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
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
PHẦN I
TỔNG QUAN THIẾT BỊ
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
7
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CÁN THÉP
1. Giới thiệu về cán thép

Sản phẩm cán bao gồm kim loại đen, kim loại màu được sử dụng rộng
rãi trong các ngành kinh tế quốc dân: chế tạo máy, giao thông vận tải, cầu
đường, xây dựng, quân sự, hàng tiêu dùng.
Sản phẩm của thép từ 80
÷
90% là qua công nghệ cán cho nên ói đến sản
phẩm thép cũng là nói đến công nghệ cán: gồm kim loại đen và kim loại màu.
Trong phạm vi đó đồ án này chúng ta chỉ quan tâm kim loại đen và công nghệ
thiết bị sản xuất ra nó.
Việc phân loại sản phẩm cán phải dựa vào mác thép, thành phần hoá
học, công dụng của sản phẩm, tổ chức công nghệ sản xuất… nhưng đặc trưng
nhất tiêu biểu rõ nhất của việc phân loại thép cán là dựa vào hình dạng tiết
diện cán mà ta phân chia. Tất cả các nước trên thế giới đều hầu như phân chia
theo kiểu này, ở nước ta cũng vậy, sản phẩm được chia thành 4 loại chủ yếu
sau:
- Thép hình
- Thép ống
- Thép tấm
- Thép có hình đặc biệt
Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ đi vào tìm hiểu thép hình. Thép hình
được chia thành 4 chủng loại chủ yếu sau:
1.1. Thép hình có tiết diện đơn giản
Bao gồm thép tròn, vuông, chữ nhật, thép bản (thép dẹt), thép lục lăng,
thép tam giác (hình 1).
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Thép tròn có đường kính từ
8 200mmΦ ÷ Φ
, đặc biệt có loại đạt

350mmΦ
, loại có đường kính nhỏ
5 9 mmΦ ÷ Φ
được gọi là thép dây và sản
phẩm ở dạng cuộn.
Thép vuông có cạnh từ
( ) ( )
5 200 mmx 5 200 mm÷ ÷
khi có cạnh của nó
còn to hơn yêu cầu đặc biệt
Thép bản có cạnh của tiết diện như sau:
( )
( )
h 4 600 mm
b 12 200 mm
= ÷
= ÷
Thép tam giác có hai loại là cạnh đều (tam giác đều) và cạnh không đều.
Loại cạnh đều có tiết diện (20 x 20 x 20)mm đến (200 x 200 x 200)mm còn
loại không đều có tiết diện (30 x 20 x 20)mmm đến (200 x 150 x 150) mm và
các loại thép lục lăng.
Hình 1: Một số sản phẩm thép hình (7)
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
1 - Tiết diện tròn
2 - Tiết diện vuông
3 - Tiết diện dẹt (bản)
4 - Tiết diện ôvan
5 - Tiết diện tam giác

6 - Tiết diện cạnh
7 - Tiết diện bán nguyệt
8 - Thép ray xe lửa
9 - Tiết diện thép chữ U
10 - Tiêt diện thép chữ I
1.2. Thép hình có tiết diện phức tạp
Đó là loại thép hình chữ U, I, T hay còn gọi là dầu U, I, T, thép đường
ray, thép đóng cọc, thép hình dạng đặc biệt.
Các loại thép này được chia ra các cỡ nhỏ, trung bình và lớn theo chiều
cao (h) và trọng lượng/chiều dài (kg/m). Các thông số của nó được đưa ra
trong bảng theo các tiêu chuẩn Việt Nam.
2. Máy cán
Máy cán là một loại máy gia công kim loại bằng áp lực (không tạo phoi)
cán ra sản phẩm có hình dạng, kích thước nhất định. Máy cán gồm 3 bộ phận
chính: nguồn động lực (động cơ, môtơ), bộ truyền động (hộp giảm tốc, hộp
chia mômen…) và các giá cán
2.1. Cấu tạo
Giá cán gồm thân giá cán, ổ đỡ trục, bộ phận điều chỉnh lượng ép, hệ thống
dẫn phôi cán, lật phôi cán và các thiết bị phục vụ khác đặt trên thân giá cán.
Bộ phận truyền động gồm hộp giảm tốc, trục khớp nối và bánh răng
truyền lực. Nguồn động lực hay gọi là nguồn năng lượng để làm biến động
kim loại được truyền đến trục cán từ các động cơ điện.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Thông thường để nhận được một sản phẩm cán thì vật cán phải gia công
trên một hệ thống thiết bị bao gồm các thiết bị chủ yếu như sau: Lò nung, các
máy cán, hệ thống thiết bị phụ. Tất cả những thiết bị được sắp đặt nối tiếp
nhau để đáp ứng các nhu cầu công nghệ của một sản phẩm hoàn chỉnh gọi là
xưởng cán.

