輔助設(shè)備選擇

1、 輔助設(shè)備選擇輔助設(shè)備是指軋鋼機(jī)械設(shè)備中除軋鋼機(jī)以外的各種機(jī)械設(shè)備。它是由完成一系列輔助加工工序所需的機(jī)械設(shè)備組成。根據(jù)輔助設(shè)備在軋鋼生產(chǎn)過程中的不同用途，可以將輔助設(shè)備歸納為如下幾類13：（1）加熱設(shè)備； （2）剪切設(shè)備； (3)升降設(shè)備；（4）矯直設(shè)備； （5）冷卻設(shè)備； （6）翻轉(zhuǎn)設(shè)備；（7）彎曲、卷曲設(shè)備； （8）起重運(yùn)輸設(shè)備。 選擇原則輔助設(shè)備選擇一般要遵循下列原則：（1）滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求；（2）有較高的工作效率，保證軋機(jī)獲得較短的軋制節(jié)奏時(shí)間而有較高的產(chǎn)量；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)的型式要先進(jìn)合理，動作靈活、結(jié)構(gòu)緊湊，操作維修容易，備品備件標(biāo)準(zhǔn)化，制造、換輥方便；（4）輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力

2、一般要大于軋機(jī)的生產(chǎn)能力，以保證軋機(jī)生產(chǎn)能力得到發(fā)揮；（5）設(shè)備設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，體積小，重量輕，以減少設(shè)備總重量和節(jié)省車間投資。 加熱設(shè)備的選擇加熱是熱軋生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序。而鋼料加熱質(zhì)量的保證和加熱爐產(chǎn)量的大小，完全依賴于加熱爐產(chǎn)量的大小，完全依賴于所選擇的加熱設(shè)備和它的加熱制度。（1） 加熱爐爐型：步進(jìn)式加熱爐。（2） 加熱爐產(chǎn)量計(jì)算Q= （9.1）式中： Q加熱爐小時(shí)產(chǎn)量（th）； P有效爐底強(qiáng)度（kgmh）； F爐底布料面積（m）；F=Ll （9.2）式中： L爐底有效長度，m； l加熱料長，m；設(shè)爐長36m，坯料間距0.2m。 n=180（根）考慮到坯料在爐內(nèi)循環(huán)，只放置170根。

3、F=101700.2=340（m） Q=221（th）（3）爐子寬度雙排料時(shí)： B=l+2c （9.3）式中： l來料最大長度，m； c料間或料與爐墻間的間隙距離。一般取0.150.3m。 B= l+2c=10+20.3=10.6（m）考慮到實(shí)際操作難度，爐子寬度選取B=15m(4) 推鋼機(jī)選擇1 推力大小 推力計(jì)算用下式： P=Qf （9.4）式中： Q被推金屬的重量（t）； f摩擦系數(shù)，f取0.50.6；2 速度確定 推鋼機(jī)速度大小取決于坯料斷面形狀及尺寸、爐子產(chǎn)量要求以及出料方式等因素。 斷面尺寸高100300mm時(shí)，v=0.10.12（ms）3 行程選擇推鋼機(jī)行程主要與以下因素有關(guān)：

4、坯料斷面形狀和尺寸、輥道寬度、出料要求。吊車一次吊運(yùn)鋼坯數(shù)量以及檢修要求等。本次行程取3000mm。 剪切設(shè)備的選擇 用于軋鋼生產(chǎn)的切斷設(shè)備主要有三大類，即剪切機(jī)、鋸機(jī)和火焰切割機(jī)。剪切機(jī)主要用來剪切軋件的頭、尾或切定尺、切邊、切試樣以及切除軋件局部缺陷等。橫向切運(yùn)動軋件的剪切機(jī)叫飛剪機(jī)。它可裝設(shè)在連軋鋼皮車間或小型型鋼車間里，放在軋制線的后部，將軋件切成定尺或切頭尾。在冷熱帶鋼車間里的橫剪切機(jī)組、重剪機(jī)組、鍍鋅或鍍錫機(jī)組里，都配置各種不同類型的飛剪機(jī)，將帶鋼剪成定尺或剪成規(guī)定重量的鋼卷。在某種程度上，剪切機(jī)限制了軋制速度的提高。采用飛剪機(jī)有利于使軋鋼生產(chǎn)迅速向高速化、連續(xù)化方向發(fā)展。因此它是

