(完整版)年产68万吨热轧线材车间设计毕业设计

1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：设计年产 68 吨高速线材车间姓名：学号：专业：材料成型及控制工程班级：指导教师：年产 68 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 68 万吨的热轧高速线材生产车间，采用单线连续轧 制方式。产品规格为 5.520mm ，单卷盘重约 2.1吨，本设计典型产品为优质碳素钢。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；孔型设计；轧机力能参数计算和电机设 备校核等。本设计坯料采用连铸坯，一方面连铸坯

2、的组织结构很好，同时提高了产品的质量； 另一方面还可以减少轧制间隙时间，提高生产率。加热炉选为步进梁式加热炉，进出料方式采用侧进侧出，加热炉由微机控制，出炉 温度为10501250 ° C。轧机采用高速线材轧机，全线均为无扭轧制。在轧制后的坯料多数采用冷却技术为斯太尔摩冷却运输系统来完成。本设计采用的是延迟性的斯太尔摩冷却运输系统，它适用于冷却各类碳钢，具有较好的冷却效果关键词：车间设计 孔型设计 产量计算 设备选择Annual output of 680000 tons of hot-rolled wire rod workshop designAbstractAccording

3、to the requirements of graduation design, the design capacity of 680000 tons of hot rolled high speed wire rod production workshop, the single wire rolling way.Product specificati ons for the 5.5 20 mm, sin gle reel weighs about 2.1 tons. The mainproducts of the design quality carbon steel.The conte

4、nt of this workshop design mainly include: product outline and the formation of metal sheets; Design process and process flow; The determination of working system and the rolling mill production ability analysis;The main equipment choice; Selection and calculation of the auxiliary equipment; Worksho

5、p layout and lifting transportation; Workshop technical and economic indicators; Pass design; Rolling force can parameters calculation and motor equipment checking, etc.This design materials using continuous casting billet, in order to reduce the loss of metal, and the organizational structure of th

6、e continuous casting billet is better, it also improve the quality of the products; Also can reduce the gap of rolling time and improve productivity.As the walking beam type reheating furnace, heating furnace front-rear way using side in side out.Heating furnace is controlled by microcomputer, melt

7、temperature is 1050 1250 °C. Rolling mill and high-speed wire mill, across all is no twist rolling.Microstructure, to improve the product after rolling by adopting the technology of controlled cooling, cooling after rolling by cold box and a set of steyr the cooling water transportation system.

8、 Steyr the cooling transportation system with delayed type cooling device, it is suitable for cooling various kinds of carbon steel, has good cooling effect.In a word, the advanced technology and equipment is the design of the important guarantee of product quality; High speed wire rod production wo

9、rkshop design as well as provides a good example.Keywords: groove design production workshop design equipmentselection calculation目录摘 要 IAbstract II第一章 总论 11.1 工程总述 11.2 高速线材介绍 11.3 行业市场分析 11.3.1 国内高速线材利用情况分析 11.3.2 市场小结 21.4 包头地区建设高速线材车间的可行性与必要性分析 2第二章 产品方案及金属平衡表 32.1 产品方案的编制 32.2 产品技术条件 42.2.1 产品技

10、术条件 42.2.2 成品线材盘卷成捆交货 42.2.3 产品的性能 42.3 金属平衡表的确定 52.3.1 确定计算产品的成品率 52.3.2 影响成品率的因素 52.4.典型产品的化学成分表 7第三章 高速线材生产工艺 73.1 车间生产工艺的确定 73.3.1 轧机的选择 73.3.2 轧机数量的确定 83.3.3 轧辊尺寸参数的确定 93.3.4 轧机的主要技术参数的确定 93.3.5 轧机布置方案 103.2 生产工艺流程制定 123.2.1 工艺流程 123.3. 产品的工艺制度 123.3.1 坯料 123.3.2 钢坯的加热炉和钢坯的加热 13第四章 孔型设计 144.1 概

