189/201年產60萬噸棒材生產車間工藝設計摘要本設計為年產60萬噸棒材車間工藝設計。產品為Φ16～Φ36mm的熱軋帶肋鋼筋和圓鋼，要緊鋼種為碳素結構鋼，優質碳素結構鋼，低合金鋼，產品質量執行國家標準。依照成品規格選擇尺寸為150mm×150mm×10000mm的連鑄坯為原料，加熱爐為三段步進梁式加熱爐。本設計采納全連續軋制生產工藝，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13m/s。設計中采納的孔型系統為：扁箱（1#）—方箱（2#）—橢（3#）—圓（4#）—橢（5#）—圓（6#）—橢（7#）—圓（8#）—橢（9#）—圓（10#）—橢（11#）—圓（12#）—橢（13#）—圓（14#）—關鍵詞：工藝設計，熱軋帶肋鋼筋，型鋼、連鑄坯，全連續軋制ProcessDesignofhotrolledbarWorkshopwithProductionCapacityof600,000t/aSpecialty：MetalMaterialEngineeringName：YangLei Instructor：ZhaoXichengAbstractThisisthetechnologydesignforproducingsix-hundredthounsandstonsofhotrolledbarworkshopperyear.ThesizeoftheproductisbetweenΦ16andΦ36withthemajorsteelgradeofthecarbonstructuralsteel,thecarbonconstructionalqualitysteelorthelowalloyedsteel.Andwecarryoutnationalstandardduringtheproduction.Accordingtothesizeofproductweusetheconcastbilletswiththesizeof150mm×150mm×10000mmfortherawmaterialandtheWalkingBeamHeatingFurnace.Weusecontinuousrollingtechnology，thereis18millincommon,6forroughingmill,6formediummill,6forfinishingmill.Thelargestendmillspeedisabout13m/s.Intheproductionofsteelrollingweusethepasssystemofsquare－square－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle－ellipse－circle．Keywords：processdesign，hotrolledribbedbar，shapesteel，concastbillet，fullycontinuousrolling目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 12產品方案和產品標準 52.1產品方案的制定 52.2計算產品的選擇 62.3產品標準與技術要求 73坯料選擇和金屬平衡表 103.1坯料選擇 103.2金屬平衡表 104制定生產工藝流程 124.1生產工藝的制定 124.2生產工藝過程 145.孔型設計 195.1孔型系統選擇 195.2孔型設計的內容 195.3孔型設計的要求 205.4計算產品Ф16mm熱軋帶肋鋼筋孔型設計 205.5典型產品Ф25熱軋帶肋鋼筋的孔型設計 265.6典型產品Ф32熱軋帶肋鋼筋孔型 296壓下規程的確定 336.1軋制參數計算 336.2軋制壓力計算 346.3軋制力矩的計算 357．主電機的選擇及其參數計算 377.1主電機類型的選擇 377.2初選主電機 378要緊設備選擇 408.1設備選擇要緊內容 408.2生產設備分類 408.3設備選擇的原則 408.4要緊設備 409電動機的校核及功率計算 439.1校核原則 439.2產品Φ16熱軋帶肋鋼筋的電機校核 4310軋輥及機架強度剛度計算 4610.1軋輥選擇 4610.2配輥 4610.3軋輥校核 4611軋機生產能力計算 5211.1軋機小時產量的計算 5211.2軋鋼機平均小時產量 5311.3軋鋼車間軋機年產量計算 5311.4軋機負荷率計算 5411.5軋制圖表 5512輔助設備的選擇 5612.1選擇原則 5612.2加熱設備 5612.3導位、活套設備 6012.4剪切機 6012.5冷卻設備 6312.6堆垛機 6312.7打捆機 6312.8起重運輸設備的選擇 6413車間平面布置 6713.1車間平面布置的原則 6713.2金屬流程線的確定 6713.3設備間距的確定 6813.4其它設施面積的確定 7013.5車間廠房組成及立面尺寸的確定 7214車間要緊經濟技術指標 7414.1經濟技術指標及其重要性 7414.2制定經濟技術指標的依據 7614.3車間勞動組織 7715環境愛護及綜合利用 8015.1軋鋼廠的環境愛護 8015.2節能和綜合利用 81參考文獻 83附錄1 84附表1：三種計算產品的孔型系統計算 84附表2：軋制力 86附表3：軋制力矩 89附表4：電機校核 91附表5：軋輥強度校核 93致謝 96英文翻譯及原文 971.介紹 972.實驗材料，設備和試驗步驟 982.2實驗設備 982.3軋制規程設計 991緒論近20年是我國型鋼生產技術飛速進展的20年。20年前，我國型鋼裝備水平和生產技術約落后國際先進水平30年，而今天，其裝備水平大體接近國際先進水平。我國型鋼生產技術用20年的時刻，走過了約50年的進展路程。20世紀50年代我國鋼產量專門低，生產的鋼筋品種有限，國有鋼鐵企業也只能生產3號光圓鋼筋(I級鋼筋)和5號螺紋鋼筋，屈服強度標準值分不為235,275MPa;20世紀60年代開始研制16MnSi(后改為20MnSi，也稱II級鋼筋)和25MnSi(也稱班級鋼筋)2種低合金帶肋鋼筋，實際上研制成功并大量生產的是20MnSi鋼筋，而25MnSi鋼筋產量有限，兩者屈服強度標準值分不為335,375MPa;同時研制并投人生產的還有44Mn2Si等帶肋鋼筋(也稱N級鋼筋)，其要緊用于經熱處理或冷拉后的預應力鋼筋。20世紀50年代，我國正處于國民經濟建設的高潮，鋼筋供需矛盾較為突出，為進展冷加工生產，通過對低強度鋼筋的冷軋、冷拔、冷扭或冷拉等冷加工手段，使鋼筋冷作硬化，在犧牲原鋼筋塑性的條件下，獲得較高的屈服強度。