新建年產66萬噸熱軋H型鋼車間工藝設計畢業(yè)設計

1、新建年產66萬噸熱軋H型鋼車間工藝設計摘要我國正處于經濟高速發(fā)展階段，大量的基礎設施在建，鋼鐵需求量很大，尤其是H型鋼，更是存在較大的空缺。結合國內H型鋼生產的實際情況，本設計將新建一座年產66萬噸的熱軋H型鋼車間。主要產品包括窄翼緣、中翼緣、寬翼緣H型鋼，其規(guī)格為H200600mm，車間綜合成材率為95%。車間采用目前世界上最先進的軋制技術之一 三機架串列軋制法，軋件依次通過開坯機、萬能粗軋機組（包括軋邊機）、萬能精軋機，生產線上的五臺軋機呈布置，俗稱“131”布置。坯料采用連鑄異型坯，規(guī)格有750450100和500300100兩種，年需坯料萬噸，兩種坯料長度范圍為：4.4m。 本設計的主

2、要內容有：車間產品大綱和金屬平衡、方案選擇、工藝流程、設備選擇、孔型設計、生產能力計算、設備驗算、車間組成和布置、重要技術經濟分析、環(huán)境保護以及使用AutoCAD繪制孔型圖和工藝平面布置圖。關鍵詞：熱軋H型鋼；萬能軋機；車間設計Design of a new H-beam workshop with an annual output of million tonsAbstractOur country is at the moment of economic stage,many basic installations being constructed,so steel is in larg

3、e demand,especially H-beam. .According to the condition of H-beam product,in this design, a new H-beam workshop will be built, Its annual production is million tons. The main product includes HN、HM、HW,the web-depth is from 200 to600mm,the comprehensive yield of the shop is 95%. The production line a

4、dopts one of the most advanced technology in nowaday world,which is called three-stand-string rolling technology ,as its usually called is “1-3-1”style.The billet is rolled by rough mill,universal rough mill(including edging mill),universal finishing mill.The five stands is allocated as “”.The initi

5、al materials are C.C.beamblank,and with a need of million tons a year,which including two different dimensions:750450100 and 500300100,their length range from4. 4m to 11.0m.The main task of the design includes: scheme of products and balance of metal, selecting of raw material, alternatives selectio

6、n, technological process, equipment selection, roll pass design, production capacity calculation, equipment strength calculation, major objects of the bar plant, layout of workshop, technological economic analysis, and circumstance protection. It is also including the pass diagram plotting and the l

7、ayout of plant drawing by AutoCADKey Words： Hot rolling H-beam; Universal mill; Workshop design目錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc295116747 概述 PAGEREF _Toc295116747 h 1 HYPERLINK l _Toc295116748 1 產品大綱及金屬平衡 PAGEREF _Toc295116748 h 4 HYPERLINK l _Toc295116749 產品大綱 PAGEREF _Toc295116749 h 4 HYPERLINK l

8、_Toc295116750 產品技術要求 PAGEREF _Toc295116750 h 4 HYPERLINK l _Toc295116751 原料選擇 PAGEREF _Toc295116751 h 7 HYPERLINK l _Toc295116752 原料種類的選擇 PAGEREF _Toc295116752 h 7 HYPERLINK l _Toc295116753 原料規(guī)格選擇 PAGEREF _Toc295116753 h 8 HYPERLINK l _Toc295116754 原料斷面確定 PAGEREF _Toc295116754 h 8 HYPERLINK l _Toc29

9、5116755 原料公差 PAGEREF _Toc295116755 h 9 HYPERLINK l _Toc295116756 鋼種的選擇 PAGEREF _Toc295116756 h 9 HYPERLINK l _Toc295116757 坯料長度及年需要量計算 PAGEREF _Toc295116757 h 10 HYPERLINK l _Toc295116758 金屬平衡表 PAGEREF _Toc295116758 h 11 HYPERLINK l _Toc295116759 2 設計方案 PAGEREF _Toc295116759 h 13 HYPERLINK l _Toc295

10、116760 生產工藝方案選擇 PAGEREF _Toc295116760 h 13 HYPERLINK l _Toc295116761 軋制方案及軋機布置形式選擇 PAGEREF _Toc295116761 h 13 HYPERLINK l _Toc295116762 精整工藝方案選擇 PAGEREF _Toc295116762 h 14 HYPERLINK l _Toc295116763 設備簡述 PAGEREF _Toc295116763 h 15 HYPERLINK l _Toc295116764 3 生產工藝流程及工藝制度 PAGEREF _Toc295116764 h 16 HYP

11、ERLINK l _Toc295116765 生產工藝流程圖 PAGEREF _Toc295116765 h 16 HYPERLINK l _Toc295116766 生產工藝流程簡述 PAGEREF _Toc295116766 h 16 HYPERLINK l _Toc295116767 加熱工藝制度 PAGEREF _Toc295116767 h 18 HYPERLINK l _Toc295116768 異形坯加熱工藝要求 PAGEREF _Toc295116768 h 18 HYPERLINK l _Toc295116769 3 異形坯加熱工藝要求 PAGEREF _Toc2951167

