[123doc] - thiet-ke-xuong-can-hinh-san-san-xuat-cac-san-pham-thep-tron-xay-dung-goc-u-i-nang-suat-khoang-180000-tannam-tinh-cong-nghe-can-thep-day-6-5-d12-thep-goc-n9

Hàng loạt nhà máy thép được đầu tư hiện đại xuất hiện từ Bắctới Nam như Tập đoàn thép Hòa Phát, thép Việt Úc, nhà máy thép Phú Mỹ …Ngành cán thép của nước ta hiện nay sản xuất ra khá nhi

Sau 36 năm giành độc lập cả nước ta đang chung tay xây dựng một nước XãHội Chủ Nghĩa giàu mạnh Để thực hiện chuyển đổi nền kinh tế đưa nước ta đi từnền kinh tế bao cấp, nông nghiệp lạc hậu sang nền kinh tế thị trường và là mộtnước công nghiệp tiên tiến nhà nước ta đang thực hiện chủ trương công nghiệphóa hiện đại hóa đất nước Để thực hiện điều đó, Chính phủ đã có chủ trương xâydựng những ngành kinh tế trọng điểm, mũi nhọn Ngành thép là một trong 10ngành kinh tế được xếp vào những ngành kinh tế trọng điểm được quan tâm đầu

tư và phát triển của quốc gia Hiện nay sự phát triển ngành thép của một quốc giacũng là tiêu chí để đánh giá sự phát triển của quốc gia đó

Sau nhiều năm được quan tâm đầu tư ngành thép nước ta đã đạt được nhiềubước tiến đáng kể trong khai thác quặng trong việc chế tạo phôi và đặc biệt làtrong ngành cán Hàng loạt nhà máy thép được đầu tư hiện đại xuất hiện từ Bắctới Nam như Tập đoàn thép Hòa Phát, thép Việt Úc, nhà máy thép Phú Mỹ …Ngành cán thép của nước ta hiện nay sản xuất ra khá nhiều chủng loại thép nhưthép gai, thép hình, thép ống, thép tấm, thép góc đặc biệt là thép gai đang cungcấp thép cho công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước

Trong những năm tới, nhu cầu về thép nói chung và thép cho ngành xâydựng nói riêng vẫn sẽ rất lớn điều này tạo điều kiện cho việc xây dựng thêm vànâng cao năng suất của các nhà máy cán thép ở nước ta

Đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế xưởng cán hình sản sản xuất các sản phẩm

thép tròn xây dựng , góc U,I năng suất khoảng 180000 tấn/năm Tính công nghệ

máy cán thép

Để hoàn thành bản đồ án này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thểcác Thầy, cô trong bộ môn, các bạn trong lớp vì những đóng góp, trao đổi ý kiến

trong quá trình làm đồ án Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Phạm Văn Côi

vì sự tận tâm của Thầy để em có thể hoàn thành bản đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Sinh viên thực hiện.

Mai Văn Phương

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CÁN THÉP TRONG

NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thép trong khu vực và trên thế giới

Tình hình sản xuất thép trong khu vực và trên thế giới trong những năm vừaqua tăng trưởng mạnh mẽ Các tiến bộ khoa học kỹ thuật ngày càng được ứngdụng nhiều làm cho công nghệ sản suất thép dần được chuyển sang chế độ tựđộng hoá hoàn toàn Giảm sức lao động của con người, nâng cao được năng suấtchất lượng của thép

Trong khu vực các nhà máy cán thép của các nước như: Indonêxia,Malaysia, ThaiLan, Philippin, Singapo có công suất rất lớn từ 12 triệu tấn đối vớiphôi thép, gần 15 triệu tấn đối với thép xây dựng, trên 16 triệu tấn thép lá và cácloại thép khác Mặc dù vậy hiện nay các nước trong khu vực Đông Nam Á vẫncần nhu cầu về thép rất lớn, hàng năm các nước trong khu vực phải nhập mộtlượng phôi trên 5 triệu tấn

Bảng 1.1 Tình sản xuất thép của một số nước trong khu vực

Năm 2010, hiệp hội thép thế giới (WSA) dự đoán thế giới sẽ tiêu thụ 1,206

tỷ tấn thép, tăng 9,2% so với năm 2009 Trong đó, tiêu thụ của Trung Quốc tăng5%, của các nền kinh tế mới nổi tăng 12%, tại EU-27 tăng 12% và ở các nền kinh

tế phát triển là 15%, xem bảng 1.2

Bảng 1.2 Bảng tiêu thụ thép của thế giới từ năm 2008 – 2010.

1.2 Tình hình xây dựng và phát triển ngành thép tại Việt Nam

1.2.1 Giai đoạn từ năm 2000 trở về trước.

Sau những năm đầu giải phóng đất nước, nhà máy cán thép đầu tiên Gia

Sàng (Thái Nguyên) đi vào hoạt động với công suất 5 vạn tấn/ năm Tiếp đếnnăm 1978 nhà náy cán thép Lưu Xá ( Thái Nguyên ) cũng hoàn thành đi vàohoạt động với năng suất 12 vạn tấn/năm Cho đến năm 1986 sản lượng thép cảnước rất khiêm tốn chỉ đạt khoảng 20 vạn tấn/năm.