冷加工鋼筋要緊采納細直徑盤條生產冷拔鋼絲，其既用作預應力混凝土中、小型構件中的預應力鋼筋，也部分用作某些鋼筋混凝土構件中的受力鋼筋和構造鋼筋;另外，通過冷拉后的粗帶肋鋼筋，用作大、中型預應力混凝土構件中的預應力鋼筋，部分用作鋼筋混凝土構件中的配筋。20世紀80年代，小規格鋼筋產量和規格不能滿足工程建設需求，國內中小型企業針對這一形勢，開始引進或自制冷軋帶肋鋼筋設備，軋機數量和產量達到了相當規模。此外，還生產了小規格、斷面為矩形的冷軋扭鋼筋用作鋼筋混凝土樓板中的配筋，填補了原來熱軋帶肋鋼筋沒有小規格的空缺，為工程建設所需鋼筋規格的配套起到了輔助作用。此外，在20世紀70年代所用的預應力鋼筋，除為上述的冷拉鋼筋、冷拔鋼絲外，在大型工程結構中還采納了鋼絲、鋼絞線，其抗拉強度標準值不超過1670MPa.20世紀80年代開始研制，90年代正式投人生產的新一代熱軋帶肋鋼筋有2種:一種是以微合金元素(V,Ti,Nb)為基礎的HRB400鋼筋，另一種是采納余熱處理工藝生產的RRB400(KL400)鋼筋(包括按英國BS標準生產的鋼筋)，使我國鋼筋在化學成分上進行了更新換代;余熱處理鋼筋既可用于出口，也可為國內工程選用。在同一時期，引進了相當數量的低松弛高強度鋼絞線生產線，使這種高質量的預應力鋼筋在公路、房屋、鐵路及其他工程領域獲得了廣泛應用，推動了預應力混凝土結構的進展。20年前，我國小型與線材生產狀況為，我國擁有小型與棒線材軋機約700多套，為世界第一。但每套軋機的平均年產量僅2萬多噸，而當時世界平均水平為10幾萬t/a。我國小型和棒線材產品長期供不應求；軋機裝備和生產技術遠低于當時世界先進水平。要緊表現在以下方面。（1）棒線材軋機連軋比專門低，以橫列式和布棋式為主。（2）連鑄比專門低，1984年不足10%。（3）軋機剛度低，彈跳大。20年來小型與棒線材生產取得了一定的的技術進步。一、小型與棒線材軋機的連軋化。1984年我國小型與棒線材連軋比不足5%，但在1985年北京召開的全國中小型軋機技術改造會議、1993年無錫召開的全國小型型鋼工作會議上，強調了以連軋為方向，推進小型型鋼軋機實現連續化的重要性和緊迫性。1994年在江陰召開的全國小型型鋼工作會議上明確了其具體步驟和差不多作法。從這之后，我國小型連軋機的數量從1988年的14套升至目前的100套以上；高速線材軋機的數量也已達到80套，使我國棒材和線材的生產能力居世界首位。二、產品升級。關于棒材產品，大力推廣應用III級熱軋帶肋鋼筋，替代II級鋼筋，并開發標準件用鋼、汽車用鋼、船用鋼、經濟斷面鋼材等專用鋼材。關于線材產品，推行大盤重，開發硬線。產品差不多能滿足飛速進展的國民經濟建設需求。目前我國小型和棒材的生產現狀為：到2004年，我國小型和棒材生產擁有3個世界第一，即軋機套數、年生產能力及占鋼材總量的比值（連軋機套數已超過100套，年生產能力約6000萬t，連軋機的軋制能力可達到生產總量的70%）。目前我國小型和棒材軋機的總體裝備和生產技術已達國際先進水平，并具有以下特點：（1）新建軋機大多為18架，分粗、中、精軋機組，每組6架，平立交替布置，實現無扭連軋。采納步進式加熱爐，全數字式直流傳動系統。坯料為150mm×150mm連鑄方坯，長10~12m。產品規格為?10~?40，?20以下產品采納切分軋制。（2）產品以帶肋鋼筋為主。不生產帶肋鋼筋的小型連軋機只有杭州鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司和邢臺鋼鐵公司等幾家。（3）對提高產量有益的無頭軋制、切分軋制技術等，我國使用和推廣的力度高于工業發達國家。如無頭軋制技術，到2004年，唐山鋼鐵公司引進了意大利DANIELI公司的技術；邢臺鋼鐵公司第二高線廠引進了日本NKK公司的技術；通化鋼鐵公司自行開發了棒線材無頭軋制技術。而值得注意的是，該技術在美國、日本、德國和俄羅斯等產鋼大國尚沒有專門好的應用實例，日本NKK公司的棒線材無頭軋制技術，在日本也僅有1家試驗廠。棒材的3切分和4切分軋制技術，國內企業的研究和推廣使用熱情專門高，也有專門成熟的技術，但仍有國外公司在我國專門推廣該技術。（4）對提高產品質量、滿足用戶需求有益而阻礙產量的技術，在我國的使用和推廣力度低于世界先進水平國家。這些技術包括：=1\*GB3①棒材自由規格減定徑技術。其可為用戶提供任意規格的產品，適應多品種、小批量市場需求。=2\*GB3②棒材高精度軋制技術。=3\*GB3③合金鋼和低合金鋼棒材在線操縱冷卻技術。=4\*GB3④多鋼種、小批量棒材的市場開發。=5\*GB3⑤專用小型材的市場開發。工業先進國家的型鋼軋制品種多達萬余種，而我國的熱軋型材品種只有上千種。差距最大的是專用小型材。這些型材多用于汽車、紡織、電機、農業等等，我國在這方面的工作與20年前相比進步不大。上述特點講明我國小型與棒材生產還處于市場需求旺盛時期。鋼材生產廠取得效益要緊仍依靠產量來實現。從我國的熱軋帶肋鋼筋進展史能夠看出，我國熱軋帶肋鋼筋的生產水平不斷提高，一般鋼筋從低碳鋼、低合金鋼向微合金鋼進展;預應力鋼筋從強度偏低、松弛較大向高強度、低松弛的鋼絞線、鋼絲進展;同時，冷加工鋼筋的進展趨向是:冷拔鋼絲、冷拉鋼筋從廣泛采納到被淘汰出局，而作為細直徑的冷軋鋼筋和冷軋扭鋼筋，仍將是一般鋼筋的一種補充，它們的存在與進展，取決于其產品的質量、價格和售后服務，它們將通過市場機制與細直徑的熱軋帶肋鋼筋進行競爭。熱軋帶肋鋼筋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，是一種特不重要的鋼材。型鋼生產在軋鋼車間生產中占有重要的地位，據不完全統計，目前我國每年生產的型材占鋼材生產總數量的50%左右，因此，掌握型鋼生產理論與工藝，對提高型鋼產品質量和精度，開發新品種、新工藝、新設備，完善生產自動化和計算機操縱技術，具有專門大的現實意義。在本設計中，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，降低了生產成本。同時，設計采納全連軋生產線，縮短了軋制周期，提高了軋機產量、軋制精度和成品質量，降低了成本。同時在軋制的精軋部分采納平立輥交替軋制，減少軋制事故的發生，提高了生產效率。2產品方案和產品標準2.1產品方案的制定產品方案又稱產品大綱，是指設計的工廠或車間擬定的生產產品名稱、品種、規格、狀態、打算產量。產品方案是進行車間設計、制定產品生產工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設備的要緊依據，包括車間擬生產的產品名稱、品種、規格及年產量打算。產品方案不但規定了車間的類型，同時也規定了車間的生產產品方向，是車間組織生產的依據。2.1.1產品方案的選擇原則產品方案是指所設計的工廠的要緊生產車間擬生產的產品的名稱、品種、規格、狀態及年打算產量，依次來選擇設備和制定工藝。