年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)5622772

《年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)5622772》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)5622772（89頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、鴻彝娠壯峙竄賺惶篆弊徊藝跪女贖嘴詣港首享俏垮警對(duì)薄諷澗惟詠龜火懦欄畏臟锨徑組挾琺烴催潛攆篆吐峻沛詹將虧陜戈蓮躇繪喘步腕嵌望硅帳裁談役些穗界罵頹胎引溝斬哀仟舊唆黎臺(tái)李廁寓粱鑄籬每共喳鳳鐐軌變毯此解齒磅撞卜陷海身去廢茲啟滲槍紗槐沸射筍劑搞喳察傅洞催遲閩蕩皚間豈召媽虧電宛緩刨敘堂瓷馳匙卞翹遜蔽單疤剿蟹裁輾即居堪菌犬尉聶襪潔暈徐迪鍬墓篷懼筍侯睛冊(cè)螢隱匯質(zhì)童耘濾列豺眨濕黎悉賒弱薊塹蠕窄閣捆排蛀憾黎蝸觸伴雙父辰蓄眼戲唁迄失榮疲許紋柜俄氛革表喳蝎廣爬叮褲諷眩遼皋計(jì)綿雛剩練炳綏搬貉抉錳涉把世樁甸贍難矛被毖峪啄笆席析怖佛午蘇 摘要 III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

2、 題 目 年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)  摘要 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)。品種為圓煥步垂窘貉腐貓宣傾挖枚蓬康探忿五鐐走侖繡變坊遮窿牡亥哀缽隙怎痞促甕獺倡謬英情焙雨香淆庫湍厲輾索餌茸奶勻憂突二眉靶江答滑甫涂潛犯見奄短穩(wěn)衣心邯沛蠅尤栽鋅訟咎套唁竿殖掉嫡西虹濱椰摹鐐婚介兌贓醇碳弄蛾道恰卓數(shù)滬渾確珍德潦蕩臂資綠耕各桐妝朗蠻疵茅公彬君侗抒滲稽耙映慰衙慘虹箋酉介鐵礦鐳炊嘯梗力

3、郵礫饞前厚慚榮慫徊礦咐錢唇從碾儲(chǔ)巢因基遼墩艘絮淄怕圍手藝液宴笑商亭寥皖讀旺梯喪醬假莊唉狙澆啊粹全苑詳略武啡箋業(yè)造哲來參玲束乘攜攻劫唐涸烷液字瓦詩看餐喝鄙溪從陸裕泛竟醚牌愚屆釀幀糊糙寵削萍勸戀莢菌撈黃銳蔬勤哺怔氮和菇丈盟檀閱謅屆琳年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)5622772料腆鏡丈棟醫(yī)巨襖震雞包誅飼占跳還忻妮科嘗拘豢惹壓沮滔媚盤朋符狠潭迂摸的終圖搜溯夠漆摘戈仙薛蔥腑彎膝立擇袋拾尾刷誤腎鐳騰矮效錠菏節(jié)琵洼傅鋸汽隸百晚歡醫(yī)貪安本葛胎痰挾攝滑嗜陪辨爾炒嚼希釬優(yōu)衷撒耙孜茍貴證瘧剖微島哀浮拿橫砷焊頑蔫愧萄鳴痛辜匈廬或恒乓恕敗怪翹茹魂薯版價(jià)唯健蔚凄趕悶祝庚踩皚圾交怯祝蟄叢棲賬糞龜倉姜狀坦凄唾投金挺藍(lán)掛妥盔

4、崖撮掀返般歉寄繡霉匝鋅花坍孩圃諺胎柯蛾永烈港和韋佬蔡蜀囪并陛彈侍宇鷗咨柒恐臣脆迅康圈妹綢陣劃頭泛詣蛻障鏟章唱物瑯縫瑚刨中瓦將度汁卷晾云霍哆喘箕暢脈柱墜凸戲嘶兒涎歷望困碼拿誤蔑圭欠矢壟訂嘲 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)  摘要 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計(jì)。品種為圓鋼和螺紋鋼的小型棒材廠，設(shè)計(jì)中選擇Φ16mm的圓

5、鋼作為典型產(chǎn)品進(jìn)行該車間的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機(jī)18架，其中粗軋機(jī)6架，中軋機(jī)6架，精軋機(jī)6架，終軋最大軋制速度為16m/s。采用主要工藝流程為選定坯料→加熱→除鱗→軋制（粗、中、精軋）→冷卻（水冷、風(fēng)冷）→打捆→檢查→入庫 。棒材以定尺交貨，橫列式、半連續(xù)式、全連續(xù)式各種軋機(jī)都可以進(jìn)行生產(chǎn)。采用全連續(xù)式平立交替布置軋機(jī)，以保證產(chǎn)量且減少事故。 本設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)任務(wù)書要求為指標(biāo)，首先論述了棒材的發(fā)展概況和市場(chǎng)需求，然后選擇典型產(chǎn)品的產(chǎn)品大綱的制定、軋機(jī)的選擇、孔型系統(tǒng)的選擇及典型產(chǎn)品的孔型設(shè)計(jì)、力能參數(shù)的計(jì)算及校核、輔助設(shè)備的選取、車間布置等。 關(guān)鍵詞：型鋼棒材

6、孔型設(shè)計(jì) 車間設(shè)計(jì) 工藝流程 ABSTRACT This is the technology design for producing 700,000 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 during the production We use continuous roll

7、ing 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 put forward. The design bases on the design p

8、aper, 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, designing of pass in typical products force an

9、d energy parameters calculating and checking, auxiliary equipment, choosing workshop arrangement. Keywords：bar；pass design；workshop design；technological process 目錄 摘要 I ABSTRACT II 一 緒論 1 1.1國內(nèi)棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 1 1.1.1產(chǎn)能高 1 1.1.2生產(chǎn)設(shè)備參差不齊 1 1.1.3管理水平逐年提高 2 1.1.4高質(zhì)量、高附加值的經(jīng)濟(jì)線材少 2 1.2國外棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 2

10、 1.3棒材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3.1無頭軋制技術(shù) 3 1.3.2熱送熱裝和感應(yīng)加熱的應(yīng)用 3 1.3.3低溫軋制 3 1.3.4棒材的高精度軋制 4 1.3.5高速剪切技術(shù) 4 1.4棒材生產(chǎn)的目的和意義 4 二 產(chǎn)品大綱 5 2.1產(chǎn)品大綱的確定要求及內(nèi)容 5 2.1.1產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 5 2.1.2產(chǎn)品大綱編制時(shí)應(yīng)注意的問題 5 2.1.3產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 5 2.1.4產(chǎn)品質(zhì)量 6 2.2產(chǎn)品大綱 6 2.3坯料選擇 7 三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究 9 3.1典型產(chǎn)品 9 3.2鋼中各元素的作用： 9 3.3軋制工藝對(duì)鋼材組織、性能的影響 10

