材料成型及控制工程轧制毕业论文(下)

1、1.1 矫直工艺制度生产过程中，应根据钢材规格，钢种，钢温德变化，适当调整矫直压力，矫直时采用小压力矫直方案，减少轧件残余应力。1 主动辊（下辊）外径差1.0mm；2 H型钢均允许回桥，但是在辊矫上回矫不得超过两次，以防止加工硬化，在回矫过程中，应考虑轧件的加工硬化，降低压力值，防止轧件矫后的根部裂纹；3 轧件H值高度100mm，可双排矫直。4 矫直岗位安全制度：1 工作前认真检查需使用的设备，工具是否安全；2 开车前，必须确认操作排在台上，现场区域无闲杂人等，用对讲机寻呼现场后并确认后，点动试车。一切正常后，进行操作；3 在矫直过程中，出入口处严禁有人停留通过；4 矫直机尚在运转或矫钢时，不

2、得检查矫直机孔型，轧件矫直质量；检查时必须先与操作台联系，确认停止喂钢后，方可进行；5 在辊道上检查或处理事故时辊道必须停转，与操作台确认后，方可进行；6 矫直工应站在安全位置观察矫直情况；7 操作工在使用专业液压工具时要谨慎小心；8 在使用专用吊具前，必须检查、确认符合使用标准，方可使用；9 辊道在运行时，不得跨越辊道；10 在换辊前应检查整体换辊装置连接固定牢靠后年方可进行。1.2 锯机工艺制度锯机可以单根锯切，也可以成排锯切。成排锯切时，成排根数视品种。规格确定，见表3.8.表3.5 锯机成排锯切支数产品规格成排根数（）H100×10012H200×1006H175&

3、#215;1007H350×1753H400×20031 小规格和不对称端面型材，快速进锯，一般区60mm80mm；2 钢种较硬或规格较大时，中速进锯，一般取50mm70mm；3 成排锯切时的速度，一般取40mm60mm；4 锯片参数见表3.9；表3.6 锯片参数类型锯片参数直径（mm）厚度（mm）齿距（mm）齿数单片锯切能力冷锯2000131058030005 锯片磨损后影响锯切产品的端面质量，需要更换锯片。锯片上线后振动大，原因不明确，为确保安全需要更换锯片；6 锯切程序和合定尺长度：1 锯切系统由二级系统给定，从二级中调阅；2 锯切定尺长度按生产科下达的生产计划，尺寸

4、及形位公差按相应国家标准执行；3 锯切时不同规格、批号、钢种不得成排锯切。7 锯切安全制度：1 开车前，必须确认区域机械、液压、电气设备是否处于良好状态；2 严禁无水冷却时锯切；严禁设备有故障时，强行开启主传动；3 辊道未停稳，夹紧装置未加紧，不准进锯；4 锯切时，禁止在锯片正面停留；每次进锯时，操作工必须确认无人，方可进锯；5 生产过程中，一旦发现锯片有裂纹、崩齿等异常现象，要及时通知调度室，请求更换锯片；6 换锯片时，必须通知主电室将设备上一级断电；7 调换锯片时必须确认锯片及外夹盘已挂好后，方可指挥行车起吊或操作悬臂吊；8 安装锯片后，必须确认打压到位，锯片锁紧后并手盘一圈作为检查；9

5、吊放切头桶时，要检查切头桶是否放稳。1.3 检查工艺制度1根据产品标准与检验规程，对产品端面尺寸进行测量判定，并根据测量情况通知操作台进行分流；2正常轧制时，每个批号记录一支H型钢的高度、宽度、腹板厚度、翼缘厚度、中心偏差等参数；3换辊换规格换牌号换班时当班第一个批号必须记录2支定尺的成品高度宽度、腹板厚度、翼缘厚度、中心偏差等参数；如果尺寸不稳定，必须增加测量次数，直至尺寸稳定；4生产线长时间工艺调整时，调整的批号必须记录2支定尺的成品高度宽度、腹板厚度、翼缘厚度、中心偏差等参数；如果尺寸不稳定，必须增加测量次数，直至尺寸稳定；5若发现某一参数尺寸波动超出标准规定的公差范围，则对该参数连续测

