河北联合大学轻工学院
QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY
毕业设计说明书设计题目：年产32万吨高速线材车间设计
学生姓名：
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专业班级：
学部：材料化工部
指导教师：
2012年5月24日
摘要
本设计为年产32万吨高速线材车间工艺设计。产品规格为Ф5.5～Ф10.0mm 的圆钢盘条，主要钢种有碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢。成品线材以盘卷状态经压紧打捆后交货，盘卷质量约1600Kg。产品质量执行现行国家标准。根据产品规格选择尺寸为150mm×150mm×12000mm 的连铸坯为原料。加热炉为步进式加热炉。本设计采用全连续无头轧制生产工艺技术，全线共有轧机28架，其中粗、中轧机平立交替布置，精轧机为45°悬臂辊环式轧机，终轧最大保证速度为120m/s。轧后控制冷却线由穿水冷却和斯泰尔摩散卷冷却线两部分组成。精整区采用P/F运输线。
关键词：高速线材，车间设计，孔型设计
Abstract
This design is an annual output of 320000 tons of high speed wire rod plant process design. Product specifications for the diameter5.5 ~10.0mm round steel wire diameter, there are major steel carbon structural steel, carbon structural steel, low alloy steel. Finished wire to the coil state through packing and bundling after delivery, coil quality about 1200Kg. Product quality of the implementation of the current national standard. According to the product specification and size of 150mm x150mm x 16000mm continuous casting billet as raw material. Heating furnace for reheating furnace. This design uses a continuous endless rolling production technology, all of the mill frame 28, wherein the coarse, medium mill alternation of horizontal and vertical arrangement, finishing mill of 45 DEG cantilever roller ring rolling mill, rolling the maximum guarantee rate of 120m / s.
Key words:High speed wire, workshop design ,roll pass design
目录
摘要.................................................................................................................................I ABSTRACT .................................................................................................................. II 目录.......................................................................................................................... I II 引言. (1)
第一章文献综述 (2)
1.1概况 (2)
1.2新技术、新装备 (3)
1.2.1轧前工序 (3)
1.2.2蓄热式燃烧技术 (3)
1.2.3精密轧制 (3)
1.2.4低温轧制技术 (4)
1.2.5无头轧制技术 (4)
1.2.6其他 (4)
1.3现有生产线装备水平 (5)
1.3.1具有领先水平的生产线 (5)
1.3.2具有二流水平的生产线 (6)
1.3.3一般水平的生产线 (6)
1.3.4较落后的生产线 (6)
1.4存在的主要问题 (6)
1.5高速线材的发展及其需要解决的问题 (7)
第二章产品大纲制定及金属平衡表 (9)
2.1编制产品方案的原则及方法 (9)
2.1.1国民经济发展对产品的要求 (9)
2.1.2产品的平衡 (9)
2.1.3建厂地区的条件 (9)
2.1.4产品方案的制定 (9)
2.2选择计算产品 (10)
2.3金属平衡表 (10)
第三章生产工艺流程制定 (12)
3.1工艺流程图如下 (12)
3.2工艺过程简述 (12)
3.2.1坯料的选择 (12)
3.2.2坯料的表面处理 (12)
3.2.3坯料的加热 (13)
3.2.4轧制过程 (13)
3.2.5控制冷却过程 (15)
3.2.6盘卷收集过程 (15)
第四章轧钢机的选择 (17)
4.1轧钢机的选择的主要依据 (17)
4.2选择的内容 (17)
4.2.1轧钢机的布置形式 (17)
4.2.2轧机机架数量的确定 (18)
4.2.3粗轧机组的选择 (18)
4.2.4中轧机组的选择 (18)
4.2.5预精轧机组的选择 (19)
4.2.6精轧机组的选择 (19)
4.3主机列介绍 (20)
第五章孔型设计 (21)
5.1孔型设计概述 (21)
5.1.1孔型设计的内容 (21)
5.1.2孔型设计的基本原则 (21)
5.2孔型系统的选取 (22)
5.2.1粗轧机孔型系统的选取 (22)
5.2.2中轧、预精轧、精轧及减定径轧机孔型系统的选取 (23)
5.3孔型设计计算 (23)
5.3.11＃孔型(平箱)尺寸设计及计算 (23)
5.3.22＃孔型(立箱)尺寸设计及计算 (23)
5.3.3分配各道次延伸系数 (24)
5.3.4孔型设计计算 (25)
5.4孔型在轧辊上的配置 (26)
5.4.1孔型在轧辊上的配置原则 (26)
5.4.2孔型在轧辊上的配置 (27)
5.5确定轧辊的平均工作直径及机架的连轧常数 (27)
5.5.1轧辊的平均工作直径 (27)
5.5.2孔型在轧辊上的配置原则 (28)
第六章力学参数计算及校核 (30)
6.1力能参数计算 (30)
6.1.1轧制温度 (30)
6.1.2轧制压力 (32)
6.2电机功率的校核 (36)
6.2.1传动力矩的组成 (36)
6.2.2各种力矩的计算 (37)
6.2.3电机校核 (39)
6.2.4第一道次电机功率校核举例 (39)
6.3轧辊强度的校核 (40)
6.3.1强度校核 (40)
6.3.2第一架轧机轧辊强度校核举例 (42)
第七章年产量计算 (45)
7.1轧制节奏图表 (45)
7.2典型产品的小时产量计算 (45)
7.2.1典型产品轧机小时产量： (45)
7.2.2轧钢机的平均小时产量 (46)
7.3典型产品的年产量计算 (46)
7.3.1工作制度、工作小时书的确定 (46)
7.3.2年产量计算 (47)
第八章辅助设备的设计及选择 (48)
8.1加热炉 (48)
8.1.1选型 (48)
8.1.2加热炉的尺寸 (49)
8.2飞剪 (49)
8.2.1选型 (50)
8.2.2飞剪的基本参数 (50)
8.3高线散卷冷却设备 (51)
8.3.1吐丝机： (51)
8.3.2斯泰尔摩冷却运输机 (52)
8.3.3起重运输设备的选择 (52)
8.4其它辅助设备 (53)
8.4.1钢坯上料台架 (53)
8.4.2固定挡板 (53)
8.4.3入炉辊道 (54)
8.4.4推钢机 (54)
8.4.5出钢机 (54)
8.4.6高压水除鳞装置及前后辊道 (54)
8.4.7出炉辊道 (55)
8.4.8钢坯剔除装置 (55)
8.4.9夹送辊 (55)
8.4.10卡断剪 (55)
8.4.11活套器 (55)
8.4.12吐丝机前夹送辊 (56)
8.4.13集卷站 (56)
8.4.14P/F运输机 (56)
8.4.15盘卷秤 (56)
8.4.16压紧打捆机 (56)
8.4.17卸卷站 (57)
第九章车间平面图 (58)
9.1车间平面布置得原则 (58)
9.2车间平面布置得内容 (58)
9.2.1布置简图 (58)
9.2.2可为车间以后发展各部分的具体布置 (59)
第十章综合经济技术指标 (60)
