新建年产66万吨热轧H型钢车间工艺设计毕业设计

1、新建年产66万吨热轧H型钢车间工艺设计摘要我国正处于经济高速发展阶段，大量的基础设施在建，钢铁需求量很大，尤其是H型钢，更是存在较大的空缺。结合国内H型钢生产的实际情况，本设计将新建一座年产66万吨的热轧H型钢车间。主要产品包括窄翼缘、中翼缘、宽翼缘H型钢，其规格为H200600mm，车间综合成材率为95%。车间采用目前世界上最先进的轧制技术之一 三机架串列轧制法，轧件依次通过开坯机、万能粗轧机组（包括轧边机）、万能精轧机，生产线上的五台轧机呈布置，俗称“131”布置。坯料采用连铸异型坯，规格有750450100和500300100两种，年需坯料万吨，两种坯料长度范围为：4.4m。 本设计的主

2、要内容有：车间产品大纲和金属平衡、方案选择、工艺流程、设备选择、孔型设计、生产能力计算、设备验算、车间组成和布置、重要技术经济分析、环境保护以及使用AutoCAD绘制孔型图和工艺平面布置图。关键词：热轧H型钢；万能轧机；车间设计Design of a new H-beam workshop with an annual output of million tonsAbstractOur country is at the moment of economic stage,many basic installations being constructed,so steel is in larg

3、e demand,especially H-beam. .According to the condition of H-beam product,in this design, a new H-beam workshop will be built, Its annual production is million tons. The main product includes HN、HM、HW,the web-depth is from 200 to600mm,the comprehensive yield of the shop is 95%. The production line a

4、dopts one of the most advanced technology in nowaday world,which is called three-stand-string rolling technology ,as its usually called is “1-3-1”style.The billet is rolled by rough mill,universal rough mill(including edging mill),universal finishing mill.The five stands is allocated as “”.The initi

5、al materials are C.C.beamblank,and with a need of million tons a year,which including two different dimensions:750450100 and 500300100,their length range from4. 4m to 11.0m.The main task of the design includes: scheme of products and balance of metal, selecting of raw material, alternatives selectio

6、n, technological process, equipment selection, roll pass design, production capacity calculation, equipment strength calculation, major objects of the bar plant, layout of workshop, technological economic analysis, and circumstance protection. It is also including the pass diagram plotting and the l

7、ayout of plant drawing by AutoCADKey Words： Hot rolling H-beam; Universal mill; Workshop design目录 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc295116747 概述 PAGEREF _Toc295116747 h 1 HYPERLINK l _Toc295116748 1 产品大纲及金属平衡 PAGEREF _Toc295116748 h 4 HYPERLINK l _Toc295116749 产品大纲 PAGEREF _Toc295116749 h 4 HYPERLINK l

8、_Toc295116750 产品技术要求 PAGEREF _Toc295116750 h 4 HYPERLINK l _Toc295116751 原料选择 PAGEREF _Toc295116751 h 7 HYPERLINK l _Toc295116752 原料种类的选择 PAGEREF _Toc295116752 h 7 HYPERLINK l _Toc295116753 原料规格选择 PAGEREF _Toc295116753 h 8 HYPERLINK l _Toc295116754 原料断面确定 PAGEREF _Toc295116754 h 8 HYPERLINK l _Toc29

9、5116755 原料公差 PAGEREF _Toc295116755 h 9 HYPERLINK l _Toc295116756 钢种的选择 PAGEREF _Toc295116756 h 9 HYPERLINK l _Toc295116757 坯料长度及年需要量计算 PAGEREF _Toc295116757 h 10 HYPERLINK l _Toc295116758 金属平衡表 PAGEREF _Toc295116758 h 11 HYPERLINK l _Toc295116759 2 设计方案 PAGEREF _Toc295116759 h 13 HYPERLINK l _Toc295

10、116760 生产工艺方案选择 PAGEREF _Toc295116760 h 13 HYPERLINK l _Toc295116761 轧制方案及轧机布置形式选择 PAGEREF _Toc295116761 h 13 HYPERLINK l _Toc295116762 精整工艺方案选择 PAGEREF _Toc295116762 h 14 HYPERLINK l _Toc295116763 设备简述 PAGEREF _Toc295116763 h 15 HYPERLINK l _Toc295116764 3 生产工艺流程及工艺制度 PAGEREF _Toc295116764 h 16 HYP

11、ERLINK l _Toc295116765 生产工艺流程图 PAGEREF _Toc295116765 h 16 HYPERLINK l _Toc295116766 生产工艺流程简述 PAGEREF _Toc295116766 h 16 HYPERLINK l _Toc295116767 加热工艺制度 PAGEREF _Toc295116767 h 18 HYPERLINK l _Toc295116768 异形坯加热工艺要求 PAGEREF _Toc295116768 h 18 HYPERLINK l _Toc295116769 3 异形坯加热工艺要求 PAGEREF _Toc2951167

