材料成型及控制工程轧制.docx

概述h型钢是由工字型钢优化发展而来的一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“h”相同而得名。由于h型钢的各个部位均以直角排布，因此h型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用h型钢发展历史世界上最早出现的h 型钢生产设备是在1902 年由卢森堡研制的轧制h 型钢的生产线，至今已有上百年历史。经过了近一个世纪的发展, h 型钢的生产方式也发生了质的变化。20 世纪50 年代初，h 型钢逐渐取代了工字钢。20 世纪50 年代以前发展不快，自20世纪50 年代开始出现了一个飞跃，尤其是在日本，出现了现代化的万能轧机。根据时间，h 型钢的发展可粗略分成如下阶段：20 世纪60 年代新建万能轧机，产量迅速提高；20 世纪70 年代装备了计算机控制，提高尺寸精度，实现了h 型钢的多机架万能孔型连轧；20世纪80 年代前半段适应连铸技术的发展，开始采用连铸板坯和连铸异形坯轧制h 型钢；20 世纪80 年代末出现了外部尺寸一定的新形h 型钢。自1998 年8 月份马钢万能轧机轧出中国的第一根h 型钢以后，h 型钢这一新型钢材品种在我国进入了一个崭新的时代。中国热轧h 型钢专业化生产只有10 年时间，而这10 年的发展速度相当迅猛，从起初马钢一条生产线，后来莱钢、日照、津西的h 型钢生产线建成；到2007 年，长治、兴华等新建的h 型钢轧钢机组相继投产；2008 年，又有一批生产线问世，还有一批生产线正在建设之中。经过10 多年的市场开拓与发展，我国热轧h 型钢的产能从1998 年的3 万t左右快速增加到2008 年的1 200 万t 以上。热轧h型钢的生产标志着一个国家钢材品种的发展水平和轧制技术水平，同时也标志着该国的钢结构技术水平。自从h 型钢问世以来，它的轧制设备和轧制方法得到了很快的发展h型钢分类h型钢分为（1）宽翼缘h型钢（hw）（2）中翼缘h型钢(hm)（3）窄翼缘h型钢（hn）（4）薄壁h型钢（ht）热轧h型钢的优点h型钢是一种新型经济建筑用钢。 h型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。 h-型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“h”相同而得名。其特点如下： 1） 翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强。 2）翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 3）与焊摄工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右。 4）相同截面负荷下热轧h钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。 5）与砼结构相比，热轧h钢结构可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。 6） h型钢可加工成t型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式，极大满足工程设计与制作需求。 h型钢主要用于工程，厂房设备，机械设备，桥梁，高速公路，民房等;机械性能和物理性能好，牢固，节约能源和环保的效果。h型钢是一种经济型断面钢材，广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面，据预测2005年我国h型钢需求量约250万吨，2010年需求量500万吨，但目前我国h型钢年生产能力为120万吨，市场需求量非常巨大。h型钢的特点1）结构强度高同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金属10-15%。2）设计风格灵活、丰富在梁 高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ，从而使建筑布置更加灵活3）结构自重轻与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。