Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
GVHD: ThS. NGUYỄN ĐĂNG KHOA

GVHD: ThS. NGUYỄN ĐĂNG KHOA

Tải bản đầy đủ - 0trang

MỤC LỤC

Lời nói đầu



3



Chương 1: Sản phẩm thép hình và máy cán thép hình



4



1.1 Tình hình sản xuất thép cán tại Việt Nam và thế giới



4



1.2 Phân loại sản phẩm cán thép hình



6



1.3 Giao thơng đường sắt và sản phẩm ray xe lửa



8



Chương 2: Cơ sở lý thuyết cán thép hình cỡ lớn



10



2.1 Các sản phẩm thép hình cỡ lớn



10



2.2 Máy cán hình cỡ lớn



10



2.3 Quy trình cơng nghệ cán thép hình cỡ lớn



12



2.4 Hệ thống lỗ hình



14



2.5 Nhiệt độ cán



15



Chương 3: Thiết kế cơng nghệ xưởng cán



16



3.1 Quy trình tổng quát cán ray xe lửa



16



3.2 Quy trình chi tiết cán ray xe lửa



16



3.2 Thiết kế hệ thống lỗ hình



18



Chương 4: Thiết bị xưởng cán



21



4.1 Máy cán



21



4.2 Lò nung



22



4.3 Sàn làm nguội



24

2



4.3 Máy cắt



25



Chương 5: Chỉ tiêu và hiệu quả kinh tế



26



5.1 Quy hoạch thiết bị



26



5.2 Chế độ làm việc



27



Tài liệu tham khảo



28



LỜI NÓI ĐẦU



Đất nước chúng ta đang từng bước phát triển một cách mạnh mẽ, điều đó

đồng nghĩa với việc rất nhiều cơng trình dân dụng và cơng nghiệp được xây dựng

lên. Vì vậy nhu cầu về vật liệu là rất lớn.

Để đáp ứng được nhu cầu đó, ngày càng nhiều nhà máy và công ty sản xuất

thép cán ra đời, không chỉ cho nhu cầu xây dựng mà còn cho các ngành cơ khí chế

tạo, giao thơng vận tải, nông nghiệp…

Một trong những ngành quan trọng và lâu đời của nước ta đó là ngành vận tải

đường sắt. Được ra đời từ năm 1881, đường sắt Việt Nam đã trải qua nhiều giai

đoạn phát triển và đã thể hiện ưu thế của mình, đó là khối lượng vận chuyển lớn,

tốc độ cao và ổn định.

Trong kì làm đồ án lần này, em được giao cho đề tài thiết kế công nghệ và

thiết bị cán ray xe lửa. Đây là một đề tài khó, vì cán ray xe lửa rất phức tạp và

lượng tài liệu tham khảo còn hạn chế. Tuy nhiên, nhờ sự giúp đỡ tận tình của cá

thầy trong bộ môn Kim Loại Và Hợp Kim, em đã hồn thành đồ án.

Trong q trình thực hiện đồ án khơng thể tránh được những thiếu sót. Rất

mong các thầy và các bạn nhiệt tình đóng góp ý kiến để em có thể hồn thiện đồ

án này.



3



Sinh viện thực hiện đồ án

Nguyễn Mậu Lục Tỉnh



Chương 1: Sản phẩm thép hình và máy cán thép hình

1.1 Tình hình sản xuất thép cán tại Việt Nam và thế giới

1.1.1Sản suất thép hình tại Việt Nam

Kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1960 – 1965), được sự giúp đỡ của Trung

Quốc, miền Bắc khởi công xây dựng khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên với

năng suất 20 vạn tấn/năm. Ở miền Nam, các công ty Đài Loan đầu tư vào xây

dựng các nhà máy cán thép Nhà Bè, Vicasa, Vikimco… năng suất từ 3 đến 5 vạn

tấn/năm.