12、69 h 18 HYPERLINK l _Toc295116770 开坯轧制工艺制度 PAGEREF _Toc295116770 h 19 HYPERLINK l _Toc295116771 开坯机配辊图 PAGEREF _Toc295116771 h 19 HYPERLINK l _Toc295116772 3.4.2 BD机压下制度 PAGEREF _Toc295116772 h 19 HYPERLINK l _Toc295116773 温度制度 PAGEREF _Toc295116773 h 19 HYPERLINK l _Toc295116774 高压水除鳞制度 PAGEREF _To

13、c295116774 h 19 HYPERLINK l _Toc295116775 开坯轧制 PAGEREF _Toc295116775 h 19 HYPERLINK l _Toc295116776 速度制度 PAGEREF _Toc295116776 h 20 HYPERLINK l _Toc295116777 切舌制度 PAGEREF _Toc295116777 h 20 HYPERLINK l _Toc295116778 万能轧制工艺制度 PAGEREF _Toc295116778 h 20 HYPERLINK l _Toc295116779 万能轧机辊型图 PAGEREF _Toc29

14、5116779 h 21 HYPERLINK l _Toc295116780 万能轧机压下制度 PAGEREF _Toc295116780 h 21 HYPERLINK l _Toc295116781 万能轧机配辊方案 PAGEREF _Toc295116781 h 21 HYPERLINK l _Toc295116782 温度制度 PAGEREF _Toc295116782 h 21 HYPERLINK l _Toc295116783 速度制度 PAGEREF _Toc295116783 h 22 HYPERLINK l _Toc295116784 热锯工艺制度 PAGEREF _Toc29

15、5116784 h 23 HYPERLINK l _Toc295116785 冷却工艺制度 PAGEREF _Toc295116785 h 23 HYPERLINK l _Toc295116786 矫直工艺制度 PAGEREF _Toc295116786 h 24 HYPERLINK l _Toc295116787 冷锯工艺制度 PAGEREF _Toc295116787 h 24 HYPERLINK l _Toc295116788 4 车间工作制度与年工作小时 PAGEREF _Toc295116788 h 25 HYPERLINK l _Toc295116789 车间工作制度 PAGERE

16、F _Toc295116789 h 25 HYPERLINK l _Toc295116790 5轧机选择及其生产能力计算与设备及其电机校核 PAGEREF _Toc295116790 h 26 HYPERLINK l _Toc295116791 轧机选择 PAGEREF _Toc295116791 h 26 HYPERLINK l _Toc295116792 轧辊材质选择 PAGEREF _Toc295116792 h 26 HYPERLINK l _Toc295116793 开坯机 PAGEREF _Toc295116793 h 27 HYPERLINK l _Toc295116794 开坯

17、机轧辊设计 PAGEREF _Toc295116794 h 27 HYPERLINK l _Toc295116795 开坯机主要技术参数 PAGEREF _Toc295116795 h 27 HYPERLINK l _Toc295116796 万能粗轧机 PAGEREF _Toc295116796 h 27 HYPERLINK l _Toc295116797 轧边机 PAGEREF _Toc295116797 h 28 HYPERLINK l _Toc295116798 万能精轧机 PAGEREF _Toc295116798 h 28 HYPERLINK l _Toc295116799 轧机生

18、产能力计算 PAGEREF _Toc295116799 h 29 HYPERLINK l _Toc295116800 轧机能力及电机能力验算 PAGEREF _Toc295116800 h 30 HYPERLINK l _Toc295116801 轧制压力计算 PAGEREF _Toc295116801 h 30 HYPERLINK l _Toc295116802 传动力矩计算 PAGEREF _Toc295116802 h 32 HYPERLINK l _Toc295116803 电机校核 PAGEREF _Toc295116803 h 34 HYPERLINK l _Toc29511680

19、4 轧辊强度校核 PAGEREF _Toc295116804 h 35 HYPERLINK l _Toc295116805 6孔型设计及压下规程编制 PAGEREF _Toc295116805 h 40 HYPERLINK l _Toc295116806 孔型设计的基本原则 PAGEREF _Toc295116806 h 40 HYPERLINK l _Toc295116807 典型产品HM294200812各轧机孔型的确定 PAGEREF _Toc295116807 h 41 HYPERLINK l _Toc295116808 万能精轧机孔型设计 PAGEREF _Toc295116808

