年产160万吨中厚板X80典型产品8×3000×10000毕业设计下

1、6.2.1主电机过载按下式进行校核式中：Mmax-电机在轧制过程中承受的最大转矩； Me-电动机的额定转矩 -允许过载系数，对于专为轧机使用的ZZ及ZZY电机过载系数为2.53.电机的额定转矩为：Me=9.550Ne/ne=9.550式中：Ne-电机的额定功率，KW Ne-电机的额定转速，r/min由合成力矩可知：第8道轧制时有最大转矩Mmax=4319KN.m按公式：Mmax3Me 43197155KN.m所以：电机过载校核通过6.2.2主电机发热校核主电机发热校核通常采用等效法、即等效电流法、等效转矩法和等效功率法，在进行轧钢设计时，出于计算方便和实用，常用等效转矩法，其公式如下：MdxM

2、e式中：Mdx-电机等效转矩； Mi- 一个轧制周期中各时间区间的转矩 Ti- 一个周期中对在不同转矩的延续时间电机发热校核按公式：计算 代入公式：该值小于电动机的额定转矩，发热校核通过。6.3工作制度及电机上的合成力矩本车间粗轧机的转动是由两台转速04080r/min的直流电机分别直接驱动支承辊，电机的功率为5000KN。由于本车间轧制时为稳定高速咬入，即咬入速度等于轧制速度。所以轧件咬入时的力矩等于稳定轧制力矩。6.4 轧辊强度的校核轧辊强度计算特点：1） 轧制时板带位于轧辊正中，轧制力按均匀载荷对待，轴承两侧的支反力相等；2） 轧辊直径沿辊身长度方向不变，故辊身危险断面必在辊身中央处；3

3、） 辊颈及辊头的危险断面均在传动侧。本设计中采用一台3800mm四辊可逆粗轧机和一台4100mm四辊可逆精轧机。粗轧机工作辊辊身直径=1030mm，辊颈直径=940mm；支承辊直径=1640mm，辊颈长度=700mm，辊身长度L=3800，再根据轧制力、轧制力矩及轧件长度的大小对轧辊长度的影响，选取粗轧轧机第2道次的数据对粗轧机的轧辊进行校核，轧制力P=31770KN，轧制力矩，轧件宽度b=3600mm。精轧机工作辊辊身直径，辊颈直径；支承辊直径，辊颈直径，辊颈长度，辊身长度L=3800，再根据轧制力、轧制力矩即轧件长度的大小对轧辊长度的影响，选取精轧轧机第1道次的数据对精轧机的轧辊进行校核，

4、轧制力P=42690KN，轧制力矩，轧件宽度b=3600mm，（工作辊材料为铸铁，许用应力四辊轧机轧辊受力分析a-工作辊驱动 b-支承辊驱动，支承辊材料为锻钢，许用应力。6.4.1粗轧机轧辊强度校核（1） 支承辊强度校核身中央承受最大弯矩：其中a为2个压下螺丝的中心距，取值a=L+l=5210辊身中央的弯曲应力：辊颈危险断面应力：辊头强度计算：选择带双键槽的辊头，则：因为辊身和辊颈处的应力均小于合金锻钢的许用应力所以支承辊符合条件。（2） 工作辊强度校核辊身中央处承受弯矩值：辊身中央的垂直弯曲应力：辊身中央处的弯曲应力为：工作辊承受支撑辊沿辊身全长加于其上的水平摩擦力： 辊身中央的水平弯矩：辊

5、身中央的水平弯曲应力：辊身中央的合成弯曲应力：(7)辊头强度计算：选择带双键槽的辊头，则：均符合要求。（3）轧辊辊面接触应力计算：接触应力的计算公式可按 下式计算： (6-20)式中 q夹在接触表面单位长度上的负荷； ，相互接触的工作辊与支撑辊的半径；与轧辊材质有关的系数，其中为两轧辊材料的泊松比和弹性模量。泊松比都取=0.26，许用应力为（=2200Mpa，），所以接触应力小于许用值。6.4.2精轧机轧辊强度校核电机额定力矩为： 3614<1273×3=3819满足公式故电机过载验算通过。电机温升校核：等效力矩： =925.6KNm因为：所以：校核通过。第七章 车间年产量的计