12、69 h 18 HYPERLINK l _Toc295116770 開坯軋制工藝制度 PAGEREF _Toc295116770 h 19 HYPERLINK l _Toc295116771 開坯機配輥圖 PAGEREF _Toc295116771 h 19 HYPERLINK l _Toc295116772 3.4.2 BD機壓下制度 PAGEREF _Toc295116772 h 19 HYPERLINK l _Toc295116773 溫度制度 PAGEREF _Toc295116773 h 19 HYPERLINK l _Toc295116774 高壓水除鱗制度 PAGEREF _To

13、c295116774 h 19 HYPERLINK l _Toc295116775 開坯軋制 PAGEREF _Toc295116775 h 19 HYPERLINK l _Toc295116776 速度制度 PAGEREF _Toc295116776 h 20 HYPERLINK l _Toc295116777 切舌制度 PAGEREF _Toc295116777 h 20 HYPERLINK l _Toc295116778 萬能軋制工藝制度 PAGEREF _Toc295116778 h 20 HYPERLINK l _Toc295116779 萬能軋機輥型圖 PAGEREF _Toc29

14、5116779 h 21 HYPERLINK l _Toc295116780 萬能軋機壓下制度 PAGEREF _Toc295116780 h 21 HYPERLINK l _Toc295116781 萬能軋機配輥方案 PAGEREF _Toc295116781 h 21 HYPERLINK l _Toc295116782 溫度制度 PAGEREF _Toc295116782 h 21 HYPERLINK l _Toc295116783 速度制度 PAGEREF _Toc295116783 h 22 HYPERLINK l _Toc295116784 熱鋸工藝制度 PAGEREF _Toc29

15、5116784 h 23 HYPERLINK l _Toc295116785 冷卻工藝制度 PAGEREF _Toc295116785 h 23 HYPERLINK l _Toc295116786 矯直工藝制度 PAGEREF _Toc295116786 h 24 HYPERLINK l _Toc295116787 冷鋸工藝制度 PAGEREF _Toc295116787 h 24 HYPERLINK l _Toc295116788 4 車間工作制度與年工作小時 PAGEREF _Toc295116788 h 25 HYPERLINK l _Toc295116789 車間工作制度 PAGERE

16、F _Toc295116789 h 25 HYPERLINK l _Toc295116790 5軋機選擇及其生產能力計算與設備及其電機校核 PAGEREF _Toc295116790 h 26 HYPERLINK l _Toc295116791 軋機選擇 PAGEREF _Toc295116791 h 26 HYPERLINK l _Toc295116792 軋輥材質選擇 PAGEREF _Toc295116792 h 26 HYPERLINK l _Toc295116793 開坯機 PAGEREF _Toc295116793 h 27 HYPERLINK l _Toc295116794 開坯

17、機軋輥設計 PAGEREF _Toc295116794 h 27 HYPERLINK l _Toc295116795 開坯機主要技術參數 PAGEREF _Toc295116795 h 27 HYPERLINK l _Toc295116796 萬能粗軋機 PAGEREF _Toc295116796 h 27 HYPERLINK l _Toc295116797 軋邊機 PAGEREF _Toc295116797 h 28 HYPERLINK l _Toc295116798 萬能精軋機 PAGEREF _Toc295116798 h 28 HYPERLINK l _Toc295116799 軋機生

18、產能力計算 PAGEREF _Toc295116799 h 29 HYPERLINK l _Toc295116800 軋機能力及電機能力驗算 PAGEREF _Toc295116800 h 30 HYPERLINK l _Toc295116801 軋制壓力計算 PAGEREF _Toc295116801 h 30 HYPERLINK l _Toc295116802 傳動力矩計算 PAGEREF _Toc295116802 h 32 HYPERLINK l _Toc295116803 電機校核 PAGEREF _Toc295116803 h 34 HYPERLINK l _Toc29511680

19、4 軋輥強度校核 PAGEREF _Toc295116804 h 35 HYPERLINK l _Toc295116805 6孔型設計及壓下規(guī)程編制 PAGEREF _Toc295116805 h 40 HYPERLINK l _Toc295116806 孔型設計的基本原則 PAGEREF _Toc295116806 h 40 HYPERLINK l _Toc295116807 典型產品HM294200812各軋機孔型的確定 PAGEREF _Toc295116807 h 41 HYPERLINK l _Toc295116808 萬能精軋機孔型設計 PAGEREF _Toc295116808

20、h 41 HYPERLINK l _Toc295116809 萬能粗軋機孔型設計 PAGEREF _Toc295116809 h 42 HYPERLINK l _Toc295116810 軋邊機孔型設計 PAGEREF _Toc295116810 h 43 HYPERLINK l _Toc295116811 開坯機孔型設計 PAGEREF _Toc295116811 h 44 HYPERLINK l _Toc295116812 典型產品壓下規(guī)程的編制 PAGEREF _Toc295116812 h 47 HYPERLINK l _Toc295116813 7輔輔助設備選擇及其生產能力計算 PA

21、GEREF _Toc295116813 h 50 HYPERLINK l _Toc295116814 主要輔助設備選擇及其生產能力計算 PAGEREF _Toc295116814 h 50 HYPERLINK l _Toc295116815 加熱爐 PAGEREF _Toc295116815 h 50 HYPERLINK l _Toc295116816 鋸機 PAGEREF _Toc295116816 h 51 HYPERLINK l _Toc295116817 冷床 PAGEREF _Toc295116817 h 52 HYPERLINK l _Toc295116818 矯直機 PAGERE