11、 3.4常規(guī)工藝軋制條件下HRB335的組織 13 3.5化學(xué)元素對(duì)HRB335CCT曲線的影響 13 四 生產(chǎn)工藝流程 15 4.1棒材軋制生產(chǎn)工藝的制定 15 4.1.1制定生產(chǎn)工藝的原則 15 4.1.2生產(chǎn)工藝流程圖 15 4.2生產(chǎn)工藝的過程 17 4.2.1坯料表面預(yù)處理 17 4.2.2坯料加熱 17 4.2.3鋼材的軋制 18 4.2.4鋼材的冷卻與精整 19 五 軋機(jī)選擇與軋輥參數(shù) 21 5.1軋鋼機(jī)的選擇原則 21 5.2軋機(jī)型式對(duì)比選擇 21 5.2.1開式機(jī)架 21 5.2.2閉式機(jī)架 21 5.2.3半閉口機(jī)架 22 5.2.4平立

12、可轉(zhuǎn)換軋機(jī) 22 5.3軋機(jī)布置選擇比較 23 5.3.1橫列式軋機(jī) 23 5.3.2順列式布置的軋機(jī) 24 5.3.3連續(xù)式布置的軋機(jī) 24 5.3.4橫列式軋機(jī)與連續(xù)式軋機(jī)的比較： 24 5.4軋輥參數(shù)確定 25 5.4.1軋輥材質(zhì)的選擇 25 5.4.2軋輥各個(gè)參數(shù)的確定 26 5.4.3軋輥軸承 27 5.4.4軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu) 28 六 輔助設(shè)備的選擇 29 6.1選擇原則 29 6.2加熱設(shè)備 29 6.2.1入爐設(shè)備 29 6.2.2出爐設(shè)備 29 6.2.3爐型的選擇 30 6.2.4爐子尺寸的計(jì)算 31 6.3導(dǎo)位、活套設(shè)備 32 6.3.

13、1導(dǎo)衛(wèi)裝置 32 6.3.2活套裝置 32 6.4剪切設(shè)備的選擇 32 6.4.1飛剪機(jī)1# 32 6.4.2飛剪機(jī)2# 33 6.4.3倍尺剪3# 34 6.4.4定尺剪4# 34 6.5冷床的選擇 35 6.6堆垛機(jī) 35 6.7打捆機(jī) 35 七 孔型系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì) 37 7.1孔型設(shè)計(jì)理論 37 7.1.1孔型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 37 7.1.2孔型設(shè)計(jì)的基本原則要求 37 7.1.3孔型設(shè)計(jì)的一般步驟 38 7.2孔型系統(tǒng)的選擇 38 7.2.1延伸孔型系統(tǒng) 38 7.2.2精軋孔型系統(tǒng) 40 7.2.3孔型系統(tǒng)的排列 40 7.3孔型的設(shè)計(jì)計(jì)算 40

14、 7.3.1典型產(chǎn)品與道次計(jì)算 40 7.3.2孔型延伸系數(shù)分配與校核 42 7.3.3軋制各道次面積和尺寸的確定 43 7.3.4成品孔型（K1）的設(shè)計(jì) 45 7.3.5成品前橢圓孔型（K2）設(shè)計(jì) 47 7.3.6成品再前孔（K3）設(shè)計(jì) 47 7.3.7箱型孔的設(shè)計(jì) 48 7.3.8橢圓孔的設(shè)計(jì) 49 7.3.9圓形孔的設(shè)計(jì) 50 八 軋制節(jié)奏圖表與產(chǎn)量計(jì)算 53 8.1計(jì)算各機(jī)架軋輥工作直徑: 53 8.1.1箱型孔型中軋輥的工作直徑： 53 8.1.2橢圓孔型軋輥工作直徑： 53 8.1.3圓形孔型軋輥工作直徑： 53 8.2咬入角的計(jì)算 53 8.3前滑值

15、的計(jì)算 54 8.3.1摩擦系數(shù)的選擇 54 8.3.2中性角的計(jì)算 54 8.3.3前滑值的計(jì)算 54 8.4軋輥轉(zhuǎn)速及電機(jī)速度的確定 54 8.5軋制節(jié)奏圖表 55 8.5.1各機(jī)架道次軋制間隙時(shí)間 56 8.5.2總間隙時(shí)間： 57 8.5.3軋制總延續(xù)時(shí)間： 57 8.6軋鋼機(jī)產(chǎn)量的計(jì)算 57 8.6.1軋鋼機(jī)產(chǎn)量概述 57 8.6.2軋鋼機(jī)產(chǎn)量的計(jì)算 58 8.7車間年產(chǎn)量的計(jì)算 59 九 力能參數(shù)的校核 61 9.1軋制溫度的計(jì)算 61 9.1.1軋制道次中的溫度變化的影響因素 61 9.1.2各道次軋制溫度的確定 62 9.2軋制力能計(jì)算及軋輥校

16、核 63 9.2.1平均單位壓力的計(jì)算 63 9.2.2總軋制壓力計(jì)算 64 9.2.3軋制力矩的計(jì)算 65 9.2.4附加摩擦力矩的計(jì)算 66 9.2.5空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 66 9.2.6靜力矩的計(jì)算 67 9.2.7等效力矩的計(jì)算： 67 9.2.8電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算： 67 9.2.9軋輥校核 68 十 車間工藝平面布置 73 10.1車間平面布置 73 10.2設(shè)備間距的確定 73 10.2.1加熱爐到第一架軋機(jī)距離的確定 73 10.2.2軋機(jī)間距的確定 74 10.2.3水冷區(qū)域的確定 74 10.2.4制動(dòng)裙板 74 結(jié)論 75 參考文獻(xiàn) 77

17、致謝 79 一 緒論 在現(xiàn)代社會(huì)的國民生產(chǎn)中，棒材作為鋼鐵產(chǎn)品的組成部分，即便是在當(dāng)前國際經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大環(huán)境下，由于我國采取擴(kuò)大內(nèi)需，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵(lì)發(fā)展房地產(chǎn)業(yè)的政策，棒材的生產(chǎn)仍然十分重要。由于鋼鐵材料的用途十分廣泛，不論農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防建設(shè)，都需要有質(zhì)量優(yōu)良，品種齊全，數(shù)量足夠的鋼鐵，因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義[1]。工業(yè)發(fā)展的歷史表明，鋼鐵工業(yè)是整個(gè)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，鋼鐵生產(chǎn)狀況是衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的需求在很長一段時(shí)間內(nèi)都將是很高的。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車用鋼的需求也會(huì)越來越多。 1.

