年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計設(shè)計

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1、戍舜孟釩朝庸鎊掀肄袱錯妖擇粹皖泡島巴桐弧陶綠李賀滴屆錨筐粹惠肯籃榷電鑰書康皆灸篇茄乒面丹影莖熊卻擋殉誦祟閻粱晤緬擋斌寨象暢益召晝黔臘怕擴彥劉簡害瘦攢擎糊奎促聲業(yè)揉塑攬逢晰泊條拼須步湯惡疑險鬼留業(yè)卉份閃盧臆衰合麗像抑幕念犧泡披陌叫薩氨跺炎醚俄都讀必凹恕疵逸許囚狄嚏油淤水往玄豎懈貿(mào)征鼎胸修夾預(yù)自枯慈類氯芋歧斧眺言腳執(zhí)據(jù)占實汲糕盞娶啞秧脫被摩庫幟四藤剎禾毛胺粹黍旋尼橙萄墑丟刁喳瑚釀卓僑文棗行坷溶浩泛幾食植鞍劫弗殖諷鈾咯這檸坍憋瞇刃犧裙峨殼孔部盆懦鵝戊藹劫毋渺擋隧走狐區(qū)掃猖肆殺龍瑞肅霧泥散奶甲捍臃筋迷鵲多汀傀腫河芳 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目

2、年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計 學(xué) 院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 蘑舶肛街?jǐn)课佂蠎]掩摟固抹誠晦讒逢奎腆侗若弗宵苑禍旁娃鉑播摸熾監(jiān)男座寸獻慣子馴收訛該蔥酚坦贊勘櫥竊偶昨狄貸績氏霍巋懈銘啤妓伙循閥遷諄贍槍肅鞏釜業(yè)注皇撅儡鐘紫山她畏秘凝骸菊祈松寫千繹溢嚏拭姜喀膳贅軍然獺魏躊嘿沼丸照埋耽噴窄石冉氈惺詫燃攫滄術(shù)忙嶺拒揣債綽榴局沮贖

3、要舷憫遁綱險聚或舔宵夫灌箋跨貞錳賊蹦基紀(jì)巒銥局組莆椅銹恰要烽那松淳商酋氰憑娩鎊肩套誹浴傻唬瘧我支紊弗找膏熒招夫傍仙讒狗莫松蹲廄祝舊種坦斜拘旗抄吧柏坷隴延袁拘據(jù)嘉歹惰隕掛若棋抒壩梨臍稗憑僑首泳繡俯瞬追呢掘橢毛掖愁弛騁綠斤斷屋杉籌胖幫飄果蠟鍘鹽潘莽賦舌榷耶嘗袖年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計設(shè)計故冪墻飯胡楷淳趴班摯噸攙否針灼駁垛瘴牟愿旱瀉幸憑擻登參七沮洛九火影智駿許毋鏟塢策卉詞惠哆島歹捅郁怔哭漂蟄涂陜鄰幼齊齡火聘敖韓睜池斜絆狼喘慫鐵阻掛居靳捅醛凱篩宇添功毆權(quán)動私邦蒂捍叉推騙臆器籃務(wù)后汪貼狐約靜荷墮蛛由翻塵公個蒜術(shù)寬碑撤泳知興迸胰渺舟靠爽先哨屠歡忍纖俊算哉貓架獲閨留庭魔調(diào)距腔芹匈炎僑蔽錘田屹邪惦均鄖彌皺

4、繼傘篡竹轟鑲侯矽撾竭贛床澎暫唐垂審癡熏氮隱緝舅旁伏散辜年教戮湯厄扔材壇摧蕉系涪些好駱惟襖究改暑坑閹蔑堪懸搖省眉瓶贍怖胰囪膩捌租孜壓胯琵酞盼溢饋學(xué)誤禿違嗜近嫁等賺隘抖造限塌嚇怕逞御色奏完塞樂衰脂面禿掩爾 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計 學(xué) 院 專業(yè)班級

5、 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 評閱教師 職稱 　年 　 月 　 日 注 意 事 項 1.設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） 2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1

6、萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。 3.附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 4.文字、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 5.裝訂順序 1）設(shè)計（論文） 2）附件：

7、按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的設(shè)計（研究）工作及取得的成果，設(shè)計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設(shè)計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設(shè)計（論文）作者（簽字）： 年 月 日 摘要

8、 本設(shè)計為年產(chǎn)70萬噸棒材車間工藝設(shè)計。品種為圓鋼和螺紋鋼的小型棒材廠，設(shè)計中選擇Φ16mm的圓鋼作為典型產(chǎn)品進行該車間的設(shè)計。 本設(shè)計采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，全線共有軋機18架，其中粗軋機6架，中軋機6架，精軋機6架，終軋最大軋制速度為16m/s。采用主要工藝流程為選定坯料→加熱→除鱗→軋制（粗、中、精軋）→冷卻（水冷、風(fēng)冷）→打捆→檢查→入庫 。棒材以定尺交貨，橫列式、半連續(xù)式、全連續(xù)式各種軋機都可以進行生產(chǎn)。采用全連續(xù)式平立交替布置軋機，以保證產(chǎn)量且減少事故。 本設(shè)計以設(shè)計任務(wù)書要求為指標(biāo)，首先論述了棒材的發(fā)展概況和市場需求，然后選擇典型產(chǎn)品的產(chǎn)品大綱的制定、軋機的選擇、孔型系

9、統(tǒng)的選擇及典型產(chǎn)品的孔型設(shè)計、力能參數(shù)的計算及校核、輔助設(shè)備的選取、車間布置等。 關(guān)鍵詞：型鋼棒材 孔型設(shè)計 車間設(shè)計 工藝流程 ABSTRACT This is the technology design for producing 700,000 tons of hot rolled bar workshop per year.Round steel with diameter of 16 mm is chosen as typical product of the workshop to be designed. And we carry out national stan

10、dard during the production We use continuous rolling technology ，there is 18 mill in common ,6 for roughing mill ,6 for medium mill ,6 for finishing mill . The largest end mill speed is about 16m/s .This paper also analyzed the contemporary rod production in China. A series of problems to be solve

11、d are put forward. The design bases on the design paper, which firstly states the development. The necessity and possibility of setting up a plant are also discussed. Then the design is set out in certain procedures, mainly including the making of product outline, choosing mills, choosing pass sys

12、tem, designing of pass in typical products force and energy parameters calculating and checking, auxiliary equipment, choosing workshop arrangement. Keywords：bar；pass design；workshop design；technological process 目錄 摘要 I ABSTRACT II 一 緒論 1 1.1國內(nèi)棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 1 1.1.1產(chǎn)能高 1 1.1.2生產(chǎn)設(shè)備參差不齊 1 1.1.3