6、量，直至稳定，并将信息及时反馈厂调；6根据产品标准与检验规程，逐支目视检查轧件的表面质量平直度等，有缺陷的轧件必须做出标记，并根据轧件状态进行分流；7根据规格与产品缺陷状况进行改尺与修磨状态的判定。1据表面缺陷的种类，用油性粉笔将缺陷标出，并根据相应缺陷的代号在轧件腹板上进行标识；2据轧件状态，将相应不同状态的符号在轧件腹板上用油性粉笔进行标识；3不同状态轧件代码如下：修磨钢 S改锯钢 GJ翻面标记 整支废品 ×芯裂钢 ×L待处理 2 年工作制度和年工作小时2.1 年工作小时车间年工作小时按以下原则计算：（1）本设计车间采用四班三运转连续工作制，每班8小时。双休日不停工；（

7、2）每两年大修一次，每次20天；每两年中修一次，每次10天；十天左右小修一次，每次10小时；大修与中修错开，不在同一年进行；（3）换轧辊和导卫，平均轧制5000吨换一次辊，每次需时0.5小时；（4）调整、换矫直辊和锯片每班更换，平均每次20分钟；（5）交接班每次20分钟；（6）考虑到电气及机械故障，预留每班30分钟；（7）其它原因停机200小时。本车间设计日历作业率 = 全年计划轧制时间 / 日历时间 =6522/8760=74.45%有效作业率 = 全年计划轧制时间 / 全年规定 =6522/7820=83.40%表4.1 年工作小时表日历天数d（h）非 工 作 日规定工作时间工作制度其 它

8、 停 工 时 间节假日d大修中修h小修h计划检修合计h天数d小时数h交接班h换辊及导卫调整、换矫直辊、锯片h事故h其它原因停机h全年计划轧制时间h365 (8760103603407003267820四班三运转32637240020065223 轧机生产能力 式中：Q-轧机的小时产量（按成品计），t/h；T-轧制节奏时间，s；q-原料重量，t；k-综合成材率。T=t+ 式中：t -轧制时间； -间隙时间，轧件间隙时间，取10s（火焰切割时轧件任然在保持连轧状态）。各规格产品轧机生产能力见表5.1。其中轧机的负荷率为3401.77/6522=52.2 %。表5.1 轧机生产能力产品规格年生产量

9、（×万4t）原料单重（t）轧制节奏(s小时产量(t/h全年轧制时间（h）HW175*175*7.5*118.003.03104.899.92801.64HW 200*200*8*128.005.62110.2176.25453.90HM150*100*6*94.003.1199.4108.13369.93HM 250*175*7*118.006.54136.5165.58483.15HN200*100*5.5*84.003.51110.5109.78364.37HN300*150*6.5*96.005.97118.5174.11344.61HT196*99*4*64.003.8712

10、4.3107.60371.75HT294*148*4.5*64.006.56120.4188.30212.43合计463401.774 辅助设备选择及生产能力计算4.1 主要辅助设备选择及生产能力计算加热炉本设计选用步进式加热炉，它有以下优点：（1）坯料入炉利用步进机构将料送入炉内，取消了固定炉底，不用打渣，钢料表面也不会划伤；（2）步进送料因不发生挤钢现象，加热炉不受推钢比的限制；（3）钢料在炉内间隔排放，可实现多面加热，使钢料加热均匀，没有推钢式炉产生的黑痕,保证了轧件尺寸的性能均匀；（4）可利用步进机构将钢料之间的距离调整得适合加热炉产量的变化,并使加热的时间不变,以减少钢料的氧化和脱碳

11、；（5）可以使炉内的钢料全部出空,有利于事故的处理，也便于加热不同钢种；（6）因靠步进机构将钢料送入炉内,因此加热钢料的形状一般可以不受限制，即可以加热方形、长方形，也可以加热圆形料和异形料，适应性比推钢式炉较强。此外，步进式加热炉还有加热能力增强，擦伤减少和容易维修等优点。考虑到H型钢产品质量要求以及参考国内H型钢的生产经验，本设计选用步进式加热炉。本设计采用的加热炉，炉子有效宽度为12m，加热能力为160t/h，加热温度范围为11001260，燃料为高、焦炉混合煤气，单位热耗量为1302kJ/kg。加热炉小时生产能力按以下公式计算： （式7.1）式中： k综合成材率；加热炉小时产量（按坯料

