年产63万吨热轧线材车间设计_毕业设计(论文)说明书

关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的词或术语。如有可能，应尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。不用此信息时，删除此框。毕业设计论文说明书年产63万吨热轧线材车间设计摘要根据毕业设计的要求，设计年产63万吨的热轧高速线材生产车间，采用单线轧制方式。产品规格为5516MM，单卷盘重约2吨。本设计产品包括碳素结构钢和优质碳素钢。本车间设计的内容主要有产品大纲和金属平衡表的制定；设计工艺方案和工艺流程；工作制度的确定及轧机生产能力分析；主要设备的选择；辅助设备的选择及计算；车间平面布置及起重运输；车间技术经济指标；环境保护；孔型设计；轧机力能参数计算及电机设备校核等。本设计原料采用连铸坯，以减少金属的损失，而且连铸坯的组织结构较好，这也提高了产品的质量；还可以减少轧制间隙时间，提高生产率。加热炉为步进梁式加热炉，进出料方式采用侧进侧出，以保证炉子的严密性，加热能力为120T/H。加热炉由微机控制，出炉温度为10501250C。轧机采用高速线材轧机，全线均为无扭轧制，终轧保证速度为100M/S，最高轧制速度为120M/S。为改善产品微观组织，轧后采用控制冷却技术，轧后冷却通过水冷箱和一套斯太尔摩冷却运输系统来完成。斯太尔摩冷却运输系统采用延迟型冷却运输装置，它适用于冷却各类碳钢，具有较好的冷却效果。总之，上述先进工艺技术和设备是本设计的产品高质量的重要保证；同时也为高线生产车间设计提供了一个很好的样板。关键词车间设计高速线材线材轧机控制轧制AWORKSHOPOFNEWHOTROLLEDHIGHSPEEDWIREWITHTHEOUTPUTOF630,000T/AABSTRACTACCORDINGTOTHEREQUIREMENTSOFGRADUATIONDESIGN,ANEWSINGLELINEOFHIGHSPEEDWIRERODWORKSHOPWITHTHEOUTPUTOF630,000T/AWILLBEBUILTPRODUCTSPECIFICATIONSAREFOR5516MMDIAMETER,EACHCOILWEIGHSABOUT2TONSTHEPRODUCTSINTHISDESIGNINCLUDETHECARBONSTRUCTURALSTEELANDHIGHQUALITYCARBONSTEELTHEMAINCONTENTSOFTHEDESIGNAREMAINLYASFOLLOWS,FORMULATIONOFPRODUCTSSCHEMEANDMETALBALANCE,DESIGNOFTECHNOLOGICALPLANANDPROCESS,THEDETERMINATIONOFWORKROUTINEANDPRODUCTIONCAPACITYANALYSISOFROLLINGMILL,CHOICEOFTHEMAINEQUIPMENT,CHOICEANDCALCULATIONOFTHEAUXILIARYEQUIPMENT,THEGROOVESDESIGN,THELAYOUTOFWORKSHOPANDHOISTINGANDCONVEYINGEQUIPMENT,CHECKOFROLLSTRENGTHANDMOTORPOWER,TECHNICALANDECONOMICINDICATORSOFTHEWORKSHOPANDENVIRONMENTALPROTECTIONETCTHECONTINUOUSCASTINGBILLETISUSEDASRAWMATERIALSINTHISDESIGNTOREDUCETHEMETALLOSSTHEBETTERMICROSTRUCTUREOFTHEBILLETSCANALSOIMPROVETHEQUALITYOFTHEPRODUCTANDREDUCETHEROLLINGGAPTIMETOINCREASEPRODUCTIVITYTHEREHEATINGFURNACEISAWALKINGBEAMTYPEFURNACEWHICHISSIDEENTRYANDSIDEEXITTOENSURETHETIGHTNESSOFTHEFURNACETHEHEATINGCAPACITYIS120T/HTHEFURNACEISCONTROLLEDBYTHECOMPUTERTHEEXITTEMPERATUREIS10501250CTHEHIGHSPEEDWIRERODMILLISUSEDINTHISWORKSHOPNOTWISTROLLINGISREALIZEDACROSSTHEROLLINGLINETHEFINISHINGENSURESPEEDIS100M/S,MAXIMUMROLLINGSPEEDOF120M/STHECONTROLLEDCOOLINGTECHNOLOGYISUSEDAFTERROLLINGTHROUGHTHECOOLINGWATERBOXANDASTELMORCOOLINGCONVEYORSYSTEMTOIMPROVEPRODUCTMICROSTRUCTURESTELMORTRANSPORTATIONSYSTEMBYTHEDELAYEDCOOLINGTYPECOOLINGTRANSPORTDEVICES,WHICHAPPLIESTOVARIOUSCARBONSTEELSANDHASBETTERCOOLINGEFFECTINSHORT,THEADVANCEDTECHNOLOGYANDEQUIPMENT,THEDESIGNOFTHEPRODUCTISANIMPORTANTGUARANTEEOFHIGHQUALITYANDPROVIDINGAGOODMODELFORTHEHIGHSPEEDWIREPRODUCTIONWORKSHOPDESIGNINGKEYWORDSWORKSHOPDESIGNHIGHSPEEDWIRERODANDWIREMILLCONTROLLEDROLLING目录引言11产品方案和金属平衡411车间产品大纲412产品质量执行标准及产品交货条件4121执行标准4122交货条件413原料5131原料来源和年需要量5132钢坯尺寸和质量要求5133连铸坯的化学成分514金属平衡表52设计方案721轧机数量的确定722轧机布置方案83工艺流程931工艺流程图932生产工艺流程简述10321坯料的选择及加热10322坯料的除鳞10323坯料的轧制10324冷却10325后期工作114工作时间及轧机生产能力分析1241车间工作制度和年工作小时1242轧机生产能力分析125主要设备的选择1451加热炉14511炉型选择14512加热炉尺寸的确定1452轧机形式以及轧辊材质的选择15521轧机的选择15522轧辊尺寸参数的确定1553粗轧机组1754中轧机组1755预精轧机组1856精轧机组1857减定径机组186辅助设备的选择及计算1961P/F线运输能力验算19611“C”形钩的运输周期19612“C”形钩数量确定1962斯太尔摩冷却运输线的选择1963其它辅助设备的选择217车间平面及起重运输2571车间平面布置25711车间平面布置的原则25712平面布置的内容25713轧制设备间距的确定2672车间原料和成品库能力的计算26721有效方式26722原料库和成品库堆放面积的负荷计算2773起重运输设备的选择和性能参数2874其它设施的布置288孔型设计70MM2981孔型设计的准备计算29811延伸系数的分配2981226道次孔型系统选择3082减定径及精轧机组孔型设计30821圆孔型设计31822椭圆孔型设计3483预精轧机组孔型设计38831圆孔型设计38832椭圆孔型设计4084中轧机组孔型设计41841圆孔型设计41842椭圆孔型设计4385粗轧机组孔型设计459轧机力能参数计算及电机设备校核5291轧制压力的计算52911平均单位压力计算52912总轧制压力5392轧辊强度校核53921孔型在轧辊上的配置53922轧辊强度校核54923危险断面尺寸的确定54924轧辊强度校核5593传动力矩计算56931轧制力矩56932摩擦力矩57933空转力矩57934动力矩5794电机校核57941各种轧制时间及间隙时间的确定57942电机校核5810车间技术经济指标及环境保护59101车间技术经济指标59102环境保护601021编制依据601022本设计中对污染的防治及综合治理60致谢62参考文献63附录A各道次孔型图64附录B程序68引言1线材的基本状况线材是指直径为522MM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513MM。国外线材规格已扩大到50MM。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4350M/S，如今高线的轧制速度在80160M/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810，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2012年110月，国内线材的产量达1129亿吨，同比增长114。2012年10月份，我国生产线材1235万吨，同比增长180114。2高速线材轧机生产的工艺特点与产品特点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45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45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141柔性轧制技术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。