年产56万吨棒材厂车间设计说明

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目设计年产量为56万吨的棒材厂车间，计算产品为32MM的螺纹钢，占年产量的9学生姓名学号专业班级指导教师年产量为56万吨棒材生产车间，设计产品32MM螺纹钢，占年产量的9摘要近年来，随着钢铁工业的蓬勃发展，对钢铁产品的需求逐年加大，为棒材带来生机和新的挑战。棒材作为小型材的重要组成部分，在我国的钢铁生产占有着极其重要的位置。在棒材生产线过程中，我国已掌握切分轧制技术并实行生产，对于传统的孔型中轧制技术尤为成熟，特别是控制轧制、控制冷却的技术的应用，保证了棒材的质量。轧制能耗一直是影响轧制产品成本的一个主要因素，在轧制过程中要降低不合格率，实行轧制过程中的全程跟踪和管理。本设计是在包头建立一个56万吨的中型棒材厂，主要生产1240MM的圆钢和螺纹钢。代表产品为32MM的螺纹钢，其产量为年产量的9。产品质量执行国家标准。主要包括产品方案的制定、孔型设计、主辅设备的选择、生产能力的计算、车间平面布置、主要经济技术指标等内容。关键词螺纹钢；孔型设计；车间布置；强度校核；设备ABARPLANTOF560,000TONSPRODUCTIONCAPACITY,DESIGNPRODUANCTION32MMTHREADSTEEL，ACCOUNTINGFOR9OFANNUALOUTPUTABSTRACTINRECENTYEARS,ITBRINGSVITALFORCESANDNEWCHALLENGEFORRODSASTHEVIOROUSDEVELOPMENTOFONIRONANDINDUSTRYANDGREATDEMANDFORIRONANDSTEELPRODUCTSYEARBYYEARRODSASAIMPORTANTPARTOFSMALLPROFILEACCOUNTFORVERYIMPORTANTPOSITIONONTHESTEELINDUSTRYINCHINAINTHEPROCESSOFMANUFACTURINGTHERODSANDBARSANDWIRESTOCK,SLITROLLINGTECHNOLOGYANDIMPLEMENTATIONOFPRODUCTIONBASEDONTHISTECHNOLOGYISMASTEREDINDOMESTICS,ANDTHETRADITIONALMETHODOFROLLINGPASSINTHETECHNIQUEISMOREMATURE,PARTICULARINCONTROLLEDROLLING,CONTROLLEDCOOLINGTECHNOLOGYTOENSURETHEQUALITYOFRODSANDBARSROLLINGENERGYCONSUMPTIONISAMAJORFACTORTODECIDETHEROLLINGPRODUCTIONCOST,WHILETOREDUCETHEPRODUCTIVERATEOFUNQUALIFIEDPRODUCTSANDIMPLEMENTTHETRACKANDMANAGEMENTINTHEWHOLEPROCESSTHEDESIGNISTOESTABLISHAMEDIUMSIZEDRODSANDBARSPLANTCAPABILITYOF560,000TONS,WHICHPRODUCESROUNDSTEELSANDTHREADSTEELBARSWITHDIAMETER1240MMITSREPRESENTATIVEPRODUCETHREADSTEELBARSWITHDIAMETER32,WHOSEOUTPUTIS9OFTHEANNUALOUTPUTTHEQUALITYOFPRODUCTFOLLOWSANDEXECUTESNATIONALSTANDARDMAINLYINCLUDETHEPRODUCTSCHEMEOFDESIGNING,THEPASSDESIGN,THECHOICEOFMAINEQUIPMENT,CALCULATIONOFPRODUCTIONCAPACITY,THEPLANTLAYOUTANDMAINECONOMICANDTECHNOLOGYINDICATORSKEYWORDSTHREADSTEELSPASSDESIGNFACILITYLAYOUTSTRENGTHCHECKEQUIPMENT目录摘要IABSTRACTII第一章前言111国内外的发展现状112可行性分析2121自然资源2122包头水资源概况3123技术条件分析3124交通运输分析4第二章产品方案的编制521产品方案的制定5211产品方案的内容5212产品方案的选择原则5213产品方案的确定522产品标准与技术要求6221产品的标准6222热轧带肋钢筋相关技术要求723金属