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数控棒材钢筋剪切生产线 钢筋剪切线
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棒材生产线自动化控制系统研究分析
优质期刊推荐昆钢棒材生产线切分轧制过程优化研究--《昆明理工大学》2007年硕士论文
昆钢棒材生产线切分轧制过程优化研究
【摘要】：
随着我国国民经济的蓬勃发展，对中小型建筑钢材需求量日益俱增，质量要求越来越高，然而国内许多钢铁厂中小型钢材生产都存在高附加值产品产量小、能耗高等问题。因此在现有条件下采用先进的生产工艺，在保证产品质量的基础上提高产量、节能降耗，是我国钢铁事业急需解决的问题。切分轧制技术正是应此需要而引进并发展起来的轧钢新技术。该工艺具有生产率高、节能降耗、降低成本等优点。国内许多厂家的棒、线材生产线应用了切分轧制技术，但在应用过程中也出现了产品质量不稳定、切分品种单一等诸多问题。因此，对切分轧制的原理进一步研究，开发和优化新产品的切分轧制工艺具有比较重要的实际意义。本文针对云南省昆明钢铁公司棒材生产线的实际情况，对切分轧制工艺在应用过程中的问题进行深入研究，设计开发了Φ18mm、Φ20mm大规格螺纹钢筋的切分轧制工艺。
作者对切分轧制的原理进行了探讨。分析研究了轧件在预切分孔型和切分孔型中的金属流动规律，结果表明轧件在预切分孔型内的宽展变化是先强迫宽展，后略微收缩，最后再强行宽展，直至充满孔型，而在切分孔型中，轧件宽展与压下量基本呈线性关系，自始至终为强迫宽展。通过对切分楔及切分轮的受力分析，得出了最佳的切分楔和切分轮顶角。
为了研究切分轧制过程的各种影响因素，作者在攀钢研究院检测中心的Gleeble-3500热模拟试验机上完成了热／力学模拟试验，测定了试样的变形抗力、应力-应变曲线和不同轧制温度下压缩后轧件的金相组织结构。通过实验数据分析了变形温度、变形程度和变形速度三者之间的相互影响规律，并由此推导出了变形抗力模型和相关回归系数。选择了合适的轧制力模型、轧制力矩模型，建立了轧制过程温度模型，经现场实测数据修正优化后，所建力能参数模型和温度模型精度都较高，由此可以推算出轧制过程中的轧机负荷。根据轧制温度与变形抗力的关系可得出，轧制温度下降50℃时，变形抗力增加到原来的1.1～1.2倍，通过计算可知，昆钢目前棒材连轧生产线切分轧制小于Φ18mm规格的产品时，均可降低开轧温度50℃左右。金相试验表明，合理降低轧制温度可以使变形后的轧件晶粒更为细化，力学性能得到提高。
以切分轧制过程中各种模型为基础，通过反复的计算，设计开发并优化了Φ18mm、Φ20mm两种大规格螺纹钢筋的切分轧制孔型系统，制定了Φ18mm切分轧制规程表。对Φ18mm螺纹钢筋进行了切分试轧，试轧首次即获成功，针对试轧后切分导卫出现的问题做了详细分析，采取相应措施对孔型和导卫进一步优化改进。经过几个月的轧制数据分析，Φ18mm螺纹钢筋切分轧制比较稳定，较单线轧制相比，产量提高50％～100％，产品各项指标均有所提高，能耗成本降低，经济效益明显。
总之，切分轧制技术是一项提高产量、节能降耗等优势明显的轧钢新技术，虽已被广泛应用，但依然存在许多问题有待于我们进行更深入的研究。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TG335.62【目录】：
Abstract5-11
第一章 绪论11-22
1.1 引言11
1.2 切分轧制技术的发展和应用11-19
1.2.1 国外切分轧制技术的发展概况11-16
1.2.2 我国切分轧制技术的研究与应用16-19
1.3 切分轧制技术的展望19
1.4 本课题的提出及研究意义19-20
1.5 本课题的研究内容20-22
第二章 切分轧制的基本理论22-30
2.1 切分轧制的优缺点22-23
2.1.1 切分轧制的优点22-23
2.1.2 切分轧制的缺点23
2.2 切分轧制的分类23-25
2.2.1 孔型切分轧制法23-24
2.2.2 工具切分轧制法24-25
2.3 切分轧制的原理25
2.4 切分轧制过程中金属的变形特点25-27
2.4.1 轧件在预切分孔型中的变形特点25-26
2.4.2 预切分轧件在切分孔型中的变形特点26-27
2.5 切分楔和切分轮角度的设计27-30
2.5.1 切分楔角度的设计27-28
2.5.2 切分轮顶角的设计28-30
第三章 切分轧制过程力能参数模型和温度模型研究30-51
3.1 金属塑性变形抗力模型30-38
3.1.1 试验条件30-31
3.1.2 试验设备31
3.1.3 试验方法31-32
3.1.4 试验结果及分析32-36
3.1.5 变形抗力模型的建立36-38
3.2 轧制压力数学模型38-39
3.2.1 西姆斯(R.B.Sims)平均单位压力的简化公式38-39
3.2.2 艾科隆德(Eklund)平均单位压力公式39
3.2.3 接触面积的公式39
3.3 轧制力矩模型39-40
3.4 切分轧制温度模型的建立40-46
3.4.1 轧制温降模型的建立41-42
3.4.2 温度变化的计算42-45
3.4.3 温度模型的验证45-46
3.5 昆钢棒材生产线降温轧制的可行性分析46-50
3.5.1 轧机负荷的计算46-48
3.5.2 轧制温度对轧件力学性能的影响48-50
3.6 本章小结50-51
第四章 螺纹钢筋切分轧制孔型设计实践51-75
4.1 孔型设计的方法51
4.2 切分孔型设计应注意的问题51-52
4.3 切分位置的确定52-53
4.4 切分轧制孔型系统的选择53-55
4.4.1 粗、中轧孔型系统选择53-54
4.4.2 精轧机组孔型系统选择54-55
4.5 延伸系数的分配55-57
4.6 预切分和切分孔型中宽展的计算模型57-58
4.7 螺纹钢筋切分孔型系统的设计58-61
4.7.1 K6平辊无孔型压下设计58
4.7.2 K5立箱孔型设计58-59
4.7.3 K4预切分孔型设计59-60
4.7.4 K3切分孔型设计60-61
4.7.5 K2、K1孔型设计61
4.8 螺纹钢筋切分孔型系统参数的确定61-64
4.9 Φ18mm大规格螺纹钢筋切分轧制生产实践64-71
4.9.1 昆钢一轧厂现行棒材生产线概况64
4.9.2 Φ18mm大规格螺纹钢筋切分试轧情况64-67
4.9.3 切分导卫的选择及改进措施67-70
4.9.4 切分轧制过程中出现的工艺质量问题及解决措施70-71
4.10 切分轧制工艺经济效益分析71-73
4.11 本章小结73-75
第五章 结论与展望75-79
5.1 切分轧制原理结论75-76
5.2 切分轧制过程力能参数模型和温度模型研究结论76-77
5.3 螺纹钢筋切分轧制孔型设计实践结论77
5.4 展望77-79
参考文献79-83
附录A84-86
附录B86-87
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