2高精度轧制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。3继续提高轧制速度线材要求盘重大，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。4低温轧制在线材轧机上，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。5无头轧制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6切分轧制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40C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。1产品方案和金属平衡11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5516MM光面线材；主要钢种碳素结构钢GB/T7002006，代表钢号Q235；优质碳素结构钢GB/T43542008，代表钢号45钢；其产品大纲见表11。表11产品大纲TABLE11PRODUCTOUTLINE各规格产品年产量万吨钢种55MM65MM7MM8MM9MM10MM1216MM产量合计万吨钢种比例碳素钢70140756060504550794优碳钢2040401008060613206合计901801157068565163100比例143286182111108898112产品质量执行标准及产品交货条件121执行标准GB/T43542008优质碳素结构钢热轧盘条。GBT7012008普通低碳钢热轧圆盘条。122交货条件按GB/T7012008国内标准交货。线材尺寸公差直径公差558MM010MM916MM015MM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1250MM线卷内径850MM线卷高度约2000MM盘卷单重约2吨。13原料131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955，年需要66万吨钢坯。132钢坯尺寸和质量要求连铸坯断面尺寸150150MM；连铸坯长度12000MM；边长公差5MM；对角线长度偏差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21吨。连铸方坯和矩形坯标准YB/T20112004对钢坯表面质量的要求钢坯端面不得有缩孔、尾孔和分层；1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2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；钢坯表面应无裂缝、折叠、耳子、结疤、拉裂和夹杂等缺陷。3133连铸坯的化学成分连铸坯的化学成分应符合GB/T2222006的规定。14金属平衡表该车间年产55MM16MM的线材63万吨，成材率为955，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TABLE12BALANCEOFTHEMETAL原料成品废料产品名称连铸坯线材成材率切头及废品废品率烧损烧损率5516MM盘条66万吨63万吨955234万吨35066万吨12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100M/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55MM、65MM、70MM、80MM、90MM、100MM、120MM、140MM、160MM。21轧机数量的确定本设计产品的最小规格为55MM，故在确定机架数目时，以最小直径55MM计算得坯料断面面积F0ATA24R2R2（式21）1012150248282MM2229869MM255MM成品圆钢的断面面积FCDAT2/4（式22）5510122/4MM22433MM2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R8MM则总延伸系数ZF0/FC（式23）229869/24339448取平均延伸系数C128则机架数2775CZNLN/故取N2822轧机布置方案全线共有28架轧机，分为粗轧、中轧、预精轧、精轧、定减径机组，前16架轧机为平立交替布置，立辊轧机均为上传动；接着是8架精轧机组为摩根第六代无扭轧机，整个轧制过程轧件无需扭转。最后是4架减定径机组，轧辊布置为45无扭型式。以下是主轧机的特点粗、中轧机组粗轧机组为6架，中轧机组为6架，均为无牌坊短应力线轧机。