Bước đi ban đầu của ngành công nghiệp thép Việt Nam chủ yếu giai đoạn từ1994-1997 Xuất phát từ nội dung của chiến lược phát triển ngành để phù hợpvới khả năng và sử dụng hiệu quả vốn đầu tư đồng thời nhanh chóng có sảnphẩm đáp ứng nhu cầu của xã hội tới 2000 Ngành thép Việt Nam đã có sự thayđổi về chiến lược đầu tư sản xuất Nhà nuớc đã xây dựng và liên doanh với cáccông ty nuớc ngoài xây dựng các nhà máy cán thép hình POSCO – VPS,VINAKYOEI, NASTEELVINA, VINAUSTEEL, VINAPIPE, VINAKANSAI,v.v… Tổng công ty thép và công ty thép Miền Nam đã xây dựng thêm các nhàmáy cán hình liên tục 30 vạn tấn/năm tại Thái Nguyên, 12 vạn tấn/năm tại ĐằNẵng, 50 vạn tấn/năm tại Vũng Tàu, v.v… Đặc biệt các công ty tư nhân xâydựng thêm các nhà máy cán thép hình như Nam Đô, Pomi Hoa, Cửu Long, v.v…Đến năm 2010 sản luợng thép của cả nuớc đạt khoảng 6 triệu tấn Tuy nhiên, cảnuớc chỉ sản xuất thép hình dùng trong xây dựng, các loại ống thép hàn là chủyếu, ta chưa có nhà máy cán nóng thép tấm, chưa có nhà máy cán ống không hàn,chưa có nhà máy chế tạo và cán thép hợp kim

1.2.2 Chiến lược phát triển ngành thép Việt Nam đến năm 2020

Mặc dù đã đạt một số thành tựu đáng kể, nhưng ngành Luyện kim Việt Namvẫn trong tình trạng sản xuất nhỏ, phân tán, nguyêu liệu nghèo nàn (hầu nhưkhông có than mỡ, nguồn quặng sắt chất lượng cao, điều kiện khai thác khókhăn) giá thành sản phẩm cao, chưa có các nhà máy công suất lớn, hiện đại nhưkhu liên hợp luyện kim làm trụ cột và ngành thép vẫn là ngành kém phát triển,khả năng cạnh tranh của sản phẩm thấp so với sản phẩm cùng loại tại một sốnước trong khu vực

Để làm cơ sở cho ngành công nghiệp thép phát triển, Bộ Công nghiệp đãxây dựng chiến lược phát triển ngành thép đến năm 2020 với những quan điểmphát triển như sau:

- Phát triển ngành công nghiệp thép trở thành một trong những ngành côngnghiệp cơ bản, có tiềm lực đủ mạnh để có thể đáp ứng phần lớn nhu cầu về cácloại thép thông dụng của các ngành kinh tế, góp phần xây dựng nên kinh tế độclập tự chủ và bảo đảm an ninh quốc phòng cho đất nước

- Phát triển ngành thép phải đảm bảo kết hợp hài hoà giữa phát huy nội lựctrên cơ sở khai thác hiệu quả các nguồn lực sẵn có trong nước (tài nguyên

khoáng sản, vốn, lao động) và huy động các nguồn lực từ bên ngoài (vốn, côngnghệ, kinh nghiệm).

- Phát triển ngành thép phải đảm bảo sự phát triển hợp lý giữa khâu thượngnguồn (sản xuất thép thô), và hạ nguồn (thép cán và sản phẩm gia công sau cán);đảm bảo tính bền vững và khả năng cạnh tranh trong tiến trình hội nhập kinh tế

và phân công lao động quốc tế, nhanh chóng tiếp cận công nghệ mới, hạn chếđến mức thấp nhất ảnh hưởng đến môi trường

- Huy động, khuyến khích mọi thành phần kinh tế trong và ngoài nước thamgia đầu tư phát triển ngành thép trên tinh thần đảm bảo lợi ích nhà đầu tư gắn liềnvới lợi ích nhà nước, lợi ích xã hội; các doanh nghiệp Nhà nước, mà nòng cốt làTổng công ty thép Việt Nam giữ vai trò chủ đạo, chịu trách nhiệm đầu tư vàonhững lĩnh vực không có khả năng huy động các thành phần kinh tế khác