平衡表的编制8231金属消耗8232金属消耗组成8第三章确定车间生产工艺1031确定轧机类型及布置形式10311轧钢机选择的原则10312确定轧机的类型及布置形式1032确定产品的工艺流程12321制订工艺流程的依据12322生产工艺流程13323工艺流程概述14第四章设计产品的工艺设计1541坯料的选择1542坯料的准备1543坯料的加热15431加热速度制度16432加热温度制度17441轧制温度制度17442轧制速度制度18第五章产品的孔型设计2051孔型设计的内容、要求、原则20511孔型设计的内容20512孔型设计的要求20513孔型设计的原则2152孔型设计的程序21521孔型系统的选择21522轧制道次的确定21523确定各方、圆形断面尺寸23524确定各中间扁轧件的断面尺寸23第六章轧制规程的确定2961轧辊速度的确定2962道次间隙时间2963轧辊的转速3064轧制温度降计算3165变形抗力计算32651轧件的变形程度33652轧件的平均变形程度33653轧件的变形速度33第七章轧制参数的计算及电机和轧辊的校核3571轧制压力的计算35711、计算单位轧制压力35712接触面积的确定35713轧制力的计算公式3672传动力矩的计算37721轧制力矩的计算37722附加摩擦力矩的计算37723空转力矩的计算3873静负荷图绘制3974主电机校核4075计算产品32热轧带肋钢筋的电机校核41751粗轧机的电机校核41752中轧机的电机校核41753精轧机的电机校核4276轧辊校核42761计算产品的轧辊强度计算45第八章轧钢机产量计算4881轧机小时产量的计算48811纯轧时间48812轧制节奏时间48813轧制总延续时间4882轧钢机平均小时产量5083车间年产量计算5184轧制图表的绘制51第九章辅助设备选择5391选择原则5392加热设备的选择5393剪切设备的选择5494冷却设备选择57941冷床结构与形式57942冷床的性能参数5895起重运输设备的选择58951辊道的选择58952起重运输设备选择60第十章车间平面布置及经济技术指标62101车间布置形式621011平面布置原则621012金属流程线确定621013设备间距的确定631014仓库面积计算631015轧钢车间组成及尺寸确定64102车间主要技术经济指标64103各类材料消耗64104综合技术经济指标66第十一章环境保护和综合利用68参考文献69致谢70第一章前言11国内外的发展现状钢铁材料以其所具有的特性较高的强度和韧性、易加工成型、绿色可循环性在未来时期内仍是重要的结构材料。随着我国汽车制造、电气机械、船舶制造工业的发展，板材、棺材在钢材中所占的比例将逐渐提高，线棒材所占比例将有所下降，但其绝对值仍在上升。而且线棒材生产结构将发生很大的变化,我国线棒材无论是轧机数量还是产量均居世界第一位，而且其产量还在以较快速度增长。目前，我国线棒材占钢材总产量的4850。比日本同期高20左右，而且近几年年产量相对平稳。20012007年，我国螺纹钢产量由43897万吨增加到101366万吨，2008年螺纹钢产量为95121万吨，比2007年稍有下降。据国家统计局最新数据显示，2009年19月螺纹钢累计产量为900337万吨，增长2750。2009年螺纹钢产能约为1332479万吨，实际产量约为1212822万吨。华东地区是我国螺纹钢最大产区。20012005年该地区的螺纹钢产量占全国产量比重一直维持在3539，2006、2007年进一步增加到40以上。其次为华北地区，20012005年该地区的螺纹钢产量占全国产量的比重在2329，2007年下降到221。再次为中南地区，20012007年该地区的螺纹钢产量占全国的比重在1318。西南、东北、西北螺纹钢产量所占比重较低，2007年分别为93、45和59目前我国线棒材生产有以下几个特点1、产能高我国线棒材无论是轧机数量，还是产量均居世界第一位，而且其产量还在以较快速度增长（年平均增长速度为15左右），目前我国线棒材占钢材总产量的4850。与此同时，美国同期线棒材产量占钢材产量的22左右，日本同期线棒材产量占总产量的27左右，而且几年来产量相对平稳。因此我国线棒材无论是所占钢材总产量的比列还是绝对产量均高于美国和日本。2、生产装备参差不齐近年来我国小型轧机向连续化发展，线棒材生产则趋向采用高速线材轧机，到2002年6月，全国共投产连续及半连续小型轧机70套，设计产能超过2100万吨/年，其中国产化设备超过40。到目前为止，全国共投产高速线材轧机约70台套（含线材复合轧机），设计产能超过1700万吨/年。国产化设备最高精轧速度可达90M/S。与此同时，我国目前尚有一些落后的小型线棒材轧机再生产。