年产60万吨棒材生产车间工艺设计毕业设计(编辑修改稿)

年产60万吨棒材生产车间工艺设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

第 2 页 20 世纪 80 年代开始研制， 90 年代正式投人生产的新一代热轧带肋钢筋有 2种 :一种是以微合金元素 (V, Ti, Nb)为基础的 HRB400 钢筋，另一种是采用余热处理工艺生产的 RRB400(K L400)钢筋 (包括按英国 BS 标准生产的钢筋 )，使我国钢筋在化学成分上进行了更新换代。 余热处理钢筋既可用于出口，也可为国内工程选用。 在同一时期，引进了相当数量的低松弛高强度钢绞线生产线，使这种高质量的预应力钢筋在公路、房屋、 铁路及其他工程领域获得了广泛应用，推动了预应力混凝土结构的发展。 20 年前，我国小型与线材生产状况为，我国拥有小型与棒线材轧机约 700多套，为世界第一。 但每套轧机的平均年产量仅 2 万多吨，而当时世界平均水平为 10 几万 t/a。 我国小型和棒线材产品长期供不应求；轧机装备和生产技术远低于当时世界先进水平。 主要表现在以下方面。 （ 1）棒线材轧机连轧比很低，以横列式和布棋式为主。 （ 2）连铸比很低， 1984 年不足 10%。 （ 3）轧机刚度低，弹跳大。 20 年来小型与棒线材生产取得了一定的的技术进步。 一、小型与棒线材轧机 的连轧化。 1984 年我国小型与棒线材连轧比不足 5%，但在 1985 年北京召开的全国中小型轧机技术改造会议、 1993 年无锡召开的全国小型型钢工作会议上，强调了以连轧为方向，推进小型型钢轧机实现连续化的重要性和紧迫性。 1994 年在江阴召开的全国小型型钢工作会议上明确了其具体步骤和基本作法。 从这之后，我国小型连轧机的数量从 1988 年的 14 套升至目前的 100 套以上；高速线材轧机的数量也已达到 80 套，使我国棒材和线材的生产能力居世界首位。 二、产品升级。 对于棒材产品，大力推广应用 III 级热轧带肋钢筋，替代 II级钢筋，并 开发标准件用钢、汽车用钢、船用钢、经济断面钢材等专用钢材。 对于线材产品，推行大盘重，开发硬线。 产品基本能满足飞速发展的国民经济建设需求。 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 3 第 3 页 目前我国小型和棒材的生产现状为：到 2020 年，我国小型和棒材生产拥有3 个世界第一，即轧机套数、年生产能力及占钢材总量的比值（连轧机套数已超过 100 套，年生产能力约 6000 万 t，连轧机的轧制能力可达到生产总量的 70%）。 目前我国小型和棒材轧机的总体装备和生产技术已达国际先进水平，并具有以下特点： （ 1）新建轧机大多为 18 架，分粗、中、精轧机组，每组 6 架，平立交替布置，实现无 扭连轧。 采用步进式加热炉，全数字式直流传动系统。 坯料为150mm150mm 连铸方坯，长 10~12m。 产品规格为 216。 10~216。 40， 216。 20 以下产品采用切分轧制。 （ 2）产品以带肋钢筋为主。 不生产带肋钢筋的小型连轧机只有杭州钢铁公司、石家庄钢铁公司和邢台钢铁公司等几家。 （ 3）对提高产量有益的无头轧制、切分轧制技术等，我国使用和推广的力度高于工业发达国家。 如无头轧制技术，到 2020 年，唐山钢铁公司引进了意大利 DANIELI 公司的技术；邢台钢铁公司第二高线厂引进了日本 NKK 公司的技术；通化钢铁公司自行开发了棒线材无 头轧制技术。 而值得注意的是，该技术在美国、日本、德国和俄罗斯等产钢大国尚没有很好的应用实例，日本 NKK 公司的棒线材无头轧制技术，在日本也仅有 1 家试验厂。 棒材的 3 切分和 4 切分轧制技术，国内企业的研究和推广使用热情很高，也有很成熟的技术，但仍有国外公司在我国专门推广该技术。 （ 4）对提高产品质量、满足用户需求有益而影响产量的技术，在我国的使用和推广力度低于世界先进水平国家。 这些技术包括： ① 棒材自由规格减定径技术。 其可为用户提供任意规格的产品，适应多品种、小批量市场需求。 ② 棒材高精度轧制技术。 ③ 合金钢和低合金钢棒材在线控制冷却技术。 ④ 多钢种、小批量棒材的市场开发。 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 4 第 4 页 ⑤ 专用小型材的市场开发。 工业先进国家的型钢轧制品种多达万余种，而我国的热轧型材品种只有上千种。 差距最大的是专用小型材。 这些型材多用于汽车、纺织、电机、农业等等，我国在这方面的工作与 20 年前相比进步不大。 上述特点说明我国小型与棒材生产还处于市场需求旺盛阶段。 钢材生产厂取得效益主要仍依靠产量来实现。 从我国的 热轧带肋 钢筋发展史可以看出，我国 热轧带肋 钢筋的生产水平不断提高，普通钢筋从低碳钢、低合金钢向微合金钢发展。 预应力钢筋从强度偏低、松弛较大向高强度、低松弛的钢绞线、钢丝发展。 同时，冷加工钢筋的发展趋向是 :冷拔钢丝、冷拉钢筋从广泛采用到被淘汰出局，而作为细直径的冷轧钢筋和冷轧扭钢筋，仍将是普通钢筋的一种补充，它们的存在与发展，取决于其产品的质量、价格和售后服务，它们将通过市场机制与细直径的热轧带肋钢筋进行竞争。 热轧带肋钢筋 广泛用于被广泛用于民用建筑、高层建筑、重点工程：机场、港口、高速公路、桥梁、电厂 等建设，是一种非常重要的钢材。 型钢生产在轧钢车间生产中占有重要的地位，据不完全统计，目前我国每年生产的型材占钢材生产总数量的 50%左右，因此，掌握型钢生产理论与工艺，对提高型钢产品质量和精度，开发新品种、新工艺、新设备，完善生产自动化和计算机控制技术，具有很大的现实意义。 在本设计中，自动化程度极高，从坯料上料到成品，一线全部自动化，无需人工操作。 坯料选用连铸坯取代初轧钢坯，提高了成材率，简化了工艺过程，降低了生产成本。 同时，设计采用全连轧生产线，缩短了轧制周期，提高了轧机产量、轧制精度和成品质量，降低了成 本。 并且在轧制的 精轧部分采用平立辊交替轧制，减少轧制事故的发生，提高了生产效率。 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 5 第 5 页 2 产品方案和产品标准 产品方案的制定 产品方案又称产品大纲，是指设计的工厂或车间拟定的生产产品名称、品种、规格、状态、计划产量。 产品方案是进行车间设计、制定产品生产工艺过程、确定轧机组成或选择各项设备的主要依据，包括车间拟生产的产 品名称、品种、规格 及 年产量计划。 产品方案不但规定了车间的类型，同时也规定了车间的生产产品方向，是车间组织生产的依据。 产品方案的选择原则 产品方案是指所设计的工厂的主要生产车间拟生产的产品的名称、品种、规格、状态及年计划产量，依次来选择设备和制定工艺。 确定产品方案的原则： （ 1） 国民经济发展对产品的要求，既考虑当前的急需又要考虑将来发展的需要。 （ 2） 产品的平衡，考虑全国各地的布局和配套加以平衡。 （ 3） 建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等可能性。 （ 4） 考虑轧机生产能力 的充分发挥，提高轧机的生产技术水平。 根据上级下达的设计任务书对各项产品的数量及质量、品种、规格范围、状态需要的同时，进行一系列的调查工作，针对国民经济现状及发展，国内外市场动态，综合全国各地区布局和配套加以平衡，满足国防需要，车间的规模和技术上的可能性以及建厂地区的水煤气电，交通、资源等自然条件，并考虑各车间的配套和合理分工来确定最优的产品方案。 产品方案的确定 根据本次设计任务书要求并借鉴相关的陕西龙门钢铁总厂西安轧钢厂的生产实际情况， 制 定产品方案 见表。 轧机年生产 Ф16～ Ф36mm的 热轧带肋钢筋和圆钢 60万吨，全部以直条交货，定尺长度为 6～ 12m。 钢种为 碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢。 热轧带肋钢筋 按 GB1499－ 1998标准进行生产、检查和验收。 产品包装执行 GB1499－1988标准。 热轧圆钢的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合 GB/T702《热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差》的有关规定。 