12、计），t/h；坯料长度，m；坯料长度为12m时的加热炉小时产量，=160t/h（按坯料计）；每排坯料根数(L大于5.5m，=1；L小于或等于5.5m，2。坯料断面、长度以及加热炉的小时产量见表1.1，一座加热炉完成46×104tH型钢的年需加热时间为3564.96h。其负荷率为3564.96/6522=54.7%表6.1 加热炉生产能力品种规格（mm）年产量（×万t）坯料长度（m）加热炉小时产量(t/h全年加热时间(hHW175*175*7.5*118.008.61110.21726.81HW 200*200*8*128.009.91126.85630.68HM150*10

13、0*6*94.008.83113.02353.91HM 250*175*7*118.0011.54147.71541.59HN200*100*5.5*84.009.98127.74313.13HN300*150*6.5*96.0010.53134.78445.16HT196*99*4*64.0011.01140.93283.83HT294*148*4.5*64.0011.58148.22269.86合计463564.96冷床本设计采用液压驱动步进式冷床，长78m，宽17.6m。冷床小时冷却能力的计算公式如下： （式7.2）式中： 冷床的小时冷却能力，t/h；轧件的每米质量，kg/m；L轧件轧出

14、分段后长度，60m；A冷床宽度，17.6m；B每根冷却轧件所占宽度（定为该规格成品高度2倍），m；C环境温度为41时，轧件从900自然冷却到80的时间，min。12m定尺的代表产品冷床的小时产量、全年需要的冷床时间见表1.2。完成年产量为46×104tH型钢的全年冷却时间为1455.04h。其负荷率为1455.04/6522=22.3%表6.2 冷床生产能力品种规格（mm）年产量 （×104t）成品单重（kg/m）轧件所占宽度（mm）冷却时间（min）冷却小时吨位（t/h）全年冷却时间（h）HW175*175*7.5*118.0040.435014522.40153.33H

15、W 200*200*8*128.0049.940016494.01161.94HM150*100*6*94.0020.730013336.30118.94HM 250*175*7*118.0043.650013425.00188.24HN200*100*5.5*84.0020.940015220.70181.24HN300*150*6.5*96.0036.760012322.96185.78HT196*99*4*64.0015.539218139.18287.39HT294*148*4.5*64.002558812224.49178.18合计461455.04矫直机本设计采用悬臂辊式十辊矫直机

16、，辊子间间距为900mm，辊子中心距为6001000mm。矫直机小时产量的计算公式如下：/1000 （式7.3）式中：矫直机的小时产量，t/h；矫直节奏时间，s；矫直钢材长度，60m；轧件的每米质量，kg/m。矫直节奏时间： =+ （式7.4）式中：矫直时间，s； 矫直辅助时间， s。完成年产量为46×104t H型钢的矫直机生产能力见表1.3，全年需矫直2094.79h。其负荷率为2094.79/6522=32.1%表6.3 矫直机生产能力产品规格（mm）成品单重（kg/m）年产量 （×104t）平均矫直速度（m/s）矫直时间（s）矫直辅助时间（s）矫直小时产量（t/h）

17、全年矫直时间（h）HW175*175*7.5*1140.48.00320.0 10.0 290.88275.37HW 200*200*8*1249.98.00320.0 10.0 359.28222.67HM150*100*6*920.74.00320.0 10.0 149.04268.38HM 250*175*7*1143.68.00320.0 10.0 313.92254.84HN200*100*5.5*820.94.00320.0 10.0 150.48265.82HN300*150*6.5*936.76.00320.0 10.0 264.24227.07HT196*99*4*615.5

