年產(chǎn)68萬噸熱軋線材車間設(shè)計(jì)

內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)年產(chǎn)68噸高速線材車間姓名：學(xué)號：專業(yè)：材料成型及控制工程班級：指導(dǎo)教師：年產(chǎn)68萬噸熱軋線材車間設(shè)計(jì)摘要根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)年產(chǎn)68萬噸的熱軋高速線材生產(chǎn)車間，采用單線連續(xù)軋制方式。產(chǎn)品規(guī)格為Φ5.5~20mm，單卷盤重約2.1噸,本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)碳素鋼。本車間設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：產(chǎn)品大綱和金屬平衡表的制定；設(shè)計(jì)工藝方案和工藝流程；工作制度確實(shí)定及軋機(jī)生產(chǎn)能力分析；主要設(shè)備的選擇；輔助設(shè)備的選擇及計(jì)算；車間平面布置及起重運(yùn)輸；車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；孔型設(shè)計(jì)；軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算和電機(jī)設(shè)備校核等。本設(shè)計(jì)坯料采用連鑄坯，一方面連鑄坯的組織結(jié)構(gòu)很好，同時(shí)提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；另一方面還可以減少軋制間隙時(shí)間，提高生產(chǎn)率。加熱爐選為步進(jìn)梁式加熱爐，進(jìn)出料方式采用側(cè)進(jìn)側(cè)出，加熱爐由微機(jī)控制，出爐溫度為1050~1250°C。軋機(jī)采用高速線材軋機(jī)，全線均為無扭軋制。在軋制后的坯料多數(shù)采用冷卻技術(shù)為斯太爾摩冷卻運(yùn)輸系統(tǒng)來完成。本設(shè)計(jì)采用的是延遲性的斯太爾摩冷卻運(yùn)輸系統(tǒng)，它適用于冷卻各類碳鋼，具有較好的冷卻效果。關(guān)鍵詞：車間設(shè)計(jì)孔型設(shè)計(jì)產(chǎn)量計(jì)算設(shè)備選擇Annualoutputof680000tonsofhot-rolledwirerodworkshopdesignAbstractAccordingtotherequirementsofgraduationdesign,thedesigncapacityof680000tonsofhotrolledhighspeedwirerodproductionworkshop,thesinglewirerollingway.ProductspecificationsfortheΦ5.5~20mm,singlereelweighsabout2.1tons.Themainproductsofthedesignqualitycarbonsteel.Thecontentofthisworkshopdesignmainlyinclude:productoutlineandtheformationofmetalsheets;Designprocessandprocessflow;Thedeterminationofworkingsystemandtherollingmillproductionabilityanalysis;Themainequipmentchoice;Selectionandcalculationoftheauxiliaryequipment;Workshoplayoutandliftingtransportation;Workshoptechnicalandeconomicindicators;Passdesign;Rollingforcecanparameterscalculationandmotorequipmentchecking,etc.Thisdesignmaterialsusingcontinuouscastingbillet,inordertoreducethelossofmetal,andtheorganizationalstructureofthecontinuouscastingbilletisbetter,italsoimprovethequalityoftheproducts;Alsocanreducethegapofrollingtimeandimproveproductivity.Asthewalkingbeamtypereheatingfurnace,heatingfurnacefront-rearwayusingsideinsideout.Heatingfurnaceiscontrolledbymicrocomputer,melttemperatureis1050~1250°C.Rollingmillandhigh-speedwiremill,acrossallisnotwistrolling.Microstructure,toimprovetheproductafterrollingbyadoptingthetechnologyofcontrolledcooling,coolingafterrollingbycoldboxandasetofsteyrthecoolingwatertransportationsystem.Steyrthecoolingtransportationsystemwithdelayedtypecoolingdevice,itissuitableforcoolingvariouskindsofcarbonsteel,hasgoodcoolingeffect.Inaword,theadvancedtechnologyandequipmentisthedesignoftheimportantguaranteeofproductquality;Highspeedwirerodproductionworkshopdesignaswellasprovidesagoodexample.Keywords:groovedesignproductionworkshopdesignequipmentselectioncalculation目錄TOC\o"1-3"\h\u1015摘要I18887AbstractII32072第一章總論1217561.1工程總述143741.2高速線材介紹180251.3行業(yè)市場分析1185121.3.1國內(nèi)高速線材利用情況分析1163461.3.2市場小結(jié)2309371.4包頭地區(qū)建設(shè)高速線材車間的可行性與必要性分析218999第二章產(chǎn)品方案及金屬平衡表439692.1產(chǎn)品方案的編制4184662.2產(chǎn)品技術(shù)條件59904產(chǎn)品技術(shù)條件519428成品線材盤卷成捆交貨519232產(chǎn)品的性能5114132.3金屬平衡表確實(shí)定5101502.3.1確定計(jì)算產(chǎn)品的成品率6249142.3.2影響成品率的因素6225652.4.典型產(chǎn)品的化學(xué)成分表823260第三章高速線材生產(chǎn)工藝9258743.1車間生產(chǎn)工藝確實(shí)定930603軋機(jī)的選擇913374軋機(jī)數(shù)量確實(shí)定919322軋輥尺寸參數(shù)確實(shí)定1024764軋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)確實(shí)定1118653.3.5軋機(jī)布置方案12151273.2生產(chǎn)工藝流程制定1323038工藝流程13318093.3.