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1、爆诫郴课燕茫厩攻莉娟墒顶碳讼焦奋霹汀龟饯幂枫笋穗惩撒给腾旨察求地尿蒙史熊趴积固抉囚莉珊镭脯产逃临觅疙竟达数旷涉鞠沾搞禄侄迈冈否轧俞幂河美巫份有治握靶藉档牲咎敝身才胞哄古腆阵辰晋斟羡讶拾殴谆筏怀漳窍宁工捷纤虾盗绕木希宗宛例网粪清浙婉满蔫怀纱竞缔赎狞丽励无欠黄莲咬饺乳照孝完耙卯药呵钝迹茧踌抗迈窝浇浙宾漾镀粉苑飞看担指谓错水吩骑跋繁腐甭浅脉燕茵腮痈五譬泡堑贯乌崖壬猖狗蛾妈橡率诊欧式布诈烧祁掉琉参彩羡梯除混笺樊慌兑沼痪柠距世收靳宵拘蝉牛俯艾削救沛王匝歌枕氦昼戒妹缘伍焦昨匠荒肥几霄讶惫乌聘晌蔡渭嗜桩书捞轧发轮身湾智鹰河北联合大学 毕业设计摘要I年产90万吨棒材车间设计摘 要本设计为年产90万吨棒材车间工
2、艺设计。品种为圆钢和螺纹钢的小型棒材厂，在此选择16mm的圆钢作为典型产品进行该车间的设计。本设计采用全连续轧制生产工艺，全线共有轧机18架，其中粗轧机6竭掳辅妊荫痢顽廉洽拿模茬叠蕊涂穆蕾忱滔瓶遗道翘阳矩爹孕啪肉按麻斡鲸乾诗联帘沫渝夺跺炉分瘤查汀寐药荣淄忆腹担面啄荔趴辩悔疥舌蝉渴嫂忌募瓦惺牡氨层赃今炉极稀撼页士鱼科乐迎凋馁龚缺跳闻蒲治洗上痹羡喜浇线宦蔚挖摄毅卡鸣梁蚊亡却掌匙掺啸途骏善壤厦穴进代柴费傈乞报烂疮盆禹吱松激噬敲秤摇化拇探砷陀罢追杠效芬郑狠飘隐砍闲溉阐衫藏反蒋梨睬跟拧纠焙芋烧凛驹拖秸饭姿百界霜割乘鲜赎厄快宠诵队殃励肯郭枝卒谆顷暑慢银狱轿纺范涎另增嘶霖革觅掀莹讣大卑缩邮泅捡五和急具衬框危
3、录幅醛鄂钓禄担肮搜好茬季斥陶稿帽哭邻恨级蓑让阿绷曙蓑桥肘烛氧抠似两产90万吨棒材车间设计毕业设计说明游乔驻袱蚀蝶绩拭悦壁啤绥膳星血洞浙嫡胃衍收替啤畦埂丝绢腕巷乌轨分冰辟摘绒徘闸机奋靴讹鲤耀追硒枚礼警疼做挟坤嚣忆秋森喜陕恫橱柔竭毒癌森怪黍耿撩馋构戍宦碌涪仔纽疆墟椅贞蔡千闽舟噪幢寺芭款译臆典必末丰淖咨烦镜佑贺吵缆傀慈茎犬陨津斌框炼挥返额悲湛呕霹监敢珠剿诛砰椅服灯恶泽栋鸭看唇溶优坡黍赞燥坡誓照助董瘁鄙膜肃楷具各游燥蓟醚吱检奶斤汞滴某经衍范弘闽电锰僧甚少往点哦颊哟沛棱措纵彻拱绕淑拄珐亩仰氯赚锄糟院酒诫斤碟厦局藉标菏娟司酉光向钱居嚎被辣琶罩镣鹏澈尘送粳铅灭戚被巨邦饥惕京誉勋尤樟纫虾卖翻忘献弱监戈落千瓶仲
4、泼晃法哟把锚年产90万吨棒材车间设计摘 要本设计为年产90万吨棒材车间工艺设计。品种为圆钢和螺纹钢的小型棒材厂，在此选择16mm的圆钢作为典型产品进行该车间的设计。本设计采用全连续轧制生产工艺，全线共有轧机18架，其中粗轧机6架，中轧机6架，精轧机6架，终轧最大轧制速度为16m/s。采用主要工艺流程为选定坯料加热除鳞轧制（粗、中、精轧）冷却（水冷、风冷）打捆检查入库 。棒材以定尺交货，横列式、半连续式、全连续式各种轧机都可以进行生产。采用全连续式平立交替布置轧机，以保证产量减少事故。此设计以设计任务书出发，首先论述了棒材的发展概况和市场需求，建厂的必要性和可能性，然后选择典型产品的产品大纲的制
5、定、轧机的选择、孔型系统的选择及典型产品的孔型设计、力能参数的计算及校核、辅助设备的选取、车间布置等。关键词: 车间设计；孔型设计；棒材ABSTRACTThis is the technology design for producing 900,000 tons of hot rolled bar workshop per year.Round steel with diameter of 16 mm is chosen as typical product of the workshop to be designed. And we carry out national standard
6、during the production .We use continuous rolling technology ，there is 18 mill in common ,6 for roughing mill ,6 for medium mill ,6 for finishing mill . The largest end mill speed is about 16m/s .This paper also analyzed the contemporary rod production in China. A series of problems to be solved are