Hình 2: Máy cán (8)
1 - Động cơ
2 - Bộ phận truyền động
3. Giá cán
2.2. Phân loại máy cán
Có thể phân loại máy cán theo công dụng, theo số giá cán trong máy cán,
theo số trục cán trong giá cán thì phân loại theo tên sản phẩm cuối cùng, theo
cách bố trí máy cán trong xưởng, theo công nghệ cán.
a. Máy cán phôi
Là loại máy cán chuyên sản xuất phôi ban đầu cho các nhà máy cán
khác, máy sản xuất ra 2 loại phôi chính: phôi thỏi có tiết diện vuông, phôi tấm
hình chữ nhật.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
11
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
b. Máy cán hình
Là loại 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: Đường kính từ
350 500mmΦ ÷ 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 các
loại thép dây cỡ
6, 8, 10Φ Φ Φ
ở dạng cuộn gọi là máy cán thép dây.
c. Máy cán tấm

Tuỳ 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, máy cán ống khí hồi, hệ thống máy hàng
ống bằng phương pháp hồ quan điện trở
e. Máy chuyên dùng
Máy cán chuyên dùng thường được gọi theo tên sản phẩm cán như: Máy
cán bi, máy cán bánh răng, máy cán vành bánh xe lửa.
Ngoài ra người ra còn phân loại máy cán theo cách bố trí các thiết bị bộ
chính (giá cán) như
* Máy cán bố trí rheo hàng: có các giá bán bố trí thành một hay nhêìu
hàng ngang được dẫn động chung bằng một động cơ hoặc dẫn động riêng tuỳ
theo ý đồ công nghệ.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Hình 3: Máy cán bố trí 3 hàng (10)
* Máy cán bố trí theo diện tích hình chữ Z để tiết kiệm mặt bằng phân
xưởng
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Hình 4: Máy cán bố trí theo kiểu chữ Z (bàn cờ) (10)
* Máy cán liên tục thường có ba 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 Lớp: CNVL - K8
14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Máy cán liên tục phải đảm bảo:
- Vật cán có thể đồng thời ăn vào tất cả trên các giá cán
- Tính số giữa tốc độ và tiết diện tại các giá phải bằng nhau và bằng hằng
số
1 1 2 2 n n
FV F V F V const= = = =
F
1
, F
2
, F
n
: Tiết diện ngang của vật cán tại các giá tương ứng
V
1
, V
2
, V
n
: Tốc độ cán tương ứng
3. Giới thiệu về cán nóng và cán hình
3.1. Cán nóng kim loại

