产9万吨棒材车间设计毕业设计中期分析方案

参考同类车间，选取成品架次轧制速度为 ，
则轧辊转速：
，连轧常数
…………………………………<8）
， 第 10 架到第 18 架机架间设有活套，采用无张力轧制，连轧常 数相等：
；
同理可得 10 到 16 道次的轧制速度和轧辊转速，见下表 3：
同时由第 1 架到第 9 架采用电流记忆微张力轧制，取
，
则
；
；
连续棒线材轧机把提高轧机作业率及产量，保证坯料内外质量 和成品尺寸精度，以及降低轧辊消耗和成本等作为增强产品市场竞 争力的主要手段。因此，要求选用的孔型系统变形柔和、生产稳 定、孔型磨损均匀，这些正是椭圆—圆孔型系统的典型特征。
连续棒线材轧机产品规格范围宽，为尽量采用共用孔型和调整 孔型，特别是生产较大规格从精轧机组前几个机架甚至从中轧机组 出成品，因此要求圆孔前置，这也相应扩大了椭圆一圆孔型系统的 使用范围。
考虑内容(1>，已知钢坯长度为： =14m。
钢坯重量为：
=7.65×10 ×14× 〔 165×10 〕 ＝
2915.8 kg。
取钢坯重量为：G=3 t∕根
钢坯单重为： =208.3 kg ∕m
1.2.3 坯规格及允许偏差
连铸坯横断面尺寸及允许偏差<符合 YB2018-8 标准），见表 1：
名义尺寸
轧辊转 n /r.min-1
5.03
2
69.1
578.01
0.426 28.24
5.1
0.24
7.27
3
45.39
531.59
0.428 23.79
6.4
0.33
10.76
4
55.69
525.53
0.430 26.49 5.06 0.45
14.98
5
Hale Waihona Puke 30.68544.3
0.431 19.98 10.04 0.61
1.6.2 中性角 的计算
由中性角的计算公式：
…………………………<6）
可得
；
同理可得其他道次的咬入角，见下表 3： 1.6.3 前滑值 的计算
由前滑值公式：
………………………… <7）
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可得
；
同理可得其他道次的前滑值如下表 3 所示。 1.6.4 轧辊转速及电机速度的确定
横列式轧机的自动化程度低，轧机喂钢和翻钢需要人工完成或 采用轧机前后辅助设备机械化操作，因此，对咬入条件、孔型对轧 件的夹持力、轧件在孔型中的稳定性等方面要求较高，需尽可能选 用六角—方、菱—方等孔型系统。 1.3.2 连续式轧机
连续棒材轧机的坯料断面大，机架间距小，单道次轧制、轧件 温降和头尾温差已不是影响轧钢生产和产品质量的主要因素；相 反，在高速轧制时<v≥10m/s），变形功转化的热量占轧制温度变化 的主导地位，轧件产生温升，以中间水冷为主要手段的控温轧制和 以节能降耗为目的的低温轧制地位相对突出，因此，尽可能减少轧 制道次的要求远不如横列式轧机那么迫切。
定，还要考虑到轧钢机的制造条件和工人的劳动条件等因素。
1.3.1 横列式轧机
横列式轧机，特别是粗轧机组要求多道次轧制，轧制速度慢，
轧制节奏长。而坯料断面小，轧件温降快，头尾温差大，在给定坯
料尺寸、成品规格时，为尽量减少轧制道次，需尽可能选用快速延
伸孔型系统。如椭圆—方、六角—方孔型。
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表 1 连铸坯横断面尺寸及允许偏差
长度/mm
宽度/mm
对角线长度偏差
尺寸 偏差 尺寸 偏差
/mm
单重 kg/m
165×165
165
±5
165
±5
≤7
1.3 轧机的选择
208.3
轧钢机形式的选择包括轧机布置形式和结构形式两个方面，而
在通常情况下，两者应是相匹配的。轧钢机形式的选择主要根据生
产的品种、质量、轧制速度、生产规模及所确定的工艺过程来决
在开题报告中，主要讲述的是棒材的定义及分类、生产发展 史、生产现状、市场分析、棒材生产的应用型和先进性，设计的主 要要研究内容以及设计方案。经过近 20 多天的收集整理，完成的主 要内容是产品大纲的确定、坯料选择、轧机的选择、孔型系统选择 与设计、咬入角的计算、前滑值的计算的初步的设计等。在本次报 告中，主要介绍的是设计中的各数据及设备选择，对校核及根据具 体问题最终确定整个方案上，由于完成的内容有限，未作详细讲 述，只能先了解大概的理论公式。对棒材生产的各个环节进行初步 掌握，了解在布置整个车间所要涉及的问题、以及对所用参数的确 定。在把握了上述问题后，在针对本次设计的要求，结合现场的经 验，及未来该工艺的发展趋势，设计年产 90 万 t 棒材车间生产工艺 设计。 1.1 产品大纲的确定
～
平／立交替布置
悬臂式轧机
～
平／立交替布置
卡盘式机架、四拉杆机
构短应力线轧机