確定產品方案的原則：（1）國民經濟進展對產品的要求，既考慮當前的急需又要考慮今后進展的需要。（2）產品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區的條件、生產資源、自然條件、投資等可能性。（4）考慮軋機生產能力的充分發揮，提高軋機的生產技術水平。依照上級下達的設計任務書對各項產品的數量及質量、品種、規格范圍、狀態需要的同時，進行一系列的調查工作，針對國民經濟現狀及進展，國內外市場動態，綜合全國各地區布局和配套加以平衡，滿足國防需要，車間的規模和技術上的可能性以及建廠地區的水煤氣電，交通、資源等自然條件，并考慮各車間的配套和合理分工來確定最優的產品方案。2.1.2產品方案的確定依照本次設計任務書要求并借鑒相關的陜西龍門鋼鐵總廠西安軋鋼廠的生產實際情況，制定產品方案見表2.1。軋機年生產Ф16～Ф36mm的熱軋帶肋鋼筋和圓鋼60萬噸，全部以直條交貨，定尺長度為6～12m。鋼種為碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、低合金鋼。熱軋帶肋鋼筋按GB1499－1998標準進行生產、檢查和驗收。產品包裝執行GB1499－1988標準。表2.1產品方案表產品大綱品種材質規格（mm）年產量(萬t)所占比例(%)交貨狀態熱軋帶肋鋼筋、圓鋼碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、低合金鋼Φ16～Φ203050熱軋態Φ20～Φ301830Φ30～Φ361220合計601002.2計算產品的選擇車間擬生產的產品品種、規格及狀態組合起來可能有數十種以上。然而，在設計中不可能對每種合金的每一個品種、規格及狀態都進行詳細的工藝計算，為了減少工作量，加快進度同時又不阻礙整個設計質量，能夠將各類產品進行分類編組，從中選擇典型產品作為計算產品。計算產品選擇原則：（1）有代表性指所選的所有計算產品從車間總體來講，在合金、品種、規格、狀態、年產量和工藝特點等方面有代表性。（2）通過所有工序指所選的所有計算產品要通過各工序，但不是講每一種計算產品都通過各工序，而是對所有計算產品綜合來看。（3）所選計算產品要與實際相接近。（4）計算產品要留有一定的調整余量。本車間制定產品方案時，依據設計任務術要求，通過對同類廠的調查和統計分析，選取專門具有代表性的品種和規格作為典型產品。因此，在本設計中選擇鋼的牌號為20MnSi的Φ16、Φ25、Φ32的熱軋帶肋鋼筋作為典型產品，即計算產品，見下表：表2.2計算產品計算產品鋼號品種規格（mm）年產量(萬t)所占比例(%)標準交貨狀態20MnSi熱軋帶肋鋼筋Φ163050GB1499-1998熱軋態Φ251830Φ321220合計601002.3產品標準與技術要求實際生產中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個品種都必須滿足形狀、尺寸規格和內部性能的要求。因而，各類產品的分類、編制、牌號、化學成分、品種規格和尺寸公差、生產技術條件、機械相能、驗收規程、試驗及包裝方法、交貨狀態等，國家均有標準規定，如國標、冶標、企標等，假如國家沒有標準規定，可由生產廠家和客戶商定。產品的技術要求確實是人們對產品的牌號、規格、表面質量以及組織性能等方面的要求產品的技術要求也是不同的，生產者依照產品技術要求組織生產。生產的產品能否滿足技術要求，要看企業的技術水平。2.3.1產品的標準國家有關部門依照產品使用上的技術要求和生產部門可能達到的技術水平，制定了產品標準。按照制定的權限與使用范圍的不同、產品標準可分為國標、冶標、企標等。產品標準一般包括以下內容：（1）規格標準規定產品的牌號、形狀、尺寸及表面質量，同時附有使用供參考的有關參數等。（2）性能標準規定產品的化學成分、物力機械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他專門的性能要求等。（3）試驗標準規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）交貨標準規定產品交貨、驗收時的包裝、標志方法及部位等。2.3.2熱軋帶肋鋼筋相關技術要求（1）尺寸、外形、重量及同意偏差熱軋帶肋鋼筋的尺寸、外形、重量及同意偏差應符合GB1499-1998《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》的有關規定，具體要求在合同中注明。其他截面形狀鋼材尺寸、外形、重量及同意偏差應符合相應標準或供需雙方協議的規定，具體要求在合同中注明。（2）牌號及化學成分見表2.3。表2.320MnSi性能參數鋼號化學成分%力學性能CMnSPSiσs/MPaσb/MPaδ5/%不小于20MnSi0.251.600.0450.0450.8033549016鋼材（或坯）的化學成分同意偏差應符合GB/T222《鋼的化學分析用試樣及化學成分同意偏差》的規定。（3）冶煉方法除非合同中用規定，冶煉方法有生產廠自行選擇。（4）交貨狀態鋼材通常以熱軋或熱鍛狀態交貨。如需方要求（并在合同中注明），也能夠以熱處理（退火、正火或高溫回火）狀態交貨。（5）力學性能用熱處理毛坯制成試樣測定鋼材的縱向力學性能和退火或高溫回火狀態的硬度，檢驗結果應符合表2.3中的規定。鋼筋在最大力下的總伸長率δgt不小于2.5%。供方如能保證，可不做檢驗。依照需方要求，供應以淬火和回火狀態交貨的鋼材，其測定力學性能用試樣不再進行熱處理，力學性能指標由供需雙方協議確定。（6）表面質量壓力加工用鋼材的表面不得有裂紋、結疤、折疊及夾雜。如有上述缺陷必須清除，清除深度從鋼材實際尺寸算起應符合相關的規定。清除寬度不小于深度的5倍，同一截面達到最大清除深度不用多于一處。同意從實際尺寸算起不超過尺寸公差的1/2的個不細小劃痕、壓痕、麻點及深度不超過0.2mm的小裂紋存在。（7）脫碳層依照需方要求（并在合同中注明），對含碳量大于0.30%的鋼應檢驗脫碳層，采納顯微組織法檢驗每邊總脫碳層深度（鐵素體+過渡層）不大于鋼材直徑的或厚度的1.5%。（8）熱軋帶肋鋼筋鋼成品相關標準見表2.4。表2.4熱軋帶肋鋼筋成品標準mm公稱直徑內徑d橫肋高h縱肋高h1橫肋寬縱肋寬間距l橫筋末端最大間隙（工程周長的10%弦長）公稱橫截面面積/mm2理論重量，kg/m公稱尺寸同意偏差公稱尺寸同意偏差公稱尺寸同意偏差公稱尺寸同意偏差1615.3±0.41.5±0.41.5±10.0±0.55.0201.11.581817.31.6+0.5-2.010.05.6254.52.002019.3±0.41.7±2.010.0±0.86.2314.22.472221.31.9±0.61.9±10.56.8380.12.98251.52.512.57.7490.93.852827.2±1.73.012.5±1.08.6615.84.833231.02.4+0.8-0.72.4±14.09.9804.26.313坯料選擇和金屬平衡表3.1坯料選擇正確選擇坯料對軋鋼生產具有重要阻礙。