据调查，约有40的小型型钢（线棒材）生产线属于落后淘汰设备。3、管理水平逐年提高近年来，我国线棒材厂总体生产管理水平不断提高，一般连续小型及高速线材轧机投产后2年左右即能达到或超过设计产量。2000年以后，不少小型线材轧机的成材率达到97，一些实行负偏差轧制的轧机，成材率约在98以上。另外，由于注重产品质量的提高，开发了400MPA级带肋钢筋。并且，不少企业努力增加硬线生产比例，特别是在扩大高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线生产份额，改善冷镦钢质量，扩大品格上采取了多项措施。最近新投产的几套高速线材轧机，可提供525MM线材，直径公差01MM，椭圆度达014MM，可满足不同用户的需求1。12可行性分析从资源能源方面分析在包头建一个年产量为56万吨的棒材的可行性分析，首先资源对一个厂是非常重要的。121自然资源白云鄂博铁矿是一座世界罕见的多金属共生矿床，东介勒格勒矿、东矿、主矿和西矿四大矿体组成。矿床为东西走向，呈巨大的扁豆体，分布在东西长18公里、南北宽23公里,总面积48平方公里的范围之内。东介勒格勒矿体位于城区东偏北。海拔1659米，东西长1400米，南北宽300米，由19个大小山岭构成。主要矿物有白云石型铌和稀土矿物。东矿体位于城区东北部，海拔1630米，东西长1200米，南北宽350米。上盘矿物是矽质板岩，下盘矿物为白云岩。主矿体；位于城区北部，海拔1783米，东西长1250米，南北宽405米。上盘矿物是矽质板岩和白云岩，随有钠辉石和石英夹层。下盘为白云岩。西矿体位于城区西北部，由16个小矿体组成，矿体分散，东西延长近10公里，南北宽2公里，海拔1683米。上盘为黑云母岩和矽质板岩，下盘为白云岩。矿石类型以磁铁矿为主，另有赤铁矿和赤磁混合型矿石。全铁含量2068，平均含量3136，含氟435、硫159、磷068，SIO276，已探明铁矿石储量为93亿吨。稀土矿物有独居石、氟碳钸矿、白云钡镍矿、钍等。稀土元素以富铈组、贫钇组为特征，饰族稀土分配占96459873，钇族稀土占127355。已探明的保有储量，五氧化二铌1585万吨，稀土氧化物1亿吨以上。还有莹石、磷灰石、石英石、闪石、软锰矿等。白云鄂博铁矿是目前世界上最大含铌含稀土的复合成因铁矿床。稀土矿物的价值约为铁矿的100倍。经过30多年的探索研究，现已生产和具备回收条件的元素有铌、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钇、钆等。单一稀土氧化物的纯度达到99999；单一稀土金属中，金属铈、镧、钕、钐、钆、镨、钇的纯度达到99999。122包头水资源概况充足的水资源是包头经济赖以发展的重要条件。黄河流经包头境内214公里，水面宽130米到458米，水深16米到93米，平均流速为每秒14米，最大流量每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，是包头地区工农业生产和人民生活的主要水源。此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。包头可利用地表水总量为09亿立方米（不包括黄河过境水）。地下水补给量为86亿立方米。从50年代起，包头就开始了大规模的水字源开发，先后修建了黄河水源地多处，以及奥陶窑子、团结渠、民生渠、磴口扬水站、画匠营水源地等较大的黄河提水工程，先后构筑了昆都仑、刘宝窑、水涧沟等中小型水库，进行了大规模的水资源开发。包头地区的生活、工业及农业用水设施已经能够满足本地区经济社会发展的需要。123技术条件分析1、规格一般应包括标准的牌号（种类代号）、钢筋的公称直径、公称重量（质量）、规定长度及上述指标的允差值等各项。我国标准推荐公称直径为10、12、14、16、20、25、32、40MM的螺纹钢系列。该厂需生产32MM的螺纹钢。2、外观质量（1）表面质量。有关标准中对螺纹钢的表面质量做了规定，要求端头切得平直，表面不得有裂缝、结疤和折迭，不得存在使用上有害的缺陷等。（2外形尺寸偏差允许值。螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关标准中做了规定。如我国标准规定，直条钢筋的弯曲度应不影响正常使用，总弯曲度不大于总长度的04。3、力学性能（1）性能指标考核螺纹钢机械性能的检验项目包括拉伸试验（抗拉强度、屈服强度、延伸率）、弯曲试验（一次弯曲及反弯曲）。（2）弯曲性能按下表规定的弯心直径弯曲180度后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。