)冷2低合金鋼簡化球化退火接近球化前組織細(xì)珠光體延遲冷卻孔型系統(tǒng)的選擇是孔型設(shè)計的重要環(huán)節(jié),選擇是否恰當(dāng)對軋機(jī)的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項消耗指標(biāo)及生產(chǎn)工藝操作有決定影響,故孔型系統(tǒng)的選擇必需按照具體條件嚴(yán)格進(jìn)行。孔型系統(tǒng)選擇的具體條件為:1〕鋼坯條件,應(yīng)考慮:是連鑄坯還是軋制坯,斷面幾何形狀,尺寸及其波動范圍,坯料外表質(zhì)量,鋼種等。2〕設(shè)備條件,應(yīng)考慮:軋機(jī)布置形式,機(jī)架結(jié)構(gòu)形式,機(jī)組組成,數(shù)量及參數(shù),傳動方式,電機(jī)能力及調(diào)速范圍,輔助設(shè)備的配置及能力。3〕產(chǎn)品條件,應(yīng)考慮:產(chǎn)品品種,規(guī)格范圍,尺寸精度及金屬性能要求。4〕生產(chǎn)工藝操作要求,應(yīng)考慮:軋制方式是單線還是雙線,孔型共用要求,操作人員的操作習(xí)慣和技術(shù)水平等。高線軋機(jī)常用的延伸孔型系統(tǒng)有:箱形孔型系統(tǒng),橢--圓孔型系統(tǒng)。作為傳統(tǒng)的箱形孔有扁箱和立箱兩種,從此孔型出來的軋件為矩形或方形,其主要優(yōu)點有:1〕共用性好。通過改變輥縫的方法可軋制出不同尺寸的產(chǎn)品。2〕軋件在整個寬度上變形均勻,孔型磨損均勻,變形能耗小。3〕軋件側(cè)外表氧化鐵皮易脫落,有利于改善軋件外表質(zhì)量。4〕軋輥切槽淺,軋輥強(qiáng)度高,可采用較大道次的變形量。5〕軋件斷面溫降較為均勻。箱形孔也有其不可防止的缺點:1〕由于箱形孔的結(jié)構(gòu)特點,難以從中軋出尺寸精確的產(chǎn)品。2〕軋件在孔型中受兩個方向的壓縮,故軋件側(cè)外表不易平直,甚至出現(xiàn)裂紋。3〕軋件在孔型中穩(wěn)定性不好,易發(fā)生倒鋼或歪扭,小斷面軋件尤為嚴(yán)重。2.橢圓--圓孔型系統(tǒng)該孔型系統(tǒng)的主要優(yōu)點:1)變形較均勻,軋制前后軋件斷面形狀能平穩(wěn)地過渡,可防止產(chǎn)生局部應(yīng)力;2)由于軋機(jī)沒有明顯棱角,冷卻比擬均勻,且軋制中有利于去除軋件外表氧化鐵皮;3)在某些情況下,可由延伸孔型軋出成品圓鋼,因而可減少軋輥數(shù)量和換輥次數(shù)。該孔型系統(tǒng)的主要缺點有:1)延伸系數(shù)較小,有時會造成軋制道次增加;2)橢圓件在圓孔型中軋制不穩(wěn)定;3)軋件在圓孔型中易出耳子;綜合以上各孔型系統(tǒng)的特點,結(jié)合當(dāng)今國內(nèi)、外高線廠廣泛使用之孔型系統(tǒng),和自身設(shè)計的要求特點,本設(shè)計粗軋機(jī)孔型前兩架選擇箱形孔型系統(tǒng),后四架選擇橢圓--圓孔型系統(tǒng)。現(xiàn)代高速線材的預(yù)精軋、精軋機(jī)組都采用橢圓--圓孔型系統(tǒng),這一孔型系統(tǒng)除了前述的優(yōu)點外,還具有以下優(yōu)點:1)適合相鄰機(jī)架軋輥軸線與地平線成45°/45°,75°/15°,90°/0°相互垂直的布置;2)變形平穩(wěn),內(nèi)應(yīng)力小,可得到尺寸準(zhǔn)確,外表光滑的軋件和成品;3)橢圓--圓孔型系統(tǒng),可借助調(diào)整輥縫值得到不同斷面尺寸的軋件,增加了孔型樣板,孔型加工的刀具和模具,軋輥輥片和導(dǎo)衛(wèi)裝置的共用性,減少了備件,簡化了管理;4)這一孔型系統(tǒng)的每一個圓孔型都可以設(shè)計成既是延伸孔型,又是有關(guān)產(chǎn)品的成品孔型,適用于一組孔型系統(tǒng)軋輥,借助甩去機(jī)架軋制多規(guī)格產(chǎn)品。因此,目前預(yù)精軋及精軋機(jī)組主要采用橢圓-圓孔型系統(tǒng)。