18、4.00320.0 10.0 111.6358.42HT294*148*4.5*6254.00320.0 10.0 180222.22合计462094.79锯机本设计采用SDD2000冷锯机，锯片直径最大为2000mm，厚度为13mm，锯切能力为20cm2/s。锯机小时生产能力计算公式如下： （式7.5）式中： 锯机小时产量，t/h；q成品单重，kg/m；n同时锯切钢材根数； 锯切节奏，s； = T×N+T+T+T （式 7.6）T锯切一次的周期时间，50s；N锯切次数为2；60m轧件定尺12m，共2台冷锯机锯切；T清除切头、切尾的时间，s；本设计参考马钢H型钢厂现场数据取30s；T

19、前后两根轧件尾、首之间的间隔时间，s；本设计参考马钢H型钢厂现场数据取15s；T热锯辊道送钢时间，30s；本设计锯切前轧件长为60m辊道速度取2m/s;12m定尺的代表产品锯切节奏时间、小时产量、年需要锯切时间见表1.4。完成年产量为46×104tH型钢的全年锯切时间为2122.24h。其负荷率为2122.24/6522=32.5%表6.4 锯机生产能力产品规格（mm）成品单重（kg/m）年产量 （×104t）成排支数锯切次数节奏时间（s）锯切小时产量（t/h）全年锯切时间（h）HW175*175*7.5*1140.48.0072175349.06229.48HW 200*

20、200*8*1249.98.0062175369.55216.48HM150*100*6*920.74.0062175153.30260.93HM 250*175*7*1143.68.0042175215.26371.64HN200*100*5.5*820.94.0062175154.78258.43HN300*150*6.5*936.76.0062175271.79220.76HT196*99*4*615.54.0062175114.79348.47HT294*148*4.5*6254.0062175185.14216.05合计4642122.241.2 按瓶颈生产能力计算负荷率根据各个工序

21、生产能力列出瓶颈生产能力见表6.5。其负荷率为3794.98/6522=58.2%表6.5 瓶颈生产能力产品规格（mm）年产量 （×104t）主要设备小时产量（t/h）瓶颈瓶颈小时产量（t/h）年工作小时（h）加热炉轧机冷床矫直机锯切机HW175*175*7.5*118110.2199.92522.40290.88349.06轧机99.92801.64HW 200*200*8*128126.85176.25494.01359.28369.55加热炉126.85630.68HM150*100*6*94113.02108.13336.30149.04153.30轧机108.13369.9

22、3HM 250*175*7*118147.71165.58425.00313.92215.26加热炉147.71541.59HN200*100*5.5*84127.74109.78220.70150.48154.78轧机109.78364.37HN300*150*6.5*96134.78174.11322.96264.24271.79加热炉134.78445.16HT196*99*4*64140.93107.60139.18111.6114.79轧机107.60371.75HT294*148*4.5*64148.22188.30224.49180185.14加热炉148.22269.86合计4

23、63794.981.3 其他辅助设备选择加热炉区设备1 入炉辊道辊道为单独驱动，辊道末端设置1台固定挡板，中间设置2个升降挡板，辊道带有边导板及盖板。辊道总长度：27m辊道运行速度：1m/s辊身长：600mm辊子直径：350mm辊距：1500mm2 出炉辊道辊道为单独驱动，带有边导板和盖板。辊道总长度：15m辊道运行速度：1m/s辊身长：600mm辊子直径：350mm辊距：1500mm除磷机区设备1 用于去除表面氧化铁皮保证成品质量。最高水压：250bar最大水流量：32m3/h坯料运行速度：1m/s2 出炉辊道辊道单独驱动带有边导板和盖板，热保护罩打开和关闭由液压缸驱动。辊道总长度：31.5

24、m辊道运行速度：06m/s辊身长：600mm辊子直径：350mm辊距：1500mm粗轧机组去设备4加热炉出口夹送辊将加热好的钢坯送至粗轧机，为二辊式，底辊由齿轮马达驱动，上辊升降由2个液压缸驱动，辊子内部通水冷却。辊身长：600mm辊子直径：300mm辊子中心距：430650mm5粗轧机出口边辊道将轧件输送到中精轧机组。辊道单独驱动，带有边导板和盖板。辊道总长：51mm辊道运行速度：06m/s辊身长：600mm辊子直径：350mm辊距：1500mm中精轧机组区设备1 火焰切割机燃气种类及热值：C3H8 ， 8600Keal/Kg切割速度：15mm2/sec2 中精轧机入口加送辊将经粗轧机榨汁后