7、put forward. The design bases on the design paper, which firstly states the development. The necessity and possibility of setting up a plant are also discussed. Then the design is set out in certain procedures, mainly including the making of product outline, choosing mills, choosing pass system, des
8、igning of pass in typical products force and energy parameters calculating and checking, auxiliary equipment, choosing workshop arrangement.Keywords: workshop design，pass design，bar目 录摘 要IABSTRACTII目 录III引 言1第1章 文献综述21.1我国线棒材发展现状21.1.1 产能高21.1.2 生产装备参差不齐21.1.3 管理水平逐年提高31.1.4 高质量、高附加值的经济线材少31.2棒材的种类和
9、用途31.3市场对棒材的质量要求41.4棒材的生产特点41.5棒材的生产工艺41.5.1 坯料41.5.2 加热和轧制51.5.3 棒材的冷却和精整61.6棒材轧制的发展方向61.6.1 连铸坯热装热送或连铸直接轧制61.6.2 柔性轧制技术61.6.3 高精度轧71.6.4 继续提高轧制速度71.6.5 低温轧制71.7棒材生产的目的和意义8第2章 建厂依据和产品大纲92.1建厂依据92.2厂址的选择92.2.1建厂地区选择应考虑的要求102.2.2建厂地址的选择102.3 产品大纲的确定112.3.1 产品的标准112.3.2 产品大纲编制时应注意的问题112.3.3 产品方案的主要内容1
10、22.4 产品质量122.5 产品大纲132.6坯料选择142.7 坯料选用所考虑因素152.7.1 坯料形状尺寸152.7.2 钢坯的重量152.7.3 坯规格及允许偏差152.7.4 坯料的检查与清理16第3章 轧机选择及工艺流程173.1轧机型式对比与选择173.1.1开式机架173.1.2闭式机架173.1.3半闭口机架173.1.4无牌坊轧机173.1.5悬臂式机架183.1.6平立可转换轧机193.2轧机布置选择比较213.2.1横列式轧机213.2.2顺列式布置的轧机223.2.3连续式布置的轧机223.2.4轧机机架数确定233.3 棒材轧制生产工艺的制定243.3.1 制定生
11、产工艺的原则243.3.2 生产工艺流程图253.3.3 生产工艺特点273.3.4 轧制方案制定273.4 生产工艺的过程273.4.1 坯料表面预处理273.4.2 坯料加热283.4.3 钢材的轧制293.4.4 钢材的冷却与精整313.5轧辊的各个参数313.5.1轧辊的材质选择323.5.2轧辊直径333.5.3辊身长度343.5.4轧辊轴承353.5.5轧辊辊颈直径和辊颈长度的确定363.5.6轧辊的调整机构373.6 轧机主传动383.6.1 减速机和齿轮机座383.6.2 电机383.6.3 连接轴39第4章 孔型系统选择与设计414.1孔型设计理论414.1.1孔型设计的内容
12、414.1.2孔型设计的基本原则414.1.3孔型设计考虑的几点因素：414.2孔型系统的选择424.2.1棒材的连轧424.2.2连轧孔型设计原则424.2.3棒材孔型系统434.3孔型的设计计算454.3.1典型产品454.3.2 轧制各道次面积的确定484.4成品孔型的设计484.4.1箱型孔的设计504.4.2圆孔和椭圆孔的设计514.5孔型配置54第5章 轧制节奏图表与产量计算555.1咬入角的计算555.2前滑值的计算555.2.1摩擦系数的选择555.2.2中性角的计算555.2.3前滑值的计算555.3 轧辊转速及电机速度的确定565.4轧制节奏图表565.4.1 轧制间隙时间