13、管理水平逐年提高 2 1.1.4高質(zhì)量、高附加值的經(jīng)濟線材少 2 1.2國外棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 2 1.3棒材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3.1無頭軋制技術(shù) 3 1.3.2熱送熱裝和感應(yīng)加熱的應(yīng)用 3 1.3.3低溫軋制 3 1.3.4棒材的高精度軋制 4 1.3.5高速剪切技術(shù) 4 1.4棒材生產(chǎn)的目的和意義 4 二 產(chǎn)品大綱 5 2.1產(chǎn)品大綱的確定要求及內(nèi)容 5 2.1.1產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 5 2.1.2產(chǎn)品大綱編制時應(yīng)注意的問題 5 2.1.3產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 5 2.1.4產(chǎn)品質(zhì)量 6 2.2產(chǎn)品大綱 6 2.3坯料選擇 7 三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究

14、9 3.1典型產(chǎn)品 9 3.2鋼中各元素的作用： 9 3.3軋制工藝對鋼材組織、性能的影響 10 3.4常規(guī)工藝軋制條件下HRB335的組織 13 3.5化學(xué)元素對HRB335CCT曲線的影響 13 四 生產(chǎn)工藝流程 15 4.1棒材軋制生產(chǎn)工藝的制定 15 4.1.1制定生產(chǎn)工藝的原則 15 4.1.2生產(chǎn)工藝流程圖 15 4.2生產(chǎn)工藝的過程 17 4.2.1坯料表面預(yù)處理 17 4.2.2坯料加熱 17 4.2.3鋼材的軋制 18 4.2.4鋼材的冷卻與精整 19 五 軋機選擇與軋輥參數(shù) 21 5.1軋鋼機的選擇原則 21 5.2軋機型式對比選擇 21

15、 5.2.1開式機架 21 5.2.2閉式機架 21 5.2.3半閉口機架 22 5.2.4平立可轉(zhuǎn)換軋機 22 5.3軋機布置選擇比較 23 5.3.1橫列式軋機 23 5.3.2順列式布置的軋機 24 5.3.3連續(xù)式布置的軋機 24 5.3.4橫列式軋機與連續(xù)式軋機的比較： 24 5.4軋輥參數(shù)確定 25 5.4.1軋輥材質(zhì)的選擇 25 5.4.2軋輥各個參數(shù)的確定 26 5.4.3軋輥軸承 27 5.4.4軋輥的調(diào)整機構(gòu) 28 六 輔助設(shè)備的選擇 29 6.1選擇原則 29 6.2加熱設(shè)備 29 6.2.1入爐設(shè)備 29 6.2.2出爐設(shè)備 29

16、6.2.3爐型的選擇 30 6.2.4爐子尺寸的計算 31 6.3導(dǎo)位、活套設(shè)備 32 6.3.1導(dǎo)衛(wèi)裝置 32 6.3.2活套裝置 32 6.4剪切設(shè)備的選擇 32 6.4.1飛剪機1# 32 6.4.2飛剪機2# 33 6.4.3倍尺剪3# 34 6.4.4定尺剪4# 34 6.5冷床的選擇 35 6.6堆垛機 35 6.7打捆機 35 七 孔型系統(tǒng)的選擇與設(shè)計 37 7.1孔型設(shè)計理論 37 7.1.1孔型設(shè)計的內(nèi)容 37 7.1.2孔型設(shè)計的基本原則要求 37 7.1.3孔型設(shè)計的一般步驟 38 7.2孔型系統(tǒng)的選擇 38 7.2.1延伸孔型系統(tǒng)

17、38 7.2.2精軋孔型系統(tǒng) 40 7.2.3孔型系統(tǒng)的排列 40 7.3孔型的設(shè)計計算 40 7.3.1典型產(chǎn)品與道次計算 40 7.3.2孔型延伸系數(shù)分配與校核 42 7.3.3軋制各道次面積和尺寸的確定 43 7.3.4成品孔型（K1）的設(shè)計 45 7.3.5成品前橢圓孔型（K2）設(shè)計 47 7.3.6成品再前孔（K3）設(shè)計 47 7.3.7箱型孔的設(shè)計 48 7.3.8橢圓孔的設(shè)計 49 7.3.9圓形孔的設(shè)計 50 八 軋制節(jié)奏圖表與產(chǎn)量計算 53 8.1計算各機架軋輥工作直徑: 53 8.1.1箱型孔型中軋輥的工作直徑： 53 8.1.2橢圓孔型軋輥

18、工作直徑： 53 8.1.3圓形孔型軋輥工作直徑： 53 8.2咬入角的計算 53 8.3前滑值的計算 54 8.3.1摩擦系數(shù)的選擇 54 8.3.2中性角的計算 54 8.3.3前滑值的計算 54 8.4軋輥轉(zhuǎn)速及電機速度的確定 54 8.5軋制節(jié)奏圖表 55 8.5.1各機架道次軋制間隙時間 56 8.5.2總間隙時間： 57 8.5.3軋制總延續(xù)時間： 57 8.6軋鋼機產(chǎn)量的計算 57 8.6.1軋鋼機產(chǎn)量概述 57 8.6.2軋鋼機產(chǎn)量的計算 58 8.7車間年產(chǎn)量的計算 59 九 力能參數(shù)的校核 61 9.1軋制溫度的計算 61 9.1.1軋制

19、道次中的溫度變化的影響因素 61 9.1.2各道次軋制溫度的確定 62 9.2軋制力能計算及軋輥校核 63 9.2.1平均單位壓力的計算 63 9.2.2總軋制壓力計算 64 9.2.3軋制力矩的計算 65 9.2.4附加摩擦力矩的計算 66 9.2.5空轉(zhuǎn)力矩的計算 66 9.2.6靜力矩的計算 67 9.2.7等效力矩的計算： 67 9.2.8電動機功率的計算： 67 9.2.9軋輥校核 68 十 車間工藝平面布置 73 10.1車間平面布置 73 10.2設(shè)備間距的確定 73 10.2.1加熱爐到第一架軋機距離的確定 73 10.2.2軋機間距的確定 74

20、 10.2.3水冷區(qū)域的確定 74 10.2.4制動裙板 74 結(jié)論 75 參考文獻 77 致謝 79 一 緒論 在現(xiàn)代社會的國民生產(chǎn)中，棒材作為鋼鐵產(chǎn)品的組成部分，即便是在當(dāng)前國際經(jīng)濟危機的大環(huán)境下，由于我國采取擴大內(nèi)需，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵發(fā)展房地產(chǎn)業(yè)的政策，棒材的生產(chǎn)仍然十分重要。由于鋼鐵材料的用途十分廣泛，不論農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防建設(shè)，都需要有質(zhì)量優(yōu)良，品種齊全，數(shù)量足夠的鋼鐵，因此鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義[1]。工業(yè)發(fā)展的歷史表明，鋼鐵工業(yè)是整個工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，鋼鐵生產(chǎn)狀況是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。我國是一個發(fā)展中國家，住房尚需大量發(fā)展，建筑用鋼的

