CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÁN THÉP GÓC CÂN 60x60x6 CÔNG SUẤT 200.000 TẤN NĂM

Tình hình thép Việt Nam• Do nhu cầu phát triển kinh tế cả nước, ngành công nghiệp thép trong những năm gần đây phát triển mạnh thu hút đầu tư trong và ngoài nước • Theo Vietnam Steel Ass

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÁN THÉP GÓC CÂN

60x60x6 CÔNG SUẤT 200.000 TẤN/ NĂM

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNGTHANH

Th.S NGUYỄN ĐĂNG KHOA SVTH: TRẦN THỊ THÙY VÂN

MSSV: V0804787 LỚP: VL08KL

Nội dung thuyết trình

Chương 1: Sơ lược về tình hình thép.

Chương 2: Cơ sở lí thuyết cán thép góc cân Chương 3: Thiết kế công nghệ.

Chương 4: Thiết bị xưởng cán

Kết luận

Chương 1: Sơ lược về tình thình

thép

1.1 Tình hình thép thế giới.

• Theo số liệu vừa được Hiệp hội Thép Thế giới(WSA) công bố, sản lượng thép thô toàn cầuđạt 1,527 tỷ tấn trong năm 2011, tăng 6,8% so với năm 2010 và là mức cao nhất trong lịch sử

Hình 1.1:Tỷ trọng sản lượng thép năm 2010 và 2011

• Tháng 1, năm 2012, sản lượng thép trên thế

giới do 59 quốc gia báo cáo về Hiệp hội thépthế giới (WSA) là 117,7 triệu tấn, giảm 7,8%

so với tháng 1 năm 2011

• Tháng 2 năm 2012, sản lượng thép đạt 119

triệu tấn, tăng 1,9% so với tháng 2 năm 2011

• Tháng 3 năm 2012, sản lượng thép do 62 nướcbáo cáo về WSA là 132 triệu tấn, tăng 1,3% so với tháng 3 năm 2011

1.2 Tình hình thép Việt Nam

• Do nhu cầu phát triển kinh tế cả nước, ngành

công nghiệp thép trong những năm gần đây phát triển mạnh thu hút đầu tư trong và ngoài nước

• Theo Vietnam Steel Association-VSA cho biết:

Trong năm 2010, các doanh nghiệp thép Việt Nam sản xuất được 8,7 triệu tấn sản phẩm thép, tăng

Trình độ công nghệ trang thiết bị:

• Ngành thép Việt Nam hiện nay có năng lực sản xuất thực tế khoảng 2,6 triệu tấn thép cán/năm

(thép xây dựng); 0,5 - 0,6 triệu tấn phôi thép

bằng lò điện (phôi thép vuông và cả thỏi đúc cỡ

nhỏ)

Chất lượng sản phẩm:

• Sản phẩm của các nhà máy hiện đại, chất lượng thép ngang bằng với thép xuất khẩu, các cơ sờ sản xuất nhỏ công suất < 20000 tấn / năm có chất lượng kém

Cơ cấu sản phẩm thép ngày nay:

• Hiện nay, ngành thép Việt Nam mới chỉ sản xuất được các loại thép tròn trơn, tròn vằn ( 10 -

40mm), thép dây cuộn (6 – 10 mm) và thép hình

cỡ nhỏ, cỡ vừa.

• Khả năng tự sản xuất phôi thép trong nước còn

nhỏ bé, chỉ đáp ứng được khoảng 28%, còn lại

72% nhu cầu phôi thép cho các nhà máy cần phải nhập khẩu từ bên ngoài.

• Tóm lại, nhìn chung ngành thép Việt Nam tuy có phát triển với điểm mạnh là có nguồn quặng

phong phú.Nhưng điểm yếu là phát triển phân tán, quy mô sản xuất nhỏ, thiếu bền vững, cơ cấu mặt hàng chưa đa dạng, còn hẹp

1.3.Khái quát về sản phẩm thép góc cân

60x60x6

• Phân loại theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7571-1 :2006

• Chọn vật liệu làm thép góc cân 60x60x6 làthép CT3

Chương 2: Cơ sở lí thuyết cán thép góc

cân

2.1.Hệ thống lỗ hình:

2.1.1.Hệ thống lỗ hình hộp chữ nhật vuông:

2.1.2.Hệ thống lỗ hình vuông – oval:

2.1.3.Hệ thống lỗ hình thoi vuông:

2.1.4.Hệ thống lỗ hình oval – tròn :

2.2.Lỗ hình cán tinh trong thép góc:

2.2.1 Hình dáng, kết cấu lỗ hình cán tinh:

Hình 2.1: Sơ đồ biến dạng trong lỗ hình cán thép góc

• Nhiệm vụ của lỗ hình tinh là thực hiện nắn thẳng cạnh trước khi hình thành góc vuông ở đỉnh, đồng thời ép theo chiều dày cạnh

• Chiều rộng của lỗ hình tinh lấy lớn hơn hoặc bằng chiều rộng của phôi đưa vào trong lỗ hình để

tránh hiện tượng tóp cạnh

• Cấu tạo lỗ hình tinh thì có thể có 2 loại: lỗ hình tinh với hạn chế giãn rộng và lỗ hình tinh với

độ giãn rộng tự do

Hình 2.3: Cấu tạo lỗ hình tinh khi cán thép góc.

a.Lỗ hình tinh với hạn chế giãn rộng b.Lỗ hình tinh giãn rộng tự do

Cấu tạo của lỗ hình uốn cạnh trước tinh:

b’: chiều dài cạnh đoạn thẳng R: bán kính uốn cạnh.

H: chiều sâu của rãnh trên trục cán.