表11牌号公称直径（MM）弯心直径HRB335625/28503A/4AHRB400625/28504A/5AHRB500625/28506A/7A124交通运输分析包头的公路交通四通八达，已形成网络。北京至银川的110国道、包头至南宁的210国道穿。被称为塞外第一桥的黄河公路大桥，长810米，宽12米，桥梁经久牢固，造型别致，使黄河南北变通途。呼包高速公路西起包头东兴，东至呼和浩特罗家营，全长1466公里，是我国少数民族地区最早建设的高速公路之一。贯通我国华北、西北地区的大动脉京包、包兰铁路在包头接轨，旅客列车东南行可直达北京、上越市区海、宁波，西行可直达银川、兰州，南下可直达太原、西安。包神铁路直达陕西神木，与神府煤田、准格尔煤田和东胜煤田相连，闪闪乌金通过包头运往祖国各地。包头市内还有包白（白云鄂博）、包石（石拐）以及环城等铁路，连接着包头市各区旗县和各大中厂矿、仓库。包头铁路客运分包头东站、包头站。东站是全国37个零担货物中转站之一。包头铁路系统管区已实现了电气集中控制。由包头、呼和浩特铁路局和天津远洋公司等单位联合投资建设的“海铁联运”大型集装箱转运站设在包头，货物集装箱通过铁路运往港口，可同世界各地实行门到门的运输。综上所述，在包头地区建立棒材生产车间具有绝对优势。第二章产品方案的编制21产品方案的制定211产品方案的内容产品方案又称产品大纲，是指设计的工厂或车间拟定的生产产品的名称、品种、规格、计划产量。产品方案是设计任务书中的主要内容之一，是进行车间设计时制定产品生产工艺过程、确定轧机组和选择各项设备的主要依据。产品方案的主要内容包括（1）车间生产的钢种和生产的规模；（2）各类产品的品种和规格；（3）各类产品的数量和其在总产量中所占的比例等。212产品方案的选择原则（1）满足国名经济发展对轧制产品的需要，特别是根据市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国名经济重要部门对于钢材的需求。（2）考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。（3）考虑轧机生产能力的充分利用和建厂地区产品的合理分工。（4）考虑建厂地区资源及钢的供应条件，物资和材料等运输的情况，逐步完善和配套起我国自己的独立的轧钢生产体系。（5）要逐步解决产品品种的规格的老化问题，要适应当前对外开放、对内搞活的新的经济形势的需要。11213产品方案的确定以包头地区为实地条件，制定本设计棒材厂的产量为56万吨，主要生产热轧带肋钢筋和圆钢，以直条状交货，定尺长度为612M。钢种为碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢。其产品方案如表21所示。表21产品方案产品名称牌号产品规格MM产量万吨所占比例圆钢Q235、Q21512、14、16、18、20、22、24、2812322螺纹钢HRB335HRB400HRB400EHRB50012、1428、3216、18、20、22、42515612391022结构用钢20、4514401018抽油杆用圆钢20CRMOA、30CRMOA16、18、22、1071922产品标准与技术要求产品的技术要求就是人们客观提出的对产品的牌号、规格、表面质量以及组织性能等方面的要求。例如对锅炉用钢管要具有耐高温抗腐蚀的要求，轴承钢应具有良好的弹性、耐冲击性以及较高的耐疲劳性能等。显然，因为产品的使用条件不同，产品的技术要求也不一样，此外，使用上的需要和生产上可能达到的产品要求之间存在着一定的距离和矛盾。这种矛盾的解决便产生了产品标准。实际生产中为了满足用户客观上的使用要求，每个品种都必须满足形状、尺寸规格和内部性能的要求。因而，各类产品的分类、编制、牌号、化学成分、品种规格和尺寸公差、生产技术条件、机械性能、验收规程、试验及包装方法、交货状态等，国家均有标准规定，如国标、冶标、企标等。221产品的标准产品的标准一般都包括下列内容1）规格标准也称品种标准。规定钢材应有的断面形状、尺寸大小及允许偏差，并且有供使用参考的有关参数。有时也规定某些产品的性能、试验与交货验收的某些特殊要求。2）性能标准规定有关金属的化学成分、物理机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工艺性能及其他性能等要求。这是对成品钢材内部质量的基本要求。3）试验标准规定做试验时的取样部位、试样形状和尺寸大小、试验条件以及实验方法等内容。4）交货标准规定钢材交货、验收时的包装、标志（如打印、涂色等）方法及部位等有关内容。222热轧带肋钢筋相关技术要求（1）尺寸、外形、重量级允许偏差应符合GB14991998钢筋混凝土用热轧带肋钢筋的有关规定，具体要求如下1）规格螺纹钢的规格要求一般应包括标准的牌号（种类代号）、钢筋的公称直径、公称重量（质量）、规定长度及上述指标的允许公差值等各项。