年产63万吨热轧线材车间设计_毕业设计论文说明书(编辑修改稿)

年产63万吨热轧线材车间设计_毕业设计论文说明书(编辑修改稿)内容摘要：

................................... 54 动力矩 ................................................................................................... 54 电机校核 ......................................................................................................... 54 各种轧制时间及间隙时间的确定 ......................................................... 54 电机校核 ............................................................................................... 54 10 车间技术经济指标及环境保护 ............................................................................ 55 车间技术经济指标 ....................................................................................... 55 环境保护 ....................................................................................................... 56 编制依据 ............................................................................................. 56 本设计中对污染的防治及综合治理 ................................................... 56 致 谢 .......................................................................................................................... 58 参考文献 ...................................................................................................................... 59 共 4 页 第 4 页 附录 A 各道次孔型图 .............................................................................................. 60 附录 B 程 序 .......................................................................................................... 64 共 79 页 第 1 页 引 言 1. 线材的基本状况 线材是指直径为 5~22mm 的热轧圆钢或者相当此断面的异形钢。 因以盘条形式交货，故又通称为盘条。 线材断面周长很小，常见的产品规格直径为 5~13mm。 国外线材规格已扩大到 Φ50mm。 常见线材多为圆断面，异型断面线材有椭圆形、方形及螺纹形等，但生产数量很少。 根据轧机的不同可分为高速线材 (高线 )和普通线材 (普线 )两种。 线材是用量很大的钢材品种之一，在国民经济中的作用与地位较重要，是不可或缺的重要品种。 其轧制后可 直接用于钢筋凝土的配筋和焊接结构件，也可经再加工使用。 例如，经拉拔成各种规格钢丝，再捻制成钢丝绳、编织成钢丝网和缠绕成型及热处理成弹簧；经热、冷锻打成铆钉和冷锻及滚压成螺栓、螺钉等；经切削成热处理制成机械零件或工具等等。 20 世纪 70 年代以来，国外主要产钢国家普遍采用高速线材轧机和控制冷却技术作为线材生产的主要工艺技术；在冶炼方面．主要是用转炉或电炉初炼，然后采用炉外精炼技术进行二次精炼，同时基本上是以连 铸 代替模铸，而且采用全保护浇铸；所以 ， 生产出的线材生产率高、成本低、品种多、质量又好。 目前世界上应用最 广泛的摩根型高速无扭轧机是美国摩根公司 1962 年开始研制的， 1966 年首先应用于加拿大钢铁公司哈密尔顿厂。 第一套摩根型高速线材轧机于1966 年 9 月正式投产，轧制速度 43~50m/s，如今高线的轧制速度在 80~160m/s。 同时摩根公司和加拿大斯太尔摩公司联合，开发了线材轧后控制冷却系统，称之为斯太尔摩线。 我国 目前 是世界上最大的线材生产国，线材产量占钢材总产量的比例很大 ， 一般线材产量占钢材总产量的 8%~10%， 而我国占 20%以上；年产量占世界生产总量三分之一以上 ， 线材也是我国第二大钢材生产品种，在国内钢铁产 量比重一直较高，近几年国内线材产量基本与国内粗钢产量增长速度差不多，保持在 20%左右。 据监测数据显示：2020 年 1~10 月，国内线材的产量达 亿吨，同比增长 %。 2020 年 10 月份，我国生产线材 1235 万吨，同比增长 %[14]。 2. 高速线材轧机生产的工艺特点与产品特点 共 79 页 第 2 页 高速线材轧机的工艺特点可以概括为连续、高速、无扭和控冷。 