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。预精轧机组预精轧机组4架为悬臂辊环式轧机，平立交替布置，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。精轧、定减径机组精轧机组8架为摩根45无扭轧机，一台交流电机传动，轧辊布置为顶交45，相邻机架互成90，精轧机组后布置减定径机组4架，设有辊轴轴向调整机构和液压平衡装置，可在线调整轧制线，轧辊布置为45无扭型式2。3工艺流程31工艺流程图连铸坯输送运输辊道单根运输辊道（剔废）入炉辊道加热炉加热夹送辊夹送高压水除鳞1飞剪切头切尾中轧机组2飞剪切头切尾预精轧机组预水冷3飞剪切头切尾精轧机组水冷段控制冷却减定径机组吐丝成卷斯太尔摩冷却线集卷翻卷、挂卷P/F冷却运输线表面质量检查压紧打捆称重标号卸卷入库粗轧机组发货图31工艺流程图1132生产工艺流程简述321坯料的选择及加热因本厂的连铸机与轧钢线距离较近，故本设计采用连铸热坯为原料，采用连铸坯热装工艺。采用热装工艺的优点如下减少了加热炉的燃料消耗，提高加热炉产量。减少了加热时间，进而减少了金属消耗。减少库存钢坯量、厂房面积和起重设备等等，使得生产成本降低。通过热装工艺和省去预热段，缩短了生产周期。根据不同钢种的加热制度和加热要求，钢坯在加热炉中加热至1050C1250C，因为本设计采用连铸坯热装工艺，所以本设计省去了典型的预热加热和均热的三段加热制度中的预热段，只取了加热和均热段。钢坯在加热段进行快速加热，钢坯表面温度达到略高于出炉温度，在均热段完成钢坯温度的均匀化11。322坯料的除鳞在本设计中采用了高压水除鳞装置。加热好的钢坯由出钢辊道推出，用高压水清除表面的氧化铁皮，以提高轧件的表面质量和便于轧件的咬入。323坯料的轧制加热好的钢坯由辊道运送钢坯进入粗轧机组进行轧制。当轧机出现故障时，设置在粗轧机前的卡断剪将进入粗轧机的钢坯切断，卡断后的钢坯又退回加热炉保温待轧。粗轧机组后设置一台飞剪及卡断剪。根据工艺要求，坯料在粗轧机组中轧机组中进行无扭无张力轧制。钢坯经过侧活套进入四架平立交替布置的悬臂式预精轧机组进行单线无张力无扭活套轧制，最后经预水冷段飞剪切头切尾和侧活套器进入精轧机组轧制。精轧机组采用8架45无扭精轧机组。轧件在悬臂式碳化钨小辊环中进行高速单线无扭微张力连轧成高精度的线材。324冷却在精轧机组后面布置斯太尔摩水冷线。轧后的线材经斯泰尔摩水冷段冷却进入卧式吐丝机，线材经吐丝机成圈散落在斯太尔摩风冷运输机上。风冷运输机为辊道延迟型，装有纤维棉隔热罩，辊道的速度可调节。可根据钢种产品规格和性能的要求开闭隔热罩，调节辊道速度和风量，从而调节线圈的冷却速度，获得良好的金相组织和性能的产品。然后在集卷站收集成盘卷。325后期工作集卷后的盘卷经翻平，由挂卷小车将盘卷挂在P/F线的“C”形钩上继续冷却，并进行表面质量和外形尺寸检查，以确保线材质量，再取样，压紧打捆，称重标号，然后到卸卷站卸卷排齐，最后由磁盘吊车吊至成品跨110。4工作时间及轧机生产能力分析41车间工作制度和年工作小时高速线材车间年工作时间表3见表41。表41车间年工作时间表TABLE41WORKINGTIMEOFTHEWORKSHOP计划检修时间H生产过程中停工时间H工作制度日历时间H大中修小修小计年计划工作时间H交接班换辊临时事故小计年计划轧制时间H连续工作制度876048036084079204003001208207100备注年计划工作时间是设备一年中最大可能的工作时间。1生产过程中停工时间包括了许多非计划停工时间，非计划停工时间是由于技2术或管理上的原因造成的设备故障，待料，待热，待气待电等。大修每两年一次，每次20天。中修每年一次，每次10天。大中修平均每年320天，即480小时。42轧机生产能力分析各种规格的线材精轧速度根据各厂的技术条件而定10。轧制时间TZH单根坯料轧成成品的长度/精轧速度1间隙时间T5S2轧制节奏时间TTZHT3按坯料计算小时产量4A3600GK1N/T（式41）式中A平均小时产量，吨/小时；G原料重量，吨；T轧制节奏时间，秒；K1轧机利用系数，即理论轧制节奏时间与实际达到的轧制节奏时间之比值。对于现代轧机取0810,连续式轧机的为09095，本设计取092。N轧制根数，本设计中取1。按成品计算的最大小时产量5A3600GK1BN/T（式42）式中B成材率955轧机负荷率年纯轧时间/年计划轧制时间，轧机能力分析见下表。6表42轧机能力分析TABLE42MILLCAPACITYANALYSIS成品规格MM终轧速度M/S纯轧时间S间隙时间S轧制节奏时间S按坯料计算小时产量T/H按成品计算小时产量T/H年计划产量万吨年纯轧时间H年计划轧制时间H轧机负荷率551101035108644615901284065105785838388001801944778583588790755115132218856456910089637062059805355811991145684992107544549141913565634131216604054515461476512826合计636294471008875主要设备的选择51加热炉511炉型选择用于线材车间的加热炉种类很多，按钢坯在炉内运行方式可分为推钢式步进梁式步进底式和步进梁步进底组合式加热炉。