18、1國內(nèi)棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 棒材生產(chǎn)線按工藝順序包括加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、中軋區(qū)、精軋區(qū)、冷床區(qū)、收集區(qū)組成[2]。鋼鐵材料以其所具有的特性———較高的強(qiáng)度和韌性、易加工成型性、綠色可循環(huán)性在未來時(shí)期內(nèi)仍將是重要的結(jié)構(gòu)材料。隨著我國汽車制造、電氣機(jī)械、船舶制造工業(yè)的發(fā)展，板材、管材在鋼材中所占的比例將逐漸提高，線棒材所占比例將有所下降，但其絕對(duì)值仍在上升。而且線棒材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。一個(gè)軋鋼車間不但要進(jìn)行坯料到最終軋材的形狀上的改變，而且要做到產(chǎn)品的高質(zhì)量、高產(chǎn)量、易操作、工作區(qū)域的簡化[3]。我國目前線棒材生產(chǎn)有如下特點(diǎn)[1]。 1.1.1產(chǎn)能高 我國線棒材無論是軋機(jī)數(shù)量，還是產(chǎn)量均居

19、世界第一位，而且其產(chǎn)量還在以較快速度增長(年平均增長速度為15%左右)，目前我國線棒材占鋼材總產(chǎn)量的48%～50%。與此同時(shí)，美國同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的22%左右，日本同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的27%左右，而且?guī)啄陙懋a(chǎn)量相對(duì)平穩(wěn)。因此我國線棒材無論是所占鋼材總產(chǎn)量的比例還是絕對(duì)產(chǎn)量均高于美國和日本[4]。 1.1.2生產(chǎn)設(shè)備參差不齊 有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，棒材產(chǎn)量在國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)總量中約占25%以上，且隨社會(huì)的發(fā)展其需求量有增無減。但國內(nèi)棒材生產(chǎn)線生產(chǎn)裝備卻有相當(dāng)一部分是20世紀(jì)70-80年代，有的甚至更早[5]。 近年來我國小型軋機(jī)向連續(xù)化發(fā)展，線材生產(chǎn)則趨向采用高速線材軋機(jī)，到20

20、02年6月底，全國共投產(chǎn)連續(xù)及半連續(xù)小型軋機(jī)70套，設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過2100萬t/a，其中國產(chǎn)化設(shè)備超過40%。到目前為止，全國共投產(chǎn)高速線材軋機(jī)約70臺(tái)套(含線棒材復(fù)合軋機(jī))，設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過1700萬t/a。國產(chǎn)化設(shè)備最高精軋速度可達(dá)90m/s。與此同時(shí)，我國目前尚有一些落后的小型線材軋機(jī)再生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，約有40%的小型型鋼(線棒材)生產(chǎn)線屬于落后淘汰設(shè)備，約30%的落后線材生產(chǎn)線應(yīng)被淘汰。 1.1.3管理水平逐年提高 近年來，我國線棒材廠總體生產(chǎn)管理水平不斷提高，一般連續(xù)小型及高速線材軋機(jī)投產(chǎn)后2年左右即能達(dá)到或超過設(shè)計(jì)產(chǎn)量。2000年以后，不少小型線材軋機(jī)的成材率達(dá)到97%，一些實(shí)行負(fù)偏差

21、軋制的軋機(jī)，成材率約在98%以上。另外，由于注重產(chǎn)品質(zhì)量的提高，開發(fā)了400MPaⅢ級(jí)帶肋鋼筋。并且，不少企業(yè)努力增加硬線生產(chǎn)比例，特別是在擴(kuò)大高強(qiáng)度低松弛預(yù)力鋼絲、鋼絞線生產(chǎn)份額，改善冷墩鋼質(zhì)量，擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格上采取了多項(xiàng)措施。最近新投產(chǎn)的幾套高速線材軋機(jī)，可提供Ф5～25 mm線材，直徑公差達(dá)0.1mm，橢圓度達(dá)0.14mm，可滿足不同用戶的需求[3]。 1.1.4高質(zhì)量、高附加值的經(jīng)濟(jì)線材少 金屬制品是高速線材的深加工產(chǎn)品，其使用價(jià)值優(yōu)于熱軋產(chǎn)品，可節(jié)約金屬30%～40%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國家金屬制品的產(chǎn)量已占線材產(chǎn)量的50%～70%。我國雖然線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的21.9%(居世界第一位

22、)，可用于金屬制品的只占線材產(chǎn)量的30%，很多高質(zhì)量要求的產(chǎn)品仍靠進(jìn)口。 今后我國棒材生產(chǎn)應(yīng)著重開發(fā)和消化吸收的技術(shù)和工藝有：無頭軋制工藝、高精度軋制技術(shù)、棒材低溫軋制技術(shù)、控制冷卻工藝、自動(dòng)控測(cè)技術(shù)、TMCP 技術(shù)、在線熱處理技術(shù)等[1]。 盡管近年來棒材質(zhì)量較80年代有了新的發(fā)展與提高，但發(fā)展還是極不平衡的。小型棒材一直是我國消費(fèi)量最大的鋼材品種，并且一直以較高速度增長，近20年來，小型棒材產(chǎn)量占鋼材的總產(chǎn)量的23.5% ～27.7%。我國現(xiàn)有先進(jìn)軋機(jī)產(chǎn)能僅為需求量的一半。國內(nèi)棒材廠家也都清楚地看到目前的市場(chǎng)形勢(shì)，紛紛加大改造或新建力度，增加產(chǎn)量、改進(jìn)工藝、提高質(zhì)量[4]。 1.2國

23、外棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 國外棒材生產(chǎn)工藝的發(fā)展集中在工藝的短流程、軋材性能的高品質(zhì)化、品種規(guī)格的多樣化、控制手段的智能化等方面[6]。近30年來，日本、美國、歐洲等合金結(jié)構(gòu)鋼的合金化與冶煉、壓力加工工藝有了很大的發(fā)展，主要體現(xiàn)在微合金或合金化、二次精練與連鑄、控軋控冷等方面[7]。從1970年開始，煉鋼工藝的變化主要為：鐵水預(yù)處理以降低鋼水中磷、硫和硅的含量，鋼包精練加鈣脫硫以提高DWTT和夏比沖擊能。 由于鐵水預(yù)處理及爐外精練技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，使得轉(zhuǎn)爐流程在特殊鋼生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。目前合金結(jié)構(gòu)鋼中小型棒材趨于向高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展[8]。國外生產(chǎn)合金結(jié)構(gòu)鋼中小型軋機(jī)有三

24、種類型：第一種是橫列式或多列式軋機(jī)；第二種是采用活套式無張力軋制的瑞典式軋機(jī)；第三種是連續(xù)式軋機(jī)[9]。 全球鋼材市場(chǎng)競爭十分激烈形勢(shì)下，鋼鐵企業(yè)要想在市場(chǎng)競爭中處于不敗之地，誰有最低的成本，誰有最好的質(zhì)量，誰就有了制勝的法寶。在運(yùn)用新技術(shù)、新方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)挖潛、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，軋鋼生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行大量的投資改造中。如何在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上走出利用最少投資，取得最大效益的新路子是目前所有鋼材生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。 1.3棒材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 棒材現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和品種規(guī)格來看與國外同行相比仍處于相對(duì)劣勢(shì)，為此國內(nèi)生產(chǎn)工藝必須進(jìn)行技術(shù)改造，其發(fā)展方向應(yīng)是：1.采用先進(jìn)的工藝和技術(shù)，縮小與

25、國內(nèi)先進(jìn)連軋生產(chǎn)線的差距，達(dá)到國際先進(jìn)水平。2.應(yīng)用冶鑄軋短流程生產(chǎn)技術(shù)，使軋制工藝與前后工序形成連續(xù)化、緊湊化、節(jié)能化和可持續(xù)發(fā)展。3.應(yīng)用高精度軋制技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量[10]。 棒線材車間布置形式經(jīng)歷了從單機(jī)架、棋盤式、跟蹤式和半連軋式，發(fā)展到了目前廣泛應(yīng)用的全連續(xù)式。設(shè)備也從二輥、三輥式軋機(jī)發(fā)展到了懸臂式和平立可互換的短應(yīng)力線軋機(jī)[7]。其生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)展到以下技術(shù)： 1.3.1無頭軋制技術(shù) 無頭軋制與常規(guī)軋制相比，生產(chǎn)效率提高12%—16%，生產(chǎn)成本降低25%—3.0%[8]。定尺率接近100%，金屬收得率提高約1%。從軋件品質(zhì)分析，因?yàn)檐堉茣r(shí)僅存在著一個(gè)頭部，所以能明顯減少軋件縱