5、軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的主要手段之一。 1 、 粗軋后熱剪（1）剪切力計(jì)算P= （9.5）式中： P剪切力（t）； K1考慮剪刃鈍化和剪刃間隙的影響因素，熱剪時(shí) K1=1.21.3；K2換輥系數(shù)，K2=0.70.8； 被剪金屬在剪切溫度下的強(qiáng)度極限（kgm）； 被剪金屬剪斷時(shí)相對剪切深度，mm； F被剪金屬的橫斷面積（mm）； P=（2）剪切行程 H=式中： H剪切行程，mm； H1輥道上平面到剪切機(jī)壓板下面的距離，mm； H1=h+（5070） h被剪金屬的最大厚度（mm）； 上下刀片的重迭量，常取525mm，取=15mm； 壓板低于上刀刃的值，一般可取550mm，取=25mm； v輥道上平面超出下刀

6、刃的值，一般可取520mm,取v=10 H= （3）剪刃長度 L=（34）B式中： L刀片長度，mm； B被剪金屬最大寬度，mm。 L=3.50.15=0.525（m）（4）刀刃橫斷面尺寸h=（0.651.5）H (0.30.4)h式中： h刀片橫斷面高度，mm； 刀片橫斷面寬度，mm； H被剪金屬最大高度，mm；h=1.10.15=0.165（m）0.350.15=0.0525（m）（5）剪切行程次數(shù)主要考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力，并考慮剪切時(shí)軋件的質(zhì)量，剪切次數(shù)取20次分。2、中軋后飛剪 切軋件的速度：0.86m/s 剪切溫度：大于950 剪切最大斷面：4545mm2 最大剪切力：158KN 切廢料

7、長度：1700mm。3、倍尺飛剪 長度：60mm；剪切最大斷面：1267 mm2最大剪切力：35t。4、定尺冷剪 定尺冷剪位于冷床出口側(cè)，用于剪切成品定尺鋼材。冷剪按其剪切方式可分為兩類：一類是停剪，即鋼材在輥道上靜止后剪切；另一類是飛剪，即鋼材在輥道上運(yùn)輸過程中完成剪切。后者生產(chǎn)效率高，所以在本設(shè)計(jì)中就用冷飛剪。冷飛剪由分為曲柄式冷飛剪和擺式冷飛剪。在本設(shè)計(jì)中選用意大利的擺式冷飛剪，它可用于直徑為1250的小型棒型材生產(chǎn)線。其技術(shù)參數(shù)為：最大剪切力：3300KN剪切速度：0.51.5m/s剪切精度：15mm；剪刃寬度：800mm；該剪切機(jī)具有刀片自動更換功能，是有可橫向移動正面卸下和裝入剪刃

8、刀片的小車完成的，換一次剪刃大約需要10min。冷卻設(shè)備選擇 軋件被冷床飛剪剪成倍尺后，由冷床輸入裝置輸送并卸到冷床上。軋件在緩慢的橫向移動過程中，逐漸自然冷卻，是軋件溫度由約1000下降到100左右。冷床卸料裝置將軋件收集組成并卸到輸出輥道上，成組軋件將被送至冷剪剪切成定尺成品。冷床結(jié)構(gòu)與形式冷床分為以下幾種：（1）設(shè)有鋼繩拉鋼機(jī)的冷床 這類冷床以固定的導(dǎo)軌為床面，配以帶往復(fù)運(yùn)動的多爪式拉鋼機(jī)。這種冷床的工作特點(diǎn)是靠繩式拉鋼機(jī)使軋件成批地橫向運(yùn)動，冷床的面積利用率較高。此類冷床多用于大型及中型鋼材生產(chǎn)。（2）設(shè)有鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的冷床 這類冷床多用于軋件表面質(zhì)量要求較高、表面怕擦傷的鋼材。如鋼板、

9、帶鋼和鋼管生產(chǎn)等。（3）齒條式冷床 它由齒條和導(dǎo)軌組成。活動的齒條相對于固定的導(dǎo)軌作圓周運(yùn)動，每上下前后運(yùn)動一次，軋件就向前運(yùn)行一段距離。這種冷床的缺點(diǎn)是床面的利用率較小，但特別適用于冷卻過程中容易產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)的中小型棒材。 （4）輥式冷床 這種冷床由多組細(xì)長的輥?zhàn)铀M成。輥?zhàn)虞S線與軋件運(yùn)行方向成一定的角度，因此軋件在冷卻過程中在其上面一邊運(yùn)動，一邊自身相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。這樣使軋件冷卻不僅均勻，也防止了軋件的彎曲和扭轉(zhuǎn)。此類冷床設(shè)備重量大，造價(jià)較高，因此適用于要求較高的小型鋼材生產(chǎn)。 （5）步進(jìn)式冷床 由一套步進(jìn)機(jī)構(gòu)組成。軋件在冷床上的運(yùn)動情況和齒條式冷床相類似，步進(jìn)機(jī)構(gòu)每動作一次，軋件向前運(yùn)行一

