08轧钢1班设计开题报告

1、一、选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等）据资料介绍，第一台线材轧机问世于 17 世纪，是由锻坯成材的。比较正规的第一台横列式线材轧机建于 1817 年，由于受冶金工业发展的限制，线材轧机发展缓慢，直到 19 世纪末仍以横列式轧机为主。尽管 1862 年英国曾建造过一台连续式轧机，由于盘重小、质量差，效率还不及多列横列式，这种轧机并没有得到发展1。线材轧机的显著进步是在本世纪。有横列式、半连续式、连续式直到高速轧机的诞生，每一个新的机型，每一个新的布置都使线材轧机的轧制速度、轧制质量和盘重有所提高。然而唯独高速线材轧机得到了突飞猛进的发展。在第二次 结束时，工业发达国家的线材生产技

2、术仍沿着高速、连续两个主要方向发展。当时具有代表性的连续式轧机有两种：一种是以 公司为代表研制的精轧机组集体转动的二辊水平式轧机；另一种是以德国 公司为代表精轧机组单独驱动的平立交替式轧机。当集体传动的二辊水平式轧机，进行多线轧制时，椭圆轧件进入下一道必须扭转翻钢，最初的 二辊水平机组由六架轧机组成，轧制速度为 25.5m/s。当轧制速度进一步提高时，首先受到进入精轧机活套的速度限制。当活套出口速度太高时“甩尾”、“打结”的故障频繁，所以后期的二辊水平精轧机组都是八架组成的。改成八架后，其轧制速度由 25.5m/s 提高到 35 m/s，其活套 速度则由 14.1 m/s 降到 13.8 m/

3、s，并且活套轧件的断面增大了，因此收到了降低活套事故的效果2。其次受到了扭转翻钢的限制，主要受扭转的限制。随着轧制速度的提高，扭转导管的故障显著增加，在解决了滚动扭转导管以后，轧制速度才提高到 30 m/s。若继续提高轧制速度，不但要求用滚动扭转导管，而且必须是水力驱动的滚动扭转导管，即使如此 ，轧制速度也只能提高到 35 m/s。二辊水平轧机大都是多线轧制，这是二辊水平轧机的一个特点，多线轧制不免相互影响。一线有故障往往必须全机停下来处理，因为在高速轧制时，决不允许进防护罩内处理故障。当恢复轧制时，高速机组需慢速“爬行”通过轧件，然后再高速生产，所以多线轧制的作业率低。德国 公司研制的平立单

4、独驱动的精轧机组克服了二辊水平机组的缺点。平立交替轧制完全避免了扭转而实现了单线轧制，从而完全消除了二辊水平机组多线、扭转翻钢的缺点。但又出现了新问题，一是电机传动的速度精度低，不能控制在 1以内，更达不到齿轮传动时相邻轧机速比绝对不变的水平；二是立轧结构高大，轧辊高速运转 大，所以速度并没有超过二辊水平机组，到 20 世纪 60年代初线材的最高轧制速度达到了 35 m/s，盘重达到了 550 kg，精度达到了0.2mm，较 30 年代的 8 m/s 的轧制速度，0.6mm 的精度，100kg 左右的盘重有了很大的进步，但人们仍然在追求实现更经济的生产方法。有人计算过，如果轧制速度提高到 60

5、m/s，设备费增加一倍，其生产成本仍较 30m/s 便宜。所以提高线材生产的轧制速度仍然是大家努力的最大目标。在这个指导下，从 60 年代初开始，研制了许多高速轧机3。所谓高速轧机，一般是指最大轧制速度高于 40m/s 的轧机4。高速轧机的特点是：高速、单线、无扭、微张力、组合结构、碳化钨辊环和自动化。其产品特点是盘 、精度高、质量好。 新式精轧机是当代具有代表性的高速轧机。1966 年第一台高速无扭精轧机在 钢铁公司投产，保证轧制速度为 43 m/s。线材主要应用于建筑、冶金、机械、电力、煤炭等行业，其中又以建筑行业为最多。开放以来，随着建筑业的迅速发展，用于钢筋的普通钢线材急剧增加。与此同

6、时，高附加值线材，如冷镦线材、焊条线材、弹簧线材以及金属制品用线材等，也有了相当程度的发展。具有关部门统计，2000 年线材产量为 2200 万吨（其中钢帘线用盘条 16 万吨），预计 2005 年线材的需求量为 2900 万吨。主要产钢国的线材产量比较稳定而我国的产量发展很快，目前，我国的线材产量以占世界线材总产量的 1/4 左右。1995 年以来，我国每年由正规途径进口的线材为 159259 万吨，同期出口的线材仅有 1.833 万吨，进口多出口少，进口多为高附加值的线材，而出口多为低附加值廉价的普通钢线材5。在高附加值线材中，冷镦盘条每年需要 100 万吨以上。冷镦盘条要求钢质好，尺寸精