4）结构稳定性高以热轧h型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以h型钢为主的钢结构建筑受害程度最小。5）增加结构有效使用面积与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。6）省工省料与焊接h型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。7）便于机械加工易于结构连接和安装，还易于拆除和再用8）环保采用h型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：一是和混凝土相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高。9）工业化制作程度高以热轧h型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业发展。10）工程施工速度快占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。用热轧h型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。以我国“第一高楼” 上海浦东的“金贸大厦”为例，主体高达近400m的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，而钢混结构则需要两年工期。本设计内容概述我国正处于大建设的关键时期，其钢材需求量大，种类多，尤其是h型钢的需求量在未来几年将更加突出。为此结合国内外的实际情况，利用当今世界的先进技术，设计一条在世界范围内具有一定先进性的生产线，对我国h型钢产品的竞争力有着积极的影响。在此基础上，本设计拟建设一座年产量46万吨的热轧h型钢车间，主要产品为h100400mm规格范围内的小h型钢。产品定尺长度为12m，倍尺长度为24m。结合产品的实际用途，选用的钢种为碳素结构钢和合金结构钢，原料采用连铸异型坯。其中有两种规格型43030090，32022085。根据设计要求用hw1751757.511为典型产品进行设计验算。本设计整个轧机线由15架无牌坊轧机组成，其中粗轧机组5架、中精轧机组10架，采用全连续轧制工艺，快速更换机架系统，主传动全部采用交流变频调速数字控制系统，shs万能轧机轧辊辊身长度短，轧辊挠度小，可获得良好的产品尺寸公差。精轧机架间采用微张力控制。而且轧机具有较大的生产能力。设计了计算机3级自动控制系统，用来完成物料跟踪、工艺参数和轧辊参数设定及生产计划管理等工作，生产效率和自动化水平高，操作控制简洁。本设计生产线采用设备的特点1）该生产线有15架轧机组成连续式生产线，生产效率高；2）飞剪分段长尺冷却，提高了生产效率；3）在线型钢断面尺寸测量仪的使用，减少了红检取样时间，降低了红检工劳动强度，提高轧机有效作业率；4）冷床设置水冷段提高了冷床能力；5)长尺矫直减少矫直盲区；6)多功能堆垛机不仅能实现h于工字钢堆垛，也能实现槽钢堆垛；7)成排锯切提高锯机锯切能力。1产品大纲及金属平衡1.1产品大纲本车间设计年生产能力为、4.6104t，产品规格范围是h100400mm。其产品大纲如表1-1所示1-1 年产量46万吨h型钢产品大纲产品原料产品种类规格产品标准米重/kg/m年产量/万t/y百分比/%型坯型坯宽翼缘h型钢175*175*7.5*11gb/t 11263-200540.48.0034.81o（hw）200*200*8*1249.98.00o中翼缘h型钢150*100*6*920.74.0026.01o（hm）250*175*7*1143.68.00o窄翼缘h型钢200*100*5.5*820.94.0021.71o（hn）300*150*6.5*936.76.00o薄壁h型钢196*99*4*615.54.0017.39o（ht）294*148*4.5*6254.00o合计46100产品技术要求1) 尺寸、外形允许偏差 宽、中、窄翼缘h型钢的尺寸、外形允许偏差应符合表1.2规定 h型钢、h型钢桩的切断面上不得有大于5mm的毛刺； h型钢、h型钢桩不得有明显的扭转； 重量允许偏差符合表1.3规定；表1.2 h型钢的尺寸、外形允许偏差项目允许偏差图示高度h（按型号）400士2.0400600士3.0600士4.0宽度b（按型号）100士2.0100200士2.5200士3.0厚度t15士0.5516士0.71625士1.02540士1.540士2.0t25士0.7516士1.01625士1.52540士1.740士2.0长度7m士60.07m长度每增加1m或不足1m时，正偏差在上述基础上加5mm翼缘斜度t高度（型号）300t1.0%b。