坯料選擇合理，不僅可使鋼材質量得到保證，而且可使軋機生產能力得以發揮，金屬收得率也能提高。坯料選擇的內容是正確地確定坯料的種類、斷面形狀及其尺寸大小。坯料的選擇是個復雜的問題，它受許多因素的阻礙和限制。選擇坯料時要全面考慮生產需要和客觀肯恩格之間的相互關系，綜合分析各種因素的阻礙，如此才能取得良好的技術經濟效果。依照設計任務的要求，在本設計中選用20MnSi。碳素結構鋼占棒材總產量70%以上，碳、硅、錳、硫、磷是碳素結構鋼中的五大元素，碳、錳是鋼中的要緊強化元素，它具有良好的焊接工藝性能，用量比較大，生產的廠家也許多比較適合本設計任務。綜上，在本設計中就用20MnSi鋼作為坯料鋼種。目前，軋鋼生產用坯有三種：即用連鑄坯、用鋼錠軋制成的坯、用鋼錠直接軋制成材。與其它兩種相比，連鑄坯的特點：金屬收得率可提高6～12％；每噸鋼大概可節約熱能14萬卡；降低產品成本可達10％；《金屬壓力加工車間設計》表4-1，選用連鑄方坯對軋制生產來講有專門多優點，它能夠減少金屬消耗量，成材率高，生產過程簡化，節能耗，降成本，生產規模設置靈活，還能夠節約勞動力，改善勞動條件，連鑄坯是當今行業的進展趨勢；同時現在國內外軋合金鋼的軋機也要緊是以連鑄坯為原料，因此在本設計中就選用連鑄方坯為原料。由于連鑄坯有這些特點，依照本車間的設計要求，選擇優質連鑄坯。依照成品的斷面尺寸、工藝安排及設計產量的，我們將連鑄坯的尺寸選為150mm×150mm×10000mm。3.2金屬平衡表金屬消耗是軋鋼生產中最重要的消耗，因此，降低金屬消耗對節約金屬、降低成本有重要的意義。依照本設計的特點，確定金屬消耗有以下幾部分組成：（1）氧化和燒損即金屬在高溫狀態下的氧化損失，本設計取1%；（2）切損包括切頭、切尾、切邊河由于局部質量不合格而必須切除所造成的金屬損失，本設計中取1.0%；（3）軋廢軋廢是由于操作不當、治理不善或者出現事故所造成的廢品損失，本設計中取1.0%；以上各項均參照八一鋼廠型鋼生產線取的經驗值，具體金屬平衡表見表3.1。表3.1金屬平衡表金屬平衡表錠坯成品燒損切損和軋廢檢驗廢品年產量（萬t）62.5600.941.250.31比例（%）100961.520.54制定生產工藝流程4.1生產工藝的制定4.1.1制定生產工藝的原則工藝流程確實是把產品的生產工序排列起來。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設計的重要內容，它直接關系到整個設計能否滿足設計任務書的要求。制定軋鋼生產工藝過程的首要目的是為了獲得質量符合要求的產品，其次要在保證質量的基礎上追求軋機的高產量，并能做到降低各種原料、材料消耗。因此，正確制定產品工藝過程，關于工藝過程合理化，關于充分發揮軋機作用具有重要意義。優質、高產、低消耗時指定產品工藝過程的總要求。依照已制定的生產方案，在充分完成產品產量質量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設備、最小的車間面積、最低的勞動成本，并有利于產品的質量的提高和進展，有較好的勞動條件，最好的經濟效益，具體的原則如下：由于產品的產量、品種、規格及質量的不同，所采納的生產方案就不同，那么要緊工序就有專門大差距。因此生產方案是編制生產工藝流程的依據。依照產品的質量要求通常在產品標準中規定了鋼材各種規格，技術條件、產品性能檢驗等內容。但技術要求則是其要緊方面，它對產品的質量要求，即它對產品的幾何形狀與尺寸精確度、鋼組織與性能以及表面質量都作出了明確的規定，顯然，產品的技術要求是制定工藝過程的首要依據。為了滿足產品技術條件要求，就要有相應的工序給予保證。因此，滿足產品標準要求是設計生產工藝流程的基礎。生產規模大小由于車間生產規模不同，所要求的工藝過程復雜程度也不同。在生產同一產品情況下，生產規模越大的車間，其工藝過程也越復雜。應此，設計時生產率的要求是設計工藝過程的動身點。產品成本成品是生產效果的綜合反映，是各種因素阻礙的結果。一般鋼的加工工藝性能愈差，產品的技術要求愈高，其生產工藝過程就愈復雜，生產過程中金屬、燃料、電力、勞動力等各種消耗也愈高，產品成本必定會相應提高。反之，則產品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工藝過程是否合理的反映。因此，成本還與產量大小、生產技術水平等其它因素有關的。工人的勞動條件工藝過程中采納的工序必須保證生產安全，不危及勞動者的軀體健康，不造成環境污染。否則，應采取妥善的防護措施。4.1.2生產工藝流程圖生產工藝流程見圖4.1。4.1.3軋制方案制定由于本車間的設計產量較高，而產品規格又較小，因此采納全連軋生產。粗軋開坯粗軋開坯吊車內料坯料上料臺架入爐加熱出鋼熱剪切頭精軋飛剪切頭冷床冷卻檢查收集卸車、過磅、入庫打捆、過磅、入庫切定尺飛剪切倍尺穿水冷卻中軋圖4.1生產工藝流程圖4.2生產工藝過程4.2.1坯料表面預處理⑴表面缺陷清理連鑄坯表面存在各種缺陷（如結疤、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，輕者造成鋼材應力集中和腐蝕的起點，使材料強度和耐腐蝕能力降低，嚴峻的阻礙金屬在軋制時的塑性和成型，造成廢品。因此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、風鏟清理、砂輪清理和機床清理。依照港中、缺陷的性質與狀態、產品質量的要求不同，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納人工火焰清理；碳鋼和部分合金鋼的大面積剝皮采納機械火焰清理。各種清理方法中，費用比較砂輪清理是風鏟清理的3倍，二機床與火焰清理費用是風鏟清理的1/2。⑵表面氧化鐵皮清除氧化鐵皮清除的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法兩類。對連鑄坯，一般采納化學法清理。對金屬進行酸洗或堿洗屬于化學法清除。其中酸洗是最常用的去除氧化鐵皮的方法。4.2.2坯料加熱關于熱軋型鋼來講，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，是坯料內外溫度均勻，減少坯料表面和心部的溫度差，以幸免由于溫度應力過大而造成的嚴峻缺陷，改善坯料的組織狀態，形成均勻的奧氏體組織，消除偏析等。