Năm 1975, đất nước thống nhất, nước ta khôi phục lại các cơ sở cán thép sau

chiến tranh và xây dựng thêm nhà máy luyện cán thép Gia Sàng năng suất 5 vạn

tấn/năm.

Kể từ sau đổi mới 1986, hàng loạt các công ty thép liên doanh với nước

ngoài ra đời như Posco (Việt-Hàn), Vina Kioei (Việt – Nhật), Vinausteel (Việt –

Úc)…

Tổng Công ty Thép và Công ty Thép Miền Nam đã xây dựng thêm các nhà

máy cán thép hình liên tục 30 vạn tấn/năm tại Thái Nguyên, 12 vạn tấn/năm tại Đà

Nẵng, 50 vạn tấn thép hình/năm và 30 vạn tấn thép tấm/năm tại Bà Rịa Vũng Tàu.

Tính đến năm 2006, sản lượng thép cán cả nước đạt khoảng 4,7 triệu tấn. Tuy

nhiên, công nghệ sản xuất còn lạc hậu và chủ yếu là cán thép Cacbon, trong đó sản

xuất thép hình dùng trong xây dựng, các loại ống hàn là chủ yếu. Nước ta chưa có

4



nhà máy chế tạo và cán thép hợp kim, chưa có nhà máy sản xuất ống khơng hàn.

Thơng tin về một số nhà máy cán thép ở Việt Nam được trình bày trong bảng sau:



Bảng 1.1 Một số nhà máy cán thép ở Việt Nam

TT



1



Tên nhà máy



Kiểu máy



Năng

suất

(Ngàn

T/n)

Nhà

máy Bố trí hàng, 120

luyện cán thép có

cán

Gia Sàng Thái vòng

Ngun

Hiện



thêm 2 giá

cán liên tục



2



Nhà máy cán

thép 650 Lưu

Xá,

Thái

Nguyên



Bố trí hàng, 160

từ

năm

1991 đã cải

tạo thành

bán liên tục



3



Nhà máy cán Liên tục

thép hình liên

tục

Thái

Nguyên



300



4



Nhà máy cán Liên tục

thép hình Phú

Mỹ



500



5



Nhà máy cán Liên tục

thép hình cỡ

nhỏ Hòa Phát



160



5



Các thơng số

cơng nghệ



Nơi

chế

tạo



Chủng loại sản

phẩm



Phơi

thỏi

(120x120)

Thỏi

đúc

(90x90140x140)

Lòliên tục 30

tấn/h

V=10m/s

Thỏi

đúc

(100x100195x195)

Lò liên tục 30

tấn/h

V=3.5 -20m/s

Phơi (120x120)

Lò liên tục

60T/h

V=80m/s



Đức,

Trung

Quốc,

Việt

Nam



Thép tròn và

thép gai Φ10

đến Φ32

Thép góc nhỏ,

dây Φ6 và Φ8.



Trung

Quốc,

Đài

Loan,

Việt

Nam

Italia



Thép U, I, góc

trung bình và

nhỏ

Dây Φ6, Φ8

Tròn, gai Φ10Φ32

Gai, tròn Φ10Φ36

Dây thép Φ6Φ8



Phơi (120x120) Nhật,

Lò liên tục Italia

60T/h

V= 80 m/s

Phơi (120x120) Italia

Lò liên tục

30T/h

V= 80 m/s



Tròn, gai Φ10Φ36

Thép hình khác

Dây Φ6, Φ8

Tròn, gai Φ10Φ32

Dây thép Φ6,

Φ8



6



Nhà máy cán Liên tục

thép hình cỡ

nhỏ

Vina

Kioei



400



Phơi (135x135) Nhật

Lò liên tục

60T/h

V= 60m/s



Tròn, gai Φ10Φ40

Dây thép Φ6.