但允许偏差的最小值为1.5mm高度（型号）300t1.2%b。但允许偏差的最小值为1.5mm弯曲度高度（型号）300长度的0.15%适用于上下、左右大弯曲高度（型号）300长度的0.10%中心偏差s高度（型号）300且宽度（型号）200士2.5高度（型号）300且宽度（型号）200士3.5腹板弯曲度w高度（型号）4002.04006002.56003.0端面斜度eel.6%(h或b)，但允许偏差的最小值为3.0mm表1.3 重量允许偏差类别重量允许偏差h型钢单根h型钢的重量偏差不超过6%一批交货重量不超过4%2) 交货状态h型钢以热轧状态交货，h型钢应按理论重量交货(理论重量按密度为7.85g /cm3计算) 经供需双方协商并在合同中注明，亦可按实际重量交货。3) 钢牌号及化学成分h型钢的牌号和化学成分(熔炼分析)，应符合gb/t 700或gb 712或gb/t 714或gb/t 1591或gb/t 4171或gb/t 4172的规定。经供需双方协商，并在合同中注明，也可按其他牌号和化学成分供货。4) 力学性能和工艺性能h型钢的力学性能、工艺性能应符合gb/t 700或gb 712或gb/t 714或gb/t 1591或gb/t 4171或gb/t 4172的规定。经供需双方协商，并在合同中注明，也可按其他力学性能、工艺性能指标供货。5) 表面质量h型钢的表面不允许有影响使用的裂缝、折叠、结疤、分层和夹杂。局部的细小裂纹、凹坑、凸起、麻点及刮痕等缺陷允许存在，但不得超出厚度尺寸允许偏差；h型钢表面的缺陷，允许用砂轮等机械方法修磨或焊补进行缺陷的清除或补。原料选择1.1.1 原料种类的选择本设计采用连铸异型坯料。1.1.2 原料规格选择原料规格确定主要依据成品断面尺寸和坯料长度等因素。1.1.3 原料断面确定表1-4 异形坯断面尺寸类型h(mm)b(mm)t(mm)a(mm)c(mm)r(mm)单重(kg/m)面积(mm2)型32022085805050351.845398型430300901005580566.673116注：代表异型坯bb4，代表异型坯bb3。 型bb4 型bb3图1.1 异型坯尺寸图1.1.4 原料公差1)异形坯的腹部和翼缘的高度及厚度公差1.5%；2)异形坯的弯曲度:11m长的坯料最大弯曲度为60mm，每米不超过10mm；3)长度公差:最大20mm；4)重量公差：最大1.5%。1.1.5 钢种的选择本设计采用碳素结构钢和低合金高强度结构钢，其化学成分见表1.5表1.5 坯料化学成分序号钢种标准代表钢号化学成分cmnsispcrnbvnals1碳素 结构钢gb/t 700-1988q235b0.14-0.200.30-0.700.300.0450.0452低合金 高强度 结构钢gb/t 1591-1994q345b0.201.0-1.600.550.0400.0400.015-0.060.02-0.15jis g 3106-1999sm490yb0.200.160.550.0450.0451.1.6 坯料长度及年需要量本设计产品所需原料长度及年需要量见表1-6。表1-6 坯料长度和年需要量原料长度/m年需求量/万t规格/mm成品米重/kg/m成品截面/cm2型8.618.35hw175*175*7.5*1140.451.43型9.918.33hw 200*200*8*1249.963.53型8.834.17hm150*100*6*920.726.35型11.548.33hm 250*175*7*1143.655.49型9.984.15hn200*100*5.5*820.926.67型10.536.25hn 300*150*6.5*936.746.78型11.014.17ht196*99*4*615.519.79型11.584.17ht 294*148*4.5*62531.9合计47.92金属平衡表型钢轧制过程中有氧化烧损，切损和轧废。