其中无扭精轧是保证高速的前提条件，是现代线材生产的核心技术之一。 为提高生产率和解决大盘重线材轧制过程中的温降问题，就要求精轧的高速度；而精轧的高速度 则要求轧制过程中轧件无扭转，否则轧制事故频发，轧制过程将无法进行。 因此高速无扭精轧是现代高速线材的一个基本特点。 高速线材轧机的产品特点是大盘重，高速度，高质量。 因为高速度，所以轧制过程中温降很小，甚至有温升，使得盘重得到大大提高，也因为基本没有温降，轧件各部分的温度均一，所以微观组织均一。 又因为采用了控冷工艺，所以产品组织得以改善，产品质量也大的提高了 [14]。 3. 本设计中采用的先进技术和设备 为保证高质量产品的生产，本设计采用了以下先进技术和先进设备： 1)连续化全无扭轧制，粗轧、中轧、预精 轧、精轧机组平立交替布置。 精轧机组和减定径机组轧辊为顶交 45176。 布置，全线实现无扭轧制，产品性能大幅度提高； 2)坯料采用连铸坯，金属收得率高，能源消耗小； 3)采用侧进侧出的步进梁式加热炉，加热较均匀，能耗降低，减少烧损； 4)为提高轧件的表面质量，开轧前采用了高压水除 鳞 ； 5)采用控轧控冷设备， 即 设置多段在线水冷箱； 6)为保证成品的尺寸精确，精轧机组后设有减定径机组 ； 7)采用激光测径仪进行在线检测产品的尺寸，提高产品精度。 4. 线材轧制的发展方向 自 60 年代以来第一台全新结构的摩根 45176。 高速线材 无扭精轧机问世后，引起了线材生产领域的革命性变化。 今后其发展方向主要有 [14]： ：为了减少轧机的停机时间，人们研究了柔性轧制技术，该技术利用无孔型轧制、共用孔型等手段迅速改变轧制规程，改变产品规格。 ：线材的直径公差大小对深加工的影响较大，用户对线材的尺寸精度要求越来越高。 ：线材要求盘重大，但其断面积又很小，故线材的长度很长，如此小断面轧制产品为保证头、尾温差，只有采用高速轧制。 ：在线材轧机上，从粗轧到精轧，轧件温降很小，甚至会升温。 在生产实践过程中经常出现因终轧温度过高而导致产品质量下降等等的问题。 低温轧制不仅可以降低能耗，而且还可以提高产品质量，可创造很大的经济效益。 ：其主要的作用和特点是减少切损、 100%定尺、生产率提高、对导位和孔型无冲击、尺寸精度高 . 共 79 页 第 3 页 ：其主要的特点是大幅提高产量、扩大产品规格以及在相同条件下，采用切分轧制可将钢坯的加热温度降低 40176。 C 左右，燃料消耗可降低 15%左右，轧辊消耗可降低 15%左右。 总之 高速线材轧机的产品 发展的总趋势是提高轧速、增加盘重、提高精度及 扩大规格范围。 共 79 页 第 4 页 1 产品 方案和金属平衡 车间产品大纲 车间产品大纲 为 [3]： 年生产能力： 63 万吨； 产品规格： ~Φ16mm 光面线材； 主要钢种：碳素结构钢： GB/T7002020， 代表钢号： Q235； 优质碳素结构钢： GB/T43542020， 代表钢号： 45钢 ； 其产品大纲见表 11。 表 11 产品大纲 Table 11 Product outline 钢 种 各规格产品年产量 (万吨 ) 产量合计(万吨 ) 钢种比例 (%) mm mm Φ7 mm Φ8 mm Φ9 mm Φ10 mm Φ12~16 mm 碳素钢 50 优碳钢 13 合 计 63 100 比例 (%) 产品质量执行标准及产品交货条件 执行标准 GB/T43542020 优质碳素结构钢热轧盘条。 GB T 7012020 普通低碳钢热轧圆盘条。 交货条件 按 GB/T7012020 国内标准交货。 线材尺寸公差： 直径公差： ~8mm 177。 Φ9~16mm 177。 线材产品的椭圆度均为公差的 80%。 线材产品呈盘卷状交货或成捆交货。 生产的盘卷尺寸为： 线卷外径： Φ1250mm 线卷内径： Φ850mm 线卷高度约 2020mm 盘卷单重约 2 吨。 共 79 页 第 5 页 原料 原料来源和年需要量 该车间原料由本厂连铸机供给的连铸坯。 年产 63 万吨线材，成材率为 %， 年需要 66 万吨钢坯。 钢坯尺寸和质量要求 连铸坯断面尺寸 150 150mm； 连铸坯长度 12020mm； 边长公差 177。 5mm； 对角线长度偏差 7mm； 圆角半径 R 8mm； 弯曲度 每米最大弯曲 10mm，在全长 12m 内最大 100mm； 连铸坯单根重约为 吨。 连铸方坯和矩形坯标准 ： YB/T 20202020 对钢坯表面质量的要求： ○ 1 钢坯端面不得有缩孔、尾孔和分层； ○ 2 钢坯表面缺陷必须沿纵向加工清除，清除处应圆滑、无棱角，清除度不得小于清除深度的 5 倍，表面清理深度不大于公称厚度的 8%； ○ 3 钢坯表面应无裂缝、折叠、耳子、结疤、拉裂和夹杂等缺陷。 连铸坯的化学成分 连铸坯的化学成分应符合 GB/T2222020 的规定。 金属平衡表 该车间年产 ~Φ16mm 的线材 63 万吨，成材率为 %，每年需合 格连铸坯 66 万吨，金属平衡如下表 [3]。 表 12 金属平衡表 Table 12 Balance of the metal 产 品 名 称 原 料 成 品 废 料 连铸坯 线材 成材率 切头及废品 废品率 烧损 烧损率 共 79 页 第 6 页 mm盘条 66 万吨 63 万吨 % 万吨 % 万吨 1% 2 设计方案 根据年产量和工艺要求，本设计在参考马钢设计研究院的技术 资料的基础上制定方案 [11]。 此高线车间设计采用单线轧制，最高轧制速度为 120m/s，保证速度为 100 m/s。 加热炉采用侧进侧出步进梁式加热炉。 轧制生产线由粗轧﹑中轧﹑预精轧﹑精轧﹑减定径机组组成。 主要产品规格有： 、 、 、 、 、 、 、。 共 79 页 第 7 页 轧机数量的确定 本设计产品的最小规格为 ，故在确定机架数目时，以最小直径 计算得： 坯料断面面积： F0＝ at (A2－ 4R。