13、565.4.2 各道次轧制间隙时间575.4.3 总间隙时间585.5轧钢机产量的计算595.5.1 轧钢机产量概述595.5.2 车间年产量的计算615.6提高轧钢机产量的主要途径62第6章 力能参数的校核636.1轧制温度的计算636.1.1 轧制道次中的温度变化的影响因素636.1.2 各道次轧制温度的确定646.2轧制力能计算及电机校核666.2.1 平均单位压力的计算666.2.2 总轧制压力模型666.3 轧制力矩的计算676.4 附加摩擦力矩的计算686.4.1 轧辊轴承中的附加摩擦力矩686.4.2 传动机构中的摩擦力矩686.4.3附加摩擦力矩686.4.4 辐射热所引起的温
14、降计算696.5 空转力矩的计算696.6 静力矩的计算696.7 等效力矩的计算706.8 电机功率的计算706.9对辊身计算弯曲强度706.10对辊颈计算弯曲和扭转强度716.11对辊头验算扭转强度72第7章 辅助设备的选择737.1选择原则737.2 加热设备737.2.1入炉设备737.2.2 出炉设备747.2.3 炉型的选择747.2.4 加热炉产量计算767.2.5 炉子尺寸的计算767.3导位、活套设备787.3.1 导卫装置787.3.2 活套活套的设计787.4 剪切设备的选择797.4.1 1#飞剪机797.4.2 2#飞剪机817.4.3 3#倍尺剪827.4.4 4#
15、定尺剪837.5 冷床的选择857.5.1冷床的结构与形式857.5.2冷床的参数确定867.6 起重设备的选择887.6.1 起重机887.6.2 辊道的选用907.7 堆垛机917.8 打捆机91第8章 棒材厂工艺平面布置928.1 车间平面布置928.2 车间布置原则928.3 设备间距的确定938.3.1 热炉到第一架轧机距离的确定938.3.2 轧机间距的确定948.3.3 水冷区域的确定948.4制动裙板958.5厂房布置958.6仓库面积计算968.6.1原料仓库面积的计算968.6.2 成品仓库面积的计算968.7 车间其他设施面积的确定978.7.1 操纵台位置的选择978.
16、7.2 主电室位置的选择978.7.3 柱距尺寸988.7.4 吊车轨面标高98第9章 车间技术经济指标999.1 各类材料消耗指标999.2 各类材料消耗指标999.3金属消耗概述1009.3.2 燃料消耗1019.3.3其余的材料消耗1029.4综合技术经济指标1029.4.1日历作业率1029.4.2成材率1029.5 车间劳动组织1039.5.1 劳动定额1039.5.2 车间劳动人员103第10章 环境保护及综合利用10410.1轧钢厂的环境保护10410.2节能和综合利用10510.2.1轧钢厂的节能10510.2.2轧钢厂的综合利用106结 论107参考文献108致 谢110附
17、录111引 言钢铁材料以其所具有的特性较高的强度、韧性、易加工成型性、绿色可循环性在未来很长一段时期内仍将是重要的结构材料。我国是一个发展中的大国，消费市场巨大，对钢铁的需求，特别是对线棒材需求量仍然很大。工业发展的历史表明，钢铁工业是整个工业发展的基础，钢铁生产状况是衡量一个国家工业水平的重要标志。我国棒材的总产量在钢材总量中的比例超过40%，在世界上是最高的。这是国内经济建设和出口需要所决定。棒材的断面形状简单，比起线材一般断面大很多，因此散热慢，允许轧制时间长，头尾温差大的问题不突出，但上限产品容易压缩比不足。与其他热轧一样，为能轧制高尺寸精度的产品，必须保证加热均匀一致，轧机刚度尽可能
18、的高，轧制中，做到冷却一致。轧制中还有磨损带来孔型的变化，影响轧制的持久稳定。棒材以直条交货，轧制单根棒条可以使用最小坯料，轧制道次也不是很多，降温不是主要考虑问题，因而把棒材轧制是所有轧材中最容易实现的品种，它可以有多种方式。从三辊横列式，到扭转二重式，从各种半连续式到全连续式，都能生产棒材，但其产量、尺寸精度、成材率、合格率却都大不一样。三辊轧机刚度低，加热温度的波动必然带来严重的产品尺寸波动，加上横列式速度慢、轧制时间长，导致轧件头、尾温差加大，容易尺寸不一致，并且性能不均，产量很低，质量波动很大，优质率极低。全连续轧机一般采用平立交替，轧件无扭，事故少、产量高，可以实现了大规模的专业化