目前国内钢厂多使用步进式加热炉，步进式加热炉与推钢式加热炉等相比较，有加热能力增加、擦伤减少和容易维修等优点。而且炉子的预热段、加热段、均热段分得很清楚，在加热段升温到所规定的温度，均热段为消除锭坯内外温度而进行均热，所以本设计选用侧进侧出步进梁式连续加热炉，以保证炉子的严密性2。本设计的钢坯断面尺寸为150MM150MM。步进炉的特点有钢坯的运行是靠步进机构的步进梁前进放下来完成的一个矩形轨迹的循环动1作，因此钢坯表面不产生划痕。在步进式加热炉内，每个钢坯间都留有较大的间隔，避免了“粘钢”现象，2而且实现三面或四面加热，加热速度快，温度均匀。操作灵活，与轧机配合灵活方便，可根据需要将坯料推出炉外，避免坯料在3炉内长时间停留造成那个钢的氧化和脱碳。可以比较精确地计算和控制钢坯在炉内的加热速度和加热时间，有利于计算4机控制，实现加热过程的自动化。512加热炉尺寸的确定炉子宽度B21炉子宽度B主要根据坯料长度来确定（式51）CNL1式中N坯料排数，N1；C料间或料与炉的间隙间距M，一般取03045；L坯料的长度，M；所以，B112204128M炉子长度22炉子长度主要根据加热炉产量确定L11000Q/PL（式52）式中Q加热炉小时产量T/H，本设计中取120T/H；P有效炉底强度KG/M2H，通常取500700KG/M2H；L坯料长度M；故炉长L11000120/60012167M炉子的全长有效长度13M185M计算加热炉的有效面积FBL1281852368M2加热炉步进机构23组成上框架、下框架、横梁、斜辊、平移油缸、提升油缸等。型式液压驱动步进式。步进梁5根步距冷坯260MM热坯370MM参考马钢高线加热时间24T7005H（式53）7005150145MINH坯料高度52轧机形式以及轧辊材质的选择521轧机的选择轧机选择的主要依据是钢材的品种、生产规模以及由此确定的工艺流程。对工艺设计而言，轧机选择的主要内容是确定轧机的结构，主要参数及它们的布置。一般轧机选择参考以下原则2在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理、布置紧凑；有较高的生产效率和设备利用系数；有利于机械化、自动化的实现，有助于工人劳动强度的改善；保证获得高质量的产品；轧机结构型式先进合理，操作简单，维修方便；备品、备件更换方便，易于实现标准化；有良好的经济技术指标。522轧辊尺寸参数的确定轧辊直径D的确定2由经验可知DKH（式54）式中D轧辊直径，MM；K系数，K2950；H坯料的高度，MM；由此得粗轧机组16架轧机辊径D2950150435750MM本设计取粗轧机14轧辊直径D630MM，56轧辊直径D520MM。辊身长度的确定22LKD（式55）式中K系数，对型钢轧机K取1525。轧辊尺寸参数详见下表。表52轧机主要性能TABLE52MILLMAINPERFORMANCE辊径MM主电机机组机架号轧机型式最大辊径最小辊径辊身长度MM功率KW型式转速R/MIN01H630540850750AC215/80002V630540850750AC215/800粗轧机组03H630540850750AC215/80004V630540850750AC215/80005H520450800600AC215/80006V520450800600AC215/80007H430370700800AC215/80008V430370700600AC215/80009H430370700800AC215/80010V430370700600AC215/80011H430370700800AC215/800中轧机组12V430370700600AC215/800续表52轧机主要性能13H29026012014V29026012015H290260120预精轧机组16V290260120400AC215/8001745230210480184523021048019452302104802045230210480214517021035022451701503502345170150350精轧机组244517015035021002AC215/800254517015035026451701503502745170150350定减径机组284517015035021002AC215/80053粗轧机组数量6架型式双支撑、无牌坊短应力线二辊轧机特点平立交替布置，轧制线固定，机架可横移，弹簧固定，液压打开。辊缝调整为液压马达。