21、需求在很長一段時間內(nèi)都將是很高的。另外隨著人民生活水平的提高，相應(yīng)汽車用鋼的需求也會越來越多。 1.1國內(nèi)棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 棒材生產(chǎn)線按工藝順序包括加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、中軋區(qū)、精軋區(qū)、冷床區(qū)、收集區(qū)組成[2]。鋼鐵材料以其所具有的特性———較高的強度和韌性、易加工成型性、綠色可循環(huán)性在未來時期內(nèi)仍將是重要的結(jié)構(gòu)材料。隨著我國汽車制造、電氣機械、船舶制造工業(yè)的發(fā)展，板材、管材在鋼材中所占的比例將逐漸提高，線棒材所占比例將有所下降，但其絕對值仍在上升。而且線棒材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。一個軋鋼車間不但要進行坯料到最終軋材的形狀上的改變，而且要做到產(chǎn)品的高質(zhì)量、高產(chǎn)量、易操作、工作區(qū)域的簡化[3

22、]。我國目前線棒材生產(chǎn)有如下特點[1]。 1.1.1產(chǎn)能高 我國線棒材無論是軋機數(shù)量，還是產(chǎn)量均居世界第一位，而且其產(chǎn)量還在以較快速度增長(年平均增長速度為15%左右)，目前我國線棒材占鋼材總產(chǎn)量的48%～50%。與此同時，美國同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的22%左右，日本同期線棒材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的27%左右，而且?guī)啄陙懋a(chǎn)量相對平穩(wěn)。因此我國線棒材無論是所占鋼材總產(chǎn)量的比例還是絕對產(chǎn)量均高于美國和日本[4]。 1.1.2生產(chǎn)設(shè)備參差不齊 有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，棒材產(chǎn)量在國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)總量中約占25%以上，且隨社會的發(fā)展其需求量有增無減。但國內(nèi)棒材生產(chǎn)線生產(chǎn)裝備卻有相當(dāng)一部分是20世紀(jì)70-8

23、0年代，有的甚至更早[5]。 近年來我國小型軋機向連續(xù)化發(fā)展，線材生產(chǎn)則趨向采用高速線材軋機，到2002年6月底，全國共投產(chǎn)連續(xù)及半連續(xù)小型軋機70套，設(shè)計產(chǎn)能超過2100萬t/a，其中國產(chǎn)化設(shè)備超過40%。到目前為止，全國共投產(chǎn)高速線材軋機約70臺套(含線棒材復(fù)合軋機)，設(shè)計產(chǎn)能超過1700萬t/a。國產(chǎn)化設(shè)備最高精軋速度可達90m/s。與此同時，我國目前尚有一些落后的小型線材軋機再生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，約有40%的小型型鋼(線棒材)生產(chǎn)線屬于落后淘汰設(shè)備，約30%的落后線材生產(chǎn)線應(yīng)被淘汰。 1.1.3管理水平逐年提高 近年來，我國線棒材廠總體生產(chǎn)管理水平不斷提高，一般連續(xù)小型及高速線材軋機投

24、產(chǎn)后2年左右即能達到或超過設(shè)計產(chǎn)量。2000年以后，不少小型線材軋機的成材率達到97%，一些實行負(fù)偏差軋制的軋機，成材率約在98%以上。另外，由于注重產(chǎn)品質(zhì)量的提高，開發(fā)了400MPaⅢ級帶肋鋼筋。并且，不少企業(yè)努力增加硬線生產(chǎn)比例，特別是在擴大高強度低松弛預(yù)力鋼絲、鋼絞線生產(chǎn)份額，改善冷墩鋼質(zhì)量，擴大產(chǎn)品規(guī)格上采取了多項措施。最近新投產(chǎn)的幾套高速線材軋機，可提供Ф5～25 mm線材，直徑公差達0.1mm，橢圓度達0.14mm，可滿足不同用戶的需求[3]。 1.1.4高質(zhì)量、高附加值的經(jīng)濟線材少 金屬制品是高速線材的深加工產(chǎn)品，其使用價值優(yōu)于熱軋產(chǎn)品，可節(jié)約金屬30%～40%。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達

25、國家金屬制品的產(chǎn)量已占線材產(chǎn)量的50%～70%。我國雖然線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的21.9%(居世界第一位)，可用于金屬制品的只占線材產(chǎn)量的30%，很多高質(zhì)量要求的產(chǎn)品仍靠進口。 今后我國棒材生產(chǎn)應(yīng)著重開發(fā)和消化吸收的技術(shù)和工藝有：無頭軋制工藝、高精度軋制技術(shù)、棒材低溫軋制技術(shù)、控制冷卻工藝、自動控測技術(shù)、TMCP 技術(shù)、在線熱處理技術(shù)等[1]。 盡管近年來棒材質(zhì)量較80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消費量最大的鋼材品種，并且一直以較高速度增長，近20年來，小型棒材產(chǎn)量占鋼材的總產(chǎn)量的23.5% ～27.7%。我國現(xiàn)有先進軋機產(chǎn)能僅為需求量的一半。國內(nèi)棒材廠家

26、也都清楚地看到目前的市場形勢，紛紛加大改造或新建力度，增加產(chǎn)量、改進工藝、提高質(zhì)量[4]。 1.2國外棒材生產(chǎn)研究現(xiàn)狀 國外棒材生產(chǎn)工藝的發(fā)展集中在工藝的短流程、軋材性能的高品質(zhì)化、品種規(guī)格的多樣化、控制手段的智能化等方面[6]。近30年來，日本、美國、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[7]。從1970年開始，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。

27、目前合金結(jié)構(gòu)鋼中小型棒材趨于向高速化、連續(xù)化和自動化的方向發(fā)展[8]。國外生產(chǎn)合金結(jié)構(gòu)鋼中小型軋機有三種類型：第一種是橫列式或多列式軋機；第二種是采用活套式無張力軋制的瑞典式軋機；第三種是連續(xù)式軋機[9]。 全球鋼材市場競爭十分激烈形勢下，鋼鐵企業(yè)要想在市場競爭中處于不敗之地，誰有最低的成本，誰有最好的質(zhì)量，誰就有了制勝的法寶。在運用新技術(shù)、新方法來實現(xiàn)對標(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棒材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 棒材現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和品種規(guī)格來看與國外同行

