đồ án Thiết kế một xưởng cán hình cỡ nhỏ và trung bình liên tục với năng suất 300.000 tấnnăm với sản phẩm thép

Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Hùng Khoá: 2008 - 2011 Khoa: CNVL8 Chuyên ngành: 1. Đầu đề thiết kế Thiết kế một xưởng cán hình cỡ nhỏ và trung bình liên tục với năng suất 300.000 tấn/năm với sản phẩm thép 20 φ 2. Các số liệu ban đầu • Phôi đầu vào: 120 x 120 x 9000 mm, Mác thép Ct3 và Ct5 • Sản phẩm tiêu biểu cần tính toán thép dây 20 φ • Chuyên đề nghiên cứu: Quá trình cán dọc nhằm xác định các thông số cho sản xuất các loại thép xây dựng dạng thanh và cuộn, có tiết diện đơn giản với năng suất 300.000 tấn/năm. 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán • Nghiên cứu tổng quan công nghệ và thiết bị cán thép hình • Tính toán hệ thống lỗ hình trục cán • Mô phỏng quá trình công nghệ cán ổn định • Tính toán nghiệm bền thiết bị cán • Tính toán hiệu quả kinh tế xã hội Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng 4. Các bản vẽ đồ thị Bảng vẽ A0 • Bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị • Bảng các thông số công nghệ và thiết bị • Bản vẽ lỗ hình trục cán và phối trục • Bản vẽ chu kỳ cán • Bản vẽ máy cán trục đứng và trục nằm; 5. Cán bộ hướng dẫn Phần Họ tên cán bộ 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 08/03/2011 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/05/2011 Ngày …. Tháng…. Năm 2011 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) HỌC SINH ĐÃ HOÀN THÀNH (và nộp bản thiết kế cho khoa) Ngày… tháng….năm 2011 (Ký, ghi rõ họ tên) Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng MỤC LỤC Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng TÌNH HÌNH CÁN THÉP CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 1. Việt Nam Trước năm 1960 ngành thép của Việt Nam coi như không có. Trước năm 1954, các loại thép hầu như nhập từ Pháp về, sau năm 1954 thép nhập về nước ta từ các nước Liên Xô (cũ), Trung Quốc và các nước Đông Âu. Kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1960 - 19650, nhà nước ta đầu tư và xây dựng khu gang thép Thái Nguyên dưới sự giúp đỡ của Trung Quốc, vì chiến tranh nên công cuộc xây dựng phải dở dang. Năm 1975, nhà máy luyện cán thép Gia Sàng, Thái Nguyên vào hoạt động với năm suất 5 vạn tấn/năm (nay là 10 vạn tấn/năm), đây là nhà máy cán thép đầu tiên có mặt trên miền Bắc nhờ sự viện trợ của Đức (Cộng hoà dân chủ Đức cũ). Miền nam giải phóng ta tiếp nhận thêm một vài nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ như: Vicasa, Vikimco,vv (năng suất bấy giờ khoảng 5 vạn tấn/năm). Đến năm 1978 Nhà máy cán thép Lưu Xá, Thái Nguyên với năng suất 12 vạn tấn/năm đã đi vào hoạt động cho đến năm 1986 cả nước chỉ đạt khoảng 20 vạn tấn thép cán/năm đã phát triển khá mạnh mẽ. Các xí nghiệp liên doanh cán thép giữa thép Việt Nam và nước ngoài đã hình thành từ Bắc vào Nam như: Công ty thép Việt Úc - Vinausteel ở Hải Phòng có năng suất 18 vạn tấn/năm, công ty Nasteel Vina liên doanh giữa việt Nam và Xingapo ở thái Nguyên có năng suất 12 vạn tấn/năm, công ty thép Việt - Nhật ở Vũng Tàu, công ty ống thép Vinapipe liên doanh giữa Việt Nam và Hàn Quốc… Tính đến năm 2005 cả nước ta đã sản xuất hơn 2.600.000 tấn thép cán. Thép của chúng ta phục vụ được một phần nhu cầu xây dựng cho đất nước và đã tham gia xuất khẩu. Từ chỗ phải đưa ra nước ngoài mài lại trục cán và phải nhờ chuyên gia nước ngoài tiện các lỗ hình trục cán, đến nay các nhà máy cán thép hình cỡ lớn 650, các nhà máy cán hình cỡ vừa và nhỏ 450,350 và 250. Ngoài ra họ còn có khả năng thiết kế các khu liên hợp gang thép