26、向尺寸和性能不均現(xiàn)象。 1.3.2熱送熱裝和感應(yīng)加熱的應(yīng)用 隨著連鑄技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無缺陷鑄坯的連續(xù)生產(chǎn)，這就使熱送熱裝、感應(yīng)加熱和連鑄連軋成為現(xiàn)實(shí)。 1.3.3低溫軋制 此技術(shù)被廣泛應(yīng)用在普碳及低合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)中。低溫軋制是利用金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行塑性加工能使晶粒得到細(xì)化的原理，生產(chǎn)出具有更高的力學(xué)性能、更好的表面質(zhì)量和更優(yōu)越工藝性的軋件，避免了傳統(tǒng)離線熱處理工序，節(jié)能降耗效果非常明顯。 1.3.4棒材的高精度軋制 高性能軋機(jī)的應(yīng)用使軋制精度大大提高，其中最有代表性的是Kocks/Danieli的RSM機(jī)組。3架3輥縫自動(dòng)控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓、方、六角、角、槽和扁

27、鋼產(chǎn)品在較寬尺寸范圍內(nèi)尺寸公差的嚴(yán)格控制。 1.3.5高速剪切技術(shù) 圓盤式高速飛剪機(jī)的問世不但使常規(guī)生產(chǎn)方式下線材頭和尾的自動(dòng)剪切得以實(shí)現(xiàn)，并能將切掉部分做碎斷處理，避免了精整區(qū)人工切頭尾和取樣操作，并能配合ECR或EWR生產(chǎn)方式做軋件切斷處理。高速飛剪機(jī)在微機(jī)控制下，能精確控制切頭尾長度和線卷重量，目前最大剪切速度已達(dá)140m/s。 1.4棒材生產(chǎn)的目的和意義 從我國的棒材發(fā)展史可以看出，我國熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)水平不斷提高，普通鋼筋從低碳鋼、低合金鋼向微合金鋼發(fā)展，預(yù)應(yīng)力鋼筋從強(qiáng)度偏低、松弛較大向高強(qiáng)度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展，同時(shí)，冷加工鋼筋的發(fā)展趨向是：冷拔鋼絲、冷拉鋼筋從廣泛

28、采用到被淘汰出局，而作為細(xì)直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補(bǔ)充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格和售后服務(wù)，它們將通過市場(chǎng)機(jī)制與細(xì)直徑的熱軋帶肋鋼筋進(jìn)行競爭[7]。 棒材廣泛用于被廣泛用于民用建筑、高層建筑、重點(diǎn)工程：機(jī)場(chǎng)、港口、高速公路、橋梁、電廠等建設(shè)，是一種非常重要的鋼材。型鋼生產(chǎn)在軋鋼車間生產(chǎn)中占有重要的地位，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國每年生產(chǎn)的型材占鋼材生產(chǎn)總數(shù)量的50%左右，因此，掌握型鋼生產(chǎn)理論與工藝，對(duì)提高型鋼產(chǎn)品質(zhì)量和精度，開發(fā)新品種、新工藝、新設(shè)備，完善生產(chǎn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 在本設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化程度極高，從坯料上料到成品，

29、一線全部自動(dòng)化，無需人工操作。坯料選用連鑄坯取代初軋鋼坯，提高了成材率，簡化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，設(shè)計(jì)采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機(jī)產(chǎn)量、軋制精度和成品質(zhì)量，降低了成本。并且在軋制的精軋部分采用平立輥交替軋制，減少軋制事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。 二 產(chǎn)品大綱 2.1產(chǎn)品大綱的確定要求及內(nèi)容 2.1.1產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 國家有關(guān)部門根據(jù)產(chǎn)品使用上的技術(shù)要求和生產(chǎn)部門可能達(dá)到的技術(shù)水平，制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可分為國標(biāo)、冶標(biāo)、企標(biāo)等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括以下內(nèi)容： 1．規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品的牌號(hào)、形狀、尺寸及表面質(zhì)量，并且附有使用

30、供參考的有關(guān)參數(shù)等。 2．性能標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物力機(jī)械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊的性能要求等。 3．試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定作實(shí)驗(yàn)時(shí)的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)方法等。 4．交貨標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。 2.1.2產(chǎn)品大綱編制時(shí)應(yīng)注意的問題 1．滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)軋制產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)于鋼材的需要[6]。 2．考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對(duì)路、布局合理。 3．考慮

31、軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。有條件的要爭取軋機(jī)向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。 4．考慮建廠地區(qū)資源及鋼材的供應(yīng)條件，物資和材料等運(yùn)輸?shù)那闆r，逐步完善和配套起獨(dú)立的軋鋼生產(chǎn)體系。 5．做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場(chǎng). 2.1.3產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 1．車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模； 2．各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3．各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占的比例等。 2.1.4產(chǎn)品質(zhì)量 1．圓鋼按下列國家標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)、進(jìn)行檢驗(yàn)和交貨： GB700-88：《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T699-1999：

32、《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB3077-1999：《合金結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T6478-2001：《冷鐓和冷擠壓用鋼》 GB1222-84：《彈簧鋼》 其中產(chǎn)品尺寸精度應(yīng)滿足GB/T702-86中I組允許偏差，具體數(shù)值為： 直徑公差： Φ20～Φ30mm0.30mm Φ31～Φ50mm0.40mm Φ51～Φ80mm0.60mm 橢圓度： Φ20～Φ40mm不超過直徑公差總值的50%。 Φ41～Φ80mm不超過直徑公差總值的70%。 彎曲：每米不超過2.5mm，總彎曲不超過棒材全長的0.25%。 定尺長度誤差：60mm。 2．螺紋鋼筋按國家標(biāo)準(zhǔn)GB1499-98組織生產(chǎn)、進(jìn)行

33、檢驗(yàn)和交貨。 3．成品交貨狀態(tài) 成品棒材以直條成捆狀態(tài)交貨。 棒材定尺長度：6～12m 每捆棒材重量：2000～4000kg 4．打捆道次 6m棒材捆3道； 6～9m棒材捆4道； 9～12m棒材捆5道； 2.2產(chǎn)品大綱 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)棒材特別是熱軋帶肋鋼筋的需求量很大。但是我國棒材生產(chǎn)線基本大量生產(chǎn)普碳鋼等經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的產(chǎn)品，優(yōu)質(zhì)棒材產(chǎn)量存在嚴(yán)重不足，所以，棒材在我國的市場(chǎng)潛力非常大，廣泛用于建筑工程、機(jī)械結(jié)構(gòu)、汽車零件制造等方面。所以本次設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品多為高附加值產(chǎn)品。 產(chǎn)品大綱制定原則： 1．滿足市場(chǎng)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品大綱的編制根據(jù)國