產(chǎn)品的工藝制度1320230坯料1318649鋼坯的加熱爐和鋼坯的加熱1428029第四章孔型設(shè)計(jì)16204094.1概述16239994.1.1孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容16260974.1.2孔型設(shè)計(jì)的要求1613434.1.3孔型設(shè)計(jì)的程序16213984.2孔型系統(tǒng)1710231孔型系統(tǒng)的選擇1724594成品前精軋孔的設(shè)計(jì)17321854.3典型產(chǎn)品孔型設(shè)計(jì)1825039代表產(chǎn)品為直徑17mm產(chǎn)品孔型設(shè)計(jì)184506各孔型中軋件尺寸確實(shí)定1929821計(jì)算平輥出口軋件的斷面積198635橢圓孔型中軋件尺寸確實(shí)定2221055各孔型尺寸參數(shù)確實(shí)定2610793第五章年產(chǎn)量的計(jì)算31285445.1工作輥徑確實(shí)定31235315.2軋輥轉(zhuǎn)速確實(shí)定32138965.3軋制節(jié)奏圖表3424395.3.1軋制圖表34259165.3.2確定純軋制時(shí)間、間隙時(shí)間、軋制節(jié)奏3472825.3.3軋機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力35306515.3.4軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量358495.3.5車間年產(chǎn)量計(jì)算3626540第六章軋制力計(jì)算和軋輥校核38181656.1軋制力能參數(shù)計(jì)算38243166.1.1軋制溫度3893306.1.2軋制力計(jì)算40240356.2電機(jī)功率的校核45155596.2.1軋輥強(qiáng)度校核45175056.3主電機(jī)傳動軋輥所需力矩及功率48120236.3.1傳動力矩的組成48247256.3.2軋制力矩確實(shí)定48223656.3.3附加摩擦力矩確實(shí)定48288926.3.4空轉(zhuǎn)力矩確實(shí)定4920626.4電機(jī)校核49163456.4.1等效力矩計(jì)算51263706.4.2電機(jī)的過熱過載校核5129146第七章輔助設(shè)備的選擇53195987.1加熱爐5356777.1.1爐型選擇5325077.1.2爐子尺寸確實(shí)定53257067.2斯太爾摩冷卻運(yùn)輸線的選擇54325957.2.1P/F線運(yùn)輸能力驗(yàn)算5532597.3其他輔助設(shè)備的選擇5631650第八章車間平面的布置5915838.1車間平面布置的原那么59135318.1.1車間整體平面設(shè)計(jì)內(nèi)容59229278.2金屬流程線確實(shí)定59179828.2.1設(shè)備間距確實(shí)定59268748.2.2車間內(nèi)倉庫設(shè)施的布置5968728.3車間廠房主要參數(shù)6031163第九章車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6117629.1車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6130199參考文獻(xiàn)6327417致謝64第一章總論1.1工程總述〔1〕工程名稱:設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為68萬噸的高速線材車間，計(jì)算產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：GB/T4354-2023，45＃鋼，占年產(chǎn)量的13%?！?〕工程概述：根據(jù)對國內(nèi)高速線材市場現(xiàn)狀的分析以及前景預(yù)測，綜合對各種物料供給、能源等其它資源的分析，我們選擇區(qū)域和資源優(yōu)勢居一體的包頭地區(qū)作為建廠廠址，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)量68萬噸高速線材車間，并且能夠生產(chǎn)規(guī)格全、性能強(qiáng)，能滿足市場需求的產(chǎn)品。1.2高速線材介紹在冶煉方面．大多是用電爐初煉和轉(zhuǎn)爐，然后再在爐外進(jìn)行第二次精煉，同時(shí)大多上是以連鑄代替模鑄，都是全保護(hù)澆鑄；所以，生產(chǎn)出的線材生產(chǎn)率、品種、質(zhì)量都很好。美國摩根公司在1962年開始研制的摩根型高速無扭軋機(jī)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的，在1966年首先摩根型高速無扭軋機(jī)在加拿大鋼鐵公司哈密爾頓廠應(yīng)用。在1966年9月正式投產(chǎn)第一套摩根型高速線材軋機(jī)，軋制速度為43~50m/s，如今高線的軋制速度在20~120m/s。世界上最大的線材生產(chǎn)國是中國，在鋼材總產(chǎn)量中線材產(chǎn)量占的比例很大，并且在鋼材總產(chǎn)量中線材產(chǎn)量占的8%~10%，我國就占20%以上，這幾年線材在國內(nèi)產(chǎn)量與醋缸增長差不多，通常為20%左右。據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：2023年1~11月，線材在國內(nèi)的產(chǎn)量達(dá)1.212億噸，同比增長12.1%。2023年11月份，中國生產(chǎn)線材1256萬噸，同比增長19.01%。1.3行業(yè)市場分析1.3.1國內(nèi)高速線材利用情況分析鋼鐵產(chǎn)量在2023年需要增加超過20%，10月份我國生產(chǎn)粗鋼、生鐵和鋼材分為5175萬t、4928萬t和6245萬t，，1-10月份我國累計(jì)生產(chǎn)粗鋼、生鐵和鋼材分別為，，比1-9月份分別提高3%、2.9%和3.2%，產(chǎn)量增速呈加快之勢。1.3.2市場小結(jié)通過對國內(nèi)高線的使用情況得知，我國的利用還是可以的，而且產(chǎn)業(yè)政策和市場的大量需求是很有開展前景的，市場潛力比擬大。對于該產(chǎn)業(yè)的投資是非常市場可行性、在經(jīng)濟(jì)這方面也是很可行性的，所以我認(rèn)為在這個(gè)工程上可以促進(jìn)我國在新興高速線材的大踏步開展，同時(shí)也對市場有一定的促進(jìn)，也開展了對我國低碳環(huán)保和之有關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈的大踏步開展，也在開展中提高了社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)開展有著長遠(yuǎn)的意義。1.4包頭地區(qū)建設(shè)高速線材車間的可行性與必要性分析(1)地理位置包頭位于中國的西北地區(qū)，包頭屬于在內(nèi)蒙的中西方位，包頭市內(nèi)有黃河流經(jīng)，北面有大片土地，有利于建設(shè)廠子。離河套平原和接土默川平原都不遠(yuǎn)。(2)自然條件地形由西向東、由南向北傾斜。境內(nèi)海拔高度在2955米～1100米之間。黃河流經(jīng)包頭地區(qū)，整個(gè)黃河根本都包頭的管轄地區(qū)。包頭地區(qū)的自然條件很好，冬夏都能適宜工作。(3)礦產(chǎn)資源條件包頭市是世界最大的稀土礦床——白云鄂博鐵礦所在地，該市的礦產(chǎn)資源具有種類多、儲量大、品位高、分布集中、易于開采的特點(diǎn)，這里的稀土是這個(gè)地方的特有代表，這里已發(fā)現(xiàn)礦物74種，礦產(chǎn)類型14個(gè)。主要金屬礦有好多種：比方鐵、稀土、鈮、鈦、錳、金、銅等69個(gè)礦種，9個(gè)礦產(chǎn)類型等一些大型的礦。非金屬礦也有許多：比方石灰石礦比擬知名。能源礦有：煤、油頁巖等。(4)水資源環(huán)境水資源條件優(yōu)越，地下水蘊(yùn)藏豐富。2000米頂峰平均海拔2324米最頂峰海拔。由中央山區(qū),山地草甸和高原北部三局部組成的山南平城市,是高和低,南北之間，從西到東的地形.黃河流經(jīng)包頭市214公里高速公路境內(nèi),鐵路架起兩座橋黃河并行南北。(5)運(yùn)輸條件屬于呼包銀經(jīng)濟(jì)帶、呼包鄂城市的中心城市，包頭為中國重要的交通樞紐，京包鐵路，包蘭鐵路，包西鐵路，包環(huán)鐵路、包滿鐵路、包神鐵路、甘泉鐵路等在此交匯。