热轧带肋钢筋的生产工艺及车间设计Word格式.docx
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3.1选择轧钢机的原则28
3.2轧钢机的布置形式28
3.3轧机机架数目的确定29
3.4轧机机架型式选择29
3.5轧辊尺寸确定31
第四章：
辅助设备的选择33
4.1加热设备选择33
4.1.1加热炉型的确定33
4.1.2加热炉产量的计算34
4.1.3炉子宽度的确定34
4.1.4炉子长度的确定34
4.1.5推钢机选择35
4.1.5.1推力大小35
4.1.5.2速度确定35
4.2切断设备35
4.3冷却设备选择36
4.3.1冷床的结构形式36
4.3.2冷床宽度的确定36
4.3.3冷床长度的确定37
4.4运输辊道的选择37
4.5起重机的选择38
第五章：
车间平面布置及技术经济指标40
5.1平面布置的原则40
5.2金属流程线的确定40
5.3设备间距的确定41
5.3.1加热炉间距41
5.3.2加热炉到轧机距离42
5.3.3轧机机列间的距离43
5.3.4轧机到切断设备的距离44
5.4仓库面积计算44
5.4.1原料仓库而识计算44
5.4.2中间仓库面积计算46
5.4.3成品仓库面积确定46
5.5轧钢车间厂房组成及立面尺寸确定47
5.5.1厂房跨度布置47
5.5.2厂房跨度大小48
5.5.4吊车轨面标高48
第六章轧钢车间技术经济指标50
6.1各类材料消耗指标50
6.1.1金属消耗50
6.1.2燃料消耗53
6.1.3电能消耗54
6.1.4轧辊消耗55
6.1.5水的消耗55
6.1.6..压缩空气消耗56
6.1.7润滑油消耗56
6.1.8蒸汽消耗57
6.1.9.氧气消耗57
6.1.10耐火材料消耗58
6.2综合技术经济指标58
6.2.1日历作作率58
6.2.2.有效作业率59
6.2.3成材率59
6.2.4合格率60
6.2.5劳动生产率60
第七章轧钢厂的环境保护与综合利用62
7.1轧钢厂的环境保护62
7.1.1绿化63
7.1.2各类有害物质的控制与防治63
7.1.3.噪音63
7.1.4水质的处理64
7.2轧钢厂的综合利用64
7.2.1加热炉的余热利用64
7.2.2氧化铁皮的利用64
参考文献：
65
感谢信66
摘要：
从工艺配置，设备选型，工艺控制，平面布置，设备等多方面介绍了热轧带肋钢筋的生产工艺及车间平面布置的情况，并提供了热轧线上主要机组的工艺技术参数。
关键词：
热轧带肋钢筋，工艺，平面布置，设备。
Abstract:
Focusedontheprocessconfiguration,equipmentselection,processcontrol,layout,equipment,etc.,andintroducestherolledribbedbarsproductioncraftandworkshoplayout,andprovidesthehotlineofmaintechnicalparameters.