本设计综合成材率为96%。年需要坯料47.92万吨。本设计车间金属平衡表见表1.7。表1-7 金属平衡表产品原料年需（万吨）成品废品成材率%年产量所占比例/%氧化烧损轧废切损重量（万吨）百分比%重量（万吨）百分比%重量（万吨）百分比%hw175*175*7.5*118.358.0017.420.131.500.060.700.151.8096hw 200*200*8*128.338.0017.390.101.200.070.900.161.9096hm150*100*6*94.174.008.700.041.000.030.800.092.2096hm 250*175*7*118.338.0017.390.121.400.050.600.172.0096hn200*100*5.5*84.154.008.670.061.400.030.800.071.8096hn300*150*6.5*96.256.0013.040.101.600.030.500.121.9096ht196*99*4*64.174.008.700.051.200.030.700.092.1096ht294*148*4.5*64.174.008.700.051.300.040.900.071.8096合计47.92461000.650.350.9296设计方案生产工艺方案选择生产方案是指为完成任务书中所规定的产品的生产任务而采取的生产方法。根据设计规模、产品质量及技术经济指标的要求，考虑当时的具体条件，找出合理的生产方案。确定生产方案主要考虑以下几点：（1） 产品的品种、规格、状态和质量要求；（2） 年产量大小；（3） 投资，建厂进度，机械化和自动化程度，劳动条件，工人与管理人员数量以及将来的发展。2.2轧机布置形式和轧制方案选择h型钢的轧制方法按历史顺序，大致可以分为以下三类：第一类是普通二辊式或三辊式型钢轧机的轧制法；第二类是利用一架万能轧机轧制h型钢，第三类是用多机架万能轧机轧制h型钢；第三种方法在世界上已被普遍采用，主要有：格林法、萨克法、普泼法、卡式轧制法、x-x轧制法，x-h轧制法。其中x-x轧制法、x-h轧制法是目前世界上最先进的轧制法。 目前世界上h型钢轧机的布置可分为半连续布置和全连续布置两大类。半连续布置形式特点是：开坯机区与万能轧机区分别独立，只有万能轧机区为连续轧制。全连续布置形式特点是：从开坯机到成品轧机为一条连续轧制线，生产的产品比较单一，规格范围小，专业化程度很高。 根据设计初衷，本车设计采用全连续轧机布置形式。2.3精整工艺方案选择型钢的精整工艺一般有定尺精整和长尺精整两种。定尺精整是将轧件锯切成所需的定尺长度，然后进行冷却、矫直等后部处理；而长尺精整是将热轧件直接进行冷却、矫直，再锯切成所需的定尺长度。长尺精整由于轧件长，冷却时冷床利用率高；矫直时咬入次数少，因而产生的弯头、尾少，产量高，且矫直质量好；锯切时可成排锯切，且轧件冷缩小，能达到较高的定尺精度。但是，锯切冷材时锯片磨损加快，消耗较多。本设计采用长尺精整方案。2.4主要设备简述加热能力为160t/h的步进梁式加热炉，高压水除磷机，5机架粗轧机组轧机呈1h-2v-3h-4h-5v平立交替布置，10架中、精轧机组由7架万能轧机和3架水平轧机组成，呈6h-7h/u-8h/u-9h/u-1oh/u-11h-12h/u-13h/u-14h-15h/u布置，17.6m78.0m的步进式冷床，一架10辊悬臂式矫直机，2台sdd2000固定式冷锯，一台cvsp080飞剪，等一系列生产设备。生产过程由三级计算机系统控制：一级为基础自动化控制级，二级为过程管理控制级，三级为工厂管理控制级。生产工艺流程及工艺制度生产工艺流程1.1.7 生产工艺流程图生产工艺流程图见图3.1。1.1.8 生产工艺流程简述由专用运输火车运来的连铸异形坯经表面检验合格后送至原料跨堆放。生产时用电磁吊将钢坯吊入炉前上料台架，经称重、测长后由辊道送入步进梁式加热炉，坯料加热至轧制温度（11501250）后由辊道送往高压水除鳞机除磷，经5机架粗轧机组轧制成h形雏形，由火焰切割机切去“舌头”，再进入10机架中精轧机组轧出成品，此时轧件温度仍在850以上。经在线尺寸测量和飞剪分段，轧件进入为17.678.0m的冷床冷却。当冷却到80以下时送入十辊变节距悬臂式矫直机进行矫直，随后由冷锯机进行定尺锯切。