Cán nóng kim loại là cán kim loại ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ kết tinh
lại. Muốn cán nóng bất kỳ một kim loại nào đều phải nung kim loại đến nhiệt
độ cán. Nó quyết dịnh đến năng suất và sản phẩm cán. Từ thực tế sản xuất với
lý thuyết ta có công thức kinh nghiệm để xác định nhiệt độ tối ưu của kim loại
là:
T
nung
= T
chảy
-
( )
0
200 250 C÷
Trong đó: T
chảy
là nhiệt chảy của từng kim loại và hợp kim
Nhiệt đó cán: Ta cần phải quan tâm đến nhiệt độ cán và khoảng nhiệt độ
cán mà tại đó biến dạng dẻo của kim loại là rất lớn, tốt nhất vàcó chất lượng
cao nhất.
Nhiệt độ kết thúc cán: mỗi kim loại phải kết thúc cán ở một nhiệt độ quy
trình trong vùng nhiệt độ cho phép, không được kết thúc cán ở nhiệt độ tuỳ
thích, vì nhiệt độ cán cũng ảnh hưởng tới tổ chức tế vi của kim loại, tới cơ lý
tính của sản phẩm.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
Hình 6: Các vùng nhiệt độ gia công thép trên giản đồi trạng thái FeC
1 - Vùng nhiệt độ hàn
2 - Vùng nhiệt độ nung
3 - Vùng nhiệt độ cán

3' - Vùng nhiệt độ cán
4 - Vùng giòn
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
3.2. Cán hình
a. Khái niệm
Quá trình cán dùng các trục cán có khoét lỗ hình để tạo ra các sản phẩm
có tiết diện ngang, vuông, tròn, tam giác, lục lăng, chữ I, chữ U,… gọi là cán
hình, thép hình là 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
Có hai loại 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 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 tinh chỉ bố 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 Lớp: CNVL - K8
17
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 này được sử dụng rất rộng rãi để cán các loại thép tròn,
vuông, chữ nhật, thép bản, thậm chí với cả thép hình phức tạp. Vật cán trong
hệ thống lỗ hình này có lượng ép bằng nhau trên toàn bộ của chiều rộng vật
cán, mức biến dạng đồng đều hệ số kéo dài lớn làm cho năng suất cao.
* Hệ thống lỗ hình ép vuông - thoi và thoi vuông
Hệ thống lỗ hình này được dùng nhiều trong máy cán phôi liên tục và
các máy cán liên tục khác, ưu điểm của nó là vật cán ăn vào rất ổn định, hệ số
kéo dài lớn, vật cán biến dạng nhanh do đó năng suất cao.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
* Hệ thống lỗ hình ép ôvan - vuông
Đây là hệ thống lỗ hình chính được dùng rộng rãi trong các máy cán
hình cỡ nhỏ, ưu điểm của nó là:
Vật cán được biến dạng tới mức tối đa, các gờ mép của vật cán luôn thay
đổi trong quá trình cán do đó làm cho nhiệt độ của vật cán đồng đều.
* Một vài hệ thống cán thép tròn - hệ thống lỗ hình tinh:
- Hệ thống lỗ hình vuông - ôvan - tròn
- Hệ thống lỗ hình hộp vuông - ôvan - tròn
- Hệ thống lỗ hình vạn năng
- Hệ thống lỗ hình tròn - ôvan - tròn

- Hệ thống lỗ hình ôvan nằm - ôvan đứng - tròn.
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
PHẦN II
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Đào Minh Ngừng
PHẦN II
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
I. Quy trình công nghệ sản xuất thép tròn trơn
20
φ
1. Quy trình công nghệ
2. Lựa chọn phôi
Tuỳ thuộc vào nhà máy, tính chất và hình dạng kích thước sản phẩm mà
vật liệu ban đầu là thỏi đúc hoặc phôi cán được lựa chọn cho phù hợp với sản
phẩm. Dựa trên điều kiện thực tế của các nhà máy và công ty thép của nước
ta, lựa chọn phương án phôi thép đã qua cán. Hình dạng phôi, thành phần hoá
học như sau:
- Phôi ban đầu: Thép thỏi vuông F
0
= (120 x 120) x 9000 mm
Trọng lượng phôi 674 kg
Nguyễn Xuân Hùng Lớp: CNVL - K8
21
Phôi Nạp lò Ra lò Cán thôNung
Đẩy tiếp
Cắt phân

đoạn
Cán trung
Cắt đầu
đuôi
Cán tinh
Sàn nguội
Cắt định
kích thước
Nhập kho
Bó buộc