年產(chǎn)90萬(wàn)噸棒材車(chē)間設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告1

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1、 河北聯(lián)合大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題目： 年產(chǎn)90萬(wàn)噸棒材車(chē)間設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 冶金與能源學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 金屬材料工程 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年3月26日 一、選題背景（含題目來(lái)源、應(yīng)用性和先進(jìn)性及發(fā)展前景等） 1 題目的來(lái)源 1.1 棒材的

2、定義及其分類(lèi) 棒材是一種簡(jiǎn)單斷面型材，一般是以直條狀交貨。棒材的品種按斷面形狀分為圓形、方形和六角形以及建筑用螺紋鋼筋等幾種，后者是周期斷面型材，有時(shí)被稱(chēng)為帶肋鋼筋。棒材的斷面形狀最主要的還是圓形。國(guó)外通常認(rèn)為，棒材的斷面直徑是Φ 9~300 mm。國(guó)內(nèi)在生產(chǎn)時(shí)約定俗成地認(rèn)定為：棒材車(chē)間的產(chǎn)品范圍是斷面直徑為Φ 10~50 mm。 棒材的斷面形狀簡(jiǎn)單，比起線(xiàn)材一般斷面大很多，因此散熱慢，允許軋制時(shí)間長(zhǎng)，頭尾溫差大的問(wèn)題不突出，但上限產(chǎn)品容易壓縮比不足。與其他熱軋一樣，為能軋制高尺寸精度的產(chǎn)品，必須保證加熱均勻一致，軋機(jī)剛度盡可能的高，軋制中，做到冷卻一致。軋制中還有磨損帶來(lái)孔型的變化，影響

3、軋制的持久穩(wěn)定。 棒材廣泛用于建筑、機(jī)械、汽車(chē)、船舶等工業(yè)領(lǐng)域，其中70 %棒材用作建筑，其余用作各類(lèi)軸、螺栓、螺母、錨鏈、彈簧等用材。因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的需求在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將是很高的。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車(chē)用鋼的需求也會(huì)越來(lái)越多。除螺紋鋼筋直接應(yīng)用于建筑之外，有相當(dāng)部分加工成各種軸類(lèi)零件。 1.2 棒材生產(chǎn)發(fā)展史 棒線(xiàn)材生產(chǎn)已有200 多年的歷史。盡管板帶鋼產(chǎn)品比重迅速增加,其生產(chǎn)技術(shù)日趨完善,生產(chǎn)成本顯著下降,但是棒線(xiàn)材產(chǎn)品仍然占據(jù)其獨(dú)有而不可取代的地位。正是由于這個(gè)原因,其生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展水平正日新月

4、異地飛速發(fā)展。 棒材軋制是所有軋材中最容易實(shí)現(xiàn)的品種，它可以有多種方式。從三輥橫列式，到扭轉(zhuǎn)二重式，從各種半連續(xù)式到全連續(xù)式，都能生產(chǎn)棒材，但其產(chǎn)量、尺寸精度、成材率、合格率卻都大不一樣。三輥軋機(jī)剛度低，加熱溫度的波動(dòng)必然帶來(lái)嚴(yán)重的產(chǎn)品尺寸波動(dòng)，加上橫列式速度慢、軋制時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致軋件頭、尾溫差加大，容易尺寸不一致，并且性能不均，產(chǎn)量很低，質(zhì)量波動(dòng)很大，優(yōu)質(zhì)率極低。全連續(xù)軋機(jī)一般采用平立交替，軋件無(wú)扭，事故少、產(chǎn)量高，可以實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)和組織性能控制.同時(shí)軋機(jī)采用高剛度，控制自動(dòng)化程度較高，使尺寸精度和合格率得到很大提高，尤其成材率提高，減少回爐煉鋼的浪費(fèi)。 機(jī)械零件要求機(jī)加工性能