* Một số mục tiêu cụ thể

Về chất lượng và chủng loại sản phẩm: Phấn đấu chất lượng sản phẩm thépViệt Nam đạt tiêu chuẩn quốc tế, đến năm 2010 cơ bản đáp ứng 60% nhu cầuthép trong nước và 80% nhu cầu phôi thép để cán thép xây dựng Riêng thép đặcbiệt cho chế tạo cơ khí, thép đặc chủng cho công nghiệp quốc phòng, sẽ tập trungđầu tư sản xuất với quy mô phù hợp, đáp ứng một số chủng loại có nhu cầu lớn,thường xuyên, còn lại sẽ nhập khẩu Sản phẩm sản xuất trong nước đủ cạnh tranh

về chất lượng và giá cả khi hội nhập

Về trình độ sản xuất: Đến năm 2020 trình độ sản xuất của toàn ngành sẽ đạtmức tiên tiến trong khu vực, với trang thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến vàđược tự động hoá cao

Về đảm bảo nguyên liệu: Sử dụng đến mức cao nhất nguồn nguyên liệutrong nước Chủ động tìm nguồn nhập khẩu thép phế, than cốc, quặng sắt, phôithép ổn định

Về đầu tư phát triển: Tập trung cho việc cơ cấu lại ngành thép quốc doanh,

cổ phần hoá các đơn vị chuyên kinh doanh thép thuộc Tổng công ty thép Việtnam, nghiên cứu chuyển đổi mô hình quản lý của Tổng công ty với các đơn vịsản xuất thành viên sang mô hình quản lý mới: Công ty mẹ, công ty con Đẩymạnh công tác chuẩn bị nhằm sớm hình thành Khu liên hiệp luyện kim tại miềnTrung (tỉnh Hà Tĩnh), với công suất 4 – 5 triệu tấn thép/năm Trước năm 2010 cốgắng tìm nguồn vốn đầu tư một số công trình chủ yếu, là hạt nhân của Khu liênhiệp như: đầu tư cơ sở hạ tầng, khai thác quặng sắt, luyện thép, nhà máy cánnóng

Về thị trường: Từng bước thay thế thép nhập khẩu bằng thép sản xuất trongnước, làm chủ thị trường về các loại thép thông dụng (kể cả tấm lá) có nhu cầulớn, thường xuyên Chú trọng tìm kiếm thị trường để tiến tới xuất khẩu thép.

Về vốn đầu tư: Huy động vốn trong nước và vốn nước ngoài bằng nhiều hìnhthức như: mua thiết bị trả chậm, phát hành trái phiếu, cổ phần hoá doanh nghiệp

để huy động vốn góp cổ phần cho đầu tư phát triển sản xuất thép, nghiên cứu cơchế đặc biệt khuyến khích các nhà đầu tư nước ngoài sử dụng nguồn quặng sắtsẵn có trong nước để phát triển sản xuất khâu thượng nguồn

- Về tốc độ tăng trưởng sản xuất thép:

Giai đoạn 2011 – 2020: bình quân tăng 8,5 – 9,5% /năm

- Về sản lượng thép thành phẩm sản xuất trong nước:

+ Đến năm 2010 đạt 6,1 triệu tấn/năm,

+ Đến năm 2015 đạt 10 triệu tấn/năm,

+ Đến năm 2020 đạt trên 14 triệu tấn/năm

Bảng 1.3 Bảng dự báo về tình tiêu thụ thép Việt Nam từ 2010 – 2020.

Cơ cấu tiêu thụ

Tổng nhu cầu (triệu tấn)

Sản xuất (%)

Nhập khẩu (%)

* Các dự án đầu tư sắp tới cho nghành thép.

Đối với 2 Dự án Khu liên hợp luyện kim và khai thác quặng sắt Thạch Khêcần nguồn vốn rất lớn, khoảng 3 tỷ USD; vì vậy chúng ta sẽ huy động nguồn vốntrong nước kết hợp với việc kêu gọi đầu tư nước ngoài nhằm thu hút công nghệ

kỹ thuật hiện đại và giảm bớt khó khăn về nguồn vốn, hiện tại một số công ty, tậpđoàn luyện kim mạnh từ nước ngoài như: POSCO (Hàn Quốc), ARCELOR(Pháp), SUNSTEEL (Đài Loan), ESSAR Ấn Độ quan tâm đến 2 Dự án này Đặc biệt khu công liên hợp gang thép vũng áng công suất đạt 15 triệutấn/năm do tập đoàn công nghiệp nặng Formosa của Đài Loan đầu tư với số vốnnên đến 15 tỷ USD đã giải phóng mặt bằng và đi vào xây dựng

Dự án xây dựng Khu liên hợp thép tại Khu công nghiệp Nhơn Trạch, Đồng

Nai, 100% vốn đầu tư nước ngoài, công suất giai đoạn đầu 1 triệu tấn thép thỏithỏi/năm, vốn đầu tư trên 200 triệu USD do Công ty SNSTEEL Đài Loan đầu tư.