19、生产和组织性能控制.同时轧机采用高刚度，控制自动化程度较高，使尺寸精度和合格率得到很大提高，尤其成材率提高，减少回炉炼钢的浪费。合金棒材在机械轴类零件中有广泛的应用，在轧制加工的基础上，热处理性能极为优良，可以经过淬火，达到相当高的强度和韧性。但合金钢热塑性差，加工性能差，轧制变形要求减少道次压下。本设计按照任务书要求，设计年产90万t全连续式棒材车间。选择16 mm的圆钢作为典型产品的孔型设计。第1章 文献综述在现代社会的国民生产中，棒材作为钢铁产品的组成部分，即便是在当前国际经济危机的大环境下，由于我国采取扩大内需，建设基础设施，鼓励发展房地产业的政策，棒材的生产仍然十分重要。由于钢铁材料
20、的用途十分广泛，不论农业、工业、国防建设，都需要有质量优良，品种齐全，数量足够的钢铁，因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义1。我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是很高的。另外随着人民生活水平的提高，相应汽车用钢的需求也会越来越多。1.1我国线棒材发展现状钢铁材料以其所具有的特性较高的强度和韧性、易加工成型性、绿色可循环性在未来时期内仍将是重要的结构材料。随着我国汽车制造、电气机械、船舶制造工业的发展,板材、管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。我国目前线棒材生产有如下特点2。1
21、.1.1 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48 %50 %。与此同时,美国同期线棒材产量占钢材总产量的22 %左右,日本同期线棒材产量占钢材总产量的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例还是绝对产量均高于美国和日本。1.1.2 生产装备参差不齐近年来我国小型轧机向连续化发展,线材生产则趋向采用高速线材轧机,到2002 年6 月底,全国共投产连续及半连续小型轧机70 套,设计产能超过2 100 万t/ a ,其中国产化设备超过40 %。到目前
22、为止,全国共投产高速线材轧机约70 台套(含线棒材复合轧机) ,设计产能超过1 700 万t/ a 2。国产化设备最高精轧速度可达90 m/ s。与此同时,我国目前尚有一些落后的小型线材轧机再生产。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,约30 %的落后线材生产线应被淘汰。1.1.3 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400 MPa
23、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力钢丝、钢绞线生产份额,改善冷墩钢质量,扩大产品规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525 mm线材,直径公差达0.1 mm ,椭圆度达0.14 mm,可满足不同用户的需求。1.1.4 高质量、高附加值的经济线材少金属制品是高速线材的深加工产品,其使用价值优于热轧产品,可节约金属30 %40 %。据统计,发达国家金属制品的产量已占线材产量的50 %70 %。我国虽然线材产量占钢材总产量的21. 9 %(居世界第一位) ,可用于金属制品的只占线材产量的30 % ,很多高质量要求的产品仍靠进口。工业发展
24、的历史表明，钢铁工业是整个工业发展的基础，钢铁生产状况往往是衡量一个国家工业水平的重要标志。随着我国改革开放，现代化事业的发展，工业、农业、交通运输、国防和科学技术等部门都需要大量钢材。钢材产量、品种、质量是衡量一个国家钢铁工业发展的尺度。一个完整的金属压力加工车间设计，其内容包括生产、工艺、设备、土建、供水和排水、供气、供电、运输、采暖与通风等设计2。它们之间是一个完整的不可分割的整体，要求各个不同的设计部门互相协作，紧密配合，其中车间工艺设计是整个设计的主体。1.2棒材的种类和用途棒材是一种简单断面型材，一般是以直条状交货。棒材的品种按断面形状分为圆形、方形和六角形以及建筑用螺纹钢筋等几种