11、述 144.1.1 孔型设计的内容 144.1.2 孔型设计的要求 144.1.3 孔型设计的程序 144.2 孔型系统 154.2.1 孔型系统的选择 154.2.2 成品前精轧孔的设计 154.3 典型产品孔型设计 164.3.1 代表产品为直径 17mm 产品孔型设计 164.3.2 各孔型中轧件尺寸的确定 174.3.3 计算平辊出口轧件的断面积 17204.3.4 椭圆孔型中轧件尺寸的确定4.3.5 各孔型尺寸参数的确定 24第五章 年产量的计算 295.1 工作辊径的确定 295.2 轧辊转速的确定 305.3 轧制节奏图表 315.3.1 轧制图表 315.3.2 确定纯轧制时间

12、、间隙时间、轧制节奏 325.3.3 轧机小时生产能力 325.3.4 轧机的平均小时产量 335.3.5 车间年产量计算 34第六章 轧制力计算和轧辊校核 366.1 轧制力能参数计算 366.1.1 轧制温度 366.1.2 轧制力计算 386.2 电机功率的校核 436.2.1 轧辊强度校核 436.3 主电机传动轧辊所需力矩及功率 456.3.1 传动力矩的组成 456.3.2 轧制力矩的确定 456.3.3 附加摩擦力矩的确定 456.3.4 空转力矩的确定 46第七章 辅助设备的选择 496.4 电机校核 466.4.1 等效力矩计算 47486.4.2 电机的过热过载校核7.1

13、加热炉 497.1.1 炉型选择 497.1.2 炉子尺寸的确定 497.2 斯太尔摩冷却运输线的选择 50线运输能力验算 517.3 其他辅助设备的选择 52第八章 车间平面的布置 558.1 车间平面布置的原则 558.1.1 车间整体平面设计内容 558.2 金属流程线的确定 558.2.1 设备间距的确定 558.2.2 车间内仓库设施的布置 558.3 车间厂房主要参数 56第九章 车间主要技术经济指标 589.1 车间技术经济指标 58参考文献 59致 谢 第一章 总论1.1 工程总述（1）项目名称 : 设计年产量为 68 万吨的高速线材车间，计算产品 优质碳素结构钢：（2）项目概

14、述：根据对国内高速线材市场现状的分析以及前景预测，综合对各种物 料供应、能源等其它资源的分析， 我们选择区域和资源优势居一体的包头地区作为建厂 厂址，设计一座年产量 68 万吨高速线材车间，并且能够生产规格全、性能强，能满足市 场需求的产品。1.2 高速线材介绍 在冶炼方面大多是用电炉初炼和转炉，然后再在炉外进行第二次精炼，同时大多 上是以连铸代替模铸，都是全保护浇铸；所以，生产出的线材生产率、品种、质量都很 好。美国摩根公司在 1962 年开始研制的摩根型高速无扭轧机是目前世界上应用最广泛 的，在 1966 年首先摩根型高速无扭轧机在加拿大钢铁公司哈密尔顿厂应用。 在 1966 年 9 月正

15、式投产第一套摩根型高速线材轧机， 轧制速度为 4350m/s ，如今高线的轧制速度 在 20120m/s 。世界上最大的线材生产国是中国， 在钢材总产量中线材产量占的比例很大， 并且在钢 材总产量中线材产量占的 8%10% ，我国就占 20% 以上，这几年线材在国内产量与 醋缸增长差不多，通常为 20% 左右。据监测数据显示： 2012 年 111 月，线材在国内的 产量达 1.212 亿吨，同比增长 12.1% 。2012 年 11 月份，中国生产线材 1256 万吨，同比 增长 19.01% 。1.3 行业市场分析1.3.1 国内高速线材利用情况分析钢铁产量在 2009 年需要增加超过 2

16、0% ，10 月份我国生产粗钢、生铁和钢材分为 5175万 t、 4928 万 t 和 6245 万 t ， 同比 增长 44.1% 、 44.4% 和 45.5% ，1-10 月份我国累计生产 粗钢、 生铁铁和钢材分 别 47215.06 万 t、 45559.21 万 t 和 56425.04 万 t 生铁和钢材分别为 47215.06 万 t、45559.21 万 t 和 56425.04 万 t ，同比 增长 10.5% 、 14% 和 15.6% ，比 1-9 月份分 别提高 3%、 2.9%和 3.2% ，产量增速呈加快之势。1.3.2 市场小结通过对国内高线的使用情况得知， 我国