7、度高，国内的冷镦钢标准件几乎全部使用进口原料。焊条钢主要是低碳钢，除要求含碳量低以外，磷、硫杂质含量也要低，平均每年需焊条盘条 60 万吨以上，其中自动焊条约需 4 万 t/a。弹簧线材需求量达 20万 t/a，其中合金弹簧盘条约需 1 万 t/a 以上。金属制品每年需用线材约为 280 万吨，其中一般硬线需 150 万 t/a，预应力钢丝及钢绞丝用盘条约需 20 万 t/a 以上，钢帘线用盘条约需 56 万 t/a，钢丝绳用盘条需 25 万 t/a，针布线用盘条需 5 万 t/a，其余为软线6。高速线材生产工艺为生产能力 35 万吨/年，单线轧制，轧制速度保证 90m/s，最大轧制速度 10

8、8m/s，原料尺寸断面边长长度 15012（毫米米），成品规格 5.513（），盘重 1700 公斤，加热炉：步进组合式，加热炉能力：80 吨/小时，粗中轧机组: 平立交替50044005，平立交替预精轧机组3006，精轧机组：迪（75/15）21010，控制冷却线：延迟迪型（辊道式），盘卷及打捆：单轨钩式机及卧式压紧打捆机。二、设计方案（含设计主要内容、方法及预期达到的目标等）本课题的设计计划分为两部分：第一部分：通过在高速线材厂现场实习，收集有关设计资料。第二部分：查阅国内外有关的技术资料和以前的研究成果、生产经验和技术总结等，通过认真分析，了解和掌握有关的研究现有状况和生产现状。并且对本

9、课题的研究内容进行深入细致的分析，确定研究的方案和方法。确定产品大纲，选择坯料；制定产品生产工艺过程，选择轧机的形式和布置；设计压下规程，编制轧制图表，完成与此有关的工艺及设备方面的计算（包括轧制力、轧制力矩、轧钢机产量等）；进行轧机咬入，电机功率及轧辊强度的校核； (5)选择相应的各种辅助设备；绘制轧钢车间平面布置图；计算各项材料、原料消耗，确定各项经济技术指标； (8)分析可行性及介绍本次设计的特点及优势。通过在高速线材厂现场实习，收集有关设计资料，设计年产 40 万吨高速线材生产线，选择连铸机和轧钢机形式，确定布置方式；根据典型品种（直径 5.5mm）进行压下规程设计和计算（力能参数计算

10、、轧辊强度验算和电机能力验算）；并对选取的新工艺和技术进行说明。设计的方法：通过了解实际生产的工艺与设备情况，对现场的生产工艺设备进行分析，收集有关的资料，进行工艺设计、选择设备和平面布置。目标：设计年产 40 万吨的棒材车间，主要完成工艺设计，典型产品为5.5mm 圆钢三、进度安排第 3-5高速线材厂实习，并有关数据，了解生产发展情况，掌握每个环节的设置，了解整个车间布置。第 6 周查阅资料，掌握设计必备的辅助知识，然后做开题。第 7 周查阅资料，并将资料按环节分类整理。第 8-9 周进行主要设备的形式选择和布置，初步设计压下规程，计算轧钢机产量、轧制力及轧制力矩，确定辊缝。第 10-12

11、周完成轧机咬入，电机功率及轧辊强度的校核，并对设计做出调整。第 13 周进行辅助设备的选择；完成本次设计的说明书。第 14-15 周按上述确定整个轧钢车间平面布置，并按设计的要求用 CAD 绘图。第 16 周 准备答辩。四、参考文献（外文参考文献不少于 2 篇）1金属压力加工车间设计 M：冶金工业，2002：61-151武学泽棒材生产（上、下册）M：中国言实，1996薄金属塑性加工学轧制理论与工艺M：冶金工业，2002：34-394桁轧钢机械设备M：冶金工业，2004：25-31Cota A B, Bar a R, Santos D B. Si mulation of the con-trolled rolling and acceleratedcooling of a bainitic steel using tor testing J. J Mat roc Techn . 2000：100-156.Tsuji, Nagano Y, Tagawa M. Frequency respo