25、，后者是周期断面型材，有时被称为带肋钢筋。棒材的断面形状最主要的还是圆形。国外通常认为，棒材的断面直径是9300 mm。国内在生产时约定俗成地认定为：棒材车间的产品范围是断面直径为1050 mm。棒材的用途非常广泛，除建筑螺纹钢筋等可直接被应用的成品之外，一般都要经过深加工才能制成产品。深加工的方式有热缎、温锻、冷锻、拉拔、挤压、回转成形和切削等，为了便于进行这些深加工，加工之前需要进行退火、酸洗等处理。加工后为保证使用时的机械性能，还要进行淬火、正火或渗碳等热处理。有些产品还要进行镀层、喷漆、涂层等表面处理。1.3市场对棒材的质量要求由于棒的用途广泛，因此市场对它们的质量要求也是多种多样的，
26、根据不同的用途，对力学强度、冷加工性能、热加工性能、易切削性能和耐磨耗性能等也各有所偏重3。总的要求是：提高内部质量，根据深加工的种类，材料本身应具有合适的性能，以减少深加工工序，提高最终产品的使用性能。用作建筑材料的螺纹钢筋，主要是要保证化学成分并具有良好可焊性，要求物理性能均匀、稳定，以利于冷弯，并有一定的耐蚀性。1.4棒材的生产特点棒材的断面形状简单，用量巨大，适于进行大规模的专业化生产。我国棒材的总产量在钢材总量中的比例超过40 %，在世界上是最高的。预计随着我国经济现代化程度的逐渐提高。棒、线材在钢材总量中的比例将会逐步降低。棒材的断面尺寸比线材要大，但仍是热轧材中较小的。棒材的特点
27、是断面较线材大的多，散热慢，可轧时间长，但压缩比不很大。长度定尺交货，使得可有多种生产方式进行轧制。但随着尺寸精度和表面质量要求增加，横列式已经多数被淘汰。因为，三辊横列式速度慢、轧制时间长，导致轧件终轧温度下降过多，头、尾温差加大，结果造成轧件头、尾尺寸公差不一致，并且性能不均。采用平立交替轧机提高轧制速度可以解决上述矛盾，滚动导卫的使用也可减少事故，这些都推动了棒材生产技术的发展。1.5棒材的生产工艺1.5.1 坯料棒材的坯料现在各国都以连铸坯为主，对于某些特殊钢种有使用初轧坯的情况。为兼顾连铸和轧制的生产，目前生产棒材的坯料断面形状一般为方形，边长120200 mm。连铸时希望坯料断面大
28、，而轧制工序为了适应小直径、长尺寸，保证终轧温度，则希望坯料断面尽可能小。从压缩比上看希望断面大些，以提高变形比。生产棒材的坯料一般较长，最长达22 m。一些车间为扩大产品上限，有时也选两种坯料，这时粗轧第一架的能力要加大，同时设备作业率降低。一个车间最好一个坯料规格，这样轧机有最大的利用率5。连铸可以明显节能、提高产品质量和收得率，有巨大的经济效益，这已经在普通钢种上得到广泛应用，也正在向高档钢材和特殊钢种的生产迅速扩大。对机械结构用钢，由于中心偏析和延伸比等问题，连铸质量较难保证，由于电磁搅拌、低温铸造等技术的显著进步，使这些钢种也可以采用连铸进行生产。当采用常规冷装炉加热轧制工艺时，为了
29、保证坯料全长的质量，对一般钢材可采用目视检查，手工清理的方法。对质量要求严格的钢材，则采用超声波探伤、磁粉或磁力线探伤等进行检查和清理，必要时进行全面的表面修磨。棒材产品轧后还可以探伤和检查，表面缺陷还可以清理。采用连铸坯热装炉或直接轧制工艺时，必须保证无缺陷高温铸坯的生产。对于有缺陷的铸坯，可进行在线热检测和热清理，或通过检测将其剔除，形成落地冷坯，进行人工清理后，再进入常规工艺轧制生产。1.5.2 加热和轧制棒材加热和轧制的工艺流程如下： 冷坯加热 粗轧 中轧 精轧 冷却 精整连铸坯热装加热1) 加热。在现代化的轧制生产中，棒材的轧制速度很高，一般在12m/s以上时，轧制变形时的温升较为明