我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40MM的螺纹钢系列。供货长度分定尺和倍尺二钟。我国出口螺纹钢定尺选择范围为612M。2）外观质量表面质量有关标准中对螺纹钢的表面质量作了规定，要求端头应切得平直，表面不得有裂缝、结疤和折迭，不得存在使用上有害的缺陷等。外形尺寸偏差允许值螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关标准中作了规定。如我国标准规定，直条钢筋的弯曲度不大于6MM/M，总弯曲度不大于钢筋总长度的06。（2）牌号及化学成分见表22。表22HRB400性能参数化学成分（）牌号CSIMNPSS/MPAB/MPAHRB40002508016000450045400570（3）力学性能用热处理毛坯制成试样测定钢材的纵向力学性能和退火或高温回火状态的硬度，检验结果应符合表22中的规定。钢筋在最大力下的总延长率不大于25。（4）表面质量压力加工用钢材的表面不得有裂纹、结疤、折叠机夹杂。如有上述缺陷必须清楚，清楚深度从钢材实际尺寸算起应符合相关的规定。清除宽度不小于深度的5倍，同一截面达到最大清除深度不用多余一处。允许从实际尺寸算起不超过尺寸公差的1/2的个别细小划痕、压痕、麻点及深度不超过02MM的小列纹存在。（5）脱碳层对于含碳量大于030的钢应检验脱碳层，采用显微组织法检验每边总脱碳层深度不大于钢材直径的或厚度的15。23金属平衡表的编制231金属消耗金属消耗指标，通常以金属消耗系数表示，其含义是生产一吨合格钢材需要的钢锭或钢坯量。其计算公式为KW/Q（21）式中K金属消耗系数；W投入坯料重量；Q合格产品重量。成材率AQW/Q100（22）式中Q原料量T；W金属消耗量T。232金属消耗组成1金属消耗量烧损、切损、工艺损失。1）烧损金属在高温下加热表面被氧化的损失（含炉内及成型过程的二次氧化）。一次氧化铁皮为主。对于推钢式炉加热连铸坯为12；步进式炉加热连铸坯为0515。2）切损5左右3）工艺损失轧废操作不当出现事故出的废品，与坯料质量、加热质量、成型操作及均衡生产等有关。碳钢TJ2TJ3TJN（89）（3）轧制节奏时间则为TTZH（810）（4轧制总延续时间TZTZH。（811）JT轧制图表绘在另附的坐标纸上。第九章辅助设备选择辅助设备是指轧钢机械设备中除轧钢机以外的各种机械设备。它是由完成一系列辅助加工工序所需的机械设备组成。根据辅助设备在轧钢生产过程中的不同用途，可以将辅助设备归纳为如下几类13（1）加热设备；（2）剪切设备；3升降设备；（4）矫直设备；（5）冷却设备；（6）翻转设备；（7）弯曲、卷曲设备；（8）起重运输设备。91选择原则辅助设备选择一般要遵循下列原则（1）满足产品生产工艺要求；（2）有较高的工作效率，保证轧机获得较短的轧制节奏时间而有较高的产量；（3）设备结构的型式要先进合理，动作灵活、结构紧凑，操作维修容易，备品备件标准化，制造、换辊方便；（4）辅助设备的生产能力一般要大于轧机的生产能力，以保证轧机生产能力得到发挥；（5）设备设计经济合理，体积小，重量轻，以减少设备总重量和节省车间投资。92加热设备的选择加热是热轧生产中的一个重要工序。而钢料加热质量的保证和加热炉产量的大小，完全依赖于加热炉产量的大小，完全依赖于所选择的加热设备和它的加热制度。（1）加热炉炉型步进式加热炉。（2）加热炉产量计算Q（91）PF10式中Q加热炉小时产量（TH）；P有效炉底强度（KGMH）；F炉底布料面积（M）；FLL（92）式中L炉底有效长度，M；L加热料长，M；设炉长36M，坯料间距02M。N180（根）2036考虑到坯料在炉内循环，只放置170根。F1017002340（M）Q221（TH）PF1034065（3）炉子宽度双排料时BL2C（93）式中L来料最大长度，M；C料间或料与炉墙间的间隙距离。一般取01503M。BL2C10203106（M）考虑到实际操作难度，炉子宽度选取B15M4推钢机选择1推力大小推力计算用下式PQF（94）式中Q被推金属的重量（T）；F摩擦系数，F取0506；2速度确定推钢机速度大小取决于坯料断面形状及尺寸、炉子产量要求以及出料方式等因素。断面尺寸高100300MM时，V01012（MS）3行程选择推钢机行程主要与以下因素有关坯料断面形状和尺寸、辊道宽度、出料要求。吊车一次吊运钢坯数量以及检修要求等。本次行程取3000MM。93剪切设备的选择用于轧钢生产的切断设备主要有三大类，即剪切机、锯机和火焰切割机。