10、段距離。此類冷床多用于鋼管生產(chǎn)或其他要求在冷卻過程中防止產(chǎn)生彎曲和變形的鋼材生產(chǎn)。 （6）鉤式運(yùn)輸機(jī) 這類冷床主要用于線材生產(chǎn)中。冷卻時(shí)由鉤式運(yùn)輸機(jī)將成卷的線材掛起來，一邊沿導(dǎo)軌運(yùn)輸一邊進(jìn)行冷卻，在運(yùn)輸過程中達(dá)到冷卻要求11。 冷床的性能參數(shù) 1、冷卻時(shí)間 冷卻時(shí)間的計(jì)算非常復(fù)雜，因?yàn)樗苤T如鋼種、軋件尺寸、軋件斷面形狀、冷卻設(shè)備周圍條件、軋件冷卻溫度范圍等一系列因素的影響。在設(shè)計(jì)中可采用兩種方法：一是按照同類生產(chǎn)條件進(jìn)行實(shí)測取得；一是按公式計(jì)算，但其結(jié)果只能供參考。因此本設(shè)計(jì)中根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得。T=1h。 2、冷床寬度 主要取決于產(chǎn)品計(jì)劃中鋼材的最大成品長度，其相互之間的關(guān)系如下式所示

11、： B=lmax+12m （9.6）式中：B冷床寬度； 軋成成品的最大長度。 B=12.5m 3、冷床長度 冷床長度的決定比較復(fù)雜。因此參考其他車間冷床的參數(shù)。 起重運(yùn)輸設(shè)備的選擇 輥道的選擇輥道是軋鋼車間中不可缺少的輔助設(shè)備。它的主要作用是用來運(yùn)送軋件（運(yùn)輸輥道）、參與軋機(jī)的軋制過程（工作輥道）和連接車間內(nèi)設(shè)備之間、機(jī)組之間的聯(lián)系（運(yùn)輸輥道）。輥道按其在生產(chǎn)過程中所起的作用分為：上料輥道、爐后輥道、爐后輥道、運(yùn)輸輥道、工作輥道等。1 原料運(yùn)輸輥道 類型：集體傳動 輥速：2.6m/s 輥距：1m2 入爐輥道 類型：集體傳動 轉(zhuǎn)速：1.9m/s 輥距：1m 輥?zhàn)右?guī)格：300600mm3 拉料輥

12、類型：單獨(dú)傳動，可逆不可調(diào)速 轉(zhuǎn)速：2m/s 輥距：1m 輥?zhàn)右?guī)格：300600mm4 軋機(jī)輥道 類型：單獨(dú)傳動，可逆不可調(diào)速 轉(zhuǎn)速：1.8m/s 輥距：1m 輥?zhàn)右?guī)格：300700mm5 精軋飛剪前輥道（1） 類型：單獨(dú)傳動，可逆不可調(diào)速 轉(zhuǎn)速：2.2m/s 輥距：0.8m 輥?zhàn)右?guī)格：150500mm 精軋飛剪后輥道（2） 類型：單獨(dú)傳動，可逆不可調(diào)速 轉(zhuǎn)速：2.2m/s 輥距：0.8m 輥?zhàn)右?guī)格：250500mm6 冷床對齊輥道 轉(zhuǎn)速：1.8m/s 輥距：1m 輥?zhàn)右?guī)格：250500mm7 冷剪機(jī)輥道 轉(zhuǎn)速：2.5m/s 輥距：1.5m 輥?zhàn)右?guī)格：200800mm8 矯直輸入輥道轉(zhuǎn)速：1.

13、5 m/s 輥距：1m 輥?zhàn)右?guī)格：250500mm9 輸出輥道 轉(zhuǎn)速：2m/s 輥距：1.2m 輥?zhàn)右?guī)格：250550mm10 精整臺架前輥道 轉(zhuǎn)速：2.8m/s 輥距：1.5m 輥?zhàn)右?guī)格：200800mm11 成品檢查臺架前輥道 轉(zhuǎn)速：3m/s 輥距：1.7m 輥?zhàn)右?guī)格：200800mm12 改尺寸臺架前輥道 轉(zhuǎn)速：3m/s 輥距：1.8m 輥?zhàn)右?guī)格：200800mm13 成品收集輥道 轉(zhuǎn)速：3m/s 輥距：2m 輥?zhàn)右?guī)格：200800mm 起重運(yùn)輸設(shè)備選擇50t電動平車：3臺分布：初軋?jiān)?臺 原料跨主機(jī)跨 1臺305噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)：1臺205噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)：4臺305雙鉤橋電