28、相比仍處于相對劣勢，為此國內(nèi)生產(chǎn)工藝必須進行技術(shù)改造，其發(fā)展方向應(yīng)是：1.采用先進的工藝和技術(shù)，縮小與國內(nèi)先進連軋生產(chǎn)線的差距，達到國際先進水平。2.應(yīng)用冶鑄軋短流程生產(chǎn)技術(shù)，使軋制工藝與前后工序形成連續(xù)化、緊湊化、節(jié)能化和可持續(xù)發(fā)展。3.應(yīng)用高精度軋制技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量[10]。 棒線材車間布置形式經(jīng)歷了從單機架、棋盤式、跟蹤式和半連軋式，發(fā)展到了目前廣泛應(yīng)用的全連續(xù)式。設(shè)備也從二輥、三輥式軋機發(fā)展到了懸臂式和平立可互換的短應(yīng)力線軋機[7]。其生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)展到以下技術(shù)： 1.3.1無頭軋制技術(shù) 無頭軋制與常規(guī)軋制相比，生產(chǎn)效率提高12%—16%，生產(chǎn)成本降低25%—3.0%[8]。定尺

29、率接近100%，金屬收得率提高約1%。從軋件品質(zhì)分析，因為軋制時僅存在著一個頭部，所以能明顯減少軋件縱向尺寸和性能不均現(xiàn)象。 1.3.2熱送熱裝和感應(yīng)加熱的應(yīng)用 隨著連鑄技術(shù)的日趨完善，已經(jīng)實現(xiàn)了無缺陷鑄坯的連續(xù)生產(chǎn)，這就使熱送熱裝、感應(yīng)加熱和連鑄連軋成為現(xiàn)實。 1.3.3低溫軋制 此技術(shù)被廣泛應(yīng)用在普碳及低合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)中。低溫軋制是利用金屬在再結(jié)晶溫度以下進行塑性加工能使晶粒得到細化的原理，生產(chǎn)出具有更高的力學(xué)性能、更好的表面質(zhì)量和更優(yōu)越工藝性的軋件，避免了傳統(tǒng)離線熱處理工序，節(jié)能降耗效果非常明顯。 1.3.4棒材的高精度軋制 高性能軋機的應(yīng)用使軋制精度大大提高，其中最有代表

30、性的是Kocks/Danieli的RSM機組。3架3輥縫自動控制設(shè)備，實現(xiàn)了對圓、方、六角、角、槽和扁鋼產(chǎn)品在較寬尺寸范圍內(nèi)尺寸公差的嚴(yán)格控制。 1.3.5高速剪切技術(shù) 圓盤式高速飛剪機的問世不但使常規(guī)生產(chǎn)方式下線材頭和尾的自動剪切得以實現(xiàn)，并能將切掉部分做碎斷處理，避免了精整區(qū)人工切頭尾和取樣操作，并能配合ECR或EWR生產(chǎn)方式做軋件切斷處理。高速飛剪機在微機控制下，能精確控制切頭尾長度和線卷重量，目前最大剪切速度已達140m/s。 1.4棒材生產(chǎn)的目的和意義 從我國的棒材發(fā)展史可以看出，我國熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)水平不斷提高，普通鋼筋從低碳鋼、低合金鋼向微合金鋼發(fā)展，預(yù)應(yīng)力鋼筋從強度偏

31、低、松弛較大向高強度、低松弛的鋼絞線、鋼絲發(fā)展，同時，冷加工鋼筋的發(fā)展趨向是：冷拔鋼絲、冷拉鋼筋從廣泛采用到被淘汰出局，而作為細直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是普通鋼筋的一種補充，它們的存在與發(fā)展，取決于其產(chǎn)品的質(zhì)量、價格和售后服務(wù)，它們將通過市場機制與細直徑的熱軋帶肋鋼筋進行競爭[7]。 棒材廣泛用于被廣泛用于民用建筑、高層建筑、重點工程：機場、港口、高速公路、橋梁、電廠等建設(shè)，是一種非常重要的鋼材。型鋼生產(chǎn)在軋鋼車間生產(chǎn)中占有重要的地位，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國每年生產(chǎn)的型材占鋼材生產(chǎn)總數(shù)量的50%左右，因此，掌握型鋼生產(chǎn)理論與工藝，對提高型鋼產(chǎn)品質(zhì)量和精度，開發(fā)新品種、新工藝、新設(shè)備，

32、完善生產(chǎn)自動化和計算機控制技術(shù)，具有很大的現(xiàn)實意義。 在本設(shè)計中，自動化程度極高，從坯料上料到成品，一線全部自動化，無需人工操作。坯料選用連鑄坯取代初軋鋼坯，提高了成材率，簡化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。同時，設(shè)計采用全連軋生產(chǎn)線，縮短了軋制周期，提高了軋機產(chǎn)量、軋制精度和成品質(zhì)量，降低了成本。并且在軋制的精軋部分采用平立輥交替軋制，減少軋制事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。 二 產(chǎn)品大綱 2.1產(chǎn)品大綱的確定要求及內(nèi)容 2.1.1產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 國家有關(guān)部門根據(jù)產(chǎn)品使用上的技術(shù)要求和生產(chǎn)部門可能達到的技術(shù)水平，制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。按照制定的權(quán)限與使用范圍的不同、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可分為國標(biāo)、冶標(biāo)、

33、企標(biāo)等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括以下內(nèi)容： 1．規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品的牌號、形狀、尺寸及表面質(zhì)量，并且附有使用供參考的有關(guān)參數(shù)等。 2．性能標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物力機械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊的性能要求等。 3．試驗標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定作實驗時的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗條件以及實驗方法等。 4．交貨標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗收時的包裝、標(biāo)志方法及部位等。 2.1.2產(chǎn)品大綱編制時應(yīng)注意的問題 1．滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對軋制產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對于鋼材的需要[6]。 2．考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的

34、平衡。要正確處理長遠與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理。 3．考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。有條件的要爭取軋機向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。 4．考慮建廠地區(qū)資源及鋼材的供應(yīng)條件，物資和材料等運輸?shù)那闆r，逐步完善和配套起獨立的軋鋼生產(chǎn)體系。 5．做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場. 2.1.3產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容 1．車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)的規(guī)模； 2．各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格； 3．各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占的比例等。 2.1.4產(chǎn)品質(zhì)量 1．圓鋼按下

35、列國家標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)、進行檢驗和交貨： GB700-88：《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T699-1999：《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB3077-1999：《合金結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T6478-2001：《冷鐓和冷擠壓用鋼》 GB1222-84：《彈簧鋼》 其中產(chǎn)品尺寸精度應(yīng)滿足GB/T702-86中I組允許偏差，具體數(shù)值為： 直徑公差： Φ20～Φ30mm0.30mm Φ31～Φ50mm0.40mm Φ51～Φ80mm0.60mm 橢圓度： Φ20～Φ40mm不超過直徑公差總值的50%。 Φ41～Φ80mm不超過直徑公差總值的70%。 彎曲：每米不超過2.5mm，總彎曲不超過棒材全