剪切机主要用来剪切轧件的头、尾或切定尺、切边、切试样以及切除轧件局部缺陷等。横向切运动轧件的剪切机叫飞剪机。它可装设在连轧钢皮车间或小型型钢车间里，放在轧制线的后部，将轧件切成定尺或切头尾。在冷热带钢车间里的横剪切机组、重剪机组、镀锌或镀锡机组里，都配置各种不同类型的飞剪机，将带钢剪成定尺或剪成规定重量的钢卷。在某种程度上，剪切机限制了轧制速度的提高。采用飞剪机有利于使轧钢生产迅速向高速化、连续化方向发展。因此它是轧钢生产发展的主要手段之一。1、粗轧后热剪（1）剪切力计算P（95）12BHFK10式中P剪切力（T）；K1考虑剪刃钝化和剪刃间隙的影响因素，热剪时K11213；K2换辊系数，K20708；被剪金属在剪切温度下的强度极限（KGM）；B被剪金属剪断时相对剪切深度，MM；HF被剪金属的横断面积（MM）；P25012507814T（）（2）剪切行程H1HV式中H剪切行程，MM；H1辊道上平面到剪切机压板下面的距离，MM；H1H（5070）H被剪金属的最大厚度（MM）；上下刀片的重迭量，常取525MM，取15MM；压板低于上刀刃的值，一般可取550MM，取25MM；V辊道上平面超出下刀刃的值，一般可取520MM,取V10HM（1506）25106（）（3）剪刃长度L（34）B式中L刀片长度，MM；B被剪金属最大宽度，MM。L350150525（M）（4）刀刃横断面尺寸H（06515）H0304H式中H刀片横断面高度，MM；刀片横断面宽度，MM；H被剪金属最大高度，MM；H110150165（M）03501500525（M）（5）剪切行程次数主要考虑轧机生产能力，并考虑剪切时轧件的质量，剪切次数取20次分。2、中轧后飞剪切轧件的速度086M/S剪切温度大于950剪切最大断面4545MM2最大剪切力158KN切废料长度1700MM。3、倍尺飞剪长度60MM；剪切最大断面1267MM2最大剪切力35T。4、定尺冷剪定尺冷剪位于冷床出口侧，用于剪切成品定尺钢材。冷剪按其剪切方式可分为两类一类是停剪，即钢材在辊道上静止后剪切；另一类是飞剪，即钢材在辊道上运输过程中完成剪切。后者生产效率高，所以在本设计中就用冷飞剪。冷飞剪由分为曲柄式冷飞剪和摆式冷飞剪。在本设计中选用意大利的摆式冷飞剪，它可用于直径为1250的小型棒型材生产线。其技术参数为最大剪切力3300KN剪切速度0515M/S剪切精度15MM；剪刃宽度800MM；该剪切机具有刀片自动更换功能，是有可横向移动正面卸下和装入剪刃刀片的小车完成的，换一次剪刃大约需要10MIN。94冷却设备选择轧件被冷床飞剪剪成倍尺后，由冷床输入装置输送并卸到冷床上。轧件在缓慢的横向移动过程中，逐渐自然冷却，是轧件温度由约1000下降到100左右。冷床卸料装置将轧件收集组成并卸到输出辊道上，成组轧件将被送至冷剪剪切成定尺成品。941冷床结构与形式冷床分为以下几种（1）设有钢绳拉钢机的冷床这类冷床以固定的导轨为床面，配以带往复运动的多爪式拉钢机。这种冷床的工作特点是靠绳式拉钢机使轧件成批地横向运动，冷床的面积利用率较高。此类冷床多用于大型及中型钢材生产。（2）设有链式运输机的冷床这类冷床多用于轧件表面质量要求较高、表面怕擦伤的钢材。如钢板、带钢和钢管生产等。（3）齿条式冷床它由齿条和导轨组成。活动的齿条相对于固定的导轨作圆周运动，每上下前后运动一次，轧件就向前运行一段距离。这种冷床的缺点是床面的利用率较小，但特别适用于冷却过程中容易产生弯曲或扭转的中小型棒材。（4）辊式冷床这种冷床由多组细长的辊子所组成。辊子轴线与轧件运行方向成一定的角度，因此轧件在冷却过程中在其上面一边运动，一边自身相应的转动。这样使轧件冷却不仅均匀，也防止了轧件的弯曲和扭转。此类冷床设备重量大，造价较高，因此适用于要求较高的小型钢材生产。（5）步进式冷床由一套步进机构组成。轧件在冷床上的运动情况和齿条式冷床相类似，步进机构每动作一次，轧件向前运行一段距离。此类冷床多用于钢管生产或其他要求在冷却过程中防止产生弯曲和变形的钢材生产。（6）钩式运输机这类冷床主要用于线材生产中。冷却时由钩式运输机将成卷的线材挂起来，一边沿导轨运输一边进行冷却，在运输过程中达到冷却要求11。942冷床的性能参数1、冷却时间冷却时间的计算非常复杂，因为它受诸如钢种、轧件尺寸、轧件断面形状、冷却设备周围条件、轧件冷却温度范围等一系列因素的影响。在设计中可采用两种方法一是按照同类生产条件进行实测取得；一是按公式计算，但其结果只能供参考。因此本设计中根据以往的经验数据取得。T1H。2、冷床宽度主要取决于产品计划中钢材的最大成品长度，其相互之间的关系如下式所示BLMAX12M（96）式中B冷床宽度；轧成成品的最大长度。B125M3、冷床长度冷床长度的决定比较复杂。因此参考其他车间冷床的参数。