50万吨线材生产线设计—改.doc

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1、University of Science and Technology Liaoning50万吨线材生产线设计摘 要根据设计要求拟建一个优碳年产50万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5.512mm，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9001050。该套轧机采用全连轧无扭工艺，连铸坯为120120mm，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

2、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AbstractIn this design, a new single line high speed wire mill with the output of 400000 ton per year will be built. This maximum rol

3、ling speed reaches 120m/s, guarantee speed reaches 100m/s. The specification of the products from5.5 to12mm diameter and each coil is about 2 ton. .The billets are heated by mix coal gas in a controlled atmosphere walking-beam furnace which is controlled by computer .The heating capacity is 75t/h,an

4、d its exit temperature is from 9001050.The rolling mill adopts 120-mm sqare, 12-m long ,and 1.3-ton weight billets which casted by continuation casting machine.After 12 H-Vhorizontal roughing and intermediate stands,a rod-wire process line are arranged .This line consists of 4cantilevered prefinishi

5、ng stands and a 8-stand Morgan No Twist finishing block.at last,for guarantee its qualtity every wire though off a 4-stand Reducing/size Mill.Post-rolling cooling is achieved by water-cooling conveyor adopts tardy cooling device which carry final control of metallurgical properties such as tensile s

6、trength and scale thickness.The computer system is used for controlled rolling and cooling, no-tension rolling, optimum cutting, gage-controll and defect detection, etc.The technology and fracilities this design stands for the prime advanced-technology nowadays. Keywords ：work-shop design wire mill

7、high speed wire目录摘 要1Abstract2第一章 文献综述11.1线材基本知识121.1.1线材的种类121.1.2线材钢种及其用途12 1.2线材现状及存在的问题51.2.1帘线钢121.2.2低合金弹簧钢121.2.3线材产品存在的问题12 1.3线材生产中的新技术5第二章 产品方案5 2.1产品方案表51.2.1产品交货的技术条件121.2.2产品的性能12 2.2原料及其质量要求5 2.3金属平衡表5 2.4轧制速度的确定5 2.5线数的确定5 2.6总机架数的确定5第三章 生产工艺流程及概述123.1生产工艺流程说明123.1.1上料与加热123.1.2高压水除鳞1

8、23.1.3轧制123.1.4控制冷却133.1.5精整133.1.6剪切、废钢及氧化铁皮清除133.2生产工艺流程简图14第四章 主要设备及其参数选择154.1高线生产的主要设备概况154.1.1加热炉154.1.2粗中轧机164.1.3精轧机154.1.4减定径机164.1.5吐丝机154.1.6斯太尔摩冷却线164.1.7运输线154.1.8轧辊164.1.9电机154.1.10 精轧机后夹送辊164.1.11斯太尔摩运输机154.1.12剪切机164.1.13盘卷收集和处理系统154.2主要工艺参数的计算174.2.1孔型系统的选择174.2.2确定总延伸系数和平均延伸系数18 4.4

9、.3孔型设计19第五章 轧机力能参数计算及电机设备校255.1轧制压力的计算26 5.1.1平均单位压力的计算26 5.1.2总轧制压力P275.2轧辊强度校核275.2.1孔型在轧辊上的配置275.2.2 轧辊强度校核305.2.3危险断面尺寸的确定30 5.2.4轧辊简支梁图示及受力305.3传动力矩计算325.3.1轧制力矩M335.3.2摩擦力矩335.3.3空转力矩335.3.4动力矩33 5.3.5电机校核33第六章 生产能力计算36 6.1.1各种轧制时间，间隙时间的确定366.2加热炉小时生产能力计算386.3工作制度及年工作时间的确定386.4轧机负荷率及轧机年产量计算396

10、.4.1轧机负荷率396.4.2轧机年产量396.5加热炉的生产能力计算396.5.1设计条件396.5.2加热炉生产能力计算40第七章 厂房平面布置和起重运输设备417.1厂房平面布置427.1.1主轧跨427.1.2成品跨427.1.3轧辊及导卫轴承加区域427.1.4车间原料及成品跨面积计算427.2 P/F线运输能力验算43第八章 高线车间主要经济指标448.1高线车间主要经济指标44第九章 招标文件44参 考 文 献48第一章 文献综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以及山东石横高线厂的生产及技术条件，拟建一年50万吨优质碳素钢的