với quy mô vừa và nhỏ Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng có năng suất từ 1 đến 3 triệu tấn/năm. Nhiều chuyên gia cán thép Việt Nam đã tổng giám đốc, phó giám đốc ở các công ty thép liên doanh. Nhiều doanh nghiệp tư nhân Việt Nam đã xây dựng các nhà máy cán thép như: Nhà máy cán thép Pomihoa, Tam Điệp, Ninh Bình với năng suất 30 vạn tấn/năm. Bảng 1.1 a và 1.1 b là dự báo chiến lược nhu cầu thép của Việt Nam tới năm 2020 và chủng loại máy cán, năng suất và một vài thông số của các nhà máy cán thép trong nước và của các công ty liên doanh với nước ngoài. Bảng 1.1a Dự báo nhu cầu và sản lượng thép trong nước Đơn vị tính: 1.000.000 tấn TT Tên sản phẩm Năm 2005 Năm 2010 Năm 2020 1 Phôi thép cán 1,0 1,5÷ 2,5 ÷ 3,0 13 ÷ 15 2 Thép các loại 2,5 ÷ 3,0 4,5 ÷ 5,0 12 ÷ 14 3 Dự báo nhu cầu thép 3,9 ÷ 4,0 6,0 15,0 4 Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu 75% (75 ÷ 80)% (80 ÷ 90)% Bảng 1.1b Một vài nhà máy cán thép ở Việt Nam A. Các nhà máy lành viên của tổng công ty thép Việt Nam 1 Tên nhà máy Kiểu máy thời điểm khánh thành Năng suất (tấn/năm) Các thông số cơ bản Nơi chế tạo Chủng loại sản phẩm 1 Nhà máy luyện cán thép Gia sàng - Thái Nguyên - Bố trí hàng có cán vòng - Khánh thành năm 1975 - Năm 1994 cải tạo lại, bố trí thêm 2 giá cán liên tục 12.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Thỏi đúc 90 x 90 và 140 x 140 - Lò liên tục 30 tấn/h - V = 3,5 ÷ 20m/s - Đức - Trung Quốc - Việt Nam - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 32 - Thép góc nhỏ - Dây ∅ 6, ∅ 8 2 Nhà máy cán thép 650 Lưu Xá - Thái - Bố trí hàng - Khánh thành năm 1978 120.000 đến 160.000 - Phôi 100 x 100 đến 195 x 195 - Trung quốc - Đài - Thép U, I, góc… trung bình và nhỏ Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng Nguyên - Cải tạo thành liên tục năm 1994 - Lò liên tục 30 tấn/h - V = 3,5 ÷ 20m/s Loan - Việt Nam - Dây ∅ 6, ∅ 8 - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 32 3 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Nhà Bè - Khánh thành năm 1994 - Bán liên tục 120.000 - Phôi 100 x 100 - V = 12m/s - Đài Loan - Thép tròn và thép gai ∅ 12 đến ∅ 28 -Dây ∅ 6, ∅ 8 4 Nhà máy cán thép hình liên tục Thái Nguyên - Khánh thành nă 2005 - Liên tục 300.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 60 tấn/h - V cuối = 80 m/s - Đài Loan - Thép tròn và thép gai ∅ 12 đến ∅ 28 -Dây ∅ 6, ∅ 8 5 Nhà máy cán thép hình Phú Mỹ - Bà Rịa Vũng Tàu - Khánh thành năm 2005 - Liên tục 500.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 60 tấn/h - V cuối = 80 m/s - Italia - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 36 -Dây ∅ 6, ∅ 8 6 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Hoà Phát - Khánh thành năm 2000 - Liên tục 160.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 30 tấn/h - V cuối = 80 m/s - Italia - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 32 -Dây ∅ 6, ∅ 8 7 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Việt - Ý - Khánh thành năm 2002 - Liên tục 160.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 30 tấn/h - V cuối = 80 m/s - Italia - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 32 -Dây ∅ 6, ∅ 8 Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng 8 Nhà máy cán thép dân SSE Hải Phòng - Khánh thành 1998 - Liên tục 160.