5、良好，加工后為保證使用時(shí)的機(jī)械性能，還要進(jìn)行淬火、正火或滲碳等熱處理。有些產(chǎn)品還要進(jìn)行鍍層、噴漆、涂層等表面處理。作為建筑用材，提高尺寸精度和機(jī)械性能的均勻程度，可以節(jié)省大量鋼材，同樣對(duì)于加工軸類(lèi)，也可減少車(chē)削，降低成本。 棒材經(jīng)過(guò)控軋控冷，也可提高使用性能，這在軋制過(guò)程可以通過(guò)工藝的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。而冶金工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。冶金工業(yè)為機(jī)械制造業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的原料，機(jī)械工業(yè)反過(guò)來(lái)才能為其它行業(yè)提供優(yōu)良的機(jī)械裝備。 1.3 國(guó)內(nèi)外棒材的現(xiàn)狀及與國(guó)外的差距 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,中國(guó)目前已經(jīng)成為棒材生產(chǎn)大國(guó),與日本、瑞典相當(dāng),基本能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,并有少量出口。 1.3.1 國(guó)外棒材生產(chǎn)

6、現(xiàn)狀 近30年來(lái)，日本、美國(guó)、歐洲等合金結(jié)構(gòu)鋼的合金化與冶煉、壓力加工工藝有了很大的發(fā)展，主要體現(xiàn)在微合金或合金化、二次精練與連鑄、控軋控冷等方面。從1970年開(kāi)始，煉鋼工藝的變化主要為：鐵水預(yù)處理以降低鋼水中磷、硫和硅的含量，鋼包精練加鈣脫硫以提高DWTT和夏比沖擊能。 由于鐵水預(yù)處理及爐外精練技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，使得轉(zhuǎn)爐流程在特殊鋼生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。目前合金結(jié)構(gòu)鋼中小型棒材趨于向高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。國(guó)外生產(chǎn)合金結(jié)構(gòu)鋼中小型軋機(jī)有三種類(lèi)型：第一種是橫列式或多列式軋機(jī)；第二種是采用活套式無(wú)張力軋制的瑞典式軋機(jī)；第三種是連續(xù)式軋機(jī)。 全球鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈形勢(shì)下，

7、鋼鐵企業(yè)要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，誰(shuí)有最低的成本，誰(shuí)有最好的質(zhì)量，誰(shuí)就有了制勝的法寶。在運(yùn)用新技術(shù)、新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)挖潛、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，軋鋼生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行大量的 投資改造中。如何在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上走出利用最少投資， 取得最大效益的新路子是目前所有鋼材生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。 1.3.2 國(guó)內(nèi)棒材生產(chǎn)現(xiàn)狀 目前，我國(guó)特殊鋼企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于艱難發(fā)展時(shí)期。特鋼企業(yè)發(fā)展困難主要是由于電爐冶煉成本高、廢鋼資源緊張生產(chǎn)效率低及市場(chǎng)秩序混亂等原因。2003年我國(guó)特鋼企業(yè)鋼材年產(chǎn)量約3000萬(wàn)t，占全國(guó)鋼總量的18～20 %，其中高合金比約5 %。在特殊鋼型材品種上Φ80 mm以上

8、的大型材占22.53%，Φ38～80 mm中型材占38.1 %，Φ10～37 mm小型材占33.09%，Φ10 mm以下的型材占6.28 %。國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)棒材的需求量是巨大的，且對(duì)其質(zhì)量要求也越來(lái)越高。棒材廣泛用于機(jī)械、汽車(chē)、船舶、建筑等工業(yè)領(lǐng)域。有的直接用于混凝土中，有的可通過(guò)二次加工來(lái)制作各種軸、齒輪、螺栓、螺母、錨鏈、彈簧等。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，住房尚需大量發(fā)展[3]。建筑用鋼的需求在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將是很高的；另外隨著人民生活水平的提高，家庭汽車(chē)成為人們追求的目標(biāo)，相應(yīng)汽車(chē)用鋼的需求也會(huì)越來(lái)越大。棒材有著廣闊的發(fā)展空間，所以設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的棒材車(chē)間是十分必要的。 盡管近年來(lái)棒材質(zhì)量較8

