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目录第1章绪论........................................................1第2章制定工艺流程................................................22.1坯料的种类..................................................22.2工艺流程....................................................22.3坯料的加热..................................................42.4轧机及相关设备..............................................42.6控制冷却工艺及设备..........................................52.7冷床区设备及工艺............................................52.8圆钢材的精整、运输与成品库..................................62.9打捆机的工艺................................................6第3章孔型设计....................................................63.1确定各道次延伸系数..........................................63.2.1求各道次方或圆的孔型尺寸...............................83.2.2确定孔型系统中间轧件尺寸..............................93.3孔型设计计算...............................................123.3.1精轧孔型设计.........................................123.3.2延伸孔型设计..........................................16第4章校核.......................................................184.1咬入校核...................................................184.2轧辊校核...................................................214.2.1轧制压力的计算........................................214.2.2轧制力距计算..........................................244.2.3轧辊校核..............................................24参考文献...........................................................291第1章绪论近10年来，我国钢铁行业得到了很大的发展，2000年国内生产总值为9.92万亿元，到2010年达到39.79万亿元，增幅达4倍之多，粗钢产量上升到6.27亿吨，增幅达4.9倍。在我国钢铁行业高速发展的背后也存在很多的问题，影响全行业运行的主要矛盾和问题，一是钢铁生产总量偏高，国内钢材市场呈供大于求的态势；二是钢铁产品出口，特别是低附加值产品出口比重过高；三是国内市场钢材价格低位运行和钢铁生产成本大幅上涨的双重压力下，钢企盈利空间压缩。“十二五”时期钢铁工业的根本任务是加快转变发展方式，调整优化结构，改善品种质量，推进全行业产业结构升级，努力实现钢铁工业向又大又强转变。在现代社会的国民生产中，棒材作为钢铁产品的组成部分，即便是在当前国际经济危机的大环境下，由于我国采取扩大内需，建设基础设施，鼓励发展房地产业的政策，棒材的生产仍然十分重要。由于钢铁材料的用途十分广泛，不论农业、工业、国防建设，都需要有质量优良，品种齐全，数量足够的钢铁，因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义。我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是很高的。另外随着人民生活水平的提高，相应汽车用钢的需求也会越来越多。我国棒材生产的特点1)产能高我国线棒材无论是轧机数量，还是产量均居世界第一位，而且产量还在以较快速度增长（年平均增长速度为15%左右）。至2008年下半年，虽受国际金融危机的影响，其产量仍保持较小幅度增长。目前，我国线棒材产量占钢材产量的48%～50%。而美国同期线棒材产量占钢材产量的22%，日本同期线棒材产量占钢材总产量的27%，而且近几年产量对平稳。2)生产设备参差不齐基于节省资源和环保的要求，钢材的生产越来越重视先进技术和装备的使用。近年来我国小型线棒材轧机向连续化、自动化、大型化发展。但同时存在大量落后产能，据调查，约有40%的小型型钢（线棒材）生产线属于落后淘汰设备23)管理水平逐年提高近年来，我国线棒材厂总体生产管理水平逐年提高，特别是实行负公差轧制的轧机，成材率高达98%以上，采取多项措施扩大产品规格和提高产品质量，可满足不同的用户的需求，增加了市场份额。4)高质量、高附加值的经济性线棒材所占比例少，很多高质量、高附加值产品仍靠进口。孔型设计是型钢生产中必不可少的步骤之一，孔型设计的合理与否直接影响到产品的质量、轧机的生产能力、产品的成本、劳动条件和劳动强度等。圆钢属于简单断面型钢的一种，在工业生产中，自然缺少不了孔型设计这一步骤。轧制圆钢的孔型系统有多种，应根据直径、用途、钢号及轧机形式来选用。