22、F _Toc295116818 h 54 HYPERLINK l _Toc295116820 按瓶頸能力計算生產線負荷率 PAGEREF _Toc295116820 h 56 HYPERLINK l _Toc295116821 加熱爐入爐出爐輥道 PAGEREF _Toc295116821 h 57 HYPERLINK l _Toc295116822 開坯軋機區(qū) PAGEREF _Toc295116822 h 57 HYPERLINK l _Toc295116823 萬能粗軋機區(qū) PAGEREF _Toc295116823 h 58 HYPERLINK l _Toc295116824 萬能精軋

23、區(qū) PAGEREF _Toc295116824 h 59 HYPERLINK l _Toc295116825 熱精整區(qū) PAGEREF _Toc295116825 h 59 HYPERLINK l _Toc295116826 檢查臺架 PAGEREF _Toc295116826 h 60 HYPERLINK l _Toc295116827 打捆機 PAGEREF _Toc295116827 h 60 HYPERLINK l _Toc295116828 8車間的平面布置和起重運輸 PAGEREF _Toc295116828 h 61 HYPERLINK l _Toc295116829 車間平面布

24、置的原則 PAGEREF _Toc295116829 h 61 HYPERLINK l _Toc295116830 起重運輸設備選擇及主要性能參數 PAGEREF _Toc295116830 h 61 HYPERLINK l _Toc295116831 金屬流線的布置 PAGEREF _Toc295116831 h 62 HYPERLINK l _Toc295116832 主廠房平面布置 PAGEREF _Toc295116832 h 62 HYPERLINK l _Toc295116833 9主要經濟技術指標 PAGEREF _Toc295116833 h 65 HYPERLINK l _T

25、oc295116834 10環(huán)境保護 PAGEREF _Toc295116834 h 66 HYPERLINK l _Toc295116835 致謝 PAGEREF _Toc295116835 h 67 HYPERLINK l _Toc295116836 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc295116836 h 68 HYPERLINK l _Toc295116837 附錄A軋機和電機能力校核程序及其運行結果 PAGEREF _Toc295116837 h 70 HYPERLINK l _Toc295116838 附圖1:開坯機配輥圖 PAGEREF _Toc295116838 h 73

26、 HYPERLINK l _Toc295116839 附圖2:萬能粗軋機組輥形圖 PAGEREF _Toc295116839 h 74概述H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經濟斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結構重量輕等優(yōu)點，已被廣泛應。1.H型鋼特點和分類：H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經濟斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個部位均以直角排布，因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結構重量輕等優(yōu)點，已被廣泛應用。H型鋼分為： 1、寬翼緣H型鋼（H

27、W） 2、中翼緣H型鋼(HM) 3、窄翼緣H型鋼（HN） 4、薄壁H型鋼（HT） H型鋼分熱軋和焊接H型鋼兩大類。其中熱軋H型鋼是用萬能軋機軋制生產的一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經濟斷面高效的型材，也是隨著世界鋼鐵生產技術發(fā)展，經工字鋼優(yōu)化發(fā)展而來的升級換代產品。其腹板與兩翼緣相垂直，翼緣內外兩側邊相互平行，翼端平直，翼緣較寬，棱角分明，故又被稱為“平行腿工字鋼”。其表示方法為：高度H寬度B腹板厚度t1翼板厚度t2。熱軋H型鋼是一種新型經濟建筑用鋼。 H型鋼截面形狀經濟合理， HYPERLINK :/baike.baidu /view/913146.htm t _blank 力學

28、性能好，軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點，可使建筑結構減輕30-40%；又因其腿內外側平行，腿端是直角，拼裝組合成構件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑（如廠房、高層建筑等），以及橋梁、船舶、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1721266.htm t _blank 起重運輸機械、設備基礎、支架、基礎樁等。H-型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學性能更為優(yōu)良的經濟型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母“H”相同而得名。其特點如下： 1、翼緣寬，側向剛度大。抗彎能力

29、強。 2、翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡便。 3、與焊攝工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測，節(jié)約 HYPERLINK :/baike.baidu /view/17483.htm t _blank 鋼結構制作成本30%左右。 4、相同截面負荷下熱軋H鋼結構比傳統鋼結構重量減輕15%-20%。 5、與砼結構相比，熱軋H鋼結構可增大6%的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/58643.htm t _blank 使用面積，而結構自重減輕20%一30%，減少結構設計內力。 6、H型鋼可加工成 HYPERLINK :/baike.bai

30、du /view/1469430.htm t _blank T型鋼，蜂窩梁可經組合形成各種截面形式，極大滿足工程設計與制作需求。 2.H型鋼需求市場分析：H型鋼由于截面經濟合理、性能優(yōu)越、加工制作和施工安裝工藝簡單、方便、快捷，成為建筑鋼結構體系中重要的材料組成部分，從而被廣泛應用于國民經濟建設的各個領域，工業(yè)廠房，特別是重工業(yè)廠房中的承重框架梁、柱構件，如上海晶元芯片工廠兩個月就用了幾千噸；化工行業(yè)的大量管廊和罐體、塔體設備支架，冶金行業(yè)煉鋼平臺、高爐框架、廠房、軌道等，電廠的煤倉、汽機島、輸送長廊等等。陸地和海洋石油鉆井平臺、車輛、倉儲式大型超市、橋梁隧道等大型施工。僅深圳西部電廠基礎打樁