而后进入检验台架进行表面质量检查，自动喷印机在每根钢材表面喷油漆标志，合格品则进入堆垛线，不合格产品则判为废品。合格产品按品种、规格、长度等要求分别堆垛成符合要求的齐尺矩形包，经成形器压紧后由自动打包机用钢带捆扎，再称重、挂标牌，最后，由行车吊入成品库储存。为提高轧机作业率，减少换辊时间，采用辊系快速换辊系统，即在生产的同时预先把下一个品种的轧辊辊系组装好。在换辊时只要把旧辊系拉出，换上已装好的新辊系即可。 上料坯料由上料台架将成排钢坯移送至台架出口端，由拔钢装置将钢坯逐根拔入加热炉的输入辊道上。钢坯进入上料台架后，每一根钢坯的数据均输入计算机，并开始跟踪。钢坯在输入辊道上进行称重、测长后被送至加热炉炉后按预定的布料图位置自动停位，入炉装钢机前进将坯料推正，当炉内需要装入坯料时装料端炉门提升打开，装钢机上升托起坯料并前进，根据三种坯料的装料初始位置和三种步距移送至加热炉的固定梁上。加热坯料的加热采用步进梁式加热炉，单排加热，当坯料加热至规定的温度（约1250）以后，得到出钢信号后，炉内步进梁根据三种坯料的各自步距将坯料送到出料悬臂辊道上，悬臂辊道将热钢坯送出炉外进行除鳞、轧制。粗轧除去氧化铁皮的坯料，经粗轧机前输入辊道送往粗轧区，坯料由夹送辊送入五机架粗轧机组进行连续式轧制，连轧机的轧制过程为自动进行，粗轧机换辊粗轧机为连轧机组，为整机架更换。新机架在换辊间完成组装，包括机架装配、轧辊位置调整、导位安装及调整、零位压靠与辊缝值设定。这些工作完成后，用行车把轧机机架放到初轧附近区摆放等待更换。图3.1小h型钢生产工艺流程图粗轧机换辊粗轧机为连轧机组，为整机架更换。新机架在换辊间完成组装，包括机架装配、轧辊位置调整、导位安装及调整、零位压靠与辊缝值设定。这些工作完成后，用行车把轧机机架放到初轧附近区摆放等待更换。切舌轧件出粗轧机组后，在进入精轧机组前，为了能使轧件在连轧机中稳定轧制，防止在轧机组中发生缠辊事故，需切除轧件的头、尾端“舌头”，切头工作由一台切割速度15mm2/sec火焰切割机完成，输送辊道上的自动定位系统，按预先设定好的切头长度准确定位后切去轧件的“舌头”，该过程由操作室中的操作人员通过工业电视屏进行监视，必要时可进行人工干预。精轧机换辊精轧机为整机架更换。新机架在换辊间完成组装，包括机架装配、轧辊位置调整导、位安装及调整、零位压靠与辊缝值设定。这些工作完成后，用行车把轧机机架放到更换位置上等待更换。轧线上旧机架更换前，先脱开管线快速接头，松开机架锁紧装置，机架下换辊轨道升起，将机架举升置换辊位置，接轴轴头固定架将十字头接轴头部固定，利用牵引车将机架拉至横移车上，横移车开动使新机架对准轧机中心线后用牵引车将机架推上轧线并固定在地脚板上，接通管线快速接头，松开接轴头固定夹，机架更换到此结束。在线尺寸测量在精轧机组后，配备了在线激光尺寸测量装置，对轧件进行实时在线尺寸测量，以便操作人员根据报警及时调整轧机，控制轧件的外形尺寸。冷却轧件分段以后被带有升降拔爪的辊道单根地送上冷床。h钢冷床为齿条步进式结构，冷床入口设有矫直蓖，对轧件起到一定的矫直作用。冷床面积大约为17.678米，在床面上设有强制水雾喷淋冷却系统，在移动过程中可以根据需要对轧件进行冷却，轧件在冷床上冷却，出冷床温度低于80。出冷床时轧件由平移机构单根或双根的从冷床上移送至输出辊道上。冷锯切共设两台固定式定尺冷锯，在固定锯后各设定尺机一台。两台冷锯可以根据产品要求和生产节奏由计算机自动进行锯切设定，并自动完成锯切操作，即单根或成排的锯切成定尺，并运往堆垛台架。冷锯机锯片最大直径2000毫米，进锯速度最大80毫米秒，具有快速更换锯片功能，更换时间在15分钟内。入库成品钢材捆被输送至1#、2#成品存放台，金属牌由人工挂在钢材捆上，待a-a0跨内带有停电保护装置的1616吨电磁挂梁桥式行车每次二捆吊运至成品库框架内存放。为便于发货、调度，一些成品钢材将被直接送至2#成品存放台过跨至a-b跨，等待a-b跨内吊运贮存。为了便于电磁吸附，在成品存放台上可将捆好的钢材捆翻转90度。不合格钢材的处理在1#、2#成品检查台上被检查出有缺陷的钢材，可以用辊道直接运送废品台上收集，贮存后用起重机送入至h钢厂加工场地进行修磨处理，并由人工捆扎以后运送至成品称上去称重、标记后入库。加热工艺制度 本生产线中，加热炉加热的坯料断面大，加热炉应具有加热质量好、高产、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化高等特点。