Kết luận

Ở Việt Nam, thị trường thép vẫn còn lạc hậu cả về chất lượng và số lượng;doanh nghiệp trong nước vẫn còn yếu và mong manh Trong bối cảnh như vậy,chương trình phát triển và đầu tư của chính phủ vào các doanh nghiệp nhà nướctương đối hiện đại (ví dụ như Tổng công ty thép Việt Nam và các doanh nghiệpthành viên) đã và đang đóng những vai trò quan trọng Ngành công nghiệp gangthép Việt Nam cần giải quyết cùng lúc khá nhiều vấn đề Nhiệm vụ tổng hợpđang đặt nhằm đạt được phát triển công nghiệp trong xu thế tự do hóa và hộinhập quốc tế Giai đoạn này đang là thời kỳ kiểm chứng năng lực doanh nghiệptrong việc dẫn dắt sự phát triển đến một giai đoạn mới và năng lực của chính phủtrong thúc đẩy phát triển bằng những chuyển đổi về chính sách Kết quả của những kiểm chứng này sẽ quyết định tương lai của ngành công nghiệp thép ViệtNam

1.3 Tổng quan về cơ sở lý thuyết cán.

1.3.1 Quá trình cán.

Cán là quá trình làm biến dạng kim loại một cách liên tục giữa hai vật thể rắn quay tròn được gọi là trục cán Căn cứ vào đặc trưng biến dạng của vật liệu khi cán và việc bố trí dụng cụ biến dạng (trục cán) mà quá trình cán có thể phân theo 3 dạng sau:

Quá trình cán đối xứng là quá trình khi sơ đồ lực cán tác dụng lên vật cán, điều kiện ăn, trạng thái ứng suất biến dạng và các điều kiện khác là như nhau trong mỗi lần cán Còn với quá trình cán không đối xứng thì ngược lại

1.3.2 Vùng biến dạng và các thông số đặc trưn.

1.3.2.1 Khái niệm

o 1

B A

1.3.2.2 Thông số đặc trưng cho vùng biến dạng.

+ Các thông số:

Người ta gọi góc ăn α là góc ăn kim loại vào trục cán được tạo bởi cung tiếp xúc AB hay CD giữa bề mặt vật cán và trục cán trong quá trình cán Với các máycán khác nhau, sản phẩm khác nhau thì góc ăn α khác nhau Cung AB = CD = r

là chiều dài cung tiếp xúc hay chiều dài vùng biến dạng

Góc α = BOI là góc trung hòa tại đó vận tốc của kim loại bằng vận tốc của trục cán (VKL=VT) h1,h2: chiều cao của vật cán trước và sau khi biến dạng:

1 22.(

R: bán kính trục cán (mm)

f: hệ số ma sát, f= 1,05 – 0,0005.t

t: nhiệt độ cán

h1: chiều cao ban đầu của vật cán

Hệ số dãn dài µ là tỷ số giữa chiều dài sau khi cán l2 và chiều dài trước khi cán l1

2 1

l l

µ =

(µ luôn lớn hơn 1)

+ Mối quan hệ giữa µ và ε

Trong lý thuyết cán ta có định luật thể tích không đổi:

B1,b2: chiều rộng của vật cán trước và sau khi cán

L1,l2 : chiều dài của vật cán trước và sau khi biến dạng

- Lượng ép tuyệt đối ∆h là hiệu số chiều cao của vật cán trước và sau khi biến dạng Lượng ép tuyệt đối biểu thị bằng công thức: ∆h = h2 - h1 (mm)

- Lượng ép tương đối (ε %) là tỷ số giữa lượng ép tuyệt đối và chiều cao ban đầu của vật cán trước khi biến dạng tính theo % Lượng ép tương đối được biểu thị

bằng công thức:

1 2 1

Ta nhận thấy góc ăn α (rad) tỷ lệ thuận với lượng ép tuyệt đối ∆h và tỷ lệ nghịch với bán kính trục R1 Mặt khác ta có:

Ta thấy rằng Cluôn lớn hơn 1 và ε tỷ lệ thuận với µ

Nghĩa là lượng ép tương đối lớn hơn thì hệ số kéo dài cũng càng lớn hơn và ngược lại

+ Tính số lần cán.

Theo định nghĩa hệ số giãn dài ta có:

0 0

n n

Trong đó:

µ∑

: hệ số giãn dài tổng cộng của vật cán sau n lần cán

l, l0 : chiều dài của vật cán sau n lần cán và chiều dài phôi ban đầu

Fn,Fo : diện tích tiết diện của phôi cán ban đầu và thành phẩm sau

: là hệ số giãn dài của lần cán 1,2,3…n-1,n

Để tiện tính toán người ta đưa ra khái niệm µTB:

n TB

+ Điều kiện để kim loại ăn vào trục

Khi dùng một ngoại lực đưa vật cán vào hai trục cán quay ngược chiều nhau.Tại thời điểm vật cán tiếp xúc với trục cán, thành phần lực ma sát nằm ngang Tx

phải lớn hơn thành phần áp lực pháp tuyến nằm ngang Nx mới đảm bảo cho vật cán ăn vào trục Nếu Tx < Nx thì vật cán không ăn vào trục được và quá trình cán không xảy ra

Trục có độ bóng ∆10÷∆12 0,03÷ 0,09

+ Hiện tượng trượt trước và hiện tượng trễ khi cán dọc.