10.1日历作业率 (60)
10.2有效作业率 (60)
10.3成材率 (60)
10.4劳动生产率 (60)
总结 (63)
参考文献 (64)
致谢 (65)
引言
线材是指成卷交货的圆、扁小断面长材。因为断面小，散热快，保持同一温度下轧制不容易。线材产品一半是用与细规格拉拔，用户要求大盘重交货。降温快与大盘重需求的矛盾使线材生产工艺走向高速，线材设备从横列轧机走向多线复二重轧机，又走向单线无扭轧机，当今世界最高线材速度达到150m/s。高速轧制要求机组动平衡好，轧槽耐磨。产品高精度则要求加热均匀、轧线轧机全线高刚度。为保证轧线顺利生产，高线轧机在粗轧、中轧、预精轧与精轧之间安置飞剪，正常生产时用来切去温度偏低的头部，出事故时用来碎断，防止事故扩大。精轧阶段轧件速度高，轻微动态速降便造成堆钢事故。为使高速下顺利运行，线材精轧采用成组传动，四台电机串并联在一块，升速驱动十架悬臂小型精轧轧机。
线材不仅用途很广而且用量也很大，它在国民经济各部门中占有重要的地位。据有关资料统计，各国线材产量占全部热轧材总量的5.3%～15.3%。美国约占5%，日本约占8%，英国约占9%，法国约占14%，我国约占20%左右。线材的用途概括起来可分两大类：一类是线材产品直接被使用，主要应用在钢筋混凝土的配筋和焊接结构件方面。另一类是将线材作为原料，经过再加工后使用，主要是通过拉拔成各种钢丝，在经过捻制成为钢丝绳，或在经过编制成钢丝网；经过热锻或冷锻成铆钉；经过冷锻及滚压成螺栓，以及经过各种切削加工及热处理制成机器零件或工具；经过缠绕成型及热处理制成弹簧等。
目前这种现状对处于经济和钢铁工业发展、改革关键时期的中国来说，既是难得的机遇，也面临着严峻的挑战。从80年代以来，我国陆续引进和国内生产的高速线材轧机大约有25套38条生产线。据1996年统计，具有大盘重优质线材生产能力669万吨，仅占线材总产量的34.49%，轧制的品种也不尽合理。日本1994年线材总产量700万吨，特殊钢线材产量为350万吨左右，占总量的50%；高碳硬线100～110万吨，占总量的16%；其余的34%为普碳线材。我国1994年线材总量为日本的两倍多，特殊钢线材和高碳线材之和不到200万吨，只占总量的12.7%。因品种结构不同所带来的经济效益的差距很大，约为1.8～12。由此可见，认识不同线材生产工艺设备的特点与要求，加快我国线材生产的技术进步，应用，开发新技术，尽快赶上国际先进技术发展潮流，是线材生产面临的紧迫任务[1]。
第一章文献综述
线材是热轧材中断面最小，长度最长且以盘卷状态交货的产品。按断面形状可分为圆形、方形、六角形和异性断面等，其中圆形是最主要的产品。
线材是钢铁工业的重要产品之一，它广泛用于各项基础设施建设、建筑工程建设和金属制品行业。我国1987年开始生产高速线材，受消费结构不断升级的影响和消费市场强劲拉动的作用，生产线越建越多，产量快速增长，呈现了在装备上追求高速、单线、无扭、微张力组合，在产品上追求高精度、高品质、大盘重等特点。目前，我国已成为世界上拥有高速线材生产线最多、产量最大的国家，2009年全国线材总产量4007万t，其中高速线材3004.75万t，占67.5％；2010年线材总产量9940．98万t，其中高速线材预计将占75％左右。
1.1概况
(1)至2010年底，我国已有60个高速线材生产厂共77条生产线在生产。主要设备靠引进的有32条；引进二手设备的有17条；我国自己设计制造的有28条。这77条生产线中，20世纪80年代建成的有20条；20世纪90年代建成的有36条；21世纪初建成的有21条。
(2)按地域划分，东北地区有8条；华北地区有19条；华东地区有28条；中南地区有13条；西南地区有8条；西北地区有3条。按省市划分，河北省的高线产量最高，2004年产量约占全国高线产量的22％，其次为江苏省、上海市。沙钢是我国目拥有高速线材生产线最多(4条)产量最高(年产量260万t)的生产企业。
(3)目前我国高速线材产品的主要品种有普碳钢、优碳钢、焊条钢、焊丝钢、弹簧钢、轴承钢、碳结钢、不锈钢、高速工具钢、冷墩钢、低合金钢等。宝钢、武钢、马钢、酒钢等还可生产一部分钢帘线。产品规格一般为Φ5.5～Φ12mm的圆钢或螺纹钢。包钢、武钢、杭钢、马钢等可生产Φ5mm～Φ20mm的圆钢，邢钢还可生产大规格的盘卷。目前我国高速线材产品大多数为建筑用材，其次为金属制品、焊丝、焊条和各类标准件用钢。
(4)75条生产线的平均成材率为96.1％，其中唐钢、酒钢的成材率最高达98.35％；平均单线年产量为40万t左右，其中天钢、湘钢、宣钢、酒钢、昆钢、沙钢、萍钢的单线年产量均已达65万t，有的已接近70万t。
(5)目前各地正在筹划和正在建设中的高速线材生产线还有不少，预计2011年至2012年期间将有26～30条生产线陆续建成投产，新增产能将在l000万t
以上，这对高速线材产品的市场将会产生较大影响。
1.2新技术、新装备
1.2.1轧前工序
为了获得优质的钢水从而最终保证线材的质量，不少生产厂尽量扩大转炉容量，增加精炼，钢坯在进加热炉前设置或预留“抛丸一超声波探伤”或“磁粉探伤一修磨”工序。一些采用超高功率电炉的企业增加了300m3级别的高炉，将热铁水兑人废钢中冶炼，不仅改善了钢质的纯净度，而且减少了电耗。
高线生产线采用连铸坯为原料后与采用初轧坯相比，炼钢到成材，能耗可降低80kg／t标煤，金属收得率提高10％。由于节能的需要，有条件自供坯料的生产线均力求采用热送钢坯。
1.2.2蓄热式燃烧技术
我国20世纪90年代初期以前建的用于高线生产线的加热炉，大都采用步进底式加热炉，为了使钢坯加热温度更均匀，90年代中期以后建设的加热炉大都采用侧进侧出的全梁式步进炉。它的主要特点是步距可调，采用新型的低NOx 型烧嘴，侧烧嘴则采用带中心风的调焰烧嘴，调节比可达l:10。
20世纪90年代中期，日本工业炉公司在开发新技术时使蓄热体在单位体上的蓄热能力取得突破性进展，研发的蓄热式燃烧技术在高线生产线钢坯加热过程中得到广泛的应用。目前，我国大部分全梁式步进炉均运用了蓄热式燃烧技术。蓄热式燃烧系统由蓄热室和换向装置组成，可将空、煤气同时预热至l000℃左右，可使用高炉煤气等低热值燃料。采用此项技术的加热炉，不仅平均节能约35％，且缩短了加热时间，降低了烧损。
1.2.3精密轧制
A 减定径轧机
为了提高线材的轧制精度，满足用户对产品尺寸精度、表面质量、机械性能等的需求，20世纪90年代初，美国摩根公司和意大利达涅利公司相继开发了减定径机组。它由2台减径、2台定径机架与1套组合变速箱传动系统组成成组更换机架。用减定径机进行精轧的主要优点在于：
(1)采用小压下量轧制，保证了产品尺寸的高精度，可达到±0.1mm的精度偏差；
(2)可以进行750℃～800℃的低温轧制，改善了产品性能，达到细化晶粒的效果；
(3)采用了快速换辊装置，减小了换辊时间，可提高轧机利用率l0％～15％；
(4)只需1套精轧机组孔型，即可生产中φ5.0～Φ20mm范围内的所有规格的产品；
(5)减定径机组轧制后，头尾可不切除，提高了收得率。
目前，我国引进的具备世界领先水平的生产线如宝钢、马钢、酒钢、安钢、杭钢等都采用了此项装备和技术。
B 双模块轧机
该机是达涅利公司20世纪90年代中期开发的，它的主要特点是4个精轧机架分成独立的2组，每组由单独的电机变速齿轮箱传动，2台电机实现电气联锁，设于无扭精轧机后的水冷装置与吐丝机之间，通常将原有的10架无扭精轧机改为8架。双模块轧机与减定径轧机采用的结构不同，但两者的优越性基本相同。目前，我国约有5条生产线在精密轧制中采用的是双模块轧机技术，如具有世界领先水平的新疆八一钢厂的高速线材生产线等。
1.2.4低温轧制技术
低温轧制技术主要是指轧件在轧制时，将温度控制在常化温度或热机轧制温度范围内。低温轧制技术一方面可降低燃料消耗，减少脱碳，减少烧损；另一方面轧件在低温条件下轧制、变形、延伸使晶粒产生细化，可获得更均匀、更细的微观组织，使产品的屈服强度，抗疲痨强度大大提高。
低温轧制通常在最后2道次或4道次进行，采用2道次时，最后2道次累积压下率为24％～31％；采用4道次时，最后4道次累积压下率为46％～57％。
由于低温轧制时对轧机的轧制速度、强度、电机功率等要求高，轧制负荷增大，所以低温轧制技术需在20世纪90年代中期开发的重型或超重型精轧机上进行。我国近几年引进美国摩根公司的几套100m／s级精轧机均为重负荷型，适应了低温轧制技术对轧机的要求[2]。
1.2.5无头轧制技术
应用于高线生产的无头轧制技术是20世纪90年代中期分别由当时日本的NKK公司和意大利的达涅利公司开发的。该技术的主要优点在于可提高成材率，降低消耗并使轧制过程中各项参数处于稳定状态。其要点是将刚出加热炉的钢坯头部与前一根在粗轧机第一架的钢坯的尾部焊接起来进行无头轧制，提高了轧机生产效率，减少了切头和轧废，即使在盘条打捆时也不需要切去头尾，提高了成材率。
1.2.6其他
(1)大部分生产线配置了辊道式大风量延迟型控冷线，辊道分段有加速与落
差，使线圈冷却更均匀。
(2)在精轧机后或定径机后设置了热态在线测径仪及涡流探伤装置，对线材产品从头到尾的尺寸精度和表面情况进行检测，可及时发现轧制配件的缺陷和不合格品。