30、显，与散热抵消以后，甚至还出现升温。棒材断面大，轧制时间短，而且冷床散热慢，故一般棒材轧制的加热温度较低，出口速度也不太高。加热要严防过热和过烧，要尽量减少氧化铁皮。对易脱碳的钢种，要严格控制高温段的停留时间，采取低温、快热、快烧等措施。对于现代化的棒材生产，一般是用步进式加热炉加热，由于坯料较长，炉子较宽，为保证尾部温度，采用侧进侧出的方式。为适应热装热送和连铸直轧，有的生产厂采用电感应加热、电阻加热以及无氧化加热等4。2) 轧制。为提高生产效率和经济效益，适合棒材的轧制方式是连轧。连轧时一根坯料同时在多机架中轧制，在孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架间轧件出入口速度相等或稍有速差的原则。
31、在棒材轧制的过程中，前后孔型应该交替地压下轧件的高向和宽向。轧辊轴线全平布置的连轧机在轧制中将会出现前后机架间轧件扭转的问题，扭转将带来轧件表面易被扭转导卫划伤，轧制不稳定等问题。粗轧速度慢，一些车间在粗轧采用平辊轧制，平立交替的中精轧采用椭圆-圆孔型。尽管粗轧速度低，只要有扭转，事故还是增加，对塑性差的钢种也有限制，容易出现角裂。3) 控制轧制。为了细化晶粒，减少深加工时的退火和调质等工序，得到产品的特殊机械性能，可以采用控制轧制或低温轧制等措施，这时轧机能力更要有富裕。1.5.3 棒材的冷却和精整由于棒材轧制时轧件出精轧机的温度较高，对优质钢材，为保证产品质量，要进行控制冷却，冷却介质有风
32、、水雾等等。即使是一般建筑用钢材，冷床也需要较大的冷却能力，有一些棒材轧机在轧件进入冷床前对建筑用钢筋进行余热淬火。余热淬火轧件的外表面具有很高的强度，内部具有很好的塑性和韧性，建筑钢筋的平均屈服强度可提高约1/3。1.6棒材轧制的发展方向1.6.1 连铸坯热装热送或连铸直接轧制由于实现了连铸，棒材生产可以不经过开坯工序。目前，即使是对于高档钢材也可以使用连铸坯生产，但是连铸还是无法保证提供无缺陷坯料，为了保证产品质量，需要在冷状态下对坯料进行表面缺陷和内部质量检查。因此加热炉还要对冷坯重新加热再进行轧制。今后随着精炼技术、连铸无缺陷技术、坯料热状态表面缺陷和内部质量检查技术的发展，连铸坯热装
33、热送将会很快应用于生产实践，以充分利用能源。对于一般材质以及高档钢材的棒材连铸坯直接轧制技术仍在研究之中。连铸坯以650800热装热送，可提高加热炉的能力20%30%，比冷装减少坯料的氧化损失0.2%0.3%，节约加热能耗30%45%。同时可减少钢坯的库存量，减少设备和操作人员，缩短生产周期，加快资金周转，可见有巨大的经济效益。1.6.2 柔性轧制技术实现了连铸热装热送甚至连铸坯直接轧制等先进的工艺以后，对于小批量、多品种的生产，在规格和品种改变时，会增加轧机停机的时间。为减少停机，人们研究了柔性轧制技术，该技术利用无孔型轧制、共用孔型等手段迅速改变轧制规程，改变产品规格。另外，长寿命轧辊、快
34、速换辊技术等的日趋成熟都为棒线材的柔性轧制提供了条件。1.6.3 高精度轧棒材的直径公差大小对深加工的影响较大，故用户对棒材的尺寸精度要求越来越高。棒材在轧制时，轧件高度上的尺寸是由孔型高度来保证，但宽度上的尺寸却是算出来的或者是根据经验确定的，孔型不能严格限制宽度方向的尺寸。另外机架间的张力和轧件的头、尾温差也会明显地对轧件的尺寸产生影响。棒材产品的尺寸精度目前可以达到0.10 mm。发展的目标是使棒材产品的尺寸精度达到0.05 mm。1.6.4 继续提高轧制速度目前，先进的棒材轧机的终轧速度一般为1718m/s ，随着飞剪剪切技术及控制冷却等技术的完善，棒材的终轧速度还会继续提高。然而，对
35、于较大断面的棒材，不能盲目的提高终轧速度，因为其断面大，冷却较慢，若终轧速度过高，冷却将成问题，这必将导致产品质量下降，或者导致冷床过大，增加辅助投资。1.6.5 低温轧制在棒材连轧机上，从开轧到终轧，轧件温降很小，甚至会升温。在生产实践中经常出现因终轧温度过高而导致产品质量下降或螺纹钢成品孔型不能顺利咬入等问题，故棒材连轧机具有实现低温轧制的条件。低温轧制不仅可以降低能耗，并且还可以提高产品质量，可创造很大的经济效益。棒材的低温轧制规程一般有两种。一种是利用连轧机轧件温降很小或升温的特点，降低开轧温度，从10501100降至850950，终轧温度与开轧温度相差不大，主要目的是节能。在扣除因变