11、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5.512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）控制冷却线：采用延迟型斯太尔摩控制冷却线。5）

12、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。1.1 线材基本知识1.1.1 线材的种类线材生产中通常将线材品种按钢种分成以下四大类：1.软线：普通低碳钢热轧盘条，含碳量不大于0.25%。软线产品根据用途不同一般分为拉拔和建筑用线材两种。现在牌号主要是碳素结构钢标准中所规定的Q195、Q215和Q235和优质碳素结构钢

13、中规定的10、15、20号钢等。2.硬线：优质碳素钢中含碳量不小于0.45%的中高碳钢轧制的线材，变形抗力与硬线相当的低合金钢、合金钢及某些专用钢材。一般含碳量较高。泛指45号以上优质碳素结构钢。硬线广泛应用于加工低松弛预应力钢丝、钢丝绳、钢绞线、轮胎钢丝、琴钢丝等专用盘条。3.焊线：焊接用盘条，包括碳素焊条钢用盘条和合金焊条钢用盘条，主要牌号有H08A、H08E和H08C三种。4.合金钢线材：各种合金钢和合金含量高的专用钢盘条如：轴承钢盘条GCr6、GCr9、GCr15；合金结构钢盘条20Mn、20GrMnSi等，不锈钢盘条1Cr18Ni9Ti、1Cr13等，以及合金工具钢盘条。 线材也可按

14、用途分为两类：一类是直接使用的，多用于建筑材料；一类是深加工后使用的，用来拉丝成为金属制品或冷镦制成螺钉、螺母等。1.1.2 线材钢种及其用途线材钢种非常广泛，有碳素结构钢、优质碳素结构钢、弹簧钢、碳素工具钢、合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、电热合金钢等。常用主要钢号及其用途见下表。表1-1 线材常用的主要钢号及其用途序号钢种规格（mm）一般用途1Q195、Q195F、Q215、Q215F、Q235、Q235FQ235BL2、BL35.5、6.56.56.510拉丝建筑一般标准件2G10180、G1010、G10220（均为美国钢号）5.5、6.5标准件用自攻螺钉3ML10-ML45、

15、ML25Mn-ML45Mn、ML15MnB、ML15MnVB、ML20MnTiB8.016.0冷镦4H08A、H08E、H15Mn、H08Mn2SiA、H08MnA、H10Mn2、H10MnSi、H08MnMoA、H10Mn2MoA5.5、6.5焊丝5H10Mn5.5、6.5钢棉6606.5轮胎用胎圈钢丝760、70、H57B、H67A、F58、F58V5.5、6.5金属针布钢丝8H72A、H72B5.5、6.5石油钢丝绳用高强度镀锌钢丝970、STC5.5子午轮胎线1070、80、77B、82B8.014.0高强度（低松弛）预应力钢丝及钢绞线主要钢号和典型用途如下：1.SWRH82B、77B

16、、80钢：主要为高强度低松弛预应力钢丝的原料。该类钢拉制的成品用于用于铁路和公路桥梁、吊车梁、轨枕、码头、电视塔、核反应堆外壳、大跨度桥的“斜拉杆”及制作预应力混凝土输水管道、构件等。2.SWRH72A、72B、70钢：为轮胎钢帘线（子午线）及石油钢丝的专用原料。3.SWRH67A、57B、60、70钢：常用来制作金属针布钢丝及轮胎用胎圈钢丝（主要用60钢）。4.H10Mn 钢：作为钢棉用钢丝的原料。5.G10180自攻螺丝用钢：这种钢为制作自攻螺丝用原料。特别是在汽车标准件厂用量较大，用作连接金属板、壳的紧固件。6.H15A、H15Mn、H18CrMoA、H30CrMnSiA、H2Cr13等

17、焊线钢：专门供制造电焊、气焊、埋弧自动焊、电渣焊和气体保护焊焊条用的钢。焊线钢大多拔制成焊丝，作焊条的原料，少部分直接使用盘条。7.GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn等轴承钢：主要做轴承用。1.2 线材现状及存在的问题目前我国已成为世界上线材产销最大的国家，年产量已超过世界线材生产总量的三分之一，在全国钢材分品种产量比例中线材产品约占14%，是占有比例最大的品种之一。据不完全统计，国内近年线材产量2009年为9585.74万t，同比增长20.04%；2010年全国线材产量达10552.8万t，同比增长10.09%；2011年上半年全国线材产量为5960.80万t，同比增长率为1

18、2.97%。截至2010年，我国共有160余条高速线材生产线，盘重普遍在2.0-2.5t，最大设计速度已达到140m/s，高线产品的产量已占到线材总产量的80%以上。在线材生产规模不断扩大的同时，我国在线材生产技术进步、产品研发方面也取得了一定成效，但我国线材产业目前仍然存在不少的问题，尤其是生产规模不断扩大与现有产品结构的不相适应，已成为困扰我国线材产业发展的主要问题，这也是造成我国线材产业处于生产能力相对过剩而高附加产品实物质量仍落后于国外发达国家的根本原因。总之，我国线材产业离科学发展、可持续发展的要求，离国民经济各用钢行业的需要，离发达产钢国的先进水平，还有相当大的距离。高附加值钢材品

19、种，特别是其中的高质量功能材料和结构材料，我们不能生产或质量达不到用户要求，不得不依赖进口。不少先进的节能、环保技术在我国还没有广泛应用。无论是从中国线材产业的现状还是国家制定的产业政策来看，今后国内线材行业的新建甚至改建项目都将急剧减少，而生产工艺的创新和新产品的研发将会成为以后工作的重点。1.2.1 帘线钢帘线钢是W(C)=0.70%1.0%、(Si)=0.15%0.30%、W(Mn)=0.40%0.80%的高碳钢，首先由钢铁厂生产出5.015.0mm 的盘条，再由钢帘线厂拉拔成0.150.38mm 的钢丝，然后捻制成绞线，最后用于橡胶制品厂作为汽车轮胎和传输皮带的增强材料。中国的帘线钢生

20、产发展快速，以平均每年30以上的速度增长。2000年以后，宝钢、鞍钢、武钢先后成功研发出72级、82级帘线钢。随着高碳钢线材制造技术和钢丝拉拔技术的同步提升，国产帘线钢线材市场份额已经高于80，而普通强度帘线钢线材更是全面占据了国内市场。钢帘线向着超高强度(4000MPa及以上)发展，开发高强度、超高强度帘线钢丝成为以后的发展趋势。中国的帘线钢发展迅猛，现在中国已经成为亚洲最大的生产集中地和消费市场，2010年帘线钢线材产能规模已超过170万t，产量约138万t。在产品开发方面，已经工业化生产的帘线钢线材有72、82、92和97级别。日本神户制钢的超高强度帘线钢线材质量是亚洲、甚至世界最优的，

21、涵盖90、92和97级别；其次为韩国浦项制铁和日本新日铁公司，92级帘线钢线材已经实现工业化生产；而中国的几家公司也在迎头赶上，尤其是宝钢，自2010年成功试制出86、92级别帘线钢线材后，2011年已经采用电炉炼钢工艺研制出96级帘线钢线材，武钢、鞍钢也分别于2009年、2010年试制成功92级帘线钢线材。1.2.2 低合金弹簧钢低合金弹簧钢线材主要用于制造汽车发动机的气门弹簧、减震螺旋悬架弹簧、刹车制动器弹簧、控制发动机离合的离合器弹簧，低合金弹簧钢线材钢种较多, 主要有Cr-V系、Cr-Mn系、Si-Mn系、Si-Cr系、Si-Cr-V 系以及在Si-Cr系基础上添加少量合金元素V、Ni

