KZ0615.01.01.00軋鋼生產線設計

KZ0615.01.01.00軋鋼生產線設計,kz0615,00,軋鋼,生產線,設計 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 論文題目：KZ0615.01.01.00軋鋼生產線設計 學 院：機械工程學院 專業(yè)班級：機自1105班 學生姓名：趙思雨 指導教師：王赫瑩 開題時間：2015年3月25日 目錄 1 課題的來源及選題的依據(jù) 1.1基本情況介紹 1.2本課題在國內外的研究趨勢 1.3 本課題的目與意義 1.4開展研究工作的設想 2.課題研究擬采用哪些方法和手段 3.完成課題的實驗條件 4.課題進度安排 5.設計總體方案思路 6.參考文獻 8 1 課題的來源及選題的依據(jù) 1.1基本情況介紹 軋鋼(steel rolling）是在運轉的軋輥之間對鋼坯形狀的壓力加工過程。軋鋼過程的目的一方面是為了生產中所需要得到的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材，棒材及各種型鋼等；另一方面是為了改善鋼坯的內部材料性能，例如：我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，火車輪等都是通過軋鋼工藝加工出來的。 軋鋼的分類有多種方式，例如：軋鋼方法按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋；按軋制時軋件與軋輥的相對運動關系不同可分為縱軋，橫軋和斜軋；按軋制產品的成型特點還可分為一般軋制和特殊軋制。周期軋制，旋壓軋制，彎曲成型等都屬于特殊軋制方法。 軋鋼的工藝流程主要包括:原料選定、鋼坯在加熱窯內預加熱、除磷粗軋、預精軋、精軋、吐絲機（線材）、切定尺（棒材）、質量檢測、成品打包、成品入庫等工序。 目前，軋鋼生產線的設計要求不但要將鋼材軋制成功，而且要考慮到在整套軋鋼生產過程的中，每件工序的安排是否合理。從而可以使整個軋鋼生產更加高效、安全、適應性強。所以，軋鋼生產線的工藝流程應該充分考慮合理性、適用性。例如： 加熱窯進坯輸送線與連鑄出坯線貫通, 在主軋線后緊湊地布置棒材線、大盤卷線、線材生產線。合理的工藝流程為整個軋鋼生產線的高效生產、高品質產品和低成本運行提供了有力保證 [6]。 在現(xiàn)代化的軋鋼生產線中，一般都會采用自動控制技術來實現(xiàn)整套產品的加工工序。自動控制能滿足軋制速度的不斷提高和生產過程的連續(xù)化，多品種范圍的尺寸變更以及對軋件尺寸的各種精度要求。自動控制系統(tǒng)是由計算機系統(tǒng)、電氣驅動系統(tǒng)和可靠性高的檢測元件組成。計算機控制的過程有:自動出鋼過程控制、粗、中軋機的微張力軋制控制、精軋機的活套無張力軋制控制、活套的自動調節(jié)、自動切頭飛剪和自動事故剪、盤卷推出機的自動操作等。 采用自動控制之后將會有諸多有利因素，比如:采用了計算機控制之后,通過計算機進行科學組織,統(tǒng)籌安排,可以使已有的軋鋼生產線內設備安裝的各個階段有機的聯(lián)系起來,使加工各工序有效的流暢運行，而且也可以使設備安裝工期壓縮到最少。此外，通過運用合理的控制管理程序和使用先進的數(shù)字控制施工技術及應用計算機模擬仿真,就可以確保設備的安裝質量和安全生產。所以，通過對軋鋼生產線采用先進的自動控制技術可以實現(xiàn)設備安裝質量最高、安裝工期最短的效果。 1.2本課題在國內外的研究趨勢 自改革開放以來，隨著我國經濟建設的平穩(wěn)迅速發(fā)展,我國國內的大型基礎設施建設、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)以及其他國家相關支柱產業(yè)的強勁崛起,目前對鋼材的需求量越來越大。