31、414*405就用了5000多噸。地下工程的鋼樁及支護結構，SMW坑基施工法就使上海F1賽車場、上海南站地下700300、488300用了1萬多噸，錢塘江大橋施工輔橋、西湖隧道的坑道支護；廈門、湖南會展中心等等都看到了H型鋼的身影。鋼結構建筑形式的多元化、多樣化，促進了鋼結構形式多種多樣。有普通鋼結構、薄壁輕鋼結構、高層民用建筑鋼結構、門式鋼架輕型房屋鋼結構、網架結構、壓型鋼板結構、鋼結構焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土結合樓蓋、鋼管混凝土結構及鋼骨（型鋼）混凝土結構等等。如：輕鋼結構，目前在國際上，特別是在我國，是被重點推薦的一種結構形式。它具有重量輕、經濟性好等特點，目前在各種屋蓋結構及單

32、層房屋中得到廣泛應用。在中、小跨度的屋蓋中，輕型鋼及輕型鋼管拱型結構（平面曲線材架）也是較多采用的形式之一。網殼結構在大跨度空間結構的建造中越來越多，網殼結構在地震作用下的動力性能與設計也得到了普遍關注。網殼結構形式較多，有空間網格結構、單樁層面網殼結構、單層球面網殼結構、索承網殼結構等。鋼管結構因其形式多樣，結構靈活多變，可與其他鋼結構相互關連，更是城鎮(zhèn)建設中大型建筑常見的結構形式。目前一些造型優(yōu)美的體育場館如“鳥巢”、機場候機樓和會展中心應用鋼結構等都采用了這些形式。不過，螺旋焊管在高層大廈、重工業(yè)廠房等重鋼結構中新的應用，都使熱軋H型鋼在鋼結構領域應用受到限制。3.本設計內容概述3.1設

33、計總體要求根據國內H型鋼生產和消費情況，擬新建一條年產66萬噸熱軋H型鋼生產線，主要產品規(guī)格有：H200600mm，原料為異型坯500300100 和異型坯750450100。以HM294200mm為典型產品進行設計計算。3.2生產工藝流程異形連鑄坯步進梁式加熱爐加熱高壓水除鱗5機架粗軋機組連軋火焰切割機切頭10機架中、精軋機組連軋在線尺寸測量飛剪倍尺剪切步進式冷床水冷十輥矯直機矯直成排收集冷鋸切定尺檢查、堆垛、打捆成品入庫、發(fā)貨。3.3車間布置主體設備5一座加熱能力為200t/h的步進梁式加熱爐，一架1200二輥可逆式開坯機（BD），由兩架1400萬能軋機（UR）和一架950軋邊機（E）組成

34、的串列式萬能粗軋機組，一架1400萬能精軋機（UF），三臺2200熱鋸機，一組寬60米，長38米的步進梁式冷床。一架輥距從12002200mm可調的九輥懸臂式變節(jié)距矯直機，一臺650噸壓力矯直機，兩臺2200冷鋸機以及標號、堆垛、打捆機和電子秤等。本設計H型鋼生產全過程由三級計算機系統控制。一級為基礎自動化控制級，二級為生產過程控制級，三級為工廠級計算機管理系統。 3.4設計所采用新工藝6參考國內外先進的H型鋼生產車間，本設計采用了下列最新技術3：(1) 防止H型鋼腹板中心偏移的新技術；(2) 提高產品斷面尺寸精度的最新技術和設備；(3) 彎曲度控制新技術；(4) 輥縫調整液壓AGC技術;(5

35、) 鋼材表面質量控制技術；(6) 自動控制燃燒技術；(7) 開軛式機架自動換輥技術；(8) UEU串列可逆連軋技術；(9) 輥縫“零位”自動調整技術；(10)H型鋼優(yōu)化鋸切技術以及控制軋制控制冷卻技術；產品大綱及金屬平衡產品大綱本車間設計年生產能力為66104t，規(guī)格為H200600mm。表1.1 年產66104噸H型鋼產品大綱產品種類規(guī)格范圍mm產品標準代表規(guī)格單重（kg/m）年產量（104t）所占比例（%）HN200600GB/T11263-2005(JIS G3192- 2005)300150930350175711400200813HM200400GB/T11263-2005(JIS

36、G3192-2005)244175711660402942008123903001016HW200400GB/T11263-2005(JIS G 3192-2005)2002041212302502509143003001015合計100產品技術要求（1）尺寸、外形允許偏差3）H型鋼、H型鋼樁的切斷面上不得有大于5mm的毛刺；4）H型鋼、H型鋼樁不得有明顯的扭轉；表1.2 H型鋼的尺寸、外形允許偏差項 目允 許 偏 差圖 示高度H高度400400600600寬度B寬度100100200200厚度t1161625254040t2161625254040長度7m0+407m長度每增加1m或不足1m