9、0年代有了新的發(fā)展與提高，但發(fā)展還是極不平衡的。小型棒材一直是我國(guó)消費(fèi)量最大的鋼材品種，并且一直以較高速度增長(zhǎng)，近20 年來(lái), 小型棒材產(chǎn)量占鋼材的總產(chǎn)量的23.5～27.7 %。國(guó)際國(guó)內(nèi)棒材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，為了領(lǐng)先于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，獲得有利地位，鋼材生產(chǎn)廠必須在保證良好產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本。 我國(guó)棒材的總產(chǎn)量在鋼材總量中的比例超過(guò)40 ％，在世界上是最高的。這是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)所決定，我國(guó)過(guò)去底子薄、經(jīng)濟(jì)落后，基礎(chǔ)建設(shè)任務(wù)重，必然在一定階段，對(duì)建筑用棒材和機(jī)械加工用棒材需求較大。隨著現(xiàn)代化建設(shè)程度的逐漸提高，棒、線(xiàn)材在鋼材總量中的比例將會(huì)逐步降低，但總量還會(huì)增加。而造成這一現(xiàn)狀的主要原

10、因之一我國(guó)軋鋼設(shè)備與國(guó)外存在著一定的差距。尤其是軋制棒材材的中小型軋機(jī)。軋機(jī)剛度決定軋材的尺寸精度，而對(duì)稱(chēng)調(diào)整則改善軋鋼工的勞動(dòng)條件，減小工藝事故，提高軸承壽命，提高成差率和作業(yè)率。我們的綜合實(shí)力不比國(guó)外差，部分引進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)在管理、裝備、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都優(yōu)于國(guó)外企業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)力是非常明顯的。 2 應(yīng)用性和先進(jìn)性 2.1 改造或淘汰落后的生產(chǎn)線(xiàn) 開(kāi)發(fā)低成本國(guó)產(chǎn)連軋(半連軋) 生產(chǎn)線(xiàn),改造或淘汰落后的生產(chǎn)線(xiàn)。為此,應(yīng)遵循以下原則:以連軋(半連軋) 生產(chǎn)線(xiàn)改造為主要目的,淘汰現(xiàn)有多火成材的橫列式軋和落后的復(fù)二重線(xiàn)材軋機(jī)。粗軋機(jī)組可采用靈活、快速粗軋技術(shù),與連鑄銜接,盡量采用熱送熱裝技術(shù);不斷開(kāi)發(fā)、完善

11、國(guó)產(chǎn)技術(shù)和裝備,以建設(shè)和生產(chǎn)的低成本與國(guó)外高裝備水平生產(chǎn)線(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本的優(yōu)化組合上取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在建設(shè)方式上,對(duì)資金不足的企業(yè)可分步實(shí)施。第一步先建成半連軋生產(chǎn)線(xiàn),待條件成熟時(shí)可將粗軋改成連軋形式。 2. 2 調(diào)整品種結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品 目前我國(guó)線(xiàn)材品種結(jié)構(gòu)不盡合理,中低檔品種產(chǎn)量過(guò)剩;高附加值、高技術(shù)含量的品種又缺乏,需要從國(guó)外大量進(jìn)口。如優(yōu)質(zhì)硬線(xiàn)的生產(chǎn)比例,國(guó)外先進(jìn)國(guó)家優(yōu)質(zhì)硬線(xiàn)比在20 %左右,我國(guó)不到10 %;我國(guó)合金鋼及不銹鋼線(xiàn)材比為1 %～2 % ,而國(guó)外在5 %以上。因此希望采取措施,發(fā)展和填補(bǔ)國(guó)內(nèi)短缺空白品種,如鋼簾線(xiàn)用鋼材、高應(yīng)力彈簧用50CrV、55SiCr 鋼、超