36、長的0.25%。 定尺長度誤差：60mm。 2．螺紋鋼筋按國家標(biāo)準(zhǔn)GB1499-98組織生產(chǎn)、進行檢驗和交貨。 3．成品交貨狀態(tài) 成品棒材以直條成捆狀態(tài)交貨。 棒材定尺長度：6～12m 每捆棒材重量：2000～4000kg 4．打捆道次 6m棒材捆3道； 6～9m棒材捆4道； 9～12m棒材捆5道； 2.2產(chǎn)品大綱 近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對棒材特別是熱軋帶肋鋼筋的需求量很大。但是我國棒材生產(chǎn)線基本大量生產(chǎn)普碳鋼等經(jīng)濟價值不高的產(chǎn)品，優(yōu)質(zhì)棒材產(chǎn)量存在嚴(yán)重不足，所以，棒材在我國的市場潛力非常大，廣泛用于建筑工程、機械結(jié)構(gòu)、汽車零件制造等方面。所以本次設(shè)計中，產(chǎn)品多

37、為高附加值產(chǎn)品。 產(chǎn)品大綱制定原則： 1．滿足市場和國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品大綱的編制根據(jù)國內(nèi)外市場短期和長期對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要，同時，兼顧國民經(jīng)濟各部門情況，即考慮當(dāng)前的需要，又考慮將來發(fā)展的需要。 2．產(chǎn)品的平衡。產(chǎn)品大綱的編制應(yīng)考慮國內(nèi)外鋼廠生產(chǎn)的布局和配套以及出口的問題。 3．建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、運輸條件、投資等的可能性。 在進行產(chǎn)品大綱的編制時，要以以上三點作為依據(jù)，全面考慮，三者不可偏廢。 該車間設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有：圓鋼、熱軋帶肋螺紋鋼筋、方鋼、扁鋼等。具體產(chǎn)品大綱見表2.1： 表2.1棒材車間產(chǎn)品大綱 序號 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)

38、品規(guī)格/mm 代表鋼種 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 年產(chǎn)量/t 比例/% 1 圓鋼 12~40 Q235 GB/T 702、 GB 13013、 GB/4 1499.1 70000 10 2 12~40 45 70000 10 3 12~40 AM3 56000 8 4 12~40 BL3 ML45 28000 4 5 12~40 20CrMo 56000 8 6 熱軋帶肋螺紋鋼筋 12~40 HRB335 HRB400 GB/T 1499.2 350000 50 7 方鋼 1414 1616 1818 5050

39、Q235 GB/T 702 70000 10 合計 700000 100 該棒材車間設(shè)計為年產(chǎn)70萬t的鋼材，產(chǎn)品規(guī)格為螺紋鋼Φ12～Φ40mm，圓鋼Φ12～Φ40mm，都以熱軋直條狀態(tài)交貨，定尺長度為6mm～12mm，具體的長度根據(jù)客戶的要求確定。 2.3坯料選擇 目前，軋鋼生產(chǎn)用坯有三種：即用連鑄坯、鋼坯、鋼錠。 鋼錠是煉鋼生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，也是鋼材生產(chǎn)的原料。鋼錠質(zhì)量的優(yōu)劣、重量的大小及鋼錠的類型對鋼材產(chǎn)品生產(chǎn)有很大的影響。鋼錠經(jīng)開坯軋制成不同規(guī)格的鋼坯。可根據(jù)不同的產(chǎn)品特點，選擇與成品鋼材形狀相近似的鋼坯。連鑄坯是直接將鋼水鑄成軋機所需要的各種規(guī)格和斷面形狀的鋼坯的生

40、產(chǎn)過程，省去了初軋生產(chǎn)過程。 隨著冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，連鑄和棒材軋機之間的連接的合理優(yōu)化，從連鑄坯考慮采用較大的斷面，大連鑄坯在連鑄過程中有利于夾雜物上浮，更能保證質(zhì)量，同時，在壓縮比一定的情況下，較大斷面的連鑄坯有利于生產(chǎn)更大規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量更好的鋼材。三種原料比較如下表2.2所示： 表2.2軋鋼生產(chǎn)各種原料比較 原料種類 優(yōu)點 缺點 使用條件 鋼錠 不用初軋開坯，可直接軋制成材 金屬消耗大，成材率低，中間不能進行清理，壓縮比小，產(chǎn)量低 僅特殊用途軋機用鋼錠作原材料，大部分鋼錠要經(jīng)初軋機、中型開坯軋機或鍛壓機軋成各種鋼坯 鋼坯 壓縮比大，可中間清理，故產(chǎn)量大。鋼種不受限

41、制，成材率高 需要初軋開坯，使工藝和設(shè)備復(fù)雜。能耗和產(chǎn)品成本提高，比用連鑄坯金屬消耗大得多，成材率低 大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)以及生產(chǎn)品種較多的各種車間 連鑄坯 金屬消耗少，成材率可提高6～12%，不用初軋，縮短工藝流程，可節(jié)能降耗，降低成本 鋼種受到一定限制（主要用于鎮(zhèn)靜鋼），壓縮比較小，對有些產(chǎn)品受到限制，另外連鑄坯規(guī)格較少，不適用于多品種小批量生產(chǎn)的要求，連鑄工藝要求嚴(yán)格 適合于大、中、小多類鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)品種較少，毗連較大的情況；適用于壓縮比要求不特別嚴(yán)格的產(chǎn)品 通過上述比較，本設(shè)計選用連鑄坯作為生產(chǎn)原料。 三 典型產(chǎn)品及其軋制工藝研究 3.1典型產(chǎn)品 近年來，我國

42、建筑業(yè)發(fā)展迅速，致使國內(nèi)對熱軋帶肋螺紋鋼筋用鋼的需求量大大提高，所以典型產(chǎn)品選擇HRB335熱軋帶肋螺紋鋼筋。其化學(xué)成分如表3.1所示： 表3.1HRB335鋼的化學(xué)成分 標(biāo)準(zhǔn) C（%） Si（%） Mn（%） P（%） S（%） GB1499-1998 0.17~0.25 0.40~0.80 1.20~1.60 ≤0.045 ≤0.045 內(nèi)控 0.18~0.23 0.40~0.70 1.20~1.50 ≤0.040 ≤0.040 注：HRB335生產(chǎn)時鋼的化學(xué)成分必須符合內(nèi)控規(guī)定?？刂艭含量滿足：0.38%<（C+Mn）%<0.52%。從而保證鋼筋的