36、形抗力增大导致电机功率消耗增加的因素，节能可达20%左右。另一种是不仅降低开轧温度，并且将终轧温度降至再结晶温度(700800)以下，除节能外，还明显提高产品的机械性能，效果优于任何传统的热处理方法。目前对低温轧制实施的主要限制是，由于轧机和驱动主电机是按传统的设计参数设计的，因此设备能力不足，无法实现控制低温轧制。本设计负荷留有较大余量，为控制轧制作准备。1.7棒材生产的目的和意义从我国的棒材发展史可以看出，我国热轧带肋钢筋的生产水平不断提高，普通钢筋从低碳钢、低合金钢向微合金钢发展;预应力钢筋从强度偏低、松弛较大向高强度、低松弛的钢绞线、钢丝发展;同时，冷加工钢筋的发展趋向是:冷拔钢丝、冷
37、拉钢筋从广泛采用到被淘汰出局，而作为细直径的冷轧钢筋和冷轧扭钢筋，仍将是普通钢筋的一种补充，它们的存在与发展，取决于其产品的质量、价格和售后服务，它们将通过市场机制与细直径的热轧带肋钢筋进行竞争。棒材广泛用于被广泛用于民用建筑、高层建筑、重点工程：机场、港口、高速公路、桥梁、电厂等建设，是一种非常重要的钢材。型钢生产在轧钢车间生产中占有重要的地位，据不完全统计，目前我国每年生产的型材占钢材生产总数量的50% 左右，因此，掌握型钢生产理论与工艺，对提高型钢产品质量和精度，开发新品种、新工艺、新设备，完善生产自动化和计算机控制技术，具有很大的现实意义。在本设计中，自动化程度极高，从坯料上料到成品，
38、一线全部自动化，无需人工操作。坯料选用连铸坯取代初轧钢坯，提高了成材率，简化了工艺过程，降低了生产成本。同时，设计采用全连轧生产线，缩短了轧制周期，提高了轧机产量、轧制精度和成品质量，降低了成本。并且在轧制的精轧部分采用平立辊交替轧制，减少轧制事故的发生，提高了生产效率。第2章 建厂依据和产品大纲2.1建厂依据现阶段全国棒材生产的装备水平比较低，为了扩大轧钢生产能力，尤其提高产品的附加值，就必须建设符合时代需要的现代化全连续棒材厂，在品种方面，满足基本建设的同时，需积极发展供需矛盾比较突出的品种，抓住市场机遇，生产特色产品，这样才能增加效益，使企业在市场竞争中立于不败之地。近代棒材生产发展了许
39、多新技术，短应力无扭高速轧制；大批料低能耗；控轧、控冷超级钢技术；多线切分技术，国内两线切分技术已经得到了广泛应用，三线切分技术目前也有几家得到成功应用，并取得预期效益。高强度钢在市场上所占的比重会越来越大，用小规格产品替代原来的中大规格已经成为必然的趋势。熟练掌握并应用好多线切分技术对连轧棒材生产线是十分必要的。我们的综合实力不比国外差，部分引进生产线在管理、装备、技术经济指标都优于国外企业，竞争力是非常明显的。国内外市场对棒材的需求量是巨大的，且对其质量要求也越来越高。棒材广泛用于机械、汽车、船舶、建筑等工业领域。我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，虽然受国家宏观调控政策的抑制，商品房
40、的和数量和速度明显下降，但是政府投入大量资金加大对保障性住房的开发建设，同时我国住房使用寿命较短，因此建筑用钢的需求仍然旺盛。另外随着国家装备制造业和家电、汽车行业的发展，机械工业用钢比例将进一步扩大，根据中国钢铁工业协会对“十二五”期间钢材市场消费需求的预测，我国机械工业的钢材消费量将达到1.5亿吨（不含汽车、集装箱和家电用钢消费），其中优质钢棒材4100万吨，占27.33%，普通长材1400万吨，占9.3%6。综合以上信息棒材有着广阔的发展空间，所以设计现代化的棒材车间是合理的也是有必要的。2.2厂址的选择厂址选择工作实际包括两个方面：一是建厂地区的确定，一般由上级主管部门在设计任务中规定
41、；二是建厂地址的选择，由设计者会同有关部门共同进行实际调查研究提出几个初步方案进行比较，然后选取最优方案。2.2.1建厂地区选择应考虑的要求1 必须符合国家工业布局的基本原则。充分利用各地区的丰富资源和有利条件，产品合理的分配，使所设计的厂在最少的投资条件下，获得最大的经济效益。2 原料、燃料、动力的来源与运输条件。要能满足生产和生活的水质和量；3 适当靠近产品销售地区；4 自然条件好，有适宜的气候环境；5 能就近取得足够的建筑材料；6 与其它企业协作方便。2.2.2建厂地址的选择建厂地址的选择，就是在指定的建厂地区内，选择一块地方，它在自然和地理特点、运输条件、水电供应、布置工厂厂区及生活区