(3)采用性能更好的夹送辊和吐丝机。夹送辊可进行自动调整夹送压力并提供全长、头部、尾部的加减速夹送。吐丝机的吐丝管结构与形状较20世纪90代年末时有了新的改进，主要表现为振动减小，吐丝管寿命延长并能快速更换；在吐丝管人口设置了用压缩空气吹扫氧化铁皮装置，可及时对吐丝管进行清理，在吐丝机前设置了可监视温度和振动状况的仪器，确保了吐丝机处于正常良好的工作状态。
(4)集卷装置增加了密实收集线圈系统。生产Φ14mm以下产品时，集卷筒设置线圈分配器可密实收集线圈；生产Φ14mm以上产品时，采用吐丝机驱动的WOB系统功能来密实集卷。
(5)近几年投产的不少生产线，采用了全交流传动，电机测速装置为无联轴器型，由全数字控制系统对电机速度进行闭环控制。
1.3现有生产线装备水平
目前，我国正在生产的77条高速线材生产线的装备水平大致可划为四个等级，即具有世界领先水平的生产线，世界二流水平的生产线，一般水平的生产。线，较落后水平的生产线。
1.3.1具有领先水平的生产线
这类生产线主要以宝钢、马钢、新疆八一、安钢、酒钢、杭钢、青钢等高速线材生产线为代表，其主要特点是：
(1)均从德国西马克或意大利达涅利或美国摩根或奥钢联引进。或以点菜拼盘方式汇集了20世纪90年代后期世界线材生产的最新装备而建成。大都在21世纪初正式投产。
(2)坯料采用连铸坯短流程热装热送工艺，热装温度可达500～750℃，加热炉采用蓄热式燃烧技术。
(3)轧制的保证速度达110～120m/s。
(4)采用超重型精轧机组和减定径机组，实现了完全意义上的精密轧制。
(5)采用了温度闭环控制系统，实现了真正意义上的控轧控冷。
(6)采用了全数字控制及交流变频调速，并设有在线测径和在线探伤装置。
(7)生产效率和产品质量都能得到保障，完全具备了生产高品质产品的条件。
1.3.2具有二流水平的生产线
这类生产线的主要特点是：
(1)大都是20世纪90年代中期建成，部分生产线全引进，部分生产线中的主要装备引进。
(2)部分生产线实现了热送，采用了先进的蓄热式加热炉。
(3)轧制的保证速度在90～105 m/s。
(4)精轧机前设有冷却水箱并采用延迟型风冷线，能实现控温轧制。
(5)精整装备较先进，自动化程度较高。
(6)生产线整体装备能满足高品质产品的工艺要求。
这类生产线主要以沙钢、包钢、湘钢、武钢、昆钢、天钢、北台、邢钢、鄂钢、萍乡等高速线材生产线为代表。
1.3.3一般水平的生产线
这类生产线的主要特点是：
(1)大都是在20世纪80年代末期至90年代初期建成或由经过改造的二手设备组成。
(2)轧制速度一般在70～90 m/s左右。
(3)采用热装热送工艺的少。
(4)基本上没有采用20世纪90年代兴起的各种装备和技术。
(5)采用了延迟型或标准型风冷段，能生产一般等级的产品。
(6)由于投产时期都在15年以上，所以对这类生产线的设备使用，工艺应用等方面都很熟练，且积累了一套行之有效的生产经验，目前，这类生产线运行成本较低，生产效率较高。由于产品的市场是分层次和等级的，在对应等级的市场中，这类生产线生产的产品销路仍然看好。
1.3.4较落后的生产线
这类生产线是对原有的复二重轧机改造而成，或是20世纪80年代末至90年代初建成，由于当时的起点和市场定位就不高，所以装备水平和技术水平都低。轧制速度一般在50～70m/s左右，只能生产一般水平的建筑用钢。这类生产线目前约占77条生产线中的1/6左右，随着产品结构调整步伐的加快和市场竞争压力的增大，以及装备精良的新生产线在近几年将不断地投人使用，这类落后的生产线退出舞台将是必然的[3]。
1.4存在的主要问题
我国的高速线生产虽然取得了较好的成绩，但仍然存在着一些问题，主要表
现为：
(1)普碳钢线材品种中Q215和Q235比重仍然较大，优质钢线材中合金钢线材的比例仍然偏低。
(2)部分产品的质量仍有较大问题，如钢的纯净度不高，线材通条性能不够稳定，含碳量的偏差较大。
(3)虽然我国已有多条世界一流的生产线，但产品的品种质量还达不到世界一流水平。如钢帘线，虽然宝钢、武钢等已能生产，但产量偏低供应不足，尤其是产品质量还不能令用户十分满意，不能完全替代进口。冷墩钢的冲废率还较高，高强度低松弛的绳索用钢产量远远不能满足市场的需求。
(4)一些高质量的合金钢线材，纯净钢线材，易切钢线材如合金弹簧钢、不锈钢等还存在着品种和质量方面的诸多问题，每年仍需进口。
(5)我国高线的日历作业率和机时产量与先进国家的生产线相比，普遍有较大的差距，造成日历作业率和机时产量低的原因除坯料供应不足外，主要是生产准备和更换尺寸所用的工时较长，设备备件寿命低且储备不足，设备维护监测手段不够完善，从而造成故障停机和检修工时长。
(6)生产中热装率、燃耗、电耗等方面与先进国家的生产线相比也同样存在着一定的差距。
(7)产品表面质量方面的主要问题：
①由于自动检测装置的失准以及轧件温度不均，调整不及时或方法不当等原因造成产品尺寸超差。
②．由于辊环破缺，轧槽磨损或是坯料表面缺陷等原因造成产品表面产生折叠。
③．由于连铸坯皮下气泡严重或是轧槽严重磨损致使轧件凸起部分被叠轧造成产品表面结疤。
④．由于轧辊质量差，表面硬度不一或吐丝温度过高，冷却速度过慢，盘条表面受到严重氧化或钢坯加热不当，局部或全局严重脱碳等原因造成产品表面麻面。
1.5高速线材的发展及其需要解决的问题
(1)我国的工业化进程尚未完成，钢铁工业从总体上说还有一定的发展空间。国家重点发展的各类基础设施建设，建筑工程项目以及制造业，全属制品行业需求都会继续给线材产品提供广阔的市场。高速线材产品由于其轧制速度高，生产效率高、产品精度高、生产成本低等特点，竞争优势明显高于普通线材，2009
年我们高线产量占总线材产量的67.50％，2010年预计占75％左右，预计2011年所占的比例还会提高。
(2)目前，我国正在建设的高速线材生产线有20多条（不包括筹划中的），新增的1000万t左右生产能力很快就会形成。这对高线产品的市场将直接产生影响，竞争将会更加激烈。那些20世纪80年代末期至90年代初期建成的生产厂应该尽早未雨绸缪，在加强技术改造力度和产品结构调整上多下功夫。
(3)市场本身具有多个层次共存的特点，从线材市场实际需求而言，并不需要每条生产线都去生产最品质的产品，普通碳素钢线材这一层次的市场非但长期存在而且同样广阔。所以，我国高速线材生产线的建设和改造时，应该更加注意产品需求多元化对装备水平多层次所产生的影响。装备水平的定位应更加理性，以满足本企业产品市场定位的需求为根本出发点，尽可能地减少过剩功能，降低成本。
(4)我国高速线材生产线的日历作业率普遍偏低，这将直接影响生产线的机时产量和总产量，继而影响整体经济效益。如何提高日历作业率将是我国调整线材厂进一步发挥生产线能力的突破点[4]。
第二章产品大纲制定及金属平衡表
2.1编制产品方案的原则及方法
2.1.1国民经济发展对产品的要求
根据国民经济各部门对产品数量、质量和品种等方面的需要情况，既考虑当前的急需，又要考虑将来发展的需要。根据对产品的社会调查了解到国内高速线材的市场需求结构发生了重大的变化，即对普通产品高速线材的需求已饱和，但对高品质高速线材的需求日益扩大，特别是优质碳素钢、低合金钢，但是目前国内的高速线材生产技术并没有得到广泛的普及,所以该车间主要还是以生产碳素结构钢和优质碳素结构钢的高速线材为主。
2.1.2产品的平衡
考虑目前全国各地生产布局和配套来加以平衡。目前，全国范围内，高速线材生产产品较为先进的厂家有宝钢、武钢、酒钢等，主要在我国的南方和东部，而西北一些大型钢铁企业没有较先进的中厚板生产线，所以该车间设计的适应对象应该是在我国北方的大型钢铁企业。
2.1.3建厂地区的条件
基于我国北方自然条件优越，物质资源和人力资源都较为丰富，矿山众多，而目前首钢正在迁址，国家有理由也有足够的资金来为其建立一套较为先进的高速线材生产线[5]。
2.1.4产品方案的制定
车间生产Φ5.5～10.0mm光面线材32万吨，全部以盘卷状态交货。
钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢。
盘卷外径：1250mm
盘卷内径：850mm
卷高：最大高度1520mm（压紧后）；松卷高度2400mm
盘卷质量：约1600kg
产品精度：直径偏差(mm):±0.15 不圆度:≤0.24
椭圆度小于各规格允许直径正负偏差绝对值总和的80％。
产品规格、钢种、年产量和比例见表2-1
表2-1品大纲
2.2 选择计算产品
为了减少设计工作量，加快进度，同时又不影响整个设计质量，可将各类产品进行分类编组，从中选择典型产品作为计算产品。
选择计算产品应遵循以下原则：
（1）有代表性。从拟生产的所有品种中选出几种在合金、品种、规格、状泰、产量和工艺特点等方面有代表性的产品作为计算产品。
（2）通过所有的工序。所选的所有计算产品要通过各工序，但不是说每一种计算产品都通过各工序，而是对所有计算产品综合起来看的。
（3）所选的计算产品要与实际相接近。
（4）计算产品要留一定的调整余量，也就是说所选的计算产品要品种灵活，容易生产多种规格的产品。
（5）本次设计所选的计算产品为：规格：Ф5.5﹑￠6.5﹑￠8mm 钢种：普碳钢Q235。见表2-2