20、h 41 HYPERLINK l _Toc295116809 万能粗轧机孔型设计 PAGEREF _Toc295116809 h 42 HYPERLINK l _Toc295116810 轧边机孔型设计 PAGEREF _Toc295116810 h 43 HYPERLINK l _Toc295116811 开坯机孔型设计 PAGEREF _Toc295116811 h 44 HYPERLINK l _Toc295116812 典型产品压下规程的编制 PAGEREF _Toc295116812 h 47 HYPERLINK l _Toc295116813 7辅辅助设备选择及其生产能力计算 PA

21、GEREF _Toc295116813 h 50 HYPERLINK l _Toc295116814 主要辅助设备选择及其生产能力计算 PAGEREF _Toc295116814 h 50 HYPERLINK l _Toc295116815 加热炉 PAGEREF _Toc295116815 h 50 HYPERLINK l _Toc295116816 锯机 PAGEREF _Toc295116816 h 51 HYPERLINK l _Toc295116817 冷床 PAGEREF _Toc295116817 h 52 HYPERLINK l _Toc295116818 矫直机 PAGERE

22、F _Toc295116818 h 54 HYPERLINK l _Toc295116820 按瓶颈能力计算生产线负荷率 PAGEREF _Toc295116820 h 56 HYPERLINK l _Toc295116821 加热炉入炉出炉辊道 PAGEREF _Toc295116821 h 57 HYPERLINK l _Toc295116822 开坯轧机区 PAGEREF _Toc295116822 h 57 HYPERLINK l _Toc295116823 万能粗轧机区 PAGEREF _Toc295116823 h 58 HYPERLINK l _Toc295116824 万能精轧

23、区 PAGEREF _Toc295116824 h 59 HYPERLINK l _Toc295116825 热精整区 PAGEREF _Toc295116825 h 59 HYPERLINK l _Toc295116826 检查台架 PAGEREF _Toc295116826 h 60 HYPERLINK l _Toc295116827 打捆机 PAGEREF _Toc295116827 h 60 HYPERLINK l _Toc295116828 8车间的平面布置和起重运输 PAGEREF _Toc295116828 h 61 HYPERLINK l _Toc295116829 车间平面布

24、置的原则 PAGEREF _Toc295116829 h 61 HYPERLINK l _Toc295116830 起重运输设备选择及主要性能参数 PAGEREF _Toc295116830 h 61 HYPERLINK l _Toc295116831 金属流线的布置 PAGEREF _Toc295116831 h 62 HYPERLINK l _Toc295116832 主厂房平面布置 PAGEREF _Toc295116832 h 62 HYPERLINK l _Toc295116833 9主要经济技术指标 PAGEREF _Toc295116833 h 65 HYPERLINK l _T

25、oc295116834 10环境保护 PAGEREF _Toc295116834 h 66 HYPERLINK l _Toc295116835 致谢 PAGEREF _Toc295116835 h 67 HYPERLINK l _Toc295116836 参 考 文 献 PAGEREF _Toc295116836 h 68 HYPERLINK l _Toc295116837 附录A轧机和电机能力校核程序及其运行结果 PAGEREF _Toc295116837 h 70 HYPERLINK l _Toc295116838 附图1:开坯机配辊图 PAGEREF _Toc295116838 h 73

26、 HYPERLINK l _Toc295116839 附图2:万能粗轧机组辊形图 PAGEREF _Toc295116839 h 74概述H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应。1.H型钢特点和分类：H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。H型钢分为： 1、宽翼缘H型钢（H

27、W） 2、中翼缘H型钢(HM) 3、窄翼缘H型钢（HN） 4、薄壁H型钢（HT） H型钢分热轧和焊接H型钢两大类。其中热轧H型钢是用万能轧机轧制生产的一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效的型材，也是随着世界钢铁生产技术发展，经工字钢优化发展而来的升级换代产品。其腹板与两翼缘相垂直，翼缘内外两侧边相互平行，翼端平直，翼缘较宽，棱角分明，故又被称为“平行腿工字钢”。其表示方法为：高度H宽度B腹板厚度t1翼板厚度t2。热轧H型钢是一种新型经济建筑用钢。 H型钢截面形状经济合理， HYPERLINK :/baike.baidu /view/913146.htm t _blank 力学

28、性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1721266.htm t _blank 起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。H-型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下： 1、翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力

29、强。 2、翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 3、与焊摄工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约 HYPERLINK :/baike.baidu /view/17483.htm t _blank 钢结构制作成本30%左右。 4、相同截面负荷下热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。 5、与砼结构相比，热轧H钢结构可增大6%的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/58643.htm t _blank 使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。 6、H型钢可加工成 HYPERLINK :/baike.bai