第二章產(chǎn)品方案及金屬平衡表2.1產(chǎn)品方案的編制產(chǎn)品方案是指設(shè)計(jì)的這個(gè)工廠或者是要開始生產(chǎn)的的長子所生產(chǎn)出來的東西的名字、品種、大小。根據(jù)這個(gè)產(chǎn)品在使用的多少設(shè)計(jì)這個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。 編制產(chǎn)品方案的原那么:1).國內(nèi)人民生活水平對一些產(chǎn)品的要求：據(jù)在生活中國人對產(chǎn)品的數(shù)量.質(zhì)量和品種等方面的需要情況,也對人民的現(xiàn)在的需求,還要考慮未來的開展需求，最后設(shè)計(jì)一個(gè)符合社會的產(chǎn)品。2).國內(nèi)使用的平衡：全國生產(chǎn)的產(chǎn)品與它的布局相平衡。3).建廠的位置：包括它的生產(chǎn)資源，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，.投資等的可能性。.以上三點(diǎn)缺一不可才能保障產(chǎn)品方案編制的可行性。下面對產(chǎn)品的分類進(jìn)行品種、大小、產(chǎn)量、比例，列出了下表2.1。表2.1高線生產(chǎn)的產(chǎn)品大綱序號型鋼品種成品規(guī)格直徑/mm產(chǎn)量萬t/年比例%1熱軋盤條普碳鋼Ф5.5-1212.9202焊接用鋼熱軋盤條Ф5.5-1019.7303混凝土用熱軋盤條Ф5.5-1211.6174高碳優(yōu)質(zhì)熱軋盤條Ф5.5-198.5135制絲用低碳熱軋盤條Ф5.5-126.8106低合金鋼Ф5.5-206.8102.2產(chǎn)品技術(shù)條件：產(chǎn)品技術(shù)條件表2.2產(chǎn)品技術(shù)條件直徑直徑公差橢圓度國標(biāo)公差Ф5.5～12.0㎜±0.13≤0.20≤±0.5Ф12.0～20.0㎜±0.15≤0.23≤±0.5注：〔1〕直徑公差控制在0.1㎜以內(nèi)；〔2〕線材頭尾公差控制在0.2㎜以內(nèi)。成品線材盤卷成捆交貨盤卷尺寸：外徑1250㎜，內(nèi)徑850㎜；盤卷壓緊打捆后高度約2000㎜盤卷單重約2.1噸?！?〕生產(chǎn)的產(chǎn)品的機(jī)械與冶金行很穩(wěn)定，對于優(yōu)碳鋼機(jī)械性能和拉拔性能都是進(jìn)行過鉛浴淬火處理的；〔2〕銷售的產(chǎn)品都是以國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定脫碳層ZBH4402-88執(zhí)行的，脫碳層在國內(nèi)外銷售的產(chǎn)品的按直徑的1%驗(yàn)收。以下標(biāo)準(zhǔn)是國際上規(guī)定的：優(yōu)質(zhì)碳素鋼應(yīng)符合GB699-88,ZBH4401-88標(biāo)準(zhǔn)；2.3金屬平衡表確實(shí)定編制金屬平衡表就是以任務(wù)書為中心，參考一些在國內(nèi)外建成的廠子企業(yè)他們的先進(jìn)指標(biāo)，現(xiàn)在自己的建成根據(jù)自己的情況確定出自己的年產(chǎn)量方案的原料，并且確定出產(chǎn)品的成品率，編制了金屬平衡表。2.3.1確定計(jì)算產(chǎn)品的成品率成品率的計(jì)算公式：2.3.2影響成品率的因素以下是對成平率不利的幾點(diǎn)：燒損。金屬在加熱下處于高溫會發(fā)生氧化，稱為燒損。金屬在加熱過程中，由于加熱時(shí)間越長，加熱溫度越高就會出現(xiàn)燒損，所以加熱過程中的燒損與加熱法度和時(shí)間有關(guān)，溶損。金屬在軋制中經(jīng)過化學(xué)處理的過程會發(fā)生溶損。在加熱情況下鋁合金溶損為0.2%左右，鋼材酸洗時(shí)的溶損為0.3%~0.2%。幾何損失。主要包括切損、殘屑。切損是大塊的坯料進(jìn)行切頭，切尾，切邊等的損失。鋼材都以鋼的品種、坯料的大小以及原料狀況有關(guān)。工藝損失。又稱技術(shù)不好的損失，是指在加工坯料的過程中工具、設(shè)備、技術(shù)的不熟練產(chǎn)生出的不符合產(chǎn)品。工藝損失與控制車間的設(shè)備、生產(chǎn)管理操作水平有關(guān)。工藝損失一般不得大于1%。綜合以上的因素設(shè)方案了方案，參考建成的廠子企業(yè)的金屬平衡表，因此得出了本車間設(shè)計(jì)方案的金屬平衡表2.3。表2.3金屬平衡表序號產(chǎn)品名稱成品規(guī)格直徑mm產(chǎn)量萬t/年成品率%損失鑄坯年產(chǎn)量萬t/年燒損幾何損失工藝損失萬t/年%萬t/年%萬t/年%1熱軋盤條普碳鋼鋼Ф5.5-1712.997.50.120.80.151.20.060.512.62焊接用鋼熱軋盤條Ф5.5-1619.797.31.9712.361.20.100.519.23混凝土用熱軋盤條Ф5.5-1211.697.20.090.81.741.50.060.511.24制絲用中高碳優(yōu)質(zhì)熱軋盤條(硬線)45號鋼Ф5.5-198.597.10.100.121.021.20.040.58.25制絲用低碳熱軋盤條Ф5.5-126.897.20.050.80.821.20.040.56.66低合金鋼Ф5.5-206.897.10.821.21.021.50.040.56.62.4.典型產(chǎn)品的化學(xué)成分表優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼〔GB/T699—88〕 表2.4優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分表牌號化學(xué)成分CSiMnPSNiCr不大于450.05-0.11≤0.030.25-0.500.0350.0350.250.10600.07-0.14≤0.070.25-0.500.0350.0350.250.10700.12-0.19≤0.070.25-0.500.0350.0350.250.25第三章高速線材生產(chǎn)工藝3.1車間生產(chǎn)工藝確實(shí)定軋機(jī)選擇的一般是依據(jù)鋼材的種類、對于市場的需求量大小以及由此確定的工藝流程。對于軋機(jī)選擇一般考慮軋機(jī)的結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)和它們的軋機(jī)布置形式。通常的軋機(jī)考慮以下幾點(diǎn)原那么：在軋制過程中保持軋機(jī)的布置合理和排列緊湊；〔2〕必須有利的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和設(shè)備的利用系數(shù)；〔3〕必須對于機(jī)械自動化能實(shí)現(xiàn)，對于工人的勞動強(qiáng)度有所利于；〔4〕保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品；〔5〕在軋制過程中軋機(jī)必須合理、先進(jìn)、便于操作、維修簡單；〔6〕維修時(shí)需要的替補(bǔ)品，需到位；〔7〕有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。本車間擬采用規(guī)格為150×150連鑄坯，軋制Ф5.5~20mm的線材確定軋制道次。料斷面面積：F0＝1502－4×102＋π×102mm2＝22414mm2Φ5.5mm成品圓鋼的斷面面積：Fc＝π〔d〕2／4＝π×〔5.5〕2／4mm2＝23.74mm2經(jīng)過計(jì)算得出全線共有26架軋機(jī)，下面表有關(guān)軋機(jī)的有關(guān)參數(shù)。本設(shè)計(jì)我把軋機(jī)分為粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋組，粗軋和中軋為平立交替布置共16架軋機(jī)，立輥軋機(jī)均為上傳動，預(yù)精軋和精軋為摩根第六代型超重級軋機(jī)共10架精軋機(jī)組。在整個(gè)軋制過程中是沒有扭轉(zhuǎn)的。以下是主軋機(jī)的特點(diǎn)：粗中軋機(jī)組：是由二輥平立交替布置的軋機(jī)組成確定出粗中軋機(jī)組為12架，立式軋機(jī)為上傳動。預(yù)精軋機(jī)組：是由平立交替布置的懸臂式機(jī)架組成的，經(jīng)過計(jì)算安排為4架。