12、低碳不銹鋼材等。 2. 3 積極增加Ⅲ級(jí)鋼筋的產(chǎn)量 Ⅲ級(jí)鋼筋是指強(qiáng)度為400 MPa 的帶肋鋼筋,在一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中使用Ⅲ級(jí)鋼筋,與Ⅱ級(jí)鋼筋相比,可節(jié)約鋼材12 %～14 % ,可增加建筑物安全儲(chǔ)備,有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。而且Ⅲ級(jí)鋼筋由于碳當(dāng)量低,焊接方便,焊接性能好。強(qiáng)屈比不小于1. 26 ,適于抗震,有利于地震區(qū)建筑物使用。國(guó)家已將Ⅲ級(jí)鋼筋作為推廣項(xiàng)目,而目前我國(guó)Ⅲ級(jí)鋼筋只占全部鋼筋產(chǎn)量的4 %左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需要。因此應(yīng)大力發(fā)展Ⅲ級(jí)鋼筋的生產(chǎn)。 2. 4 積極引進(jìn)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 目前發(fā)達(dá)國(guó)家在線(xiàn)棒材的生產(chǎn)中,研究和開(kāi)發(fā)了大量的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,并在生產(chǎn)中取得了良好

13、的效益。為了使我國(guó)的線(xiàn)棒材生產(chǎn)能夠持續(xù)健康發(fā)展,必須對(duì)現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化和吸收,盡快國(guó)棒材生產(chǎn)中通過(guò)不斷嘗試各種節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量的方式、方法，探索出了許多值得學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)和取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非常重要的。 當(dāng)采用常規(guī)冷裝爐加熱軋制工藝時(shí)，為了保證坯料全長(zhǎng)的質(zhì)量，對(duì)一般鋼材可采用目視檢查，手工清理的方法。對(duì)質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋼材，則采用超聲波探傷、磁粉或磁力線(xiàn)探傷等進(jìn)行檢查和清理，必要時(shí)進(jìn)行全面的表面修磨。棒材產(chǎn)品軋后還可以探傷和檢查，表面缺陷還可以清理。采用連鑄坯熱裝爐或直接軋制工藝時(shí)，必須保證無(wú)缺陷高溫鑄坯的生產(chǎn)。對(duì)于有缺陷的鑄坯，可進(jìn)行在線(xiàn)熱檢測(cè)和熱清理，或通過(guò)檢測(cè)將其剔

14、除，形成落地冷坯，進(jìn)行人工清理后，再進(jìn)入常規(guī)工藝軋制生產(chǎn)。 鋼鐵企業(yè)要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，誰(shuí)有最低的成本，誰(shuí)有最好的質(zhì)量，誰(shuí)就有了制勝的法寶。在運(yùn)用新技術(shù)、新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)挖潛、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，軋鋼生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行大量的投資改造中。如何在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上走出利用最少投資， 取得最大效益的新路子是目前所有鋼材生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。些車(chē)間為擴(kuò)大產(chǎn)品上限，有時(shí)也選兩種坯料，這時(shí)粗軋第一架的能力要加大，同時(shí)設(shè)備作業(yè)率降低。一個(gè)車(chē)間最好一個(gè)坯料規(guī)格，這樣軋機(jī)有最大的利用率。連鑄可以明顯節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和收得率，有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，這已經(jīng)在普通鋼種上得到廣泛應(yīng)用，也正在向高檔鋼材和特殊鋼種

15、的生產(chǎn)迅速擴(kuò)大。對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼，由于中心偏析和延伸比等問(wèn)題，連鑄質(zhì)量較難保證，由于電磁攪拌、低溫鑄造等技術(shù)的顯著進(jìn)步，使這些鋼種也可以采用連鑄進(jìn)行生產(chǎn)。要達(dá)到主體設(shè)備立足國(guó)產(chǎn)化目的，需要幾家國(guó)內(nèi)企業(yè)的合作，其中包括機(jī)械、液壓設(shè)備制造、電氣及自動(dòng)化控制等。橫列式軋機(jī)的經(jīng)營(yíng)成本最高、效益最差; 國(guó)產(chǎn)化的半連軋、連軋生產(chǎn)線(xiàn)的成本較低、效益較好。近幾年全國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線(xiàn)的投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)的連軋棒材裝備與技術(shù)基本上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 我國(guó)地域廣大, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡, 對(duì)產(chǎn)品需求的檔次不同。根據(jù)這一國(guó)情及市場(chǎng)要求棒、線(xiàn)材生產(chǎn)現(xiàn)代化應(yīng)分階段向前推進(jìn)。我國(guó)主要應(yīng)走改造、挖潛、更新之路少鋪新攤子。改造、更新是永無(wú)

