60万吨高速线材车间设计(编辑修改稿)

60万吨高速线材车间设计(编辑修改稿)内容摘要：

、检查与清理修磨的手段，是投入的原料具有生产优质线材的条件； (2) 采用步进式加热炉，以保证灵活的加热制度； (3) 在单线生产时粗轧采用平 — 立机组，减少轧件刮伤； (4) 尽可能使用滚动导卫及硬面轧辊，保证轧件表面产量。 本设计中采用的先进技术和设备 1） 因产量较大，采用热装热送工艺，大大降低了能耗和烧损； 2） 连续无扭轧制，精轧机组轧辊为顶交 45176。 布置，产品性能大幅度提高； 3） 原料采用连铸坯，可以明显节能、提高产品质量和收得率； 4） 采用侧进侧出的步进梁式加热炉，加热较均匀，能耗降低，减少了烧损； 5） 为提高轧件的表面质量，开轧前采用了高压水除磷； 6） 采用控轧控冷设备，即设置多段在线水冷箱； 7） 为提高产品尺寸精度，采用激光测径仪进行在线检测。 [选取日期 ] 3 产品大纲 年生产能力： 60万吨； 产品规格范围：Φ ～Φ 线材； 盘卷单重： 主要产品规格： Φ 、 Φ 、 Φ 、 Φ 、 Φ1 、 Φ 、Φ 其产品大纲如表 21所示。 表 21 产品大纲 Products Outline 序 钢种 代表钢号 Ф规格 (mm) 年产量 比例 号 ~ 7～ 13~16 17~ (万吨 ) (%) 1 优质碳素结构钢 10~80等 LX92A、 SWRH82B 等 2 滚珠轴承钢 GCr15,GCr15SiMn 3 优质合金结构钢 Mn 系、 SiMn 系、 MnB系、 MnMoB 系、 Cr系、 CrMo 系、 CrMnSi、CrMoV、 CrNi、 MnVB — 4 弹簧钢 65Mn、 60Si2MnA、50CrV、 55SiCr、60Si2CrVA(T)等 — — 5 冷镦钢 ML08~ML15Al、ML25K~45K、ML15Mn~35Mn、ML37Cr~40Cr、ML20B~35B、 ML30 CrMo~ML42CrMo、MnTiB 等 6 超低碳钢 SWRM2~SCMRM4等 合计 [选取日期 ] 4 比例 (%) 产品质量执行标准及产品交货条件 产品以热轧盘卷状态交货，产品执行标准： GB/T14981－ 2020 热轧盘条尺寸、外形、重量及允许偏差 ； GB/T6991999 10~80等优质碳素结构钢 ； Q/SGZG3112020 LX92A 等优质碳素结构钢 ； GB/T182542020 滚珠轴承钢 ； GB/T30771999 优质合金结构钢 ； GB/T12222020 弹簧钢 ； GB/T64782020 冷镦钢 ； JIS G35051980 超低碳钢。 产品的尺寸精度符合标准中规定的 C级精度，产品可达到的尺寸精度见表。 表 产品尺寸偏差 Table Product size deviation 序号 公称直径 允许偏差 /mm 不圆度 /mm 1 5～ 10 177。 ≤ 2 ～ 15 177。 ≤ 3 ～ 25 177。 ≤ 原料来源与要求 线材车间的原料按其生产方式分为钢锭、轧制钢坯和连铸钢还三种。 钢锭由于铸造工艺的限制，一般断面较大，而且为了脱模不可避免地在钢锭长度方向带有锥度，这就造成以钢锭为原料生产线材时的轧制道次多，轧制过程中温 降大。 目前，用钢锭作原料直接轧成线材的生产方式已被淘汰。 [选取日期 ] 5 轧制钢坯经粗轧机开坯轧制而成，其规格范围广、钢种多但并不能消除偏析、缩孔等缺陷且再生产过程中要发生烧损、切头、切尾等。 故轧制钢坯很少用。 