Với: 1- Tiết diện trung hòa; 2- Mặt phân giới

Hình 1.4 Sơ đồ vùng trễ và vùng trượt trước

Từ thực tế đã chứng minh được tại các vùng biến dạng của kim loại khi cán dọc tốc độ của vật cán khi ra khỏi trục Vh luôn lớn hơn tốc độ của trục cán V Nghĩa là tại điểm kim loại tiếp xúc với trục cán cho ta tiết diện trung hòa ta luôn có: VH < V và từ tiết diện trung hòa theo hướng cán ta có:Vh > V Tại tiết diện trung hòa: VH = V = Vh

- Hiện tượng mà tại vùng biến dạng của kim loại có VH < V là hiện tượng trễ Vùng có tốc độ kim loại VH < V là vùng trễ

- Tại tiết diện có góc trung hòa φ và có Vh = V = 1 gọi là tiết diện trung hòa Mặt phân giới là mặt chia đôi 2 vùng trễ và vùng vượt trước Lượng vượt trước của kim loại nhiều hay ít được đặc trưng bởi công thức:

.100%

h h h

S V

−

=

Trong đó: Sh lượng vượt trước tính theo phần %

Vh tốc độ của kim loại khi ra khỏi trục

V tốc độ của trục cán

( / ) 60

D n

Với: D - đường kính trúc cán

n - số vòng quay của trục trong một phút

Thực tế khi cán kim loại ta thấy: Sh = (3%÷6%) có khi tới 10%

Dưới đây là những công thức thực nghiệm tính Ptb khá đơn giản., chính xác , có thể dùng cho cán hình và cán tấm

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG VÀ

THIẾT BỊ XƯỞNG CÁN

2.1 Giới thiệu về nhà máy

Nhà máy có tổng chiều dài xưởng là 435m Dây truyền công nghệ của nhàmáy được bố trí theo kiểu bán liên tục, chạy suốt theo chiều dài của phân xưởng.Trong đó khu vực cán tinh được bố trí liên tục gồm 6 giá cán trung và 6 giá cántinh, kiểu 1 động cơ dẫn động 2 giá

Toàn bộ dây truyền nhà máy được tổng hợp của 3 dây truyền : Dây truyềncán thép hình, thép thanh và thép dây

Dây truyền thép hình gồm 3 giá 650 chuyên dùng để sản xuất các loại thép hìnhnhư thép chữ C , thép Góc, thép vuông…Dây truyền gồm 2 động cơ công suất2000kw, một động cơ 2500 kw

Dây truyền sản xuất thép thanh gồm 10 giá liên tục, một động cơ dẫn động

2 giá Chuyên sản xuất các loại tháp tròn vằn và tròn trơn ở dạng thanh

Dây truyền thứ 3 là dây truyền sản xuất thép dây gồm 6 giá Blog dùng đẻsản xuất thép dây Ф6 , Ф8

- Động cơ cần đẩy : YZR 225M , N = 11 kW

- Động cơ dịch chuyển ngang : XWED 71_289 , N = 2,2kW

2.2.2 Lò nung và các thiết bị phụ trợ:

2.2.2.1 Tính năng kỹ thuật của lò nung.

-Kiểu : Lò nung ba vùng kiểu đẩy thép

- Cách nạp liệu và ra phôi: vào đầu, ra cạnh, phôi xếp hai hàng

- Mỏ đốt : Kiểu : Mỏ đốt dầu gió nóng áp lực thấp

Số lượng : Vùng nung trên 4 cái

Vùng nung dưới 3 cái Vùng đồng nhiệt 4 cái

2.2.2.2 Quạt gió

- kiểu 9_26 N07 1D

- áp lực gió : 11776 Pa

- Lượng gió : 15826 m3/h

- Động cơ : Y315S _ 2 , N = 110kW , n = 2900 v/phút

- Nước làm mát : áp lực 0,3 Mpa

Lượng tiêu hao : 150 m3/h

- ống khói : chiều cao 49m, đường kính miệng ra: φ1300

2.2.2.3 Bộ trao đổi nhiệt

- Diện tích truyền nhiệt : 73x2 = 146 m2

- Nhiệt độ dữ nhiệt : 50 ÷ 4000 C

2.2.3 Khu vực máy cán thép

2.2.3.1 Con lăn ra lò

- Kích thước con lăn : Đường kính con lăn φ 212 mm

- Chiều dài thân con lăn 700mm, 400mm

- Khoảng cách giữa các con lăn : 550 mm

- Động cơ truyền động nâng hạ : N = 60kW, n = 710 v/phút

- Tỷ số truyền của hộp giảm tốc : i = 31,5

- Thời gian một lần nâng (hạ) xấp xỉ : 1,8s

- Hành trình nâng hạ của sàn nâng hạ : 472mm

- Góc nghiêng mặt sàn : 2,090

- Kích thước con lăn : φ 315x1250 mm

- Tốc độ của con lăn : v = 2,84 m/s

- Động cơ con lăn : N = 2,2 kW , n = 430 v/phút

2.2.3.4 Cụm máy cán chính : φ 650 mm

- Kiểu: kiểu 3 trục khung hở

- Kích thước thân trục cán : φ650/560x1700mm( Trục Gang )