現代化棒、線材軋制速度專門高，軋制中溫降專門小，甚至還出現溫度升高現象，因此棒、線材加熱溫度較低。正確的選擇軋鋼加熱設備，制定合適的加熱工藝制度對提高車間生產能力，改善產品質量有重要阻礙。相反，加熱設備選擇不當，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，給軋鋼生產帶來嚴峻后果。因此依照本車間的產量大等緣故，選擇步進梁式加熱爐。坯料加熱工序設計要緊考慮：加熱速度、加熱時刻、加熱溫度等方面。⑴加熱速度鋼的加熱速度指在單位時刻內鋼的溫度的變化。加熱速度應依照某溫度范圍內金屬的塑性和導熱性來確定。一般坯料加熱可分為兩個時期，第一個時期是在低溫加熱時刻。那個時期由于金屬導熱性和塑性較差，容易造成金屬內外層溫差過大而導致熱應力過大，專門容易造成裂紋缺陷，特不合金鋼塑性和導熱性較差，現在要慢速加熱。但一般的碳素鋼和低合金鋼在低溫導熱性和塑性較好，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，這時金屬的導熱性和塑性顯著提高，可采取快速加熱。⑵加熱時刻加熱時刻是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時刻。加熱時刻長短不僅阻礙爐子產量，也阻礙鋼材質量。因此合理確定加熱時刻對實現正確加熱、提高爐子產量、保證加熱質量和改善爐子的各種技術經濟指標具有重要意義。加熱時刻與鋼種、坯料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結構以及裝爐溫度等因素有關。確定加熱時刻除進行理論計算外，還可依照生產實踐進行估算的方法。實際上運用經驗公式和實際資料是當前設計中確定加熱時刻常用的方法。連續式加熱爐的加熱時刻計算的估算公式：式中，T—加熱時刻，（h）；B—鋼料厚度，（cm）；K1—考慮鋼的化學成分和其他因素阻礙的修正系數。關于連續式加熱爐K1值可查表4.1。表4.1各鋼種的阻礙修正系數K1值鋼種K1值低碳鋼0.10～0.15中碳鋼及低合金鋼0.15～0.20粗軋粗軋機組軋制⑶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。鋼加熱的要緊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。然而溫度過高又會產生過熱、過燒、氧化鐵皮增多、甚至發生熔化等加熱缺陷，因此鋼的加熱溫度有一個“上限”；另一方面，依照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，以期得到理想的內部組織和性能，并保證軋制的順利進行；因此加熱溫度又有一個“下限”。鋼的加熱溫度范圍要緊是依照鋼的性質、化學成分和壓力加工工藝要求來確定的。依照合金相圖、塑性涂及再結晶圖即所謂“三圖”定溫的原則確定加熱溫度。依照鋼的性質、化學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，特不是低合金鋼，加熱溫度要嚴格操縱。依上述原則，確定鋼坯的加熱溫度見表4.2。表4.2計算產品（20MnSi）的時刻和加熱溫度牌號坯料尺寸(mm)加熱時刻(h)加熱溫度（℃）20MnSi150×150×100002.2510504.2.3鋼材的軋制鋼的軋制是整個工藝過程的核心，從工藝設計角度來講，它包括幾個方面的內容：制定變形規程、速度規程和溫度規程。⑴變形規程在既定的軋制條件下（工藝、設備條件），完成由坯料到成品的變形過程謂之變形規程。變形規程的要緊內容時確定總的變形量和道次變形量。變形量的分配是個重要參數，它是選擇軋機設備、進行工具設計（孔型設計、輥型設計）的重要依據，對軋機產量、產品質量起著決定性作用。確定變形量的大小和分配要進行綜合的分析和比較。依照金屬的加工性能，電機能力、設備強度、咬入條件以及工具形狀等許多阻礙因素，一般差不多上在保證產品質量和機械安全的前提下，盡可能的選用較大變形量，以縮短軋制過程，提高軋機產量。⑵速度規程選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的要緊內容。提高軋制速度時現代軋機提高生產率的要緊途徑之一。沿道次實現軋制速度的變化是一些軋機（如初軋機、連軋機）速度規程的要緊內容，這些軋機每道次速度的變化是通過傳動軋機的主電機的速度變化而實現的，目前從技術上實現軋機主傳動調速有三種方法：直流驅動、串級調速、差動調速。本棒材軋機車間內的軋機都采納直流單獨傳動。按連軋常數分配各道次速度，出口速度最大為13m/s.⑶溫度規程溫度規程規定了軋制時的溫度區間，及要緊決定軋制時軋件的開軋溫度和終軋溫度。一般確定鋼加工時的溫度規程要依照鋼種特性及其相圖來確定。通常在設計和生產過程中，開軋溫依照鋼料的出爐溫度以保證必須的終軋溫度為依據；而終軋溫度要緊考慮保證產品的組織與性能，保證產品的質量，要緊與鋼種有關。總起來看在確定溫度制度時要考慮下面幾點：①依照鋼的化學成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件；②在某溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時的能量消耗；③考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損；④獲得軋后成品有細小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機械性能；⑤考慮在此溫度范圍加工，鋼的內部組織情況，不同意鋼中碳化物成粗大的網狀分布，也不同意鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布；⑥考慮到加工的溫度范圍對軋件頭部和尾部溫度差的阻礙，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在同意的公差范圍之內。⑷軋制力軋制力是確定軋制工藝參數之一，軋制力是決定軋制設備和動力的原始數據，在工藝設計時必須進行計算。確定軋制力的方法有計算法和實測法，那個地點采納計算法設計。4.2.4鋼材的冷卻與精整精整是軋鋼生產工藝過程中最后一個工序，它包括下述幾個內容。⑴鋼材的冷卻經熱軋成形的鋼材，仍處在一個較高的溫度范圍，須經冷卻使鋼材溫度降至常溫。