3.確定總延伸系數(shù)μΣ和平均延伸系數(shù)μp總延伸系數(shù):μΣ取平均延伸系數(shù):μ∴其軋制道次為:n=㏒μΣ/㏒μp=25.82故取26道次4.確定各機(jī)組延伸系數(shù)機(jī)組的平均延伸系數(shù)范圍:根據(jù)以上范圍,并結(jié)合國內(nèi)外局部廠家的實際情況,現(xiàn)選取粗軋機(jī)組平均延伸系數(shù)為1.330,中軋機(jī)組平均延伸系數(shù)為1.290,預(yù)精軋機(jī)組平均延伸系數(shù)為1.240,精軋機(jī)組平均延伸系數(shù)為1.215。3.驗算:驗算通過。1〕粗軋機(jī)組由于粗軋機(jī)機(jī)組的延伸系數(shù)較大,但對于第一架軋機(jī),考慮來料波動,咬入條件及軋輥強(qiáng)度等因素,延伸系數(shù)可略小一些。μ1=1.290μ2=1.330μ3=1.390μ4=1.360μ5=1.320μ6=1.2932〕中軋機(jī)組:μ7=1.345μ8=1.292μμ10=1.272μ11=1.290μ3〕預(yù)精軋機(jī)組:μ13=1.270μ14=1.225μ15=1.250μ4〕精軋機(jī)組:μ17=1.260μ18=1.215μ19=1.250μμ21=1.240μ22=1.200μ23=1.235μμ25=1.225μ驗算:μΣ=μ1×μ2×μ3┄μ25×μf=k1·k2·k3(1.05-0.0005t)……〔式5-1〕公式中:k1---軋輥材質(zhì)影響系數(shù),對碳化鎢軋輥k1=0.7;對鑄鐵軋輥k1=0.8,本設(shè)計1~12機(jī)架為球墨鑄鐵,13~26機(jī)架采用碳化鎢輥環(huán)k2---軋制速度影響系數(shù)k3---軋件材質(zhì)影響系數(shù),本設(shè)計以優(yōu)碳鋼為主,故取k3=1.11.軋制溫度確實定本設(shè)計采用低溫軋制,且為優(yōu)碳鋼,故開軋溫度為980℃,具體參見表格52.軋制速度確實定各道次軋制速度確實定按下式:Vi=Vi+1/μi+1……〔式5-2〕公式中:Vi,Vi+1分別為第i和第i+1道次的出口速度μi+1為第i+1道次延伸系數(shù)本設(shè)計保證速度為100米/秒,各道次出口速度見表5-1。道次延伸系數(shù)軋件面積mm2軋件長度m速度m/sK1K2K3溫度℃摩擦系數(shù)11119802819603194041930519206910790089009900109001190012900138501485015850168501780018800198002080021800228002380024810253983026100850道次軋件高㎜孔寬㎜軋件寬㎜充滿度%名義直徑㎜工作輥徑㎜圓半徑㎜圓角半徑mm軌縫㎜18093.20%55047829093.60%55048312.0392.60%55049813.4012489.70%5505115591.50%55051410691.20%55051469791.70%4003738.09889.30%4003738990.70%400381471094%4003783114495%400385761293.80%40038455133487.90%2702572741494.70%270256541589.90%270260731694.60%27025832172286.80%200191181595.70%20019061986.30%2001932.082095.40%20019222187.80%20019461221097%20019452387%2001961.4012495%2001952586.10%20019612697.20%2001951道次堆拉率速度(m/s)軋輥實際轉(zhuǎn)速(rpm)壓下量(mm)摩擦角(°)14232745678910181112131415161714181419142014211422142314241425260100S.Ekelund公式適用范圍:1〕S.Ekelund公式適用于熱軋型鋼時計算平均單位壓力的半經(jīng)驗公式。