95起重运输设备的选择951辊道的选择辊道是轧钢车间中不可缺少的辅助设备。它的主要作用是用来运送轧件（运输辊道）、参与轧机的轧制过程（工作辊道）和连接车间内设备之间、机组之间的联系（运输辊道）。辊道按其在生产过程中所起的作用分为上料辊道、炉后辊道、炉后辊道、运输辊道、工作辊道等。1原料运输辊道类型集体传动辊速26M/S辊距1M2入炉辊道类型集体传动转速19M/S辊距1M辊子规格300600MM3拉料辊类型单独传动，可逆不可调速转速2M/S辊距1M辊子规格300600MM4轧机辊道类型单独传动，可逆不可调速转速18M/S辊距1M辊子规格300700MM5精轧飞剪前辊道（1）类型单独传动，可逆不可调速转速22M/S辊距08M辊子规格150500MM精轧飞剪后辊道（2）类型单独传动，可逆不可调速转速22M/S辊距08M辊子规格250500MM6冷床对齐辊道转速18M/S辊距1M辊子规格250500MM7冷剪机辊道转速25M/S辊距15M辊子规格200800MM8矫直输入辊道转速15M/S辊距1M辊子规格250500MM9输出辊道转速2M/S辊距12M辊子规格250550MM10精整台架前辊道转速28M/S辊距15M辊子规格200800MM11成品检查台架前辊道转速3M/S辊距17M辊子规格200800MM12改尺寸台架前辊道转速3M/S辊距18M辊子规格200800MM13成品收集辊道转速3M/S辊距2M辊子规格200800MM952起重运输设备选择50T电动平车3台分布初轧原料1台原料跨主机跨1台305吨电机双钩桥式起重机1台205吨电机双钩桥式起重机4台305双钩桥电动式起重机4台153吨电机双钩桥式起重机1台15吨刚性料耙桥式起重机2台表91起重设备性能参数名称重量跨度标高大车运行速度小车运行速度工作制度305吨电机双钩桥式起重机44700KG285M1017M625MMIN487MMIN中级205吨34800KG285M1017M652M60MMI中级电机双钩桥式起重机MINN305双钩桥电动式起重机36600KG26M1017M70MMIN50MMIN重级153吨电机双钩桥式起重机26500KG225M1017M715MMIN487MMIN中级15吨刚性料耙桥式起重机38560KG1217M1217M126MMIN134MMIN重级第十章车间平面布置及经济技术指标101车间布置形式1011平面布置原则车间平面布置是车间设计中的重要问题。布置的是否合理不仅对当前生产情况、车间占地面积、车间投资直接带来影响，且对车间今后发展、扩大车间再生产能力也起重要作用14。在平面布置时，主要应以以下原则为依据（1）满足工艺要求，使车间具有畅通合理的金属的流程线；（2）满足产品今后在产量、质量和品种上发展的需要；（3）设备的间距应满足上下工序工艺上的要求，互不干扰，并考虑到操作条件和劳动安全；（4）跨间组成和相互位置关系要合理，既要满足工艺要求，又要节省车间占地面积和投资；（5）使上下车间联系紧密，缩短运输距离，缩短管线铺设长度。1012金属流程线确定确定金属流程线是车间布置的重要内容。轧钢车间常用的金属流程线如图101。123456图101金属流程图1直线式；2直线横移式；3曲折式；4放射式；5汇聚式；6过渡式；根据车间性质、生产任务和地形条件等情况不同，再加上轧钢车间由原料到成品工序繁多，各种设备所起的作用又不尽相同，本车间是上述各种方式的综合。1013设备间距的确定1加热炉到轧机距离大小与加热炉布置方式有很大关系。它的布置方式是加热炉中心线和轧机中心线相互垂直。它们的间距是15M。2轧机间的距离粗轧机之间的距离25M；粗轧机到中轧机之间距离185M；中轧机之间的距离21M；中轧机到精轧机之间的距离84M；精轧机之间的距离42M。3轧机到切断设备的距离粗轧机到曲柄连杆式飞剪间距5M；精轧机到意大利飞剪距离20M；1014仓库面积计算1原料仓库面积F（101）24ANK07H式中F原料仓库面积，M；A轧机小时产量，TH；N存放天数；K金属综合消耗指数；没立方米所能存放的原料重量，T；H每堆原料堆放高度，M；F1856（M）26709158242成品仓库面积F1911（M）353中间仓库面积QAT式中Q堆放量，T；A轧机平均日产量（T天）；T生产周转时间，天；轧机产量与各项精整设备的不平衡系数；Q20014086403（T）F2416（M）QQ652031015轧钢车间组成及尺寸确定1厂房跨度布置轧钢车间一般均由原料跨、加热炉跨、主轧机跨、精整跨和成品跨组成。车间跨度的布置就是解决和处理这些跨间的相互位置关系。跨间布置的方式很多，要根据生产工艺流程、轧机组成及地形条件等因素来决定13。2厂房跨度大小厂房跨度实际上可视为厂房宽度。