由于鋼在熱軋后冷卻，在應力作用下可能出現外部或內部裂紋，就必須全部或部分地消除冷卻時鋼中所產生的各種應力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件軋后的余熱，進行操縱冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學性能，這確實是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對產品最終性能有專門重要的阻礙，因此冷卻制度的確定是操縱產品實物質量的不可缺少的重要環節。冷卻方法分為自然冷卻和操縱冷卻。自然冷卻是指軋后的鋼材在冷床上自然冷卻。凡是在空氣中冷卻可不能產生裂紋，對鋼材的組織及性能又無專門要求時，都可采納這種冷卻方式。操縱冷卻是指軋后的軋件冷卻過程進行有目的人為操縱，以達到預期的產品內部組織和力學性能。通常是利用軋件軋后的余熱在線處理，用一定的方式操縱其冷卻速度來實現的。目前，關于鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，為提高其力學性能，常使用淬火＋自回火工藝。經淬水操縱冷卻的鋼筋其屈服強度和抗拉強度都有較大幅度的提高。⑵鋼材的切斷將鋼材切斷成定尺長度，其目的是便于鋼材的運輸和用戶的使用。切斷可用鋸機或剪切機來完成，時軋件的斷面形狀而定。⑶其它精整工序除上述各工序外，精整內容還包括成品的熱處理、表面精加工和各種涂層及成品檢驗等，要緊視產品的技術要求而定。成品的質量檢驗內容包括化學成分分析、機械性能檢驗、工藝試驗、低倍組織及顯微組織等。5.孔型設計5.1孔型系統選擇孔型系統的選擇與軋機的布置和軋件的斷面大小關系緊密，對本設計來講，參照新疆八一鋼廠的型鋼生產線的孔型系統，選用孔型為：扁箱（1#）—方箱（2#）—橢（3#）—圓（4#）—橢（5#）—圓（6#）—橢（7#）—圓（8#）—橢（9#）—圓（10#）—橢（11#）—圓（12#）—橢（13#）—圓（14#）—橢（15#）—圓（16#）—橢（17#）—圓（18#）。原料為150mm×150mm的方坯，斷面尺寸比較大，為了去除來料表面之氧化鐵皮及減少刻槽深度，采納一對箱形孔型，箱形孔型之后，為了使軋制變形均勻，采納橢圓－圓孔型系統。此孔型系統有以下優點：（1）變形均勻，軋前軋后軋件斷面形狀能平滑地過渡，可防止產生局部應力。（2）由于軋件沒有明顯的棱角，冷卻比較均勻，軋制中有利去除軋件表面的氧化鐵皮。（3）在某些情況下，可由延伸孔型軋出成品圓鋼，因而減少軋輥的數量和換輥的次數。5.2孔型設計的內容將鋼錠或鋼坯在軋輥孔型中通過若干次軋制變形，以獲得所需的斷面形狀尺寸和性能的產品，為此而進行的設計和計算工作稱為孔型設計。孔型設計的內容包括：（1）斷面孔型設計依照原料斷面和成品斷面形狀和尺寸以及對產品性能的要求，確定出變形方式、道次和各道次變形量以及在變形過程中的孔型形狀和尺寸。（2）軋輥孔型設計即孔型配置。依照斷面孔型設計確定孔型在每機架上的分布及其在軋輥上的位置和狀態，以保證軋件正常軋制，操作方便，且節奏時刻最短，成品質量好，軋機生產能力高。（3）軋輥輔件設計即導衛或誘導裝置的設計。誘導裝置應保證軋件能按照所要求的狀態進出孔型，或者使軋件在孔型以外發生一定的變形，或者對軋件起一定的矯直或翻轉作用等。5.3孔型設計的要求孔型設計是否合理，直接阻礙到成品的質量、軋機的生產能力、產品的成本、勞動條件和勞動強度。因此，合理的孔型設計應滿足以下要求：（1）獲得優質的產品，即保證成品斷面幾何形狀正確，斷面尺寸精度合格，表面光潔，無折疊，裂紋等表面缺陷，金屬內部殘余應力小，金相組織及機械性能良好。（2）保證軋機生產率高。合理的孔型設計應能充分發揮軋機設備能力，滿足工藝上的許可條件，以求達到軋機的最高生產能力。（3）產品成本低。為降低生產成本，必須降低各種消耗。（4）勞動條件好，勞動強度小。為保證安全生產，減輕勞動強度，在孔型設計時應考慮軋制過程易于機械化，軋制穩定，便于調整，軋件輔件牢固耐用，裝卸容易。（5）適應車間的設備條件。孔型設計必須考慮車間各主、輔設備的性能及其布置形式。5.4計算產品Ф16mm熱軋帶肋鋼筋孔型設計總延伸系數：依照本軋機的布置形式和選擇的孔型系統，參考有關廠的延伸系數，取平均延伸系數，則軋制道次數為：采納連續式軋制，取n=18，初軋6道，中軋6道，精軋6道。5.4.1成品孔型系統的設計考慮到變形均勻，本設計中成品孔型系統采納橢－圓系統。按GB1499-1998，對Ф16螺紋鋼的成品孔型尺寸進行設計。⑴成品孔型尺寸①基圓半徑R：R=0.5[d-(0～1.0)△-]×(1.011～1.015)=0.5[12-0.1×0.35]×1.015=6.07mm；②成品孔內徑開口寬度B：B=d0×(1.005～1.015)=15.6×1.005=15.③成品孔內徑的擴張角和擴張半徑：取輥縫s=1mm16.15，=9.12mm；④橫筋高度h和寬度b：為了提高成品孔的使用壽命，防止由于圓形槽底磨損較快而造成橫筋高度小于最大負偏差的情況發生，故橫筋的設計高度通常安部分正偏差設計。mm，橫筋頂部寬度b不能按照負偏差設計，否則金屬專門難充滿橫筋，因此取：mm；⑤縱筋寬度a：縱筋寬度是指縱筋的厚度，也確實是輥縫值的大小。按公稱尺寸選取：a=1.0；⑥橫筋半徑：橫筋的弓形弦長：14.8mm式中,r——成品孔的內徑，mm；C——橫筋末端最大間隙。橫筋的弓形高度：6.8mm7.37mm；⑵確定成品前橢圓孔型尺寸按生產實踐，選取平橢圓為成品前孔。21.1mm，13.86mm2mm，2mm；則橢圓半徑R為：12.35mm；（３）橢圓前圓孔型的基圓直徑為：17.0mm,°,18mm取輥縫s=3mm,外圓角r=2mm。（４）驗算精軋孔型充滿情況：取寬展系數第17孔型：橢圓軋件的尺寸為：h=14mm，b=19.01mm，則其充滿程度為0.9第18孔型：成品孔型中軋件的尺寸為：h=15.6mm，b=15.6mm，則其充滿程度為15.6/15.7=0.9經驗計算孔型充滿度均合適，故精軋孔型設計合理。5.4.2延伸孔型設計延伸孔型由15道組成，為了孔型設計方便，可將粗軋的總延伸系數按對進行分配，粗軋總延伸系數為：5.5，中軋同理。圖6.1延伸系數分配原則圖按照圖6.1分配各對延伸系數:粗軋：中軋：確定等軸孔軋件斷面尺寸：粗軋：中軋：延伸孔型設計:⑴第1孔型—矩形箱孔型軋件在第1孔和第2孔中的寬展系數取，設孔型高為h1=103mm，164.1mm，驗算軋件在第2孔型—方箱形孔型的充滿情況：115.2mm，軋件在第2孔型的軋后寬度為115.2mm，與我們需要得到的115.2mm十分接近，故設定h1=103mm是合適的，否則需重新設定h1。