- Số vòng quay của trục cán : n = 59; v = 1,77 m/s

- Đường kính ăn khớp hộp truyền lực : D = 520 mm

- Khoảng cách tâm hộp giảm tốc : A = 1200mm

2.2.4.1 Cắt bay phân đoạn.

- Kiểu : Kiểu quay, chế độ làm việc cắt – ngừng

- Tiết diện vật cần cắt : φ12 - φ20 mm

- Tốc độ vật cán : 6,5÷ 8,0 m/s

- Đường kính quay của dao cắt : φ800 mm

- Tỷ số truyền của hộp giảm tốc : i = 2,8

- Động cơ : Kiểu ZZJ-812 (động cơ 1 chiều)

N = 75KW , n = 515/795 v/phút

2.2.4.2 Con lăn vào sàn nguội :

- Kích thước con lăn : φ265

- Tốc độ của con lăn : 7,1÷ 8,8 m/s

- Chu kỳ bước tiến (min): 5,5s

2.2.4.4 Con lăn ra sàn nguội:

- kích thước con lăn : φ265x630

+ Đường kính công tác của tiết diện chênh lệch nhau rất nhiều cho nên tốc

đọ tiếp tuyến chênh lệch nhau nhiều trên mặt của lỗ hình ,làm cho ma sát của trụccán và vật cán tăng lên ,điều này dẫn tới năng lượng tiêu hao lớn ( công suấtđộng cơ ,năng lượng tiêu hao điện nước…)

+ Sơ bộ hệ thống lỗ hình này: Lỗ hình khoét sâu vào trục cán làm cho độbền của trục cán bị giảm xuống Trong trường hợp này buộc phải giảm bớt hệ sốbiến dạng xuống và tăng số lần cán nhiều lên Điều này dẫn tới năng suất củamáy cán giảm xuống và số lần cán lên ,không có hiệu quả về kinh tế

+ Ngoài ra lỗ hình càng khoét sâu vào trục cán thì càng phải tăng kích thướcvành trục Do đó số lượng lỗ hình bố trí trên chiều dài thân trục ít

+ Phương pháp náy có nhiều khuyết điểm như vậy cho nên ngày nay chúng

ta không sử dụng nữa

3.1.2 Cán trong lỗ hình cánh bướm kín

+ Khi cán thép góc trong lổ hình cánh bướm thì những khuyết điểm củaphương pháp trên được khắc phục Hệ số biến dạng có thể tăng lên ,cho nên cóthể cường hóa quá trình cán ,cải thiện chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy cán + Ngoài ra dùng lỗ hình cánh bướm kín còn có thể giải quyết được vấn đềchiều rộng của thân thép góc theo quy định một cách chính xác và thuận lợi + khe hở của 2 lỗ hình lân cận của cánh bướm cán thép góc hoàn toàn giốngvới lỗ hình cán thép dẹt Vì khe hở của lỗ hình kín cánh bướm có độ nghiêngkhông lớn lắm và có góc lượn cho nên có thể thay đổi góc lượn và mức độ hạnchế chiều rộng trong phạm vi rất lớn và điều chỉnh chiều rộng

3.1.3 Cán trong lỗ hình hở tự do dài rộng

* Ưu điểm

Vì lỗ hình khoét vào trục ít cho nên lỗ hình có hình dạng đơn giản và khôngphức tạp đơn vị áp lực trên trục cán lớn cho nên hệ số biến dạng có thể tăng lên.Điều này dẫn đến số lần cán giảm xuống do đó có tác dụng tốt khi nâng cao chỉtiêu kinh tế kỹ thuật của nhà máy.Từ một loại kích thước của sản phẩm nàychuyển sang một loại kích thước khác không thay đổi nhiều lắm mà ta có thểgiảm bớt sự thay đổi trục.Có khi không cần thay đổi trục mà chỉ cần thay đổi lỗhình trước thành phẩm.Một số lỗ hình càn thô có thể cán thép goc đồng thời cũng

có thể cán được thép dẹt mà không cần thay đổi trục.Nếu dùng lỗ hình vạn năngnhưng trục cán cá biệt có thể cán thép tròn ,thép vuông và thép 6 cạnh.Tiện lạitrục cán đơn giản ,do đó số lượng trục cán có thể giảm ít đi Ngoài ra do giáthành của trục cán thấp, vì lỗ hình hở không cần vành trục dẫn đến giảm bớtđược đường kính trục cán, không sinh ra ba via ,khuyết tật

* Khuyết điểm.