2〕適用于當(dāng)軋制溫度大于800℃3〕當(dāng)軋制速度小于5m/s,該公式比擬準(zhǔn)確,當(dāng)軋制速度大于5m/s時,需要采用S.Ekelund修正公式。S.Ekelund公式:p=(1+m)(k+ηε)……〔式6-1〕m:外摩擦對單位壓力的影響系數(shù)△h:該道次平均壓下量H,h:軋制前后軋件平均高度η:粘性系數(shù),η=0.01(14-0.01t)C’×10Mpa……〔式6-3〕ε:平均變形速度η、ε:變形速度對于變形抗力的影響系數(shù)f:軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)v:軋制速度K:靜載時平面變形抗力[4]K=9.8(14-0.01t)(1.4+C+Mn+0.3Cr)Mpa……〔式6-5〕公式中:t--軋制溫度℃c,Mn,Cr--鋼中的碳,錳,鉻含量,%S.Ekelund修公式[9]:p=(1+m)(k+ηε)a,a-修正系數(shù),……〔式6-6〕……〔式6-7〕P=p·F……〔式6-8〕軋件與軋輥接觸面積為:式中:BH,Bh---軋制前后軋件寬度L---接觸弧長機(jī)組機(jī)架號機(jī)架布置軋輥主電機(jī)軋輥尺寸材質(zhì)功率〔kw〕轉(zhuǎn)速rmp輥徑〔mm〕輥身長度(mm)MaxMin粗軋機(jī)組1H610520760球墨鑄鐵Ac400750/15002V610520760球墨鑄鐵Ac400750/15003H610520760球墨鑄鐵Ac600900/18004V610520760球墨鑄鐵Ac600900/18005H610320760球墨鑄鐵Ac600900/18006V610320760球墨鑄鐵Ac600900/1800中軋機(jī)組7H430370650球墨鑄鐵Ac700900/18008V430370650球墨鑄鐵Ac600900/18009H430370650球墨鑄鐵Ac700900/180010V430370650球墨鑄鐵Ac600900/180011H430370650球墨鑄鐵Ac700900/180012V430370650球墨鑄鐵Ac600900/1800預(yù)精軋機(jī)組13H28525595WCAc700900/180014V28525595WCAc600900/180015H28525595WCAc700900/180016V28525595WCAc600900/1800精軋機(jī)組1745°21219272WCAc5400900/18001845°21219272WC900/18001945°21219272WC900/18002045°21219272WC900/18002145°21219272WC900/18002245°21219272WC900/18002345°21219272WC900/18002445°21219272WC900/1800減定徑機(jī)組2545°21219272WC2×Ac2000900/18002645°21219272WC750/19002745°21219272WC750/19002845°21219272WC750/1900表6-2軋制壓力計算表道次外摩擦影響系數(shù)m變形抗力K(Mpa)粘性系數(shù)η(Mpa)變形速度〔s-1〕修正系數(shù)c平均單位壓力(Mpa)總壓力(KN)112121131415132161表6-3軋輥危險斷面尺寸及強(qiáng)度校核表道次軋輥除斷面直徑mm輥頸尺寸mm最大彎距KN?m彎曲壓力Mpa輥頸彎距KN?m輥頸扭距N?m合應(yīng)力Mpa彎曲應(yīng)力Mpa掃轉(zhuǎn)應(yīng)力Mpa軋輥許用應(yīng)力Mpa是否平安1330120平安2431330120平安3330120平安433051120平安5330120平安6330120平安表6-4傳動力矩計算表道次力臂系數(shù)Χ傳動比i軋輥軸承摩擦系數(shù)f1軋制力矩(KN?m)