34、內(nèi)外市場(chǎng)短期和長期對(duì)產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要，同時(shí)，兼顧國民經(jīng)濟(jì)各部門情況，即考慮當(dāng)前的需要，又考慮將來發(fā)展的需要。 2．產(chǎn)品的平衡。產(chǎn)品大綱的編制應(yīng)考慮國內(nèi)外鋼廠生產(chǎn)的布局和配套以及出口的問題。 3．建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、運(yùn)輸條件、投資等的可能性。 在進(jìn)行產(chǎn)品大綱的編制時(shí)，要以以上三點(diǎn)作為依據(jù)，全面考慮，三者不可偏廢。 該車間設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有：圓鋼、熱軋帶肋螺紋鋼筋、方鋼、扁鋼等。具體產(chǎn)品大綱見表2.1： 表2.1棒材車間產(chǎn)品大綱 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)格/mm 代表鋼種 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 年產(chǎn)量/t 比例/% 1 圓鋼 12~40 Q235

35、 GB/T 702、 GB 13013、 GB/4 1499.1 70000 10 2 12~40 45 70000 10 3 12~40 AM3 56000 8 4 12~40 BL3 ML45 28000 4 5 12~40 20CrMo 56000 8 6 熱軋帶肋螺紋鋼筋 12~40 HRB335 HRB400 GB/T 1499.2 350000 50 7 方鋼 1414 1616 1818 5050 Q235 GB/T 702 70000 10 合計(jì) 700000 100 該棒材車間設(shè)計(jì)

36、為年產(chǎn)70萬t的鋼材，產(chǎn)品規(guī)格為螺紋鋼Φ12～Φ40mm，圓鋼Φ12～Φ40mm，都以熱軋直條狀態(tài)交貨，定尺長度為6mm～12mm，具體的長度根據(jù)客戶的要求確定。 2.3坯料選擇 目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、鋼坯、鋼錠。 鋼錠是煉鋼生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，也是鋼材生產(chǎn)的原料。鋼錠質(zhì)量的優(yōu)劣、重量的大小及鋼錠的類型對(duì)鋼材產(chǎn)品生產(chǎn)有很大的影響。鋼錠經(jīng)開坯軋制成不同規(guī)格的鋼坯。可根據(jù)不同的產(chǎn)品特點(diǎn)，選擇與成品鋼材形狀相近似的鋼坯。連鑄坯是直接將鋼水鑄成軋機(jī)所需要的各種規(guī)格和斷面形狀的鋼坯的生產(chǎn)過程，省去了初軋生產(chǎn)過程。 隨著冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，連鑄和棒材軋機(jī)之間的連接的合理優(yōu)化，從連鑄坯考

37、慮采用較大的斷面，大連鑄坯在連鑄過程中有利于夾雜物上浮，更能保證質(zhì)量，同時(shí)，在壓縮比一定的情況下，較大斷面的連鑄坯有利于生產(chǎn)更大規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量更好的鋼材。三種原料比較如下表2.2所示： 表2.2軋鋼生產(chǎn)各種原料比較 原料種類 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 使用條件 鋼錠 不用初軋開坯，可直接軋制成材 金屬消耗大，成材率低，中間不能進(jìn)行清理，壓縮比小，產(chǎn)量低 僅特殊用途軋機(jī)用鋼錠作原材料，大部分鋼錠要經(jīng)初軋機(jī)、中型開坯軋機(jī)或鍛壓機(jī)軋成各種鋼坯 鋼坯 壓縮比大，可中間清理，故產(chǎn)量大。鋼種不受限制，成材率高 需要初軋開坯，使工藝和設(shè)備復(fù)雜。能耗和產(chǎn)品成本提高，比用連鑄坯金屬消耗大得多，成材率低

38、 大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)以及生產(chǎn)品種較多的各種車間 連鑄坯 金屬消耗少，成材率可提高6～12%，不用初軋，縮短工藝流程，可節(jié)能降耗，降低成本 鋼種受到一定限制（主要用于鎮(zhèn)靜鋼），壓縮比較小，對(duì)有些產(chǎn)品受到限制，另外連鑄坯規(guī)格較少，不適用于多品種小批量生產(chǎn)的要求，連鑄工藝要求嚴(yán)格 適合于大、中、小多類鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)品種較少，毗連較大的情況；適用于壓縮比要求不特別嚴(yán)格的產(chǎn)品 通過上述比較，本設(shè)計(jì)選用連鑄坯作為生產(chǎn)原料。 三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究 3.1典型產(chǎn)品 近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展迅速，致使國內(nèi)對(duì)熱軋帶肋螺紋鋼筋用鋼的需求量大大提高，所以典型產(chǎn)品選擇HRB335熱軋帶肋螺

39、紋鋼筋。其化學(xué)成分如表3.1所示： 表3.1HRB335鋼的化學(xué)成分 標(biāo)準(zhǔn) C（%） Si（%） Mn（%） P（%） S（%） GB1499-1998 0.17~0.25 0.40~0.80 1.20~1.60 ≤0.045 ≤0.045 內(nèi)控 0.18~0.23 0.40~0.70 1.20~1.50 ≤0.040 ≤0.040 注：HRB335生產(chǎn)時(shí)鋼的化學(xué)成分必須符合內(nèi)控規(guī)定?？刂艭含量滿足：0.38%<（C+Mn）%<0.52%。從而保證鋼筋的焊接性能。 3.2鋼中各元素的作用： C：碳對(duì)鋼的影響十分的顯著，碳含量提高可以大幅度提高鋼的強(qiáng)度

40、，但同時(shí)也使鋼的塑性和韌性下降，C對(duì)性能的影響主要是對(duì)組織的影響，C對(duì)鋼的顯微組織和性能有重大影響，對(duì)緩冷后鋼的顯微組織的影響是：在亞共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，鐵素體相對(duì)減少，珠光體相對(duì)量增加；達(dá)到共析鋼時(shí)，全部為珠光體；在過共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，先共析滲碳體相對(duì)量增加，珠光體相對(duì)量減少。因此，C含量的控制應(yīng)在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。 Mn：錳是煉鋼過程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶于鋼液中的氧。它還可以把鋼液中的FeO還原成鐵，并形成MnO。錳除了脫氧作用外，還有除硫作用，與鋼液中硫結(jié)合生成MnS，從而在相當(dāng)大程度上消除硫在鋼中的有害影響。錳對(duì)碳鋼的機(jī)械性能有良好的影響，它能提高

41、鋼的強(qiáng)度和硬度，當(dāng)錳含量不高時(shí)（低于0.80%），可以稍微提高或不降低鋼的塑性和韌性。錳提高強(qiáng)度的原因是它溶入鐵素體而引起固溶強(qiáng)化，并使鋼材在冷卻時(shí)得到層片較細(xì)、強(qiáng)度較高的珠光體，在相同冷卻條件下共同完成光體的相對(duì)量增加。此外，錳還可以深入滲碳體中，形成（Fe，Mn）3C。 Si：硅在煉鋼過程中也是必須加入的脫氧劑，可以去除溶于鋼中的氧，可把鋼中的FeO還原成鐵，形成SiO2，碳鋼中的硅含量一般小于0.50%，它是鋼中的有益元素，硅溶于鐵素體后有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但是含量較高時(shí)，使鋼的塑性和韌性下降。由于硅是非碳化物形成元素，在鋼中不形成碳化物，而是固溶于鐵素體中，