37、時，在上述正偏差的基礎上加5mm翼緣斜度T高度300T1.0%B但允許偏差的最小值為5mm高度300T1.2%B但允許偏差的最小值為5mm彎曲度高度300長度的0.15%適用于上下、左右大彎曲度高度300長度的0.10%中心偏差S高度300S(b1b2)/2且寬度200高度300或寬度200腹板彎曲度高度400400600600端面斜度ee%(H或B)允許偏差最小值3mm表1.3 H型鋼樁的尺寸、外形允許偏差項 目允許偏差圖 示高度H高度400 400600寬度B全部厚度t1t213不規(guī)定13不規(guī)定6%(t1或t2)長度不規(guī)定0翼緣斜度T高度300T1.2%B高度300T1.2%B彎曲度高度3

38、00長度的0.20%適用于上下、左右大彎曲度高度300長度的0.10%中心偏差S高度300S(b1b2)/2 高度300端面斜度ee1.6% (H或B)5）重量及允許偏差符合表1.4規(guī)定：表1.4 產品重量允許偏差類 別重量允許偏差H型鋼單根H型鋼的重量偏差不超過6%一批交貨重量不超過4%H型鋼樁不規(guī)定（2）交貨狀態(tài)H型鋼、H型鋼樁以熱軋狀態(tài)交貨。（3）化學成分H型鋼、H型鋼樁的牌號和化學成分（熔煉分析）應符合GB700或GB714、GB171591或GB4171的有關規(guī)定。H型鋼、H型鋼樁的成品化學成分允許偏差應符合GB/T222的規(guī)定。（4）力學性能熱軋H型鋼、H型鋼樁的力學性能應符合GB

39、700或GB714、GB171591或GB4171的有關規(guī)定。（5）表面質量表面不允許有影響使用的裂縫、折疊、結疤、分層和夾雜。局部的發(fā)紋、拉裂、凹坑、凸起、麻點及刮痕等缺陷允許存在，但不得超出厚度尺寸允許偏差。原料選擇原料種類的選擇根據所采用的坯料、孔型系統和軋機種類的不同，可以有不同的工藝組合，當代H型鋼生產所用坯料有五種可供選擇。采用傳統的鋼錠作原料。采用連鑄矩形坯。采用連鑄異形坯。采用具有很薄腰厚的連鑄異形坯為原料。（5） 采用連鑄板坯。傳統初軋坯的缺點是：由于初軋坯為方形或矩形，與成品H型鋼在外形上無幾何相似性，所以要先在二輥開坯機上把鋼錠軋成“狗骨頭”狀的異形坯，再送到有12架萬能

40、可逆軋機組成的萬能粗軋機組上軋制，但由于坯料外形與孔型無幾何相似性，在軋制過程中隨著整個斷面翼緣和腹板的形成，坯料不可避免的受到剪切力的作用，同時產生金屬的橫向流動和寬展。為了減少因不均勻變形所造成的金屬外性形的破壞，應盡量采用在高溫下且小壓下量來完成從初軋坯到“狗骨頭”狀的異形坯的軋制，但這需要很多道次才能完成。板坯軋制的缺點： 在開坯機上必須把板坯立軋成“狗骨頭”狀的異形坯斷面以適應萬能軋制，但“狗骨頭”狀的異形坯斷面形狀不容易控制，腹板易偏斜，萬能軋制時容易出現翼緣充不滿和腹板不對中等缺陷。開坯軋制道次多，開坯機成為生產的 “瓶頸”。開坯機軋制道次多、溫降大、軋制變形抗力大，從而能耗高、

41、軋輥消耗大。連鑄異形坯的主要特點：連鑄坯的斷面形狀和產品的斷面形狀相似，從而免除了熱軋H型鋼生產的成雛形軋制階段，減少了很多軋制道次，提高了軋機小時產量。同時，由于軋制變形比較均勻，故切頭切尾量少，提高了成材率。異形坯結晶器鑄出的異形坯斷面尺寸精度高，對稱度好。用一種或少量幾種連鑄坯就可以生產全部尺寸的H型鋼，因此，坯料規(guī)格可以較少，簡化了生產。綜合考慮以上五種坯料生產H型鋼的優(yōu)缺點，結合本設計的實際情況，選用連鑄異形坯為原料。原料規(guī)格選擇原料規(guī)格主要依據成品的斷面尺寸,軋件最大長度等因素確定。原料斷面確定連鑄異形坯有異形坯（）和異形坯（）兩種類型。異形坯斷面形狀見圖1.1，尺寸見表1.5。型

42、異形坯主要用來生產腹板高度H500mm的H型鋼或翼緣寬度B300mm的H型鋼，型異形坯主要用來生產腹板高度H500mm和B300mm的H型鋼。 表1.5 異形坯斷面尺寸類型H(mm)B(mm)T(mm)A(mm)C(mm)R(mm)單重(kg/m)面積（mm2）型75045010015590801270162770型500300100130706070790567圖1.1 異形坯斷面形狀原料公差1)異形坯的腹部和翼緣的高度及厚度公差1.5%；2)異形坯的彎曲度:11m長的坯料最大彎曲度為60mm，每米不超過10mm；3)長度公差:最大20mm；4)重量公差：最大1.5%。鋼種的選擇本設計所用的

