学士学位论文--年产63万吨热轧线材车间设计说明书.doc
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1、装订线安徽工业大学工商学院 毕业设计(论文)说明书毕业设计年产63万吨热轧线材车间设计摘要根据毕业设计的要求,设计年产63万吨的热轧高速线材生产车间,采用单线轧制方式。产品规格为5.516mm,单卷盘重约2吨。本设计产品包括碳素结构钢和优质碳素钢。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;环境保护;孔型设计;轧机力能参数计算及电机设备校核等。本设计原料采用连铸坯,以减少金属的损失,而且连铸坯的组织结构较好,这也提高了产品的质量;还可以减少轧制间隙时
2、间,提高生产率。加热炉为步进梁式加热炉,进出料方式采用侧进侧出,以保证炉子的严密性,加热能力为120t/h。加热炉由微机控制,出炉温度为10501250C。轧机采用高速线材轧机,全线均为无扭轧制,终轧保证速度为100 m/s,最高轧制速度为120m/s。为改善产品微观组织,轧后采用控制冷却技术,轧后冷却通过水冷箱和一套斯太尔摩冷却运输系统来完成。斯太尔摩冷却运输系统采用延迟型冷却运输装置,它适用于冷却各类碳钢,具有较好的冷却效果。总之,上述先进工艺技术和设备是本设计的产品高质量的重要保证;同时也为高线生产车间设计提供了一个很好的样板。关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容
3、信息款目的词或术语。如有可能,应尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。不用此信息时,删除此框。关键词:车间设计 高速线材 线材轧机 控制轧制A workshop of new hot rolled high-speed wire with the output of 630,000 t/aAbstractAccording to the requirements of graduation design, a new single line of high-speed wire rod workshop with the output of 630,000 t / a will be buil
4、t. Product specifications are for 5.516 mm diameter, each coil weighs about 2 tons. The products in this design include the carbon structural steel and high-quality carbon steel.The main contents of the design are mainly as follows, formulation of products scheme and metal balance, design of technol
5、ogical plan and process, the determination of work routine and production capacity analysis of rolling mill, choice of the main equipment, choice and calculation of the auxiliary equipment, the grooves design, the layout of workshop and hoisting and conveying equipment, check of roll strength and mo
6、tor power, technical and economic indicators of the workshop and environmental protection etc.The continuous casting billet is used as raw materials in this design to reduce the metal loss. The better microstructure of the billets can also improve the quality of the product and reduce the rolling ga
7、p time to increase productivity.The reheating furnace is a walking beam type furnace which is side entry and side exit to ensure the tightness of the furnace. The heating capacity is 120t / h. The furnace is controlled by the computer. The exit temperature is 10501250C.The high-speed wire rod mill i
8、s used in this workshop. No twist rolling is realized across the rolling line. The finishing ensure speed is 100 m / s, maximum rolling speed of 120m / s.The controlled cooling technology is used after rolling through the cooling water box and a Stelmor cooling conveyor system to improve product mic
9、rostructure. Stelmor transportation system by the delayed cooling type cooling transport devices, which applies to various carbon steels and has better cooling effect.In short, the advanced technology and equipment, the design of the product is an important guarantee of high quality and providing a