17、的利用还是可以的， 而且产业政策和市场的 大量需求是很有发展前景的， 市场潜力比较大。 对于该产业的投资是非常市场可行性 的、在经济这方面也是很可行性的，所以我认为在这个项目上可以促进我国在新兴高速线材的大踏步发展， 同时也对市场有一定的促进， 也发展了对我国低碳环保和之有关的产业链的大踏步发展， 也在发展中提高了社会效益与经济效益， 同时对于促进经济社会 可持续发展有着长远的意义。1.4 包头地区建设高速线材车间的可行性与必要性分析(1)地理位置包头位于中国的西北地区，包头属于在内蒙的中西方位，包头市内有黄河流经，北 面有大片土地，有利于建设厂子。离河套平原和接土默川平原都不远。(2)自然条

18、件地形由西向东、由南向北倾斜。境内海拔高度在2955米1100米之间。黄河流经包头地区，整个黄河基本都包头的管辖地区。包头地区的自然条件很好，冬夏都能适宜工 作。(3) 矿产资源条件包头市是世界最大的稀土矿床 白云鄂博铁矿所在地， 该市的矿产资源具有种类 多、储量大、品位高、分布集中、易于开采的特点， 这里的稀土是这个地方的特有代表，这 里已发现矿物 74 种，矿产类型 14 个。主要金属矿有好多种： 比如铁、稀土、铌、钛、 锰、金、铜等 69 个矿种， 9 个矿产类型等一些大型的矿。非金属矿也有许多：比如石灰石矿比较出名。能源矿有：煤、油页岩等(4) 水资源环境水资源条件优越，地下水蕴藏丰富

19、。 2000 米高峰平均海拔 2324 米最高峰海拔。由 中央山区 ,山地草甸和高原北部三部分组成的山南平城市,是高和低 ,南北之间，从西到东的地形 .黄河流经包头市 214 公里高速公路境内 ,铁路架起两座桥黄河并行南北。(5) 运输条件属于呼包银经济带、呼包鄂城市的中心城市，包头为中国重要的 交通枢纽，京包铁 路，包兰铁路，包西铁路，包环铁路、包满铁路、包神铁路、甘泉铁路 等在此交汇。第二章 产品方案及金属平衡表2.1 产品方案的编制 产品方案是指设计的这个工厂或者是要开始生产的的长子所生产出来的东西的名 字、品种、大小。根据这个产品在使用的多少设计这个产品的生产工艺。编制产品方案的原则

20、:1) . 国内人民生活水平对一些产品的要求：据在生活中国人对产品的数量 .质量和品种等方面的需要情况 ,也对人民的现在的需求 ,还要考虑未来的发展需求，最后设计一个符 合社会的产品。2) .国内使用的平衡：全国生产的产品与它的布局相平衡。3) . 建厂的位置：包括它的生产资源，当地的环境条件，.投资等的可能性。 .以上三点缺一不可才能保障产品方案编制的可行性。下面对产品的分类进行品种、大小、产量、比例，列出了下表2.1。表 2.1 高线生产的产品大纲序号型钢品种成品规格直径 /mm产量万 t/ 年比例 %1热轧盘条普碳钢 5.5-1212.9202焊接用钢热轧盘 5.5-1019.730条3

21、混凝土用热轧盘 5.5-1211.617条4高碳优质热轧盘 5.5-198.513条制丝用低碳热轧5盘条 5.5-126.8106低合金钢 5.5-206.8102.2 产品技术条件：2.2.1 产品技术条件表 2.2 产品技术条件直径直径公差椭圆度国标公差 5.5 12.0 mm±0.13< 0.20< 士 0.5 12.0 20.0 m±0.15< 0.23<± 0.5注：（1 ）直径公差控制在 0.1 mm以内； （2）线材头尾公差控制在 0.2伽以内2.2.2 成品线材盘卷成捆交货盘卷尺寸：外径 1250 m ，内径 850 m；

