112万吨热轧h型钢车间工艺设计——毕业设计.docx

新建112万吨热轧H型钢车间工艺设计摘要热轧H型钢作为一种新型建筑用钢，具有截面模数大，重量轻，节省金属的有点，可使建筑结构减轻3040%。2015年建筑钢结构的发展目标，是争取每年全国建筑钢的用钢量达到钢材总量的6%,热轧H型钢的需求将得到迅速的发展。结合国内H型钢生产的实际情况，本设计将新建一座年产112万吨的热轧H型钢车间。主要产品包括窄翼缘、中翼缘、宽翼缘H型钢，其规格为H200600mm,车间综合成材率为95.04%车间采用目前世界上最先进的轧制技术之一三机架串列轧制法，轧件依次通过开坯机、万能粗轧机组（包括轧边机）、万能精轧机，生产线上的五台轧机呈BD-URjEUR2-UF布置,俗称“1一31”布置。坯料采用连铸异型坯,规格有750x450x100和500x300x100两种,年需坯料116.67万吨，两种坯料长度范围为：4.411.0m。本设计的主要内容有：车间产品大纲和金属平衡、方案选择、工艺流程、设备选择、孔型设计、生产能力计算、设备验算、车间组成和布置、重要技术经济分析、环境保护以及使用AutoCAD绘制孔型图和工艺平面布置图。关键词：热轧H型钢；万能轧机；车间设计ProcessdesignofanewH-beamworkshopwithanannualoutputof1.12milliontonsAbstractAsanewtypeofbuildingsteel,hotrolledH-sectionsteelhasalargesectionmodulus,lightweightandalittlemetalsaving.Itcanlightentheconstructionstructureby30400.Itistostrivefortheannualsteelconsumptionofconstructionsteelinthewholecountrytoreach6%ofthetotalsteelquantity.ThedemandforhotrolledH-sectionsteelwillbeobtained.Rapiddevelopment.AccordingtotheconditionofH-beamproduct,inthisdesign,anewH-beamworkshopwillbebuilt,Itsannualproductionis1.12milliontons.ThemainproductincludesHN、HM、HW,theweb-depthisfrom200to600mm,thecomprehensiveyieldoftheshopis96%.Theproductionlineadoptsoneofthemostadvancedtechnologyintheworld,whichiscalledthree-stand-stringrollingtechnology,asit'susuallycalledis”1-3-1"style.Thebilletisrolledbyroughmill,universalroughmill(includingedgingmill),universalfinishingmill.Thefivestandsisallocatedas"BD-UREUR2-UF'.TheinitialmaterialsareC.C.beamblank,andwithaneedof0.8615milliontonsayear,whichincludingtwodifferentdimensions:750×450×100and5OO×3OO×1OO,theirlengthrangefrom4.0mto11.0m.Themaintaskofthedesignincludes:schemeofproductsandbalanceofmetal,selectingofrawmaterial,alternativesselection,technologicalprocess,equipmentselection,rollpassdesign,productioncapacitycalculation,equipmentstrengthcalculation,majorobjectsofthebarplant,layoutofworkshop,technologicaleconomicanalysis,andcircumstanceprotection.ItisalsoincludingthepassdiagramplottingandthelayoutofplantdrawingbyAutoCAD.KeyWords：HotrollingH-beam;Universalmill;Workshopdesign目录摘要I1概述11.1 产品介绍11.1.1 简介11.1.2 产品特点11.1.3 品种规格11.1.4 生产历史11.2 H型钢的生产方法21.3 生产H型钢新工艺21.4 产品用途及实例31.5 H型钢未来的展望32产品大纲及金属平衡42.1 产品大纲42.2 产品技术要求42.3 原料选择62.3.1 原料的种类选择62.3.2 原料规格选择72.3.3 原料断面确定72.3.4 原料公差82.3.5 钢种的选择82.3.6 坯料长度及年需要量计算82.4 金属平衡表93设计方案103.1 生产工艺方案选择103.1.1 轧制方案及轧机布置形式选择103.1.2 精整工艺方案选择113.2 设备简述114生产工艺流程及工艺制度124.1 生产工艺流程图124.2 生产工艺流程简述1243加热工艺制度141.1.1 5OO×3OO×1OO异形坯的加热工艺要求141.1.2 750×450×100异型坯的加热工艺要求144.4 开坯轧制工艺制度154.4.1 开坯机配辑图154.4.2 BD机压下制度154.4.3 温度制度154.4.4 高压水除鳞制度154.4.5 开坯轧制154.4.6 速度制度154.4.7 切舌制度164.5 万能轧制工艺制度164.5.1 万能轧机辑型图164.5.2 万能轧机压下制度164.5.3 温度制度174.5.4 速度制度174.6 热锯工艺制度174.7 冷却工艺制度184.8 矫直工艺制度184.9 冷锯工艺制度185车间工作制度与年工作小时196轧机选择及其生产能力计算与设备及其电机校核206.1 轧机选择206.2 轧辐材质选择206.3 开坯机206.3.1 开坯机轧辑设计206.3.2 开坯机主要技术参数216.4 万能粗轧机216.5 轧边机226.6 万能精轧机226.7 轧机生产能力计算226.8 轧机能力及电机能力验算236.8.1 轧制压力计算236.8.2 传动力矩计算256.8.3 电机校核266.8.4 轧辑强度校核277孔型设计及压下规程编制317.1 孔型设计的基本原则317.2 典型产品孔型的确定327.2.1 万能精轧机孔型设计327.2.2 万能粗轧机孔型设计337.2.3 轧边机孔型设计337.2.4 开坯机孔型设计3473典型产品压下规程编制378辅助设备选择及其生产能力计算418.1 主要辅助设备选择及其生产能力计算418.1.1 加热炉418.1.2 锯机428.1.3 冷床438.1.4 矫直机448.1.5 按瓶颈能力计算生产线负荷率错误!未定义书签。8.2 其他辅助设备选择468.2.1 加热炉入炉出炉馄道468.2.2 开坯轧机区468.2.3 能粗轧机区478.2.4 万能精轧机区47X25热:精整X一带格式的:3:小四I,U/8.2.6 检查台架488.2.7 打捆机499车间的平面布置和起重运输509.1 车间平面布置的原则509.2 起重运输设备选择及主要性能参数509.3 金属流线的布置519.4 主厂房平面布置5110主要经济技术指标5311环境保护54致谢55参考文献56附录A轧机和电机能力校核程序及其运行结果58附录B开坯机配辑图61附录C万能轧机组辐形图1带格式的：字体：小四1.1 产品介绍1.1.1 简介腹板（常称为腰）与两翼缘（常称为腿）相垂直，翼缘内外两侧边相互平行，腿端平直，棱角分明，故也被称之为“平行腿工字钢”。