22、、Co、 Mo、W 等形成的更复杂系列。我国已经工业化批量生产并用于汽车制造领域的低合金弹簧钢线材品种主要有60Si2MnA，55SiCrA，55CrMnA和50CrVA，此外还有处于研发、试生产中的55SiCrVA，60Si2CrA，60Si2CrVA等。其中50CrVA韧性虽然较好，但因强度不高，无法满足弹簧轻量化和小型化的要求，现已基本不生产；60Si2MnA和55SiCrA产量最大，年产量预计超过10万吨，直径5.515mm。国产汽车用低合金弹簧钢线材实物质量和国外先进水平相比，主要差距为：钢的纯净度不够，时常有大颗粒难变形非金属夹杂存在；表面全脱碳层难以完全避免；表面缺陷较多；心部成

23、分偏析和组织偏析有时较为严重，不稳定。解决以上问题和研发更高品质的弹簧钢材称为今后的发展趋势。1.2.3 线材产品存在的问题我国线材产业生产规模虽然在不断扩大，技术进步、产品研发方面也由一定的进展，但离发达产钢国的先进水平还有相当大的差距。进行线材生产工艺的创新和新产品的研发，加快进行线材产业品种结构的调整和产品质量的提高将成为未来的发展趋势。国内线材产品主要存在以下几方面质量问题：1.尺寸精度。近年来，新建的高速线材生产线多引进减定径机组以控制成品尺寸精度，但达到高精度的高线企业还占少数。而部分企业没有自动检测装置或自动检测装置失准等原因，造成产品尺寸精度存在偏差。2.纯净度。控制产品纯净度

24、的成本较高，且控制技术水平要求严格。产品中非金属夹杂物没有得到有效控制可使其纯净度受到影响。如帘线钢的生产，由于炼钢水平不高，没有有效控制横向、纵向、气体夹杂物等，不能实现对夹杂物的变形进行有效的控制处理，不能达到纯净钢的要求。所以，如何合理有效的控制夹杂物，使其由有害变为有利对于纯净度的提高至关重要。 3.偏析。国内对高速线材的偏析分析水平和能力较低。炼钢过程存在着工艺及质量管理方面的不足，检测手段有限，导致产品偏析严重。 4.化学成分。化学成分交叉较多，在有害化学成分控制能力方面较弱。化学成分的波动对于高档线材产品来说同样是致命的，为下游用户的拉拔设置很多障碍。 5.不稳定性。过程控制不完

25、善；管理、规程、操作不稳定导致产品质量不稳定。解决以上问题和研发高品质的产品称为今后的发展趋势。1.3 线材生产中的新技术1.在线水浴韧化处理技术绝大多数线材生产企业为线材产品进行在线冷却时使用的都是风冷方式，此种方式存在的弊端易导致产品拉伸性能偏低、强度韧性较差，严重影响拉拔后产品性能的稳定同时，客户进行再加工做铅浴淬火处理时会污染周边环境。在线水浴韧化处理技术虽然使用水冷，但使用的是净循环水，因而吨钢耗新水不会增加；水冷后的线材产品不再需要铅浴处理，将“绿色”传导给下游用户，为用户降低了成本。2.CCT在线/离线控制系统离线系统用于在轧制之前核算模拟轧件在轧制过程在中的温度和全面的参数研究

26、，以及可根据生产需要，在线下模拟制定出符合要求的控冷程序，并精确计算出所得到的钢材的微观组织和机械性能，在线系统用于生产时的精确控制，在线、离线系统的配合使用，加快了产品开发的速度，为新品种的开发和生产提供了有效的保障。4.全线无扭轧制在粗轧和中轧机组采用平立交替布置，大大减少因轧件扭转造成的表面及内部缺陷和废品。处理事故十分方便，可提高成材率和轧机利用率。而仅立辊机架的重量的增加有限，其投入和产出比效率高。因而，国外八十年代以来新建的棒材轧机和单线线材轧机，不论是轧制普钢还是轧制台金钢，粗轧和中轧机组均采用平/立交替布置。5.无孔型轧制技术 无孔型轧制技术具有提高生产率改善产品质量，节省轧辊