30、du /view/1469430.htm t _blank T型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式，极大满足工程设计与制作需求。 2.H型钢需求市场分析：H型钢由于截面经济合理、性能优越、加工制作和施工安装工艺简单、方便、快捷，成为建筑钢结构体系中重要的材料组成部分，从而被广泛应用于国民经济建设的各个领域，工业厂房，特别是重工业厂房中的承重框架梁、柱构件，如上海晶元芯片工厂两个月就用了几千吨；化工行业的大量管廊和罐体、塔体设备支架，冶金行业炼钢平台、高炉框架、厂房、轨道等，电厂的煤仓、汽机岛、输送长廊等等。陆地和海洋石油钻井平台、车辆、仓储式大型超市、桥梁隧道等大型施工。仅深圳西部电厂基础打桩

31、414*405就用了5000多吨。地下工程的钢桩及支护结构，SMW坑基施工法就使上海F1赛车场、上海南站地下700300、488300用了1万多吨，钱塘江大桥施工辅桥、西湖隧道的坑道支护；厦门、湖南会展中心等等都看到了H型钢的身影。钢结构建筑形式的多元化、多样化，促进了钢结构形式多种多样。有普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式钢架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土结合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等等。如：轻钢结构，目前在国际上，特别是在我国，是被重点推荐的一种结构形式。它具有重量轻、经济性好等特点，目前在各种屋盖结构及单

32、层房屋中得到广泛应用。在中、小跨度的屋盖中，轻型钢及轻型钢管拱型结构（平面曲线材架）也是较多采用的形式之一。网壳结构在大跨度空间结构的建造中越来越多，网壳结构在地震作用下的动力性能与设计也得到了普遍关注。网壳结构形式较多，有空间网格结构、单桩层面网壳结构、单层球面网壳结构、索承网壳结构等。钢管结构因其形式多样，结构灵活多变，可与其他钢结构相互关连，更是城镇建设中大型建筑常见的结构形式。目前一些造型优美的体育场馆如“鸟巢”、机场候机楼和会展中心应用钢结构等都采用了这些形式。不过，螺旋焊管在高层大厦、重工业厂房等重钢结构中新的应用，都使热轧H型钢在钢结构领域应用受到限制。3.本设计内容概述3.1设

33、计总体要求根据国内H型钢生产和消费情况，拟新建一条年产66万吨热轧H型钢生产线，主要产品规格有：H200600mm，原料为异型坯500300100 和异型坯750450100。以HM294200mm为典型产品进行设计计算。3.2生产工艺流程异形连铸坯步进梁式加热炉加热高压水除鳞5机架粗轧机组连轧火焰切割机切头10机架中、精轧机组连轧在线尺寸测量飞剪倍尺剪切步进式冷床水冷十辊矫直机矫直成排收集冷锯切定尺检查、堆垛、打捆成品入库、发货。3.3车间布置主体设备5一座加热能力为200t/h的步进梁式加热炉，一架1200二辊可逆式开坯机（BD），由两架1400万能轧机（UR）和一架950轧边机（E）组成

34、的串列式万能粗轧机组，一架1400万能精轧机（UF），三台2200热锯机，一组宽60米，长38米的步进梁式冷床。一架辊距从12002200mm可调的九辊悬臂式变节距矫直机，一台650吨压力矫直机，两台2200冷锯机以及标号、堆垛、打捆机和电子秤等。本设计H型钢生产全过程由三级计算机系统控制。一级为基础自动化控制级，二级为生产过程控制级，三级为工厂级计算机管理系统。 3.4设计所采用新工艺6参考国内外先进的H型钢生产车间，本设计采用了下列最新技术3：(1) 防止H型钢腹板中心偏移的新技术；(2) 提高产品断面尺寸精度的最新技术和设备；(3) 弯曲度控制新技术；(4) 辊缝调整液压AGC技术;(5

35、) 钢材表面质量控制技术；(6) 自动控制燃烧技术；(7) 开轭式机架自动换辊技术；(8) UEU串列可逆连轧技术；(9) 辊缝“零位”自动调整技术；(10)H型钢优化锯切技术以及控制轧制控制冷却技术；产品大纲及金属平衡产品大纲本车间设计年生产能力为66104t，规格为H200600mm。表1.1 年产66104吨H型钢产品大纲产品种类规格范围mm产品标准代表规格单重（kg/m）年产量（104t）所占比例（%）HN200600GB/T11263-2005(JIS G3192- 2005)300150930350175711400200813HM200400GB/T11263-2005(JIS

36、G3192-2005)244175711660402942008123903001016HW200400GB/T11263-2005(JIS G 3192-2005)2002041212302502509143003001015合计100产品技术要求（1）尺寸、外形允许偏差3）H型钢、H型钢桩的切断面上不得有大于5mm的毛刺；4）H型钢、H型钢桩不得有明显的扭转；表1.2 H型钢的尺寸、外形允许偏差项 目允 许 偏 差图 示高度H高度400400600600宽度B宽度100100200200厚度t1161625254040t2161625254040长度7m0+407m长度每增加1m或不足1m