因其翼缘较宽，又称为“平行宽翼缘工字钢”。H型钢有热轧和焊接两大类，因其断面形似英文字母“H"，故称为H型钢。H型钢规格的表示方法：高度H,宽度B,腰厚tl,腿厚t2,如400*200*8*13表示高度值H为400mm,宽度B为20Omnb腹板厚度tl为8mm,翼缘厚度t2为Bmm0h旅 b -Itt： dfU t伽侦 力”相 TlMB* 也 J施即 W i- S林钝婢图1H型钢截面图1.1.2 产品特点热轧H型钢是高效节约材，绿色环保型经济断面型钢，是现代钢结构的基础材料之一。与工字钢相比，相同重量下增加承重1530%,方便工程安装。与焊接H型钢相比，减少焊接过程中的人工、能源及材料消耗，避免产品因焊接而产生的缺陷。1.1.3品种规格H型钢的品种规格很多，分类方式也有好几种。按翼缘宽分，有宽翼缘（B/HNLB是翼缘宽，H是腹板高，典型规格H400×400）.中翼缘（0.5VB/HV1,典型规格H450x300）和窄翼缘（BHO.5,典型规格H500x200）.按单位重量区分，有轻型、中型和重型，其中重型之中还有极重型（腹板厚3075mm）和超重型（腹板厚大于75mm,最厚者腹板厚为90mm,翼缘厚120mm）。以德国标准为例，腹板高都是IoOmm的H型钢，HElOOA.HElOoB和HEIoOM的每米重量分别为16.7、20.4和22公斤。按用途分类，宽翼缘H型钢又叫做柱型H型钢，窄翼缘H型钢又叫做梁型H型钢。另外，T型钢和H型钢桩也都属于H型钢，前者就是将H型钢从腰部中间切开。1.1.4 生产历史世界上最早出现的H型钢生产设备是在1902年由卢森堡研制的轧制H型钢的生产线，至今已有上百年历史。经过了近一个世纪的发展，H型钢的生产方式也发生了质的变化。万能轧机的建设可分为3个阶段。1950年以前为第一阶段。1950年至1970年为第二阶段，万能轧机在数量上有迅速发展。自1970年以后，由于计算机技术在工业上的成功应用，牟L制工艺和轧机结构得到了进一步完善。世界各国纷纷建造各种新式万能轧机，万能轧机的建设跃入第三阶段，出现了全连续万能轧机。使用万能轧机除轧制H型钢外，还进一步扩大生产品种以轧制钢轨、槽钢、角钢、扁钢及钢桩，由此带来了型钢生产技术的重大发展。1998年9月，马钢H型钢生产线的投产，是我国生产H型钢历史上的里程碑。随着马钢、莱钢、津西等H型钢大型生产基地的建成，实现了H型钢产品的品种化、系列化、规模化。十年时间，H型钢生产在我国得到了快速的发展。H型钢的生产标志着一个国家钢材品种的发展水平和轧制技术水平，同时也标志着该国的钢结构技术水平。自从H型钢问世以来，它的轧制设备和轧制方法得到了很快的发展。2016年国内热轧H型钢总产量1487万吨,2015年总产量1324.5万吨，较2015年增加162.5万吨，同比增加12.2%。2016年全年出口180万吨左右,占总量的12.1%o1.2H型钢的生产方法H型钢可用焊接和轧制两种方法生产。焊接H型钢是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组上将边部和腰部焊接在一起。焊接H型钢有金属消耗大、生产的经济效益低、不易保证产品性能均匀等缺点网。因此，H型钢生产多以轧制方式为主。H型钢和普通工字钢在轧制上的主要区别是，工字钢可以在两辑孔型中轧制，而H型钢则需要在万能孔型中轧制。使用万能孔型轧制，H型钢的腰部在上下水平辐之间进行轧制，边部则在水平侧面和立短之间同时轧制成型。由于仅有万能孔型尚不能对边端施加压下，这样就需要在万能机架后设置轧边端机，俗称轧边机,以便加工边端并控制边宽。