B: chiều rộng của lỗ hình ( hình chiếu bằng của lỗ hình)

X: khoảng cách từ đỉnh góc đến đường thẳng qua tâm đường

2.2.2.Hệ số biến dạng theo chiều dày cạnh:

H: chiều dày cạnh trước khi vào lỗ hình.

h: chiều dày cạnh sau khi cán.

H h

 

Hình 2.4: Đồ thị khảo sát hệ số biến dạng theo chiều dày cạnh góc.

Chương 3: Thiết kế công nghệ

3.1.Sản phẩm đầu vào – đầu ra:

• Nguyên liệu đầu vào là phôi thép CT3, kích thước

140x140x4300.

• Sản phẩm là thép góc 60x60x6.Tiết diện ngang 691mm 2

• Công suất là 200000 tấn/năm.

3.2.Quy trình cán thép góc cân 60x60x6

Phôi

thép

Tẩy vảy gỉ Nung Cán thẳngNắn

Sàn làm nguội

Cắt đoạn chỉnhTinh

Tẩy khuyết tật, phân loại, đóng gói

3.3.1.Tính và thiết kế lỗ hình thô:

Số liệu ban đầu:

– Đường kính ban đầu: 500 mm

– Khe hở trục cán: 12 mm

– Số vòng quay trục cán: n = 120 vòng/phút – Kích thước phôi ban đầu: 140 x 140 mm – Kích thước phôi sau khi nung nóng:

 Chiều cao h0 = 140x1,013= 142

 Chiều rộng b0= 142

Lỗ hình 1 : 0 1 min 1 0

0 min

( ).(1 cos 26 ) (1 cos 26 ) 142 450.(1 0,899)

2 2

(142 107,5).[1 (1 0, 422).( ) ]

( ).[1 (1 ).( ) ]

196, 25.0, 422

F h b

B b tg

h t

3.3.2.Tính toán thiết kế lỗ hình trung tinh:

• Quá trình tính là ngược hướng cán, có tính đếndung sai âm, nhiệt độ kết thúc cán

• Xác định hệ số giảm chiều cao xác định theo

đồ thị hình 2.4

• Nguyên tắc : chiều rộng lỗ hình giảm theo

chiều ngược hướng cán

• Tính lượng giãn rộng trong mỗi lỗ hình

• Tính các kích thước của lỗ hình

.

; / 60



 k i i

i

V

3.5.Tính lực cán:

Lực cán được tính theo công thức:

P = Pcp*FTrong đó:

• P: Lực cán (Tấn);

• Pcp: Lực cán đơn vị trung bình (Kg/ mm2);

• F : diện tích tiếp xúc phôi và trục cán

 i: tỉ số truyền từ động cơ tới trục cán.

• Momen cán được tính theo công thức:

 lc: chiều dài cung biến dạng

• Momen ma sát do lực cán sinh ra tại cổ trục cán Mms1:

Công suất động cơ tính theo công thức:

 

dc dc dc dc

N   M  M kW

Chương 4: Thiết bị xưởng cán

4.1.Trục cán:

Trục cán thô:D=500

Llv = 1250 mm Đường kính cổ trục:d=300mm

Kích thước đầu nối:

Đường kính phần tham gia lắp với các khớp nối trục:

d1= (0,65 ÷ 0,75).d = (0,65 ÷ 0,75).180 = 117 ÷ 135 mm.

Chọn: d1= 120 mm.

4.1.2.Lựa chọn động cơ cho trục cán:

• Dựa theo mục 3.6 đã trình bày ở chương III vềmomen cán và công suất động cơ, ta chọn

được động cơ có công suất lớn nhất để hoạt

động tốt nhất

• Theo bảng phụ lục tính toán động cơ, ta chọnđộng cơ có công suất Ndc=399kW

4.2.Thiết bị trong xưởng cán:

4.2.2.Giàn cán:

• Trước khi phôi vào giá cán thô, phôi được cạosạch vẩy bằng nước áp suất cao (250 bar max) trong lúc nó vận chuyển trên bàn con lăn, tốc

độ tại chỗ làm sạch tối ưu xấp xỉ 1÷1,3 m/s

4.2.3 Máy nắn:

• Đặt sau giá cán tinh , nắn sau khi cán

• Tiến hành ở trạng thái nóng để giảm lực nắn vàứng suất dư cho phép, không làm thay đổi hìnhdạng và diện tích tiết diện vật cán

• Phần 2: Bộ phận thanh răng bất động bố trí xen kẽ với

thanh răng động vừa làm nhiệm vụ làm sàn, vừa làm nhiệm

vụ dịch chuyển vật cán

• Phần 3: Bộ phận thanh răng bất động đi ra khỏi sàn nguội

cũng là sàn lăn bố trí ở phía bên kia của sàn nguội.

Kết luận.

Những vấn đề đã hoàn thành.

• Tìm hiểu được sơ bộ về tình hình sản xuất thép trên thế giới và Việt

Nam và các ứng dụng quan trọng của thép trong lĩnh vực kỹ thuật và đời sống.

• Tìm hiểu về các hệ thống lỗ hình thông dụng, vùng biến dạng, lỗ hình cán tinh trong thép góc, một số máy cán thép hình và quy trình cán thép góc cân.

• Hoàn thành tính toán các thông số công nghệ quan trọng: thông số lỗ hình, vận tốc cán, lực cán, moment động cơ, công suất động cơ, tính toán trục cán.

• Trình bày các thiết bị trong xưởng cán.

Tài liệu tham khảo

1.Nguyễn Trường Thanh, Cơ sở kĩ thuật cán, Nhà xuất bản ĐH Quốc

6.World Steel in Figures 2011,

http://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2011/wsif.html