Keywords:
Rolledribbedbars,craft,layout,equipment。
第一张热轧带肋钢筋国内外发展概况及建厂的必要性与可行性分析
1.1螺纹钢筋市场分析与前景展望
螺纹钢筋广泛应用于普通混凝土结构和预应力混凝土结构，是房屋、桥梁、隧道、水坝、桩基等建筑设施的重要材料，在国民经济中占有极其重要的地位，是我国重点发展和研究的钢材品种之一。
目前，我国有四十多个厂家生产螺纹钢筋，产量逐年上升，1982年全国总产量近166万吨，除了满足国内需要外，近年来出口钢筋数量迅速增加，1981年为18万吨，1982年约30万吨;
1983年预计可达35万吨。
国内生产的螺纹钢筋，规格有小6一小40毫米，其中小40毫米规格主要供出口。
钢筋的强度级别主要为GB1499一79标准规定的1级和l级钢筋。
W级钢筋产量较低。
（表l）。
表1—1国内螺纹钢筋生产统计
目前，各厂家生产螺纹钢筋的工艺，基本上为热轧、随后在冷床上空冷的传统流程。
控制轧制尚未应用于生产。
仅有少数厂家开展了轧后控制冷却工艺的试验生产。
螺纹钢筋的纹型，国内l、l级钢筋大部分按首钢、唐钢和冶金部建筑研究总院共同制定的《热轧月牙纹钢筋技术条件》生产纵横筋不相交的月牙纹钢筋，少数仍采用国际规定的人字纹型;
F级钢筋则采用不带纵筋的连续螺旋型。
随着国民经济的发展和高层建筑的增多，对高强度、大规格螺纹筋的需求不断增加，在许多国家的技术条件中，都规定钢筋最低屈服强度应在42公斤/毫米“以上，而且同时要具备较好的延伸率、弯曲性能和焊接性能。
靠增加碳、锰等元素的含量来提高强度的途径是不能满足上述要求的。
近年来，为了提高钢筋的性能，国内外均进行了大量的试验、研究，概括起来主要有两大类，一类是采取添加微量合金元素改善性能，采用钥、泥、钒、钦等元素。
另一类方法是控制轧制。
对此，国内外做了大量的研究与应用方面的工作。
目前在钢筋生产中主要采取轧后余热处理，即终轧后的钢筋从高温状态加速冷却（主要采取水冷）至予定温度后在冷床上自回火。
经此处理可以提高钢筋的综合机械性能，减少二次氧化铁皮改善表面质量，节约能源及合金元素，降低成本。
在83年召开的全国螺纹钢技术交流会上亦将此列为今后发展的重点。
1.2在齐河县建立螺纹钢筋的必要性与可分析行性
（1）地理优势齐河县位于祖国的中原、山东西部，南邻黄河，并与济南隔河相望，隶属德州市
（2）矿产资源齐河资源丰富，境内沿黄62.5公里，是北方少有的丰水县。
林木覆盖率47.2％。
地下矿藏有煤、石油、温泉、优质矿泉水等，其中煤炭储量60亿吨，现有煤矿3座。
（3）水资源齐河县可利用的水资源有地下水、水库储水和黄河水。
齐河及邻近县市的地下水年平均补给量为5562*338m3/a;
因全年降水量丰富，水库可大量储水，可向城市提供水资源8*200m3/d，作为城市自来水公司的调节水源；
黄河自流在齐河南部穿越而过，水储量为1100*200m3/a作为供水补给。
综合地下水和水库储水，除去黄河引水，足以满足新建钢铁厂的用水消耗，黄河水用于供水补给，以供干旱时使用。
（4）交通条件齐河区位优越，交通发达。
是济南市周边最近的卫星城。
京沪、济邯两条铁路，京福、济聊、青银三条高速公路，308国道和804、101、316、324四条省道以及正在建设的京沪高铁穿越县境。
乘车15分钟可到达济南市区，30分钟到达济南国际机场。
即将开工建设的济齐黄河大桥和长清黄河大桥，以及规划中的建邦黄河大桥、石济客运专线黄河铁路大桥和济泺路黄河隧道，使省城济南北跨格局将升级为“七桥一隧”，齐河的交通优势将进一步。
（5）政策扶持随着山东经济的快速发展，一些重要工程及工厂的厂房、设备均需要螺纹钢筋，例如钢筋混凝土和厂房窗户等。
人们生活质量的提高推动了房地产业的开发，各种小区住房大批建设，使用的钢筋时螺纹钢的主要消费之一。