表2-2型产品规格表
规 格（mm ）
Ф5.5 Ф6.5 Ф8.0 合计 年产量（万t ）
8 8 16 32 比 例 ( % ) 25 25 50 100
2.3 金属平衡表
年产32万t 线材，综合金属收得率96.5%。年需合格连铸坯331606t ，金属平衡见表2-3
序号 规格
（ｍｍ）
钢种 年产量 备注 （×104t
）
（%） 钢﹑优质碳素结构
钢﹑合金
钢
0.5ｍｍ为一规格 2
￠6.5～￠7.5 8 25% 3 ￠8～￠10 16 50% 合计 32 100%
表2-3平衡表
钢坯成品烧损和氧化切头轧废质量(t) 331606 320000 4974 1658 4974 比例(%) 100 96.5 1.5 0.5 1.5
第三章生产工艺流程制定
轧钢车间的一般工艺流程为：铸锭与坯料的准备；加热；轧制；轧制后冷却；热处理；精整。根据本车间的生产特点，特制定以下工艺流程：
3.1工艺流程图如下
↓
↓
↓
3.2工艺过程简述
3.2.1坯料的选择
本车间全部以连铸坯为原料。连铸坯有成材率高，简化生产过程，节省能耗，降低成本等优点。
连铸坯质量应符合YB/2011—83和YB/T154—1999标准要求。
连铸坯条件如下。
坯料尺寸：150×150×12000mm
质量：1600kg
边长公差：±5mm
3.2.2坯料的表面处理
A 表面缺陷清理
连铸坯表面存在的缺陷有结疤、折叠、裂纹、皮下气泡等，如不在轧制前加以清理去除，会在扎制过程中影响材料强度和耐腐蚀能力，严重时会造成废品。所以表面清理是提高成材合格率，保证钢材质量的重要措施。一般碳钢和部分需大面积剥皮的钢坯采用机械火焰处理。
目录 任务书 ............................................................................................................... 错误！未定义书签。摘要 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。第1章绪论 (1) 1.1 设计背景及意义 (1) 1.1.1 国际市场 (1) 1.1.2 国内市场 (2) 1.1.3 中国线材行业生产的现状 (4) 1.2 设计任务 (6) 1.3 厂址选择 (6) 1.3.1 区域优势 (6) 1.3.2 交通优势 (7) 1.3.3 成本优势 (7) 1.3.4 政策优势 (7) 第2章产品方案的确定与编制金属平衡表 (9) 2.1 产品方案的确定 (9) 2.2 确定金属平衡表 (10) 2.2.1 确定计算产品的成品率 (10) 2.2.2 金属平衡表 (10) 2.3 计算产品的选择 (11) 2.3.1 计算产品选择的原则 (11) 2.3.2 计算产品的技术标准 (11) 第3章生产工艺流程的制订 (13) 3.1 制订生产工艺流程 (13) 3.1.1 制订生产工艺流程的依据 (13) 3.1.2 工艺流程简介 (13)
第4章设备选择 (15) 4.1 加热炉 (15) 4.1.1 炉型选择 (15) 4.1.2 炉子尺寸的确定 (15) 4.2 主轧机 (16) 4.2.1 轧机的组成 (16) 4.2.2 轧机的主要技术参数的确定 (16) 4.3 控制冷却线 (18) 4.3.1 水冷装置 (18) 4.3.2 精轧机后夹送辊 (18) 4.3.3 吐丝机 (19) 4.3.4 斯太尔摩运输机 (19) 4.4 剪机 (19) 4.5 盘卷收集和处理系统 (20) 第5章工艺计算 (21) 5.1 坯料选择 (21) 5.2 坯料加热制度确定 (21) 5.2.1 加热温度确定 (21) 5.2.2 加热速度的确定 (22) 5.2.3 加热时间的确定 (23) 5.3 计算产品的孔型设计 (23) 5.3.1 选择孔型系统 (24) 5.3.2 确定轧制道次数 (24) 5.3.3 各道次延伸系数的分配 (25) 5.3.4 各孔型及轧件尺寸的确定 (26) 5.4 延伸系数校核 (32) 5.5 充满度的校核 (32) 5.6 轧制力的计算 (33) 5.6.1 各机组的温度制度 (33) 5.6.2 孔型轧制力系数 (33)
高速线材堆钢的原因分析及处理 摘要：高速线材在轧制过程中有时会产生堆钢现象，本文介绍了一些常见的堆钢事故，并结合职工操作、工艺、设备等方面对这些堆钢事故产生的原因进行分析和总结，同时针对存在的问题提出了相应的措施。 关键词：高速线材；堆钢；产生原因；措施 1前言 首钢股份公司第一线材厂生产线设备仿摩根五代轧机设计，国内厂家生产，该生产线最大稳定轧制速度为88m/s。全线由28架轧机组成，粗、中轧共14架，预精轧4架，为平立交替布置，精轧机10架为顶交45°布置，精轧机后无减定径机组，直接是夹送辊及吐丝机。产品规格φ5.5—φ16mm，规格跨度较大，同时生产的品种较广。从目前的生产状况来看，φ6.5mm（包含6.5mm）以下的小规格线材产品因轧制速度快，断面尺寸小等原因，其堆钢事故率远超于其他规格。本文按照不同轧区分类，介绍了其产生的原因及解决办法。 2导致堆钢的原因分析及措施 2.1 粗中轧区域（1-14架） 2.1.1 轧件不能顺利咬入下一架次造成堆钢 造成此类事故的原因主要有：①轧件前头从上一架次出来后翘头；②上一支的后尾倒钢将出口导卫拉高；③进口导卫开口度调整不合适；④导卫与孔型不对中（轧制线不正）；⑤槽孔打滑；⑥轧件尺寸不符合工艺要求；⑦因坯料原因造成的前头劈裂。 处理措施：①针对轧件翘头需要检查上下辊径及磨损情况、传动部件连接处的间隙、进出口导卫高低的一致性；②合理的调整进口导卫开口度及与轧辊之间的距离；③新换槽孔辊缝设定过小，对轧机辊缝做适当调整或重新打磨槽孔；④对轧机辊缝做适当调整；⑤认真检查坯料，加长1#剪剪切前头长度。 2.1.2轧件咬入后机架之间堆钢 主要原因：①人为原因造成轧制速度、轧辊直径等参数设定不正确；②换辊或槽孔后堆拉关系调整不合适；③钢坯温度波动太大；④因电控原因造成的某架轧机突然升速或降速；⑤主控台操作工在调整轧机转速时调错转数或架次； 处理措施：①正确的设定轧制速度、辊径、合理的调整轧机间堆拉关系。做好两人之间的确认工作；②通知加热炉调火工，同时保温待轧；③电气专业检查，倒备用柜。 2.1.3轧件后尾堆钢 主要原因是由于在上游机架处，轧件拉钢造成后尾脱离上游机架时，在下游机架堆钢。 处理措施：合理的调整堆拉关系及轧机尺寸。 2.2 预精轧区域（15-18架） 2.2.1 机架之间堆钢 主要原因：①辊缝、辊径、轧速等参数设定错误；②导卫安装不合适；③导卫打铁；④粗中轧拉钢造成轧件在预精轧甩后尾；⑤因电控原因造成某架轧机转速异常。 处理措施：①重新核对设定参数；②检查更换或调整进出口导卫；③调整预精轧内活套高度及加强巡检；④合理的调整连轧机的堆拉关系；⑤电气专业检查同时倒备用柜。 2.2.2预精轧某一架次跳车 主要原因：①预精轧冷却水压及润滑系统故障；②电机跳闸；③事故检测系统作用。 处理措施：①检查冷却水压力、机旁控制水阀；②设备专业检查润滑系统；③检查预精轧鱼线吊坠是否系紧，同时检查其接近开关。
学号：5 HEBEI UNITED UNIVERSITY 课程设计 设计题目：φ5.5mm高速线材孔型设计 学生：王震宇 专业班级：11成型1班 学院：冶金与能源 指导教师：万德成 2015年1月7日
目录 1设计说明 (1) 1.1.孔型设计概述 (1) 1.1.1.孔型设计的容 (1) 1.1.2.孔型设计的基本原则 (1) 2.孔型系统的选择及依据 (2) 2.1.孔型系统的选取 (2) 2.1.1.粗轧机孔型系统的选取 (2) 2.1.2.中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取 (2) 3.确定轧制道次 (2) 3.1.轧机的选择 (3) 4.确定各道次延伸系数 (5) 5.确定各道次出口的断面面积 (5) 5.1.确定各道次轧件的断面面积 (5) 6.各道次孔型尺寸 (6) 6.1.孔型在轧辊上的配置原则 (7) 6.2.孔型在轧辊上的配置 (8) 6.3.轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确定 (8) 6.3.1.工作辊径的确定 (8) 6.3.2.轧辊转速的确定 (9) 7.力能等效计算 (12) 7.1.力能参数计算 (12)
7.1.1.轧制温度 (12) 7.1.2.轧制力计算 (14) 7.1.3.轧辊辊缝计算 (15) 8.校核轧辊强度 (16) 8.1.轧辊强度的校核 (16) 8.1.1.强度校核 (16) 8.1.2.第一架轧机轧辊强度校核举例 (20) 9.电机的选择及校核 (22) 9.1.电机功率的校核 (22) 9.1.1.传动力矩的组成 (22) 9.1.2.各种力矩的计算 (22) 9.1.3.电机校核 (22) 9.1.4.第一道次电机功率校核举例 (25) 10.各孔型图及轧制图表 (26)