27、，减少轧制消耗等优点。在导卫设计时保证最大倾歪角以及导卫间隙系数范围，可以实现无孔型轧制。6.减径定径技术带有减径定径机组的生产线与传统生产线相比，其优点是：可生产规格更小的产品；可提高产品的尺寸精度；可实现低温轧制；可实现自由规格轧制；可简化孔型系统。第二章 产品方案2.1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5.5mm6.5mm7.0mm8.0mm9.0mm10.012.0mm 产量%优碳钢321.21.6212.4317

28、8低合金钢5.81.410.68.822合计产量327331340%7.567.57.57.52.57.5100注：（1）优碳钢以70#为代表钢号；（2）低合金钢以40Mn2Si为代表钢号。2.1.1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5.58.0 0.13 0.20 0.5 9.012.0 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。2.1.2产品的性能1.

29、 ）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。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 一、原料规格长度：12000 断面尺寸：120120 坯料单重：1308 二、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： 边长允许偏差5.0，定尺长度偏差80，对角线长度之差7； 断面的切斜不得大于

30、20，弯曲度每米不得大于10，12米长度最大允许弯曲度为100； 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35%；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32.510031.2960.97530.32

31、51低合金钢9.171008.8960.27530.0921总计41.6710040961.2530.41712.4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。2.5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

32、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。2.6总机架数的确定由于本设计产品的最小规格为5.5，故在确定机架数时，应以5.5产品作为设计计算的基础。根据GB/T14981-94可知5.5线材的断面面积F成23.82，坯料圆角半径取8计算断面面积，坯料断面面积F坯12024（8282/4）143452。对全连续高速线材轧机，平均延伸系数的范围为1.2601.328，取平均延伸系数1.265，则轧制机架总数为n（F坯F成 ）/27.25，取n28架本设计计算产品规格为6.5，根据标准得知6.5线材的断面面积F成

33、33.22，所以轧制道次总数为n（F坯F成 ）/25.82，取n26道次。第三章 工艺流程3.1生产工艺流程说明3.1.1上料与加热由于生产的产品主要是优质碳素结构钢，所以不宜采用热装热送工艺。将冷却后连铸坯由电磁盘吊车提升到+5米高的上料台架上经过喷丸、探伤，修磨处理的合格的钢坯送入入炉辊道，称重、测长后送入加热炉进行加热。根据不同钢种的加热制度和加热要求，钢坯在步进梁式加热炉内加热至开轧温度9501150，由出炉辊道送往粗轧机进行轧制。3.1.2高压水除鳞由于主要生产的是优碳钢，为保证轧件表面质量和成品的综合性能，须在粗轧机前设置高压水除磷装置。3.1.3轧制采用全连轧方式生产，钢坯出炉后

34、，由辊道将轧件送入由6架平立交替布置的短应力线二辊轧机组成的粗轧机组进行轧制。轧件出粗轧机组经飞剪切头后再进入有6架平立交替的短应力线二辊组成的中轧机组进行轧制。中轧机组轧出的轧件经飞剪切头后由导管经立活套进入预精轧机组，预精轧机组由4架平立交替的悬臂辊环式轧机组成。机架间设有立活套器，对轧件进行无张力轧制或微张力轧制。从预精轧机组出来的轧件经中间水箱冷却，以保证进精轧机组所需要的轧制温度，再经飞剪切头，由侧活套器进入无扭精轧机组进行轧制。精轧机组为8架“V”型45无扭轧机，对轧件进行高速、单线、微张，无扭轧制。为了提高轧机作业率和改善产品质量，在精轧机组后设置减定径机组（2台减径和2台定径轧

35、机），可对轧件更加高效、高速、高精度，无扭轧制，终轧最大保证速度为100米/秒。 表3-1 各种钢轧制及吐丝温度表序号钢种名称代表钢号第一架轧机入口温度精轧机入口温度减定机入口温度吐丝温度1优碳钢70#9503085010800108408602低合金钢20MnSi10003088010770208008403.1.4控制冷却从精轧机组和减定径机组出来的线材进入水冷段。采用开环控制，以控制轧件合理的吐丝温度和减少氧化铁皮的生成。轧件由夹送辊进入吐丝机，成线环进入斯太尔摩冷却线进行控制风冷。根据冷却的钢种、规格的不同，在各生产工艺软件中对辊道速度、风量、开启或关闭保温罩进行设计，自动调节，以控制