因此，本设计采用步进梁式加热炉，炉子内宽为12m，加热能力为160t/h，由于设计所用坯料为碳素结构钢和低合金高强度结构钢，可以不考虑钢种问题，根据钢坯断面尺寸变化，规定不同的加热工艺；沿炉宽方向，一支钢坯温度应均匀，温差小于20。3.2.1异型坯43030090（型）的加热工艺要求 步进行程设定值：600mm； 炉内气氛：弱氧化性； 炉压：010pa（01mmh2o）； 对于部分规格“操作要点”及“压下规程”中加热要求，应遵照执行； 产品型号宽度（b值）小于200mm的规格，加热各段、均热段温度上限、下限均降低20； h400200系列，各加热、均热段温度上限、下限均提高20炉温范围与钢坯在炉子割断加热时间见下表3.1和表3.2表3.1 型炉温范围及各段加热时间表段名预热段上加热段下加热段上均热段下均热段炉温11801260118012601180125011801250时间（min）333418热装温度大于300，炉温范围与钢坯在炉子各段加热时间见下表表3.2 型(红送)炉温范围及各段加热时间表段名预热段上加热段下加热段上均热段下均热段炉温11801250118012501180125011801250时间（min）2930163.2.2异型坯32022085（型）的加热工艺要求 步进行程设定值：480mm； 炉内气氛：弱氧化性； 炉压：010pa（01mmh2o）； 对于部分规格“操作要点”及“压下规程”中加热要求，应遵照执行；炉温范围与钢坯在炉子各段加热时间见表3.3和表3.4表3.3 型炉温范围及各段加热时间表段名预热段上加热段下加热段上均热段下均热段炉温11001170110011701100116011001160时间（min）272815热装温度大于300，炉温范围与钢坯在炉子各段加热时间见下表表3.4 型（红送）炉温范围及各段加热时间表段名预热段上加热段下加热段上均热段下均热段炉温11001160110011601100115011001150时间（min）252613轧制区工艺制度1.1.9 高压水除磷制度1) 根据不通的规格坯料，选择对应的除磷环；2) 除磷机前的热金属检测器检测到钢坯时，除磷机开始喷水除磷；3) 除磷时，水压20mpa,钢坯运行速度为0.8m/s；4) 必须保证足够的水压，确保水管和喷嘴的畅通，若连续三根钢坯的氧化铁皮除不净，操作人员应及时向调度室报告。1.1.10 粗轧工艺制度1) 粗轧机轧制碳素钢和低合金钢，其轧制温度规定如下： 开轧温度：11001200，截面积小的规格取下限，截面积大的取上限; 终轧温度：非控温轧制产品，粗轧机的终轧温度950。需要进行控制轧制产品，按工艺操作指南执行。2) 出炉后的钢坯不能轧制时，横移至收集台架上;3) 正常轧制时，夹送辊可进行辅助咬入。4） 粗轧制度; 咬入速度0.5m/s。粗轧机组出口速度2.0m/s。1.1.11 中、精轧机工艺制度1) 中、精轧机轧制碳素钢和低合金钢，其温度规定如下： 开轧温度：900; 终轧温度：800。2) 需要进行控制轧制和有特殊要求的，执行相应的工艺操作指南;3) 若轧件不能继续轧制时，横移至收集台架上，下一根轧件继续轧制;4) 按设定工艺要求，加送辊可进行辅助要入;5) 按设定工艺要求，用火焰切割切除轧件前端舌头。6）咬入速度：1.0m/s。中、精轧机出口速度：5.0m/s1.1.12 在线尺寸测量制度1) 精轧机组换辊后，第一根钢轧制，在线尺寸测量仪不投入使用;2) 生产中飞剪的剪切功能正常，在线尺寸测量仪投入使用;3) 在使用过程中如出现在线尺寸测量仪显示尺寸同测量尺寸误差较大时，当班人员须根据轧件尺寸情况对在线尺寸测量仪测定部位进行数据补偿或位置修改。若在线尺寸测量仪出现故障，必须进行人工取样。飞剪制度1) 根据不同德产品规格选用相应的剪刃;2) 剪切速度：最小为1.5m/s，最大为5.5m/s;3) 剪切速度等于最后一架轧机轧件的出口速度加上一个引导速度，引导速度范围为最后一架轧机轧件出口速度的5%15%,操作人员应根据实际情况进行适当的修正;4) 根据成品定尺长度并考虑轧件热膨胀系数及头尾长度设定剪切长度，操作人员应根据实际轧件长度对设定长度进行设定。精整工艺制度1.1.13 冷却工艺制度轧件在冷床上分布：飞剪分段轧件后，小于78米上冷床。