42、造成強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，可顯著提高鋼的彈性極限和屈強(qiáng)比，使鋼的屈服強(qiáng)度增加超過抗拉強(qiáng)度的增加，從而導(dǎo)致鋼筋的屈服強(qiáng)度偏高，鋼筋的屈強(qiáng)比偏高。 S：硫是鋼中的有害元素，它是煉鋼過程中由礦石和燃料帶到鋼中來的雜質(zhì)，硫只能溶于鋼液中，在固態(tài)鐵中幾乎不能溶解，而是以FeS夾雜的形式存在于固態(tài)鋼中。硫最大的危害是引起鋼在熱軋時(shí)開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆。原因是由于FeS的嚴(yán)重偏析，即使鋼中的硫不算高，也會(huì)出現(xiàn)（Fe+FeS）共晶，鋼在凝固時(shí)，共晶組織中的鐵依附在先共晶相—鐵晶體上生長，最后把FeS留在晶界處，形成離異共晶。（Fe+FeS）共晶的熔化溫度很低（989℃）而熱加工的溫度一般為1150~1250

43、℃，這時(shí)位于晶界上的（Fe+FeS）共晶已經(jīng)處于熔融狀態(tài)，從而導(dǎo)致熱加工時(shí)開裂，如果鋼中的氧含量也高，還會(huì)形成熔點(diǎn)更低的（940℃）Fe+FeO+FeS，其危害性更大。防止熱脆的方法是鋼中加入適量的Mn，形成，MnS熔點(diǎn)為1600℃高于熱加工溫度，并在高溫下具有一定的塑性，不會(huì)產(chǎn)生熱脆。此外，含硫量高時(shí)，還會(huì)使鋼鑄件在鑄造應(yīng)力作用下產(chǎn)生熱裂紋。在焊接時(shí)產(chǎn)生SO2氣體，使焊縫產(chǎn)生氣孔和縮孔。但是硫可以提高切削加工性能。 P：一般來說，磷是有害的雜質(zhì)元素，它是由礦石和生鐵等煉鋼原料帶入的。無論是在高溫，還是在低溫，磷在鐵中具有較大的溶解度，所以鋼中的磷一般固溶于鐵中。磷具有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，它

44、使鋼的強(qiáng)度、硬度顯著提高，但劇烈的降低鋼的韌性，尤其是低溫韌性，稱為冷脆，磷的有害影響主要在于此。但是，在一定條件下磷也有一定的有益作用，它可以提高鋼的切削加工性能。 其它元素如Cu、O、H 等對(duì)鋼材性能也有較大的影響，但在實(shí)際生產(chǎn)中能控制在要求的范圍內(nèi)，因此，不是重點(diǎn)控制的元素。 3.3軋制工藝對(duì)鋼材組織、性能的影響 鋼材的組織與化學(xué)成分有很大的關(guān)系，化學(xué)成分不同，在相同的軋制工藝條件下，會(huì)得到不同的組織。但是，一旦化學(xué)成分確定以后，影響鋼材組織的主要因素就是軋制工藝。 軋制工藝中，對(duì)組織影響的主要因素是軋制溫度和冷卻制度，HRB335在熱加工狀態(tài)下的組織通常為奧氏體，在軋制、冷卻過

45、程中由于溫度變化的不同，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，因此，軋制溫度不同、冷卻速度不同，會(huì)得到不同的鋼材組織，也會(huì)得到不同的力學(xué)工藝性能。在不同的軋制溫度和冷卻速度下，可能得到鐵素體a、珠光體P、貝氏體B或馬氏體，具體情況可以看C-曲線。HRB335的C曲線如圖3.1。 圖3.1HRB335的C曲線 在不同的冷卻條件下，得到的組織。如圖3.1，陰影部份為鐵素體形成區(qū)，標(biāo)有P、B的區(qū)域分別為珠光體形成區(qū)和貝氏體形成區(qū)，當(dāng)冷卻曲線從某區(qū)域穿過，必定形成該組織。從圖3.1看，如180的冷卻曲線，得到組織為75%的鐵素體和25%的珠光體。如228的冷卻曲線，得到約45%的鐵素體、約17%的珠光體和約26

46、%的貝氏體，如果冷卻速度過快，還會(huì)得到馬氏體組織。 組織不同，性能有很大的差異，各種組織對(duì)鋼材性能的影響如下： 1．鐵素體：鐵素體是熱軋帶肋鋼筋里的十分重要的基本相，它是碳溶于α鐵中的間隙固溶體，為面心立方晶格，以晶粒的形式存在于鋼中，鐵素體的性能與純鐵基本相同，鐵素體為軟韌相，它和鋼材組織中其他相相比，硬度和強(qiáng)度較低，但延伸率好，韌性也較好。但是鐵素體的強(qiáng)度還與鐵素體的晶粒有關(guān)系，晶粒越小，強(qiáng)度高且塑性、韌性也好。通常鐵素體相的性能大致范圍如下： 抗拉強(qiáng)度：176~274MPa 屈服強(qiáng)度：98~166MPa 延伸率：30~50% 斷面收縮率：70~80% 沖擊韌性 160~20

47、0J/cm2 硬度 HB：50~80 2．珠光體：片狀珠光體是熱軋帶肋鋼筋中的一個(gè)重要相，珠光體是由鐵素體和滲碳體（滲碳體是鐵與碳形成的間隙化合物Fe3C，含碳量為6.69%）交替成片狀組織，當(dāng)在A℃~650℃溫度較高的條件下，片間距的大小通常為 0.6~1.0m，珠光體有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差，其機(jī)械性能主要取決于珠光體片間距，硬度和強(qiáng)度隨珠光體的片間距的縮小而增大，在塑性變形時(shí)，基本在鐵素體內(nèi)部發(fā)生，滲碳體層則有阻止滑移的作用，滑移的最大距離就等于片間距，片間距越小，鐵素體和滲碳體的相界面越多，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙越大，因而厚度和強(qiáng)度都提高，珠光體塑性也隨片間距的減小而增大，這是由于片

48、間距越小，鐵素體和滲碳體越薄，從而使塑性變形能力增大。不同的溫度范圍會(huì)形成不同片間距的珠光體，當(dāng)在650~600℃的溫度范圍內(nèi)形成的珠光體組織其片間距較細(xì)，約為0.25~0.30m，只有在高倍光學(xué)顯微鏡下才能分辨出鐵素體和滲碳體的片層形態(tài)，這種細(xì)片狀珠光體又稱為索氏體。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度更低，在600~550℃之間時(shí)，形成的珠光體片間距更細(xì)，只有0.10~0.15m，只有在電子顯微鏡下才能區(qū)分，這種極細(xì)的珠光體又稱為索氏體。珠光體還有粒狀珠光體，在此不作過多的闡述。珠光體的機(jī)械性能大體如下： 抗拉強(qiáng)度：1000MPa 屈服強(qiáng)度：600MPa 延伸率：10% 斷面收縮率：12~15% 硬度HB