线材生产的质量控制及 缺陷说明书 线材的表面要求光洁和不得有妨碍使用的缺陷，即不得有耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等缺陷，允许有局部的压痕、凸块、凹坑，划伤和不严重的麻面。线材无论直接用于建筑还是深加工成各类制品，其耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等直接影响使用性能的缺陷都是绝对不允许有的。至于影响表面光洁度的一些缺陷可根据使用要求予以控制，直接用作钢筋的线材表面光洁程度影响不大。用于冷墩的线材对划伤比较敏感，凸块则影响拉拔。 几种线材表面缺陷的深度限量 线材的表面氧化铁皮越少越好，要求氧化铁皮的总量＜10kg/t, 控制高价氧化铁皮（Fe 2O 3 、Fe 3 O 4 ）的生成要严格控制终轧温度、 吐丝温度和线材在350℃以上温度停留的时间. 冷拉、冷墩用线材的脱碳层要求 缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。
热轧盘条的质量控制 高速线材轧机生产的热轧盘条的质量通常包括两个方面的内容：一是盘条的尺寸外形，即尺寸精度及外表形貌；二是盘条的内在质量，即化学成分、微观组织和各种性能。前者主要由盘条轧制技术控制，后者除去轧制技术之外，还严重受上游工序的影响。 任何质量控制都要靠严格的完整的质量保证体系，靠工厂工序的保证能力，靠质量控制系统的科学、准确、及时的测量、分析和反馈。高速线材轧机是高度自动化的现代轧钢设备，其质量控制概念也必须着眼于全系统的各个质量环节。为了准确的判断和控制缺陷，首先要把缺陷产生的原因分析清楚，并设法将它控制消灭在最初工序。缺陷的清理或钢材的判废越早，损失越少。 （一）外形尺寸 高速线材轧机精轧机组的精度很高，轧辊质量很好，当速度控制系统灵敏，孔型轧制制度合理，并且调整技术熟练时，它生产的盘条精度可以大大超过老式盘条的精度。 热轧盘条尺寸精度允许的偏差（GB/T14981）
年产63万吨热轧线材车间设计 摘要 依照毕业设计的要求，设计年产63万吨的热轧高速线材生产车间，采纳单线轧制方式。产品规格为Φ5.5~16mm，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。 本车间设计的内容要紧有：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；要紧设备的选择；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；环境爱护；孔型设计；轧机力能参数计算及电机设备校核等。 本设计原料采纳连铸坯，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；还能够减少轧制间隙时刻，提高生产率。
加热炉为步进梁式加热炉，进出料方式采纳侧进侧出，以保证炉子的严密性，加热能力为120t/h。加热炉由微机操纵，出炉温度为1050~1250°C。 轧机采纳高速线材轧机，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，轧后采纳操纵冷却技术，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纳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专门好的样板。
关键词：车间设计高速线材线材轧机操纵轧制
A workshop of new hot rolled high-speed wire with the output of 630,000 t/a Abstract According 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 built.Product specifications are for 5.5~16 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 technological plan and process, the determination of work routine and production capacity analysis of rolling mill, choice of the main equipment, choice and calculation
摘要 依照设计要求拟建一个优碳年产80万吨的高速线材生产车间。它的最高轧制速度为110m/s，产品规格为φ5.5~φ12mm，盘卷单重约2吨。 连铸坯在步进梁式加热炉中使用煤气加热，侧进侧出，加热能力为75t/h。加热炉由微机操纵，出炉温度为900℃～1050℃。 该套轧机采纳全连轧无扭工艺，连铸坯为150×150mm，长约为12m，单重约为2.3t的方坯。在13架平立-交替布置的粗轧机和中轧机之后，布置了2架预精轧机，13架精轧机。 轧后冷却通过水冷箱和一套斯太尔摩冷却运输线（120m）来完成。该套斯太尔摩冷却运输系统采纳延迟型冷却装置，可对成品轧材的最终性能操纵如抗拉强度及产品的金相组织和氧化铁 皮厚度进行最终操纵。 计算机系统用于控轧和控冷，无张力轧制，最佳剪切尺寸操纵和缺陷检测。 关键词：高速线材；生产方案；孔型设计；校核
目录 第一章绪论 (1) 第二章车间产品大纲和金属平衡表 (2) 2.1车间产品大纲 (2) 2.1.1产品方案表 (2) 2.1.2产品交货的技术条件 (2) 2.1.3产品的性能 (3) 2.1.4产品国内国际销售应符合以下标准 (3) 2.2原料及其质量要求 (3) 2.2.1原料规格 (3) 2.2.2钢坯的技术条件 (3) 2.3金属平衡表 (4) 第三章设计方案 (5) 3.1方案的比较及选择 (5)
3.1.1轧制速度的确定 (5) 3.1.2线数的确定 (5) 3.1.3总机架数的确定 (5) 3.2高线生产的要紧设备的特点及其选用 (6) 3.2.1高线生产的要紧设备概况 (6) 第四章工艺流程 (12) 4.1生产工艺流程讲明 (12) 4.1.1上料与加热 (12) 4.1.2高压水除鳞 (12) 4.1.3轧制 (12) 4.1.4操纵冷却 (13) 4.1.5精整 (13) 4.1.6剪切、废钢及氧化铁皮清除 (13) 4.2生产工艺流程 (14) 4.2.1生产工艺流程简 (14) 第五章孔型设计及速度制度 (15) 5.1孔型系统的选择 (15) 5.1.1粗轧、中轧孔型系统选择 (15) 5.1.2预精轧、精轧机组孔型的选择 (16)
1 我国高速线材生产工艺 1.1 前言 线材是热轧材中断面尺寸最小的一种，由于轧钢厂需将线材在热状态下圈成盘卷并以此交货，故又称之为盘条。 线材是钢铁工业的重要产品之一。它广泛用于机械、建筑和金属制品行业。从线材轧机的发展历史来看，20世纪60年代以前轧制速度达到40m/s之后就很难再提高了。但是人们追求更为高效的生产工艺以提高轧制速度和成品精度的目标却一直没有停止。在这一思想的指导下，1996年世界上第一台由美国摩根公司研制成功的高速线材轧机正式生产，给线材生产领域带来了革命性的变化，揭开了高速线材工业化生产的序幕。 高速线材不仅用途很广而且用量也很大，它在国民经济各部门中占有重要地位。高速线材的用途概括起来可分为两大类：一类是高速线材产品直接被利用，主要用在钢筋混凝土的配筋和焊接结构件方面。另一类是将高速线材作为原料，经再加工后使用，主要是通过拉拔成为各种钢丝，再经过捻制成为钢丝绳，或再经编制成为钢丝网；经过热锻或冷锻成铆钉；经过冷锻及滚压成螺栓，以及经过各种切削加工及热处理制成机器零件或工具；经过缠绕成型及热处理制成弹簧等等。 1.2 我国高速线材发展状况 我国1987年开始生产高速线材，受消费结构不断升级的影响和消费市场强劲拉动的作用，生产线越建越多，产量快速增长，呈现了在装备上追求高速、单线、无扭、微张力组合，在产品上追求高质量、高品质、大盘重等特点。目前我国已成为世界上拥有高速线材生产线最多、产量最大的国家，2003年全国线材总产量4007万t，其中高速线材2704.75万t，占67.5%；2004年线材总产量4940.98万t，其中高速线材占75%左右。 线材生产发展的总趋势是提高轧速、增加盘重、提高精度及扩大规格范围。自60年代第一台全新结构的摩根450高速线材无扭精轧机问世后，引起了线材领域的革命性变化。线材轧制速度突破了以往的极限，达到42m/s。经过几十年不断的改进和更新换代，特别是80年代以后由于各项制造技术、自动化控制技