在实际轧制生产中，可以将万能轧机和轧边端机组成一组可逆连轧机，使轧件往复轧制若干次，或者是将几架万能轧机和1-2架轧边端机组成一组连轧机组,每道次施加相应的压下量,将坯料轧成所需规格形状和尺寸的产品。在轧件边部，由于水平辑侧面与轧件之间有滑动，故轧辑磨损比较大。为了保证轧辑重车后的轧辐能恢复原来的形状，除万能成品孔型外，上下水平轻的侧面及其相应的立辐表面都有3。10。的倾角。成品万能孔型，又叫万能精轧孔，其水平辑侧面与水平辑轴线垂直或很小的倾角，一般在0。0.3。，立辐呈圆柱状。用万能轧机轧制H型钢，轧件断面可得到较均匀的延伸，边部内外侧轧辑表面的速度差较小，可减轻产品的内应力及外形上的缺陷。在无万能轧机的情况下，有时为了满足生产建设的急需，也可将普通二馄式轧机加装立辑框架，组成万能孔型轧制H型钢。用这种方式轧制H型钢，产品尺寸精度较低，腰部和边部之间难以形成直角，成本高，规格少，而且轧制柱型H型钢极为困难，故只适用于小批量的应急生产。1.3生产H型钢新工艺（1）防止H型钢腹板中心偏移的新技术：（2）提高产品断面尺寸精度的最新技术和设备；（3）弯曲度控制新技术；（4）辐缝调整液压AGC技术;（5）钢材表面质量控制技术；(6)自动控制燃烧技术：(7)开胡式机架自动换辐技术：(8)UEU串列可逆连轧技术：(9)根缝“零位”自动调整技术；(IO)H型钢优化锯切技术以及控制轧制控制冷却技术1.4产品用途及实例H型钢截面经济合理，重量轻，承载能力强，具有优良的力学性能。同时较工字钢美观，能节省材料。所以被广泛应用于高层建筑、工业厂房、火力发电、机械制造、桥梁、隧道、地下铁道、高速公路、锅炉钢架、码头港湾、造船、海洋平台等领域也例：国家大剧院，国家体育馆，南海海洋石油平台，五棵松体育馆，澳门回归会馆,中央电视台。举个应用实例说明，例如：铁路车辆用钢Z我国铁路货车高速、重载的发展方向，铁路货车特别是平车对大型型钢提出了新的要求。屈服强度要达到420MPa以上，-40°C的低温冲击功不小于27J,并需要耐大气腐蚀，质量上则要求尺寸精度高，形状公差小，外观质量好。目前马钢已成功开发并批量生产Q420NQR1和09CuPCrNi-A两个钢种，H630X200、H600X200等多个规格的高强、高韧性、耐候车辆用H型钢产品，目前国内市场占有率100%。并正积极开发450MPa及500MPa级别新产品。1.5H型钢未来的展望(1)建议加强热轧H型钢的市场推广H型钢作为经济型“绿色钢材”，在钢结构建筑上应用，具有自重轻、强度高、施工快的独特优势，其抗震性、大跨度分割及使用面积大的优点也十分显著。从综合成本和效益考虑，钢结构的结构造价在整个工程造价中不到30%,而钢结构的上部结构仅占钢结构造价的50%70%,因而其占工程总投资不到10%。此外，H型钢还具有可回收利用的优点。现在最典型的是中央电视台、北京电视台以及一大批奥运场馆都是钢结构的，而且目前我们可以看到热轧H型钢的用途也正在不断地开发，完全有可能成为传统的钢筋、混凝土的主要替代产品。(2)开发民用建筑目前民用建筑领域，钢结构应用处于发展的起动阶段。我国住宅钢结构的发展空间非常大.据报道，钢结构住宅在近年已完成近500万的试点工程建筑，用钢约30万吨。(3)注重产品开发，实现经营模式转变目前一些钢厂产品开发停滞，不再注重市场的培植。甚至是以产定销，大批量生产，注重量的竞争。为了以便生产，对小批量、利涧低、特殊规格和特殊需求的订单不再接。前些年，产品供不应求时以产量为主；现在，市场需求疲弱，特别是国际市场不景气，钢厂在限产、停产之际，主导厂要转变经营观念，要站在行业的全局，立足长远的发展，要由生产主导型向市场主导转型，以满足用户需求为经营目标。