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～
平／立交替布置< 、 、 机架为
平／立可转换机架>。
1.5 咬入角的计算
卡盘式机架、四拉杆机 构短应力线轧机
钢坯与轧辊接触时，只有满足咬入条件，才能稳定轧制。箱形
始，经过相关理论知识的复习，收集论文相关的资料并对收集的资 料进行整理分析，另外，回顾去年八月份到鞍钢实习所见棒材材生 产线比以其作为模板，从第四周开始查阅了资料，从而对本毕业设 计课题有了一定的了解并开始着手做年 90 万 t <典型产品 Φ 16mm） 棒材车间设计，完成了论文的文献综述和开题报告等论文撰写过 程。
19.15
6
35.94
534.53
0.431 21.09 8.32
0.8
25.58
7
32.16
456.09
0.432 21.57
7.9
1.16
44.06
8
42.08
445.05
0.432 24.49
产品标准一般包括以下内容：规格标准、实验标准、性能标准、 交货标准。
该棒材车间设计为年产 90 万吨的棒材，产品规格圆钢 Φ 16mm， 以热轧直条状态交货，具体的长度根据客户的要求确定。
棒材定尺长度：6～12m 每捆棒材重量：2000～4000kg 打捆道次： 6m 棒材捆 3 道； 6～9m 棒材捆 4 道；9～12m 棒材 捆 5 道；
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1.2 坯料选择 目前，轧钢生产用坯有三种：即用连铸坯、钢坯、钢锭。 钢锭是炼钢生产的最终产品，也是钢材生产的原料。钢锭质量
的优劣、重量的大小及钢锭的类型对钢材产品生产有很大的影响。 钢锭经开坯轧制成不同规格的钢坯。可根据不同的产品特点，选择 与成品钢材形状相近似的钢坯。连铸坯是直接将钢水铸成轧机所需 要的各种规格和断面形状的钢坯的生产过程，省去了初轧生产过 程。
式中： N——机架数目；
——由坯料到成品的总延伸系数； ——各道次的平均延伸系数。
………………………………………<4）
设计孔型系统为箱形孔和椭圆-圆的组合孔型生产系统。 箱形孔平均延伸系数 =1.25 ～1.4；椭圆-圆平均延伸系数 = 1.3 ～1.4； 根据以上经验数据，再参考同类棒材车间， =1.32。
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尺寸。
1.4.1 断面孔型设计
孔型系统是指按轧制顺序依次排列起来的若干个孔型的组合。
为了将皮料轧制成成品，轧件所经过的孔型通常分为延伸孔型系统
和精轧孔型系统两大类。轧件在延伸孔型系统的目的以压缩断面为
主；而在精轧孔型系统中轧制的目的以获得最终的成品断面尺寸和
1.4.2 粗轧机孔型系统的选取
由于轧机共有 18 架，将 18 道次分给粗轧机组 6 道，中轧机组 6
道，精轧机组 6 道。
在最后几道次中，为减小孔型的磨损，保证成品的断面形状和
尺寸精确，应采用较小的延伸系数。本设计采用以下孔型系统：
粗轧：扁箱型－方箱型－扁箱型—方箱型—椭圆－圆；
中轧：椭圆－圆－椭圆－圆－椭圆－圆；
河北联合大学
本科毕业设计中期检查报告
题目：年产 90 万吨棒材车间设计
学 院：冶金与能源学院 专 业：金属材料工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
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2018 年 4 月 30 日
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一、工作任务的进展情况 本设计是在导师的指导及毕业设计任务书的要求下，从选题开
连续棒材轧机已广泛使用微张力和活套控制技术。粗、中轧机 组的微张力控制系统，不仅需要各道次轧件断面相对稳定，而且需 轧辊工作直径相对稳定，即需要孔型磨损均匀，从而缩短轧机自适 应过程，降低微张力控制系统的调节频率；就活套控制而言，活套 器的设置及其工况与轧件断面形状和大小密切相关。显然，圆、椭 圆轧件与同断面积的其它等轴轧件相比，惯性矩较小，更容易成 套，而且其断面周边呈弧形，可以减轻成套过程中轧件弯曲及活套 辊与轧件接触对轧件表面质量的影响。这对裂纹敏感、采用控温轧 制的合金钢棒材更为有利，这些也是选用椭圆—圆孔型系统的重要 原因。
随着冶炼技术的不断发展，连铸和棒材轧机之间的连接的合理 优化，从连铸坯考虑采用较大的断面，大连铸坯在连铸过程中有利 于夹杂物上浮，更能保证质量，同时，在压缩比一定的情况下，较 大断面的连铸坯有利于生产更大规格和产品质量更好的钢材。
通过上述比较，本设计选用连铸坯作为生产原料。
1.2.1 坯料形状尺寸
棒材轧制常选用方形坯料，因为这样有利干延伸系数的分配和 减少轧制道次。