16、止境的。每一階段的改造、更新, 都應(yīng)以質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn); 同時(shí), 要不斷提高技術(shù)裝備水平, 從工藝合理、經(jīng)營(yíng)管理得當(dāng)、職工素質(zhì)過(guò)硬、設(shè)備先進(jìn)實(shí)用等因素綜合考慮, 以獲得最佳效果。在保證質(zhì)量的前提下, 不斷地降低建設(shè)和生產(chǎn)成本永遠(yuǎn)是軋鋼工作者的主題。應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)技術(shù)并保證其先進(jìn)、實(shí)用、可靠。同時(shí), 隨著市場(chǎng)需求及國(guó)內(nèi)制造水平的提高, 要不斷提高檔次, 并注意吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。 3 棒材市場(chǎng)與發(fā)展前景分析 隨著我國(guó)加入WTO后國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的逐漸放寬，我國(guó)機(jī)加工行業(yè)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)，加大出口，對(duì)上游大規(guī)格棒材原料的需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。針對(duì)目前大規(guī)格棒材市場(chǎng)的良好表現(xiàn)及對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的

17、樂(lè)觀預(yù)計(jì)，國(guó)內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始著手新的大棒材生產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)，相信未來(lái)l0年內(nèi)國(guó)內(nèi)大棒材企業(yè)將迎來(lái)一次大的技術(shù)革新，而這對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)鋼鐵企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力也相當(dāng)重要。 由于棒的用途廣泛，因此市場(chǎng)對(duì)它們的質(zhì)量要求也是多種多樣的，根據(jù)不同的用途，對(duì)力學(xué)強(qiáng)度、冷加工性能、熱加工性能、易切削性能和耐磨耗性能等也各有所偏重。總的要求是：提高內(nèi)部質(zhì)量，根據(jù)深加工的種類(lèi)，材料本身應(yīng)具有合適的性能，以減少深加工工序，提高最終產(chǎn)品的使用性能。用作建筑材料的螺紋鋼筋，主要是要保證化學(xué)成分并具有良好可焊性，要求物理性能均勻、穩(wěn)定，以利于冷彎，并有一定的耐蝕性。 從整個(gè)市場(chǎng)來(lái)看，與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的小規(guī)格圓鋼相比，大規(guī)

18、格棒材一直保持較高的價(jià)位。從規(guī)格上來(lái)說(shuō)，規(guī)格越大的棒材價(jià)格越高。一般大規(guī)格圓鋼的價(jià)格比同鋼號(hào)的小規(guī)格圓鋼價(jià)格都要高100元左右。不同的市場(chǎng)，在產(chǎn)品規(guī)格上的價(jià)格分布也有所不同。各鋼廠的產(chǎn)品在各市場(chǎng)的價(jià)格也不一樣，這主要是由于運(yùn)費(fèi)、成本和質(zhì)量的不同所造成的。其中，過(guò)去老特鋼企業(yè)，如大冶特鋼、西寧特鋼和長(zhǎng)城特鋼等企業(yè)的產(chǎn)品價(jià)格比較高，而新進(jìn)入特鋼行業(yè)的一些普鋼企業(yè)，如石家莊鋼廠、承德鋼廠和萊蕪鋼廠的產(chǎn)品價(jià)格較低，對(duì)市場(chǎng)有一定的沖擊。 從鋼種上來(lái)看，不同鋼種的價(jià)格差距較大。有些普通鋼種每噸只能賣(mài)到3 000多元，而像工具鋼和模具鋼一類(lèi)的高檔大棒材每噸則要賣(mài)到幾萬(wàn)、十幾萬(wàn)元，甚至更高。另外，由于工藝的