高速线材生产中的产品缺陷分析 摘要 2013年元月首钢长钢公司高线工程项目投产。该生产线建成投产后，对首钢长钢实现低成本、高效益奠定了良好基础。如何生产出优质高速线材产品，实现降低成本，提高效益，增强竞争能力，促进企业的发展和壮大，是我们关注的问题。因此，认真对待高速线材产品在生产过程中产生的缺陷，分析引起这些缺陷的原因，并消除这些缺陷，就具有非常重要的现实意义。高速线材产品生产中常见缺陷有外形及尺寸精度；表面质量；截面质量及金相组织；化学成分及力学性能； 关键词：高速线材产品缺陷原因 2013年元月首钢长钢公司高线工程项目投产。该生产线建成投产后，对首钢长钢实现低成本、高效益奠定了良好基础。如何生产出优质高速线材产品，实现降低成本，提高效益，增强竞争能力，促进企业的发展和壮大，是我们关注的问题。因此，认真对待高速线材产品在生产过程中产生的缺陷，分析引起这些缺陷的原因，并消除这些缺陷，就具有非常重要的现实意义。高速线材产品生产中常见缺陷有外形及尺寸精度；表面质量。本文着重阐述这些缺陷的特征、形成原因及消除措施。 一、首钢长钢高速线材生产现状 2012年12月18日，首钢长钢公司精品高线工程点火一次成功，高线项目工程进入烘炉阶段。 精品高线工程作为承接总公司长材产品的基础性工程项目，是长钢公司产品结构调整，实现产品升级换代的重要工程之一。该生产线建成投产后，对首钢长钢实现低成本、高效益奠定了良好基础。轧机选用了高刚度、短应力线轧机，采用平立交替布置，全线实行远程自
动化控制，工艺装备达到了国际先进水平。加热炉采用蓄热式高温燃烧技术，双层框架斜坡滚轮式炉底步进机械，热工自动化控制系统采用了国内先进技术，比常规加热炉节能45%。轧机机组传动采用Siemens的SIMOREC-K全数字直流传动装置，所有传动电器均采用变频控制节能技术和无功补偿技术，节电率达35%以上，工业用水100%循环利用，实现零排放。 该工程项目于2013年元月份投产，可实现年产110万吨精品线材，主要产品品种有φ5.5—25mm全系列精品线材及中碳钢、高碳预应力钢丝及钢绞线、冷镦钢、爆破线、合金焊线等线材产品，可实现工业产值75亿元以上。 提出“高速线材生产中的产品缺陷分析”这一课题的目的是：提高高速线材产品的质量，打造优质高速线材产品，实现降低成本，提高效益，增强竞争能力，促进企业的发展和壮大的目的。 二、首钢长钢高速线材产品的主要特点 2.1品种规格范围宽 得宜于合理的孔型系统和高适应性的机电设备及布置形式，高速线材的产品规格范围远比普通线材要大（φ5．5 ～16 mm），配以棒材生产线，还可以生产φ20 ～60 mm的棒材（以盘条的方式收集）。 在钢种上可以生产几乎所有的钢种；在品种上，可以生产相应规格的螺纹钢、方钢、内六角钢等。 2.2 盘重 线材生产中，轧制过程中轧件的温降是限制单盘重量的决定因素，而温降主要受制于轧制速度；高速线材有着数倍于普通线材生产的轧制速度，温降已不成问题，理论上讲，高速线材可以生产无限大盘重的线材。 大盘重有利于提高生产厂家的生产效率和成材率，也有利于增加用户的效益。 2.3尺寸精度 精确的孔型设计、合理的轧制时张力及活套控制、单线无扭轧制方式、足够的轧机刚性和耐磨的轧辊材质，使得高速线材的断面尺寸精度达到比较高的水平，也是普通线材轧机所达不到的，一般尺寸精度可达到±0．1～±0．2 mm。 精轧机组后面如使用减定机组则尺寸精度还可以提高。 2.4内部质量 控轧控冷技术的使用，可以得到所想要的内部组织形式和性能。产品性能高度一致，同条抗拉强度波动≤±2．5 %，同牌号线材抗拉强度波动≤±4 %。 2.5 表面质量 合理的孔型系统、耐磨轧辊和轧后控冷技术使得高速线材的表面质量十分优良，表面缺陷很少，表面氧化铁皮少,且是易溶于酸而被清除的FeO组织。 三、高速线材产品的种类和用途（举例长钢生产的高线产品） 3.1线材种类 按照用途线材可以分为两类：一类是直接使用的，多用作建筑钢筋；另一类是深加工后使用的，用于做拉丝或冷镦做钉的原料。 3.1.1软线 一般指普通低碳钢热轧盘条，（有）现用的牌号主要是碳素结构钢标准中规定的Q195、
高速线材厂实习报告 本次毕业实习我们是去包钢天诚线材有限公司进行的，我们在这三个星期的实习过程中，参观了高速线材的生产线，并结合本专业的知识，了解了整个高线生产工艺流程，在电气车间对整个控制系统进行了解、学习。 线材有着广泛的用途，无论是在生产还是生活中，概括起来它的用途可以分为两方面：一方面是线材产品直接被应用，主要用在钢筋混凝土的配筋和焊接结构件方面；另一方面是将线材作为原料，经再加工后使用，主要是通过拉拔、热煅、冷镦或切削加工及热处理后，再经过捻制、编织、缠绕、成型等工序制成各类用途金属制品，等等。 下面对控制系统做一个介绍： 一、主控台： 主控台是控制全轧线生产的中心操作室，使全厂的中央信息处理站，在高速线材轧机的连扎控制中，主控台对轧制的正常顺利进行起着光键作用。 （一）、主控台管辖的区域设备: 1、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组以及夹送辊、吐丝机。 2、粗轧机组后的回转飞剪、预精轧机组前的事故卡断剪、精轧机组前的回转飞剪、事故卡断剪及轧制平台下的事故碎断剪。 3、轧线上所有活套控制器。 4、轧制平台下载运废料的振动运输机。 二）、主控台的职能与控制对象： 1、设定、调用、修改轧制程序。 2、控制上述所有轧制区域设备的动作及运行。
3、监控轧制区的轧制过程，实现轧制工艺参数和程序控制最优化。 4、控制轧机各组的轧辊冷却水关与闭。 5、组织、协调轧制生产工艺、保证生产的正常运行。 6、担负轧制生产线的日常生产信息传递。 7、有关生产数据的报表的记录与汇总。 8、监视全线的机械、电气、能源介质供应系统的设备运行状况与故障显示。 （三）、主控台与各操作台： 一般来说，轧制生产线上配有五个操作台：入炉操作台、加热出钢操作台、主控台、冷却控制台、卸卷操作台。主控台对上述四个操作台有指挥与领导作用。 下附主控台（500 站）的流程图 注：H—为水平轧辊 V —为立式轧辊 S —为剪切机 二、下面分别介绍几个环节的控制： （一）、加热炉区域： 钢坯加热是线材生产工艺中的一个重要工序，加热的目的是提高钢坯的塑性，降低变形抗力。正确的加热工艺可以提高产品的质量、产量、降低成本，不正当的加热会给生产带来很大的危害。 加热炉区域主要有以下设备：钢坯上料台架、钢坯入炉辊道、称重桥、钢坯拉出辊、曲柄拉剪。在这主要是对这些设备的控制。 加热操作：点火前的准备工作；加热炉的吹扫：启动风机、吹扫炉膛、氮气吹
轧钢车间设计 课程教案 ~ ￥ 井玉安 教案用纸
^ 内容 重点、要点 1.车间设计总论 摘要：本章主要讲两个大问题，即车间设计（工艺设计）的主要内容和车间设计的基本程序，通过对这两个问题的掌握使学生对轧钢车间有一个总体认识，为毕业设计打基础。 1.1车间设计的基本内容 1.1.1轧钢车间设计的基本内容 通常由生产工艺设计、机械设备设计、厂房与基础设计、供水与排水，热力（供气）与电力，通风与照明，运输等设计所组成。 其中车间生产工艺设计是整个轧钢车间设计的总体部分。主要任务是根据设计任务书，确定生产工艺过程，确定轧机组成，选择所需各种设备，画出车间工艺平面布置图，最后对水、电、动力、热力、通风照明、厂房建筑等设计提出要求。最后形成文件即车间设计说明书。 1.1.2/ 1.1.3轧钢车间工艺设计（车间设计说明书）的主要内容 一．总论（前言、综述、概况）（对该产品生产有一全面了解） 1．车间年产量、产品品种规格等 2．原材料、动力、燃料的来源及市场情况 3．本设计与同类企业相比具有的特点 4．目前建设的内容与远景规划 5．车间的劳动组织、建设投资、经济与社会效益 6．遗留问题与解决意见 7．： 8．若扩建需说明现状、扩建理由，并提出充分利用现有设备及构筑物挖潜革新的措施 9．其它要说明的问题 注：对毕业设计综述应从以下几个方面论述、阐述： 1．品名称、品种、规格、用途、生产方法等 2．xxxx产品生产的发展历史（主要指生产方法重要的工艺变革及设备改进等） 3．目前的生产状况、主要指生产该产品目前采用的新工艺、新设备等技术生产展望，发展方向、对未来的预测（提出那里应改进，应向何方向发展）@ — $ 深入理解车间工艺设计的步骤及其内容。
目录 1设计说明 (2) 1.1孔型设计概述 (2) 1.1.1孔型设计的内 容 (2) 1.1.2孔型设计的基本原 则 (2) 2孔型系统的选择及依据 (3) 2.1孔型系统的选取 (3) 2.1.1粗轧机孔型系统的选 取 (3) 2.1.2中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选 取 (3) 3确定轧制道次 (4) 3.1轧机的选择 (4) 4分配各道次延伸系数 (5) 4.1孔型设计计算 (5) 4.1.1确定各道次延伸系 数 (5) 5确定各道次出口的断面面 积 (6) 5.1确定各道次轧件的断面面积 (6) 6各道次孔型尺寸 (7) 6.1孔型设计计算 (7) 7孔型在轧辊上的配置 (8) 7.1孔型在轧辊上的配置原则 (8) 7.1.1孔型在轧辊上的配 置 (9) 7.2轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确 定 (9) 7.2.1工作辊径的确 定 (9) 7.2.2轧辊转速的确 定 (10) 8力能等效计 算 (13) 8.1力能参数计 算 (13) 8.1.1轧制温 度 (13) 8.1.2轧制力计 算 (15)