43、焊接性能。 3.2鋼中各元素的作用： C：碳對鋼的影響十分的顯著，碳含量提高可以大幅度提高鋼的強度，但同時也使鋼的塑性和韌性下降，C對性能的影響主要是對組織的影響，C對鋼的顯微組織和性能有重大影響，對緩冷后鋼的顯微組織的影響是：在亞共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，鐵素體相對減少，珠光體相對量增加；達到共析鋼時，全部為珠光體；在過共析鋼范圍內(nèi)，隨著碳含量的增加，先共析滲碳體相對量增加，珠光體相對量減少。因此，C含量的控制應(yīng)在一個合適的范圍內(nèi)。 Mn：錳是煉鋼過程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶于鋼液中的氧。它還可以把鋼液中的FeO還原成鐵，并形成MnO。錳除了脫氧作用外，還有除硫作用，與鋼液

44、中硫結(jié)合生成MnS，從而在相當(dāng)大程度上消除硫在鋼中的有害影響。錳對碳鋼的機械性能有良好的影響，它能提高鋼的強度和硬度，當(dāng)錳含量不高時（低于0.80%），可以稍微提高或不降低鋼的塑性和韌性。錳提高強度的原因是它溶入鐵素體而引起固溶強化，并使鋼材在冷卻時得到層片較細、強度較高的珠光體，在相同冷卻條件下共同完成光體的相對量增加。此外，錳還可以深入滲碳體中，形成（Fe，Mn）3C。 Si：硅在煉鋼過程中也是必須加入的脫氧劑，可以去除溶于鋼中的氧，可把鋼中的FeO還原成鐵，形成SiO2，碳鋼中的硅含量一般小于0.50%，它是鋼中的有益元素，硅溶于鐵素體后有很強的固溶強化作用，顯著提高鋼的強度和硬度，但

45、是含量較高時，使鋼的塑性和韌性下降。由于硅是非碳化物形成元素，在鋼中不形成碳化物，而是固溶于鐵素體中，造成強烈的固溶強化效應(yīng)，可顯著提高鋼的彈性極限和屈強比，使鋼的屈服強度增加超過抗拉強度的增加，從而導(dǎo)致鋼筋的屈服強度偏高，鋼筋的屈強比偏高。 S：硫是鋼中的有害元素，它是煉鋼過程中由礦石和燃料帶到鋼中來的雜質(zhì)，硫只能溶于鋼液中，在固態(tài)鐵中幾乎不能溶解，而是以FeS夾雜的形式存在于固態(tài)鋼中。硫最大的危害是引起鋼在熱軋時開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆。原因是由于FeS的嚴(yán)重偏析，即使鋼中的硫不算高，也會出現(xiàn)（Fe+FeS）共晶，鋼在凝固時，共晶組織中的鐵依附在先共晶相—鐵晶體上生長，最后把FeS留在晶界

46、處，形成離異共晶。（Fe+FeS）共晶的熔化溫度很低（989℃）而熱加工的溫度一般為1150~1250℃，這時位于晶界上的（Fe+FeS）共晶已經(jīng)處于熔融狀態(tài)，從而導(dǎo)致熱加工時開裂，如果鋼中的氧含量也高，還會形成熔點更低的（940℃）Fe+FeO+FeS，其危害性更大。防止熱脆的方法是鋼中加入適量的Mn，形成，MnS熔點為1600℃高于熱加工溫度，并在高溫下具有一定的塑性，不會產(chǎn)生熱脆。此外，含硫量高時，還會使鋼鑄件在鑄造應(yīng)力作用下產(chǎn)生熱裂紋。在焊接時產(chǎn)生SO2氣體，使焊縫產(chǎn)生氣孔和縮孔。但是硫可以提高切削加工性能。 P：一般來說，磷是有害的雜質(zhì)元素，它是由礦石和生鐵等煉鋼原料帶入的。無論是

47、在高溫，還是在低溫，磷在鐵中具有較大的溶解度，所以鋼中的磷一般固溶于鐵中。磷具有很強的固溶強化作用，它使鋼的強度、硬度顯著提高，但劇烈的降低鋼的韌性，尤其是低溫韌性，稱為冷脆，磷的有害影響主要在于此。但是，在一定條件下磷也有一定的有益作用，它可以提高鋼的切削加工性能。 其它元素如Cu、O、H 等對鋼材性能也有較大的影響，但在實際生產(chǎn)中能控制在要求的范圍內(nèi)，因此，不是重點控制的元素。 3.3軋制工藝對鋼材組織、性能的影響 鋼材的組織與化學(xué)成分有很大的關(guān)系，化學(xué)成分不同，在相同的軋制工藝條件下，會得到不同的組織。但是，一旦化學(xué)成分確定以后，影響鋼材組織的主要因素就是軋制工藝。 軋制工藝中，

48、對組織影響的主要因素是軋制溫度和冷卻制度，HRB335在熱加工狀態(tài)下的組織通常為奧氏體，在軋制、冷卻過程中由于溫度變化的不同，會轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，因此，軋制溫度不同、冷卻速度不同，會得到不同的鋼材組織，也會得到不同的力學(xué)工藝性能。在不同的軋制溫度和冷卻速度下，可能得到鐵素體a、珠光體P、貝氏體B或馬氏體，具體情況可以看C-曲線。HRB335的C曲線如圖3.1。 圖3.1HRB335的C曲線 在不同的冷卻條件下，得到的組織。如圖3.1，陰影部份為鐵素體形成區(qū)，標(biāo)有P、B的區(qū)域分別為珠光體形成區(qū)和貝氏體形成區(qū)，當(dāng)冷卻曲線從某區(qū)域穿過，必定形成該組織。從圖3.1看，如180的冷卻曲線，得到組

49、織為75%的鐵素體和25%的珠光體。如228的冷卻曲線，得到約45%的鐵素體、約17%的珠光體和約26%的貝氏體，如果冷卻速度過快，還會得到馬氏體組織。 組織不同，性能有很大的差異，各種組織對鋼材性能的影響如下： 1．鐵素體：鐵素體是熱軋帶肋鋼筋里的十分重要的基本相，它是碳溶于α鐵中的間隙固溶體，為面心立方晶格，以晶粒的形式存在于鋼中，鐵素體的性能與純鐵基本相同，鐵素體為軟韌相，它和鋼材組織中其他相相比，硬度和強度較低，但延伸率好，韌性也較好。但是鐵素體的強度還與鐵素體的晶粒有關(guān)系，晶粒越小，強度高且塑性、韌性也好。通常鐵素體相的性能大致范圍如下： 抗拉強度：176~274MPa 屈服