⑵第3孔型—橢圓孔型軋件在第3孔和第4孔中的寬展系數取，設孔型高為h3=85mm，136.4mm，驗算軋件在第4孔型—圓形孔型的充滿情況：96.9mm，軋件在第4孔型的軋后寬度為96.9mm，與我們需要得到的96.8mm相差甚小，故設定h3=85mm是合適的。⑶第5孔型—橢圓孔型軋件在第5孔和第6孔中的寬展系數取，設孔型高為h5=56mm，125.4mm，驗算軋件在第6孔型—圓形孔型的充滿情況：72.02mm，軋件在第6孔型的軋后寬度為72.02mm，與我們需要得到的72mm相差甚小，故設定h5=56mm是合適的。⑷第7孔型—橢圓孔型軋件在第7孔和第8孔中的寬展系數取，設孔型高為h7=41.5mm，93.4mm，驗算軋件在第8孔型—圓形孔型的充滿情況：53.5mm，軋件在第8孔型的軋后寬度為53.5mm，與我們需要得到的53.5mm相差甚小，故設定h7=41.5mm是合適的。⑸第9孔型—橢圓孔型軋件在第9孔和第10孔中的寬展系數取，設孔型高為h9=31mm，69.2mm，驗算軋件在第10孔型—圓形孔型的充滿情況：39.8mm，軋件在第10孔型的軋后寬度為39.8mm，與我們需要得到的39.8mm相差甚小，故設定h9=31mm是合適的。⑹第11孔型—橢圓孔型軋件在第11孔和第12孔中的寬展系數取，設孔型高為h11=27mm，48.8mm，驗算軋件在第12孔型—圓形孔型的充滿情況：32.04mm，軋件在第12孔型的軋后寬度為32.04mm，與我們需要得到的32mm相差甚小，故設定h11=27mm是合適的。⑺第13孔型—橢圓孔型軋件在第13孔和第14孔中的寬展系數取，設孔型高為h13=16mm，43.2mm，驗算軋件在第14孔型—圓形孔型的充滿情況：22.27mm，軋件在第14孔型的軋后寬度為22.27mm，與我們需要得到的22.3mm相差甚小，故設定h13=16mm是合適的。⑻第15孔型—橢圓孔型軋件在第15孔和第16孔中的寬展系數取，設孔型高為h15=13.5mm，28.4mm，驗算軋件在第16孔型—圓形孔型的充滿情況：16.94mm，軋件在第16孔型的軋后寬度為16.94mm，與我們需要得到的16.95mm相差甚小，故設定h15=13.5mm是合適的。5.5典型產品Ф25熱軋帶肋鋼筋的孔型設計5.5.1成品孔型設計⑴成品孔型尺寸：①成品孔內徑d：d=[d0-(0～1)△-]×(1.01～1.015)=[24.2-0.5×0.5]×1.013=26.4（26.41685）mm；②成品孔內徑開口寬度B：B=d0×(1.005～1.015)=24.2×1.01=24.4（24.442）mm;③成品孔內徑的擴張角和擴張半徑：取輥縫s=2.5mm，擴張角θ=30°；8.2(8.173956952)°;8.3(8.317424517)mm④橫筋高度h和寬度b：為了提高成品孔的使用壽命，防止由于圓形槽底磨損較快而造成橫筋高度小于最大負偏差的情況發生，故橫筋的設計高度通常安部分正偏差設計。mm,橫筋頂部寬度b不能按照負偏差設計，否則金屬專門難充滿橫筋，因此取：mm;⑤縱筋寬度：縱筋寬度是指縱筋的厚度，也確實是輥縫值的大小。按公稱尺寸選取：a=2.5;⑥橫筋半徑：橫筋的弓形弦長：25.3(25.25212862)mm,式中，r——成品孔的內徑，mm；C——橫筋末端最大間隙。橫筋的弓形高度：11.45mm，12.7(12.7128821)mm；⑵確定成品前橢圓孔型尺寸為：按生產實踐，選取平橢圓為成品前孔。42.8(42.834)mm，20.3(20.328)mm，4mm，4mm，則橢圓半徑R為：32.2(32.17070552)mm；⑶橢圓前圓孔型的基圓直徑為：30.5(30.492)mm,°,31mm,取輥縫s=4mm,外圓角r=4mm；⑷驗算精軋孔型充滿情況：取寬展系數，第13孔型：橢圓軋件的尺寸為：h=18.8mm，b=41.3mm，則其充滿程度為：0.96；第14孔型：成品孔型中軋件的尺寸為：h=24mm，b=24mm，則其充滿程度為24/24.4=0.98。經驗計算孔型充滿度均合適，故精軋孔型設計合理。5.5.2延伸孔型設計⑴第11孔型—橢圓孔型軋件在第11孔和第12孔中的寬展系數取，設孔型高為h11=24.5mm，50.5，驗算軋件在第12孔型—圓形孔型的充滿情況：30.5mm，軋件在第12孔型的軋后寬度為30.5mm，與我們需要得到的30.5mm相差甚小，故設定h11=24.5mm是合適的。⑵第13孔型—橢圓孔型軋件在第13孔和第14孔中的寬展系數取，設孔型高為h13=18.8mm，38.7mm，驗算軋件在第14孔型—圓形孔型的充滿情況：23.4mm，軋件在第14孔型的軋后寬度為23.4mm，與我們需要得到的23.4mm相差甚小，故設定h13=18.8mm是合適的。關于第十一孔之前的延伸孔型，由于和Ф16熱軋帶肋鋼筋的延伸孔尺寸一致，故省去計算，其參數同前。5.6典型產品Ф32熱軋帶肋鋼筋孔型5.6.1成品孔型尺寸⑴成品孔型尺寸：①成品孔內徑d：d=[d0-(0～1)△-]×(1.01～1.015)=[31.0-0.5×0.6]×1.013=31.7（31.7069）mm；②成品孔內徑開口寬度B：B=d0×(1.005～1.015)=31.0×1.01=31.31mm；③成品孔內徑的擴張角和擴張半徑：取輥縫s=3mm，擴張角θ=30°，16.7(16.66649169)°，16.1(16.12466732)mm，④橫筋高度h和寬度b：為了提高成品孔的使用壽命，防止由于圓形槽底磨損較快而造成橫筋高度小于最大負偏差的情況發生，故橫筋的設計高度通常安部分正偏差設計。mm，橫筋頂部寬度b不能按照負偏差設計，否則金屬專門難充滿橫筋，因此取：mm；⑤縱筋寬度：縱筋寬度是指縱筋的厚度，也確實是輥縫值的大小。按公稱尺寸選取：a=3；⑥橫筋半徑：橫筋的弓形長度：30.1(30.11444836)mm，式中r——成品孔的內徑，mm；C——橫筋末端最大間隙。橫筋的弓形高度：13.3mm，15.2(15.16513158)mm；⑵確定成品前橢圓孔型尺寸為：按生產實踐，選取平橢圓為成品前孔。47.12mm，26.5mm，6mm，4mm，則橢圓半徑R為：32.2(32.17878049)mm；⑶橢圓前圓孔型的基圓直徑為：38.1(38.13)mm,°,39.7mm,取輥縫s=6mm,外圓角r=4mm；⑷驗算精軋孔型充滿情況：取寬展系數，第13孔型：橢圓軋件的尺寸為：h=18.8mm，b=41.3mm，則其充滿程度為：0.96，第14孔型：成品孔型中軋件的尺寸為：h=26.5mm，b=46.21mm，則其充滿程度為：46.2/47.1=0.98。經驗計算孔型充滿度均合適，故精軋孔型設計合理。5.6.2延伸孔型設計⑴第7孔型—橢圓孔型軋件在第7孔和第8孔中的寬展系數取，設孔型高為h7=49mm，88.1mm，驗算軋件在第8孔型—圓形孔型的充滿情況：58mm，軋件在第8孔型的軋后寬度為58mm，與我們需要得到的58mm相差甚小，故設定h7=49mm是合適的。