Φ8

Thép nối ren



. Theo kế hoạch phát triển của ngành thép cho tới năm 2020, nước ta có nhà

máy cán phơi thép, chủ yếu là phơi tấm có cơng suất từ 50 vạn đến 100 vạn tấn/

năm, có nhà máy cán thép hợp kim năng suất khoảng 5 đến 10 vạn tấn/năm

1.1.2 Tình hình sản xuất thép trong khu vực và trên thế giới

Những năm 70 của thế kỉ trước, Mỹ, Nhật, Anh, Nga, Đức, Pháp là những

nước sản xuất thép có sản lượng và chất lượng cao trên thế giới. Cuối thế kỉ 20,

các nước Trung Quốc, Hàn Quốc đã có tiến bộ vượt bậc về sản xuất thép. Từ năm

1996, sản lượng thép của Trung Quốc đã đạt 101,2 triệu tấn, tuy chất lượng chưa

bằng các nước phát triển, nhưng Trung Quốc đã vượt lên đẫ đầu trên thế giới. Sản

lượng thép của Trung Quốc sau 10 năm đã đạt tới 349, 4 triệu tấn, vượt cả tổng sản

lượng thép của Châu Âu.

Bảng 1.2 Sản lượng thép các nơi trên thế giới

Đơn vị tính: 1000.000 tấn

Châu lục,

quốc gia,

khối.

Châu Âu

Khối EU

Bắc Mỹ

Mỹ

Nam Mỹ

Châu Phi

Trung Đông

Châu Á

Trung Quốc

Nhật Bản

Úc



Năm

1999



Năm

2000



Năm

2001



Năm

2002



Năm

2003



Năm

2004



Năm

2005



284,0

175,9

130,0

97,4

34,6

12,8

9,8

308,8

124,0

94,2

8,9



308,9

186,7

135,4

101,8

39,1

13,8

10,8

331,9

127,2

106,4

7,8



304,7

180,5

119,9

90,1

37,4

14,9

11,7

353,9

150,9

102,9

7,9



308,5

180,9

122,9

91,6

40,9

15,8

12,5

394,9

182,2

107,7

8,3



319,4

184,0

126,3

93,7

43,0

16,3

13,4

442,4

222,4

110,5

8,4



338,6

193,4

134,0

99,7

45,9

16,7

14,3

508,7

280,5

112,7

8,3



331,5

186,5

127,0

93,9

45,3

17,9

15,3

583,8

349,4

112,5

8,6



1.2 Phân loại sản phẩm cán thép hình

6



1.2.1Thép hình có tiết diện đơn giản

Đó là các loại thép tròn, vng, dẹt, gai, ovan, tam giác, lục lăng…



Hình 1.1: Thép hình có tiết diện đơn giản

1.2.2 Thép hình có tiết diện phức tạp

Đó là thép đường ray xe lửa, tàu điện, máy trục, các dầm thép chữ I, chữ U,

chữ T…



Hình 1. 2: Thép có tiết diện phức tạp

1.2.2Thép có tiết diện đặc biệt

Đó là các loại thép có tiết diện thay đổi theo chu kì, thép gai, bánh xe lửa…



Hình 1.3: Thép có tiết diện đặc biệt

7



1.3 Giao thông đường sắt và sản phẩm ray xe lửa

1.3.1 Ngành giao thông đường sắt

Đường sắt, hay vận tải đường sắt, là loại hình vận chuyển/vận tải hành khách

và hàng hóa bằng phương tiện có bánh được thiết kế để chạy trên loại đường đặc

biệt gọi là đường ray.

Đường ray bao gồm hai thanh thép chạy song song đặt cố định xuống nền là

các thanh chịu lực bằng gỗ, bê tông hay sắt thép (gọi chung là thanh tà vẹt) và

khoảng cách giữa hai thanh ray (gọi là khổ đường) được duy trì cố định. Các thanh

ray và tà vẹt đặt trên nền đã được cải tạo có khả năng chịu lực nén lớn. Chạy trên

đường ray là tàu lửa. Tiếp xúc với đường ray là bánh thép. Các toa tàu di chuyển

trên đường ray với lực ma sát ít hơn rất nhiều so với các phương tiện dùng bánh

cao su trên đường thông thường và do đó đầu tàu dùng kéo các toa tàu sử dụng

năng lượng hiệu quả hơn.