22、盘卷压紧打捆后高度约 2000 m盘卷单重约 2.1 吨。2.2.3 产品的性能(1)生产的产品的机械与冶金行很稳定，对于优碳钢机械性能和拉拔性能都是进行过铅浴淬火处理的；销售的产品的按直径的1%验收。以下标准是国际上规定的：2.3金属平衡表的确定编制金属平衡表就是以任务书为中心，参考一些在国内外建成的厂子企业他们的先进指标，现在自己的建成根据自己的情况确定出自己的年产量计划的原料，并且确定出产品的成品率，编制了金属平衡表。231确定计算产品的成品率成品率的计算公式： (Q -W)Q 100%(2.1)式中A成品率，%Q 投料量，(原料重)t ；W金属的损失重量,t。影响成品率的因素以下是对成

23、平率不利的几点：1) 烧损。金属在加热下处于高温会发生氧化，称为烧损。金属在加热过程中， 由于加热时间越长，加热温度越高就会出现烧损，所以加热过程中的烧损与加热法度和时间有关，钢材在加 热过程中 烧损为1.5%2.5%。2) 溶损。金属在轧制中经过化学处理的过程会发生溶损。在加热情况下铝合金溶损为0.2%左右，钢材酸洗时的溶损为0.3%0.2%。3) 几何损失。主要包括切损、残屑。切损是大块的坯料进行切头，切尾，切边等的损失。钢材都以钢的品种、坯料的大小以及原料状况有关。4) 工艺损失。又称技术不好的损失，是指在加工坯料的过程中工具、设备、技 术的不熟练产生出的不符合产品。工艺损失与控制车间的

24、设备、生产管理操作水平有关。工艺损失一般不得大于1%综合以上的因素设计划了方案，参考建成的厂子企业的金属平衡表，因此得出了本 车间设计方案的金属平衡表2.3。表2.3金属平衡表序号产品名称成品规格直径mm产量万t/年成品率%损失铸坯年产量万t/年烧损几何损失工艺损失万t/年%万t/年%万t/年%1热轧盘条普碳钢钢 5.5-1712.960.512.62焊接用钢热轧盘条 5.5-1619.797.31.9712.319.23混凝土用热轧盘条 5.5-1211.697.20.091.50.06(.511.24制丝用中高碳优质热轧盘条（

25、硬线）45号钢 5.5-198.521.021.20.040.58.25制丝用低碳热轧盘条 5.5-126.86低合金钢 5.5-206.897.10.821.21.021.50.040.56.624典型产品的化学成分表优质碳素结构钢(GB/T699 88)表2.4优质碳素结构钢的化学成分表牌号化学成分PSNiCrCSiMn不大于0.05 -0.25 -450.0350.0310.030.500.07 -0.25 -600.0350.0340.070.500.12-0.25 -700.0350.0350.

26、70.50第三章高速线材生产工艺3.1车间生产工艺的确定轧机的选择轧机选择的一般是依据钢材的种类1、对于市场的需求量大小以及由此确定的工艺流程2。对于轧机选择一般考虑轧机的结构、主要参数和它们的轧机布置形式。通常的轧机考虑以下几点原则：(1)在轧制过程中保持轧机的布置合理和排列紧凑;2）必须有利的提高产品的生产效率和设备的利用系数； 3）必须对于机械自动化能实现，对于工人的劳动强度有所利于；4）保证获得高质量的产品；5）在轧制过程中轧机必须合理、先进、便于操作、维修简单；6）维修时需要的替补品，需到位；7）有良好的经济技术指标。3.3.2 轧机数量的确定本车间拟采用规

27、格为150 X 150连铸坯，轧制 5.520mm的线材确定轧制道次。断面面积：(3.1)F0 = A2 - 4R2 +n R2上式中： F0 连铸坯料原始面 积Fc 热态 成品断面面积A 原料边料R 连铸方坯 结晶圆角，取 R= 10mm2 2 2Fo = 150 4x io +nx io mm= 22414mm5.5mm成品圆钢的断面面积:=冗Fcd）2=nX( 5.5) 4 mm= 23.74mm则总延伸系数：卩z= F0/Fc=22414/23.74 = 944.14取平均延伸系数：卩c= 1.31则机架数：N = ln pz/ln 卩 c = 25.36故取 N= 263.3.3 轧