37、时，在上述正偏差的基础上加5mm翼缘斜度T高度300T1.0%B但允许偏差的最小值为5mm高度300T1.2%B但允许偏差的最小值为5mm弯曲度高度300长度的0.15%适用于上下、左右大弯曲度高度300长度的0.10%中心偏差S高度300S(b1b2)/2且宽度200高度300或宽度200腹板弯曲度高度400400600600端面斜度ee%(H或B)允许偏差最小值3mm表1.3 H型钢桩的尺寸、外形允许偏差项 目允许偏差图 示高度H高度400 400600宽度B全部厚度t1t213不规定13不规定6%(t1或t2)长度不规定0翼缘斜度T高度300T1.2%B高度300T1.2%B弯曲度高度3

38、00长度的0.20%适用于上下、左右大弯曲度高度300长度的0.10%中心偏差S高度300S(b1b2)/2 高度300端面斜度ee1.6% (H或B)5）重量及允许偏差符合表1.4规定：表1.4 产品重量允许偏差类 别重量允许偏差H型钢单根H型钢的重量偏差不超过6%一批交货重量不超过4%H型钢桩不规定（2）交货状态H型钢、H型钢桩以热轧状态交货。（3）化学成分H型钢、H型钢桩的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合GB700或GB714、GB171591或GB4171的有关规定。H型钢、H型钢桩的成品化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。（4）力学性能热轧H型钢、H型钢桩的力学性能应符合GB

39、700或GB714、GB171591或GB4171的有关规定。（5）表面质量表面不允许有影响使用的裂缝、折叠、结疤、分层和夹杂。局部的发纹、拉裂、凹坑、凸起、麻点及刮痕等缺陷允许存在，但不得超出厚度尺寸允许偏差。原料选择原料种类的选择根据所采用的坯料、孔型系统和轧机种类的不同，可以有不同的工艺组合，当代H型钢生产所用坯料有五种可供选择。采用传统的钢锭作原料。采用连铸矩形坯。采用连铸异形坯。采用具有很薄腰厚的连铸异形坯为原料。（5） 采用连铸板坯。传统初轧坯的缺点是：由于初轧坯为方形或矩形，与成品H型钢在外形上无几何相似性，所以要先在二辊开坯机上把钢锭轧成“狗骨头”状的异形坯，再送到有12架万能

40、可逆轧机组成的万能粗轧机组上轧制，但由于坯料外形与孔型无几何相似性，在轧制过程中随着整个断面翼缘和腹板的形成，坯料不可避免的受到剪切力的作用，同时产生金属的横向流动和宽展。为了减少因不均匀变形所造成的金属外性形的破坏，应尽量采用在高温下且小压下量来完成从初轧坯到“狗骨头”状的异形坯的轧制，但这需要很多道次才能完成。板坯轧制的缺点： 在开坯机上必须把板坯立轧成“狗骨头”状的异形坯断面以适应万能轧制，但“狗骨头”状的异形坯断面形状不容易控制，腹板易偏斜，万能轧制时容易出现翼缘充不满和腹板不对中等缺陷。开坯轧制道次多，开坯机成为生产的 “瓶颈”。开坯机轧制道次多、温降大、轧制变形抗力大，从而能耗高、

41、轧辊消耗大。连铸异形坯的主要特点：连铸坯的断面形状和产品的断面形状相似，从而免除了热轧H型钢生产的成雏形轧制阶段，减少了很多轧制道次，提高了轧机小时产量。同时，由于轧制变形比较均匀，故切头切尾量少，提高了成材率。异形坯结晶器铸出的异形坯断面尺寸精度高，对称度好。用一种或少量几种连铸坯就可以生产全部尺寸的H型钢，因此，坯料规格可以较少，简化了生产。综合考虑以上五种坯料生产H型钢的优缺点，结合本设计的实际情况，选用连铸异形坯为原料。原料规格选择原料规格主要依据成品的断面尺寸,轧件最大长度等因素确定。原料断面确定连铸异形坯有异形坯（）和异形坯（）两种类型。异形坯断面形状见图1.1，尺寸见表1.5。型

42、异形坯主要用来生产腹板高度H500mm的H型钢或翼缘宽度B300mm的H型钢，型异形坯主要用来生产腹板高度H500mm和B300mm的H型钢。 表1.5 异形坯断面尺寸类型H(mm)B(mm)T(mm)A(mm)C(mm)R(mm)单重(kg/m)面积（mm2）型75045010015590801270162770型500300100130706070790567图1.1 异形坯断面形状原料公差1)异形坯的腹部和翼缘的高度及厚度公差1.5%；2)异形坯的弯曲度:11m长的坯料最大弯曲度为60mm，每米不超过10mm；3)长度公差:最大20mm；4)重量公差：最大1.5%。钢种的选择本设计所用的