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 30 tấn/h - V cuối = 80 m/s - Italia - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 32 -Dây ∅ 6, ∅ 8 B: Các nhà máy cán thép liên doanh với nước ngoài 1 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Vinakyoe (Việt - Nhật) - Khánh thành năm 1995 - Liên tục 300.000 - Phôi thỏi 135 x 135 - Lò liên tục 60 tấn/h - V cuối = 60 m/s - Italia - Nhật Bản - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 40 -Dây ∅ 6, ∅ 8 2 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ VPS (Việt - Hàn) - Khánh thành năm 1995 - Liên tục 200.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 40 tấn/h - 16 m/s - Italia - Hàn Quốc - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 36 -Dây ∅ 6, ∅ 8 3 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Vinausteel - Hải phòng (Việt - Úc) 160.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 40 tấn/h - 16 m/s - Đài Loan - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 36 4 Nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ Nasteelvina - Thái Nguyên Việt - Singapo - Khánh thành năm 1995 - Bán liên tục 160.000 - Phôi thỏi 120 x 120 - Lò liên tục 40 tấn/h - 16 m/s - Đài loan - Thép tròn và thép gai ∅ 10 đến ∅ 36 5 Nhà máy cán thép Tây Đô - Hải Phòng (Việt - Đài Loan) - Khánh thành năm 1997 - Bán liên tục 120.000 - Phôi thỏi 100 x 100 - Lò liên tục 30 tấn/h - 16 m/s - Đài loan -Dây ∅ 6, ∅ 8 2. Thế giới Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng Thế giới có những xưởng với chiều dài từ 500 m đến 4000 m, năng suất rất cao như khi liên hiệp luyện cán thép của công ty POSCO Hàn Quốc có năng suất 20 triệu tấn/năm, trong lúc đó Trung Quốc có khu liên hiệp luyện cán thép lớn nhất do Đức bán thiết bị đặt tại khu luyện cán thép Bảo Sơn (cách Thượng Hải khoảng 16 km) chỉ đạt 6 triệu tấn/năm. Nhưng Trung Quốc là nước có sản lượng thép cán cao nhất thế giới. Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng Bảng 2: Sản lượng thép của một số quốc gia và khu vực trên thế giới. Đơn vị tính: 1.000.000 Châu, Quốc Gia, Khối Năm 1999 Năm 2000 Năm 2001 Năm 2002 Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Châu Âu 284,0 308,9 304,7 308,5 319,4 338,6 331,5 Khối Eu 175,9 186,7 180,5 180,9 184,0 193,4 186,5 Bắc Mỹ 130,0 135,4 119,9 122,9 126,2 134,0 127,0 Hoa Kỳ 97,4 101,8 90,1 91,6 93,7 99,7 93,9 Nam Phi 34,6 39,1 37,4 40,9 43,0 45,9 45,3 Châu Phi 12,8 13,8 14,9 15,8 16,3 16,7 17,9 Trung Đông 9,8 10,8 11,7 12,5 13,4 14,3 15,3 Châu Á 308,8 331,9 353,9 394,9 442,4 508,7 583,8 Trung Quốc 124,0 127,2 150,9 182,2 222,4 280,5 349,4 Nhật Bản 94,2 106,4 102,9 107,7 110,5 112,7 112.5 Châu Úc 8,9 7,8 7,9 8,3 8,4 8,3 8,6 Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8 6 [...]... cán hình chia làm 3 loại: Máy cán hình cỡ lớn: Đường kính trục cán Φ ≥ 550mm Máy cán hình cỡ trung bình: Đường kính từ Φ350 ÷ Φ500mm Máy cán hình cỡ nhỏ: Đường kính trục cán từ Φ 250 ÷ Φ350mm Máy cán hình cỡ lớn chuyên dùng để sản xuất đường ray và dầm thép còn gọi là máy cán day dầm Máy cán hình cỡ nhỏ chuyên dùng để cán các loại thép dây cỡ Φ6, Φ8, Φ10 ở dạng cuộn gọi là máy cán thép dây c Máy cán. .. thuộc vào chiều dày của sản phẩm mà phân máy cán ra: máy cán tấm dày, máy cán tấm trung bình, máy cán tấm mỏng - Tuỳ thuộc vào trạng thái nhiệt độ của kim loại khi cán mà chia ra máy cán tấm nóng, máy cán tấm nguội d Máy cán ống Máy cán ống đượcp hân loại theo hình dạng sản phẩm: máy cán tóp ống, hệ thống máy hàn ống, máy cán uốn hình và theo công nghệ cán có máy cán ống tự động, máy cán ống liên tục, ... với sản phẩm thép tròn Φ5,5 Bánh cán cacbit nhỏ gọn có khả năng kiểm soát tốt hơn về dung sai của sản phẩm, tăng tuổi thọ lỗ hình và bánh cán, chất lượng hình dáng bề mặt cao Các sản phẩm có đường kính < 18 mm được cán trong Block Tuỳ theo từng loại sản phẩm cán mà lần cán trong Block và lỗ hình