28、辊尺寸参数的确定经过计算得出全线共有 26 架轧机，下面表有关 轧机的有关参数。本设计我把 轧机分为粗轧、中轧、预精轧、精轧组，粗轧和中轧为平立交替布置共16 架轧机，立辊轧机均为上传动，预精轧和精轧为摩根第六代型超重级轧机共10 架精轧机组。在整个轧制过程中是没有扭转的。以下是主轧机的特点：粗中轧机组：是由二辊平立交替布置的轧机组成确定出粗中轧机组为 12 架，立式轧机为上传动。预精轧机组：是由平立交替布置的悬臂式机架组成的，经过计算安排为 4 架。并且由碳化钨辊环，油膜轴承组成；用手控制压下装置，其余都是电机自己转动。无扭精轧机组：是由无扭超重型机组组成， 确定为为 10 架，前 5 架采

29、用 230mm 超重型机架，并且可以提高轧制能力；后 5 架为 180mm 超重型机架，通常可 以在非常快的速度下提高能力。油膜轴承用在从动轴上，保护罩把10 个机架封闭在一个单位内，而且设了一个 “鱼线 ”和事故废钢箱。3.3.4 轧机的主要技术参数的确定1. 轧辊直径在选择轧机轧辊直径的时候，要考虑轧制时轧辊抗弯强度，还有允许挠度，最后还得考虑咬入角的允许值，一般情况下依据轧机轧辊直径与轧制的坯料高度的乘积所决定：(3.2)D=K1 H式中： H 坯料高度， mm ；对于中型型 钢轧机 K1 = 2.9 5.0 之间对于中型型钢轧机 K1=2.95.0 之间本车间拟采用规格为 150 X

30、150连铸坯，轧制 5.520mm的线材，为保证轧辊有一 个好的强度和抗弯强度，现用150 X 150mm的坯料进行计算。现已粗轧机的第一机架为例确定辊径为：D =150 2 X .9 150 5=435 X 750mm 从计算出来的范围内确定以D = 610mm 为粗轧机组第一机架的 轧辊直径。2. 辊身长度在已经确定好的轧辊直径尺寸精度，随后考虑轧辊的刚度问题，所以轧辊直径D除以辊身长度 L 就可确定辊身长度 ：轧机的经验公式：L/D 1.5-2.5（3.3）式中：L 辊身长度，mm ;D 轧 辊直径， mm。从上面可以确定出粗轧机组辊身长度：L=（1.52.5）D =610X（1.52.

31、5）=9151525mm因为在粗轧机配置中，孔型比较少，坯料的压下量比较大，孔型的深度就可以保证轧辊抗弯强度，一次来减少轧辊挠度，在全世界以节约能源为前提下，辊身长度可以取 的既适合又合理，所以在经过以上计算可取粗轧机组辊身长度L=950mm ，由于在轧制过程中轧机对轧件压下量会不断增加，轧机轧辊肯定会受到变形抗力不断增加。3.3.5 轧机布置方案轧机主要性能如下表：表3.1轧机主要性能表机组机架号轧机型式辊 径( mm)辊身长度(mm)主电机最大 辊径最小 辊径功率 ()kw型式转速(/)r min粗01H610540960400AC650 /1300轧机组02V610540960400AC

32、650 /130003H610540960400AC650 /130004V495540960400AC650 /130005H495500896600AC650 /130006V495500896600AC650 /1300中07H420350672700AC650 /130008V420350672600AC650 /1300轧机组09H420350672700AC650 /130010V420350672600AC650 /130011H420350672700AC650 /130012V420350672600AC650 /1300预精轧 机 组13H285255456700AC650

33、 /130014V285255456600AC650 /130015H285255456700AC650 /130016V285255456600AC650 /1300精轧 机 组1745 °2081907268002AC850 /16001845 °208190721945 °208190722045 °208190722145 °208190722245 °159145622345 °159145622445 °159145622545°159145 622645°159145 623.2

