(完整版)年产68万吨热轧线材车间设计毕业设计.doc

1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：设计年产68 吨高速线材车间姓名：学号：专业：材料成型及控制工程班级：指导教师：年产 68 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68 万吨的热轧高速线材生产车间，采用单线连续轧制方式。产品规格为 5.520mm ，单卷盘重约 2.1 吨 ,本设计典型产品为优质碳素钢。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；孔型设计；轧机力能参数计算和电机设备校核等。本设计坯料采用连铸坯，一方面连铸坯的组织结

2、构很好，同时提高了产品的质量；另一方面还可以减少轧制间隙时间，提高生产率。加热炉选为步进梁式加热炉，进出料方式采用侧进侧出，加热炉由微机控制，出炉温度为 10501250°C。轧机采用高速线材轧机，全线均为无扭轧制。在轧制后的坯料多数采用冷却技术为斯太尔摩冷却运输系统来完成。本设计采用的是延迟性的斯太尔摩冷却运输系统，它适用于冷却各类碳钢，具有较好的冷却效果。关键词：车间设计孔型设计产量计算设备选择Annual output of 680000 tons of hot-rolled wire rod workshopdesignAbstractAccording to the req

3、uirements of graduation design, the design capacity of 680000tons of hot rolled high speed wire rod production workshop, the single wire rolling way.Product specifications for the 5.5 20 mm, single reel weighs about 2.1 tons. The mainproducts of the design quality carbon steel.The content of this wo

4、rkshop design mainly include: product outline and theformation of metal sheets; Design process and process flow; The determination of workingsystem and the rolling mill production ability analysis;The main equipment choice; Selection and calculation of the auxiliary equipment;Workshop layout and lif

5、ting transportation; Workshop technical and economic indicators;Pass design; Rolling force can parameters calculation and motor equipment checking, etc.This design materials using continuous casting billet, in order to reduce the loss ofmetal, and the organizational structure of the continuous casti

6、ng billet is better, it alsoimprove the quality of the products; Also can reduce the gap of rolling time and improveproductivity.As the walking beam type reheating furnace, heating furnace front-rear way usingside in side out.Heating furnace is controlled by microcomputer, melt temperature is 1050 1

7、250°C. Rolling mill and high-speed wire mill, across all is no twist rolling.Microstructure, to improve the product after rolling by adopting the technology ofcontrolled cooling, cooling after rolling by cold box and a set of steyr the cooling watertransportation system. Steyr the cooling trans

8、portation system with delayed type coolingdevice, it is suitable for cooling various kinds of carbon steel, has good cooling effect.In a word, the advanced technology and equipment is the design of the importantguarantee of product quality; High speed wire rod production workshop design as well aspr

9、ovides a good example.Keywords: groove design production workshop design equipmentselection calculation目录摘要 .IAbstract.II第一章 总论 .11.1工程总述 .11.2高速线材介绍 .11.3行业市场分析 .11.3.1国内高速线材利用情况分析 .11.3.2市场小结 .21.4包头地区建设高速线材车间的可行性与必要性分析.2第二章产品方案及金属平衡表 .32.1产品方案的编制 .32.2产品技术条件 .42.2.1产品技术条件 .42.2.2成品线材盘卷成捆交货 .42.2.

10、3产品的性能 .42.3金属平衡表的确定 .52.3.1确定计算产品的成品率 .52.3.2影响成品率的因素 .52.4.典型产品的化学成分表第三章高速线材生产工艺. 7. 73.1 车间生产工艺的确定 . 73.3.1 轧机的选择73.3.2 轧机数量的确定83.3.3 轧辊尺寸参数的确定93.3.4 轧机的主要技术参数的确定93.3.5 轧机布置方案103.2 生产工艺流程制定123.2.1 工艺流程123.3.产品的工艺制度123.3.1 坯料123.3.2 钢坯的加热炉和钢坯的加热13第四章孔型设计144.1 概述144.1.1 孔型设计的内容144.1.2 孔型设计的要求144.1.