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 6 第 6 页 表 产品方案表 产 品 大 纲 品种 材质 规格（ mm） 年产量 (万 t) 所占比例 (%) 交货状态 热轧带肋钢筋、圆钢 碳素结构钢、 优质碳素结构钢、 低合金钢 Φ16～ Φ20 30 50 热轧态 Φ20～ Φ30 18 30 Φ30～ Φ36 12 20 合计 60 100 计算产品的选择 车间拟生产的产品品种、规格及状态组合起来可能有数十种以上。 但是，在设计中不可能对每种合金的每一个品种、规格及状态都进行详细的工艺计算，为了减少工作量，加快进度同时又不影响整个设计质量，可以将各类产品进行分类编组，从中选择典型产品作为计算产品。 计算产品选择原则： （ 1）有代表性 指所选的所有计算产品从车间总体来说，在合金、品种、规格、状态、 年产量和工艺特点等方面有代表性。 （ 2）通过所有工序 指所选的所有计算产品要通过各工序，但不是说每一种计算产品都通过各工序，而是对所有计算产品综合来看。 （ 3）所选计算产品要与实际相接近。 （ 4）计算产品要留有一定的调整余量。 本车间制定产品方案时，依据设计任务术要求，经过对同类厂的调查和统计分析，选取很具有代表性的品种和规格作为典型产品。 所以，在本设计中选择钢的牌号为 20MnSi 的 Φ1 Φ2 Φ32 的 热轧带肋钢筋 作为典型产品，即计算产品，见 下 表 ： 表 计 算 产 品 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 7 第 7 页 计算产品 钢号 品 种 规格 （ mm） 年产量 (万 t) 所占比例 (%) 标准 交货状态 20MnSi 热轧带肋钢筋 Φ16 30 50 GB1499 1998 热轧态 Φ25 18 30 Φ32 12 20 合计 60 100 产品标准与技术要求 实际生产中为了满足用户客观上的使用要求，每个品种都必须满足形状、尺寸规格和内部性能的要求。 因而，各类产品的分类、编制、牌号、化学成分、品种规格和尺寸公差、生产技术条件、机械相能、验收规程、试验及包装方法、交货状态等，国家均有标准规定，如 国标、冶标、企标等，如果国家没有标准规定，可由生产厂家和客户商定。 产品的技术要求就是人们对产品的牌号、规格、表面质量以及组织性能等方面的要求产品的技术要求也是不同的，生产者根据产品技术要求组织生产。 生产的产品能否满足技术要求，要看企业的技术水平。 产品的标准 国家有关部门根据产品使用上的技术要求和生产部门可能达到的技术水平，制定了产品标准。 按照制定的权限与使用范围的不同、产品标准可分为国标、冶标、企标等。 产品标准一般包括以下内容： （ 1）规格标准 规定产品的牌号、形状、尺寸及表面质量，并且附有 使用供参考的有关参数等。 （ 2）性能标准 规定产品的化学成分、物力机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工艺性能及其他特殊的性能要求等。 （ 3）试验标准 规定作实验时的取样部位、试样形状和尺寸、试验条件以及实验方法等。 （ 4）交货标准 规定产品交货、验收时的包装、标志方法及部位等。 热轧带肋钢筋相关技术要求 （ 1）尺寸、外形、重量及允许偏差 热轧带肋钢筋的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合 GB14991998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的有关规定，具体要求在合同中注明。 年产 60 万吨棒材生产车间工艺设计 8 第 8 页 其 他截面形状钢材尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准或供需双方协议的规定，具体要求在合同中注明。 （ 2）牌号及化学成分 见表。 表 20MnSi 性能参数 钢号 化学成分 % 力学性能 C Mn S P Si ζs/MPa ζb/MPa δ 5/%。