34、生产工艺流程制定3.2.1 工艺流程本设计的线材生产工艺流程为 2 ：图 3-1 高速线材车间工艺流程框图3.3.产品的工艺制度3.3.1 坯料（1） 坯料的选择根据国内外轧钢厂普遍使用的坯料所知有三种：连铸坯，初轧坯，锻压坯，本车间拟采用规格为 150 X 150连铸坯。因为连铸坯具有：金属收得率提高10%左右；可以降低产品成本可达 10% 的优点。因为本车间使用的坯料都是已经在坯料生产车间处理过的都算比较合理的坯料，所 以本车间一般就不会再设立专门清除钢坯的清理设备， 只要在上料台的时候目视检查一 下就可以，一旦发现有不合格的就会剔除。（ 2）钢坯的检查和清理在进行轧制的钢坯表面一旦有缺陷

35、就应当清除，在清除的地方为圆滑并且无棱角，在清除的地方宽度不能小于清除深度的 6 倍，两个相对面的清除深度加和不能大于深度的 12% 。通常我们知道的高碳钢和合金钢在清理表面缺陷应当可采用风铲以及砂轮进行清 理，对于普碳钢以及普通低合金钢必须采用火焰清理。1） 钢坯的检查方法 在线材的生产过程中质量是必须保证的，这样就得在进行生产时对坯料进行检查及 清理时很重要的。质量检查的方法有下列几种：A）第一种为工人通过眼睛观察钢坯表面是否有缺陷。这种方法一方面是效率低， 不可靠，只能检查出很明显的缺陷，另一方面这种方法设备少，只需要大架运行就可以B）第二种为通过高科技电磁感应探伤检查钢坯表面是否有缺陷

36、这种摊上的方法是比较多的现就举一个例子；录着看探伤法C）第三种为超声波探伤法检查刚坯表面和内部是否有缺陷。2）钢坯的清理方法在进行线材的生产中有许多钢坯的清理方法，现我说几种就是用手亲自手磨处理， 还有就是用电带动电机处理。3.3.2 钢坯的加热炉和钢坯的加热本设计的高速线材加热炉为连续式加热炉， 因为选的坯料断面不是很大， 所以本设计 用侧入侧出方式， 这样可以保证炉子的严密性，但是这样就不容易排列坯料。通常我们把 连续式加热炉使用步进式梁式加热炉， 因为这种步进式加热炉方式比较适合高速线材生产 工艺以及产品质量要求。 在这个加热炉内部设有调整温度的自动加热系统， 这样就可以调 节各种不同的

37、钢种温度， 因为加热炉是实行三点供热方式， 这样钢坯的俩端的控制温度相 对独立，因此钢坯的温度是由俩端相中心逐渐加热的。在高速线材进行钢坯加热时对于温度的制度是很严格的，要求钢坯的加热温度均 匀，钢坯的温度波动范围必须小，在加热时温度值必须准确。钢坯的加热的一般要求， 例如氧化脱碳必须少。（1）加热温度： 普碳钢：1050 1080 C最高 1150 C低合金钢10501080 C最高1130 C钢坯的加热温度第四章 孔型设计4.1 概述由于在钢坯在轧辊孔槽的来回作用下， 就被轧制出所需要的产品尺寸， 这样就称为 孔型设计。4.1.1 孔型设计的内容 在生产中特别是型钢必须需要孔型设计这们工具

38、设计，设计孔型有以下俩方面：(1)断面孔型设计依据坯料的和成品的形状大小、 断面尺寸以及性能来确定， 随后选定孔型系统，再选择轧制道次以及各道次的变形量和孔型的大小和尺寸。(2)轧辊孔型设计依据坯料的断面大小确定孔型在每一台轧机上的分配和在轧辊上的分配，并且要是可以在轧辊上轧制，再就是轧制节奏必须时间短，轧机的工作率高，成 品必须好。4.1.2 孔型设计的要求对于孔型设计的合理， 在以后会影响到产品的质量产品所需要的成本、 还有轧机的 生产能力、劳动条件和劳动强度。所以必须满足以下几点要求：(1)获得优质的产品 一方面是保证产品的断面尺寸形状正确， 另一方面所轧制的坯料断 面尺寸达到所要求的精