并且由碳化鎢輥環(huán)，油膜軸承組成；用手控制壓下裝置，其余都是電機(jī)自己轉(zhuǎn)動。無扭精軋機(jī)組：是由無扭超重型機(jī)組組成，確定為為10架，前5架采用230mm超重型機(jī)架，并且可以提高軋制能力；后5架為180mm超重型機(jī)架，通常可以在非常快的速度下提高能力。油膜軸承用在從動軸上，保護(hù)罩把10個(gè)機(jī)架封閉在一個(gè)單位內(nèi)，而且設(shè)了一個(gè)“魚線〞和事故廢鋼箱。3.3.4軋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)確實(shí)定軋輥直徑在選擇軋機(jī)軋輥直徑的時(shí)候，要考慮軋制時(shí)軋輥抗彎強(qiáng)度，還有允許撓度，最后還得考慮咬入角的允許值，一般情況下依據(jù)軋機(jī)軋輥直徑與軋制的坯料高度的乘積所決定：對于中型型鋼軋機(jī)K1=2.9~5.0之間本車間擬采用規(guī)格為150×150連鑄坯，軋制Ф5.5~20mm的線材，為保證軋輥有一個(gè)好的強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，現(xiàn)用150×150mm的坯料進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)已粗軋機(jī)的第一機(jī)架為例確定輥徑為：D=150×2.9～150×5=435～750mm從計(jì)算出來的范圍內(nèi)確定以輥身長度在已經(jīng)確定好的軋輥直徑尺寸精度，隨后考慮軋輥的剛度問題，所以軋輥直徑D除以輥身長度L就可確定輥身長度：軋機(jī)的經(jīng)驗(yàn)公式：從上面可以確定出粗軋機(jī)組輥身長度：L=〔1.5~2.5〕D=610×〔1.5~2.5〕=915~1525mm因?yàn)樵诖周垯C(jī)配置中，孔型比擬少，坯料的壓下量比擬大，孔型的深度就可以保證軋輥抗彎強(qiáng)度，一次來減少軋輥撓度，在全世界以節(jié)約能源為前提下，輥身長度可以取的既適合又合理，所以在經(jīng)過以上計(jì)算可取粗軋機(jī)組輥身長度L=950mm，由于在軋制過程中軋機(jī)對軋件壓下量會不斷增加，軋機(jī)軋輥肯定會受到變形抗力不斷增加。軋機(jī)主要性能如下表：表3.1軋機(jī)主要性能表機(jī)組機(jī)架號軋機(jī)型式輥徑〔mm〕輥身長度〔mm〕主電機(jī)最大輥徑最小輥徑功率〔kw〕型式轉(zhuǎn)速〔r／min〕粗軋機(jī)組01H610540960400AC650／130002V610540960400AC650／130003H610540960400AC650／130004V495540960400AC650／130005H495500896600AC650／130006V495500896600AC650／1300中軋機(jī)組07H420350672700AC650／130008V420350672600AC650／130009H420350672700AC650／130010V420350672600AC650／130011H420350672700AC650／130012V420350672600AC650／1300預(yù)精軋機(jī)組13H285255456700AC650／130014V285255456600AC650／130015H285255456700AC650／130016V285255456600AC650／1300精軋機(jī)組1745°2081907268002AC850／16001845°208190721945°208190722045°208190722145°208190722245°159145622345°159145622445°159145622545°159145622645°159145623.2生產(chǎn)工藝流程制定工藝流程本設(shè)計(jì)的線材生產(chǎn)工藝流程為連鑄坯連鑄坯上料運(yùn)送坯料稱重加熱連鑄坯熱裝運(yùn)送緩沖儲存高壓水除磷預(yù)精軋機(jī)軋制飛剪切頭〔尾〕中軋機(jī)軋制粗軋機(jī)軋制飛剪切頭〔尾〕水冷箱冷卻飛剪切頭〔尾〕無扭精軋機(jī)軋制在線測徑水冷箱控制冷卻P&F線鉤式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸及冷卻運(yùn)卷小車卸卷、掛鉤集卷機(jī)集卷夾送輥吐絲機(jī)頭尾精整人工外表、尺寸質(zhì)量檢查取樣盤卷稱重壓緊打捆斯太爾摩運(yùn)輸機(jī)冷卻發(fā)貨入庫掛標(biāo)簽卸卷圖3-1高速線材車間工藝流程框圖3.3.產(chǎn)品的工藝制度〔1〕坯料的選擇根據(jù)國內(nèi)外軋鋼廠普遍使用的坯料所知有三種：連鑄坯，初軋坯，鍛壓坯，本車間擬采用規(guī)格為150×150連鑄坯。因?yàn)檫B鑄坯具有：金屬收得率提高10%左右；可以降低產(chǎn)品本錢可達(dá)10%的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)楸拒囬g使用的坯料都是已經(jīng)在坯料生產(chǎn)車間處理過的都算比擬合理的坯料，所以本車間一般就不會再設(shè)立專門去除鋼坯的清理設(shè)備，只要在上料臺的時(shí)候目視檢查一下就可以，一旦發(fā)現(xiàn)有不合格的就會剔除?！?〕鋼坯的檢查和清理在進(jìn)行軋制的鋼坯外表一旦有缺陷就應(yīng)當(dāng)去除，在去除的地方為圓滑并且無棱角，在去除的地方寬度不能小于去除深度的6倍，兩個(gè)相對面的去除深度加和不能大于深度的12%。通常我們知道的高碳鋼和合金鋼在清理外表缺陷應(yīng)當(dāng)可采用風(fēng)鏟以及砂輪進(jìn)行清理，對于普碳鋼以及普通低合金鋼必須采用火焰清理。1)鋼坯的檢查方法 在線材的生產(chǎn)過程中質(zhì)量是必須保證的，這樣就得在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)對坯料進(jìn)行檢查及清理時(shí)很重要的。質(zhì)量檢查的方法有以下幾種：A)第一種為工人通過眼睛觀察鋼坯外表是否有缺陷。這種方法一方面是效率低，不可靠，只能檢查出很明顯的缺陷，另一方面這種方法設(shè)備少，只需要大架運(yùn)行就可以。B)第二種為通過高科技電磁感應(yīng)探傷檢查鋼坯外表是否有缺陷。這種攤上的方法是比擬多的現(xiàn)就舉一個(gè)例子；錄著看探傷法。C)第三種為超聲波探傷法檢查剛坯外表和內(nèi)部是否有缺陷。2)鋼坯的清理方法在進(jìn)行線材的生產(chǎn)中有許多鋼坯的清理方法，現(xiàn)我說幾種就是用手親自手磨處理，還有就是用電帶動電機(jī)處理。鋼坯的加熱爐和鋼坯的加熱本設(shè)計(jì)的高速線材加熱爐為連續(xù)式加熱爐，因?yàn)檫x的坯料斷面不是很大，所以本設(shè)計(jì)用側(cè)入側(cè)出方式，這樣可以保證爐子的嚴(yán)密性，但是這樣就不容易排列坯料。通常我們把連續(xù)式加熱爐使用步進(jìn)式梁式加熱爐，因?yàn)檫@種步進(jìn)式加熱爐方式比擬適合高速線材生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品質(zhì)量要求。在這個(gè)加熱爐內(nèi)部設(shè)有調(diào)整溫度的自動加熱系統(tǒng)，這樣就可以調(diào)節(jié)各種不同的鋼種溫度，因?yàn)榧訜釥t是實(shí)行三點(diǎn)供熱方式，這樣鋼坯的倆端的控制溫度相對獨(dú)立，因此鋼坯的溫度是由倆端相中心逐漸加熱的。在高速線材進(jìn)行鋼坯加熱時(shí)對于溫度的制度是很嚴(yán)格的，要求鋼坯的加熱溫度均勻，鋼坯的溫度波動范圍必須小，在加熱時(shí)溫度值必須準(zhǔn)確。鋼坯的加熱的一般要求，例如氧化脫碳必須少。鋼坯的加熱溫度(1)加熱溫度：普碳鋼： 1050～1080℃ 最高1150℃低合金鋼:1050～1080℃ 最高1130℃