10、good model for the high speed wire production workshop designing.Key Words: workshop design high-speed wire rod and wire mill controlled rolling共 2 页 第 2 页装订线安徽工业大学工商学院 毕业设计(论文)说明书目录引 言11 产品方案和金属平衡41.1 车间产品大纲41.2 产品质量执行标准及产品交货条件41.2.1 执行标准41.2.2 交货条件41.3 原料51.3.1 原料来源和年需要量51.3.2 钢坯尺寸和质量要求51.3.3 连铸坯的
11、化学成分51.4 金属平衡表52 设计方案72.1 轧机数量的确定72.2 轧机布置方案83 工艺流程93.1 工艺流程图93.2 生产工艺流程简述103.2.1 坯料的选择及加热103.2.2 坯料的除鳞103.2.3 坯料的轧制103.2.4 冷却103.2.5 后期工作114 工作时间及轧机生产能力分析124.1 车间工作制度和年工作小时124.2 轧机生产能力分析125 主要设备的选择145.1 加热炉145.1.1 炉型选择145.1.2 加热炉尺寸的确定145.2 轧机形式以及轧辊材质的选择155.2.1 轧机的选择155.2.2 轧辊尺寸参数的确定155.3 粗轧机组175.4
12、中轧机组175.5 预精轧机组185.6 精轧机组185.7 减定径机组186 辅助设备的选择及计算196.1 P/F线运输能力验算196.1.1 “C”形钩的运输周期196.1.2 “C”形钩数量确定196.2 斯太尔摩冷却运输线的选择196.3 其它辅助设备的选择217 车间平面及起重运输257.1 车间平面布置257.1.1 车间平面布置的原则257.1.2 平面布置的内容257.1.3 轧制设备间距的确定267.2 车间原料和成品库能力的计算267.2.1 有效方式267.2.2 原料库和成品库堆放面积的负荷计算277.3 起重运输设备的选择和性能参数287.4 其它设施的布置288
13、孔型设计(7.0mm)298.1 孔型设计的准备计算298.1.1 延伸系数的分配298.1.2 26道次孔型系统选择308.2 减定径及精轧机组孔型设计308.2.1 圆孔型设计318.2.2 椭圆孔型设计348.3 预精轧机组孔型设计388.3.1 圆孔型设计388.3.2 椭圆孔型设计408.4 中轧机组孔型设计418.4.1 圆孔型设计418.4.2 椭圆孔型设计438.5 粗轧机组孔型设计459 轧机力能参数计算及电机设备校核529.1 轧制压力的计算529.1.1 平均单位压力计算529.1.2 总轧制压力539.2 轧辊强度校核539.2.1 孔型在轧辊上的配置539.2.2 轧
14、辊强度校核549.2.3 危险断面尺寸的确定549.2.4 轧辊强度校核559.3 传动力矩计算569.3.1 轧制力矩569.3.2 摩擦力矩579.3.3 空转力矩579.3.4 动力矩579.4 电机校核579.4.1 各种轧制时间及间隙时间的确定579.4.2 电机校核5810 车间技术经济指标及环境保护5910.1 车间技术经济指标5910.2 环境保护6010.2.1 编制依据6010.2.2 本设计中对污染的防治及综合治理60致 谢62参考文献63附录A 各道次孔型图64附录B 程 序68共 4 页 第 4 页引 言1. 线材的基本状况线材是指直径为522mm的热轧圆钢或者相当此
15、断面的异形钢。因以盘条形式交货,故又通称为盘条。线材断面周长很小,常见的产品规格直径为513mm。国外线材规格已扩大到50mm。常见线材多为圆断面,异型断面线材有椭圆形、方形及螺纹形等,但生产数量很少。根据轧机的不同可分为高速线材(高线)和普通线材(普线)两种。线材是用量很大的钢材品种之一,在国民经济中的作用与地位较重要,是不可或缺的重要品种。其轧制后可直接用于钢筋凝土的配筋和焊接结构件,也可经再加工使用。例如,经拉拔成各种规格钢丝,再捻制成钢丝绳、编织成钢丝网和缠绕成型及热处理成弹簧;经热、冷锻打成铆钉和冷锻及滚压成螺栓、螺钉等;经切削成热处理制成机械零件或工具等等。20世纪70年代以来,国
16、外主要产钢国家普遍采用高速线材轧机和控制冷却技术作为线材生产的主要工艺技术;在冶炼方面主要是用转炉或电炉初炼,然后采用炉外精炼技术进行二次精炼,同时基本上是以连铸代替模铸,而且采用全保护浇铸;所以,生产出的线材生产率高、成本低、品种多、质量又好。目前世界上应用最广泛的摩根型高速无扭轧机是美国摩根公司1962年开始研制的,1966年首先应用于加拿大钢铁公司哈密尔顿厂。第一套摩根型高速线材轧机于1966年9月正式投产,轧制速度4350m/s,如今高线的轧制速度在80160m/s。同时摩根公司和加拿大斯太尔摩公司联合,开发了线材轧后控制冷却系统,称之为斯太尔摩线。我国目前是世界上最大的线材生产国,线
17、材产量占钢材总产量的比例很大,一般线材产量占钢材总产量的8%10%,而我国占20%以上;年产量占世界生产总量三分之一以上,线材也是我国第二大钢材生产品种,在国内钢铁产量比重一直较高,近几年国内线材产量基本与国内粗钢产量增长速度差不多,保持在20%左右。据监测数据显示:2012年110月,国内线材的产量达1.129亿吨,同比增长11.4%。2012年10月份,我国生产线材1235万吨,同比增长18.01%14。2. 高速线材轧机生产的工艺特点与产品特点高速线材轧机的工艺特点可以概括为连续、高速、无扭和控冷。其中无扭精轧是保证高速的前提条件,是现代线材生产的核心技术之一。为提高生产率和解决大盘重线
18、材轧制过程中的温降问题,就要求精轧的高速度;而精轧的高速度则要求轧制过程中轧件无扭转,否则轧制事故频发,轧制过程将无法进行。因此高速无扭精轧是现代高速线材的一个基本特点。 高速线材轧机的产品特点是大盘重,高速度,高质量。因为高速度,所以轧制过程中温降很小,甚至有温升,使得盘重得到大大提高,也因为基本没有温降,轧件各部分的温度均一,所以微观组织均一。又因为采用了控冷工艺,所以产品组织得以改善,产品质量也大的提高了14。3. 本设计中采用的先进技术和设备为保证高质量产品的生产,本设计采用了以下先进技术和先进设备:1)连续化全无扭轧制,粗轧、中轧、预精轧、精轧机组平立交替布置。精轧机组和减定径机组轧
19、辊为顶交45 布置,全线实现无扭轧制,产品性能大幅度提高;2)坯料采用连铸坯,金属收得率高,能源消耗小;3)采用侧进侧出的步进梁式加热炉,加热较均匀,能耗降低,减少烧损;4)为提高轧件的表面质量,开轧前采用了高压水除鳞;5)采用控轧控冷设备,即设置多段在线水冷箱;6)为保证成品的尺寸精确,精轧机组后设有减定径机组;7)采用激光测径仪进行在线检测产品的尺寸,提高产品精度。4. 线材轧制的发展方向自60年代以来第一台全新结构的摩根45高速线材无扭精轧机问世后,引起了线材生产领域的革命性变化。今后其发展方向主要有14:1.柔性轧制技术:为了减少轧机的停机时间,人们研究了柔性轧制技术,该技术利用无孔型
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