本车间原料跨车间距离60M，加热炉跨54M，主轧机跨40M，精整跨40M，成品跨30M。102车间主要技术经济指标表示轧钢车间内各项设备、原材料、燃料、动力以及劳动力、资金等利用程度的指标称之为技术经济指标。这些指标的高低反映了车间生产技术水平和生产管理制度执行的情况,是鉴定车间设计水平和工艺过程制订质量好坏的重要标推,是评定车间工作优劣的主要依据。因为通过对同一类型不同车间的技术经济指标的分析和对比,可以找出相互之间的差距,存在的问题,从而分析原因,寻找提南指标、改进生产的措施,故而研究和分析各项技术经济指标也就成了研究和分析轧钢车间工作情况的重要方法之一了15。在轧钢生产过程中,有多种多样的技术经济指标。其中包括综合技术经济指标、各项材料消耗指标、车间劳动生产率指标以及车间资金利用与消耗等方面的指标。而其中尤以产品的产量、质量、各项材料消耗、劳动力使用、资金利用以及轧机作业率等指标最为人们所重视和关心,因而这些反映生产水平的主要指标是人们分析和研究的主要内容。103各类材料消耗1金属的消耗棒材生产过程中金属损失有两种类型一是物理损耗,包括切头、切尾、切边、过程废品、取样损失、改尺损失、成品放尺损失等。二是化学损耗,包括倍尺连铸坯在高温切割时的割渣、钢坯在加热过程中表面氧化产生的一次氧化铁皮、高温轧件在空气中产生的二次氧化铁皮等13。（1）烧损烧损就是金属在高温状态下的氧化损失,它包括坯料在加热的过程中生成的氧化铁皮和轧制过程中形成的二次氧化铁皮,但前者是重要的。从钢锭到合格产品的整个过程中,金属消耗经过多次加热和冷却。据统计,在生产的全过程中,金属烧损量最高可以达到56。烧损与加热时间、加热温度、炉气气氛、钢的化学成分等因素有关,实践证明,加热温度越高,在高温下停留时间越长,炉内氧气气氛越强,金属烧损越多。如图21、图22所示8,表示加热温度,保温时间对金属烧损的影响。轧制过程中,金属一次加热,轧制所形成的氧化损失一般在23左右6。图101铁皮生成量与加热温度的关系图102时间对氧化铁皮的影响（2）切损切损包括切头、切尾、切边和由于质量不合格而且除所造成的金属消耗,切损主要与钢种、钢材种类及其要求、坯料尺寸计算的精确程度以及选用的原料状况有关,在钢材中钢板要切边,其切边损失量是切损的主要损失因素。（3）清理表面损失清理金属表面的损失包括原料表面缺损处理,酸洗以及轧后成品表面缺损处理的金属损失。由于钢种和清理方法不同,以及对钢材要求不一样。因此造成的金属清理损失也不同。一般在13的范围内7。（4）轧废轧废是由于操作不当、管理不善或者出现事故造成的废品损失,对于操作和管理得当的企业,轧废率并不是很高。为了研究金属消耗情况,任何轧钢车间都要按期进行金属平衡分析工作,对期间金属消耗诸因素进行统计分析,找出金属消耗变化的影响因素,采取切实可行的对策、措施,尽力降低金属消耗,提高车间的综合经济效益。2燃料消耗轧钢车间的燃料消耗主要用于坯料的加热。常用的燃料有煤、煤粉、煤气和重油等。其消耗量一般用每吨钢材需要消耗多少热量来表示。有时固体燃料或液体燃料用每吨钢材加热消耗的燃料重量表示8。每吨钢材的燃料消耗决定于加热时间与加热制度、加热炉的结构和产量、坯料的钢种和断面尺寸、入炉时料的温度等因素。对连续式加热炉而言,炉子的产量愈高,相对的燃料消耗愈少。因此提高轧机的作业率、提高炉子生产率是减少单位燃料消耗的重要途径。另外,坯料断面愈小、加热时间愈短、炉子的热损失愈少,则燃料消耗也就减少。3电能消耗轧钢车间的电能消耗主要用于驱动轧机的主电机和车间内各类辅助设备的电机,照明用电只占耗电总量中的很少部分。每吨钢材的电能消耗与钢种、产品种类、轧制道次、轧制温度以及车间用电设备的多少有关、轧制总延伸系数愈大,或者轧制道次愈多,电能消耗愈大7。4轧辊消耗轧辊是轧机的主要备件,其消耗量取决于轧辊每车削一次所能轧出的钢材数量和一对轧辊所能车削的次数。表示轧辊消耗量的单位是每吨钢材平均消耗轧辊的重量。显然轧辊每车削一次所能轧出的钢材数量愈多、一对轧辊车削次数愈多,辊消耗量愈少。反之则辊消耗量愈大。影响轧辊消耗量的因素很多,主要有1轧机型式及机架数目；2轧辊材质；3）所轧钢材的钢种和产品形状的复杂程度；4）轧制过程中金属变形的均匀性；5）轧制时采用的冷却方法和工作条件；6）轧制操作的水平以及轧辊的加工方法等。5水的消耗轧钢车间用水按其用途可以分为1）生产用水；2）生活用水；3）劳动保护用水。这三项用水中后两项用水量不大,生产用水是轧钢厂水耗量的主要方面。生产用水主要用于各项设备（加热炉、轧机、热锯等）和钢材的冷却、冲刷氧化铁皮、酸洗、清洗用水以及动力用水等。轧钢车间耗水量主要取决于车间规模大小、用水设备的多少、每项设备的需水量以及用水项目的多少和它的需水情况。104综合技术经济指标1日作业率轧