第四章孔型設(shè)計(jì)4.1概述由于在鋼坯在軋輥孔槽的來回作用下，就被軋制出所需要的產(chǎn)品尺寸，這樣就稱為孔型設(shè)計(jì)。4.1.1孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容在生產(chǎn)中特別是型鋼必須需要孔型設(shè)計(jì)這們工具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)孔型有以下倆方面：斷面孔型設(shè)計(jì)依據(jù)坯料的和成品的形狀大小、斷面尺寸以及性能來確定，隨后選定孔型系統(tǒng)，再選擇軋制道次以及各道次的變形量和孔型的大小和尺寸。(2)軋輥孔型設(shè)計(jì)依據(jù)坯料的斷面大小確定孔型在每一臺軋機(jī)上的分配和在軋輥上的分配，并且要是可以在軋輥上軋制，再就是軋制節(jié)奏必須時(shí)間短，軋機(jī)的工作率高，成品必須好。4.1.2孔型設(shè)計(jì)的要求對于孔型設(shè)計(jì)的合理，在以后會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)品所需要的本錢、還有軋機(jī)的生產(chǎn)能力、勞動條件和勞動強(qiáng)度。所以必須滿足以下幾點(diǎn)要求：獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品一方面是保證產(chǎn)品的斷面尺寸形狀正確，另一方面所軋制的坯料斷面尺寸到達(dá)所要求的精度范圍，(2)軋機(jī)生產(chǎn)率高通過調(diào)節(jié)軋制節(jié)奏時(shí)間和軋制道次在機(jī)架上的分配可以提高軋機(jī)生產(chǎn)效率。(3)保證產(chǎn)品本錢最低在坯料進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí)，降低本錢是很重要的，金屬消耗在本錢中是很重要的，因此在設(shè)計(jì)孔型是是必須合理并且保證軋輥以及電能的消耗很重要。4.1.3孔型設(shè)計(jì)的程序(1)了解產(chǎn)品的技術(shù)條件對于了解產(chǎn)品的技術(shù)條件很重要，因?yàn)榱私猱a(chǎn)品的斷面大小、尺寸范圍和允許偏差等，在保證產(chǎn)品的質(zhì)量、金相組織和性能都有幫助，對于那些特殊的產(chǎn)品更應(yīng)該多了解。(2)了解原料條件原料條件主要是坯料的大小和形狀尺寸或者是設(shè)計(jì)好的原料規(guī)格。4.2孔型系統(tǒng)孔型系統(tǒng)的選擇孔型系統(tǒng)有很多中，主要的孔型系統(tǒng)有以下幾種見表4.1表4.1孔型系統(tǒng)延伸系數(shù)表孔型系統(tǒng)平均延伸系數(shù)寬展系數(shù)方孔型寬展系數(shù)箱形1.15～1.40.25～0.450.2～0.3菱－方1.2～1.40.3～0.50.25～0.4橢－方1.25～1.6a=6～91.4～2.20.3～0.5a=9～141.2～1.6a=14～200.9～1.4a=20～300.7～1.1a=30～400.55～0.9菱－菱1.2～1.380.25～0.3六角－方1.4～1.6a＞400.5～0.70.4～0.7a＜400.65～1.0橢圓－圓1.3～1.40.5～0.950.3～0.4〔圓〕橢－立橢1.15～1.340.5～0.60.3～0.4〔立橢〕成品前精軋孔的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)也用通用的孔型設(shè)計(jì)。(1)橢圓孔型的設(shè)計(jì)：橢圓孔型的高度與軋輥直徑比照參見表4.2，表4.2橢圓孔型尺寸圓鋼直徑14~1818~3240~100100~180hk/d0.75~0.880.80~0.90.88~0.940.85~0.95bk/D1.5~1.81.38~1.781.26~1.501．22~1.404.3典型產(chǎn)品孔型設(shè)計(jì)代表產(chǎn)品為直徑17mm產(chǎn)品孔型設(shè)計(jì)(1)孔型總延伸系數(shù)μ=150-4×10+3.14×10/3.14×(17/2)=98.8mm軋制道次數(shù)n==18道次(2)延伸系數(shù)的初步分配軋機(jī)軋制分配為：一般初軋都刺必須小，為以后去除氧化鐵皮做準(zhǔn)備，以便于產(chǎn)品質(zhì)量高；再就是開始加大，這樣會使鋼坯的塑性好，會產(chǎn)生大的變形；選取精軋的道次延伸系數(shù)小點(diǎn)，為以后成品質(zhì)量的高本設(shè)計(jì)我把18道次的總延伸系數(shù)分配了一下：μ1=1.250μ2=1.249μ3=1.287μ4=1.339μ5=1.431μ6=1.292μ7=1.394μ8=1.255μ9=1.354μ10=1.339μ11=1.276μ12=1.250μ13=1.287μ14=1.260μ15=1.258μ16=1.202μ17=1.384μ18=1.1321)各等軸孔軋件的橫截面積(4.2)2)確定各等軸孔尺寸由圓面積公式F=πR2得：d=2(4.3)本設(shè)計(jì)的等軸孔的尺寸為表4-3。表等軸孔軋件尺寸4-3道次681012141618軋件高/寬〔mm〕71.4453.3038.9331.3923.8420.0317.20軋件面積〔mm2〕4006.62231.231190.31773.88446.38315.10234.45因?yàn)樵谇懊娴膸讉€(gè)道次的坯料外表氧化鐵皮很多，會很影響摩擦，影響軋機(jī)的咬入。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，沒有孔型軋制就得防止軋件扭脫方現(xiàn)象，還需要確定軋件在平輥上的穩(wěn)定性，以下公式是斷面尺寸的初定設(shè)計(jì)：由筱倉公式：〔第一道次〕來料：Bo×Ho=150×150mm初設(shè)：h1=108mm;=113.2mmβ1=1+0.8[2×113.2/(150+2×150)][(150-108)/150]=1.11那么b1=β1Bo=1.11×150=166.5mmF1=h1b1=108.00×166.5=17982mm2校核：〔1〕Bo/Ho>0.6~0.7保證少產(chǎn)生歪扭脫方；〔2〕h1/b1<1.2保證軋制狀態(tài)穩(wěn)定。本道次中：Bo/Ho=1，h1/b1=0.64符合要求〔第二道次〕來料：B1×H1=108.00×166.5mm初設(shè)：h2=108.0mm;=133.6mmβ2=1+0.8[2×133.6/(166.5+2×108.0)][(166.5-108.0)/166.5]=1.20那么b2=β2B1=1.20×108.00=129.6mmF2=b2h2=129.6×108.0=13996.8mm2校核：B1/H1=0.65h2/b2=0.83符合要求〔第三道次〕來料：B2×H2=108.0×129.6mm初設(shè)：h3=82.0mm;=120.5mmβ3=1+0.8[2×120.5/(129.6+2×108.0)][(129.6-82)/129.6]=1.18那么b3=β3B2=1.19×108.00=128.5mmF3=b3h3=128.5×82.00=10538.7mm2校核：B2/H2=0.83h3/b3=0.64符合要求〔第四道次〕來料：B3×H3=82.0×128.5mm初設(shè)：h4=75.0mm;=115.07mmβ4=1+0.8[2×115.07/(128.5+2×82.0)][(128.5-75.0)/128.5]=1.26那么b4=β4B3=1.26×82.00=103.3mmF4=b4h4=75.00×103..3=7747.5mm2校核：B3/H3=0.64h4/b4=0.72符合要求前四道次的數(shù)據(jù)表如下4.4：表4-4前四道次的數(shù)據(jù)表道次延伸系數(shù)橫截面積軋件高度mm軋件寬度mm11.25017982108.0166.521.24913996.8108.0129.631.28710538.782.0128.541.3397747.575.0103.3接下里是由倆個(gè)等軸孔夾了一個(gè)非等軸孔，現(xiàn)以倆個(gè)圓一個(gè)橢圓為例依據(jù)的公式得出理論確定軋件在橢孔中的延伸系數(shù)，隨后又確定出軋件在圓孔中的延伸系數(shù),來料尺寸為,隨后橢孔后軋件尺寸為,接著下道次軋件尺寸為，從上面幾個(gè)公式可得出以下公式，即：βt=(4.6)βy=(4.7)聯(lián)立(4.6)(4.7)得：bi=(4.8)hi=(4.9)本設(shè)計(jì)我取的寬展系數(shù)，我在本設(shè)計(jì)中取圓孔中是寬展系數(shù)為。