39、度范围，(2) 轧机生产率高通过调节轧制节奏时间和轧制道次在机架上的分配可以提高轧机生产效率。( 3) 保证产品成本最低 在坯料进行孔型设计时，降低成本是很重要的，金属消耗在成本中是很重要的， 因 此在设计孔型是是必须合理并且保证轧辊以及电能的消耗很重要。4.1.3 孔型设计的程序(1)了解产品的技术条件对于了解产品的技术条件很重要， 因为了解产品的断面大小、 尺寸范围和允许偏差 等，在保证产品的质量、 金相组织和性能都有帮助， 对于那些特殊的产品更应该多了解。(2) 了解原料条件原料条件主要是坯料的大小和形状尺寸或者是设计好的原料规格4.2孔型系统孔型系统的选择孔型系统有很多中2，主要的孔型

40、系统有以下几种见表4.1表4.1孔型系统延伸系数表孔型系统平均延伸系数J宽展系数方孔型宽展系数箱形1.15 1.40.25 7.450.2 0.3菱一方1.2 0.25 0.4a=6 91.4 2.2椭方1.25 1.6a=9 141.2 1.60.3 0.5a=14 200.9 1.4a=20 300.7 1.1a=30 400.55 0.9菱 菱1.2 1.380.25 0.3a> 400.5 0.7六角一方1.4 1.6av 400.65 1.00.4 0.7椭圆一圆1.3 50.30.4 （圆）椭-立椭1.15 1.30.4

41、 (立椭)成品前精轧孔的设计本设计也用通用的孔型设计(1)椭圆孔型的设计:表4.2椭圆孔型尺寸圆钢直径1418183240100100180hk/d0.75 0.880.80 0.90.88 0.940.85 0.95bk/D1.5 1.81.38 1.781.26 1.501. 221.404.3典型产品孔型设计代表产品为直径 17mm产品孔型设计孔型总延伸系数卩Fo _ ( A2 -4R2' R2Fn(d ) 2(4.1)2式中：Fo 红坯断面面积;Fn 成品于热状态断面面积；R 连铸方坯结晶圆角，取10mm;A 钢坯边长，150mm;d 成品直径，17mm;2 =150-4 X

42、10+3.14 X 10 /3.14 (17/2)x=98.8mm轧制道次数n=18道次(2)延伸系数的初步分配轧机轧制分配为：一般初轧都刺必须小，为以后去除氧化铁皮做准备，以便于产 品质量高；再就是开始加大，这样会使钢坯的塑性好，会产生大的变形；选取精轧的道次延伸系数小点，为以后成品质量的高3本设计我把18道次的总延伸系数分配了一下：uu1=1.2502= 1.2493 =1.2874=1.339uuu5= 1.4316=1.2927=1.3948=1.255u =1. 354=1.339=1.276=1.250uuu9101112u 13=1.287u 14=1.260u 15=1.258

43、u 16=1.2021718u =1.384u =1.132各孔型中轧件尺寸的确定1)各等轴孔轧件的横截面积(4.2)2)确定各等轴孔尺寸由圆面积公式F= n R2得：d=2(4.3)本设计的等轴孔的尺寸为表 4-3o表等轴孔轧件尺寸4-3道次681012141618轧件高/宽(mm )71.4453.3038.9331.3923.8420.0317.20轧件面积(mm 2)4006.62231.231190.31773.88446.38315.10234.45433计算平辊出口轧件的断面积因为在前面的几个道次的坯料表面氧化铁皮很多，会很影响摩擦，影响轧机的咬入根据现场经验，没有孔型轧制就得防

44、止轧件扭脱方现象，还需要确定轧件在平辊上的稳定性，以下公式是断面尺寸的初定设计：由筱仓公式：3 = 1 + 0.82Lc/(H o + 2Bo)(Ho - h)/Ho(4.4)式中：Lc 平均接触弧 长均接（4.5）L D(H0 h)Lc 2Ho 轧前轧件平均高度;h 轧后轧件平均高度；D 轧辊直径.（第一道次）来料：bo x H o =150 150mm x初设：hi=108mm;=113.2mm=1.11贝U b1= 3 1 B o=1.11 150=166 x .5mm2F1= h1 b1=108.00 166 x .5=17982mm校核：（1） bo/ H o >0.60.7