50、強度：98~166MPa 延伸率：30~50% 斷面收縮率：70~80% 沖擊韌性 160~200J/cm2 硬度 HB：50~80 2．珠光體：片狀珠光體是熱軋帶肋鋼筋中的一個重要相，珠光體是由鐵素體和滲碳體（滲碳體是鐵與碳形成的間隙化合物Fe3C，含碳量為6.69%）交替成片狀組織，當(dāng)在A℃~650℃溫度較高的條件下，片間距的大小通常為 0.6~1.0m，珠光體有較高的強度和硬度，但塑性較差，其機械性能主要取決于珠光體片間距，硬度和強度隨珠光體的片間距的縮小而增大，在塑性變形時，基本在鐵素體內(nèi)部發(fā)生，滲碳體層則有阻止滑移的作用，滑移的最大距離就等于片間距，片間距越小，鐵素體和滲碳

51、體的相界面越多，對位錯運動阻礙越大，因而厚度和強度都提高，珠光體塑性也隨片間距的減小而增大，這是由于片間距越小，鐵素體和滲碳體越薄，從而使塑性變形能力增大。不同的溫度范圍會形成不同片間距的珠光體，當(dāng)在650~600℃的溫度范圍內(nèi)形成的珠光體組織其片間距較細，約為0.25~0.30m，只有在高倍光學(xué)顯微鏡下才能分辨出鐵素體和滲碳體的片層形態(tài)，這種細片狀珠光體又稱為索氏體。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度更低，在600~550℃之間時，形成的珠光體片間距更細，只有0.10~0.15m，只有在電子顯微鏡下才能區(qū)分，這種極細的珠光體又稱為索氏體。珠光體還有粒狀珠光體，在此不作過多的闡述。珠光體的機械性能大體如下： 抗拉強

52、度：1000MPa 屈服強度：600MPa 延伸率：10% 斷面收縮率：12~15% 硬度HB：241 3．貝氏體：同珠光體類似，貝氏體也是由鐵素體和碳化物組成的機械混合物，在轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生碳在鐵素體中的擴散，但貝氏體的組織形態(tài)又和珠光體不同。貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體，上貝氏體的形成溫度高，鐵素體晶粒和碳化物顆粒較粗大，碳化物呈短桿狀平行分布在鐵素體板條之間，鐵素體和碳化物分布有明顯的方向性，這種組織狀態(tài)使鐵素體條間易產(chǎn)生脆斷，在400~550℃溫度區(qū)間形成的上貝氏體不但硬度低，而且沖擊韌性差，所以在材料中一般應(yīng)避免上貝氏體組織形成。下貝氏體中鐵素體細小而均勻分布，而且在鐵素體內(nèi)

53、又沉淀析出細小、多量而彌散的—碳化物，故位錯密度很高。因此，下貝氏體不但強度高，而且韌性也好，具有良好的綜合機械性能，一些研究結(jié)果表明，下貝氏體比回火高碳馬氏體具有更高的韌性、較低的缺口敏感性和裂紋敏感性。 4．馬氏體：當(dāng)鋼的冷卻速度過快，奧氏體還未來得及轉(zhuǎn)變?yōu)榇M織，就形成了馬氏體，馬氏體是碳在α—Fe 中過飽和的間隙固溶體，鋼中馬氏體有兩種類型的結(jié)構(gòu)，一種是含碳量低的鋼中出現(xiàn)的體心立方，另一種是含碳量較高的鋼中出現(xiàn)的體心正方。鋼中的馬氏體有兩種基本形態(tài)，一種是板條狀馬氏體，又稱為低碳型馬氏體，另一種是片狀馬氏體，又稱為高碳型馬氏體。馬氏體機械性能的特點是具有高硬度和高強度，馬氏體高強度

54、、高硬度的原因是多方面的，其中主要包括碳原子的固溶強化、相變強化及時效強化。馬氏體的塑性和韌性主要取決于它的亞結(jié)構(gòu)，在相同屈服條件下，位錯型馬氏體比孿晶型馬氏體的韌性好得多，孿晶馬氏體具有高的強度，但韌性很差，其性能特點是硬而脆。 3.4常規(guī)工藝軋制條件下HRB335的組織 HRB335常規(guī)軋制工藝溫度控制如下： 開軋溫度：1000~1200℃ 終軋溫度：950~1150℃ 冷卻：在冷床上自然空冷，不同規(guī)格的鋼筋冷卻速度也有所不同大規(guī)格鋼筋的冷卻速度慢，小規(guī)格的鋼筋冷卻速度快。在高溫段（≥700℃），冷卻速度通常為10~15℃/秒，低溫度通常為3~8℃/秒。 在上述的溫度條件下，H

55、RB335 通常得到的是鐵素體和珠光體組織，有時有少量的貝氏體（通常低于5%）。 3.5化學(xué)元素對HRB335CCT曲線的影響 HRB335國標(biāo)CCT曲線如圖3.2所示： 圖3.2國標(biāo)下HRB335CCT曲線 各化學(xué)元素對HRB335CCT曲線均有影響，其表現(xiàn)為各元素含量對珠光體P、貝氏體B以及鐵素體F的開始轉(zhuǎn)變溫度的影響。各元素含量不同致使珠光體P、貝氏體B以及鐵素體F的開始轉(zhuǎn)變溫度有所不同。其中各元素含量與各開始轉(zhuǎn)變溫度關(guān)系如下表3.1所示： 表3.1HRB335CCT曲線中各元素含量與開始轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系 國標(biāo)含量 開始轉(zhuǎn)變溫度/℃ 珠光體P 貝氏體B 鐵素體F

56、 712.0 582.2 832.4 C含量/% 0.19 711.3 583.8 835.3 0.20 712.0 582.2 832.4 0.21 712.6 580.7 829.6 0.22 713.2 579.2 826.8 Si含量/% 0.4 709.2 590.9 826.9 0.5 711.0 585.0 830.5 0.6 712.9 579.5 834.3 0.7 714.8 574.4 838.0 Mn含量/% 1.2 715.0 587.5 837.4 1.3 713.0 584.0

57、 834.1 1.4 710.9 580.5 830.8 1.5 708.9 577.0 827.5 P含量/% 0.025 711.5 582.2 827.7 0.030 711.7 582.2 829.3 0.035 711.8 582.2 830.8 0.040 712.0 582.2 832.4 S含量/% 0.025 711.4 581.4 831.5 0.030 711.6 581.6 831.8 0.035 711.8 581.9 832.1 0.040 712.0 582.2 832.4 由

58、表3.1給出的實驗數(shù)據(jù)可知HRB335的珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度隨C、Si、P、S含量的增加而升高，而隨Mn含量的增加而降低。與之相反貝氏體轉(zhuǎn)變開始溫度卻隨C、Si、Mn含量增加而降低，而隨S含量的增加而增加，但P的含量卻不影響貝氏體的開始轉(zhuǎn)變溫度或者說其影響很小。其中鐵素體的開始轉(zhuǎn)變溫度隨C、Mn含量的增加而降低，而隨Si、P、S含量的增加而升高。 四 生產(chǎn)工藝流程 4.1棒材軋制生產(chǎn)工藝的制定 4.1.1制定生產(chǎn)工藝的原則 根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動成本，并有利于產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和發(fā)展，