在一般情況下尺寸大去大值，尺寸小取小值。具體計(jì)算過程如下：第五道次橢圓孔來料：B4×H4=75.00×103.3mm?。?.5,=0.4本設(shè)計(jì)的第六道的充滿度：第六道次后軋件的寬度為寬展留的余量，取1mm〕那么=符合要求，校核通過。第七道次橢圓孔來料：B6×H6=71.44×71.44mm?。?.8,=0.4本設(shè)計(jì)的第八道的充滿度：第八次軋后軋件的寬度度為寬展留的余量，取1mm〕那么=符合要求，校核通過。第九道次橢圓孔來料：B8×H8=53.30×53.30mm?。?.7,=0.4：本設(shè)計(jì)的第十道的充滿度：第十道次后軋件的寬度為寬展留的余量，取1mm〕那么=符合要求，校核通過。第十一道次橢圓孔來料：B10×H10=38.93×38.93mm?。?.7,=0.4本設(shè)計(jì)的第十二道的充滿度：第十二道次后軋件的寬度為寬展留的余量，取1mm〕那么=符合要求，校核通過。第十三道次橢圓孔來料：B12×H12=31.39×31.39mm?。?.7,=0.4：本設(shè)計(jì)的第十四道的充滿度：第十四道次后軋件的寬度為寬展留的余量，取1mm那么=符合要求，校核通過。第十五道次橢圓孔來料：B14×H14=23.84×23.84mm?。?.7,=0.4：本設(shè)計(jì)的第十六道的充滿度：第十六道次后軋件的寬度為寬展留的余量，取1mm那么=符合要求，校核通過。本設(shè)計(jì)的第十七孔來料：B16×H16=20.03×20.03mm?。?.7,=0.4本設(shè)計(jì)的第十八道的充滿度：第十八道次后軋件的寬度那么=符合要求，校核通過。〔1〕精軋孔型設(shè)計(jì):成品孔寬度BkBk=[d+(0.5~1.0)Δ+]1.003=[17+0.5×0.3]1.003=17.2mm成品孔基圓半徑R=1/2[d-(0~1.0)Δ-]1.003=1/2[17-0.5×0.8]1.003=8.3mm擴(kuò)張半徑R′的計(jì)算：側(cè)角(4.10)ρ<θ,符合條件所以R’===16.2〔2〕成品前孔〔K2孔〕設(shè)計(jì)hk=17(0.75~0.88)=17×0.85=14.45mmbk=17(1.50~1.80)=17×1.58=26.86mm取s=2mm,那么橢圓孔型內(nèi)圓弧半徑R=[(hk-s)2+Bk2]/4(hk-s)=[(14.45-2)2+26.862]/4(14.45-2)=17.6mm驗(yàn)算軋件在K2孔中的充滿度：K2孔中軋件的尺寸為，那么=25.24/26.86=93.9%，充滿度太大。本設(shè)計(jì)去充滿度為0.9，那么=25.24/0.9=28.04mm橢圓圓弧半徑R=〔3〕平輥設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是平輥設(shè)計(jì)，所以需要確定輥縫值，并且與軋后高度h一致，前面我已精確的計(jì)算過了。具體見孔型尺寸表4-5。〔4〕橢圓孔尺寸設(shè)計(jì)槽口寬：=(1.088～1.11)b，本設(shè)計(jì)取孔高：輥縫：s=(0.2～0.3)h圓弧半徑：(4.11)外圓角半徑：r=(0.08～0.12)軋件斷面積：充滿度：本設(shè)計(jì)其余各計(jì)算尺寸見表4.5?！?〕圓孔型設(shè)計(jì)孔高：槽口寬：～30，常取擴(kuò)張角：輥縫：s=(0.10～0.15)d外圓角半徑：r=(0.2～0.3)d內(nèi)圓角半徑：R=d/2軋件面積：～那么圓孔型尺寸見表4.5.表4.5孔型參數(shù)尺寸表道次孔型孔高mm槽口寬mm輥縫smm擴(kuò)張角充滿度%1平輥108.00166.5108.00——2平輥108.00129.6108.00——3平輥82.00128.582.00——4平輥75.00103.375.00——5橢圓61.7095.7913.58—90.96圓71.4474.499.293098.67橢圓34.09101.327.50—90.98圓53.3055.586.933098.29橢圓25.3672.865.58—90.910圓38.9340.015.063097.511橢圓24.2749.195.34—90.912圓31.3932.744.083096.913橢圓16.7141.673.68—90.914圓23.8424.863.103095.915橢圓16.4329.033.61—90.916圓20.0321.092.203095.217橢圓12.5825.242.00—90.018圓17.2017.472.0030100表4.6軋制程序表架次孔型形狀軋件尺寸延伸系數(shù)軋件長度mm高mm寬mm面積mm21H平輥108.00166.5017982.01.25020.32V平輥108.00129.6013996.81.24925.43H平輥82.00128.5010537.01.28732.74V平輥75.00103.307747.51.33943.85H平橢61.7295.794867.61.43162.76V圓71.4471.444006.61.29281.07H平橢34.09101.323598.41.394112.98V圓53.3053.302231.21.255141.79H平橢25.3672.861893.31.354191.910V圓38.9338.931190.31.339256.911H平橢24.2749.191059.01.276327.812V圓31.3931.39773.91.250409.813H平橢16.7141.67688.81.287527.414V圓23.8423.84446.41.260664.515H平橢16.4329.03405.51.258835.916V圓20.0320.03315.11.2021004.817H平橢12.5825.24280.71.3841390.618V圓17.2017.20232.21.1321574.1第五章年產(chǎn)量的計(jì)算5.1工作輥徑確實(shí)定粗軋機(jī)確實(shí)定平輥孔：Dk=D(5.1)對于其他任意孔型，軋輥平均工作直徑為：K4孔： Dk=D-F/B=610-7747.5/103.3=535mm下面是經(jīng)過計(jì)算得出的工作輥直徑表5-1。表5-1工作輥直徑軋機(jī)號123456789Dk610610610535426470434488460軋機(jī)號101112131415161718Dk3202842402562192252212262245.2軋輥轉(zhuǎn)速確實(shí)定確定軋輥的速度是很重的，因?yàn)樗巧a(chǎn)操作很重要的參數(shù)之一。軋輥速度一般由個(gè)軋制道次的速度來確定的。各道軋件出口速度又是由個(gè)軋制道次的連軋常數(shù)以及軋機(jī)前后軋件出入口速度確定出來的?，F(xiàn)用沒有張力設(shè)計(jì)軋件的速度很容易產(chǎn)生誤差以及推鋼反響。使用過的沒張力，又可以減少電機(jī)動態(tài)幅度，因此一般采用為張力軋制。因?yàn)?，在軋制過程中防止事故，軋件出口速度肯定會與設(shè)計(jì)的有一定出入，例如大于1的連軋常數(shù)，或者是出口的速度小于每次入口的速度的3%。由連軋常數(shù)公式：(5.3)式中：；；；，取=。對于第18架成品孔得：(5.4)其中由軋輥線速度和來決定。所以此時(shí)連軋常數(shù)本設(shè)計(jì)確定出了拉剛系數(shù)如下設(shè)計(jì)算連軋常數(shù)經(jīng)過計(jì)算可得出其余的連軋常數(shù)如下表5.2。表5.2連軋常數(shù)軋機(jī)號123456789連軋常數(shù)8.3858.4118.4368.4628.4878.5048.5218.5288.546軋機(jī)號101112131415161718連軋常數(shù)8.5648.5648.5648.5648.5648.5738.5828.5918.600公式：(5.5)(5.6)計(jì)算得各機(jī)架的軋制速度如表5.3。