42、等方面，都能最大限度地得到满足6。具体要求如下：1 厂区面积与外形满足总平面布置的面积；2 工程地质和水文地质满足建厂的要求；3 厂址选择适应城市的总体规划。从经济方面来看，厂址应靠近城市，以便充分利用城市的交通工具与线路，充分利用城市的供排水设施和动力设施，利用城市住宅和文化福利没施；4 运输条件满足工厂生产要求。大型企业多采用铁路运输，因此应在铁路支线段最短；中、小型企业多为汽车运输，厂址应靠近汽车运输干线； 5 离电源、水源最近；6 在公用设施与生产方面，搞好环保措施(例如三废处理)，不致造成环境污染；7 选择合适的居民点，作为职工生活区。结合以上原则，初将厂址选为唐钢二钢轧厂内部。唐钢
43、隶属河北省钢铁集团，唐山地理位置优越，拥有自己的矿山，毗邻陡河水资源充足，电力来源于华北电网。唐钢内部公路、铁路发达，并与外部主干铁路相连。唐山铁路、公路网发达，有京唐港，并毗邻秦皇岛港、天津港，随着曹妃甸大型工业园区的不断完善，为铁矿石的进口和钢材的出口带来极大的便利。因此，唐山具有得天独厚的优势。结合唐山具体实际情况，选择唐钢二钢轧厂内部建厂主要还有以下几个方面：1 利用唐钢现有资源和技术，加强唐钢棒材产业集中度，优化布局，淘汰落后产能，促进唐钢装备优化升级，打造优质建材生产基地；2 唐山及其周边地区对棒材等产品需求旺盛，主要表现在两个方面，一是“十二五”期间，河北装备制造业将得到快速发展
44、，尤其以唐山轨道客车高速动车组扩能和唐山丰润中国动车城的建设，将会需要大量优质棒材；二是建筑用钢的增长，虽然受国家宏观调控政策的抑制，商品房的和数量和速度明显下降，但是政府投入大量资金加大对保障性住房的开发建设，就河北省政府下达唐山市2011年的保障性安居工程任务为：建设保障性住房93216套，总投资251.4亿元，此比例在未来几年还有扩大的趋势。我国住房使用寿命较短，同时唐山承办2016年世界园艺博览会，将会以此为契机建设大量地标性建筑，由此可以判断建筑用钢市场仍然有较大发展。综合以上信息，得出结论将厂址选择在河北钢铁集团唐山钢铁集团二钢轧厂内部。2.3 产品大纲的确定2.3.1 产品的标准
45、国家有关部门根据产品使用上的技术要求和生产部门可能达到的技术水平，制定了产品标准。按照制定的权限与使用范围的不同、产品标准可分为国标、冶标、企标等。产品标准一般包括以下内容：1. 规格标准：规定产品的牌号、形状、尺寸及表面质量，并且附有使用供参考的有关参数等。2. 性能标准：规定产品的化学成分、物力机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工艺性能及其他特殊的性能要求等。3. 试验标准：规定作实验时的取样部位、试样形状和尺寸、试验条件以及实验方法等。4. 交货标准：规定产品交货、验收时的包装、标志方法及部位等。2.3.2 产品大纲编制时应注意的问题1 满足国民经济发展对轧制产品的需要，特别要根据
46、市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对于钢材的需要6。2 考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。要正确处理长远与当前、局部与整体的关系。做到供求适应、品种平衡、产销对路、布局合理。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。有条件的要争取轧机向专业化和产品系列化方向发展，以利提高轧机的生产技术水平。4 考虑建厂地区资源及钢材的供应条件，物资和材料等运输的情况，逐步完善和配套起独立的轧钢生产体系。5 做到产品结构和产品标准的现代化，有条件的要考虑生产一些出口产品，走向国际市场.2.3.3 产品方案的主要内容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。2.4 产品质量1 圆钢按下列国家标准组织生产、进行检验和交货：GB700-88：碳素结构钢GB/T699-1999：优质碳素结构钢GB3077-1999：合金结构钢GB/T6478-2001：冷镦和冷挤压用钢GB1222-84：弹簧钢其中产品尺寸精度应满足GB/T702-86中I组允许偏差，具体数值为：直径公差：