14、動式起重機(jī)：4臺153噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)：1臺15噸剛性料耙橋式起重機(jī)：2臺表9.1 起重設(shè)備性能參數(shù)名稱重量跨度標(biāo)高大車運(yùn)行速度小車運(yùn)行速度工作制度305噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)44700Kg28.5m10.17m62.5mmin48.7mmin中級205噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)34800Kg28.5m10.17m65.2mmin60mmin中級305雙鉤橋電動式起重機(jī)36600Kg26m10.17m70mmin50mmin重級153噸電機(jī)雙鉤橋式起重機(jī)26500Kg22.5m10.17m71.5mmin48.7mmin中級15噸剛性料耙橋式起重機(jī)38560Kg12.17m12.17m126mmi

15、n134mmin重級 車間平面布置及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)車間布置形式 平面布置原則車間平面布置是車間設(shè)計(jì)中的重要問題。布置的是否合理不僅對當(dāng)前生產(chǎn)情況、車間占地面積、車間投資直接帶來影響，且對車間今后發(fā)展、擴(kuò)大車間再生產(chǎn)能力也起重要作用14。在平面布置時(shí)，主要應(yīng)以以下原則為依據(jù)：（1）滿足工藝要求，使車間具有暢通合理的金屬的流程線；（2）滿足產(chǎn)品今后在產(chǎn)量、質(zhì)量和品種上發(fā)展的需要；（3）設(shè)備的間距應(yīng)滿足上下工序工藝上的要求，互不干擾，并考慮到操作條件和勞動安全；（4）跨間組成和相互位置關(guān)系要合理，既要滿足 工藝要求，又要節(jié)省車間占地面積和投資；（5）使上下車間聯(lián)系緊密，縮短運(yùn)輸距離，縮短管線鋪設(shè)長度。

16、10.1.2 金屬流程線確定 確定金屬流程線是車間布置的重要內(nèi)容。軋鋼車間常用的金屬流程線如圖10.1。 1 2 3 4 5 6圖10.1 金屬流程圖 1直線式； 2直線橫移式； 3曲折式； 4放射式； 5匯聚式； 6過渡式； 根據(jù)車間性質(zhì)、生產(chǎn)任務(wù)和地形條件等情況不同，再加上軋鋼車間由原料到成品工序繁多，各種設(shè)備所起的作用又不盡相同，本車間是上述各種方式的綜合。 設(shè)備間距的確定 1 加熱爐到軋機(jī)距離大小與加熱爐布置方式有很大關(guān)系。它的布置方式是加熱爐中心線和軋機(jī)中心線相互垂直。它們的間距是15m。 2 軋機(jī)間的距離 粗軋機(jī)之間的距離2.5m；粗軋機(jī)到中軋機(jī)之間距離18.5m；中軋機(jī)之間的距離

17、2.1m；中軋機(jī)到精軋機(jī)之間的距離8.4m；精軋機(jī)之間的距離4.2m。 3 軋機(jī)到切斷設(shè)備的距離粗軋機(jī)到曲柄連桿式飛剪間距5m；精軋機(jī)到意大利飛剪距離20m； 倉庫面積計(jì)算1 原料倉庫面積 F= （10.1）式中： F原料倉庫面積，m； A軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量，th； n存放天數(shù)； k金屬綜合消耗指數(shù)； %沒立方米所能存放的原料重量，t； h每堆原料堆放高度，m； F=1856（m）2 成品倉庫面積 F=1911（m）3 中間倉庫面積 Q=AT式中： Q堆放量，t； A軋機(jī)平均日產(chǎn)量（t天）； T生產(chǎn)周轉(zhuǎn)時(shí)間，天； 軋機(jī)產(chǎn)量與各項(xiàng)精整設(shè)備的不平衡系數(shù)； Q=200140.8=6403（t） F=241

18、6（m） 軋鋼車間組成及尺寸確定1 廠房跨度布置 軋鋼車間一般均由原料跨、加熱爐跨、主軋機(jī)跨、精整跨和成品跨組成。車間跨度的布置就是解決和處理這些跨間的相互位置關(guān)系?？玳g布置的方式很多，要根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、軋機(jī)組成及地形條件等因素來決定13。2 廠房跨度大小 廠房跨度實(shí)際上可視為廠房寬度。本車間原料跨車間距離60m，加熱爐跨54m，主軋機(jī)跨40m，精整跨40m，成品跨30m。 車間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表示軋鋼車間內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備、原材料、燃料、動力以及勞動力、資金等利用程度的指標(biāo)稱之為技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這些指標(biāo)的高低反映了車間生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)管理制度執(zhí)行的情況,是鑒定車間設(shè)計(jì)水平和工藝過程制訂質(zhì)量好壞的重