Ở trong lỗ hình cán thô ,vì bộ phận chân tự giãn rộng nên bộ phận của chiềurộng chân thay đổi rất nhiều Do vậy để tránh khỏi kích thước bộ phận chân củathành phẩm thay đổi nên lỗ hình trước thành phẩm phải sư dụng lỗ hình kín đểcho chiều rộng của lượt cán từ trước sản phẩm đi ra phù hợp với trị số tình toán

Do vậy lượng giãn rộng trong lỗ hình thành phẩm thay đổi ít không vượt quáphạm vi cho phép Nhưng cũng khó dùng lỗ hình kín để cán ra sản phẩm có kíchthước theo yêu cầu vì vậy cán đi vào lỗ hình kín yêu cầu chiều rộng của nókhông thể thay đổi quá nhiều được Lỗ hình giãn rộng tự do trước lỗ hình kíntrước thành phẩm càng nhiều thì việc giữ chiều rộng của sản phẩm chính xáccàng khó khăn Vì để tiện việc điều chỉnh có thể dùng lỗ hình đứng, tác dụng của

lỗ hình này khống chế một cách chính xác chiều rộng của vật cán đi vào lỗ hìnhtrước thành phẩm.Như vậy qua phân tích các hệ thống lỗ hình cán thép góc trênđối với loại thép góc N09 Ta nên chọn hệ thống lỗ hình cánh bướm kín Do loạinày có nhiều ưu điểm ,đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật yêu cầu.Với những kiến thức

đã học được trong nhà trường trong những năm qua, em được giao nhiệm vụ

thiết kế đề tai sao đây:” Tính toán thiết kế hệ thống lỗ hình để cán thép góc cân N 0 9 trên máy cán hình lớn Ф650.”

3.1.3 Chọn hệ thống máy cán

+ Dựa trên điều kiện thực tế hiện nay của đất nước ta và thực tế tại nhàmáy cán thép Lưu Xá đang hoạt động là bố trí máy cán theo dây chuyền công

nghệ cán hàng Do vậy ở phần đồ án này em chọn hệ thống công nghệ máy cán

để càn thép góc N09 là bố trí theo kiểu hàng

+ Hệ thống gồm các bộ phận là : hai giá cán thô và cán trung 3 trục Ф650

(với 3lần cán thô và 5 lần cán định hình) và một giá cán 2 trục Ф650 (với một

lần cán thành phẩm).Chúng được bố trí nối tiếp nhau và dẫn động bàng một động

cơ chính

3.1.4 Chọn nhiệt độ cán

+ Mục đích phôi trước khi cán là: tăng tính dẻo, giảm trở kháng biến dạng

vì vậy ,lực cán giảm giảm tiêu hao điện,tăng tuổi thọ máy cán và tăng năng suấtcán Thông qua việc nung mà thành phần hóc học của phôi được đồng đều, tăngđược lượng ép và chất lượng sản phẩm tốt

+ Vì lẽ đó mà việc nung phôi trước khi cán là một công việc vô cùng quantrọng trong toàn bộ quy trình cán Mong muốn của chúng ta là làm thế nào nungphôi đạt tới nhiệt độ cao thích hợp vừa tốn ít nhên liệu nung lại vừa dễ gia công.Việc xác định nhiệt đọ nung thép cho từng loại khác nhau là khâu quyết địnhđến năng suất và chất lượng sản phẩm cán

+ Nhiệt độ nung quá cao thì phôi sẽ bị cháy hoặc bị quá nhiệt …

+ Nhiệt đọ nung quá thấp thì không đảm bảo an toàn cho thiết bị cán nhưtrục cán bị gãy vỡ khớp nối… mặt khác năng lượng làm biến dạng kim loạităng lên rất nhiều

+ Nhiệt độ nung không đồng đều dẫn tới vật cán bị cong vênh, vặn theochiều dày gây ra phế phẩm

Để xác định nhiệt độ nung và nhiệt đọ cán kim loại người ta xây dựng giản

đồ các vùng nhiệt độ nung,nhiệt độ cán của thép theo hàm lượng các bon trongthép trên cơ sở giản đồ trạng thái Fe-C theo hình 44 trang 84( ).ta có thể xácđịnh được nhiệt đọ cán đối với thép CT5(0.35%C) là:

Trong đó: F0 – diện tích mặt cắt ngang của phôi ban đầu

Fn – diện tích mặt cắt ngang của thành phẩm

∆

=

n tb

b tb

R

b h

H

K h b b

α

α

.)