此外，永锋钢铁计划选址在齐河经济开发区，这也是山东省重点经济开发区，随着德州市经济重心的南移，齐河经济开发区在未来几十年内势必会成为德州市甚至是山东省经济的发展重心。
选在齐河县，将大幅解决当地人员的工作问题并带来大量税收，当地政府势必会在土地利用、上交税收、资金贷款等各方面给与大力支持。
基于以上几点在齐河地区建立螺纹钢筋生产厂是非常有必要同时也是可行的。
1.3螺纹钢筋的研制与生产动向
对于不同用途的钢，虽然对其强度、塑性（韧性）要求不尽相同，但要求二者间具有良好的匹配则是共同的。
对于螺纹钢筋而言，除此之外还要求较好的焊接性能、弯曲性能以及一定的握裹力等。
因此改善和提高螺纹钢筋的性能，应从改善钢筋钢的性能及钢筋形状着手。
1.3.1微合金化钢筋
“微合金化”是指在传统C一Mn钢中，加入一种或几种微量合金元素（0.1%以下），使钢得到强化的方法。
常采用的合金元素有钥、泥、钒、钦等。
近年来，也有报道加入微量铝、硼、错、稀土和钙等合金元素的。
但采用得最广泛的是泥、钒、钦。
在30一50年代，为了提高结构钢的强度，采取的是增加钢中碳、锰或C十Mn含量的办法，以热轧钢筋为例，这样虽然提高了强度，但使塑性、韧性下降，同时导致焊接开裂。
这就使得这类螺纹钢筋的屈服强度限于40公斤/毫米“左右。
从50年代末期起，美、英、苏等国报道了在C一Mn钢中添加微量钒、钦、泥等元素，可以在不增加碳、锰含量的情况下提高钢的强度而又不降低其塑（韧）性。
因其不需要改变传统的轧钢工艺而提高了钢的性能，因而迅速被应用于生产。
主要应用于各类板材和线、棒材等品种。
我国具有丰富的钒、针资源，近年来为了提高螺纹钢筋的性能，尤其是为了生产供出口的高屈服强度钢筋，许多厂家，如上钢三厂、承德钢铁厂、首钢小轧厂、杭州钢铁厂、南昌钢铁厂、马钢小轧厂、沈阳线材厂、唐钢小轧厂等都采用微合金化方式，生产了ZoMnsiV、ZoMnsiTi、25MnsiV、25MnsiTi、25MnsiVTi、20MnNb、35SiZV、45SIMnV等不同等级的螺纹钢筋。
加钒微合金化后，强度提高幅度为2一15公斤/毫米“，又不降低塑性、韧性。
我国热轧钢筋标准GB1499一79中也制定了40SiZMnV、45MnsiV、35SiZMnV以及35MnsiV等品种，也是基于这种情况。
加钒微合金化可以改善钢筋的性能，而在添加钒的同时加入氮，则强化效果更为显著，美国伯利恒钢铁公司早在1965年就取得了专利，目前美国、瑞典、西德的厂家都工业规模生产了V一N系微合金化钢筋。
试验表明，钒和氮复合加入较之单独添加钒对提高钢筋的性能显著得多。
从而可以节约钒合金的用量。
表2列出了一些国家生产的V一N微合金化钢筋的化学成分和。
还须指出，由于钒和氮微合金化钢筋还具有不时效性，因此发展钒微合金化和钒、氮复合加入微合金化钢筋对我国现有中小型钢筋生产厂是十分切实可行的。
1.3.2轧制余热处理钢筋
近年来的研究表明，对钢材轧后进行控制冷却（水冷或气体喷射冷却），是一种节约能源、资源而又能显著提高钢材性能的经济而有效的手段。
它不需对需处理的钢材加热，而利用终轧后钢材的“余热”直接进行热处理，使钢材迅速地从高温状态强制冷却到适当温度，然后进行自回火或回火处理。
螺纹钢筋、线材、棒材、角钢、工字钢等产品的热强化主要是通过“轧制余热处理”工艺来达到的。
各国对此均十分重视。
从六十年代开始就对此进行了广泛的试验研究，并在生产中广为应用。
其中以美国摩根公司与加拿大钢公司开发的斯太尔摩（Stelmor）法，西德的施劳曼（Sehloemann）法，日本的沸水冷却
表1—2一些国家生产的典型V一N橄合金化钢筋
（ED）法应用效果较好。
苏联对此也十分重视，其螺纹钢筋产量的一半左右（400万吨）采用了轧制余热处理工艺，以达到其节约建筑用钢8一11%的指标。
除了提高钢筋性能外，经轧制余热处理后，还可改善钢筋表面质量，降低二次氧化铁皮量。