19、不同，有的鋼廠用的電爐一模鑄，有的采用轉(zhuǎn)爐一連鑄，它們之間的價(jià)格差距也比較大。用模鑄制造的產(chǎn)品比連鑄的產(chǎn)品價(jià)格要高800元以上，一般鋼種都是以熱軋狀態(tài)交貨，而一些精整和熱處理后交貨的產(chǎn)品比普通熱軋材的價(jià)格要高出許多。以軸承鋼為例，相同牌號(hào)和規(guī)格的軸承鋼，退火材比熱軋材價(jià)格要高出900元／t以上。對(duì)于像工具鋼和模具鋼一類(lèi)的高端大棒材而言，市場(chǎng)需求比較小，全國(guó)年需求量才30多萬(wàn)噸，但其價(jià)格非常高，利潤(rùn)相當(dāng)可觀。而國(guó)內(nèi)只有少數(shù)的特鋼企業(yè)才能生產(chǎn)，數(shù)量也非常少。盡管目前很多最終用戶(hù)利用其他鋼種代替一部分，但從質(zhì)量上來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)沒(méi)有工具鋼和模具鋼好。對(duì)于大型的機(jī)加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)這部分鋼種的需求也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

20、很多高端鋼種國(guó)內(nèi)還生產(chǎn)不了，只能從國(guó)外進(jìn)口。而這些特殊鋼種大多只能用電爐冶煉，利用模鑄開(kāi)坯才能達(dá)到用戶(hù)需求。市場(chǎng)上很多最終用戶(hù)對(duì)于像軸承鋼、工具鋼和模具鋼一類(lèi)的產(chǎn)品都要求采用模鑄生產(chǎn)。這部分產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量相比一般優(yōu)質(zhì)鋼要小，但其價(jià)格和利潤(rùn)比一般鋼種要高得多。隨著國(guó)內(nèi)機(jī)加工產(chǎn)品出口的增長(zhǎng)，對(duì)于這部分高端鋼種的需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。 總體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大規(guī)格圓鋼的市場(chǎng)是供不應(yīng)求，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，預(yù)計(jì)這種需求還將繼續(xù)增長(zhǎng)。 二、設(shè)計(jì)方案（含設(shè)計(jì)主要內(nèi)容、方法手段及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)等） 1 棒材產(chǎn)品特征 1) 在滿(mǎn)足用戶(hù)需求方面，針對(duì)用戶(hù)的不同要求，提供所有產(chǎn)業(yè)用原材料。 2) 在等級(jí)

21、高的領(lǐng)域，比如汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)的重要安全部件，對(duì)棒材有多種性能要求。 3) 中間產(chǎn)品很少作為熱軋材料使用，一般經(jīng)過(guò)鍛造熱處理機(jī)械加工等二次三次加工而成最終產(chǎn)品。 4) 最終產(chǎn)品是具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。 5) 近年來(lái)全球范圍內(nèi)都在尋求通過(guò)產(chǎn)品的生活圈循環(huán)，改善環(huán)保狀況。 2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1) 收集有關(guān)資料，了解棒材的國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀與前景，所建廠產(chǎn)品范圍，應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品范圍和產(chǎn)品規(guī)格，建廠經(jīng)濟(jì)依據(jù)； 2) 典型產(chǎn)品總延伸計(jì)算，道次選擇，軋機(jī)布置選擇比較； 3) 壓下分配，軋制規(guī)程計(jì)算，溫降計(jì)算，軋制力計(jì)算，并繪制軋制圖表，年產(chǎn)量計(jì)算； 4) 孔型設(shè)計(jì)，電力校核，軋輥計(jì)

22、算強(qiáng)度校核； 5) 輔助設(shè)備選擇：加熱爐形式選擇，空冷機(jī)、剪切機(jī)選擇； 6) 金屬平衡、燃料消耗計(jì)算，環(huán)境保護(hù)與綜合利用的規(guī)劃； 7) 繪制工藝平面圖。 8) 分析設(shè)計(jì)可行性及介紹本設(shè)計(jì)特點(diǎn)。 3 方法手段 3.1 生產(chǎn)工藝流程圖 工藝流程是：原料準(zhǔn)備—稱(chēng)重—測(cè)長(zhǎng)—加熱—粗軋機(jī)組—倍尺剪—穿水冷卻—中軋機(jī)組—精軋機(jī)組—冷床冷卻—定尺剪—棒材打捆—成品入庫(kù)。 3.2 軋機(jī)設(shè)備 一般配有倍尺剪切飛剪、齒條式步進(jìn)冷床。在冷床后設(shè)置在線(xiàn)矯直機(jī)和定尺剪切飛剪。也可采用普通的噸位較大的冷剪機(jī)，但應(yīng)配置定尺機(jī)。連鑄坯熱送熱裝、無(wú)頭軋制、切分軋制、低溫軋制、溫控軋制、余熱淬火+ 熱芯回火軋后