由于這些強勁的需求也就促使了我國鋼產量的快速提升。據(jù)調查統(tǒng)計，我國每年的粗年鋼產量,已經由幾年前的1億噸增加至2014年的16.62億噸，占全球的49.5%。但是許多鋼材加工企業(yè)的工藝落后，設備老化，導致軋制出來的產品廢品率高，精度低。所以，依據(jù)國家的相關要求,為了提高生產力和降低能耗、發(fā)揮最大的經濟效益和社會效益、實現(xiàn)綠色工業(yè)，國內的鋼鐵企業(yè)在幾年前就開始進行了優(yōu)化、整合和重組,相繼成立了以寶鋼集團、首鋼集團、武鋼集團和鞍本集團為代表的國際化的大型鋼鐵集團。這些大型的鋼鐵集團現(xiàn)在正根據(jù)各自的企業(yè)優(yōu)勢和產品特點,按照市場的需求快速改建和新建各自的鋼材生產線[7]。 軋鋼生產線的主要設備一般是指進行軋制的設備，即軋機。據(jù)記載，1480年意大利人達·芬奇就曾經設計出過軋機的草圖。1553年法國人布律列爾曾經將金和銀的板材進行軋制,用來制造錢幣。此后在西班牙、比利時和英國相繼出現(xiàn)軋機，英國于1766年生產出了串列式小型軋機。 在當代，現(xiàn)代軋鋼生產線發(fā)展的趨勢是趨于連續(xù)化、自動化、專業(yè)化。這樣發(fā)展使得產品的質量高,原料消耗低。60年代以來世界上的軋鋼生產線在設計、研究和建設方面取得了很大的進展，使帶材冷熱軋生產線、厚板軋生產線、高速線材軋生產線、H型材軋生產線和連軋管生產線等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達每秒鐘 115米的線材軋制生產線、全連續(xù)式帶材冷軋機、5500毫米寬厚板軋鋼生產線和連續(xù)式 H型鋼軋鋼生產線等一系列先進的生產線。目前，生產線用的原料的重量增大，而且采用液壓 AGC、板形控制、電子計算機程序控制等手段并且測試控制手段越來越完善，軋制品種不斷擴大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制，還有其它適應新的產品質量要求和提高經濟效益的各種特殊結構的軋鋼生產線也正在發(fā)展之中。 我國的大型鋼鐵企業(yè)從20世紀70年代就已經開始采用先進的連軋生產線。連軋生產線采用了一系列整套的先進自動化控制系統(tǒng)，全線軋制生產過程和操作監(jiān)控過程全部都由計算機控制實施。通過使用計算機進行控制，可以使鋼坯在幾架軋機上同時進行軋制，大大的提高了生產效率和產品的質量。 1.3 本課題的目的與意義 本課題通過對KZ0615.01.01.00軋鋼生產線進行設計，需要確定合理的設計方案；繪制該生產線的總裝圖及部件圖；對主要零件進行結構設計；及校核計算。并根據(jù)機械零件設計手冊來選擇合適的電機、減速器并撰寫畢業(yè)論文。通過上述程序最終完成本課題的所有內容。 利用總共18周的畢業(yè)設計，來完成軋鋼生產線的設計，并輝指出其總裝圖及部件圖，而且要對主要零件進行校核計算。通過畢業(yè)課題的設計，是本人應用所學知識完成一個完整機械設備的設計體驗。明確整套設計流程，可以為畢業(yè)后的實際設計工作奠定基礎。 1.4開展研究工作的設想 本次畢業(yè)設計是我在本科四年的生涯中第一次完整的設計一個整套的機械設備，意義非常重大。通過這次的畢業(yè)設計，可以讓我初步了解日后實際生產應用中所需要進行的各項工序，為以后展開相關的研究打下一定基礎。 在這次畢業(yè)設計中，需要進行相關的準備工作有:首先，需要了解設計的答題要求對課題由一個基本的了解，明確索要設計的東西；其次，在了解相關信息后，需要確定合理的設計方案。合理的設計方案需要查閱相關資料，包括各類期刊、雜志、會議、報刊的關于軋鋼生產線的有關記錄，各個專家所撰寫的有關軋鋼生產線的書籍，還有專家學者們關于軋鋼生產線的有關成型設計等等。