年产量40万吨高速线材车间设计.docx
《年产量40万吨高速线材车间设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产量40万吨高速线材车间设计.docx（77页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
年产量40万吨高速线材车间设计
摘要
根据设计要求拟建一个优碳年产40万吨的高速线材生产车间。
它的最高轧制速度为120m/s，保证速度为100m/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。
加热炉由微机控制，出炉温度为900℃～1050℃。
该套轧机采用全连轧无扭工艺，连铸坯为120×120mm，长约为12m，单重约为1.3t的方坯。
在12架平立-交替布置的粗轧机和中轧机之后，布置了4架预精轧机，8架精轧机，4架的减定径机组。
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用延迟型冷却装置，可对成品轧材的最终性能控制如抗拉强度及产品的金相组织和氧化铁皮厚度进行最终控制。
计算机系统用于控轧和控冷，无张力轧制，最佳剪切尺寸控制和缺陷检测。
本设计采用的工艺技术及选用的设备代表了当今世界上较为成熟的主流先进技术。
关键词：
车间设计 线材轧机高速线材
Abstract
Inthisdesign,anewsinglelinehighspeedwiremillwiththeoutputof400000tonperyearwillbebuilt.Thismaximumrollingspeedreaches120m/s,guaranteespeedreaches100m/s.Thespecificationoftheproductsfromφ5.5toφ12mmdiameterandeachcoilisabout2ton..
Thebilletsareheatedbymixcoalgasinacontrolledatmospherewalking-beamfurnacewhichiscontrolledbycomputer.Theheatingcapacityis75t/h,anditsexittemperatureisfrom900℃～1050℃.
Therollingmilladopts120-mmsqare,12-mlong,and1.3-tonweightbilletswhichcastedbycontinuationcastingmachine.After12H-Vhorizontalroughingandintermediatestands,arod-wireprocesslinearearranged.Thislineconsistsof4cantileveredprefinishingstandsanda8-standMorganNoTwistfinishingblock.atlast,forguaranteeitsqualtityeverywirethoughoffa4-standReducing/sizeMill.
Post-rollingcoolingisachievedbywater-coolingconveyoradoptstardycoolingdevicewhichcarryfinalcontrolofmetallurgicalpropertiessuchastensilestrengthandscalethickness.
Thecomputersystemisusedforcontrolledrollingandcooling,no-tensionrolling,optimumcutting,gage-controllanddefectdetection,etc.
Thetechnologyandfracilitiesthisdesignstandsfortheprimeadvanced-technologynowadays.
Keywords：
work-shopdesignwiremillhighspeedwire
目 录
第一章概述
按设计任务书的要求，本设计在综合考虑国内外线材生产和发展的基础上，主要参考马钢新高线厂[2]，[3]以及山东石横高线厂[1]的生产及技术条件，拟建一年40万吨优质碳素钢的高速线材厂，采用单线轧制工艺。
生产的钢种有：
优质碳素钢，低合金钢。
产品规格为Φ5.5～12㎜的光面线材。
盘卷的重量约为2吨，最后一架精轧机的出口速度100m/s（保证速度），设计最高速度为120m/s。
本设计轧制线的主要工艺设备的特点如下：
1）步进梁式加热炉一座：
冷坯装送，采用侧进侧出的进出料方式。
2）轧机共有28架：
其中粗轧机6架，中轧机6架，预精轧机4架，精轧机8架及减定机4架。
3）剪切机：
3台飞剪机分别设置在粗轧，中轧机组前以及精轧机组前，在精轧机组前另外布置一台碎断剪，全线在粗轧机组前、预精轧机组前、精轧机组前、减定机组前均设置气动卡断剪。
4）光学测径仪：
在精轧机组前和减定机组后，分别设置一台可移动小车式光学测径仪，OSRBI系统，测量精度为0.002㎜，可在线反馈轧件精度，及时调整各轧机机组的速度和压下量，提高产品的质量。
5）控制冷却线：
采用延迟型斯太尔摩控制冷却线。
6）P/F线运输系统：
C形钩的运输行程约为355m，运输周期为1504s，有54个C形小钩。