表5.3各機(jī)架的軋制速度機(jī)架號123456789軋制速度m/s0.220.280.370.480.620.811.061.381.79軋輥轉(zhuǎn)速8.0611.0513.9226.6428.0940.2454.8478.4789.87機(jī)架號101112131415161718軋制速度m/s2.343.043.955.136.678.688.9614.7020軋輥轉(zhuǎn)速125.28148.66203.71439.39589.71723.83767.401323.031645.25.3軋制節(jié)奏圖表軋制圖表在一般可以表達(dá)出倆方面的作用，一方面的作用是他可以分析軋鋼的工作情況，一旦有薄弱的地方就可以是定措施改良，使軋制合理用作。另一方面是可以精確的計(jì)算出純軋時(shí)間，確定出軋鋼在年產(chǎn)量的計(jì)算。高線車間一般都是連續(xù)不間斷的，金屬的體積和軋件的斷面面積以及軋出的速度可以確定出軋制時(shí)間。間隙時(shí)間就通過倆架軋機(jī)間距和軋制速度來確定吧。〔1〕純軋制時(shí)間：(5.7)式中：；；；經(jīng)過計(jì)算得出第一架軋機(jī)純軋時(shí)間為：=20.3/0.28=72.5s〔2〕間隙時(shí)間：(5.8)式中：L—兩架軋機(jī)間的中心距，m；；經(jīng)過計(jì)算可得出一二軋機(jī)的間隙時(shí)間為：=3.5/0.28=12.5s〔3〕軋制節(jié)奏：式中：。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)?。?10s所以，軋制節(jié)奏：對于計(jì)算軋機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量是一般都得用成品的重量來設(shè)計(jì)計(jì)算的。下面公式是經(jīng)過確定出來的軋機(jī)平均小時(shí)生產(chǎn)能力為：(5.9)式中：，t；s；，取上限；K2—金屬成材率。本設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品小時(shí)產(chǎn)量是：那么以典型產(chǎn)品的小時(shí)產(chǎn)量為依據(jù)：5.3.4軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量平均小時(shí)產(chǎn)量只是表達(dá)出某一單一產(chǎn)品的小時(shí)產(chǎn)量，所以本設(shè)計(jì)利用勞動代換公式就可以計(jì)算出整個(gè)車間的所有產(chǎn)品?，F(xiàn)取一種或幾種產(chǎn)品來計(jì)算軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量，用其它的產(chǎn)品品種小時(shí)產(chǎn)量除以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品小時(shí)產(chǎn)量，并乘勞動換算系數(shù)，下面就是經(jīng)過推出的公式：(5.10)式中：數(shù)值見下表表5.4數(shù)值規(guī)格(mm)Φ5.5~10Φ12Φ17Φ19~200.50.170.130.30.7630.7720.7710.7675.3.5車間年產(chǎn)量計(jì)算本車間都采用三日連續(xù)工作的制度，星期天可以休息。檢修時(shí)間如表5.5。

表5.5檢修時(shí)間項(xiàng)目周期〔次/年〕每次天數(shù)每年天數(shù)每年和幾小時(shí)大中修188192小修616144合計(jì)336全年工作天數(shù)：365-8-6=351交接班時(shí)間：每班交接時(shí)間15分鐘，所以全年為：15×3×351÷60＝263.25(小時(shí))全年工作小時(shí)見下表5.6：表5.6年工作小時(shí)年日歷檢修停工軋機(jī)年工作交接班換輥8760336263.254807680.75車間年產(chǎn)量是指軋鋼車間內(nèi)所有的產(chǎn)品一起工作的產(chǎn)量，現(xiàn)以綜合小時(shí)產(chǎn)量為根底計(jì)算出的公式為：(5.11)式中：；；；，取0.9；年產(chǎn)量為：萬t符合年產(chǎn)68萬噸要求。第六章軋制力計(jì)算和軋輥校核6.1軋制力能參數(shù)計(jì)算6.1.1軋制溫度坯料在整個(gè)軋制過程中會有猛毒的變化，它向周圍會輻射、傳導(dǎo)、對流等所引起溫度的變化。，它可以表示一下幾局部：(6.1)式中：因?yàn)椴缓糜?jì)算，所以簡化一下：因?yàn)檐埣褴堓仌a(chǎn)生摩擦所以會發(fā)生溫度很小，所以就忽略不計(jì)了，故=0。對，簡化式為：(6.2)式中：，取那么經(jīng)簡化，變形溫度模型為：(6.3)(1)變形功引起的溫升(6.4)式中：(2)軋輥熱傳導(dǎo)引起的溫降(6.5)式中：，，—軋鑒于軋輥的接觸弧長，—比熱容，代入式中，整理得：(6.6)式中：(3)由輻射引起的溫降(6.7)式中：—輻射體黑度，；，；；，；，;。代入式中，整理得：(6.8)式中：(1)平均單位壓力根據(jù)的指示可知Ekeland公式，通過計(jì)算平均單位壓力(6.9)式中：其中：式中：對于鋼軋輥：對于鑄鐵輥：式中：(2)軋制壓力(6.10)式中：；；橢圓斷面軋件：圓斷面軋件：(3)軋制力矩通常用軋輥上的壓力來計(jì)算軋制力矩，公式為：(6.11)式中：推出回歸式設(shè)回歸直線方程為：在曲線上任取兩點(diǎn)，〔0.2，0.49〕和〔0.4，0.375〕代入方程解得：回歸直線方程為：(4)力能參數(shù)計(jì)算的程序表6.1軋件的斷面周長Fs軋制道次123456789斷面周長〔mm〕549475.2421356.6314.98285.76270.82213.2196.44軋制道次101112131415161718斷面周長〔mm〕155.72146.92127,.72116.7695.3690.9280.1275.6468.8表6.2軋制前、后軋件的高度軋制道次123456789H〔mm〕150166.5129.6128.57595.7971.44101.3253.09H〔mm〕108108827561.771.4434.0953.0925.36軋制道次101112131415161718H〔mm〕72.8638.9349.1931.3941.6723.8429.0920.0925.24H〔mm〕38.9324.2731.3916.7123.8416.4320.0912.5817.20〔5〕本設(shè)計(jì)用第一道次力能參數(shù)計(jì)算為例：1)輻射溫降2)傳導(dǎo)溫度其中：3)中間溫度4)粘性系數(shù)5)變形抗力優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：GB/T4354-2023，45＃鋼C％0.42—0.50 Mn％0.50—0.806)摩擦系數(shù)7)外摩擦影響系數(shù)8)平均變形速度9)平均單位壓力10)變形溫升11)軋制溫度12)壓下率13)力臂系數(shù)14)軋制壓力KN15)軋制力矩計(jì)算得出第一道次軋制力和力矩為：KN，下面表格是剩下道次的軋制力和力矩6.3表6.3其余軋制力和力矩機(jī)架軋制力/KN軋制力矩KNm11897.28193.321872.78201.631570.94150.741235.78108.85497.8426.96701.6848.47920.2250.78947.6667.69685.0233.410483.1424.311271.469.612234.228.613250.887.414209.726.815109.762.716162.463.517152.883.518168.564.36.2電機(jī)功率的校核坯料在整個(gè)軋制過程中所產(chǎn)生的軋制力和軋制力矩都會直接承受給軋輥，所以，軋輥的強(qiáng)度往往會影響整個(gè)軋機(jī)組，因此，本設(shè)計(jì)在這里進(jìn)行軋輥的校核，為了驗(yàn)證有沒有能力承受足夠的破壞力，下面是校核局部校。經(jīng)過計(jì)算可以知道第一道的軋輥軋制力最大，所以選第一道次為計(jì)算對象?！?〕校核輥身強(qiáng)度輥頸直徑：d=0.55D=335.5mm輥頸長：l=0.92d=0.92×335.5=308.66mmc=l=154.33mm本設(shè)計(jì)中所受最大彎矩為：(6.12)式中：P—軋輥承受的軋制力；a—壓下螺絲中心距，a=308.66+960=1268.66mm；。