2产品大纲及金属平衡2.1 产品大纲本车间设计年生产能力为112万吨，规格为H200-600mnio表2.1年产112万吨H型钢产品大纲序产品种规格范'O年产量所占号类围(mm)准代表规格(mm)(KgZM)(万吨)比例; I I I I I TJ I In I I I Ux !I I I i I I( I I I Il窄翼缘H型钢400x200x8x1365.410.51200-80045O×2×9×I474.912.830400×150×8×1355.211.7中翼缘GB/T112488×3×11×18125.015.22H型钢200-60063-2010440×300×ll×18121.015.24039O×3OO×IO×16105.016.3宽翼缘250×250×9×1471.814.03200-400300×300×10×1593.09.330H型钢350×350×12×19135.011.7合计1121002.2产品技术要求(1)尺寸、外形允许偏差：1)宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸、外形允许偏差应符合表2.2规定：2) H型钢的切断面上不得有大于5mm的毛刺；3) H型钢不得有明显的扭转；4)重量及允许偏差符合表2.3规定；(2)交货状态：H型钢以热轧状态交货。(3)化学成分H型钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合GB700或GB714、GB171591或GB4171的有关规定。H型钢的成品化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。(4)力学性能:热轧H型钢的力学性能应符合GB700或GB714>GB171591或GB4171的有关规定。(5)表面质量：表面不允许有影响使用的裂缝、折登、结疤、分层和夹杂。局部的发纹、拉裂、凹坑、凸起、麻点及刮痕等缺陷允许存在，但不得超出厚度尺寸允许偏差，清理后符合有关规定。表2.2H型钢的尺寸、外形允许偏差项目允许偏差图示高度高度V400+2.0H>400-600±3.0I>600±4.0宽度宽度VloO±2.0BNloOV±2.5200I_OlH>200±3.0厚tV16±0.7度116V25±1.0工-B>25-<40±1.540±2.0t<16±1.02>16-<25±1.525V40±1.7>40±2.0长度7m0+40>7m长度每增加Im或不足Im时，在上述正偏差的基础上加5mm翼缘高度W300T<1.0%B斜度但允许偏差的最小值为5mmT高度>300T<1.2%B但允许偏差的最小值为5mm*弯曲度高度§00长度的0.15%适高度>300长度的0.10%中心高度W300±2.5偏差且宽度0200;曲度F上下、S=（b企左右大片-b2）2S高度>300±3.5或宽度>200腹板高度<400<2.0弯曲度>400-600<2.5>6003.0端面斜度ee<1.6%（H或B）允许偏差最bl匕2、值3itm表23产品重量允许偏差类别重量允许偏差H型钢单根H型钢的重量偏差不超过土6%一批交货重量不超过:t4%H型钢桩不规定2. 3原料选择2.3.1原料的种类选择根据所采用的坯料、孔型系统和轧机种类的不同，可以有不同的工艺组合，当代H型钢生产所用坯料有五种可供选择。第一种是采用传统的钢锭作原料。首先在初轧机上把钢锭轧成矩形坯或方坏，然后在开坯机上被轧成似“狗骨头''状的异形坯，再送到有12架万能可逆轧机组成的万能粗轧机组上轧制。第二种是采用连铸矩形坏。它不需要初轧机，此种工艺生产H型钢可以比第一种工艺获得更高的成材率、更好的成品质量和经济效益。用此种坯料生产H型钢唯一受到限制的是所生产的H型钢腿较宽。第三种是采用连铸异形坯。其优势是采用一种或少量几种连铸异形坯就可以生产全部尺寸的H型钢。这种生产工艺的孔型数目更少，不足是受连铸异形坯腿宽的限制。开坯后的轧制工艺与前两种方法相同，需经过万能粗轧机组粗轧和万能精轧机组精轧而成形。第四种是采用连铸板坯。以连铸板坯为原料生产H型钢比用初轧坯及连铸异形坯更为经济,但这需要在开坯机上设计一个专门孔型。这个孔型与轧钢轨的孔型类似。第五种是采用具有很薄腰厚的连铸异形坯为原料。这种薄连铸异形坯已接近成品H型钢的尺寸，因此它可以直接在万能轧机组上进行粗轧和精轧，而不需要开坏机。