如美国萨西钢厂采用轧制余热处理工艺生产的小12毫米钢筋，成材的二次氧化铁皮率从原来的4.9公斤/吨下降到l公斤/吨。
我国不少研究单位和厂家亦对钢筋、线材等的轧制余热处理进行了试验、研究，有的厂家已成功地运用于生产。
1983年，成都钢铁厂选用普通热轧25Mnsi螺纹钢筋为材料，采用临界间淬火及临界间淬火+自回火工艺进行处理，得到了最终组织为铁素体+马氏体的双相螺纹钢筋，这种螺纹钢筋因其铁素体中包含有马氏体相变产生的大量可动位错，其应力一应变曲线呈现连续屈服的特征，并且初始加工硬化能力强，按BS4449一78标准测定，其σ0*5值在100公斤/毫米2左右，σb/σ0*5>
1.3，σ10>
8%，冷弯合格，同时在一定的化学成分下通过控制加热温度和冷却速度可以在一个较宽的范围内调整组织中马氏体的体积分量，以达到不同的强塑性匹配，从而提出了一种生产高强度预应力精轧螺旋钢筋的轧制余热处理新工艺途径。
近年来，上海钢铁研究所研制了用于螺纹钢筋轧制余热处理的冷却器，在上钢三厂使用结果表明效果良好，而且即将在其它厂家投入生产使用。
1.4当前螺纹钢筋存在的主要质问题
当前，国内螺纹钢筋生产有一系列问题尚待改进。
其中，对螺纹钢筋性能影响最
大，而又带普遍性的问题主要有:
1.4.1.不存在层服点
据有关厂家统计，出现无屈服点及无屈服点脆断的螺纹钢筋大多数都是妇。
毫米以下的小规格2SMnsil级钢筋。
其特点为静拉伸曲线呈现连续屈服，变形早;
a。
.:
值降低。
其显微组织特征则是在原来的铁素体+珠光体正常组织中出现了由（马氏体/贝氏体）构成的异常组织。
产生无屈服点的原因，认为是由于发生马氏体（贝氏体）相变时，因切变和体积膨胀使铁素体内产生可动位错所致。
产生马氏体的原因{主要是由所用钢筋在某种化学成分下的冷却制度引起。
当钢中锰及其它提高淬透性的残余合金元素含量较高时，在轧后冷却过程中导致马氏体（贝氏体）转变。
而在相同化学成分下，一切提高冷却速度的因素都会加剧这一转变。
因此，往往易在淬透性较高的25Mnsi螺纹钢筋上出现，小规格尺寸出现多（热容量小、冷却快），冬季比夏季出现的比率大，单根冷比堆冷出现得更多。
试验表明，当钢筋组织中马氏体（贝氏体）的数量达到15%（体积百分比）左右时，即不存在屈服点。
控制钢筋中锰及提高淬透性的残余合金元素的量是防止无屈服点的行之有效的方法。
弯曲横裂
螺纹钢筋在进行冷弯，以及反弯检验时，出现横裂，是不少厂家都出现过的质量问题。
造成这类问题的因素很多，此处只讨论化学成分、机械性能、显微组织等均属正常情况下的原因。
这类横裂，带有共同性的特征，即多发生在规格较大的螺纹钢筋上，尺寸越大越厉害。
横裂的部位都出现在螺纹钢筋顺轧制方向一侧的横筋根部。
一般认为，造成这一问题的根本原因是轧制过程中横筋改变了正常的应力分布，使其两侧根部应力线密度升高，蓄积了应力;
此外钢筋脱槽时存在一个前滑作用，使顺轧方向一侧横筋根部受到拉应力，由于两种应力蓄积在顺轧一侧横筋根部，使该部位在弯曲以及反弯时产生弯曲横裂。
因此，一切减小应力集中的措施，如增大横筋根部的r值，降低横筋高度，加大轧辊直径，及时更换槽孔防止脱槽时因槽孔磨损形成的飞刺刮伤横筋根部等措施都被实践证明十分有效。
此外在进行弯曲检验时采取保护措施，减少横筋受损也是防止弯曲横裂的一个方面。
1.4.3脆断
螺纹钢筋脆断，也具有一定的普遍性。
在许多场合下，脆断的螺纹钢筋同时也不存在屈服点。
脆断因各生产厂工艺、原材料等情况的差别而异。
据各有关资料介绍，大致有以下几种原因:
1）与无屈服点现象一样，由于钢筋钢中锰及其它提高淬透性的残余合金元素含量较高，使组织中产生了一定数量的马氏体（贝氏体），当其体积比超过40%后，使螺纹钢筋既无屈服点，又同时脆断。
2）炼钢过程中，因出钢温度低，合金块度大，加入速度慢，镇静时间短，使锰、硅等元素来不及充分扩散均匀，从而引起脆断。