25、的轧件送至中精轧机组。结构为二辊式，底辊由齿轮马达驱动，上辊升降由2个液压缸驱动，辊子内部通水冷却。辊身长：600mm辊子直径：300mm辊子中心距：430650mm3 轧件尺寸在线测量仪取样频率：30次/秒测量精度：±（0.00250.1）mm轧件最高温度：1100横移小车数量：1（液压驱动）横移行程：2500mm飞剪区设备1 夹送辊辊子个数：2辊子直径：取决于产品辊身长度：取决于产品辊子中心距：305405mm2 飞剪剪刃轴中心距：1560mm曲柄偏心距：390mm最大剪切力：800kN剪刃数量：2剪刃宽度：350mm锯机区设备1 1定尺机挡板行程：019m支撑梁长度：23m辊身

26、长度：1350mm定尺精度：020m2 2定尺挡板行程：013m支撑梁长度：16m辊身长度：1350mm定尺精度：020m检查、堆垛台区设备1 检查台、堆垛台输入辊道（可升降链传动）横移行程：5275mm台面宽度：25.2+18.5m2 1链传动机横移行程：2850mm台面宽度：25.2+18.5m3 2链传动机横移行程：5150mm台面宽度：25.2+18.5m4 成排链传动机横移行程：5500mm台面宽度：25.2+18.5m5 堆垛磁盘长度：25.2+18.3m磁盘宽度：900mm6 固定堆垛框长度：26+18.05m最大堆垛尺寸：900×900mm升降行程：750mm7 移动

27、堆垛框长度：25.2+18.2m水平行程：3000mm最大堆垛尺寸：900×900mm打捆、发货台区设备1 打捆机 数量：3台最大堆垛尺寸：900×900mm钢带宽度：32mm钢带厚度：0.8mm钢带张力：16KN液压系统数量：2套液压系统流量：55L/min液压系统压力：100Bar钢带卷重量：500Kg压紧装置数量：3台2 1成品发货台横移行程：8000mm（1链传机），9350mm（2链传机）,9000mm（3链传机）台面宽度：10m3 2成品发货台横移行程：8500mm台面宽度：16.65m2 车间平面布置及起重运输车间平面布置主要指设备和设施按选定的生产工艺流程确

28、定平面位置，平面布置的合理与否对于设备生产能力的发挥、工人操作安全、生产周期的长短及生产率的高低有着很大的影响，在平面布置时应当从实际出发求得最大合理的布置。2.1 车间平面布置原则车间平面布置应按以下原则：1 应满足生产工艺要求，使生产流线合理；2 既有利于生产，又使占地面积小，运输线最短，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，安全生产和工人的健康；4 使人行道与工作线平行，避免金属（原料与成品）流线与金属废料流线以及其它材料的运输线相互交叉；5 考虑将来的发展，要留有余地。1.1 金属流线布置金属流线是指生产各类产品由原料到成品的工艺流程线。把所有选定的设备与设施布置在

29、相应工序的工艺流程上，同时要考虑中间堆料场地以及运输等。综合各种资料及马钢小H型钢生产线车间设计，本设计选用曲折式布置方式。1.2 主厂房平面布置A-A0精整跨：布置有步进式加热炉炉尾上料机构、上料台、辊道、堆垛检查台架、打包机、称重、标记、收集台等精整设备。设计厂房长为492m，跨度为30m，基本柱距为12m，建筑面积14760，吊车轨面标高H=12m，设置16+16t电磁挂梁式起重机4台A0-B0主轧跨：布置有步进式加热炉、粗、精轧机组、飞剪、冷床、矫直机、编组横移台架、成品冷锯机等，设计厂房长为480m，跨度为36m，基本柱距为12m，吊车轨面标高H=14.5m；设置40/10t桥式起重机1台，20t桥式起重机1台，40/10t桥式起重机1台，7.5+7.5t电磁挂梁桥式