45、保证少产生歪扭脱方；（2）h1/ b1<1.2保证轧制状态稳定。本道次中：B o/ H o=1，h1/ b 1=0.64 符合要求（第二道次）来料：b1 x H 1=108.00 166 x .5mm初设：h 2=108.0mm;=133.6mm3 2=1+0.82 133. x 6/（166.5+2 108.0）（166 x .5-108.0）/166.5=1.20贝U b 2= 3 2B 1=1.20 108 x .00=129.6mmF2= b2h2=129.6 108 X .0=13996.8mm校核： B 1/ H 1=0.65h2/ b2 = 0.83 符合要求第三道次)来料

46、： B2XH 2=108.0 129 X.6mm初设： h 3=82.0mm;=120.5mmp 3=1+0.82 120. X 5/(129.6+2 108.0)(129 X .6-82)/129.6 =1.18则b3=p 3B2=1.19 108X.00=128.5mm2F3= b3h3=128.5 82. X00=10538.7mm校核： B2/ H 2=0.83 h3/ b 3=0.64 符合要求 第四道次)来料： B3 X H 3=82.0128 X .5mm初设： h 4=75.0mm; =115.07mmp4=1+0.82 115. X 07/(128.5+2 82.0)(128

47、 X .5-75.0)/128.5=1.26则b4=p 4B3=1.26 82 X .00=103.3mm2F4= b4h4=75.00 103 X.3=7747.5 mmB校核：3/ H 3=0.64 h 4/ b4=0.72 符合要求前四道次的数据表如下 4.4：表 4-4 前四道次的数据表道次延伸系数横截面积轧件高度mm轧件宽度mm11.25017982108.0166.521.24913996.8108.0129.631.28710538.782.0128.541.3397747.575.0103.3434椭圆孔型中轧件尺寸的确定接下里是由俩个等轴孔夹了一个非等轴孔，现以俩个圆一个椭圆

48、为例3，依据已知的公式得出理论确定轧件在椭孔中的延伸系数，随后又确定出轧件在圆孔中的延伸系数,来料尺寸为，随后椭孔后轧件尺寸为，接着下道次轧件尺寸为， 从上面几个公式可得 出以下公式，即：3t=(4.6)3y=(4.7)联立(4.6)( 4.7)得：B H -d-di 11 t i 1 - t i 1- t y i 1bi =(4.8)d i +老韩yd 仇丄=Pt0 y日丄1hi =仁：(4.9)I t y本设计我取的宽展系数，我在本设计中取圆孔中是宽展系数为。在一般情况下尺 寸大去大值，尺寸小取小值。具体计算过程如下：第五道次椭圆孔来料：b4 x H 4=75.00 103 X .3mm轧

49、件经第六道次后的尺 寸为71.44mm;取：0.5, =0.4根据公式(4.8) ( 4.9)可算得第五道次 椭算得轧件的尺寸:75b5 一 0.5103.3 0.571.440.50.4 71.44 -i_ r.u95.79mm1 0.3- 0.471.440.4 71.44 一 0.475_ 0.40.5 103.3h5 1- 本设计的第六道的充满度:0.4 0.561.70mmb6 - h5 ' b5d6 鶯第六道次后轧件的宽度y -61.70 (95.79 71.44) 0.4 - 71.44mm1 mm )b 二一1 k 6 d 671.44172.44mm为宽展留的余量，取

50、则=b6 / bk 6 100% 匸 71.44 / 72.44 100% 二 98.6% -95%符合要求，校核通过。第七道次椭圆孔来料：b6 X H 6=71.44 71. X 44mm轧件经第八道次后的尺寸为53.30mm;取：0.8, =0.4根据公式(4.8) ( 4.9)可算得第七道次 椭算得轧件的尺寸:71.440.871.44 - 0.853.30_ 0.80.453.30b71 - 0.80.4101.32mm53.300.453.30 - 0.4 71.44 - 0.40.871.44h71一 0 4 減 0834.09mm本设计的第八道的充满度: 第八次轧后轧件的宽度度 b8 -h7b7 d8' y _ 34.09 (101.3253.30) 0.4 53.30mm 曝，曲=+ 为宽展留的余量，取98.2% 95%1mm )bk8 d853.30 1 54.30mm则=b8 / bk 8 100% 匸 53.30 / 54.30100% -符合要求，校核通过。第九道次椭圆孔来料：b 轧件经