1.3.2 Sản phẩm ray xe lửa

Ray xe lửa được chế tạo từ thép hợp kim thấp được nấu luyện ở hai loại lò chính

mà lò Mactanh và lò Becxơme. Ray thường dùng là ray có kí hiệu từ P38 đến P75.

Ở Việt Nam hiện nay sử dụng phổ biến ray P43 đến P50.

Những yêu cầu kĩ thuật của ray xe lửa là:

 Có tính chịu mài mòn và chịu va đập tốt

 Cường độ chịu tải trọng cao mà không bị phá hủy

 Hệ số giãn nở vì nhiệt là rất nhỏ

 Thành phần hóa học phải chính xác, đồng nhất, tạp chất phi kim ít.

 Hai mặt đầu ray phải cứng, chịu va đập và mài mòn tốt hơn than ray

 Giới hạn bền cho phép của ray khơng nhò hơn 80Kg/mm2



8



Các kích thước cơ bản của ray xe lửa được thể hiện trong hình sau:



Hình 1.4 Các kích thước cơ bản của ray xe lửa

Thơng tin kích thước của một số loại thép ray xe lửa được thể hiện trong bảng

sau:

Bảng 1.2 Một số loại ray xe lửa thường dùng ở Việt Nam



9



Chương 2: Cơ sở lý thuyết cán thép hình cỡ lớn

Sản phẩm ray xe lửa là một trong những sản phẩm của máy cán hình cỡ lớn.

Do đó chương này đề cập đến cơng nghệ cán hình cỡ lớn.

2.1 Các sản phẩm thép hình cỡ lớn

Thép hình cỡ lớn đa số được cán từ thép Cacbon kết cấu và thép Cacbon thấp,

thép hợp kim thấp cũng được sử dụng nhưng rất ít. Vì các ray và dầm chịu lực

phải dẻo dai và chịu áp lực tốt nên đa số được làm từ thép CT3, CT5, CT10,

CT45v.v…

Các loại sản phẩm cán thép hình cỡ lớn đa số được sản xuất trên máy cán hình

cỡ lớn, còn lại một số ít được sản xuất trên máy cán ray - dầm. Các loại sản phẩm

thép hình cỡ lớn bao gồm thép ray, thép chữ I, thép chữ U, thép chữ T, chữ L, thép

góc, thép vng, tròn v.v... Các loại sản phẩm này có kích thước, tiết diện và trọng

lượng theo chiều dài được sản xuất trên máy cán hình cỡ lớn 650 và 550 trình bày

trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Một số sản phẩm của máy cán hình cỡ lớn 650 và 550



Đối với máy cán hình 750 và lớn hơn thì sản phẩm có kích thước lớn hơn.

2.2 Máy cán hình cỡ lớn

Máy cán hình cỡ lớn có đường kính trục cán tinh từ 500 ÷ 750 mm và có khi

lớn hơn thường được bố trí theo kiểu hàng và được chia ra 2 nhóm: nhóm cán thơ

và nhóm cán tinh.



10



a/ Nhóm giá cán thơ:

Gồm một giá cán 2 trục đảo chiều có đường kính trục D = 800 mm đặt ở hàng

thứ nhất và một giá cán thô 3 trục đặt ở hàng thứ 2. Vật liệu ban đầu của máy cán

có khi là thỏi đúc cũng có khi là phơi. Các giá cán thơ có nhiệm vụ cán thơ các

dầm chữ I, U, T và các loại thép hình cỡ lớn khác.