36、线材的冷却速度，从而获得适应于不同要求的线材。代表性线材控制冷却的目的和控冷工艺如下：表3-2 各钢种线材控制冷却的目的和控冷工艺序号钢种最终目的最终材质要求最终组织要求控冷工艺1优碳钢省去拉拔加工前的铅浴淬火强度高、拉拔性能好，拉拔后韧性高索氏体控制风冷2低合金钢简化球化退火接近球化前组织细珠光体延迟冷却3.1.5精整经风冷后的线环在集卷站收集成盘卷后，经芯棒旋转、翻平，再由挂卷小车将盘卷挂至P/F线的形“C”钩上，继续冷却，并进行表面和外形尺寸检查，剪去超公差和未穿水冷却的头尾部，取样，压紧打捆，称重及挂标牌，然后到卸卷站卸卷，排齐，由吊车吊至成品跨呈梯形存放，按合同计划发货。3.1.6剪

37、切、废钢及氧化铁皮清除整个轧线共设有6台剪机，其中3台飞剪机分别设置在粗轧机组后、中轧机组后，精轧机组前，用于剪切轧件的头部和尾部，并可起事故碎断作用。3台卡断剪分别设置在13#机组前、精轧机组前和减定机组前。飞剪切下的头尾及事故碎断的废钢经溜槽落入平台下的收集筐中，由叉车堆料场整理存放；其他轧制废品用火焰切割成小段装入收集筐中，再由汽车运走。落入铁皮沟的氧化铁皮，经水冲至沉淀池中，定期用抓斗抓出放到滤水池中，滤干后用汽车运走。细颗粒氧化铁皮和废油在水处理站凝结成沉淀，制成泥饼，由汽车外运。3.2生产工艺流程连铸冷坯连铸坯检查、探伤跟运输辊道（检查、踢废）上料运送坯料称重加热炉加热高压水除鳞运

38、输辊道粗轧机组粗轧后飞剪中轧机组中轧后飞剪预精轧机组中间水冷箱飞剪精轧机组控制水冷减定径机组控制水冷夹送辊吐丝机斯太尔摩冷却线集卷、挂卷、检查在线测径P/F线运输检验打捆、称重、卸卷入库连铸冷坯连铸坯检查、探伤运输辊道（检查、踢废）上料运送坯料称重加热炉加热高压水除鳞运输辊道粗轧机组粗轧后飞剪中轧机组中轧后飞剪预精轧机组中间水冷箱飞剪精轧机组控制水冷减定径机组控制水冷夹送辊吐丝机斯太尔摩冷却线集卷、挂卷、检查在线测径P/F线运输检验打捆、称重、卸卷入库第四章 主要设备及其参数选择4.1 高线生产的主要设备概况高线生产主要设备组成：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、运

39、输线、轧辊、电机、精轧机后夹送辊、斯太尔摩运输机、剪切机、盘卷收集和处理系统。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。4.1.1 加热炉常见的有推钢式和步进式。步进式加热炉又可分为步进梁式和步进底式。步进炉的特点：1） 产量高。坯料四面受热，大大缩短加热时间，能很好地满足高线加热坯料量较大的要求；2） 加热质量好。钢坯在加热炉内散开布置，加热温度均匀，不会出现一堆推钢式加热炉炉底处水管产生的黑印；钢坯与步进梁无摩擦，避免钢坯地面划伤；加热时间短，减少钢氧化量及脱碳层；坯料芯部和底部温差小，全长加热均匀。3） 操作灵活。操作不受钢坯外形的限制，炉长不受推钢