11、3 孔型设计的程序144.2 孔型系统154.2.1 孔型系统的选择154.2.2 成品前精轧孔的设计154.3 典型产品孔型设计164.3.1 代表产品为直径17mm产品孔型设计164.3.2 各孔型中轧件尺寸的确定174.3.3 计算平辊出口轧件的断面积. 174.3.4椭圆孔型中轧件尺寸的确定 .204.3.5各孔型尺寸参数的确定 .24第五章 年产量的计算 .295.1工作辊径的确定 .295.2轧辊转速的确定 .305.3轧制节奏图表 .315.3.1轧制图表 .315.3.2确定纯轧制时间、间隙时间、轧制节奏.325.3.3轧机小时生产能力 .325.3.4轧机的平均小时产量 .3

12、35.3.5车间年产量计算 .34第六章 轧制力计算和轧辊校核 .366.1轧制力能参数计算 .366.1.1轧制温度 .366.1.2轧制力计算 .386.2电机功率的校核 .436.2.1轧辊强度校核 .436.3主电机传动轧辊所需力矩及功率 .456.3.1传动力矩的组成 .456.3.2轧制力矩的确定 .456.3.3附加摩擦力矩的确定 .456.3.4 空转力矩的确定. 466.4电机校核 .466.4.1等效力矩计算 .476.4.2电机的过热过载校核 .48第七章 辅助设备的选择 .497.1加热炉 .497.1.1炉型选择 .497.1.2炉子尺寸的确定 .497.2斯太尔摩冷

13、却运输线的选择 .507.2.1P/F 线运输能力验算 .517.3其他辅助设备的选择 .52第八章车间平面的布置 .558.1车间平面布置的原则 .558.1.1车间整体平面设计内容 .558.2金属流程线的确定 .558.2.1设备间距的确定 .558.2.2车间内仓库设施的布置 .558.3车间厂房主要参数 .56第九章车间主要技术经济指标 .589.1车间技术经济指标 .58参考文献 .59致 谢 .60第一章总论1.1 工程总述（1）项目名称 : 设计年产量为68 万吨的高速线材车间，计算产品优质碳素结构钢：（2）项目概述：根据对国内高速线材市场现状的分析以及前景预测，综合对各种物料

14、供应、能源等其它资源的分析， 我们选择区域和资源优势居一体的包头地区作为建厂厂址，设计一座年产量 68 万吨高速线材车间，并且能够生产规格全、性能强，能满足市场需求的产品。1.2 高速线材介绍在冶炼方面大多是用电炉初炼和转炉，然后再在炉外进行第二次精炼，同时大多上是以连铸代替模铸，都是全保护浇铸；所以，生产出的线材生产率、品种、质量都很好。美国摩根公司在1962 年开始研制的摩根型高速无扭轧机是目前世界上应用最广泛的，在 1966 年首先摩根型高速无扭轧机在加拿大钢铁公司哈密尔顿厂应用。在 1966 年9 月正式投产第一套摩根型高速线材轧机，轧制速度为 4350m/s，如今高线的轧制速度在 2

15、0120m/s。世界上最大的线材生产国是中国， 在钢材总产量中线材产量占的比例很大， 并且在钢材总产量中线材产量占的 8%10%，我国就占 20%以上，这几年线材在国内产量与醋缸增长差不多，通常为20%左右。据监测数据显示：2012 年 111 月，线材在国内的产量达 1.212 亿吨，同比增长 12.1%。2012 年 11 月份，中国生产线材1256 万吨，同比增长 19.01%。1.3 行业市场分析1.3.1 国内高速线材利用情况分析钢铁产量在 2009年需要增加超过 20%，10月份我国生产粗钢、生铁和钢材分为 5175万 t、 4928 万 t 和 6245 万 t ， 同比 增长

16、44.1%、44.4% 和 45.5% ，1-10 月份我国累计生产粗钢、 生铁铁和钢材分 别 47215.06 万 t、45559.21 万 t 和 56425.04 万 t 生铁和钢材分别为47215.06 万 t、45559.21 万 t 和 56425.04 万 t ，同比 增长10.5% 、14% 和 15.6% ，比 1-9 月份分别提高 3%、 2.9%和 3.2%，产量增速呈加快之势。1.3.2 市场小结通过对国内高线的使用情况得知，我国的利用还是可以的， 而且产业政策和市场的大量需求是很有发展前景的，市场潜力比较大。 对于该产业的投资是非常市场可行性1的、在经济这方面也是很可