轧辊中心距3M轧辊材质球墨铸铁最大辊颈承载2800KN机架为交流电机单独传动。54中轧机组数量6架型式双支撑、无牌坊短应力线二辊轧机特点平立交替布置，轧制线固定，机架可横移，弹簧固定，液压打开。辊缝调整为液压马达。轧辊中心距3M轧辊材质球墨铸铁最大辊颈承载1500KN机架为交流电机单独传动。55预精轧机组型式四机架悬臂辊环式，平立交替布置，实现无扭轧制，结构紧凑，每个机架由直流电机单独驱动。每对轧辊偏心套的同步转动使两个轧辊能相对于轧机中心线进行对称调整，轧制线固定。辊环尺寸28520895MM辊环材质碳化钨电机功率4004KW交流56精轧机组型式8机架摩根重载型45无扭轧机。各机架与水平成45角交替布置。相邻机架互成90角。轧制线固定，液压换辊环，无扭微张力轧制。辊环材质碳化钨保证速度100M/S电机功率21002KW交流57减定径机组型式4机架RSM轧机。辊环材质碳化钨电机功率42000KW交流6辅助设备的选择及计算61P/F线运输能力验算611“C”形钩的运输周期“C”形钩行走一圈行程约450M“C”形钩行走速度约03M/S“C”形钩行走一圈所需时间1500S从集卷站接受盘卷时间90S检查时间50S修剪、取样时间50S压紧打捆及辅助时间65S称重、挂标牌时间50S卸卷时间25S以上合计“C”形钩运输周期时间为1830S612“C”形钩数量确定上卷周期时间72S在理想工作情况下“C”形钩的数量1830/7226个考虑工作中正常延误时间多增加2个最少正常工作运行“C”形钩的数量为28个为保证25分钟冷却时间，打捆前松卷钩数为15个打捆机后重钩数和卸卷站后空钩数量共13个考虑打捆机出现故障时通常在25分钟内可排除，所以空钩数量必须要维持25分钟挂卷数量，共需设置空钩总数15个补充新钩数量15132个维修备用钩数10个以上合计，“C”形钩总数为38个。62斯太尔摩冷却运输线的选择在线材生产过程中，轧制出来的线材产品必须从轧后的高温红热状态冷却到常温状态。线材轧后的温度和冷却速度决定了线材内在组织、力学性能及表面氧化铁皮数量，因而对产品质量有着极其重要的影响。所以，线材轧后如何冷却，是整个线材生产过程中产品质量控制的关键环节之一。随着终轧温度和速度的提高，盘重的增大，在这神情况下，再采用自然冷却方式，不仅使线材的冷却时间加长。厂房、设备增大，而且会加剧盘卷内外温差，导致冷却极不均匀，并将造成以下不良后果1金相组织不均匀。2性能不均匀。3氧化铁皮过厚。4由于线材成卷堆冷，冷却缓慢，对于含碳量较高的线材来说，容易引起二次脱碳。为了避免线材盘卷在8001050高温下自然冷却时，因盘卷内外温差大而导致表面严重氧化，盘卷内部不符合要求，机械性能低，拉拔性能差等问题，在线材生产过程中需要控制冷却。本设计采用斯太尔摩冷却法。该工艺是将热轧后的线材经两种不同冷却介质进行不同冷却速度的两次冷却，即一次水冷和一次风冷。其工艺的特点是适应不同钢种的需要，具体冷却形式为标准型冷却、缓慢型冷却和延迟型冷却。这三种形式的工艺特点及区别如下表。表61三种斯太尔摩冷却线的比较TABLE61THREEKINDSOFCOMPARISONSTELMORCOOLINGLINE类型标准型延迟型缓慢型设备特点链式或辊式运输机，风冷，造价低有绝热面板，侧墙，顶盖的运输机，造价低，产量较大有绝热面板，侧墙、顶盖、电热烧嘴的运输机，造价高，产量低冷却速度44410C/S11110C/S02810C/S最小运输速度0254M/S0051M/S0051M/S低碳钢和低合金钢有一定的软化退火效果，不适合于生产低碳、低合金钢比标准型软化效果好、低合金钢的抗拉强度可降低34KG/MM有较好的软化效果、低碳钢和低合金钢最合适中碳钢和高碳钢有较好的软化效果、低碳钢和低合金钢最合适比标准型好，用于紧固件的中碳钢生产，抗拉强度可减少1015有利于冷镦加工比延迟型好，比较接近铅浴淬火处理水平合金钢适用于一般生产要求，比延迟型综合性能差软化退火比标准型好,有利于提高综合机械性能,减少二次氧化铁皮,提高表面质量软化退火效果最好，综合机械性能最好由上述介绍和图表中的比较，本设计选用延迟型的斯泰尔摩冷却线。斯太尔摩线长度的确定31综合其它钢种的生产，本设计取斯太尔摩冷却线全长为105M的延迟型冷却。从冷却效果和质量上看，滚式运输机比链式好。因此本设计采用8段“大风量”2滚式运输机。斯太尔摩散卷冷却线长度105M移送速度00513M/S驱动方式电机驱动风机数量11台每台风量67300M3/H63其它辅助设备的选择1上料台架型式步进式承载钢坯尺M台面载荷75T交流电机传动2出炉夹送辊上辊横移，液压摆动压下夹紧型辊子规格上辊380220MM下辊300980MM夹紧力90KN3称重装置称重精度在称重范围为15003000KG时，01；7501500时，02；称重周期1518S；最小读数1KG4炉尾推钢机总推力150KN推速0035M/S回程速度0075M/S工作行程1M。