本文主要介绍孔型设计的一些基本知识和原理，并以生产φ20mm圆钢为例，说明孔型设计的方法。第2章制定工艺流程2.1坯料的种类型钢原料分为钢锭、钢坯和连铸钢坯三种。钢锭由于铸造工艺的限制，一般断面较大，而且为了脱模不可避免地在钢锭长度方向带有锥度，这就造成以钢锭为原料生产线材时的轧制道次多，轧制过程中温降大。目前，用钢锭作原料直接轧成线材的生产方式已被淘汰。钢坯经粗轧机开坯轧制而成，其规格范围广、钢种多但并不能消除偏析、缩孔等缺陷且再生产过程中要发生烧损、切头、切尾等。故轧制钢坯很少用。采用连铸坯为原料，与采用轧坯相比，金属收得率提高、能耗低、劳动条件改善、生产率提高。因此本设计原料选用连铸坯。2.2工艺流程连铸坯或初轧坯废料剔除3辊道上称量加热炉加热粗轧机组1#飞剪机及事故碎断剪中轧机组2#飞剪机及事故碎断剪精轧机组倍尺剪取样剪冷床冷却、齐头成排收集冷飞剪剪切计数、自动打捆、标记捆、标记称量发货冷却打捆标记称量存放取卷打包收集称重存放42.3坯料的加热圆钢材轧机所使用的主要是连续式加热炉，多采用侧出方式。钢坯入炉有侧入、端入两种方式，侧入炉门小，易保证炉子的严密性但不如端进容易排列坯料，所以两种方式均有采用连续式加热炉按钢坯在炉内运行方式分为推钢式和步进式。步进式中又分为步进梁式炉、步进底式炉和步进梁底组合式炉。最近几年所建方钢材轧机大都选用步进式连续加热炉，因为步进式加热方式更适合圆钢材生产工艺和产品质量要求。炉区机械设备包括：上料台架、分钢机、剔除装置、炉前辊道、两个升降挡板、称重装置、装料炉门、炉内装料悬臂辊道、对齐推钢机、炉底机械、出料炉门、炉内出料悬臂辊道、风机等2.4轧机及相关设备1.粗轧工艺及设备粗轧的主要功能是使坯料得到初步压缩和延伸，得到温度合适、断面形状正确、尺寸合格、表面良好、端头规矩、长度适合工艺要求的轧件。粗轧机多采用平-立交替轧机无扭轧制，机架数一般采用平箱—立箱,平均道次延伸系1.28～1.32。在粗轧阶段普遍采用微张力或低张力轧制，因为此时轧件断面尺寸较大，对张力不敏感，设置活套实现无张力轧制十分困难也极不经济。粗轧后的切头切尾工序是必要的。轧件头尾两端的散热条件不同于中间部位，轧件头尾两端温度较低，塑性较差；同时轧件端部在轧制变形时由于温度较低，宽展较大，变形不均造成轧件头部形状不规则，这些在继续轧制时都会导致堵塞入口导卫或不能咬入。为此在经过6道次粗轧后必须将端部切去。通常切头切尾长度在70～200mm。2.中轧工艺及设备中轧的作用是继续缩减粗轧机组轧出的轧件断面，为精轧机组提供轧制成品线材所需要的断面形状正确、尺寸精确并且沿全长断面尺寸均匀、无内在和表面缺陷的中间料。中轧机组的基本功能、使用条件及工艺要求和粗轧机组大体相同，因此在轧机的型式上除短中心距紧凑式轧机是适应粗轧特定条件而在5中轧机组中使用外，中轧机组的设备型式基本和粗轧机组一样。中轧采用的孔型系统一般是椭圆—圆—椭圆—圆孔型系。中轧的平均道次延伸系数一般在1.28～1.34之间。3.精轧工艺及设备精轧目的是轧制出成品，为保证产品尺寸精度，延伸量较小，成品孔和成品前孔延伸系数一般为1.1～1.2和1.2～1.3.。精轧对精轧机的要求是速度和精度。精轧机组轧制品种较大，孔型复杂，变形分配不均匀，轧制速度高，要求具有优异的抗热裂性、耐磨性和抗崩裂剥落性能，并具有一定的耐热疲劳性能的特性2.5剪切设备及工艺轧制过程共设有三台旋转飞剪。其中1#旋转式飞剪置于粗轧机组后，用于切头切尾和事故碎断处理。2#旋转式飞剪置于中轧机组后，作用同1#飞剪.3#旋转式飞剪置于精轧机组后，也叫倍尺剪，是将棒材在上冷床前成倍尺分段，同样起事故碎断处理作用。冷剪位于冷床出口侧，用于剪切成品定尺钢材，冷剪按其剪切方式可分为两类，一类是停剪，即钢材在辊道上静止后剪切；一类是飞剪，即钢材在辊道上运输中完成剪切。2.6控制冷却工艺及设备圆钢材轧后冷却的目的主要是得到产品所要求的组织与性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量，为了减少二次氧化铁皮量，要求加大冷却速度。要得到所要求的组织和性能，则需根据不同品种，控制冷却工艺参数。一般圆钢材轧后控制冷却过程可分为三个阶段，第一阶段的主要目的是为相变作组织准备及减少二次氧化铁皮生成量。一般采用快速冷却，冷却到相变前温度，此温度称为吐丝温度；第二阶段为相变过程，主要控制冷却速度；第三阶段相变结束，除有时考虑到固溶元素的析出采用慢冷外，一般采用空冷。2.7冷床区设备及工艺冷床区设备包括冷床入口设备、冷床、冷床出口设备等。6冷床入口设备包括输入辊道、重叠装置、升降裙板辊道、分钢器、安全挡板等。冷床使轧件在空气中冷却并将轧件输送到冷剪工作区。为了保证断面较小、长度较大的细长轧件不至于因冷却过程而造成弯曲和扭转，并防止轧件表面擦伤，圆材一般都采用步进齿条式冷床、摆式冷床。冷床由冷床床体、对齐辊道、固定挡板及水冷系统组成。冷床出口设备包括带有棒层输送小车的辊道和棒层形成装置。2.8圆钢材的精整、运输与成品库（1)圆钢的修整圆钢的修整主要是对它的头、尾修剪。相对地说，圆钢材头、尾部分容易产生缺陷，且头、尾处轧件宽展量偏大，容易造成尺寸超差。为此，在圆钢打捆之前要进行修整，将圆钢头尾的缺陷剪除。（2）成品检查圆钢成品检查包括圆钢材外观质量检查和组织性能检验。组织性能检验是按照国家或企业标准规定以及合同中用户提出的技术要求进行的。外面质量检查是检查圆钢材的形状、尺寸和表面缺陷是否符合标准规定2.9打捆机的工艺自动打捆机是近年来为提高作业率、降低劳动强度而发展起来的。它在连轧机上取代了传统的人工手动打包或人工简易气动打包。一般自动打捆机根据产品的不同分为线材自动打捆机、棒材自动打捆机、型钢自动打捆机等第3章孔型设计3.1确定各道次延伸系数产品要求：用140×140mm坯料轧制成直径20mm的圆钢(1)计算总延伸系数μΣ=F0/Fn=140×140÷(π×10²)=62.397根据本轧机的布置形式和选择的孔型系统，参考相关延伸系数，取平均延伸系数μ=1.35，则轧制道次数为:n=㏑μ∑/㏑μ=㏑62.39/㏑1.35