Riêng đối với máy cán thơ hai trục đảo chiều có vốn đầu tư cơ bản và tổng chi

phí lớn hơn so với giá cán thô 3 trục. Giá cán thô đảo chiều này cho phép thay đổi

lượng ép theo sơ đồ riêng độc lập và cho khả năng thay đổi lượng ép lớn vì vậy mà

số lần cán được giảm đi.

Ngày nay, người ta dùng phương pháp đúc – cán liên tục để tạo phơi cho cán

thép ray, thép hình chữ I v.v…, chúng có hình dáng gần giống với sản phẩm nên

có thể sẽ khơng dùng nhóm giá cán thơ.

b/ Nhóm giá cán tinh

Gồm 2 giá cán trong đó có một giá cán 3 trục và một giá cán 2 trục. Giá cán 2

trục có đường kính trục 650 mm. Giá cán 2 trục này dùng để cán tinh lại lần cuối

cùng cho ra sản phẩm. Sử dụng giá cán tinh 2 trục có ưu điểm: độ cứng vững lớn,

điều chỉnh trục nhanh và chính xác, bảo đảm chất lượng sản phẩm v.v…

Trục cán của giá cán tinh 2 trục quay được nhờ một động cơ riêng biệt truyền

qua trục bánh răng chữ V và trục khớp nối vạn năng. Giữa giá cán 2 trục và 3 trục

người ta đặt dự phòng một thiết bị truyền động bằng khớp nối vạn năng để khi có

sự cố nào đó xảy ra với một trục nối của hệ thống thì trục nối dự phòng sẽ làm

việc. Như vậy tất cả các trục cán của 2 giá cán đó vẫn làm việc bình thường bằng

một động cơ điện khác.

Đối với các loại máy cán hình cỡ lớn nói riêng và cán hình hiệc đại ngày nay

thì trục cán có số vòng quay thay đổi tương đối rộng vì có một động cơ điện có

khả năng điều chỉnh tốc độ trong một khoảng rộng và xác định. Ngồi ra máy còn



11



có một hệ thống con lăn dịch chuyển phơi hồn tồn tự động, có máy lật phơi, cơ

cấu dịch chuyển, bàn nâng thủy lực và các cơ cấu cơ khí hiện đại khác.

Máy cán hình cỡ lớn thường được bố trí theo hàng, đơi khi theo hình chữ Z. Sự

phân chia các loại máy cán hình phụ thuộc vào quy ước của từng nước. Ở Việt

Nam thì sự phân chia như sau: máy cán hình cỡ lớn 500 có nghĩa là máy cán hình

cỡ lớn ấy có giá cán tinh cuối cùng có khoảng cách của 2 tâm trục bánh răng chữ

V là 500mm, còn đường kính trục cán trong giá từ 500 ÷ 530 mm.

Bảng 2.2 Các thơng số, tính năng kĩ thuật, sản phẩm của máy cán hình cỡ lớn



2.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất thép hình cỡ lớn

2.3.1 Chọn phơi ban đầu và làm sạch bề mặt

Máy cán hình cỡ lớn dùng các loại phôi thỏi của máy cán phá Blumin hoặc của

máy cán phơi có tiết diện từ ( 125 x 125 ) mm đến ( 200 x 200) mm. Chiều dài của

phơi khoảng ( 6 ÷ 12) m và có trọng lượng từ ( 0,6 ÷ 1,8 ) tấn.

Khử khuyết tật và làm sạch bề mặt của phơi do phơi để lâu ngồi khơng khi, bị

dính bẩn và oxi hóa. Có thể dùng bàn chải sắt để làm sạch hoặc rửa bằng hóa chất.

2.3.2 Nung phơi trước khi cán

Đây là khâu vô cùng quan trọng trong quy trình cơng nghệ sản xuất thép hình.

Đối với các loại phơi thép hình cỡ lớn thì chế độ nung và các yêu cầu chung cũng

12



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

GVHD: ThS. NGUYỄN ĐĂNG KHOA

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×