陈军结业设计表格产品大纲金属平衡表原料长度

产品大纲及金属平衡

1.1产品大纲

本车间设计年生产能力为t，规格为H200~800mm，典型计算产品：

HM390×300×10×16

表1.1年产62×104吨H型钢产品大纲

序号

产品种类

规格范围mm

产品标准

代表规格

单重(Kg/M)

年产量（万吨)

所占比例

1

窄翼缘H型钢

200--800

GB/T11263-2005

300×150×6.5×9

36.7

7

33.87

400×200×8×13

65.4

6

600×200×11×17

103.4

8

2

中翼缘H型钢

200--600

390×300×10×16

104.6

6

33.87

440×300×11×18

120.8

8

550×300×11×18

130.3

7

3

宽翼缘H型钢

200--400

250×250×9×14

71.8

8

32.26

350×350×12×19

134.9

7

400×400×13×21

171.7

5

合计

62

100℅

1.2产品技术要求

（1）尺寸、外形允许偏差

1）宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸、外形允许偏差应符合表1.2规定

2）H型钢桩的尺寸、外形允许偏差应符合表1.3规定

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；

5）重量及允许偏差符合表1.4规定

表1.2H型钢的尺寸、外形允许偏差

项目

允许偏差

图示

高度H

高度＜400

±2.0

≥400~600

±3.0

≥600

±4.0

宽度B

宽度＜100

±2.0

≥100~＜200

±2.5

≥200

±3.0

厚

度

＜16

±0.7

≥16~＜25

±1.0

≥25~＜40

±1.5

≥40

±2.0

＜16

±1.0

≥16~＜25

±1.5

≥25~＜40

±1.7

≥40

±2.0

长

度

≤7

0~+40

＞7

长度每增加1m或不足1m时，在上述正偏差的基础上加5mm

翼缘斜度T

高度≤300

T≤1.0％B

但允许偏差最小值5mm

高度＞300

T≤1.2％B

但允许偏差最小值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≤300

±2.5

且宽度≤200

高度＞300

±3.5

或宽度＞200

腹板弯曲度

高度﹤400

≤2.0

≥400~600

≤2.5

≥600

≤3.0

断面斜度e

e≤1.6％（H或B）允许偏差最小值3mm

（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GB700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。

1.3原料选择

1.3.1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。

（1）采用传统的钢锭作原料。

（2）采用连铸矩形坯。

（3）采用连铸异形坯。

（4）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1～2架万能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、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。

1.3.2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。

1.3.3原料断面确定

连铸异形坯有异形坯（Ⅰ）和异形坯（Ⅱ）两种类型。异形坯断面形状见图1.1，尺寸见表1.5。Ⅰ型异形坯主要用来生产腹板高度H≥500mm的H型钢或翼缘宽度B≥300mm的H型钢，Ⅱ型异形坯主要用来生产腹板高度H＜500mm和B＜300mm的H型钢。

表1.2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）

Ⅰ型

750

450

100

155

90

80

1270

162770

Ⅱ型

500

300

100

130

70

60

707

90567

图1.1异形坯断面形状

1.3.4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%。

1.3.5钢种的选择

本设计所用的钢种为：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

C

Mn

Si

S

P

Cr

V

N

AIS

1

碳素结构钢

GB╱T700-1988

Q235A

0.12

~

0.220

0.30

~

0.70

≤

0.3

<

0.045

<

0.045

╲

╲

╲

╲

2

高强度结构钢

GB╱T700-1988

Q345B

≤

0.20

1.00

~

1.60

≤

0.55

<

0.040

<

0.040

0.02

~

0.05

╲

╲

╲

坯料长度及年需要量计算

a．坯料长度确定原则：

（1）坯料能覆盖产品大纲中所有规格；

（2）坯料在加热炉中为单排或双排布置。如果双排布料，长度最好在4.5~5.5m，单

排布料长度不要超过11m；

（3）坯料最大长度受轧件的最大长度、成品定尺限制，并应尽量减少切损。具体用

下面的公式计算

式中：L成———成品长度；L成=定尺长度×定尺根数；本设计定尺长度取12m；定尺根数的选取：一般大规格：6根，中规格：7根，小规格：8~9根

氧化烧损与切损的选取具体见金属平衡表

b．坯料单重确定的方法（单根重量）：

坯料单重=坯料米重（每米重量）×坯料长度式（1-2）

本设计各产品所需原料长度及年需要量见表

表1.3坯料长度和年需要量

代表规格

成品单重(Kg/M)

成品截面（cm2）

原料

原料长度(m)

原料重量（t）

原料年需求量(×104t)

成品根数

HN300×150×6.5×9

36.7

46.78

500×300×100

5.86

4.15

7.32

9

HN400×200×8×13

65.4

83.37

500×300×100

8.13

5.75

6.28

7

HN600×200×11×17

103.4

131.71

750×450×100

7.15

9.09

8.37

7

HM390×300×10×16

104.6

133.25

750×450×100

7.31

9.28

6.34

7

HM440×300×11×18

120.8

153.89

750×450×100

8.44

10.72

8.45

7

HM550×300×11×18

130.3

165.99

750×450×100

7.80

9.91

7.39

6

HW250×250×9×14

71.8

91.43

500×300×100

8.96

6.34

8.40

7

HW350×350×12×19

134.9

171.89

750×450×100

8.03

10.20

7.35

6

HW400×400×13×21

171.7

218.69

750×450×100

10.22

12.99

5.25

6

合计

65.15

成品截面积计算公式：t1(H－2t2)＋2Bt2＋(4－π)r

大H型钢：成品材长：（6、7、8、9）×定尺12m＝（72～108）m

坯料长度计算：成品单重×成品长度＝成材率×原料单重×原料长度

金属平衡表

型钢轧制过程中金属的损耗主要包括氧化烧损、切损、精整损失、工艺损失（轧废）。

损耗的确定原则如表

表损耗的确定原则

类别

范围

烧损

1.5％~2.5％

切损

1.2％~1.8％

轧废

1.0％~2.0％

本车间设计成品综合成材率为95.17%，年需要连铸异形坯65.15万吨，结合本车间的设备及工艺水平编制金属平衡表如表

表1.4金属平衡表

产品

原料

成品

烧损

切损

轧废

成材率(%)

年需量(×104t)

年产量(×104t)

所占比例(%)

重量(t)

百分比(%)

重量(t)

百分比(%)

重量(t)

百分比(%)

HN

21