43、鋼種為：碳素結構鋼、低合金結構鋼。其化學成分表見表1.6：表1.6 坯料化學成分表序號鋼種標準代表鋼號化學成分CMnSiSPCrVNAlS1碳素結構鋼GB/T700-1988Q235A/3低合金高強度結構鋼GB/T1591-1994Q345B33133018異形坯加熱工藝要求（1）入爐鋼坯間距設定值：315mm；（2）爐溫范圍與鋼坯在爐時間如表3.2：（3）爐內氣氛：弱氧化性；爐壓：010Pa。表3.2 爐溫范圍與鋼坯在爐時間表（異形坯）段名非燃燒段上預熱段下預熱段上加熱段下加熱段上均熱段下均熱段溫度11201150108011201260130012501280124012601230125

44、0時間min42173922開坯軋制工藝制度開坯機配輥圖根據典型產品HM294200812設計開坯機配輥圖見附圖1。BD機壓下制度根據典型產品編制BD機壓下規(guī)程見表6.1。溫度制度開坯機軋制碳素鋼、低合金鋼時，其軋制溫度規(guī)定如下：（1）開坯溫度一般為11301250（對于小規(guī)格斷面的型鋼取上限，大規(guī)格斷面的型鋼取下限）。（2）根據軋件尺寸規(guī)格確定終軋溫度，終軋溫度1000。加熱好的鋼坯由出爐輥道運至開坯區(qū)，在開坯區(qū)內除鱗，開坯，切“舌頭”。高壓水除鱗制度除鱗時根據兩種不同規(guī)格的坯料選擇兩種不同的噴嘴框尺寸、噴嘴數量及工作壓力，如表3.3所示。表3.3 除鱗機工作參數表坯料名稱坯料規(guī)格（mm）長

45、度（m）噴嘴框尺寸（mm2）噴嘴數量極值導板開度（mm）水壓（MPa）除鱗速度（m/s）異形坯7504501004.411.075045040Max158020異形坯50030010050030028Min50017開坯軋制鋼坯經過除鱗后到達開坯機，通過開坯機往復軋制達到所需尺寸后，經機后輥道，送入熱鋸機切“舌頭”。開坯機的上輥，下輥均設置壓下（上）裝置，壓上裝置可調整軋制線。開坯機上輥軸向不可調，下軋輥可手動進行軸向調整。開坯機的前，后各設有一臺帶翻鋼鉤的推床，翻鋼鉤與推床同步移動，可以將坯料橫移和在任意道次進行翻鋼。速度制度（1）咬入速度咬入速度/s。（2）軋制速度當軋件咬入后，取三角形或

46、梯形速度圖，加速度為/s，軋制速度5m/s。（3）拋尾速度軋件拋尾速度/s。其速度圖如圖3.2：圖3.2 開坯機速度曲線圖切舌制度用萬能法軋制H型鋼時，為防止在萬能粗軋機組中發(fā)生纏輥事故，必須切除軋件的頭、尾端“舌頭”。切舌長一般為150500mm，但為了方便萬能粗軋機順利咬入，應該保留腹板部分舌長20100mm。萬能軋制工藝制度軋件進入輸入輥道后運往萬能粗軋機軋制，粗軋機組的前、后均設有可平行升降的輸入、輸出輥道及擺動輥道。小規(guī)格H型鋼在萬能粗軋機組上往返軋制3次，萬能粗軋道次為5道，軋邊道次為3道；大規(guī)格H型鋼往返59次，萬能道次為617道，軋邊道次為59道。三機架間構成連軋。不論是大規(guī)格

47、或小規(guī)格，在萬能精軋機上只軋一道。換產品規(guī)格時，輸入、輸出輥道平行升降調整。在軋制時，輸入、輸出輥道標高不變，僅擺動輥道按軋件翼緣的高度變化，每道次調整，以確保軋制過程中軋制中心線不變。萬能軋機的水平輥，立輥均是電動壓下（上）和側壓，液壓平衡。上水平輥動態(tài)軸向調整，下水平輥的軸向固定。萬能軋機的立輥有二種規(guī)格，以適應軋制不同翼緣高度的軋件。為提高產品精度，在萬能精軋機的上水平輥和左、右立輥的壓下裝置和軸承座之間設置了厚度自動控制系統，對翼緣和腹板進行自動控制（AGC）。萬能軋機輥型圖根據典型產品HM294200812設計萬能軋機輥型圖見附圖2。萬能軋機壓下制度根據典型產品編制萬能軋機壓下規(guī)程表

48、見表6.2。萬能軋機配輥方案水平輥尺寸WR的確定：WR=WF ;式中： 調整量 一般=25mm；本設計取=2mmWF 精軋機輥身寬度；WFmax=H+1+-2（t2-2-）WFmin=H+1-2（t2-2+）式中：00 1 、2分別為軋件寬度和翼緣高度方向的公差。萬能軋機配輥方案見表3.4。溫度制度對于碳素鋼、低合金鋼，萬能軋機的開、終軋溫度為：開軋溫度1000；終軋溫度800。如有特殊要求，按照工藝操作要點執(zhí)行。表3.4 萬能軋機配輥方案表序號產品規(guī)格水平輥尺寸（mm）立輥尺寸（mm）輥徑輥身寬度（粗軋）輥身寬度（精軋）輥身寬度輥徑1HN400200140012903409008102HW2