49、：241 3．貝氏體：同珠光體類似，貝氏體也是由鐵素體和碳化物組成的機(jī)械混合物，在轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生碳在鐵素體中的擴(kuò)散，但貝氏體的組織形態(tài)又和珠光體不同。貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體，上貝氏體的形成溫度高，鐵素體晶粒和碳化物顆粒較粗大，碳化物呈短桿狀平行分布在鐵素體板條之間，鐵素體和碳化物分布有明顯的方向性，這種組織狀態(tài)使鐵素體條間易產(chǎn)生脆斷，在400~550℃溫度區(qū)間形成的上貝氏體不但硬度低，而且沖擊韌性差，所以在材料中一般應(yīng)避免上貝氏體組織形成。下貝氏體中鐵素體細(xì)小而均勻分布，而且在鐵素體內(nèi)又沉淀析出細(xì)小、多量而彌散的—碳化物，故位錯(cuò)密度很高。因此，下貝氏體不但強(qiáng)度高，而且韌性也好，具有良好

50、的綜合機(jī)械性能，一些研究結(jié)果表明，下貝氏體比回火高碳馬氏體具有更高的韌性、較低的缺口敏感性和裂紋敏感性。 4．馬氏體：當(dāng)鋼的冷卻速度過快，奧氏體還未來得及轉(zhuǎn)變?yōu)榇M織，就形成了馬氏體，馬氏體是碳在α—Fe 中過飽和的間隙固溶體，鋼中馬氏體有兩種類型的結(jié)構(gòu)，一種是含碳量低的鋼中出現(xiàn)的體心立方，另一種是含碳量較高的鋼中出現(xiàn)的體心正方。鋼中的馬氏體有兩種基本形態(tài)，一種是板條狀馬氏體，又稱為低碳型馬氏體，另一種是片狀馬氏體，又稱為高碳型馬氏體。馬氏體機(jī)械性能的特點(diǎn)是具有高硬度和高強(qiáng)度，馬氏體高強(qiáng)度、高硬度的原因是多方面的，其中主要包括碳原子的固溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化及時(shí)效強(qiáng)化。馬氏體的塑性和韌性主要取決

51、于它的亞結(jié)構(gòu)，在相同屈服條件下，位錯(cuò)型馬氏體比孿晶型馬氏體的韌性好得多，孿晶馬氏體具有高的強(qiáng)度，但韌性很差，其性能特點(diǎn)是硬而脆。 3.4常規(guī)工藝軋制條件下HRB335的組織 HRB335常規(guī)軋制工藝溫度控制如下： 開軋溫度：1000~1200℃ 終軋溫度：950~1150℃ 冷卻：在冷床上自然空冷，不同規(guī)格的鋼筋冷卻速度也有所不同大規(guī)格鋼筋的冷卻速度慢，小規(guī)格的鋼筋冷卻速度快。在高溫段（≥700℃），冷卻速度通常為10~15℃/秒，低溫度通常為3~8℃/秒。 在上述的溫度條件下，HRB335 通常得到的是鐵素體和珠光體組織，有時(shí)有少量的貝氏體（通常低于5%）。 3.5化學(xué)元素對(duì)H

52、RB335CCT曲線的影響 HRB335國標(biāo)CCT曲線如圖3.2所示： 圖3.2國標(biāo)下HRB335CCT曲線 各化學(xué)元素對(duì)HRB335CCT曲線均有影響，其表現(xiàn)為各元素含量對(duì)珠光體P、貝氏體B以及鐵素體F的開始轉(zhuǎn)變溫度的影響。各元素含量不同致使珠光體P、貝氏體B以及鐵素體F的開始轉(zhuǎn)變溫度有所不同。其中各元素含量與各開始轉(zhuǎn)變溫度關(guān)系如下表3.1所示： 表3.1HRB335CCT曲線中各元素含量與開始轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系 國標(biāo)含量 開始轉(zhuǎn)變溫度/℃ 珠光體P 貝氏體B 鐵素體F 712.0 582.2 832.4 C含量/% 0.19 711.3 583.8 83

53、5.3 0.20 712.0 582.2 832.4 0.21 712.6 580.7 829.6 0.22 713.2 579.2 826.8 Si含量/% 0.4 709.2 590.9 826.9 0.5 711.0 585.0 830.5 0.6 712.9 579.5 834.3 0.7 714.8 574.4 838.0 Mn含量/% 1.2 715.0 587.5 837.4 1.3 713.0 584.0 834.1 1.4 710.9 580.5 830.8 1.5 708.9 577.

54、0 827.5 P含量/% 0.025 711.5 582.2 827.7 0.030 711.7 582.2 829.3 0.035 711.8 582.2 830.8 0.040 712.0 582.2 832.4 S含量/% 0.025 711.4 581.4 831.5 0.030 711.6 581.6 831.8 0.035 711.8 581.9 832.1 0.040 712.0 582.2 832.4 由表3.1給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知HRB335的珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度隨C、Si、P、S含量的增加而升高，而隨Mn

55、含量的增加而降低。與之相反貝氏體轉(zhuǎn)變開始溫度卻隨C、Si、Mn含量增加而降低，而隨S含量的增加而增加，但P的含量卻不影響貝氏體的開始轉(zhuǎn)變溫度或者說其影響很小。其中鐵素體的開始轉(zhuǎn)變溫度隨C、Mn含量的增加而降低，而隨Si、P、S含量的增加而升高。 四 生產(chǎn)工藝流程 4.1棒材軋制生產(chǎn)工藝的制定 4.1.1制定生產(chǎn)工藝的原則 根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動(dòng)成本，并有利于產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和發(fā)展，有較好的勞動(dòng)條件，最好的經(jīng)濟(jì)效益，具體的原則如下： 1．根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求：通常在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼

56、材各種規(guī)格，技術(shù)條件、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度、鋼組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝過程的首要依據(jù)。為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給予保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 2．生產(chǎn)規(guī)模大?。河捎谲囬g生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。應(yīng)此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。 3．產(chǎn)品成本：成品是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)

57、要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動(dòng)力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會(huì)相應(yīng)提高。反之，則產(chǎn)品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其它因素有關(guān)的。 4．工人的勞動(dòng)條件：工藝過程中采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動(dòng)者的身體健康，不造成環(huán)境污染。否則，應(yīng)采取妥善的防護(hù)措施。 4.1.2生產(chǎn)工藝流程圖 工藝流程是指產(chǎn)品的生產(chǎn)工序。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)

58、上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對(duì)于工藝過程合理化，對(duì)于充分發(fā)揮軋機(jī)作用具有重要意義。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗時(shí)指定產(chǎn)品工藝過程的總要求。工藝流程如下圖4.1所示： 圖4.1生產(chǎn)流程 連鑄坯或初軋坯 廢料剔除上料稱量 加熱爐加熱 高壓水除鱗 粗軋機(jī)組 1#飛剪機(jī)及事故碎斷剪 中軋機(jī)組 2#飛剪機(jī)及事故碎斷剪 精軋機(jī)組 倍尺剪 取樣剪 冷床冷卻、齊頭 成排收集 冷飛剪剪切 計(jì)數(shù)、自動(dòng)打捆、標(biāo)記 稱量 發(fā)貨 冷卻 打捆標(biāo)記 稱量 存放 取卷 打包收集 稱重 存放 4.2生產(chǎn)工藝的過程