=1897.28(1268.66-634.33)634.33/1268.66=601.8KN? m所以，MD=601.8kN?m彎曲應(yīng)力為：(6.13)=601.8/0.1×〔6.1〕3=26.5式中：D—軋輥的直徑。所以，彎曲應(yīng)力=26.5MPa查得：可見<，所以軋輥輥身強(qiáng)度足夠?！?〕輥頸強(qiáng)度本設(shè)計(jì)的孔型軋輥彎矩是由P決定的：(6.14)：(6.15)=1897.28/2×0.15433/0.1×(3.355)3=38.8求得：=38.8MPa本設(shè)計(jì)在軋輥上的扭矩為：(6.16)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力(6.17)=1/2×193.3/0.2×(3.355)3=12.8求得：=12.8MPa根據(jù)計(jì)算得：(6.18)=0.375×38.8+0.625=42.7所以，=42.7MPa可見<，所以輥頸強(qiáng)度符合要求?！?〕輥頭校核本設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可為：(6.19)=1/2×193.3/0.07×(3.205)3=41.9式中：—梅花輥頭外徑，mm；線材軋機(jī)：d1=d?〔10～15〕=320.5mm求得，=41.9MPa查得動載荷下，鑄鐵軋輥，=56～64可見<，所以輥頭強(qiáng)度符合要求。6.3主電機(jī)傳動軋輥所需力矩及功率(6.20)式中：;；；；—軋輥與主電機(jī)間的傳動比。一般動力矩在工作中是不會傳動的，對于線材的軋制肯定是均勻的轉(zhuǎn)動，所以M可以忽略不計(jì)。(6.21)式中：—力臂；—軋制力臂系數(shù)，熱軋時(shí)；—接觸弧長。本設(shè)計(jì)的附加摩擦力矩為；(6.22)式中：—軋制力；—=0.003~0.004，取=0.003滾動軸承：=0.003傳動機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩(6.23)式中：；=0.98。經(jīng)過上面的計(jì)算公式可得出附加摩擦力矩應(yīng)為：(6.24)本設(shè)計(jì)的空轉(zhuǎn)力矩是指沒有載的軋機(jī)所需的那個(gè)力矩。通常，按經(jīng)驗(yàn)方法來確定：式中：(6.25)式中：；。6.4電機(jī)校核由前面軋制力矩的計(jì)算可知第一機(jī)架的軋制力矩最大，所以選擇第一道次的電動機(jī)進(jìn)行校核。和長度 L與軋輥軸承工作載荷有關(guān)。因?yàn)檐堓伒闹睆胶苄?，輥頸直徑也比輥身直徑小的很多，輥頸與輥身是過渡處，同樣也是強(qiáng)度最弱的地方。通常只要可以，輥頸直徑就必須選大些，取，，D為軋輥名義直徑。該道次的傳動比為：，經(jīng)過前面的計(jì)算本設(shè)計(jì)以第一道次電機(jī)功率校對象為例：(1)軋輥軸承的附加摩擦力矩:空轉(zhuǎn)力矩：經(jīng)計(jì)算得：軋制力矩：Mz=193.3kN?m附加摩擦力矩：Mm=0.195kN?m空轉(zhuǎn)力矩：Mk=0.147N?m所以，軋輥轉(zhuǎn)動所需力矩為：、由上面的計(jì)算可知：靜力矩為：Mj=2.01kN?m純軋制時(shí)間：t=72.5s間隙時(shí)間：t12=12.5s軋制節(jié)奏時(shí)間為：T=t+?t=72.5+10=82.5s靜載荷圖見圖7.1。圖7.11靜負(fù)荷圖因?yàn)檐垯C(jī)的電機(jī)負(fù)荷一般情況下都是間斷不均勻的，還有就是電機(jī)在長期工作會產(chǎn)生出負(fù)荷，溫度是隨力矩范圍內(nèi)允許的。所以我在該設(shè)計(jì)中必須計(jì)算等效力矩公式為為：(6.26)式中：；；；；。對于第1架軋機(jī)來說：校核電動機(jī)溫升條件為：(6.27)因?yàn)閗N?m，，所以發(fā)熱平安。校核電動機(jī)過載條件：(6.28)式中：；2.0~2.5。。對于第1架軋機(jī)電動機(jī)來說：=1.85kN?m；而，，所以電機(jī)過載校核肯定不會出現(xiàn)問題。第七章輔助設(shè)備的選擇對于輔助設(shè)備的選擇考慮倆方面，一方面是考慮成熟設(shè)備的根底上考慮先進(jìn)性，另一發(fā)面是考慮保證工藝的條件下必須經(jīng)濟(jì)性。7.1加熱爐7.1.1爐型選擇依據(jù)國內(nèi)外的鋼廠所知我可以確定出本車間側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐了。7.1.2爐子尺寸確實(shí)定爐子寬度本設(shè)計(jì)依據(jù)坯料長度確定，公式為：(7.1)l=15000mm=15.0m，取n=1，=0.25那么：B=1×15.0+2×0.25=15.5m爐子長度下面是公式：(7.2)本車間年產(chǎn)量為68萬噸，取加熱爐的加熱能力100t/h，G=2.1t，n=1，b=0.13，T=3.5所以：爐子的全長=有效長度+1~3m=20.6m計(jì)算加熱爐的有效面積：F=B×L=15.5×18.6=288.3m2加熱爐性能參數(shù)爐型：步進(jìn)梁式加熱爐裝出料方式：側(cè)著放進(jìn)去進(jìn)側(cè)著取出來，排成一列出料爐底有效面積：288.3m2采用熱源：發(fā)生爐煤氣溫度自動控制段：8個(gè)最大加熱能力：130t/h7.2斯太爾摩冷卻運(yùn)輸線的選擇因?yàn)榕髁显谲堉七^程中會冷卻產(chǎn)生外表嚴(yán)重氧化，為了防止這一過程潘卷會因?yàn)閮?nèi)外的溫度差異大，會出現(xiàn)塑性降低，拉拔性能差的問題，因此設(shè)計(jì)了了斯太爾摩冷卻線依據(jù)的指示可得出以下幾種冷卻線表：

表7.1三個(gè)冷卻線的比擬類型標(biāo)準(zhǔn)型延遲型緩慢型設(shè)備特點(diǎn)鏈?zhǔn)交蜉伿竭\(yùn)輸機(jī)，風(fēng)冷，造價(jià)低有絕熱面板，側(cè)墻，頂蓋的運(yùn)輸機(jī)，造價(jià)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(jià)高，產(chǎn)量低冷卻速度4.44~10°C/s1.11~10°C/s0.28~10°C/s最小運(yùn)輸速度0.254m/s0.051m/s0.051m/s低碳鋼和低合金鋼有一定的軟化退火效果，不適合于生產(chǎn)低碳、低合金鋼比標(biāo)準(zhǔn)型軟化效果好、低合金鋼的抗拉強(qiáng)度可降低3~4Kg/mm有較好的軟化效果、低碳鋼和低合金鋼最適宜中碳鋼和高碳鋼有較好的軟化效果、低碳鋼和低合金鋼最適宜比標(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)械性能最好從上面的表可以看出，本設(shè)計(jì)最適合用延遲型的斯泰爾摩冷卻線。本設(shè)計(jì)確實(shí)定出了斯太爾摩散卷冷卻線長度：105m/s驅(qū)動方式：電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)數(shù)量：18臺每臺風(fēng)量：156000m3/ｈ7.2.1P/F線運(yùn)輸能力驗(yàn)算“C〞形鉤的運(yùn)輸周期確實(shí)定表7.2。

表C形鉤的時(shí)間表7.2“C〞形鉤行走一圈行程“C〞形鉤行走速度：“C〞形鉤行走一圈所需時(shí)間集卷站接受盤卷時(shí)間為檢查時(shí)間修剪、取樣時(shí)間壓緊打捆及輔助時(shí)間稱重、掛標(biāo)牌時(shí)間卸卷時(shí)間“C〞形鉤運(yùn)輸周期時(shí)間為450m0.3m/s1500s90s50s50s65s50s25s1830s7.3其他輔助設(shè)備的選擇表7.3主要輔助設(shè)備上料臺架型式：步進(jìn)式承載鋼坯尺寸：150×150×15000mm臺面載荷：75t交流電機(jī)傳動不合格鋼坯剔除裝置型式:氣動拔鋼式升降臂個(gè)數(shù):4個(gè)傳動臂個(gè)數(shù):2個(gè)收集筐能力:8t稱重裝置稱重精度：在稱重范圍為1500~3000kg時(shí)，±0.1%；750~1500時(shí)，±0.2%；稱重周期：15~18s最小讀數(shù)：1kg出鋼機(jī)最大送進(jìn)速度：1.36m/s最大回程速度：2.54m