8.1.3轧辊辊缝计 算 (20) 9校核轧辊强 度 (21) 9.1轧辊强度的校 核 (21) 9.1.1强度校 核 (21) 9.1.2第一架轧机轧辊强度校核举 例 (24) 10电机的选择及校 核 (26) 10.1电机功率的校 核 (26) 10.1.1传动力矩的组 成 (26) 10.1.2各种力矩的计 算……………………………………………….....26. 10.1.3电机校 核 (28) 10.1.4第一道次电机功率校核举 例 (28) 11各孔型图及轧制图 表 (30) 11.1 1. 设计说明 1.1 孔型设计概述 钢坯要在所设计的孔型中轧制若干道次才能获得所要求的断面形状和尺寸，同时孔型设计还与所轧产品的性能、质量及轧机的生产能力、金属消耗、能耗、产品成本、劳动条件都直接相联，所以孔型设计是车间设计重要一环。 1.1.1 孔型设计的内容 孔型设计是型钢生产的工具设计。孔型设计的全部设计和计算包括三个方面： 1. 断面孔型设计 根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔型形状和尺寸。 2. 配辊 确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧
年产量65万吨高速线材车间设计的可行性 1设计背景及意义 随着全球经济形势的持续回暖，全球经济逐步走出低谷，钢铁产品产能和需求都恢复增长态势。其主要市场空间不仅来自发达国家，还来自于发展中国家的强劲需求。 2 可行性研究 目前,我国钢铁行业区域布局存在不合理现象,钢铁工业“北重南轻”的布局长期未能改善,环渤海地区钢铁产能近4亿吨,50%以上产品外销,从而增加了运输成本,造成整个行业物流的成本非常高。 2012年2月，国务院批复同意了《西部大开发“十二五”规划》这是国务院批复的第三个西部大开发五年规划。此次规划首次提到产业布局要考虑“物流配套能力”。由于,钢材具有典型的销售半径,产品一般只能覆盖300-500公里的需求。假如布局不合理,产品远途倒运必然增大物流成本。 2012年以来，西部地区，特别是四川、新疆等地螺纹钢价格明显高于上海地区300-400元/吨。随着《西部大开发“十二五”规划》的正式批复，西部地区将迎来基础建设高潮，也必将带动大量钢材需求。 2.1 中国线材行业生产的现状 中国目前正在生产的77条高速线材生产线的装备水平大致分为四个等级：（1）具有世界领先水平的生产线。这类生产线主要特点是：单线轧制，盘重大，可进行热机轧制，轧制保证速度达120米/秒，采用超重型精轧机组和减定径机组，尺寸精度控制在±0.10毫米以内，全线控轧控冷。 （2）具有世界二流水平的生产线。这类生产线主要特点是：单线轧制，盘重较大，轧制速度可达到90米/秒以上，尺寸精度可以控制在±0.15毫米以内，
采用延迟型风冷线，能实现控温轧制。 （3）一般水平的生产线。这类生产线的主要特点是：多线轧制，盘重较小，轧制速度一般在70米/秒以上，尺寸精度可以满足B级要求，采用了延迟型或标准型风冷段。 （4）较落后的生产线。这类生产线是对原有的复二重横列式轧机改造而成，或是20世纪80年代末至90年代初建成，由于当时的起点和市场定位就不高，所以装备水平和技术水平都低。其主要特点是：盘重很小（不超过1吨），轧制速度一般在70米/秒以下，尺寸精度控制水平很低。这类生产线目前约占1/6左右，随着产品结构调整步伐的加快和市场竞争压力的增大，以及装备精良的新生产线在近几年将不断地投人使用，这类落后的生产线退出舞台将是必然的。 2.2产量现状 中国是世界上线材产量最多的国家。2004年世界线材产量为11461万吨，中国产量占世界产量的43.2%。 2.3 产品结构现状 中国线材在产量上是世界第一大国，也具有世界最先进的工装设备，但是品种结构上还不能与线材轧机设备相匹配，仍以一般碳结构钢为主。以2003年为例，一般碳结构钢盘条占总量的81.02%。 中国的出口线材逐年增加，已经大于进口量，出口量超过100万吨，但在出口的品种中98.19%为普碳钢盘条。然而进口线材中不锈钢、合金钢、易切削钢盘条占约30%的比例，对于专用深加工产品80%以上需要进口，如帘线钢2004年进口量为81.7%，国内自产部分也仅仅是低级别帘线钢。中国出口线材品种的质量及价格也要远低于进口线材产品。平均计算，出口产品比进口产品的吨钢价格低将近200美元。以钢帘线用盘条为例，目前中国能够批量生产的只有宝钢、武钢、青钢、鞍钢和沙钢，产品质量与日本、欧洲同类产品有相当大的差距，日本新日铁生产产品售价平均高达8400元/吨，而国内售价在6000至7000元/吨。 经过近10年的发展，中国线材的深加工比在25%至30%，大大低于发达国
第三章生产工艺流程制定 3.1制定生产工艺流程 合理的生产工艺流程应该是在满足产品技术条件的前提下，要尽可能低的消耗，最少的设备、最小的车间面积、最低的产品成本，并且根据车间具体的技术经济条件确定车间机械化和自动化程度，以利于产品质量和产量的不断提高和使工人具有较好的劳动条件。 3.1.1制订生产工艺流程的依据 根据生产方案的要求：由于产品的产量、品种、规格及质量的不同，所采用的生产方案就不同，那么主要工序就有很大的差别。因此生产方案是编制生产工艺流程的依据； 根据产品的质量要求：为了满足产品技术条件，就要有相应的工序给予保证，因此，满足产品标准的要求是设计生产工艺流程的基础。 根据车间生产率的要求：由于车间的生产规模不同，所要求的工艺过程复杂程度也不同。在生产同一产品情况下，生产规模越大的车间，其工艺流程也越复杂。因此，设计时生产率的要求是设计工艺流程的出发点。 3.1.2工艺流程简介 钢坯的准备：连铸坯150×150×1200mm 装炉加热：将钢坯加热到奥氏体温度，以利于轧制。 高压水除鳞：坯料在加热炉加热之后，进入粗轧机组之前，需高压水除鳞，破除坯料表面的氧化铁皮和次生氧化铁皮，以免压下表面产生缺陷。 粗、中、精轧机组轧制：使轧件轧成成品的尺寸，其中，粗轧机组6架，中轧机组6架，预精轧机组4架，精轧机组10架，这条生产线上共有26架轧机。 飞剪切头尾：轧件进入每组轧机之前都要进行切头尾工作，目的是为了除去温度过低的头部以免损伤辊面，并防止轧件头部卡在机架间导卫装置中，卡断剪用于
中轧机组、预精轧机组和精轧机组前，在事故状态下碎断轧件。 穿水冷却：为了降低进入精轧机组的轧件温度，在精轧机组之前设置水箱，以控制终轧温度。 吐丝成卷：轧出的线材在穿水冷却后，通过吐丝成卷形成散卷。 斯太尔摩散卷冷却：控冷线按不同的钢种和产品用途，控制其冷却速度，以得到相应的成品质量。 精整与运输：包括集卷、修整、检查、取样、捆轧、称重挂标牌，用集卷装置收集散卷，并将其挂到P-S运输线上的C形钩上，依次完成集卷、修整、检查、取样、捆轧、称重挂标牌等工序，之后卸卷入库。
高速线材车间工艺设计及帘线钢质量控制技术 摘要 本设计是依据鞍钢线材厂设计的年产量55万吨的高速线材车间工艺。典型产品为 Q235、Φ6mm的线材。设计说明书包括文献综述，车间工艺设计，专题三个部分。在综 述部分叙述了线材的基本知识和当前线材生产的状况。设计部分（从第二章到第九章） 主要包括产品方案及工艺流程的设计及制定、生产设备的选择、工艺参数的计算及校核、年产量计算、导位装置及轧机调整、车间平面布局设计及图纸绘制，还有技术经济指标 与环保措施。专题部分主要阐述了对帘线钢质量控制的方法及研究。 关键词：高速线材；生产方案；孔型设计；校核；帘线 钢
High-speed wire rod plant process design and quality control of steel cord Abstract This design which is based on Anshan Iron and Steel Wire Factory is planted 550,000 t annual workshop for high-speed wire rod plant technology. Typical produce is the Q235, Φ6mm wire. Design specification includs literature review, workshop process design and project. The literature review part describes the basic knowledge of wire rod production and the current situation. Design part (from chapter to chapter IX) describes the main program and the process of product design and development, production and equipment selection, process parameter calculation and checking, annual basis, the guide position adjusting device and mill, shop flat design and layout drawings, as well as technical and economic indicators and environmental protection measures. The major topics describes method and technology in quality control of steel cord. Keyword：High-speed wire; production program; pass design; check; Steel Cord