这种工艺要求连铸机具有很高的铸速，并能铸出很薄的异形断面。因此，一般情况下可以用板坯、异形坯、矩形坯轧制不同规格的H型钢。大规格H型钢用板坯立轧轧制，中规格H型钢既可以用板坯，也可以用异形坯轧制，小规格H型钢多用矩形坯轧制。传统初轧坯的缺点是：由于初轧坯为方形或矩形，与成品H型钢在外形上无几何相似性，所以要先在二辘开坯机上把钢锭轧成“狗骨头”状的异形坯，再送到有12架万能可逆轧机组成的万能粗轧机组上轧制，但由于坯料外形与孔型无几何相似性，在轧制过程中随着整个断面翼缘和腹板的形成，坯料不可避免的受到剪切力的作用，同时产生金属的横向流动和宽展。为了减少因不均匀变形所造成的金属外形的破坏，应尽量采用在高温下且小压下量来完成从初轧坯到“狗骨头'状的异形坯的轧制，但这需要很多道次才能完成。板坯轧制的缺点：在开坯机上必须把板坯立轧成“狗骨头”状的异形坯断面以适应万能轧制，但“狗骨头”状的异形坯断面形状不容易控制，腹板易偏斜，万能轧制时容易出现翼缘充不满和腹板不对称等缺陷。开坯轧制道次多，开坯机成为生产的“瓶颈开坯机轧制道次多、温降大、轧制变形抗力大，从而能耗高、轧轻消耗大。连铸异形坯的主要特点：(1)连铸坯的断面形状和产品的断面形状相似，从而免除了热轧H型钢生产的成雏形轧制阶段，减少了很多轧制道次，提高了轧机小时产量。同时，由于轧制变形比较均匀，故切头切尾量少，提高了成材率。(2)异形坯结晶器铸出的异形坯断面尺寸精度高，对称度好。(3)用一种或少量几种连铸坯就可以生产全部尺寸的H型钢，因此，坏料规格可以较少，简化了生产。综合考虑以上五种坯料生产H型钢的优缺点，结合本设计的实际情况，选用连铸异形坯为原料。2.3.2原料规格选择原料规格主要依据成品的断面尺寸，轧件最大长度等因素确定.2.3.3原料断面确定连铸异形坯有异形坯(I)和异形坯（三）两种类型。图2.1异形坯新面形状异形坏断面形状见图2.1,尺寸见表2.4。I型异形坯主要用来生产腹板高度H2500mm的H型钢或翼缘宽度B>300mm的H型钢，II型异形坯主要用来生产腹板高度H<500mm和B<300mm的H型钢。2.3.4原料公差(1)异形坯的腹部和翼缘的高度及厚度公差±1.5%；(2)异形坯的弯曲度：1Im长的坯料最大弯曲度为60mm,每米不超过IOmm：(3)长度公差：最大土20mm：(4)重量公差:最大±1.5%。2.3.5钢种的选择本设计所用的钢种为：碳素结构钢、低合金结构钢。其化学成分表见表2.5：表2.5坯料化学成分Cr号钢种标准钢号何子FGB/T700-1988Q235A0.12-0.2200.30-0.70<0.3<0.045<0.045GB/T1591-1994Q345B0.201.00-1.60<0.55<0.040<0.0400.02-0.05转钢金度钢购构合强构移结低高结122.3.6坯料长度及年需要量计算a.坯料长度确定原则：(1)坯料能覆盖产品大纲中所有规格；(2)坯料在加热炉中为单排或双排布置。如果双排布料，长度最好在4.55.5m,单排布料长度不要超过Um；(3)坯料最大长度受轧件的最大长度、成品定尺限制，并应尽量减少切损。具体用下面的公式计算._L成X成品米重.一工坯料米重X(I-氧化烧损-切损)('式中：L成一成品长度；L成=定尺长度X定尺根数；本设计定尺长度取12m；定尺根数的选取：一般大规格：6根中规格：7根小规格：89根氧化烧损与切损的选取具体见金属平衡表b.