17、行性的，所以我认为在这个项目上可以促进我国在新兴高速线材的大踏步发展， 同时也对市场有一定的促进，也发展了对我国低碳环保和之有关的产业链的大踏步发展， 也在发展中提高了社会效益与经济效益，同时对于促进经济社会可持续发展有着长远的意义。1.4 包头地区建设高速线材车间的可行性与必要性分析(1)地理位置包头位于中国的西北地区，包头属于在内蒙的中西方位，包头市内有黄河流经，北面有大片土地，有利于建设厂子。离河套平原和接土默川平原都不远。(2)自然条件地形由西向东、由南向北倾斜。境内海拔高度在 2955 米 1100 米之间。黄河流经包头地区，整个黄河基本都包头的管辖地区。包头地区的自然条件很好，冬夏

18、都能适宜工作。(3)矿产资源条件包头市是世界最大的稀土矿床 白云鄂博铁矿所在地， 该市的矿产资源具有种类多、储量大、品位高、分布集中、易于开采的特点， 这里的稀土是这个地方的特有代表，这里已发现矿物 74 种，矿产类型 14 个。主要金属矿有好多种： 比如铁、稀土、铌、钛、锰、金、铜等 69 个矿种， 9 个矿产类型等一些大型的矿。非金属矿也有许多：比如石灰石矿比较出名。能源矿有：煤、油页岩等。(4)水资源环境水资源条件优越，地下水蕴藏丰富。2000 米高峰平均海拔2324 米最高峰海拔。由中央山区 ,山地草甸和高原北部三部分组成的山南平城市,是高和低 ,南北之间，从西到东的地形 .黄河流经包

19、头市214 公里高速公路境内 ,铁路架起两座桥黄河并行南北。(5) 运输条件属于呼包银经济带、呼包鄂城市的中心城市，包头为中国重要的交通枢纽，京包铁路，包兰铁路，包西铁路，包环铁路、包满铁路、包神铁路、甘泉铁路等在此交汇。第二章产品方案及金属平衡表2.1 产品方案的编制产品方案是指设计的这个工厂或者是要开始生产的的长子所生产出来的东西的名字、品种、大小。根据这个产品在使用的多少设计这个产品的生产工艺。编制产品方案的原则 :1).国内人民生活水平对一些产品的要求：据在生活中国人对产品的数量.质量和品种等方面的需要情况 ,也对人民的现在的需求,还要考虑未来的发展需求，最后设计一个符合社会的产品。2

20、).国内使用的平衡：全国生产的产品与它的布局相平衡。3).建厂的位置：包括它的生产资源，当地的环境条件，.投资等的可能性。 .以上三点缺一不可才能保障产品方案编制的可行性。下面对产品的分类进行品种、大小、产量、比例，列出了下表2.1。表 2.1 高线生产的产品大纲序号型钢品种成品规格直径 /mm产量比例 %万 t/ 年1热轧盘条普碳钢5.5-1212.9202焊接用钢热轧盘5.5-1019.730条3混凝土用热轧盘5.5-1211.617条4高碳优质热轧盘5.5-198.513条5制丝用低碳热轧5.5-126.810盘条6低合金钢5.5-206.8102.2 产品技术条件：2.2.1 产品技术

21、条件表 2.2 产品技术条件直径直径公差椭圆度国标公差 5.512.0 ±0.130.20 ±0.5 12.020.0 ±0.150.23±0.5注：（ 1）直径公差控制在0.1 以内；（ 2）线材头尾公差控制在0.2 以内。2.2.2 成品线材盘卷成捆交货盘卷尺寸：外径1250 ，内径 850 ；盘卷压紧打捆后高度约2000 盘卷单重约 2.1 吨。2.2.3 产品的性能（ 1）生产的产品的机械与冶金行很稳定，对于优碳钢机械性能和拉拔性能都是进行过铅浴淬火处理的；销售的产品的按直径的1% 验收。以下标准是国际上规定的：2.3 金属平衡表的确定编制金属平