3）钢材表面增碳，这主要由炼钢过程和浇注造成。
钢筋表面增碳后，表层出现白色的亮带，其显微组织为含碳大于0.8%的共析或过共析组织，比正常组织更硬更脆，在拉伸或弯曲时发裂而脆断。
4）加热温度，特别是终轧温度过高。
加热温度过高会造成钢筋钢组织中晶粒粗大，产生网状或魏氏组织，降低塑性，导致脆断。
1.4制订和采用先进标准，提高钢筋质最
目前，我国螺纹钢筋采用的质量控制与性能检验标准是GB1499一79“热轧钢筋”国家标准。
此外，各生产厂为了提高螺纹钢筋质量和满足用户需求，分别制定了“内控标准”。
特别是近年来，随着我国螺纹钢筋生产的发展，不少厂家还开始向香港、东南亚等地区出口螺纹钢筋，这就需要按国外标准检验验收。
表3对我国l级钢筋及各主要国家类似我国l级螺纹钢筋的性能进行了比较。
表1—3一些国家钢筋主要性能比较
从上述比较可以看出，英国标准BS4449一78所规定的机械性能、焊接和弯曲要求均严于我国及美、日、苏等国标准。
从我国GB1499一79标准和英国BS4449一78标准可以看出，我国标准对钢筋使用性能的要求不如英国标准完善和严格，而对化学成份等某些规定则过细过死。
此外，英国标准以σ0。
5作为屈服强度，规定σb>
1.15σ0.5，较之我国规定σs亦更为先进。
这不仅提高了钢筋的利用效率，而且对于有无屈服点亦没有要求。
这些规定既有利于用户，又给了生产厂家以灵活性。
对于冷弯及反弯性能，英国标准要求既严格又合理，尤其是反弯性能，我国和许多其它国家的标准却未作要求。
随着高层建筑的增多，将反弯性能检验纳入标准，是十分必要的。
七十年代以来，法国、西德、比利时、荷兰、西班牙等国先后将反弯性能的检验列入国家标准（表4），在这些标准中，英国标准亦更先进实用。
鉴于上述情况，修改和补充我国现行钢筋标准，统一检验方法和试制合适的弯曲试验机是十分必要和迫切的。
第二章：
生产大纲及工艺流程的确定
2.1产品方案及金属平衡表的编制
产品方案是设计任务书中的主要内容之一，是进行车间设计时制订产品生产工艺过程、确定轧机组成和选择各项设备的主要依据。
产品方案一经确定，车间的类型及性质即已确定。
编制一个车间的产品方案一般是由下达设计任务书的领导机关负责的，由有关部门根据对拟建车间的要求在设计任务书中作出明确的规定，但在我国有时编制产品方案也由设计部门来考虑。
产品方案的主要内容包括：
⑴车间生产的钢种和生产规模；
⑵各类产品的品种和规格；
⑶各类产品的数量和其在总产量中占的比例等。
20
1.123
0.0281
2.5
0.057
5.1
0.1135
10.1
1.01
1.11
2.2轧钢生产工艺过程制定
正确制订工艺过程是轧钢车间工艺设计的重要内容。
制订轧钢生产工艺过程的首要目的是为了获得质量符合要求的产品，其次要在保证质量的基础上追求轧机的高产量，并能做到降低各种原料、材料消耗，降低产品成本。
因此，正确制订产品工艺过程，对于工艺过程合理化，对于充分发挥轧机作用具有重要意义。
优质、高产、低消耗是制订产品工艺过程的总要求。
按照制定权限和使用范围的不同，产品标准可以分为国家标准（GB）、部标准（YB）、企业标准（QB）等几种。
但无论哪种产品标准一般都应包括下列内容：
（1）规格标准也称品种标准。
规定钢材应有的断面形状、尺寸大小及允许偏差，并且附有供使用参考的有关参数。
有时也规定某些产品的性能、试验于交货验收的某些特殊要求。
（2）性能标准规定有关金属的化学成分、物理机械性能、热处理性能、晶粒度。
抗腐蚀性、工艺性能及其他特殊性能要求等。
这是对成品钢材内部质量的基本要求。
（3）试验标准规定做试验是的取样部位，试样形状和大小，试验条件以及试验方法等内容。
（4）交货标准规定钢材交货、验收时的包装、标志（如打印、涂色等）方法及部位等有关内容。
尽管由若干工序组成的产品生产工艺过程时比较复杂的，但工序的取舍不是任意的。