49、00200140012903409008103HM39030014001290365.5334309008104HW40040014001290430900810速度制度（1）UEU速度制度入口速度3m/s；軋制速度：當軋件頭部被連軋機組中最后機架咬入后，軋件加速到軋制設定速度并建立小張力，其加速度為/s。其最大軋制速度/s。出口速度/s。（2）UF速度制度入口速度/s。軋制速度：當軋件進入UF軋機后，軋機將加速至設定速度，加速度為/s。出口速度：軋件以/s的速度拋出，然后降速至反轉，等待下一道次軋制。加速度為/s。其速度曲線圖見圖3.3：圖3.3 UEU速度制度曲線圖熱鋸工藝制度精軋機軋出的

50、成品最大長度為1m，由橫移裝置送至熱鋸機單根地切頭、切尾和定尺（或倍尺），取樣也在熱鋸上進行。熱鋸機組包括一臺固定式鋸，一臺移動式鋸。通過液壓進鋸，鋸片直徑為2200/2000mm，圓周速度為140m/s。在固定鋸前設有一臺液壓升降機和液壓驅動的定尺機，定尺范圍為624m。工藝技術選定（1）切頭、切尾長度頭尾鋸切長度正常為5001200mm，數值視規(guī)格而定，具體見鋸切程序表；（2）鋸切溫度1）小規(guī)格軋件，不低于500；2）大規(guī)格軋件，不低于600。（3）鋸切方式熱鋸鋸切時，必須是單根鋸切。冷卻工藝制度鋸切成定尺（或倍尺）的軋件在冷床上冷卻。冷床為步進梁式，輸入、輸出輥道中心線間距為38m，寬6

51、0m，步距可調，可適應各種規(guī)格的冷卻要求。冷床輸入輥道上有6個升降擋板，可冷卻不同長度的軋件，最大限度利用冷床。在冷床輸入、輸出側均設有翻鋼裝置，H型鋼在冷床上直立（成I型）冷卻。冷卻制度、上冷床、下冷床都由計算機系統根據指令自動控制。工藝制度（1）冷卻方式由于H型鋼腿厚與腰厚之比較大，若采用平放，容易因腰腿冷卻速度不一致，造成腰部波浪，因此H型鋼上冷床時，必須翻轉90，成“工”型在冷床上立冷，下冷床前，必須再翻轉90，恢復H型，上輥道送矯直機矯直。（2）軋件下冷床溫度軋件下冷床溫度必須小于80。矯直工藝制度軋件在冷床上冷卻后，由輥道運往矯直機矯直，矯直溫度必須低于80。矯直機為九輥懸臂矯，節(jié)

52、距可調。矯直機上部四個輥為驅動輥，每個輥由一臺0220KW、090/1800rpm直流電機驅動。下部五個輥為被動輥。在輸入、輸出側各有一對自由立輥，引導軋件輸入、輸出自由立輥的間距可以液壓調節(jié)。在矯直機前的輸入輥道上設置一臺喂鋼機。是一對直徑為250mm的支持輥，由液壓馬達驅動，可以旋轉、升降、橫移保證軋件正確對準矯直機輥子中心線。矯直機為快速換輥，全套換輥時間為30分鐘左右。工藝技術規(guī)定（1）矯直溫度應低于80；（2）生產過程中應根據鋼材規(guī)格、鋼種、鋼溫的變化，適當調整矯直機的壓力。（3）矯后軋件的彎曲、內并外擴、扭轉及表面質量應符合有關規(guī)定。冷鋸工藝制度工藝技術規(guī)定（1）冷鋸可以單根鋸切，

53、也可以成排鋸切。成排鋸切時，成排根數視品種、規(guī)格確定。（2）鋸切速度1）小規(guī)格產品，快速進鋸，一般取70120mm/s；2）鋼種較硬或規(guī)格較大時，中速進鋸，一般取50100mm/s；3）成排鋸切時的速度取150200mm/s。車間工作制度與年工作小時車間工作制度車間年工作小時按以下原則計算：（1）本設計車間采用四班三運轉連續(xù)工作制，每班8小時。雙休日不停工；（2）每兩年大修一次，每次20天；每兩年中修一次，每次10天；十天左右小修一次，每次10小時；大修與中修錯開，不在同一年進行；（3）換軋輥和導衛(wèi)，平均軋制5000噸換一次輥，每次需時2小時；（4）調整、換矯直輥和鋸片每班更換，平均每次30分

54、鐘；（5）交接班每次20分鐘；（6）考慮到電氣及機械故障，預留每班40分鐘；（7）其它原因停機300小時。本車間設計日歷作業(yè)率=全年計劃軋制時間/日歷時間=5776/8760=%，有效作業(yè)率=全年計劃軋制時間/年規(guī)定工作時間=5776/7776= %。年工作小時表見表4.1：表4.1 年工作小時表日歷天數d非 工 作 日規(guī)定工作時間工作制度其 它 停 工 時 間全年計劃軋制時間h節(jié)假日d大修hh中修h小修h計劃檢修h天數d小時數h交接班h換輥及導衛(wèi)h事故h其它原因停機h調整、換 矯直輥、鋸片h365112401203607203247776四班三運轉30030060030050057765軋機