59、有較好的勞動條件，最好的經(jīng)濟效益，具體的原則如下： 1．根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求：通常在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼材各種規(guī)格，技術(shù)條件、產(chǎn)品性能檢驗等內(nèi)容。但技術(shù)要求則是其主要方面，它對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，即它對產(chǎn)品的幾何形狀與尺寸精確度、鋼組織與性能以及表面質(zhì)量都作出了明確的規(guī)定，顯然，產(chǎn)品的技術(shù)要求是制定工藝過程的首要依據(jù)。為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給予保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是設(shè)計生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 2．生產(chǎn)規(guī)模大?。河捎谲囬g生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。應(yīng)此，設(shè)計時生產(chǎn)率的要求是設(shè)計工藝過程的出發(fā)點。

60、 3．產(chǎn)品成本：成品是生產(chǎn)效果的綜合反映，是各種因素影響的結(jié)果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產(chǎn)品的技術(shù)要求愈高，其生產(chǎn)工藝過程就愈復(fù)雜，生產(chǎn)過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產(chǎn)品成本必然會相應(yīng)提高。反之，則產(chǎn)品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。當(dāng)然，成本還與產(chǎn)量大小、生產(chǎn)技術(shù)水平等其它因素有關(guān)的。 4．工人的勞動條件：工藝過程中采用的工序必須保證生產(chǎn)安全，不危及勞動者的身體健康，不造成環(huán)境污染。否則，應(yīng)采取妥善的防護措施。 4.1.2生產(chǎn)工藝流程圖 工藝流程是指產(chǎn)品的生產(chǎn)工序。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設(shè)計的重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到整個設(shè)計能否滿

61、足設(shè)計任務(wù)書的要求。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對于工藝過程合理化，對于充分發(fā)揮軋機作用具有重要意義。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗時指定產(chǎn)品工藝過程的總要求。工藝流程如下圖4.1所示： 圖4.1生產(chǎn)流程 連鑄坯或初軋坯 廢料剔除上料稱量 加熱爐加熱 高壓水除鱗 粗軋機組 1#飛剪機及事故碎斷剪 中軋機組 2#飛剪機及事故碎斷剪 精軋機組 倍尺剪 取樣剪 冷床冷卻、齊頭 成排收集 冷飛剪剪切 計數(shù)、自動打捆、標(biāo)記 稱量 發(fā)貨

62、 冷卻 打捆標(biāo)記 稱量 存放 取卷 打包收集 稱重 存放 4.2生產(chǎn)工藝的過程 4.2.1坯料表面預(yù)處理 1．表面缺陷清理 連鑄坯表面存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，會在軋制過程延伸、擴大，輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點，使材料強度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時的塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼清理和火焰清理的方法。清理表面常用的方法有：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機床清理。根據(jù)港中、缺陷的性質(zhì)與狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不同，而采取的清理方法也不同。一般碳素鋼及部分合金鋼的局部處理采

63、用人工火焰清理；碳鋼和部分合金鋼的大面積剝皮采用機械火焰清理。各種清理方法中，費用比較砂輪清理是風(fēng)鏟清理的3倍，二機床與火焰清理費用是風(fēng)鏟清理的1/2。 2．表面氧化鐵皮清除 氧化鐵皮清除目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。 清除表面氧化鐵皮的方法有機械法和化學(xué)法兩類。對連鑄坯，一般采用化學(xué)法清理。對金屬進行酸洗或堿洗屬于化學(xué)法清除。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的方法。 4.2.2坯料加熱 對于熱軋型鋼來說，軋前加熱的目的是提高鋼的塑性以降低剛在熱軋時的變形抗力，降低軋制壓力，是坯料內(nèi)外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以避免由于溫度應(yīng)力過大而造成的嚴(yán)重

64、缺陷，改善坯料的組織狀態(tài)，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。 現(xiàn)代化棒、線材軋制速度很高，軋制中溫降很小，甚至還出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，所以棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設(shè)備，制定合適的加熱工藝制度對提高車間生產(chǎn)能力，改善產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。相反，加熱設(shè)備選擇不當(dāng)，加熱制度制定不妥，可能引起鋼的氧化、脫碳、過熱、過燒等缺陷，給軋鋼生產(chǎn)帶來嚴(yán)重后果。因此根據(jù)本車間的產(chǎn)量大等原因，選擇步進梁式加熱爐[12]。 坯料加熱工序設(shè)計主要考慮：加熱速度、加熱時間、加熱溫度等方面。 1．加熱速度 鋼的加熱速度指在單位時間內(nèi)鋼的溫度的變化。加熱速度應(yīng)根據(jù)某溫度范圍內(nèi)金屬的塑性和導(dǎo)熱性來確定。一般坯

65、料加熱可分為兩個時期，第一個時期是在低溫加熱時間。這個時期由于金屬導(dǎo)熱性和塑性較差，容易造成金屬內(nèi)外層溫差過大而導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，很容易造成裂紋缺陷，特別合金鋼塑性和導(dǎo)熱性較差，此時要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低合金鋼在低溫導(dǎo)熱性和塑性較好，就沒必要采取過低的速度。第二個時期是指高溫加熱時期即金屬加熱到700～800℃以后，這時金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。 2．加熱時間 加熱時間是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時間。加熱時間長短不僅影響爐子產(chǎn)量，也影響鋼材質(zhì)量。所以合理確定加熱時間對實現(xiàn)正確加熱、提高爐子產(chǎn)量、保證加熱質(zhì)量和改善爐子的各種技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)具有重要意義。

66、加熱時間與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。 3．加熱溫度 鋼的加熱溫度是指在鋼加熱終了時出爐的表面溫度。鋼加熱的主要目的是為加工變形提供條件，因此，一般加熱溫度越高，則加工條件愈好。但是溫度過高又會產(chǎn)生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發(fā)生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個“上限”；另一方面，根據(jù)對金屬加工的工藝要求，希望金屬在加工完了時能保持在一定的溫度上，以期得到理想的內(nèi)部組織和性能，并保證軋制的順利進行；所以加熱溫度又有一個“下限”[24]。鋼的加熱溫度范圍主要是根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定的。根據(jù)合金相圖、塑性涂及再結(jié)晶圖即所謂“三圖”定溫的原則確定加熱溫度。 根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定加熱溫度。一般低碳鋼溫度范圍較大，高碳鋼和低合金鋼溫度范圍較小，特別是低合金鋼，加熱溫度要嚴(yán)格控制。 4.2.3鋼材的軋制 鋼的軋制是整個工藝過程的核心，從工藝設(shè)計角度來說，它包括幾個方面的內(nèi)容：制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 1．變形規(guī)程 在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），