高速线材轧机采用连铸坯为原料，与采用轧坯相比，从炼钢到成材，能耗可降低 80kg/t 标煤，金属收得率提高 10%左右、能耗低、劳动条件改善、生产率提高。 因此本设计原料选用连铸坯。 原料断面形状选择方形坯，不需要特别翻转，也正好配合平立的扁箱和方箱孔型，实现与椭圆 圆孔型的过渡。 车间原料为合格连铸冷坯，由本厂提供。 采 用火车运输，同时考虑汽车运入本车间钢坯跨。 该车间原料由本厂连铸机供给的连铸坯。 年产 60 万吨线材，成材率为 97％ ，年需要 万吨钢坯。 ①方坯尺寸和边长允许偏差 : 连铸坯断面尺寸 170179。 1 70mm； 连铸坯长度 11000mm； 边长公差 177。 5mm； 对角线长度偏差 ≤ 7mm； 圆角半径 R＞ 8mm； 连铸坯单根重 2430kg； 连铸方坯和矩形坯标准： YB20202020。 ② 钢坯标准长度为 11000mm；短尺钢坯最短长度为 10000mm；每批 (炉 )短尺钢坯重量不大于全部钢坯重量的 10%。 ③ 钢坯的弯曲度在 11000mm 内不大于 80mm；但不允许在钢坯两端 ,两端最大 50mm。 ④ 钢坯 扭转在 11000mm 内为 6176。 ⑤ 钢坯端部因剪切变形而造成的局部宽度不大于边长的 10%。 切头毛刺应清除。 端部因剪切变形而造成的局部弯曲不得大于 20mm。 剪切端面应与钢坯长度方向轴线垂直；端面弯斜量不得大于边长的 6%。 对钢坯表面质量的要求是 : ○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，清除宽度不得 [选取日期 ] 6 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 . 对钢坯内部质量的要求是 : ○1钢坯低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂缝、白点等。 ○2对优质碳素结构钢根据需要要求 ,可以做高倍检验 ,检查脱碳层 ,检查钢中非金属杂质 ,检查晶粒度是否达到规定要求 . 连铸坯的化学成分应符合 GB/T 2222020 的规定 . 金属平衡表 在轧钢生产中，金属消耗是最重要的消耗，通常它占产品成本的一半以 上，因此，降低金属消耗，对节约金属，降低成本有重要意义。 金属消耗一般由以下几方面的消耗组成： （ 1）烧损。 金属在高温状态下的氧化损失，它包括坯料在加热过程中生成的氧化铁皮及轧制过程中形成的二次氧化铁皮，但前者是主要的。 （ 2）切损，包括切头、切尾及切边损失。 主要与钢种、产品种类及其要求、坯料尺寸计算的精确程度以及选用的原料状况有关。 （ 3）轧废。 由于操作不当、管理不善或出现事故所造成的废品损失。 （ 4）清理表面损失。 主要是原料表面缺陷的清理损失。 金属平衡是反映在某一定时期（通常为一年）的金属材料的收支情 况，它是编制工厂或车间生产预算与制定计划的重要数据，因此必须在确定成品率及金属损失率的基础上编制出各种产品的金属平衡表。 该车间年产 Φ 5mmΦ 25mm的线材 60万吨，成材率为 97%， 需合格连铸坯 吨，金属平衡如下表： 表 Metal sheet 坯料量 成品 切头和轧 废 烧损 万吨 % 万吨 % 万吨 % 万吨 % 100 60 97 2 1 金属消耗系数为： K=坯重 /成品重 = [选取日期 ] 7 案 与工艺流程 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本方案。 