线材设计(3)

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3.2.5后期工作

集卷后的盘卷经翻平，由挂卷小车将盘卷挂在P/F线的“C”形钩上继续冷却，并进行表面质量和外形尺寸检查，以确保线材质量，再取样，压紧打捆，称重标号，然后到卸卷站卸卷﹑排齐，最后由磁盘吊车吊至成品跨。

4工作时间及轧机生产能力分析

4.1车间工作制度和年工作小时

高速线材车间年工作时间表见表4-1。

表4-1年车间工作时间表 Table4-1 working time

计划检修时间

时间 日历

年计划

生产过程中停工时间

临年计划时小轧制时

时间 大（中） 小修 小计 工作时 交接 换辊 事计 间 修 间 班 故

小时 8760 360 384 774 8184 360 300 120 780 7404

注：1.年计划工作时间是设备一年中最大可能的工作时间。

2. 生产过程中停工时间包括了很多非计划停工时间。 3.大修每两年一次，每次15天。中修每年一次，每次9天。大中修平均每年15天，即360小时。

4.小修一月4次，一次8小时，故一年384小时。

4.2轧机生产能力分析

各种规格的线材精轧速度根据各厂的技术条件而定。 1.轧制时间：tzh＝单根坯料轧成成品的长度／精轧速度 （4-1） 2.间隙时间：△t＝4ｓ 3.轧制节奏时间：T＝tzh＋△t （4-2） 4.按坯料计算小时产量：

A＝3600GK1n/T （4-3）

式中： A-------平均小时产量，吨/小时； G-------原料重量，吨；

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T-------轧制节奏时间，秒；

K1------轧机利用系数，即理论轧制节奏时间与实际达到的轧制节奏时间之比值。对于现代轧机取0.8～1.0,连续式轧机的为0.9～0.95，本设计取0.93。

n-------轧制根数，本设计中取1。 5.按成品计算的最大小时产量：

A＝3600GK1bn/T （4-4）

式中：b为成材率，b＝96.8％。

6.轧机负荷率＝年纯轧时间／年计划轧制时间，轧机能力分析见下表。

表4-2轧机能力分析表 Table4-2 Mill capacity analysis

按坯料按成品年计

成品终轧间隙轧制计小时计小时年计划年纯轧划轧轧机 规格速度纯轧时间节奏产量 产量产量(万时纯轧制时负荷mm 6 7 8 9 10 11 12

m/s 时间s s 100 100 120 90 80 80 60

96.82

0 71.133 45.384 47.812 43.569 36.007 40.342

时间s t/h t/h 100.867.61065.446

23 71 4 2

75.1390.72587.822

24 03 4 3

49.38138.02133.6188 19 4 4

51.81131.56127.35

07 07 4 2

47.56143.29138.7164 09 4 9 40.00164.92

170.3879 4 7

44.34153.72148.80

6 68 4 2

吨)

时间 h 间h 率

916.77

6

64 1138.610

66 748.4364 785.2310

31 10

1153.416

78 970.12 16

11 9

合计

604.8112 6317.589.377

23 7404 %

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5.主要设备的选择

5.1加热炉

5.1.1炉型选择

用于线材车间的加热炉种类很多，按钢坯在炉内运行方式可分为推钢式﹑步进梁式﹑步进底式和步进梁步进底组合式加热炉。

步进式炉与推钢式炉相比较，有以下显著特点：

(1)在推钢式炉内，钢坯的运行是靠推钢机的推力在滑轨上滑行的，因此．钢坯下表面往往产生划痕，对钢材表面质量带来不利影响．但在步进炉内，钢坯的运行是靠步进梁、底托起前进、放下来完成的，所以不产生划痕；

(2)在推钢式炉内，钢坯接触水冷滑轨部分温度较低，“黑印严重”，对轧件的尺寸偏差影响很大，但步进底式炉无水冷滑轨不产生“黑印”，步进梁式炉虽有水梁，钢坯并不连续接触水梁，而是间断、交替地接触水梁，“黑印”现象较轻，温差较小，对产品尺寸偏差的影响大有改善；

(3)在推钢式炉内，钢坯是紧紧靠在一起的，高温下易产生“粘钢”现象，并且只能单面或双面受热，加热速度慢，温度不够均匀，但在步进炉内，每组钢坯间都留有较大的间隙，不仅避免了“粘钢”现象，而且实现三面、四面加热，加热速度快，温度均匀；

(4)推钢式炉在推钢时易发生拱钢事故，炉子有效长度受钢坯断面尺寸和推钢机能力的限制，但步进式炉其长度度不受此限制。 可充分利用烟气的余热预热钢坯；

(5)推钢式炉不能空炉，因此，对不同钢种不同加热工艺的调整、检修空炉等灵活性很差，但步进炉空炉方便，步进操作灵活，加热各种饲种的适应性强；

(6)步进炉加热速度快，温度均匀，操作灵活，因此，减少了钢坯的烧损，推钢式炉的氧化铁皮占钢坯总重的1%~5%，步进式炉的仅占0.5%~0.8%，减轻了清渣劳动强度；