43、钢种为：碳素结构钢、低合金结构钢。其化学成分表见表1.6：表1.6 坯料化学成分表序号钢种标准代表钢号化学成分CMnSiSPCrVNAlS1碳素结构钢GB/T700-1988Q235A/3低合金高强度结构钢GB/T1591-1994Q345B33133018异形坯加热工艺要求（1）入炉钢坯间距设定值：315mm；（2）炉温范围与钢坯在炉时间如表3.2：（3）炉内气氛：弱氧化性；炉压：010Pa。表3.2 炉温范围与钢坯在炉时间表（异形坯）段名非燃烧段上预热段下预热段上加热段下加热段上均热段下均热段温度11201150108011201260130012501280124012601230125

44、0时间min42173922开坯轧制工艺制度开坯机配辊图根据典型产品HM294200812设计开坯机配辊图见附图1。BD机压下制度根据典型产品编制BD机压下规程见表6.1。温度制度开坯机轧制碳素钢、低合金钢时，其轧制温度规定如下：（1）开坯温度一般为11301250（对于小规格断面的型钢取上限，大规格断面的型钢取下限）。（2）根据轧件尺寸规格确定终轧温度，终轧温度1000。加热好的钢坯由出炉辊道运至开坯区，在开坯区内除鳞，开坯，切“舌头”。高压水除鳞制度除鳞时根据两种不同规格的坯料选择两种不同的喷嘴框尺寸、喷嘴数量及工作压力，如表3.3所示。表3.3 除鳞机工作参数表坯料名称坯料规格（mm）长

45、度（m）喷嘴框尺寸（mm2）喷嘴数量极值导板开度（mm）水压（MPa）除鳞速度（m/s）异形坯7504501004.411.075045040Max158020异形坯50030010050030028Min50017开坯轧制钢坯经过除鳞后到达开坯机，通过开坯机往复轧制达到所需尺寸后，经机后辊道，送入热锯机切“舌头”。开坯机的上辊，下辊均设置压下（上）装置，压上装置可调整轧制线。开坯机上辊轴向不可调，下轧辊可手动进行轴向调整。开坯机的前，后各设有一台带翻钢钩的推床，翻钢钩与推床同步移动，可以将坯料横移和在任意道次进行翻钢。速度制度（1）咬入速度咬入速度/s。（2）轧制速度当轧件咬入后，取三角形或

46、梯形速度图，加速度为/s，轧制速度5m/s。（3）抛尾速度轧件抛尾速度/s。其速度图如图3.2：图3.2 开坯机速度曲线图切舌制度用万能法轧制H型钢时，为防止在万能粗轧机组中发生缠辊事故，必须切除轧件的头、尾端“舌头”。切舌长一般为150500mm，但为了方便万能粗轧机顺利咬入，应该保留腹板部分舌长20100mm。万能轧制工艺制度轧件进入输入辊道后运往万能粗轧机轧制，粗轧机组的前、后均设有可平行升降的输入、输出辊道及摆动辊道。小规格H型钢在万能粗轧机组上往返轧制3次，万能粗轧道次为5道，轧边道次为3道；大规格H型钢往返59次，万能道次为617道，轧边道次为59道。三机架间构成连轧。不论是大规格

47、或小规格，在万能精轧机上只轧一道。换产品规格时，输入、输出辊道平行升降调整。在轧制时，输入、输出辊道标高不变，仅摆动辊道按轧件翼缘的高度变化，每道次调整，以确保轧制过程中轧制中心线不变。万能轧机的水平辊，立辊均是电动压下（上）和侧压，液压平衡。上水平辊动态轴向调整，下水平辊的轴向固定。万能轧机的立辊有二种规格，以适应轧制不同翼缘高度的轧件。为提高产品精度，在万能精轧机的上水平辊和左、右立辊的压下装置和轴承座之间设置了厚度自动控制系统，对翼缘和腹板进行自动控制（AGC）。万能轧机辊型图根据典型产品HM294200812设计万能轧机辊型图见附图2。万能轧机压下制度根据典型产品编制万能轧机压下规程表

48、见表6.2。万能轧机配辊方案水平辊尺寸WR的确定：WR=WF ;式中： 调整量 一般=25mm；本设计取=2mmWF 精轧机辊身宽度；WFmax=H+1+-2（t2-2-）WFmin=H+1-2（t2-2+）式中：00 1 、2分别为轧件宽度和翼缘高度方向的公差。万能轧机配辊方案见表3.4。温度制度对于碳素钢、低合金钢，万能轧机的开、终轧温度为：开轧温度1000；终轧温度800。如有特殊要求，按照工艺操作要点执行。表3.4 万能轧机配辊方案表序号产品规格水平辊尺寸（mm）立辊尺寸（mm）辊径辊身宽度（粗轧）辊身宽度（精轧）辊身宽度辊径1HN400200140012903409008102HW2