1) h型钢在冷床上移动冷却；由链传机旋转小车将轧件送上辊道后送入矫直机；2) 水冷却：当空冷不能满足冷却要求时，打开冷却水装置，进行喷水冷却；3) 启动冷床前，必需确认区域机械，液压，电气设备是否处于良好状态；4) 必须要确认作牌在台上，方可操作；5) 启动冷床时，现场区域无闲杂人员用对讲寻呼现场并确认后，点动试车；观察辖区情况，一切正常，方可进行操作；6) 现场处理故障时，必须与操作台取得联系；操作台要服从个地面人员的指挥，防止误操作；7) 上裙板处理故障时，必须通知cp3停轧，将操作方式打治手动。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： 工作前认真检查需使用的设备，工具是否安全； 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； 在矫直过程中，出入口处严禁有人停留通过； 矫直机尚在运转或矫钢时，不得检查矫直机孔型，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； 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； 矫直工应站在安全位置观察矫直情况； 操作工在使用专业液压工具时要谨慎小心； 在使用专用吊具前，必须检查、确认符合使用标准，方可使用； 辊道在运行时，不得跨越辊道； 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。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（）h10010012h2001006h1751007h3501753h40020031) 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： 锯切系统由二级系统给定，从二级中调阅； 锯切定尺长度按生产科下达的生产计划，尺寸及形位公差按相应国家标准执行； 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) 吊放切头桶时，要检查切头桶是否放稳。检查工艺制度3.8.1检查与判定方法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。3.8.2缺陷标记方法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 年工作制度和年工作小时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；（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 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 (8760)103603407003267820四班三运转3263724002006522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 （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*64.003.87124.3107.60371.75ht294*148*4.5*64.006.56120.4188.30212.43合计463401.77辅助设备选择及生产能力计算主要辅助设备选择及生产能力计算1.1.14 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；（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46104th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(h)hw175*175*7.5*118.008.61110.21726.81hw 200*200*8*128.009.91126.85630.68hm150*100*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463564.961.1.15 冷床本设计