而且，這次軋鋼生產線的設計還需要查閱各個外國專家學者有關軋鋼生產線的相關研究成果，了解外國的相關發(fā)展結論。通過查閱大量的國內國外的資料，得出最后的總體方案設計；在論證完成總體方案設計后，就要開始繪制所設計的軋鋼生產線的總裝圖及部件圖，并且要對其中主要零件結構進行設計以及校核計算。在該步驟設計中，所需要的電機，減速器及標準件需要通過查閱機械零件設計手冊來選擇；完成圖紙的繪制之后，我需要對之前所完成的設計方案進行最后的修改和整理用來完成最后畢業(yè)論文的書寫。撰寫畢業(yè)論文需要所畫出的總裝圖、部件圖、計算結果等統(tǒng)一的整理匯總起來，并對其中的錯誤進行修改，把不合理的步驟進行完善和優(yōu)化。通過一系列的論證完成畢業(yè)論文的書寫并最終完成整個軋鋼生產線的設計然后參加畢業(yè)答辯。 2.課題研究擬采用哪些方法和手段 （1）對文獻進行深入探索的方法：在畢業(yè)設計中，通過發(fā)掘國內外最新的工程經驗和行業(yè)的發(fā)展動態(tài)以及有關理論。參考已有的理論結果，支撐和組建本課題的理論框架和相關的方法。 （2）深入調查研究的方法：通過總結整理所有最新資料，得出對軋鋼生產線設計的最終結果。然后，對結果進行深入的論證，找出其中的不足并加以改進。最終確定這次軋鋼生產線設計的最佳結論。 （3）基礎實驗觀察的方法：通過操作變量的變化，經前后測定對比，分析該實驗的因果關系，并最終得出最佳的方案。是整套軋鋼生產線的設計的最終結果更加完善。 （4）進行實際操作并進行研究的方法：軋鋼生產線是一種在實際的工業(yè)生產中工作的設備。所以，對軋鋼生產線的設計就要邊實踐邊總結邊研究，及時制定、修訂設計方案，真正的把本科四年所學的理論應用恰當。 在上述四種研究方法中，行實際操作并進行研究的方法，是這次畢業(yè)設計的主要研究方法。這是因為在實際的工業(yè)生產中，加工過程受各種因素、各個方面的綜合干擾。僅僅通過查閱相關資料是不能夠完整的考慮到各個因素的影響。所以，要親自到實踐中去，理論與實踐相結合，才能把本次畢業(yè)設計做好。 3.完成課題的實驗條件 （1）在圖書館網絡上查閱相關資料,了解國內外最新的前沿資訊。這是本次畢業(yè)設計的理論基礎。 （2）指導老師對本課題的指導。指導教師從業(yè)已有近30年，對本次的軋鋼生產線設計一定有比本人更高的見解。通過指導老師的指導可以少走彎路，更高效的完成畢業(yè)設計。 （3）充裕的設計時間。這次畢業(yè)設計是大學以來第一次獨立完成整套機械設備的相關設計。我在很多方面一定會有各種不足之處，所以我需要18周的時間來完成這次畢業(yè)設計。 （4）良好的實驗環(huán)境。在設計中，相關的計算及零件選用需要一定的技術手段來檢驗其是否最優(yōu)，所以，我需要一定的實驗條件來對相關數(shù)據(jù)進行校驗。這樣才能最終將畢業(yè)設計完成至一個令人滿意的結果。 4.課題進度安排 1 3月2日至3月6日 查閱相關的資料，了解本課題的相關內容 2 3月9日至3月13日 翻譯相關的英文資料，綜述整理資料 3 3月16日至3月20日 撰寫開題報告 4 3月23日至3月27日 完成英文翻譯及開題報告 5 3月30日至4月3日 論證設計方案 6 4月6日至4月10日 確定設計方案，選擇標準件 7 4月13日至4月17日 繪制總裝圖，確定相關零件尺寸 8 4月20日至4月24日 繼續(xù)繪制總裝圖 9 4月27日至5月1日 繪制總裝圖 10 5月4日至5月8日 完成總裝圖，繪制部件圖 11 5月11日至5月15日 繪制部件圖及主要零件圖 12 5月18日至5月22日 完成圖樣繪制，校核主要零件 13 5月25日至5月29日 撰寫畢業(yè)論文修改圖樣錯誤 14 6月1日至6月5日 撰寫畢業(yè)論文 15 6月8日至6月12日 撰寫修改畢業(yè)論文 16 6月15日至6月19日 修改完成圖樣及論文 17 6月22日至6月26日 整理上文答辯材料 18 6月29日至7月3日 畢業(yè)答辯 5.