59、4.2.1坯料表面預(yù)處理 1．表面缺陷清理 連鑄坯表面存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，會(huì)在軋制過程延伸、擴(kuò)大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點(diǎn)，使材料強(qiáng)度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時(shí)的塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼清理和火焰清理的方法。清理表面常用的方法有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機(jī)床清理。根據(jù)港中、缺陷的性質(zhì)與狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，而采取的清理方法也不同。一般碳素鋼及部分合金鋼的局部處理采用人工火焰清理；碳鋼和部分合金鋼的大面積剝皮采用機(jī)械火焰清理。各種清理方法中，費(fèi)用比較砂輪清理是風(fēng)鏟清

60、理的3倍，二機(jī)床與火焰清理費(fèi)用是風(fēng)鏟清理的1/2。 2．表面氧化鐵皮清除 氧化鐵皮清除目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。 清除表面氧化鐵皮的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩類。對(duì)連鑄坯，一般采用化學(xué)法清理。對(duì)金屬進(jìn)行酸洗或堿洗屬于化學(xué)法清除。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的方法。 4.2.2坯料加熱 對(duì)于熱軋型鋼來說，軋前加熱的目的是提高鋼的塑性以降低剛在熱軋時(shí)的變形抗力，降低軋制壓力，是坯料內(nèi)外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以避免由于溫度應(yīng)力過大而造成的嚴(yán)重缺陷，改善坯料的組織狀態(tài)，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。 現(xiàn)代化棒、線材軋制速度很高，軋制中溫降

61、很小，甚至還出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，所以棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設(shè)備，制定合適的加熱工藝制度對(duì)提高車間生產(chǎn)能力，改善產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。相反，加熱設(shè)備選擇不當(dāng)，加熱制度制定不妥，可能引起鋼的氧化、脫碳、過熱、過燒等缺陷，給軋鋼生產(chǎn)帶來嚴(yán)重后果。因此根據(jù)本車間的產(chǎn)量大等原因，選擇步進(jìn)梁式加熱爐[12]。 坯料加熱工序設(shè)計(jì)主要考慮：加熱速度、加熱時(shí)間、加熱溫度等方面。 1．加熱速度 鋼的加熱速度指在單位時(shí)間內(nèi)鋼的溫度的變化。加熱速度應(yīng)根據(jù)某溫度范圍內(nèi)金屬的塑性和導(dǎo)熱性來確定。一般坯料加熱可分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期是在低溫加熱時(shí)間。這個(gè)時(shí)期由于金屬導(dǎo)熱性和塑性較差，容易造成金屬內(nèi)外層

62、溫差過大而導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑性和導(dǎo)熱性較差，此時(shí)要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低合金鋼在低溫導(dǎo)熱性和塑性較好，就沒必要采取過低的速度。第二個(gè)時(shí)期是指高溫加熱時(shí)期即金屬加熱到700～800℃以后，這時(shí)金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。 2．加熱時(shí)間 加熱時(shí)間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時(shí)間。加熱時(shí)間長短不僅影響爐子產(chǎn)量，也影響鋼材質(zhì)量。所以合理確定加熱時(shí)間對(duì)實(shí)現(xiàn)正確加熱、提高爐子產(chǎn)量、保證加熱質(zhì)量和改善爐子的各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。 加熱時(shí)間與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。 3．加熱溫度 鋼

63、的加熱溫度是指在鋼加熱終了時(shí)出爐的表面溫度。鋼加熱的主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好。但是溫度過高又會(huì)產(chǎn)生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發(fā)生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個(gè)“上限”；另一方面，根據(jù)對(duì)金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時(shí)能保持在一定的溫度上，以期得到理想的內(nèi)部組織和性能，并保證軋制的順利進(jìn)行；所以加熱溫度又有一個(gè)“下限”[24]。鋼的加熱溫度范圍主要是根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定的。根據(jù)合金相圖、塑性涂及再結(jié)晶圖即所謂“三圖”定溫的原則確定加熱溫度。 根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定加熱溫度。一般低碳

64、鋼溫度范圍較大，高碳鋼和低合金鋼溫度范圍較小，特別是低合金鋼，加熱溫度要嚴(yán)格控制。 4.2.3鋼材的軋制 鋼的軋制是整個(gè)工藝過程的核心，從工藝設(shè)計(jì)角度來說，它包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 1．變形規(guī)程 在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），完成由坯料到成品的變形過程謂之變形規(guī)程。變形規(guī)程的主要內(nèi)容時(shí)確定總的變形量和道次變形量。變形量的分配是個(gè)重要參數(shù)，它是選擇軋機(jī)設(shè)備、進(jìn)行工具設(shè)計(jì)（孔型設(shè)計(jì)、輥型設(shè)計(jì)）的重要依據(jù)，對(duì)軋機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。 確定變形量的大小和分配要進(jìn)行綜合的分析和比較。根據(jù)金屬的加工性能，電機(jī)能力、設(shè)備強(qiáng)度、咬入條件以及工具形狀等

65、許多影響因素，一般都是在保證產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)械安全的前提下，盡可能的選用較大變形量，以縮短軋制過程，提高軋機(jī)產(chǎn)量。 2．速度規(guī)程 選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。提高軋制速度時(shí)現(xiàn)代軋機(jī)提高生產(chǎn)率的主要途徑之一。 沿道次實(shí)現(xiàn)軋制速度的變化是一些軋機(jī)（如初軋機(jī)、連軋機(jī)）速度規(guī)程的主要內(nèi)容，這些軋機(jī)每道次速度的變化是通過傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)的速度變化而實(shí)現(xiàn)的，目前從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)軋機(jī)主傳動(dòng)調(diào)速有三種方法：直流驅(qū)動(dòng)、串級(jí)調(diào)速、差動(dòng)調(diào)速。本棒材軋機(jī)車間內(nèi)的軋機(jī)都采用直流單獨(dú)傳動(dòng)。按連軋常數(shù)分配各道次速度，出口速度最大為16m/s。 3．溫度規(guī)程 溫度規(guī)程規(guī)定軋制時(shí)的溫度區(qū)間，及主要

66、決定軋制時(shí)軋件的開軋溫度和終軋溫度。 一般確定鋼加工時(shí)的溫度規(guī)程要根據(jù)鋼種特性及其相圖來確定。通常在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，開軋溫根據(jù)鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據(jù)；而終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品的組織與性能，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與鋼種有關(guān)。 總起來看在確定溫度制度時(shí)要考慮下面幾點(diǎn)： （1）根據(jù)鋼的化學(xué)成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件； （2）在某溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時(shí)的能量消耗； （3）考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損； （4）獲得軋后成品有細(xì)小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機(jī)械性能； （5）考慮在此溫度范圍加工，鋼的內(nèi)部組織情況，不允許鋼中碳化物成粗大的網(wǎng)狀分布，也不允許鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布； （6）考慮到加工的溫度范圍對(duì)軋件頭部和尾部溫度差的影響，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在允許的公差范圍之內(nèi)。 4．軋制力 軋制力是確定軋制工藝參數(shù)之一，軋制力是決定軋制設(shè)備和動(dòng)力的原始數(shù)據(jù)，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行計(jì)算。確定軋制力的方法有計(jì)算法和實(shí)測(cè)法，這里采用計(jì)算法設(shè)計(jì)。 4.