5出钢机最大送进速度136M/S最大回程速度254M/S推杆最大行程19M推杆推力二辊38KN6轧前事故卡断剪型式液压摆动式最低剪切温度900C最大剪切断面160160MM最大剪切力2000KN7高压水除鳞装置最大水量20M3/H水压20MPA81飞剪机型式启停式回转飞剪最大剪切断面80MM最低剪切温度900C最大剪切力650KN剪切速度0818M/S92飞剪机型式连杆式启停飞剪最大剪切断面50MM最低剪切温度900C最大剪切力250KN剪切速度24M/S10侧活套作用在预精轧前，使中轧和预精轧之间实现无张力轧制。型式水平布置，气动启套。启套范围01300MM11精轧机组前水箱水箱长度约5米水箱有4个喷嘴，1个清扫喷嘴冷却水压06MPA清扫水压12MPA123飞剪机型式回转式，启停工作制传动交流变频传动最大剪切断面470MM2最低剪切温度900C最大剪切力70KN剪切速度最大12M/S13碎断剪型式连续工作制最大剪切断面470MM2最低剪切温度900C最大剪切力70KN剪切速度最大12M/S碎断长度400MM14水冷装置水箱数3个每个水箱4个喷嘴，水压06MPA；4个清扫嘴，水压12MPA；一个空气喷嘴，空气压力06MPA；水箱长度68M；水箱间距约57M。15夹送辊型式悬臂式，气动夹紧。最大速度120M/S加送辊直径186/174MM最大夹紧力5KN每辊槽数216吐丝机作用将成品线材的高速直线运动路线转换成预订散圈直径的受控环形路线，并将这些散圈放置在斯太尔摩冷却线上。最大速度112M/S吐丝锥轴倾斜10吐丝管尺寸51MM63MM吐丝管在线材出口端的圆周直径为1080MM。17集卷站集卷筒内径1160MM鼻子锥最大外径800MM高度2235MM散卷接收行程2200MM横移小车行程2200MM18翻卷机作用将盘卷倾翻90以便钩式运输机接受。小车横移行程6000MM19压紧打捆机作用将悬挂在P/F钩式运输线上的松散线卷压紧并打捆。型式液压压紧，自动打捆。盘卷重量约2T盘卷直径外径1250MM，内径800MM打捆道数4道20盘卷称重机称重范围502500KG称重时间5S21卸卷装置作用将悬挂在P/F钩式运输线上已称重的盘卷卸下。卸卷时间25S/卷最大盘卷重量21T传动型式液压7车间平面及起重运输71车间平面布置车间平面布置主要是指设备和设施方案选定的生产工艺流程确定平面布置，平面布置的合理与否对于生产能力的发挥，工人操作安全，生产周期长短及生产的高低有很大的影响，在平面布置时应从实际出发求得最大合理的布置3。711车间平面布置的原则1应满足生产工艺的要求，使生产工艺流程合理；2既有利于生产，又使占地面积小，运输线短，以求缩短周期提高生产率和单位面积产量；3保证操作方便，作线平行，避免金属流线和金属废料流线以及其它材料的运输线的互相交叉；4考虑将来的发展,要留有余地。712平面布置的内容1金属流程线的布置；2生产设备的布置；3车间内通路的布置；4车间内仓库设施的布置；5其它设施的布置；6车间内部运输设备的布置。考虑到生产工艺的合理顺通，原料成品运输的畅通，生产和采光通风的良好，主厂房的主轧跨，成品跨平行布置，主电室在车间外面。本车间由原料跨，主轧跨，成品跨，主电室及公用辅助设施组成，各跨间的主要尺寸，吊车轨面标高见表71，轧制线上的设备安装在500M的平台上，成品库在000M的地坪上。表71车间主要尺寸TABLE71MAINDIMENSIONSWORKSHOP序号跨间名称跨度M长度M吊车辊面标高M厂房面积M2柱距M1主轧跨304441413320122原料跨303011096600123成品跨3028898640124机修间188091440125电气室1460840合计30800713轧制设备间距的确定1考虑到夹送辊，高压水除鳞，事故卡断机装置的合理安装，维修和正常运转，以及预留无头轧制，因此从加热炉中心到1粗轧中心距离为30M，其中从加热炉到高压水除鳞为12M，鳞机到1粗轧机的距离是18M；2考虑到目前国内外一些资料并考虑本设计实际情况，取粗轧机组中心间距为3M；3粗中轧机组间距选取75M，中轧机组各机架间距离为3M；4中轧机组和预精轧机组间距为105M；5预精轧机组间距为4M（之间设有活套）；6预精轧机组和精轧机组间距为14M；其它尺寸详见车间平面布置图。72车间原料和成品库能力的计算721有效方式为了保证生产的连续性，车间内原料与成品的存放、中间料的正常周转。设计时应留有一定的面积作为原料库、成品库，也包括其它物品的存放处。1确定仓库面积的原则1必须保证正常生产，不至于由于某个设备短期停车而造成其他设备的停工待料现象，一般规定出各种不同用途仓库的存放天数。2坯料间应留有进行各种修理、检查、标记、包装等所需之面积，吊车吊运方式不同而应留的面积以及建筑结构的限制所需的面积，这些面积大多数通过利用系数加以考虑。3坯料或半成品堆垛高度应以不超过地坪所允许的负荷为限。4其他方面的特殊要求及经济核算等。