1(1)

(

2

(3.2) Trong đó: ∆h – lượng ép khi cán(mm)

btb – chiều rộng trung bình của thép góc tính theo đường tâm

k∆b – hệ số hạn chế giãn rộng (tra bảng 5.9,trang 180,sách Công NghệCán Kim Loại)

H,h – chiều dày trước và sau khi cán (mm)

Rα – độ dài cung kim loại

Hệ số n=1 khi btb<Rα và n=2 khi btb>Rα

+ Công thức tính góc ăn:α = arcos(1 - ) (3.3) trong đó : ∆h –lượng ép khi cán của lỗ hình cần tính

D – đường kính làm việc nhỏ nhất trên trục

h – chiều dày cạnh của lỗ hình cần tính

R = (l – b’)/(0,01745.α0) mm (3.6) + Bán kính uốn cạnh mặt trên đường trung bình:

R’ = R - mm (3.7) + Bán kính uốn cạnh mặt dưới đường trung bình:

R’’ = R + mm (3.8) + Bán kính lượn ở đầu cạnh:

r’

n = r’

n+1 + ∆hn+1 mm (3.9) trong đó: n – số lần cán

+ Bán kính lượn ở đỉnh góc:

rn = µn.rn+1 mm (3.10) trong đó: n - số lần cán

+ Chiều cao rãnh trục:

H = b’.sinα0 + R.(1- cosα0) mm (3.11) + Đường kính trục làm việc:

Dk = D – F/B mm (3.12) Trong đó: F – diện tích mặt cắt ngang

B chiều rộng miệng lỗ hình

3.2.2 Bố trí hệ thống lỗ hình và các thông số ban đầu của thép góc N 0 9

3.2.2.1 Các thông số ban đầu của thép góc N09

( tra bảng 5.8a,trang 169,sách thiết kế lỗ hình xưởng cán)

• Chọn số lỗ hình cán thô thép góc N09 là 2 và sử dụng hệ thống lỗ hình chữnhật- vuông ( CH-V)

• Phân bố số lần cán trên các giá cán như sau:

3.2.3.1 Lỗ hình tinh thứ 9 (k 9 )

+ Chiều dài cạnh lỗ hình ở trạng thái nóng :

+ Chiều rộng lỗ hình : B9 = 2.l9.cosα0 = 2.90.cos450 = 127,28 mm.

+ Chiều rộng miệng rãnh trục trên chọn : = 1,7.l9 = 1,7.90 = 153mm+ Chiều sâu rãnh trục : H9 = 0,5 = 0,5.153 =76,5mm

90.00

9 90°

+ Kiểm tra góc ăn α9:

Áp dụng công thức 3.5 ta có:

α9 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 5,160 = 0,09 rad

Ta thấy: α9= 5,160 < [α] =250 (tra theo hình 3.1,sách II)

→vậy lượng ép trên cho phép.

r 12.20

r 7.40

R91,83

146,5

17,007

Hình 2.2: Lỗ hình cán trước tinh thứ 8

+Bán kính uốn cạnh trên đường trung bình:

+ Kiểm tra góc ăn α8:

α8 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 7,220 = 0,126 rad

R 79 ,3 98

R86,938

+ Kiểm tra góc ăn α7:

α7 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 9,210 = 0,16 rad

B6= 2.cosα0+2 sinα0= 138,51

R8 0.99

R92.30

6

' 6

Trong đó: h5 = η6.h6 = 1,55.22,62 = 35,061mm

+ Kiểm tra góc ăn α6:

α6 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 11,9150 = 0,208 rad

+ Xác định lượng giãn rộng :

r 32.06

R 6.

130

31.82

5

5 '

0

Hình 5: lỗ hình thứ 5

+Bán kính uốn cạnh trên đường trung bình:

R5 = = = 104,29mm

+ Bán kính uốn cạnh mặt trên đường trung bình:

Trong đó: h4 = η5.h5 = 1,45.35,061 =50.838mm

+ Kiểm tra góc ăn α5:

α5 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 13,570 = 0,236 rad

Trong đó: h3 = η4.h4 = 1,3.50,838 =66,09mm

+ Kiểm tra góc ăn α4:

α4 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 13,530 = 0,236 rad

+ Xác định lượng giãn rộng :

∆b4 =

= = 5,786mm

Hình 7: Lỗ hình thứ 3

+Bán kính uốn cạnh trên đường trung bình:

+ Kiểm tra góc ăn α4:

α3 = arcos(1 - ) = arcos(1 – ) = 15,690 = 0,274 rad

+ Hệ thống lỗ hình cán thô được thức hiện trên hệ thống lỗ hình CN –

V với đường kính trục cán D 650,cán trên máy 3 trục với phôi ban đầu cókích thước 120x120x3000 mm,nhiệt độ bắt đầu cán là 11500C

Bk1 = = 12000/80,5 = 149,068 mm

+ Chiều rộng đáy:

bk1 = 0,85.Bk1 = 0,85.149,068 = 126,65 mm

+ Lượng giãn rộng: ∆b1 = Bk1 – bk1 = 149,07 – 126,65 = 22,42 mm + Chiều rộng miệng lõ hình:

Trong đó: H0 – chiều cao ban đầu của phôi

R bán kính làm việc của truc cán : R = = 284,75mm

126,65 152,35