49、00200140012903409008103HM39030014001290365.5334309008104HW40040014001290430900810速度制度（1）UEU速度制度入口速度3m/s；轧制速度：当轧件头部被连轧机组中最后机架咬入后，轧件加速到轧制设定速度并建立小张力，其加速度为/s。其最大轧制速度/s。出口速度/s。（2）UF速度制度入口速度/s。轧制速度：当轧件进入UF轧机后，轧机将加速至设定速度，加速度为/s。出口速度：轧件以/s的速度抛出，然后降速至反转，等待下一道次轧制。加速度为/s。其速度曲线图见图3.3：图3.3 UEU速度制度曲线图热锯工艺制度精轧机轧出的

50、成品最大长度为1m，由横移装置送至热锯机单根地切头、切尾和定尺（或倍尺），取样也在热锯上进行。热锯机组包括一台固定式锯，一台移动式锯。通过液压进锯，锯片直径为2200/2000mm，圆周速度为140m/s。在固定锯前设有一台液压升降机和液压驱动的定尺机，定尺范围为624m。工艺技术选定（1）切头、切尾长度头尾锯切长度正常为5001200mm，数值视规格而定，具体见锯切程序表；（2）锯切温度1）小规格轧件，不低于500；2）大规格轧件，不低于600。（3）锯切方式热锯锯切时，必须是单根锯切。冷却工艺制度锯切成定尺（或倍尺）的轧件在冷床上冷却。冷床为步进梁式，输入、输出辊道中心线间距为38m，宽6

51、0m，步距可调，可适应各种规格的冷却要求。冷床输入辊道上有6个升降挡板，可冷却不同长度的轧件，最大限度利用冷床。在冷床输入、输出侧均设有翻钢装置，H型钢在冷床上直立（成I型）冷却。冷却制度、上冷床、下冷床都由计算机系统根据指令自动控制。工艺制度（1）冷却方式由于H型钢腿厚与腰厚之比较大，若采用平放，容易因腰腿冷却速度不一致，造成腰部波浪，因此H型钢上冷床时，必须翻转90，成“工”型在冷床上立冷，下冷床前，必须再翻转90，恢复H型，上辊道送矫直机矫直。（2）轧件下冷床温度轧件下冷床温度必须小于80。矫直工艺制度轧件在冷床上冷却后，由辊道运往矫直机矫直，矫直温度必须低于80。矫直机为九辊悬臂矫，节

52、距可调。矫直机上部四个辊为驱动辊，每个辊由一台0220KW、090/1800rpm直流电机驱动。下部五个辊为被动辊。在输入、输出侧各有一对自由立辊，引导轧件输入、输出自由立辊的间距可以液压调节。在矫直机前的输入辊道上设置一台喂钢机。是一对直径为250mm的支持辊，由液压马达驱动，可以旋转、升降、横移保证轧件正确对准矫直机辊子中心线。矫直机为快速换辊，全套换辊时间为30分钟左右。工艺技术规定（1）矫直温度应低于80；（2）生产过程中应根据钢材规格、钢种、钢温的变化，适当调整矫直机的压力。（3）矫后轧件的弯曲、内并外扩、扭转及表面质量应符合有关规定。冷锯工艺制度工艺技术规定（1）冷锯可以单根锯切，

53、也可以成排锯切。成排锯切时，成排根数视品种、规格确定。（2）锯切速度1）小规格产品，快速进锯，一般取70120mm/s；2）钢种较硬或规格较大时，中速进锯，一般取50100mm/s；3）成排锯切时的速度取150200mm/s。车间工作制度与年工作小时车间工作制度车间年工作小时按以下原则计算：（1）本设计车间采用四班三运转连续工作制，每班8小时。双休日不停工；（2）每两年大修一次，每次20天；每两年中修一次，每次10天；十天左右小修一次，每次10小时；大修与中修错开，不在同一年进行；（3）换轧辊和导卫，平均轧制5000吨换一次辊，每次需时2小时；（4）调整、换矫直辊和锯片每班更换，平均每次30分

54、钟；（5）交接班每次20分钟；（6）考虑到电气及机械故障，预留每班40分钟；（7）其它原因停机300小时。本车间设计日历作业率=全年计划轧制时间/日历时间=5776/8760=%，有效作业率=全年计划轧制时间/年规定工作时间=5776/7776= %。年工作小时表见表4.1：表4.1 年工作小时表日历天数d非 工 作 日规定工作时间工作制度其 它 停 工 时 间全年计划轧制时间h节假日d大修hh中修h小修h计划检修h天数d小时数h交接班h换辊及导卫h事故h其它原因停机h调整、换 矫直辊、锯片h365112401203607203247776四班三运转30030060030050057765轧机