23、余熱處理、高精度軋制、在線(xiàn)多條矯直和飛剪定尺剪切；具備了大家所熟知的各種裝備，這一切是構(gòu)成現(xiàn)代小型棒材車(chē)間的基本要素。不同企業(yè)可以根據(jù)自己的不同要求和資金情況而決定取舍何種裝備和技術(shù)。 3.2.1 加熱爐 一般均為步進(jìn)式加熱爐（步進(jìn)底式、步進(jìn)梁式、步進(jìn)梁底混合式），尤以步進(jìn)梁式加熱爐最佳。燃料一般為煤氣（高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐回收煤氣及混合煤氣）、天然氣和重油。近年來(lái)，為進(jìn)一步節(jié)能和提高燃燒效率，有采用蓄熱式換向預(yù)熱空氣和高爐煤氣的趨勢(shì)，其空氣預(yù)熱溫度可達(dá)1000攝氏度左右，節(jié)能效果非常明顯。此外，有條件的還采用了連鑄坯熱送熱裝。 3.2.2 軋鋼機(jī) 一般為18架或20架機(jī)架組成。分

24、粗、中、精軋三組，都是平+ 立交替布置無(wú)扭式軋制的全連續(xù)布置。粗軋機(jī)架的型式為閉口式，懸臂式和短應(yīng)力線(xiàn)式各有千秋。但出成品的中軋機(jī)和精軋機(jī)組幾乎都是短應(yīng)力線(xiàn)式軋機(jī)，這是因?yàn)槎塘€(xiàn)軋機(jī)具有軋制線(xiàn)固定，可平+立傾翻機(jī)架，機(jī)架可整體更換等特點(diǎn)。粗、中、精軋三組機(jī)組之間配置三臺(tái)飛剪，精軋機(jī)組配置無(wú)張力軋制的活套。 3.2.3 控冷控軋?jiān)O(shè)備 一般在粗軋機(jī)后配有水冷淬火裝置，以實(shí)現(xiàn)棒材軋后余熱淬火+ 熱芯回火的處理。此外，有的在最后兩架精軋機(jī)之間拉開(kāi)一定的距離，設(shè)置一定長(zhǎng)度的水冷段，以實(shí)現(xiàn)低溫軋制或溫控軋制，以獲得超細(xì)晶粒組織。 3.2.4 高精度軋制設(shè)備 有的車(chē)間在棒材精軋機(jī)后安裝三個(gè)機(jī)架的定徑

25、機(jī)，以生產(chǎn)超精密特殊質(zhì)量的棒材，用來(lái)滿(mǎn)足緊固件和汽車(chē)工業(yè)的需要。 3.2.5 無(wú)頭軋制 目前新建或已建的現(xiàn)代化小型棒材軋鋼車(chē)間為提高軋機(jī)的作業(yè)率和金屬收得率，都采用無(wú)頭焊接軋制工藝，一般在加熱爐出口（或粗軋機(jī)組后）采用閃光焊將進(jìn)入頭架粗軋機(jī)的鋼坯尾部對(duì)接到下一根出爐鋼坯的頭部上，實(shí)現(xiàn)無(wú)限連續(xù)的無(wú)頭軋制。為此，在車(chē)間工藝布置時(shí)，對(duì)加熱爐與頭一架粗軋機(jī)之間要留出EWR無(wú)頭焊接設(shè)備所需要的空間，以便安裝或預(yù)留該設(shè)備。 3.2.6 電氣傳動(dòng)和控制 一般普遍采用直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，也可采用全數(shù)字矢量控制的交交變頻控制的交流電機(jī)傳動(dòng)，更能節(jié)能和減少對(duì)電機(jī)的維護(hù)。粗中軋采用微張力控制和精軋為無(wú)張力活套