40、长度限制，变换品种容易；步进梁可作“踏步”动作，使钢坯温度均匀；空炉出炉简单，时间短，劳动强度低。进出料的方式：出料采用侧出料，进料有侧进料（密封性好）综上，结合生产优质钢质量与工艺要求，加热炉选取步进梁式加热炉。炉子的宽度主要根据坯料长度确定，公式如下： 式中： 已知炉子的长度主要根据加热炉产量决定，公式如下： 式中： 本车间年产量50万吨，取加热炉的加热能力 ，故炉子全长=有效长度+12m=24.8m计算加热炉的有效面积：表4-1 加热炉部分参数序号项目单位主要技术参数12345678910炉子用途燃料种类形式最大产量钢坯最高出炉温度钢坯温差加热炉有效长度加热炉有效宽度进出炉方式炉底有效面

41、积mm钢坯轧制前加热高、焦混合式煤气气化冷却步进梁式7512503024.812.5侧进侧出2854.1.2 粗中轧机 粗中轧机的分类 当前多采用平立交替布置，具有悬臂式轧辊的预精轧机，主要优点是：1） 由于机架平立交替布置，实现了活套轧制，可以消除粗扎和中轧轧制时不可避免产生的堆、拉钢现象而造成的轧件尺寸不均匀，从而使精轧机组得到尺寸稳定且均匀的轧件，这对获得高精度的线材创造了有利的条件；2） 机架间设有活套从而实现无张力轧制，消除了由于推拉钢而造成的轧件头、尾尺寸差，减少了切头、切尾，提高了成材率；3） 本机组采用悬臂轴，碳化钨辊环，硬度高，每孔轧出量可成倍提高，更换环方便，提高了作业率。

42、4） 到预精扎轧件的断面较小，为保证轧件断面形状正确、尺寸精确和工艺稳定，道次变形小，悬臂式轧辊的预精轧机完全满足要求，其以设备重量、占地小。故采用6架平立交替布置的悬臂式预精轧机组是合理的，不仅提高了轧机作业率，更重要的是保证了产品质量，提高了金属收得率，降低了生产成本。4.1.3 精轧机 表4-2几种精轧机比较机型布置形式辊缝调节机构机架中心距传动装置摩根型侧交45，顶交45偏心套式调整机构800750mm利用伞齿轮改变传动方向且变速德马克15/75偏心套式调整机构800mm利用伞齿轮仅改变传动方向变速由圆柱齿轮完成达涅利平立交替偏心套式调整机构750mm,650mm利用伞齿轮改变传动方向

43、且变速阿希洛顶交45带液压平衡的摆臂式920mm利用伞齿轮改变传动方向且变速本设计采用摩根第六代型8架超重型轧机，其主要优点如下：1） 采用顶交机型，传动轴至地面设备机组距离短小，设备中心低，倾动力矩小。机组稳定性好，震动小，噪音低，重量小，刚性大。2） 操作视野开阔，便于操作管理。3） 主电机功率大，为进一步提高精轧操作速度和实现低温轧制创造了条件。4） 机架承载能力大，提高了轧制精度，最高轧制速度可达，成品范围大，生产率极高，是目前无扭精轧机的主导机型。4.1.4 减定径机泰克森轧机是摩根公司开发的一种定、减径技术，泰克森的日语意思是“最佳尺寸”，该技术有效的解决了改进产品质量、增加生产率

44、和缩短交货时间等问题。泰克森轧机由四架悬臂式轧机（两架减径机和两架定径机）组成，作为“二精轧机”安装在“一精轧机”和吐丝机之间。增加泰克森轧机后，优点如下：1） 可提高常规线材轧机的生产率；2） 提高了产品的尺寸公差；3） 具有“自由定径”功能，即用单一的名义孔槽尺寸，通过微调来料尺寸和对不同方坯间隙调整泰克森轧机的辊缝，生产出一批不同尺寸的成品棒线材的自由轧制能力；4） 实现低温轧制，晶粒组织更细，通过控制晶粒尺寸和吐丝温度促进相变和延迟相变，从而利用斯泰尔摩的最佳冷却能力，可处理如轴承钢、冷镦优质钢等钢种，而不需要后续热处理，提高了产品的冶金性能。4.1.5 吐丝机因立式吐丝机主要适用终轧速度不大于，而卧式吐丝机