坯料单重确定的方法(单根重量)：坯料单重=坯料米重(每米重量)x坯料长度(1-2)本设计各产品所需原料长度及年需要量见表2.6表2.6坯料长度和年需要量序号代表规格成品单重(kgm)成品截面(Cm2)原料原料长度(m)原料重量(t)原料年需求量(×104t)HN4×200×8×1365.483.375OO×3OO8.095.7210.51HN450×200×9×1474.995.435OO×3OO9.266.5512.83HN4×150×8×1355.270.375OO×3OO6.834.8311.67HM488×300×ll×18125159.2750×4508.5610.8715.172HM440×3×ll×18121153.9750×4508.2910.5315.17HM390x300lOx16105133.3750×4507.209.1416.33HW250×250×9×1471.891.435OO×3OO8.936.3114.003HW3×300×10×1593.0118.5750×4506.448.19933HW350×350×12×19171.9171.9750×4509.3511.8711.67合计116.672. 4金属平衡表型钢轧制过程中金属损耗主要包括氧化烧损、切损、精整损失、工艺损失(轧废)。损耗的确定原则如表2.7表2.7损耗的确定原则类别范围氧化烧损1%1.8%切损2%3%轧废0.6%1.0%本车间设计成品综合成材率为96%,年需要连铸异形坯121.44万吨，结合本车间的设备及工艺水平编制金属平衡表如表2.8：原料成品烧损切损轧废产成材率年需量年产量所占比重量百分比重量百分比重量百分比品(%)(×104t)(×104t)例()(%)(t)(%)(C)(%)HN3533.63049001.470002.021000.696HM46.4244.8406963.71.56963.71.52421.20.596.5HW35.1833.6305629.31.68795.82.51407.30.495.5合计116.6112100174931.522759.51.955928.50.5196.04表2.8金属平衡表3设计万案3.1生产工艺方案选择生产方案是指为完成任务书中所规定的产品的生产任务而采取的生产方法。根据设计规模、产品质量及技术经济指标的要求，考虑当时的具体条件，找出合理的生产方案。确定生产方案主要考虑以下几点：(1)产品的品种、规格、状态和质量要求；(2)年产量大小；(3)投资，建厂进度，机械化和自动化程度，劳动条件，工人与管理人员数量以及将来的发展。2.1.1 轧制方案及轧机布置形式选择(一)轧制方案H型钢的轧制方法按历史顺序，大致可以分为以下三类：(1)普通二辑式或三程式型钢轧机的轧制法；(2)利用一架万能轧机轧制H型钢的轧制法；(3)用多机架万能轧机轧制H型钢的轧制法：普通二辑式或三辑式型钢轧机的轧制法的缺点：这种轧制方法只能生产小规格的型钢，由于孔型导位复杂轧机不易调整控制，故生产效率低，质量不稳定，而且不能生产中等规格以上的宽腿H型钢。利用一架万能轧机轧制H型钢的轧制法的缺点：其孔型与普通工字钢相同，但此方法轧机磨损快，不易修复，一次轧出量少。不适合多种尺寸的H型钢生产。用多机架万能轧机轧制H型钢的轧制法，在世界上已被普遍采用，主要有：格林法、萨克法、普泼法、卡式轧制法、X-X轧制法，X-H轧制法。其中X-X轧制法、X-H轧制法是目前世界上最先进的轧制法。(二)轧机布置形式目前世界上H型钢轧机的布置形式主要有两种：(1)半连续布置；(2)全连续布置半连续布置形式特点是：开坯机区与万能轧机区分别独立，只有万能轧机区为连续轧制。全连续布置形式特点是：从开坯机到成品轧机为一条连续轧制线，生产的产品比较单一，规格范围小，专业化程度很高，同时，全连续布置形式机架多，厂房面积大，投资较大。综合考虑以上工艺方案的优缺点及本设计产量大、品种规格多的特点，本设计轧机布置选用半连续布置。半连续布置主要有以下几种布置形式：1-2-1,1-3-2,1-3,1-3-1o力21”形式是有一架二辑开坯机，二架万能轧机和一架轧边机组成。这种形式产量相对较小。力-3-2”形式是有一架二辐开坯机三架万能轧机和二架轧边机组成。这种布置形式比较先进，但机架相对较多，投资也较大。力-3”布置形式是撤除了“1-3-2”布置形式中的Ef和Uf机组，但这种布置形式对开坯机的要求很高。“1-3-1”布置形式是由一架二辐开坯机，三架万能轧机和一架轧边机组成。