年产65万吨棒材车间工艺设计

年产65万吨棒材车间工艺设计内容摘要：

.................................................................... 63 冷床的参数确定 ................................................................................ 63 起重设备的选择 ........................................................................................... 65 导卫装置的选择 ........................................................................................... 66 活套的设计 ................................................................................................... 66 第 8 章 车间平面布置 ................................................................................................ 67 布置的原则及设备间距的确定 ................................................................... 67 车间平面布置的原则 ........................................................................ 67 设备间距的确定 ................................................................................ 67 仓库面积的计算 ........................................................................................... 68 车间组成及厂房参数 ................................................................................... 69 车间工艺流程 ............................................................................................... 70 总 结 .......................................................................................................................... 71 致 谢 .......................................................................................................................... 72 参考文献 ...................................................................................................................... 73 第 1 章 绪 论 1 第 1 章 绪论 在现代社会的国民生产中，由于钢铁材料的用途十分广泛，不论农业、工业、国防建设，都需要 有质量优良，品种齐全，数量足够的钢铁，因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义。 我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是很高的。 另外随着人民生活水平的提高，相应汽车用钢的需求也会越来越多。 棒材作为钢铁产品的组成部分，即便是在当前国际经济危机的大环境下，由于我国采取扩大内需，建设基础设施，鼓励发展房地产业的政策，棒材的生产仍然十分重要。 棒材产品的用途 现代国民经济包含着许多部门，如工业，农业，交通运输业，建筑业，商业，卫生业 等等 ，都是国民经济的重要组成部分。 而冶金工 业是现代工业的重要组成部分。 冶金工业为机械制造业提供优质的原料，机械工业反过来才能为其它行业提供优良的机械装备。 棒材经过控轧控冷，也可提高使用性能，这在轧制过程可以通过工艺的控制来实现。 这是国内经济建设所决定，我国过去底子薄、经济落后，基础建设任务重，必然在一定阶段，对建筑用棒材和机械加工用棒材需求较大。 随着现代化建设程度的逐渐提高，棒、线材在钢材总量中的比例将会逐步降低，但总量还会增加。 棒材的生产工艺 棒材的生产特点 棒材以直条交货，轧制单根棒条可以根据压缩比使用坯料。 棒材的断面形 状简单，一般断面大很多，因此轧制过程散热慢，允许轧制时间长，头尾温差大的问题不突出，轧制道次也不是很多，降温也不是主要考虑问题，因而是所有轧材中最容易实现的品种。 坯料 棒材的坯料现在广泛采用连铸坯，对于某些特殊钢种也有使用轧坯的情况。 对机械轴类用钢，由于中心偏析和延伸比等问题，连铸质量较难满足需求。 近期电磁搅拌、低温铸造等技术的应用，使这些钢种也可以采用连铸进行生产。 棒材的坯料断面形状一般为方形，这是为减少加热和开始轧制的翻转。 连铸时希望坯料断面大，而为了适应生产小直径产品，则希望坯料断面 尽可能小，保证头尾温差在一定范围。 大断面有大压缩比，晶粒变形破碎彻底，经过再结晶，组织细密均匀，性能较好。 一些车间为扩大产品上限，有时也需要大断河北联合大学轻工学院 2 面坯料，这时粗轧第一架的能力要加大。 一般棒材方坯边长为 120～ 200mm。 一个车间可以选择两种规格坯料，小规格产品用小断面坯料。 但这时加热炉与轧机的利用率要下降。 当轧制合金钢等高档次品种时，为了保证坯料的质量，可采用目视检查，手工清理的方法。 对质量要求更严格的钢材，则采用超声波探伤、磁粉或磁力线探伤等方法进行坯料检查，以便必要时进行全面的表面修磨或通过检测将其剔除 ，形成落地冷坯。 普钢小型轧机使用的坯料断面应在 130mm130mm～ 150mm150mm 左右，坯料单重 ～ ，甚至达。 单重增加切头尾量相对减少，定尺率高，有利于提高金属的收得率。 