⑵第9孔型—橢圓孔型軋件在第9孔和第10孔中的寬展系數取，設孔型高為h9=38.2mm，71.9mm，驗算軋件在第10孔型—圓形孔型的充滿情況：46mm，軋件在第10孔型的軋后寬度為46mm，與我們需要得到的46mm相差甚小，故設定h9=38.2mm是合適的。⑶第11孔型—橢圓孔型軋件在第11孔和第12孔中的寬展系數取，設孔型高為h11=33mm，55.1mm，驗算軋件在第12孔型—圓形孔型的充滿情況：38.1mm，軋件在第12孔型的軋后寬度為38.1mm，與我們需要得到的38.1mm相差甚小，故設定h11=33mm是合適的。⑷第13孔型—橢圓孔型軋件在第13孔和第14孔中的寬展系數取，設孔型高為h13=26.5mm，46.2mm，驗算軋件在第14孔型—圓形孔型的充滿情況：31.05mm，軋件在第14孔型的軋后寬度為31.05mm，與我們需要得到的31.05mm相差甚小，故設定h13=26.5mm是合適的。關于第七孔之前的延伸孔型，由于和Ф25熱軋帶肋鋼筋的延伸孔尺寸一致，故省去計算，其參數同前。三套孔型的其它參數見附表1。6壓下規程的確定6.1軋制參數計算⑴軋制速度由于軋制方式為全連續軋制，而連軋狀態為自由軋制狀態，可依照秒流量相等來求各道次軋制速度，設直徑為18的孔型系統的第16機架的出口速度為V18=13m/s；直徑為25的孔型系統的第14機架的出口速度為V14=12.5m/s；直徑為32的孔型系統的第14機架的出口速度為V12=12.5m/s；依照秒流量相等，同時考慮拉鋼系數，可求得軋制速度。⑵軋后軋件長度依照體積不變定律可求得各道次軋后軋件長度公式：；⑶軋制時刻各道軋制時刻公式：；⑷軋制溫度的確定軋件在軋制過程中的溫度變化，是由于輻射、傳導、對流、引起的溫度下降和金屬變形熱所產生的溫度升高合成的，能夠用以下公式表示：，以上四項要緊起作用的是輻射損失和金屬變形熱所產生的溫度上升。由于傳導和對流對溫度阻礙較小，甚至能夠忽略不計，現在，能夠采納A·N·采利可夫方法計算在孔型中軋制和移送到下一孔型時刻內，軋件溫度的變化：，式中，——進入該孔型前的軋件溫度，℃；——軋后軋件橫截面周邊長，mm；——軋后軋件橫截面面積，mm2;——軋件冷卻時刻，s；——在該孔型中金屬溫度的升高，℃；值按如下公式確定：,式中,——金屬塑性變形抗力，MPa；——延伸系數。式中，、——在20MnSi鋼種的變形抗力曲線中查得。6.2軋制壓力計算⑴軋制壓力模型－艾克隆德單位壓力公式：，MPa式中，MPaMPa?ss-1f＝a（1.05－0.0005t）（對鑄鐵軋輥取a＝1）（注：C，Mn由％表示的碳和錳含量。）⑵各計算產品的軋制壓力具體計算結果見附表2。⑶在孔型中軋制時接觸面積的確定在孔型中軋制時，由于軋輥上刻有孔型，軋件進入變形區和軋輥相接觸的時刻是不同 的，壓下量是不均勻的，因而接觸面積不再呈梯形。在這種情況下接觸面積亦能夠近似的按平均高度法來計算。現在所取壓下量和軋輥半徑為平均值和。即：式中，——為軋制前后軋件斷面面積，——為軋制前后軋件最大寬度。則，在孔型中軋輥與軋件的接觸面積為：⑷軋制力計算公式：6.3軋制力矩的計算軋制力矩的計算公式如下：MZ=2Palc式中，——軋制力矩；——平均接觸弧長度；——軋制力；——變形區形狀參數；——經驗系數，其值見表6.1。表6.1經驗系數孔型方→菱方→橢圓→橢菱→方橢→方橢→圓經驗系數-0.0670.030-0.065-0.136-0.067-0.0450.1300.4700.0630.0990.1860.1140.5350.1410.5570.6480.4730.510以上具體計算結果如下表6.2：表6.2直徑為16mm的產品的軋制力矩直徑為16螺紋鋼軋制力矩計算道次工作半徑/mm接觸弧長lc/mmHc/mmHc/mm變形區系數m軋制力P/kNd1d2d3經驗系數Ψ軋制力矩Mz/kN?m1260.8894.33137.11103.000.161198.750.50113.082254.7789.55146.70115.220.151055.530.5094.523281.2199.2397.3562.330.281318.610.0300.4700.1411.86485.814224.4651.2487.7776.070.19557.41-0.0450.1140.5101.1163.335241.9765.3758.7341.070.37810.67-0.070.060.560.7074.726234.2159.1971.5356.570.27615.83-0.050.110.510.9266.977194.7850.6943.6330.430.41521.09-0.070.060.560.6936.248189.0045.9153.1542.000.30385.75-0.050.110.510.8831.239172.3840.9332.4522.730.46337.30-0.070.060.560.6618.3310168.1137.2239.5131.270.34246.30-0.050.110.510.8315.3011173.8531.5425.5219.800.48194.25-0.070.060.560.668.0612171.1729.2830.1625.160.37152.38-0.050.110.510.807.1513151.6332.3418.6311.730.71249.43-0.070.060.560.609.6814148.7527.9822.7717.510.48154.32-0.050.110.510.736.2815152.5524.1413.729.900.74147.49-0.070.060.560.594.2316150.8422.3216.6113.310.54104.00-0.050.110.510.693.2317151.8110.3112.0911.390.3643.27-0.070.060.560.710.6318151.4315.5813.7512.140.4774.45-0.050.110.510.731.697．主電機的選擇及其參數計算7.1主電機類型的選擇軋機主電機的類型要緊依照軋機的工作制度和操縱要求來選擇。軋機的工作制分為不可逆工作制和可逆工作制兩類。不可逆工作制是指軋輥的轉動方向始終保持不變。大多數軋機均采納這種工作制。依照軋制過程中軋輥的轉數是否變化，不可逆工作制又分為速度不變和速度可變兩種。在一般的中小型型鋼軋機、線材軋機上，軋制速度不許變化和調整，因而這種軋機的主電機通常選用交流同步電機或異步電機。在三輥型