学号：0125 HEBEI UNITED UNIVERSITY 课程设计 设计题目：φ5.5mm高速线材孔型设计 学生姓名：王震宇 专业班级：11成型1班 学院：冶金与能源 指导教师：万德成 2015年1月7日
目录 1设计说明 (1) 1.1.孔型设计概述 (1) 1.1.1.孔型设计的内容 (1) 1.1.2.孔型设计的基本原则 (1) 2.孔型系统的选择及依 据 (2) 2.1.孔型系统的选 取 (2) 2.1.1.粗轧机孔型系统的选取 (2) 2.1.2.中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取 (2) 3.确定轧制道 次 (2) 3.1.轧机的选 择 (3) 4.确定各道次延伸系 数 (5) 5.确定各道次出口的断面面 积 (5) 5.1.确定各道次轧件的断面面 积 (5) 6.各道次孔型尺 寸 (6) 6.1.孔型在轧辊上的配置原则 (7) 6.2.孔型在轧辊上的配
置 (8) 6.3.轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确 定 (8) 6.3.1.工作辊径的确定 (8) 6.3.2.轧辊转速的确定 (9) 7.力能等效计 算 (12) 7.1.力能参数计算 (12) 7.1.1.轧制温度 (12) 7.1.2.轧制力计算 (14) 7.1.3.轧辊辊缝计算 (15) 8.校核轧辊强 度 (16) 8.1.轧辊强度的校核 (16) 8.1.1.强度校核 (16) 8.1.2.第一架轧机轧辊强度校核举例 (20) 9.电机的选择及校核………………….…………………………………………... 22 9.1.电机功率的校核 (22) 9.1.1.传动力矩的组成 (22) 9.1.2.各种力矩的计算 (22) 9.1.3.电机校核 (22) 9.1.4.第一道次电机功率校核举例 (25) 10.各孔型图及轧制图 表 (26)
年产Φ5.5～Φ10MM圆钢盘条65万T高速线材车间工 艺设计毕业论文 目录 前言 (1) ABSTRACT (2) 1 综述 (10) 1.1 概况 (11) 1.2 当前生产中应用的主要新技术、新装备 (11) 1.2.1 轧前工序 (12) 1.2.2 蓄热式燃烧技术 (12) 1.2.3 应用先进的轧机进行精密轧制 (12) 1.2.4 低温轧制技术 (13) 1.2.5 无头轧制技术 (13) 1.2.6 其他 (13) 1.3 现有生产线装备水平 (14)
1.3.2 具有世界二流水平的生产线 (15) 1.3.3 一般水平的生产线 (15) 1.3.4 较落后的生产线 (15) 1.4 存在的主要问题 (16) 1.5 高速线材的发展及其需要解决的问题 (16) 2 产品大纲的制定及金属平衡 (17) 2.1 编制产品方案的原则及方法 (17) 2.1.1 国民经济发展对产品的要求 (18) 2.1.2 产品的平衡 (18) 2.1.3 建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等的可能性 (18) 2.2 产品方案的制定 (18) 2.3 选择计算产品 (19) 2.4 金属平衡表 (19) 3 生产工艺流程及过程简述 (21) 3.1 工艺流程图如下 (21) 3.2 工艺过程简述 (21)
3.2.2 坯料的表面处理 (21) 3.2.3 坯料的加热 (22) 3.2.4 轧制过程 (22) 3.2.5 控制冷却过程 (24) 3.2.6 盘卷收集过程 (25) 3.2.7 废钢及氧化铁皮清除 (25) 4 轧钢机的选择 (26) 4.1 轧钢机的选择的主要依据 (26) 4.2 选择的容 (26) 4.2.1 轧钢机的布置形式 (26) 4.2.2 轧机机架数量的确定 (27) 4.2.3 轧钢机结构参数的确定 (27) 4.3 孔型在轧辊上的配置 (29) 4.3.1 一般应遵循以下原则 (29) 4.3.2 分配校核道次的孔型 (30) 5 孔型系统的设计与计算 (31)
年产80万吨高速线材车间设计英文翻译
华北理工大学轻工学院 Qing Gong College North China University of Science and Technology 英文翻译 学生姓名：周涛 学号：201224050105 专业班级：2012级轧钢一班 学部：材料化工部 指导教师：李硕
2016年6月3日
年产量80万吨高速线材车间设计 高速线材是钢铁工业中最重要的产品之一，广泛应用于基础设施、建筑工程、汽车及金属制品等领域。线材一般用普通碳素钢和优质碳素钢制成。按照钢材分配目录和用途不同，线材包括普通低碳钢热轧圆盘条、优质碳素钢盘条、碳素焊条盘条、调质螺纹盘条、制钢丝绳用盘条、琴钢丝用盘条以及不锈钢盘条等。在我国一般直径在（5-9）毫米共八种规格的成卷供应的热轧圆钢称为线材。线材因以盘卷交又叫盘条。 线材一般用普通碳素钢和优质碳素钢制成。按照钢材分配目录和用途不同，线材包括普通低碳钢热轧圆盘条、优质碳素钢盘条、碳素焊条盘条、调质螺纹盘条、制钢丝绳用盘条、琴钢丝用盘条以及不锈钢盘条等。 （1）普通低碳钢热轧圆盘条（GB701-65），普通低碳钢热轧圆盘条由低碳普通碳素结构钢或屈服点较低的碳素结构钢轧制而成，是线材品种中用量最大、使用最广泛的盘条，故又称普通线材，简称普线。 主要用途：普线主要用于建筑钢筋混凝土结构作配筋用，也可冷拔拉制成钢丝，作捆扎等用。 （2）普通低碳钢无扭控冷、热轧盘条（ZBH4403-88），无扭控冷、热轧盘条由无扭高速线材轧机轧制后采取控制冷却制成，材质与普线相同，但无扭控冷、热轧盘条具有尺寸精度高、表面质量好、较高的力学性能等优点。 主要用途：无扭控冷、热轧盘条尺寸精度分A、B、C 三级。A、B、C级精度适用于拉丝、建筑、包装和焊条等用途，B、C级精度适用于加工成螺栓、螺丝和螺母等。 （3）优质碳素钢盘条（GB4354-84），优质碳素钢盘条是用优质碳素结构钢轧制而成。是线材品种中用量较大的品种之一。 主要用途：优质碳素钢盘条主要用于加工制造碳素弹簧钢丝、油淬火回火碳素弹簧钢丝、预应力钢丝、高强度优质碳素结构钢丝、镀锌钢丝、镀锌绞线钢丝绳等。 （4）优质碳素钢无扭控冷、热轧盘条（ZBH44002-88），优质碳素钢无扭控冷、热轧盘条由无扭高速线材轧机轧制而成，轧制后采取控制冷却处理。与优质碳素钢盘条相比，具有尺寸精度高、表面质量好，有较高的力学性能。 主要用途：主要用途与优质碳素钢盘条相同。常用于制造碳素弹簧钢丝、油淬火回火碳弹簧钢丝、预应力钢丝、优质碳素结构钢丝，镀锌钢丝等。
学号：201114660125 HEBEI UNITED UNIVERSITY 课程设计 设计题目：φ5.5mm高速线材孔型设计 学生姓名：王震宇 专业班级：11成型1班 学院：冶金与能源 指导教师：万德成 2015年1月7日
目录 1设计说明 (1) 1.1.孔型设计概述 (1) 1.1.1.孔型设计的内容 (1) 1.1.2.孔型设计的基本原则 (1) 2.孔型系统的选择及依据 (2) 2.1.孔型系统的选 取 (2) 2.1.1.粗轧机孔型系统的选取 (2) 2.1.2.中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取 (2) 3.确定轧制道次 (2) 3.1.轧机的选 择 (3) 4.确定各道次延伸系数 (5) 5.确定各道次出口的断面面积 (5) 5.1.确定各道次轧件的断面面 积 (5) 6.各道次孔型尺 寸 (6) 6.1.孔型在轧辊上的配置原则 (7) 6.2.孔型在轧辊上的配 置 (8) 6.3.轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确 定 (8) 6.3.1.工作辊径的确定 (8) 6.3.2.轧辊转速的确定 (9) 7.力能等效计 算 (12) 7.1.力能参数计算 (12) 7.1.1.轧制温度 (12) 7.1.2.轧制力计算 (14) 7.1.3.轧辊辊缝计算 (15) 8.校核轧辊强 度 (16) 8.1.轧辊强度的校核 (16) 8.1.1.强度校核 (16) 8.1.2.第一架轧机轧辊强度校核举例 (20) 9.电机的选择及校核 (2) 2 9.1.电机功率的校核 (22) 9.1.1.传动力矩的组成 (22)
9.1.2.各种力矩的计算 (22) 9.1.3.电机校核 (22) 9.1.4.第一道次电机功率校核举例 (25) 10.各孔型图及轧制图表 (26)