(7)步进梁式炉的固定梁、步进梁和支撑管总的冷却表面积，约比推钢式炉底管的冷却表面积大一倍，故其热耗比推钢式炉的大15％一20％，水耗比推钢式炉的大60％左右。

本设计的钢坯断面尺寸为140×140mm，由于步进式加热炉的优越性，故本设计采用步进式加热炉，进出料方式采用侧进侧出，因为侧入炉门小，以保证炉子的严密性[10]。

又因为步进梁式加热炉的无损伤、低能耗、低烧损、低脱碳层，故不采用步进底式加热炉，而采用步进梁式加热炉。

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5.1.2加热炉尺寸的确定

1.炉子宽度B

炉子宽度B主要根据坯料长度来定。

B＝nL＋2C （5-1） 式中：n—坯料排数，n＝1;

C—料间或料与炉的间隙间距（m），一般取0.3～0.45；本设计取0.3

L—坯料的长度，（m）； 故，B＝1×14＋2×0.3＝14.6m

2.炉子长度（参考高速轧机线材生产一书）

炉子长度主要根据加热炉产量确定：L1＝1000Q／PL （5-2）

式中：Q—加热炉小时产量（t/h），本设计中取245 t/h； P—有效炉底强度(kg/m2h），通常取800 kg/m2h； L—坯料长度（m）； 故炉长：L1＝（1000×245）/（800×14）＝21.875m

3.上炉膛高度：1400mm；下炉膛高度：2100mm 4.加热炉步进机构

组成：上框架、下框架、横梁、斜辊、平移油缸、提升油缸等。 型式：液压驱动步进式。 步进梁：5根

步距： 冷坯：260mm 热坯：300mm （参考马钢高线） 5.热时间： t＝（7＋0.05H） （5-3） ＝7＋0.05×140＝14min H— —坯料高度

5.2轧机形式和轧辊材质的选择以及传动方式的确定

轧辊是轧钢机的主要部件。轧辊的尺寸结构、材质、使用、维护在相当大的程度上决定了轧机的技术水平。轧辊既是轧机设计的重要内容，也是组织生产中的主要管理对象。高速线材轧机一般由粗轧、中轧、预精轧、精轧机组成。由于各机组的机座型式不同所用的轧辊也不同。粗轧、中轧一般选用二辊水平轧机或平一立交替配置的二辊轧机。预精轧机组则多为悬臂式平——立轧机。高速线材轧机大部为小辊径悬臂式二辊轧机．相邻两架轧机的辊轴线呈90°交角，而与地面成45°或15°/75°角。

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5.2.1轧机和轧辊的选择原则

轧机选择的主要依据是钢材的品种、生产规模以及由此确定的工艺流程。对工艺设计而言，轧机选择的主要内容是确定轧机的结构，主要参数及它们的布置。

一般轧机选择参考以下原则：

1.在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理、布置紧凑； 2.有较高的生产效率和设备利用系数；

3.有利于机械化、自动化的实现，有助于工人劳动强度的改善； 4.保证获得高质量的产品；

5.轧机结构型式先进合理，操作简单，维修方便； 6.备品、备件更换方便，易于实现标准化；

7.有良好的经济技术指标。 轧辊的选择：

轧辊最主要的出发点是保证线材的表面质量。耐磨性是轧辊最主要的指标（相对于其它轧钢厂）。

粗轧：压下量大，轧制条件恶劣，以强度、韧性为主。

精轧：是保证产品质量的关键，以硬度和耐磨性为主。 5.2.2轧机的选择

1).粗轧和中轧机组

粗轧机类型很多，有摆锻式、三辊行星式、紧凑式、平立交替式、水平二辊式等形式。摆锻式、三辊行星式已基本不用，紧凑式主要用于老厂的改造场地的限制，故重点讨论平立交替式和水平二辊式。

平立交替式：可实现轧件无扭轧制，特别适合高级线材的生产，另外可实行无孔型轧制。现已有平立可转换轧机，可实现多线生产，但造价较高。以前用于高级钢的生产，现也普遍应用于碳结钢生产。

水平二辊式：这种形式的粗轧机应用较普遍,尤其适用于以碳素结构钢低合金钢为主的多线轧制。其主要形式是闭口机架、短应力线轧机和预应力轧机。

本设计的粗轧机组的轧机选择如下： 数量：6架

型式：双支撑、无牌坊短应力线二辊高刚度轧机

特点：平立交替布置，轧制线固定，机架可横移，轧机由弹簧固定在底座上，液压松开。辊缝调整为液压马达。

轧辊中心距：3m（为轧辊直径的5倍） 轧辊材质：球墨铸铁 中轧机组的轧机选择如下：

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