当轧机停产时，连铸机由吊车吊到原料库存放，堆放高度约25米，成品平行放置。722原料库和成品库堆放面积的负荷计算1本车间主要原料M的连铸坯，重量21吨。一般来说，计算公式为3（式71）QHKTANF14式中A平均小时产量，T/H；N存放天数，天；KT金属投料量系数；Q每立方米空间所能存放的原料重量，T/M3；H每堆原料的堆放高度，M；K1仓库利用系数。本设计中，要考虑7天的存放能力。A加热炉小时产量120T/H；KT1/成材率1/095510471；取QH12T/M3K107；2045131270412MQHKTANF加上吊车极限，断头死区，连铸坯冷床保温炉，冷坯上料台架占地面积约为2700M2，总建筑面积约为5213M2；2成品库的计算3取QH20T/M2KT10471K107（式72）QHANFT1则F17232M2再加上吊车极限，断头死区，铁路有关设备，安全通道等占地面积为1500M2，故总面积约为3225M273起重运输设备的选择和性能参数原料跨设有两台1616T电动磁盘吊车，用于钢坯的上料和卸车，成品跨有2台1010T旋转挂梁电磁盘吊车，用于成品线材的入库与装车。主轧跨选用1台32/5T和一台20/5T电动双钩桥式吊车，用于设备的检修，机架的更换及废钢的吊运。沉淀池处用5T电动吊车。74其它设施的布置本高线车间将主电室与主轧跨间隔开单独布置，自成系统，并设有车间机修室，以及休息室、厕所等生活空间。8孔型设计70MM81孔型设计的准备计算811延伸系数的分配分配原则总延伸率及总轧制道次确定后，各道次延伸系数分配根据温度和轧件尺寸对变形条件的影响来确定的，考虑到型钢咬入的稳定性及摩擦和其他因素，前几道次分配较小，中间道次为完成延伸则宜大些，日趋逐渐减少，后几道次为保证产品的精度，延伸系数应该较小些5。确定总延伸系数（式73）224TTNODARAF上式中热态坯料原始面积；热态成品端面面积；N热膨胀系数，1012TATAA原料边长；R连铸方坯结晶圆角，取R8MM。有上式公式可得，总延伸系数为5835224TTNODAAF220175401O根据本设计轧机布置形式和孔型系统，并参考同类厂家的相关设计资料，取平均延伸系数为81C取机架N25LGC取N26道次，生产此规格产品时减定径机组空轧2架。表81延伸系数的分配情况TABLE81THEDISTRIBUTIONOFELONGATIONCOEFFICIENTS机组总N均全线583526128粗轧机组5796134中轧机组5296132预精轧机组2524126精轧机组5248123减定径机组144212081226道次孔型系统选择1箱2方3椭4圆5椭6圆7椭8圆9椭10圆11椭12圆13椭14圆15椭16圆17椭18圆19椭20圆21椭22圆23椭24圆25椭26圆182减定径及精轧机组孔型设计取261202512024129231262212452112252011951911718127517118拉钢系数KC/C1，CFVN其中，CN为连轧常数，F为第N道次后的轧件断面积，VN为第N道次轧制速度。在精轧机组的各机架间必须采用微张力轧制，拉钢系数为10011003。10个机架的其总拉钢系数最大不超过101，取拉钢系数为1001。可求得C26F2626D02V26/47010122110385/433484644MM3/SC25C26/K2633451193MM3/SC24C25/K2533417775MM3/SC23C24/K2433384391MM3/SC22C23/K2333351040MM3/SC21C22/K2233317722MM3/SC20C21/K2133284437MM3/SC19C20/K2033251186MM3/SC18C19/K1933217968MM3/SC17C18/K1833184784MM3/S821圆孔型设计1成品孔5D26170MMF26D02/47010122/43942V26C26/F2685M/SHK26DK26D0101270MM7084MM取HK26DK26708MM取孔型圆角半径R05，辊缝S10MM孔型结构采用开口切线连接法，取扩张角30ZDK26S/270810/230MMDK26D26135Z1008517013530100851674MMN26V26/DK268510360/167497025R/MINBK26DK26/COSSTAN708/COS30TAN30760MM充满度B/BK708/760932符合要求224圆孔D24170MMF24F262625394120120567MM2C2433417775MM3/S取圆角半径R05MM，辊缝S0008002D24取S14MM孔型结构采用开口切线连接法，取扩张角30F24D2K24/4H2K24/4HK24DK2485MM76ZDK24S/28514/2355MMDK24D24135Z10085170135355100851666MM又V24C24/F24590M/S