设计考虑到工艺的先进性，工艺平面布置和产品结构的合理性，经济的可行性等因素，以达到高质量，高自动化，低耗，低成本，高灵活性的目的和获得好的投资收益率和投入生产率。
本设计中采用全套新设备，工艺、设备和控制达到当代高速线材轧机的国内先进水平。
第二章车间产品大纲和金属平衡表
2.1车间产品大纲
2.1.1产品方案表
本着设计要求，瞄准市场需求，创造良好的经济效益，必须制定一个合理的产品方案。
本设计以需求为导向，以生产优质碳素钢盘条为主，辅助生产一些低合金钢。
具体方案见下表。
表2-1产品大纲
规格
钢种
优碳钢
总计
Ф5.5mm
Ф6.5mm
Ф7.0mm
Ф8.0mm
Ф9.0mm
Ф10.0～
12.0mm
产量
%
优碳钢
3
21.2
1.6
2
1
2.4
31
78
低合金钢
5.8
1.4
1
0.6
8.8
22
合计
产量
3
27
3
3
1
3
40
%
7.5
67.5
7.5
7.5
2.5
7.5
100
注：
（1）优碳钢以70#为代表钢号；
（2）低合金钢以40Mn2Si为代表钢号。
2.1.2产品交货的技术条件
按GB/T14981-94标准交货
1）产品技术条件：
直径直径公差椭圆度国标公差
Ф5.5～8.0㎜±0.13≤0.20≤±0.5
Ф9.0～12.0㎜±0.15≤0.23≤±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）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吨。
2.1.3产品的性能
1.）要求产品的机械，冶金性能均稳定，优碳钢机械性能和拉拔性能接近于铅浴淬火处理的水平；
2.）销售的产品脱碳层执行ZBH4402-88标准之规定，国内外销售的产品的脱碳层按直径的1%验收。
2.1.4产品国内国际销售应符合以下标准
优质碳素钢应符合GB699-88,ZBH4401-88标准；
低合金钢应符合GB3077-88标准。
2.2原料及其质量要求
2.2.1原料规格
长度：
12000㎜
断面尺寸：
120×120㎜
坯料单重：
1308㎏
2.2.2钢坯的技术条件
1）连铸坯断面形状、长度和尺寸的允许偏差应符合YB2011-83的规定，具体数据如下：
1边长允许偏差±5.0㎜，定尺长度偏差＋80㎜，对角线长度之差≦7㎜；
2断面的切斜不得大于20㎜，弯曲度每米不得大于10㎜，12米长度最大允许弯曲度为100㎜；
3钢坯应无内部缺陷、气孔和缩孔，碳与硫偏析及非金属夹杂物必须均匀分布。
2）连铸坯的化学成分应符合GB222-84，GB699-88，GB1591-79的规定；
3）连铸坯的技术条件应符合YB2011-83和有关厂标的规定；
4）短尺坯的长度不小于9米，短尺坯的比例不得大于3～5%；
5）优碳钢、冷镦钢坯需进行喷丸处理，探伤检查和清理修磨；
6）出口产品所用的钢坯规格及质量应符合相应的国际标准。
2.3金属平衡表
表2-2金属平衡表
钢坯种类
钢坯
成品
废品
氧化损失
万吨
%
万吨
%
万吨
%
万吨
%
优碳钢
32.5
100
31.2
96
0.975
3
0.325
1
低合金钢
9.17
100
8.8
96
0.275
3
0.092
1
总计
41.67
100
40
96
1.25
3
0.417
1
第三章设计方案
3.1方案的比较及选择
3.1.1轧制速度的确定
高速线材轧机的发展趋势是优质高产，节能降耗。
因此，目前的厂家均采用连铸坯，以及提高轧制速度，减少线数，以达到优质高产，节能降耗的目的。
为此，根据这一要求和发展趋势，以及为获得高品质的优质碳结钢的线材，本设计选取保证速度为100米/秒，连续操作最大轧制速度为120米/秒。
3.1.2线数的确定
根据国内外各高线厂的实际生产经验及技术的发展，其趋势将以单线为主，具体原因为：
1）随着扎制速度的提高，单线也能高产；
2）单线设备投资少，建厂快，能尽早收回成本，经济效益好；
3）单线主厂房小，结构紧凑。
结合本设计的需求产量，设备技术水平，并以生产优碳钢为主，为保证产品产量，提高产品质量，本设计方案将采用单线。
3.1.3总机架数的确定
由于本设计产品的最小规格为Φ5.5㎜，故在确定机架数时，应以Φ5.5㎜产品作为设计计算的基础。
根据GB/T14981-94可知Φ5.5㎜线材的断面面积F成＝23.8㎜2，坯料圆角半径取8计算断面面积，坯料断面面积F坯＝1202－4（82－Π82/4）＝14345㎜2。
对全连续高速线材轧机，平均延伸系数的范围为1.260～1.328，取平均延伸系数μ＝1.265，则轧制机架总数为n＝（㏑F坯－㏑F成）/㏑μ＝27.25，取n＝28架
本设计计算产品规格为Φ6.5㎜，根据标准得知Φ6.5㎜线材的断面面积F成＝33.2㎜2，所以轧制道次总数为n＝（㏑F坯－㏑F成）/㏑μ＝25.82，取n＝26道次。
3.2高线生产的主要设备的特点及其选用
3.2.1高线生产的主要设备概况
一个完整合理的高速线材生产主要由以下设备组成：
加热炉、粗中轧机、预精轧机、精轧机、减定径机、斯太尔摩冷却线等组成。
要成功地设计一条高速线材生产线，合理的选择生产设备十分重要。
选择设备的原则是在选择成熟设备的基础上考虑先进性，在保证工艺的条件下考虑经济性。
以下就高速线材车间的主要设备的特点作较全面的讨论。
3.2.1.1加热炉
常见的加热炉有推钢式和步进式，步进式加热炉又可分为步进梁式和步进底式。
具体比较见下表.
表3-1几种常见的加热炉比较
推钢式
步进底式炉
步进梁式
梁底组合式
损伤
重
少
无
无
能耗
升级会员 