傳動效率η軋輥軸承摩擦力矩(KN?m)傳動機(jī)構(gòu)摩擦力矩(KN?m)摩擦力矩(KN?m)空轉(zhuǎn)力矩(KN?m)總力矩(KN?m)123456道次軋件長度m速度m/s機(jī)架間距m額定力矩(KN?m)軋制總力矩(KN?m)最過載力矩(KN?m)13.00023.00033.00043.00053.000600Tzh成品直徑〔㎜〕終軋速度〔m/s〕軋制時間〔s〕間隙時間〔s〕軋制節(jié)奏時間〔s〕按鋼種計算小時產(chǎn)量〔噸〕方案年產(chǎn)量〔萬噸〕年軋制時間〔h〕9555036001005273709534695352851158415234351175小記405982工程時間備注日歷時數(shù)365天計8760小時工作制度三班連續(xù)工作,節(jié)假日不休大中修20天每年一次小修520小時每周一次用10個小時年方案工作時間7760交接班329小時每班20分鐘設(shè)備及操作事故350小時換輥及導(dǎo)衛(wèi)400小時一般安排在小修中進(jìn)行,該項是指小修外所占用時間年有效工作時間6681小時序號工程單位原料堆放成品堆放1每天平均入庫量t/d2單位面積平均負(fù)荷t/m2633有效堆放面積m219034存儲量t114165有效天數(shù)d106序號指標(biāo)名稱單位數(shù)量備注1產(chǎn)品產(chǎn)量萬噸/年40其中:優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼萬噸/年低合金鋼萬噸/年2鋼坯年需要量噸4166673軋機(jī)組成架28其中:粗軋機(jī)組架6Φ610~520㎜6架中軋機(jī)組架6Φ430~370㎜6架預(yù)精軋機(jī)組架4Φ285~255㎜6架精軋機(jī)組架8Φ212㎜V型超重載45°頂交8架減定徑機(jī)組架4Φ212㎜V型超重載45°頂交4架4綜合成材率%965軋機(jī)負(fù)荷率%6軋機(jī)年有效工作時間小時59827主廠房建筑面積平方米204008每噸產(chǎn)品的消耗指標(biāo)其中:連鑄坯噸燃料〔冷裝〕GJ電力Kwh100水M3軋輥/輥環(huán)㎏導(dǎo)衛(wèi)㎏#include"stdio.h"#include"math.h"main(){floata[6],F[6],p[6],P[6],m[6],K[6],n1[6],e[6];staticfloatH[6]={120,162.7,101.5,123.6,81.30,104.49};staticfloath[6]={83.20,103.30,60.09,76.80,44.69,59.10};staticfloath1[6]={36.80,53.47,43.21,47.37,32.11,36.29};staticfloatD[6]={478.4,471.1,498.2,497.7,512.3,511.4};staticfloatf[6]={0.538,0.537,0.542,0.546,0.551,0.551};staticfloatv[6]={0.35,0.56,0.62,0.83,1.09,1.40};staticfloatB[6]={120,83.20,103.30,60.09,76.80,44.69};staticfloatb[6]={165.29,108.40,132.41,81.30,104.49,65.30};staticfloatt[6]={980,970,960,950,940,940};inti;for(i=0;i<6;i++){m[i]=(1.6*f[i]*sqrt(D[i]*h1[i])-1.2*h1[i])/(H[i]+h[i]);K[i]=(14-0.01*t[i])*(1.4+0.7+0.7)*9.8;n1[i]=0.01*(14-0.01*t[i])*10;e[i]=(2*v[i]*sqrt(2*h1[i]/D[i]))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