加热可以提高轧件塑性，降低抗力。 棒材加热和轧制的工艺流程如下： 冷坯加热 粗轧 中轧 精轧 冷却 精整 连铸坯热装加热 加热质量主要是指加热的温度和均匀程度。 加热时要严防过热和过烧，还要尽量减少氧化铁皮。 对易脱碳的钢种 ，要严格控制高温段的停留时间，采取低温、快热、快烧等措施。 对于现代化的棒材生产，一般是用步进式加热炉加热，由于坯料较长，炉子较宽，为提高加热炉密封性，减少热量损失，一般采用侧进侧出的方式。 轧制 棒材可有多种生产方式进行轧制。 以往采用横列式轧机轧制棒材，轧机刚度低，加热温度总有波动，加上横列式轧辊速度慢、轧制时间长，导致轧件头、尾温差加大，尺寸不一致，并且性能不均，质量低。 继而改为二重式，半连续式和全连续式。 全连续轧机采用平立交替，轧件无扭，事故少、产量高，因而实现了大规模的专业化生产，这类车间 一般达到年产 90 万吨左右 [2]。 从提高生产效率和经济效益上看，连轧方式是最为有利。 连轧是一根坯料同时在多机架中轧制，占地少，效率高，产量大。 连轧过程遵守各机架间轧件出入口速度相等或稍有速差的原则。 在棒材平立连续轧制的过程中，前后道次交替地压下轧件，轧件无需扭转，即便高速轧制，也很平稳。 轧辊轴线全平布置的连轧机在轧制中将会出现前后机架间轧件扭转的问题，扭转将带来轧件表面易被扭转导卫划伤，导卫磨损较大问题，对塑性差的钢种也有限制，容易出现角裂。 冷却和精整 棒材一般的冷却和精整工艺流程如下： 第 1 章 绪 论 3 精轧 控制冷却（余热淬火） 飞剪 冷床 定尺切断 检查（探伤） 包装 在现代化的轧制生产中，棒材的轧制速度一般在 10m/s 左右，轧制变形时的温升与散热抵消以后，温降较少。 棒材断面大，轧制时间短，而棒材散热慢，限制了棒材的出口速度，故冷床面积选的很大。 同时希望棒材降低轧制温度，保证下床时温度较低。 由于棒材轧制时轧件出精轧机的温度较高，对优质钢材，为保证产品质量，要进行控制冷却，冷却介质有风、水雾等等。 即使是一般建筑用钢材，冷床也需要较大的冷却能力 ，有一些棒材轧机在轧件进入冷床前对建筑用钢筋进行余热淬火。 余热淬火轧件的外表面具有很高的强度，内部具有很好的塑性和韧性，建筑钢筋的平均屈服强度可提高约 1/3。 小型棒材轧机的低温轧制 连轧机轧制速度高，轧件在轧制过程中产生的变形热，使轧件温度基本维持不变甚至升温，这就为低温轧制创造了条件。 把轧件温度从 1000～ 1100℃ 降低至 900～ 950℃ ，加热炉可大幅度节约燃料，综合平衡后可节约能源 20%左右。 低温轧制可以细化晶粒，减少深加工时的退火和调质等工序，得到产品的特殊机械性能，这时轧机能力更要有富裕。 建厂依据 从 70 年代初起，世界主要产钢大国就开始减少小型型材的套数，新建高产优质的新型连续式轧机，淘汰落后的横列式轧机。 小型型材的连轧比在美国已达60%以上，在日本则达 90%。 世界各国近来更是注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产小型型材。 小型型材在我国国民经济的发展中需求量很大，二十一世纪以前，我国小型轧机的总套数在 1350 套以上，虽然为世界第一，其中还有相当部分为横列式轧机。 进入二十一世纪，连续式轧机占的比例上升到 90%，轧制水平大大提高。 但大多数停留在普钢水平，而合金钢产品的品种少 、质量低，与国外进口产品相比，性能相差也很多，不适应国民经济的发展需要。 近年来我国的小型型材的消费量一直占钢材消费量的 25%左右，这是因为我国作为发展中国家，人口众多，幅员辽阔，基础设施落后，基本建设任务还很多，尤其全国范围内，在基本解决了温饱问题之后，解决人民的住房问题还需要很长一段时间，发展城乡的铁路和公路运输网络的任务也还艰巨，这些都需要消费大量的小型材。 因此，随着发展水平的提高，小型材的需求会在较长的一段时间内保持在每年 4300～ 5200 万吨的水平，甚至还会略有增长。 现阶段国内已经建设不少现代化 全连续棒材厂，在品种方面，满足基本建设河北联合大学轻工学院 4 的同时，积极发展供需矛盾比较突出的品种，抓住市场机遇，生产特色产品，增加效益，使企业在市场竞争中立于不败之地 [3]。 厂址的选择 厂址选择工作实际包括两个方面：一是建厂地区的确定，一般由上级主管部门在设计任务中规定；二是建厂地址的选择，由设计者会同有关部门共同进行实际调查研究提出几个初步方案进行比较，然后选取最优方案。 1） 建厂地区选择应考虑下述要求： 必须符合国家工业布局的基本原则。 充分利用各地区的丰富资源和各方面的有利条件，合理使用人力和物力，使生产出来的产 品能够合理的分配，从而使所设计的厂在最少的投资条件下，获得最大的经济效果，并且使全国各大区的工业系统迅速建立起来，逐步改变我国工业布局不合理的状态； （ 1） 原料、燃料、动力的来源与运输条件； （ 2） 要能满足生产和生活的水质和量； （ 3） 能就近取得足够的建筑材料； （ 4） 与其它企业协作方便。 2） 建厂地址的选择，就是在指定的建厂地区内，选择一块地方，它在自然和地理待点、运输条件、水电供应、布置工厂厂区及生活区等方面，都能最大限度地得到满足。 具体要求如下： （ 1） 厂区面积与外形满足总平面布置的要求； （ 2） 工程 地质和水文地质满足建厂的要求。 3） 从经济方面来看，厂址应靠近城市，以便充分利用城市的供排水设施和动力设施，利用城市住宅和文化福利设施。 4） 运输条件满足工厂生产要求。 大型企业多采用铁路运输，因此应该铁路支线段最短；中、小型企业多为汽车运输，厂址应靠近汽车运输干线。 5） 离电源、水源最近。 唐钢在河北省钢铁企业中占有重要地位，唐山地理位置优越，拥有自己的矿山，毗邻陡河水资源充足，电力来源于华北电网。 唐钢内部公路、铁路发达，并与外部主干铁路相连。 唐山境内有京哈铁路、京山铁路穿过，有京唐港，并毗邻秦皇岛 港，且曹妃甸工程已经完工、公路网四通八达；唐钢作为一个大型集团，有自己的资金积累。 在原有基础上再上一个棒材车间，资金充足；人力资源方面，唐钢拥有熟练的技术工人， 并且招入了一定的大学生，后备资源充足。 本设计车间拟建在唐钢内部。 第 2 张 产品大纲及坯料选择 5 第 2 章 产品大纲及坯料选择 产品大纲的确定 编制产品大纲的原则 1） 满足国民经济发展对轧制产品的需要，特别要根据市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对于钢材的需要。 2） 考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。 要正确处理长远与当前、局部与 整体的关系。 做到供求适应、品种平衡、产销对路、布局合理。 3） 考。