22、衡表就是以任务书为中心，参考一些在国内外建成的厂子企业他们的先进指标，现在自己的建成根据自己的情况确定出自己的年产量计划的原料， 并且确定出产品的成品率，编制了金属平衡表。2.3.1 确定计算产品的成品率成品率的计算公式：(Q W)Q 100%(2.1)式中A成品率，%Q 投料量，(原料重 )t；W 金属 的损失重量 , t。2.3.2 影响成品率的因素以下是对成平率不利的几点：1） 烧损。金属在加热下处于高温会发生氧化，称为烧损。金属在加热过程中，由于加热时间越长，加热温度越高就会出现烧损，所以加热过程中的烧损与加热法度和时间有关，钢材在加 热过程中 烧损为1.5% 2.5%。2） 溶损。金

23、属在轧制中经过化学处理的过程会发生溶损。在加热情况下铝合金溶损为 0.2%左右，钢材酸洗时的溶损为 0.3%0.2% 。3） 几何损失。主要包括切损、残屑。切损是大块的坯料进行切头，切尾，切边等的损失。钢材都以钢的品种、坯料的大小以及原料状况有关。4） 工艺损失。又称技术不好的损失，是指在加工坯料的过程中工具、设备、技术的不熟练产生出的不符合产品。工艺损失与控制车间的设备、生产管理操作水平有关。工艺损失一般不得大于1%。综合以上的因素设计划了方案，参考建成的厂子企业的金属平衡表，因此得出了本车间设计方案的金属平衡表 2.3。表 2.3 金属平衡表损失成品规产量成品铸坯年序格直径万 t/烧 损几

24、何损失工艺损失产量万产品名称率%号mm万 t/万 t/t/年年%万 t/ 年%年年热轧盘条普1碳钢钢5.5-1712.960.512.6焊接用钢热2轧盘条5.5-1619.797.31.9712.319.2混凝土用热30.09轧盘条5.5-12 11.641.50.060.511.2制丝用中高碳优质热轧4盘条5.5-19(硬线)8.521.021.20.040.58.245 号钢56制丝用低碳热轧盘条5.5-126.897.20.050.80.821.20.040.56.6低合金钢5.5-

25、206.897.10.821.21.021.50.0.典型产品的化学成分表优质碳素结构钢（ GB/T699 88）表 2.4优质碳素结构钢的化学成分表牌号化学成分PSNiCrCSiMn不大于0.05-0.25-450.0350.0310.030.500.07-0.25-600.0350.0340.070.500.12-0.25-700.0350.0390.070.50第三章高速线材生产工艺3.1 车间生产工艺的确定3.3.1 轧机的选择轧机选择的一般是依据钢材的种类1 、对于市场的需求量大小以及由此确定

26、的工艺流程 2 。对于轧机选择一般考虑轧机的结构、主要参数和它们的轧机布置形式。通常的轧机考虑以下几点原则：（1）在轧制过程中保持轧机的布置合理和排列紧凑；（2）必须有利的提高产品的生产效率和设备的利用系数；（3）必须对于机械自动化能实现，对于工人的劳动强度有所利于；（4）保证获得高质量的产品；（5）在轧制过程中轧机必须合理、先进、便于操作、维修简单；（6）维修时需要的替补品，需到位；（7）有良好的经济技术指标。3.3.2 轧机数量的确定本车间拟采用规格为150×150 连铸坯，轧制 5.520mm 的线材确定轧制道次。 料断面面积：F0 A24R2 R2(3.1)上式中： F0-连

27、铸坯料原始面 积Fc - - - - - - - 热态 成品断面面积A -原料边料R - - - - - - - 连铸方坯 结晶圆角，取R10mmF01502 4×102×102mm 2 22414mm 2 5.5mm 成品圆钢的断面面积： Fc（ d） 24 ×（ 5.5） 2 4 mm 2 23.74mm 2则总 延伸系 数：z F0Fc 22414/23.74944.14取平均延伸系数：c1.31则机架数：N z/c25.36故取 N263.3.3 轧辊尺寸参数的确定经过计算得出全线共有26 架轧机，下面表有关轧机的有关参数。本设计我把轧机分为粗轧、中轧、预精轧、精轧组，粗轧和中轧为平立交替布置共16 架轧机，立辊轧机均为上传动，预精轧和精轧为摩根第六代型超重级轧机共10 架精轧机组。在整个轧制过程中是没有扭转的。以下是主轧机的特点：粗中轧机组：是由二辊平立交替布置的轧机组成确定出粗中轧机组为 12 架，立式轧机为上