55、选择及其生产能力计算与设备及其电机校核轧机选择对工艺设计来说，轧机选择主要是确定轧机结构型式、主要参数及其布置。轧机选择时一般考虑以下原则：1）满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑；2）有较高的生产效率和设备利用系数；3）有利于机械化、自动化的实现，有助于工人劳动条件的改善；4）保证获得高质量的产品；5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便；6）备品备件更换方便，易于实现标准化；7）有良好的技术经济指标。根据以上原则并参考马钢H型钢厂生产线，本设计中轧机选用串列式布置，轧机布置形式采用半连续式布置，生产线上五台轧机呈三列布置，俗称“131”布置。轧辊材质选择轧辊是轧机的

56、主要部件，轧辊材质的选择与轧机工作特点及损坏形式有密切的关系，因此，在选择轧辊材质时，除考虑轧辊的工作要求与特点外，还要考虑轧辊常见的破坏形式和破坏原因。由于粗轧机和型钢轧机轧辊受到较大冲击负荷，因此要有足够的强度，而辊面硬度可放在第二位。初轧机常用高强度铸钢和锻钢；型钢初轧机多用铸钢。在型钢轧机的成品机架上，成品形状及公差要求严格，要求轧辊有较高的表面硬度及耐磨性，一般选用铸铁轧辊。本设计中开坯机轧辊材质选用合金锻钢。对于万能轧机，为了降低辊耗，提高产量，本设计采用的是复合衬套式轧辊。由于万能粗轧机是可逆式往复轧制且压下量大，主要考虑轧辊强度，并具有大的摩擦力以利轧件咬入，故其轧辊的辊芯采用

57、锻钢，而辊套采用铸钢。精轧机的辊套则采用硬度高、表面光滑且耐磨的球墨铸铁。采用复合衬套式轧辊，使辊套具有较好的耐热裂性，有利于增加轧机的作业率。开坯机开坯机轧辊设计： （式5.1）式中： 工作辊辊径，mm；压下量，参考马钢H型钢厂资料，取hmax=65mm；最大咬入角。查表可知，型钢轧制时最大咬入角=2025本设计中，取代表值20，故有65/（1-cos20）=参考马钢H型钢厂生产线的设计，取D=1200mm又查表可知，型钢轧机的，本设计中取代表值2.33，故有1200=2796mm 参考马钢H型钢厂生产线的设计取L=2800mm开坯机主要技术参数开坯机主要技术参数如下：轧辊直径： 95012

58、00mm 最大辊环直径： 1450mm辊身长度： 2800mm 轧制速度： 05m/s最大轧制压力： 1200t 辊颈直径： 600mm上辊压下高度： 1635mm 上辊压下速度： 0158mm/s下辊压上高度： 400mm 下辊压上速度： 040mm/s下辊轴向调整距离：8mm 压下螺丝中心距：3900mm轧辊冷却水压力： 3bar 冷却水消耗量： 160m3/h主电机功率： 5500 kW 主电机转速： 070/170rpm开坯机前后设有推床和翻钢机,开坯机非传动侧设有快速换辊装置。万能粗轧机为了便于换辊，轧机采用开轭式机架。本设计中的万能粗轧机参数如下：立辊辊身长度：430 mm或340

59、mm（翼缘宽度B280mm时取430mm；翼缘宽度B 280mm时取340mm）水平辊直径：1400/1300 mm； 立辊直径：900/810mm 上辊提升行程： 1650 mm 上辊提升速度： /s上辊提升精度： 下辊调节行程： 230mm下辊调节速度： /s 下辊调节精度： 立辊调节行程： 400mm 立辊调节速度： 18mm/s立辊调节精度： 上辊轴向调整量：5mm水平辊最大轧制力：1200t 立辊最大轧制力：700t压下螺丝中心距： 3900mm 主电动机功率： 5500 kW主电机转速： 070/170rpm轧边机轧边机为一对传动的上、下水平辊辊系，用于轧制翼缘的上、下端，控制翼缘

60、的高度，采用闭口式铸钢机架。水平辊的压下（压上）均是电动的，上水平辊为液压平衡。其技术参数如下：轧辊直径： 950/860 mm 辊身长度： 1400mm轴向调整量： 10mm 压下装置提升行程：3150mm调整速度： 10mm/s 压上提升： 240mm压下螺杆间距：3900mm 最大轧制力： 300t主电动机功率：2000 kW 主电机转速： 0140/340rpm万能精轧机采用组合式结构开轭式机架，上下水平辊电动压上压下，液压平衡，上辊轴向可以动态调整。 水平辊直径：1400/1300 mm 水平辊最大轧制力：800t立辊直径： 900/810 mm 立辊最大轧制力： 500t立辊长度：