此高线车间设计采用单线轧制，最高轧制速度为 105m/ｓ ，保证速度为 95 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： Φ 、 Φ 、 Φ 、 Φ 15mm、 Φ 18mm、 Φ 20mm、Φ 22mm。 轧机数量的确定 本设计产品的最小规格为 Φ 5mm，故在确定机架数目时，以最小直径 Φ 5mm计算得： 坯料断面面积： F0＝ at （ A2－ 4R2＋ πR2 ） （ 31） ＝ 179。 （ 1702－ 4179。 102＋ π179。 102） mm2 ＝ Φ 5mm 成品圆钢的断面面积： Fc＝ π （ dat） 2／ 4 （ 32） ＝ π179。 （ 5179。 ） 2／ 4 mm2 ＝ 上式中： F0连铸坯料原始面积 Fc热态成品断面面积 A原料边长 R连铸方坯结晶圆角，取 R＝ 10mm 则总延伸系数： μz ＝ F0／ Fc （ 33） ＝ ／ ＝ 取平均延伸系数： μc ＝ 则机架数： N＝㏑ μz ／㏑ μc ＝ 28 （ 34） 故取 N＝ 28 轧机布置方案 粗轧机组为 6 架，中轧机组为 6架，交流电机单独传动，轧机轧制线固定，通过调整轧辊和机架，使孔型对准轧制线，轧机由弹簧固定在底座上，整体更换，液压松开。 机架的抽出和横移均由液压缸驱动，辊缝调节为液压马达。 轧件在粗轧机内轧制。 粗轧与中轧机组均采用平立交替布置。 [选取日期 ] 8 预精轧机组为 6架，轧机轧制线固定，液压换辊，交流电机单独传动，轧件在预精轧机组内实现无张力轧制。 ’ 预精轧机组也采用平立交替布置的布置形式预精轧机 组。 精轧机组为 10 架 , 均为 45176。 轧机。 工艺流程 （ 1）上料过程： 预精轧机组 预水冷 3飞剪切头尾 精轧 斯太尔摩水冷 吐丝成卷 斯太尔摩风冷 翻卷、挂卷 P/F冷却运输线 漏泄磁束法探伤 激光测径测径 称重标号 压紧打捆 集卷 卸卷 入库 上料台架 入炉 辊道检测踢废 称重 加热 炉加热 夹送辊夹送 出钢辊道 高压水除鳞 粗轧 1飞剪切头尾 中轧 2飞剪切头尾 连铸坯 [选取日期 ] 9 根据生产计划，吊车从原料跨把冷钢坯吊到上料台架上，上料台架再把钢坯逐根输送到上料辊道上，经测长、称重后，由辊道把钢坯送入加热炉加热。 对于弯曲过大、超长或超短的不合格坯料，由剔除装置将钢坯剔除，再由吊车把钢坯吊到钢坯跨堆放。 （ 2）加热过程： 目前高速线材 轧机均采用较低的开轧温度和相应的出炉温度。 除持殊钢种外，碳素钢和合金钢依钢 种不同开轧温度一般在 900— l 050℃。 之所以来用较低的开轧温度和出炉温度是基于高速线材轧机的粗轧和中轧机组的轧件温降小，而且轧件在精轧机组还升温。 降低加热温度可明显减少金属氧化损失和降低能耗。 加热温度 900℃比 1050℃金属烧损低 ％，而产品总能耗减少 179。 109J/t(加热能耗降低 179。 109J/t，轧制电耗增加 179。 109J/t)。 （ 3）轧制过程： 出炉后的钢坯经高压水去除钢坯表面的氧化铁皮。 再由出炉辊道送往粗轧机组。 在运送过程中如发现坯料不合格，可通过剔出装置剔除。 高 速无扭线材精轧 机组是采用微张力轧制，在轧件头部及尾部失张段将出现断面尺寸大于公称断面尺寸偏差。 失张段长度和张力值大小、机架间距以及精轧延伸系数成正比，同所要求公称断面尺寸偏差成反比。 通常要将此超偏差段切除后交货。 车间共有轧机 28架：粗轧机组 6 架、中轧机组 6 架、预精轧机组 6 架，精轧机组为10架。 轧件在平立。