55、選擇及其生產能力計算與設備及其電機校核軋機選擇對工藝設計來說，軋機選擇主要是確定軋機結構型式、主要參數及其布置。軋機選擇時一般考慮以下原則：1）滿足產品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；2）有較高的生產效率和設備利用系數；3）有利于機械化、自動化的實現，有助于工人勞動條件的改善；4）保證獲得高質量的產品；5）軋機結構型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；6）備品備件更換方便，易于實現標準化；7）有良好的技術經濟指標。根據以上原則并參考馬鋼H型鋼廠生產線，本設計中軋機選用串列式布置，軋機布置形式采用半連續(xù)式布置，生產線上五臺軋機呈三列布置，俗稱“131”布置。軋輥材質選擇軋輥是軋機的

56、主要部件，軋輥材質的選擇與軋機工作特點及損壞形式有密切的關系，因此，在選擇軋輥材質時，除考慮軋輥的工作要求與特點外，還要考慮軋輥常見的破壞形式和破壞原因。由于粗軋機和型鋼軋機軋輥受到較大沖擊負荷，因此要有足夠的強度，而輥面硬度可放在第二位。初軋機常用高強度鑄鋼和鍛鋼；型鋼初軋機多用鑄鋼。在型鋼軋機的成品機架上，成品形狀及公差要求嚴格，要求軋輥有較高的表面硬度及耐磨性，一般選用鑄鐵軋輥。本設計中開坯機軋輥材質選用合金鍛鋼。對于萬能軋機，為了降低輥耗，提高產量，本設計采用的是復合襯套式軋輥。由于萬能粗軋機是可逆式往復軋制且壓下量大，主要考慮軋輥強度，并具有大的摩擦力以利軋件咬入，故其軋輥的輥芯采用

57、鍛鋼，而輥套采用鑄鋼。精軋機的輥套則采用硬度高、表面光滑且耐磨的球墨鑄鐵。采用復合襯套式軋輥，使輥套具有較好的耐熱裂性，有利于增加軋機的作業(yè)率。開坯機開坯機軋輥設計： （式5.1）式中： 工作輥輥徑，mm；壓下量，參考馬鋼H型鋼廠資料，取hmax=65mm；最大咬入角。查表可知，型鋼軋制時最大咬入角=2025本設計中，取代表值20，故有65/（1-cos20）=參考馬鋼H型鋼廠生產線的設計，取D=1200mm又查表可知，型鋼軋機的，本設計中取代表值2.33，故有1200=2796mm 參考馬鋼H型鋼廠生產線的設計取L=2800mm開坯機主要技術參數開坯機主要技術參數如下：軋輥直徑： 95012

58、00mm 最大輥環(huán)直徑： 1450mm輥身長度： 2800mm 軋制速度： 05m/s最大軋制壓力： 1200t 輥頸直徑： 600mm上輥壓下高度： 1635mm 上輥壓下速度： 0158mm/s下輥壓上高度： 400mm 下輥壓上速度： 040mm/s下輥軸向調整距離：8mm 壓下螺絲中心距：3900mm軋輥冷卻水壓力： 3bar 冷卻水消耗量： 160m3/h主電機功率： 5500 kW 主電機轉速： 070/170rpm開坯機前后設有推床和翻鋼機,開坯機非傳動側設有快速換輥裝置。萬能粗軋機為了便于換輥，軋機采用開軛式機架。本設計中的萬能粗軋機參數如下：立輥輥身長度：430 mm或340

59、mm（翼緣寬度B280mm時取430mm；翼緣寬度B 280mm時取340mm）水平輥直徑：1400/1300 mm； 立輥直徑：900/810mm 上輥提升行程： 1650 mm 上輥提升速度： /s上輥提升精度： 下輥調節(jié)行程： 230mm下輥調節(jié)速度： /s 下輥調節(jié)精度： 立輥調節(jié)行程： 400mm 立輥調節(jié)速度： 18mm/s立輥調節(jié)精度： 上輥軸向調整量：5mm水平輥最大軋制力：1200t 立輥最大軋制力：700t壓下螺絲中心距： 3900mm 主電動機功率： 5500 kW主電機轉速： 070/170rpm軋邊機軋邊機為一對傳動的上、下水平輥輥系，用于軋制翼緣的上、下端，控制翼緣

60、的高度，采用閉口式鑄鋼機架。水平輥的壓下（壓上）均是電動的，上水平輥為液壓平衡。其技術參數如下：軋輥直徑： 950/860 mm 輥身長度： 1400mm軸向調整量： 10mm 壓下裝置提升行程：3150mm調整速度： 10mm/s 壓上提升： 240mm壓下螺桿間距：3900mm 最大軋制力： 300t主電動機功率：2000 kW 主電機轉速： 0140/340rpm萬能精軋機采用組合式結構開軛式機架，上下水平輥電動壓上壓下，液壓平衡，上輥軸向可以動態(tài)調整。 水平輥直徑：1400/1300 mm 水平輥最大軋制力：800t立輥直徑： 900/810 mm 立輥最大軋制力： 500t立輥長度：