19、要標(biāo)推,是評定車間工作優(yōu)劣的主要依據(jù)。因?yàn)橥ㄟ^對同一類型不同車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析和對比,可以找出相互之間的差距,存在的問題,從而分析原因,尋找提南指標(biāo)、改進(jìn)生產(chǎn)的措施,故而研究和分析各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也就成了研究和分析軋鋼車間工作情況的重要方法之一了15。在軋鋼生產(chǎn)過程中,有多種多樣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。其中包括：綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、各項(xiàng)材料消耗指標(biāo)、車間勞動生產(chǎn)率指標(biāo)以及車間資金利用與消耗等方面的指標(biāo)。而其中尤以產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、各項(xiàng)材料消耗、勞動力使用、資金利用以及軋機(jī)作業(yè)率等指標(biāo)最為人們所重視和關(guān)心,因而這些反映生產(chǎn)水平的主要指標(biāo)是人們分析和研究的主要內(nèi)容。 各類材料消耗 1.金屬的消耗棒材生

20、產(chǎn)過程中金屬損失有兩種類型：一是物理損耗,包括：切頭、切尾、切邊、過程廢品、取樣損失、改尺損失、成品放尺損失等。二是化學(xué)損耗,包括：倍尺連鑄坯在高溫切割時(shí)的割渣、鋼坯在加熱過程中表面氧化產(chǎn)生的一次氧化鐵皮、高溫軋件在空氣中產(chǎn)生的二次氧化鐵皮等13。（1）燒損：燒損就是金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失,它包括坯料在加熱的過程中生成的氧化鐵皮和軋制過程中形成的二次氧化鐵皮,但前者是重要的。從鋼錠到合格產(chǎn)品的整個(gè)過程中,金屬消耗經(jīng)過多次加熱和冷卻。據(jù)統(tǒng)計(jì),在生產(chǎn)的全過程中,金屬燒損量最高可以達(dá)到56%。燒損與加熱時(shí)間、加熱溫度、爐氣氣氛 、鋼的化學(xué)成分等因素有關(guān),實(shí)踐證明,加熱溫度越高,在高溫下停留時(shí)間越

21、長,爐內(nèi)氧氣氣氛越強(qiáng),金屬燒損越多。如圖2.1、圖2.2所示8,表示加熱溫度,保溫時(shí)間對金屬燒損的影響。軋制過程中,金屬一次加熱,軋制所形成的氧化損失一般在23%左右6。 圖10.1 鐵皮生成量與加熱溫度的關(guān)系 圖10.2時(shí)間對氧化鐵皮的影響 （2）切損：切損包括：切頭、切尾、切邊和由于質(zhì)量不合格而且除所造成的金屬消耗,切損主要與鋼種、鋼材種類及其要求、坯料尺寸計(jì)算的精確程度以及選用的原料狀況有關(guān),在鋼材中鋼板要切邊,其切邊損失量是切損的主要損失因素。（3）清理表面損失：清理金屬表面的損失包括原料表面缺損處理,酸洗以及軋后成品表面缺損處理的金屬損失。由于鋼種和清理方法不同,以及對鋼材要求不一樣

22、。因此造成的金屬清理損失也不同。一般在13%的范圍內(nèi)7。（4）軋廢：軋廢是由于操作不當(dāng)、管理不善或者出現(xiàn)事故造成的廢品損失,對于操作和管理得當(dāng)?shù)钠髽I(yè),軋廢率并不是很高。為了研究金屬消耗情況,任何軋鋼車間都要按期進(jìn)行金屬平衡分析工作,對期間金屬消耗諸因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,找出金屬消耗變化的影響因素,采取切實(shí)可行的對策、措施,盡力降低金屬消耗,提高車間的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 2.燃料消耗軋鋼車間的燃料消耗主要用于坯料的加熱。常用的燃料有煤、煤粉、煤氣和重油等。其消耗量一般用每噸鋼材需要消耗多少熱量來表示。有時(shí)固體燃料或液體燃料用每噸鋼材加熱消耗的燃料重量表示8。每噸鋼材的燃料消耗決定于加熱時(shí)間與加熱制度、加熱爐的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量、坯料的鋼種和斷面尺寸、入爐時(shí)料的溫度等因素。對連續(xù)式加熱爐而言,爐子的產(chǎn)量愈高,相對的燃料消耗愈少。因此提高軋機(jī)的作業(yè)率、提高爐