由于此布置形式每轧一道次就有二个万能道次，因此往复轧制道次少，小时产量高。其特点是：二辑开坯机为单机架往复轧制，二架万能轧机和一架轧边机组成三机架往复连续式万能粗轧机组。万能精轧机为单道次精轧机，以保证产品精度。这种轧制方法即能像连续式轧机那样，使轧件连续的通过一系列孔型进行轧制，又能在同一单元轧机上完成所需的轧制道次满足成型要求。其工艺特点是：万能一轧边一万能三机架均采用“X”斜腿孔型，最后一架万能精轧机采用“H”直腿孔型，将串列三机架作为万能粗轧机组。由于这种串列轧制两机架距离很近，轧制时温度损失很少，可以更好的利用成型温度下的热量。为增大原料单重和轧件长度,减少终轧厚度和进行控制轧制等提供了有利条件。此法便于生产腿薄,尺寸公差要求较高的H型钢。综合以上各布置形式的优缺点结合本设计的产品及工艺特点，本设计的轧机采用“131”布置形式。2.1.2 精整工艺方案选择有定尺精整和长尺精整两种。定尺精整是将轧件锯切成所需的定尺长度，然后进行冷却、矫直等后部处理。而长尺精整是将热轧件直接进行冷却、矫直，再锯切成所需的定尺长度。长尺精整由于轧件长，冷却时冷床利用率高；矫直时咬入次数少，因而产生的弯头、尾少，产量高，且矫直质量好；锯切时可成排锯切，且轧件冷缩小,能达到较高的定尺精度。但是，锯切冷材时锯片磨损加快，消耗较多。考虑上述因素，结合本设计特点，本设计中精整工艺选用定尺精整和长尺精整相结合的工艺，既可以利用热锯切定尺，然后冷矫直，又可以用热锯将轧件二等分，冷却、矫直后用冷锯成排锯切成定尺，具有很大的灵活性。3. 2设备简述车间主体设备包括：一座加热能力为200th的步进梁式加热炉，一架中1200二较可逆式开坯机(BD),由两架中1400万能轧机(UR)和一架中950轧边机(E)组成的串列式万能粗轧机组，一架中1400万能精轧机组(UF),三台中2200热锯机，一座宽60米，长38米的液压步进梁式冷床。一架辑距从12002200mm可调的9辑悬臂式变节距矫直机，两台中2200冷锯机以及标号、自动堆垛、打捆机和电子秤等。4生产工艺流程及工艺制度4.1生产工艺流程图H型钢生产工艺流程图见图4.1。4. 2生产工艺流程简述由专用运输火车运来的连铸异形坯经表面检验合格后送至原料蹈堆放。生产时用电磁吊将钢坯吊入炉前上料台架，经称重、测长后由辑道送入步进梁式加热炉，坯料加热至轧制温度（1150125（C）后由短道送到开坯区，经高压水除鳞，由二辐开坯机往复轧制513道轧制成H形雏形，由切舌锯切去“舌头”，再进入万能粗轧串列机组往复轧制317个道次，然后由万能精轧机轧制一道出成品。此时轧件最大长度可达112米，温度仍在850以上。由精轧机出来的成品通过缓冲横移台架进入精整线的锯切工序，轧件可在624m的范围内完全按照订单的定尺长度要求由两台热锯切成定尺，然后进入60m宽的冷床冷却。冷床入口和出口处设有翻钢装置，将轧件直立（成I形）在冷床上使产品得到均匀冷却，当冷却到80C以下时送入九辑变节距悬臂式矫直机进行矫直，如果是倍尺则由1号冷锯再切成定尺，而后进入检验台架进行表面质量检查，自动喷印机在每根钢材表面喷油漆标志，合格品则进入堆垛线，需要进一步处理的初检不合格的产品则需压力补矫或人工砂轮修磨。合格产品按品种、规格、长度等要求分别堆垛成符合要求的齐尺矩形包，经成形器压紧后由自动打包机用钢带捆扎，再称重、挂标牌，最后，由行车吊入成品库储存。合格连铸坯步进式冷床冷却切性能样送检九粒变节距黑直机矫直j倍尺轧件冷锯切定尺检查台检查、喷印标记堆垛机堆垛压力京补矫冷锯机改尺11人工砂轮修磨打撼机打捆电子秤称量、粘贴标牌电子秤称量、粘贴标牌收集台架收桀成品堆放发货图4.1H型钢生产工艺流程阶段上预热段下预热段上加热段下加热段上均热段下均热段温度C1120-11501200-12801150-1230120012801200-1280时间(min) >442917(1)入炉钢坯间距设定值：210mm(2)冷钢入炉时(或热送温度小于300C),炉温范围与钢坯在炉子各段加热