trên bánh cán có khác nhau - Đối với sản phẩm thép thanh d14, D16 kết thúc ở giá cán số 16 (giá cán thứ... lỗ hình: Lỗ hình kín và lỗ hình hở Lỗ hình kín là lỗ hình mà khe hở sáng giữa hai trục cán không nằm trung với đường tâm của lỗ hình Ví dụ lỗ hình cán thép I Lỗ hình hở là loại lỗ hình mà khe sáng giữa hai trục cán nằm trung với đường tâm lỗ hình Về mặt công nghệ người ta chia lỗ hình cán thô và lỗ hình cán tinh, lỗ hình trước tinh, một máy cán thường có hai hệ thống lỗ hình: hệ thống lỗ hình cán thô... theo từng loại sản phẩm cán mà số lần cán và lỗ hình trục cán có khác nhau + Đối với sản phẩm thép: Φ 32 đến Φ 36: Kết thúc ở giá cán số 10 + Đối với sản phẩm thép: Φ 25 đến Φ 30: Kết thúc ở giá cán số 12 + Đối với sản phẩm thép: Φ 18 đến Φ 22: Kết thúc ở giá cán số 14 - Sản phẩm trung gian có kích thuớc Φ 16,8 đến Φ 19,7 mm cấp cho Block cán dây Nguyễn Xuân Hùng 24 Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD:... - Đối với sản phẩm thép thanh D12 kết thúc ở giá cán số 18 (giá cán thứ 4 trong block) - Đối với sản phẩm thép D10 kết thúc ở giá cán số 20 (giá cán thứ 6 trong block) Nguyễn Xuân Hùng 25 Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng - Đối với sản phẩm thép dây Φ 8 kết thúc ở giá cán số 22 (giá cán thứ 8 trong block) - Đối với sản phẩm thép dây Φ 6 kết thúc ở giá cán số 24 (giá cán thứ... nhóm giá cán - Nhóm giá cán thô: Nhóm này có thể bố trí liên tục hoặc giá ba trục đảo chiều - Nhóm cán trung: thường bố trí liên tục - Nhóm cán tinh: Nhóm này có thể bố trí cán liên tục (Vinausteel) hoặc bố trí theo hàng (lưu Xá) Nhóm cán thô Nhóm cán trung Nhóm cán tinh Hình 5: Máy cán bố trí liên tục Nguyễn Xuân Hùng 14 Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng Máy cán liên tục phải... thô và hệ thống lỗ hình cát tinh Lỗ hình cán thô là loại lỗ hình làm cho vật cán biến dạng mãnh liệt về tiết diện ngang và về hình dáng, kích thước gần giống sản phẩm đã định hình, nhiều lỗ hình cán thô gộp lại thành hệ thống lỗ hình cán thô Lỗ hình cán tinh là loại lỗ hình làm cho vật cán đạt tới hình dạng về kích thước thật của sản phẩm, lỗ hình cán tinh bao giờ cũng là lỗ hình cuối cùng, giá cán. .. trí lỗ hình cán tinh, lỗ hình cán tinh kết hợp với một hoặc hai lỗ hình đứng trước nó làm hệ thống lỗ hình cán tinh Các lỗ hình đứng trước lỗ hình cán tinh gọi là lỗ hình trước tinh Nguyễn Xuân Hùng 17 Lớp: CNVL - K8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng Hình 7: Lỗ hình cán thép tròn (14) c Một vài hệ thống lỗ hình để cán thép * Hệ thống lỗ hình hộp Hình 8: Hệ thống lỗ hình hộp Hệ thống lỗ hình. .. các sản phẩm chủ yếu của cán hình Lỗ hình trục cán (khuôn cán) là khoảng trống hình học tạo nên bởi hai rãnh cán của hai trục cán đứng đối diện nhau Lỗ hình trục cán chính là lỗ xuyên ánh sáng do hai rãnh trục cán tạo nên trên một mặt phẳng thẳng đứng qua đường tâm trục cán Rãnh cán là phần bề mặt trục cán đã tiện hoặc khoét bỏ đi một phần bê mặt trục theo hình đặc biệt b Phân loại lỗ hình trục cán . đề thiết kế Thiết kế một xưởng cán hình cỡ nhỏ và trung bình liên tục với năng suất 300. 000 tấn/năm với sản phẩm thép 20 φ 2. Các số liệu ban đầu • Phôi đầu vào: 120 x 120 x 9000 mm, Mác thép. máy cán thép dùng để cán thép hình, sản phẩm của máy có rất nhiều loại và đa dạng. Máy cán hình chia làm 3 loại: Máy cán hình cỡ lớn: Đường kính trục cán 550mmΦ ≥ Máy cán hình cỡ trung bình: . Φ Máy cán hình cỡ nhỏ: Đường kính trục cán từ 250 350mmΦ ÷ Φ Máy cán hình cỡ lớn chuyên dùng để sản xuất đường ray và dầm thép còn gọi là máy cán day dầm. Máy cán hình cỡ nhỏ chuyên dùng để cán