設計總體方案思路 （1）總裝配圖的設計 （2）上輥盒的設計 （3）機架的設計 （4）換輥裝置的設計 （5）接軸夾緊裝置的設計 （6）電機的選用 6.參考文獻 [1] 陳講孝. 12萬噸/年軋鋼生產線擴能技術改造[J]. 甘肅冶金, 2005, 27(3). [2] 曹劍釗, 彭文， 龔殿堯, 張殿華. ６２０ｍｍ熱連軋窄帶鋼生產線快節(jié)奏軋制的全線跟蹤[J]. 中國冶金, 2013, 23(12). [3] 魏宏武. 安鋼1780mm 熱連軋生產線的工藝及設備[J], 2011. [4] 李龍珍. 鞍鋼1780生產線自動化系統(tǒng)設計[J]. 鞍鋼技術, 2004, 3. [5] 李龍珍. 鞍鋼熱軋帶鋼廠自動化系統(tǒng)的總體設計[J]. 鞍鋼技術, 2000, 11. [6] 許亞非, 劉劍恒, 王至道, 劉全. 寶鋼特殊鋼分公司長型材軋鋼生產線的新工藝和新技術[J].寶鋼技術, 2005,5. [7] 夏友木. 大型熱連軋軋鋼生產線設備安裝工藝優(yōu)化研究[D]. 西安，西安建筑科技大學，2009 [8] 王震宙, 孫強. 東北特鋼高線公司軋鋼生產線的新工藝和新技術[J]. [9] 楊固川. 寬帶鋼熱連軋機設備技術分析. 重型機械科技[J], 2011, 3. [10] 董洪山. 南鋼高速線材軋機生產線的技術改造[J]. 2003. [11] 張偉. 設備故障診斷技術在軋鋼生產線上的應用[J]. 產業(yè)與科技論壇, 2011, 10(13). [12] 楊廣, 金學俊, 解建平. 現(xiàn)代化的寶鋼2050mm熱軋機組[J].軋鋼， 2002, 19(2). [13] 李太福, 馮國良, 鄧仁明. 軋鋼生產線的集散控制. 儀器儀表學報[J], 2004, 24(4)增刊. [14] 郝秀峰. 軋鋼生產線的自動化網絡系統(tǒng)方案分析[J].中國儀器儀表, 2011. [15] 喬雷永. 軋鋼自動化的簡易分析與研究[D]. 天津市， 天津冶金軋一鋼鐵集團有限公司. [16] Chen Wei, Fang Kangling , Liu Xinhai. A Design of Vision-based Location Control System for Steel Rolling Mill[R]. Zhangjiajie, Hunan, China. College of Information Science and Engineering, Wuhan University of Science and Technology,Wuhan, 2007. [17] Won-Ho Lee. Mathematical Model for Cold Rolling and Temper Rolling Process. 1296 KSME International Journal Vol 16 No.10, pp.1296--1302, 2002. Instrumentation & Control Research Group, Technical Research Laboratories, POSCO, Kyungbuk 790-785, Korea. [18] Zhou Wan, Xiaodong Wang. Model Adaptive Learning for Steel Rolling Mill Control. Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology Kunming, China.