26、控制，全車(chē)間采用微機(jī)控制與管理。 4 研究方法 1) 收集棒材車(chē)間設(shè)計(jì)相關(guān)資料，查閱文獻(xiàn)，確定棒材車(chē)間的生產(chǎn)規(guī)模、品種，；生產(chǎn)方案、建廠地址及廠區(qū)范圍，資源利用狀況、各種材料供應(yīng)、運(yùn)輸?shù)纫?，需要達(dá)到的技術(shù)水平，經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，環(huán)保要求等。 2) 參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)，參考相關(guān)書(shū)籍和指導(dǎo)老師意見(jiàn)，從中汲取經(jīng)驗(yàn)和思路，進(jìn)一步搜集做好相關(guān)記錄，通過(guò)文獻(xiàn)分析法、文本細(xì)讀法、比較法綜合分析法等確定并形成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及進(jìn)度計(jì)劃。 3) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)并進(jìn)行設(shè)備、工藝分析，工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇，工藝參數(shù)計(jì)算，計(jì)算機(jī)軟件繪圖，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 5 設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo) 1) 進(jìn)一步鞏固，加深對(duì)所學(xué)基本

27、理論、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。 2) 初步掌握科學(xué)研究的基本方法和能力。包括調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料的能力，理論分析和制定設(shè)計(jì)方案的能力，設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖的能力等。 3) 樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)研究精神；養(yǎng)成善于與他人合作的工作作風(fēng)；培養(yǎng)獨(dú)立思考，獨(dú)立獲取知識(shí)以及綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 4) 設(shè)計(jì)高效環(huán)保的連軋棒材車(chē)間，采用先進(jìn)的工藝和技術(shù)，設(shè)計(jì)并繪制出車(chē)間工藝平面圖； 三、進(jìn)度安排 1. 第3～5周：了解棒材的國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀與前景，所建廠產(chǎn)品范圍，應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品范圍和產(chǎn)品規(guī)格，建廠經(jīng)濟(jì)依據(jù)；確定大概研究方向

28、，并開(kāi)始著手于相關(guān)數(shù)據(jù)及其文獻(xiàn)收集及翻譯；并撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述。 2. 第6周：收集與本設(shè)計(jì)相關(guān)的基本數(shù)據(jù)和理論，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告。 3. 第7～9周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行典型產(chǎn)品總延伸計(jì)算，道次選擇，軋機(jī)布置選擇比較；完善各個(gè)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題并不斷將前期的構(gòu)思實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行壓下分配，軋制規(guī)程計(jì)算，溫降計(jì)算，軋制力計(jì)算，并繪制軋制圖表。 4. 第10周：年產(chǎn)量計(jì)算及孔型設(shè)計(jì)，電力校核，軋輥計(jì)算強(qiáng)度校核，進(jìn)一步確定論文草稿。 5. 第11～14周：對(duì)輔助設(shè)備選擇及金屬綜合利用規(guī)劃，CAD繪圖，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、摘要并譯文。 6. 第15周：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)指導(dǎo)老師的意見(jiàn)最終定稿，

29、回憶和整理整個(gè)過(guò)程的思路和心得，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 四、參考文獻(xiàn)（外文參考文獻(xiàn)不少于2篇） [1] 崔艷. 國(guó)內(nèi)棒材生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)工藝及設(shè)備綜述[J]. 重型機(jī)械科技. 2004.1 (01)：36-46. [2] 張?jiān)椒?，關(guān)叢英. 承鋼棒材生產(chǎn)工藝及品種規(guī)格的發(fā)展方向[J]. 中國(guó)冶金，2002，1 (01)：40–42. [3] 張鵬. 高合金鋼棒材生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備及主要特點(diǎn)[J]. 冶金設(shè)備，2009，173(01).：70–73. [4] 崔忠析. 金屬學(xué)與熱處理[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [5] 宋維錫.金屬學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2008. [6] 袁康.

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