工艺设计的任务就是要掌握制订工艺过程的原则，正确地选择工序内容和确定各个基本工序的主要参数，以达到获得产量高、质量好、消耗低的目的。
制订工艺过程的主要依据是：
（1）产品的技术条件通常在产品标准中规定了钢材品种规格、技术条件、产品性能检验等内容。
但技术要求则是其主要方面，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精确度，钢的内部组织与性能以及表面质量都做出了明确的规定，显然，产品的技术要求是制订工艺过程的首要依据。
它是我们组织生产的出发点。
（2）钢种的加工工艺性能钢的加工工艺性能包括了钢的变形抗力、塑性、导热性以及形成缺陷的倾向性等内容，它反映了金属在加工过程中的难以程度，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序内容和确定工艺参数。
因此，钢的加工工艺性能是制订工艺过程的重要依据。
（3）生产规模大小一般生产规模大小有两个含义，即企业规模的大小和品种批量的多少。
企业规模的大小决定了工艺过程中是采用热装锭还是冷装锭作业的问题，是一次成才还是二个阶段生产的问题。
至于批量的多少主要反映在选取设备的技术水平、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著影响。
（4）生产成本成本是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。
一般钢的加工工艺性能愈差产品的技术要求愈高，其生产工艺过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。
反之，则产品成本下降。
成本的高低在一定程度上也是工艺过程是否合理的反映。
（5）工人的劳动条件工艺过程中所采用的工序保证生产安全，不危及劳动者的身体健康，不造成环境污染。
否则，应采取妥善的防护措施。
2.2.1原料准备
原料准备的内容包括表面缺陷的清理，表面氧化铁皮的消除和原料的预先热处理等。
钢坯或连铸坯表面会存在各种缺陷（如结巴、折叠、裂纹、气泡等），如不在轧制前后加以清理去除，会在轧制过程中延伸、扩大，严重影响成品的质量及产品的合格率。
因此，有必要对原料进行表面清理。
清理表面的缺陷的方法很多，对碳素钢一般常用风铲清理和火焰清理；
对于合金钢，由于表面容易淬硬，一般采用砂轮清理或机床刨削清理（剥皮）等。
根据情况某些高碳钢和合金钢也可以用风铲或火焰清理，但在火焰清理前往往要对钢坯进行不同温度的预热。
每种清理方法都有各自的操作规程。
氧化铁皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于检查、光洁表面和减少下道工具的磨损。
清除表面氧化铁皮的方法有机械法和化学法两种。
机械清除金属材料损耗少，劳动条件好，氧化铁皮也可回收，但表面清理不够彻底。
而用化学方法清除表面氧化铁皮保证的清除质量，但金属和其他材料消耗增加，劳动条件和工作环境也随之恶化，故一般只适用于合金钢生产或成品质量要求很高的情况。
连铸坯表面质量直接影响成品钢筋的外表面质量，因此，钢筋在交货前应经过认真检查，表面不得有肉眼可见的裂纹、结疤、折叠、夹杂、针孔等缺陷存在，对于上述的局部缺陷应及时清理，但清除深度不得大于公称直径的5%，宽度不得小于深度的6倍，清理处应圆滑无棱角，且同一截面最大清理处只能有1处。
钢坯内部质量检验通常采用低倍组织。
钢坯的低倍组织中不应有肉眼可见的白点、缩孔残余、分层、裂纹、气泡、夹杂、翻毛等缺陷。
一般疏松、中心疏松、偏析应各不大于3级，皮下气泡和皮下夹杂深度不得大于2㎜。
2.2.2原料加热
钢
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