6、算 轧钢机产量是衡量轧钢机技术经济的一个重要指标，是车间设计中重要的工艺参数，设计的任务就是发挥轧钢机的生产能力，使车间建成且在预定时间内达到或超过设计水平，因此，轧钢机水平的高低和它实际能达到的能力是衡量质量的标准。7.1典型产品的工作图表轧机的工作图表也称轧制图表，是研究和分析轧制过程的工具，在轧制图表中，表示轧制道次和时间的关系，直接的反应了轧制时间、间隙时间以及总的延续时间，轧件在任何时间所处的位置等，它是计算轧机小时产量和确定节奏时间的依据，有利于研究轧钢机的工作情况，有利于改进，使轧制过程合理化。轧制图表 本车间典型产品的周期计算公式； 道次 TZ 时间轧制图表7-17.2 典型产

7、品的小时产量计算 轧钢机单位时间内的产量称为轧钢机的生产率。分别以小时、班、日、月和年为时间单位进行计算。其中小时产量为常用的生产率目标，轧钢机技术上可能达到的产量可用下式计算：式中轧钢机理论小时产量（吨/小时）Q原料重量；T节奏时间；实际的生产过程中，由于种种原因，轧机的小时产量达不到上述值，轧机实际能达到的小时产量用下式计算：式中K1轧钢机利用系数。成品轧机。因此7.3 轧钢机平均小时产量 按劳动量换算系数可根据现场生存统计数据来确定，它考虑了不同产品之间生产时的难易程度在产量上的反应。这样，轧机的平均小时产量公式如下：式中不同品种在产量中的百分比； 标准产品小时产量；不同产品的劳动换算系

8、数表71 本车间所采用的劳动量换算系数X值钢种Q195EH32Q345BX80Q235GJ16Mnq20RSPV23506TiL16MnLStE460A572Q235NH系数1.110.80.90.90.81.10.91.10.80.9因此用表中的劳动换算系数X值代入上式，可算出轧钢机平均小时产量为吨/小时。7.4 轧机年产量计算 轧机年产量时指一年内扎钢车间各种产品的综合产量，以综合小时产量为基础进行计算。其公式如下：式中轧机一年内计划工作时间；时间利用系数，取0.87。表7-2 工作时间表日历天数非工作日/d计划年工作时间非工作时间/h额定年工作时间节假日大修小修合计dh交接班换辊事故及其

9、他合计h365101622483717608480106964121905418上式中为一年内轧机最大可能工作时间。即计划时数。但由于技术上的原因，或者生产管理上的原因，会造成轧机非计划停工。这样轧机全年实际工作时间就会低于全年计划工作时间。但是，由于上述原因造成的轧机时间损失，很难进行准确的计算，在工程设计中通常就用时间利用系数K2来表示，所以全年计划工作时间与实际工作时间之间的关系如下式：式中-全年轧机实际工作时间，取小时由于上述可知本车间年产量为：吨与要求年产量150万吨相差不大，满足设计要求。第八章 车间平面布置8.1车间的布置原则(1)满足生产工艺要求，使生产流线合理。(2)即有利于

10、生产又使占地面积小，运输线短，以求缩短周期、提高生产率。(3)保证操作方便、安全生产。(4)避免金属流线和其它材料运输线的相互交叉。(5)考虑将来的发展，留有余地。8.2选择金属流程线综合考虑车间的长度及空间布局，特别是精整跨与加热跨的合理布置，所以车间的金属流动形式采用直线移动式。将车间布置为9跨，原料跨、加热跨、主轧跨、冷床跨、剪切跨、精整跨、热处理跨、成品跨、轧辊跨。表8-1 生产设备布置表项目序号名称主要设备1原料跨火焰切割机、横移小车2加热跨步进式加热炉、辊道3主轧跨4100mm四辊精轧机、立辊轧机、高压水除鳞、推床、辊道4冷床跨冷床、辊道5剪切跨切头剪、双边剪、超声波探伤仪6精整跨

11、修磨台架、翻钢机、辊道横移装置、矫直机7热处理跨热处理炉、热处理冷床、淬火机、矫直机8成品跨辊道、横移装置9轧辊跨磨床、冷却装置图7.1 车间平面布置简图1原料库 2 步进式加热炉 3辊道4轧机 5 冷床 6剪切机 7修磨台架 8 矫直机9 成品跨10轧辊跨 11 热处理跨 8.3 主要设备距离的确定根据车间的年产钢总量，以及选用的步进式加热炉的炉型，并且能源介质用混合焦炉煤气作为燃料，部分连铸胚长度在5m以上，参照全国同类车间设计参数，初步选定炉子有效长度为18米。8.3.2 轧机机架间距在本设计中，轧机布置为双机架，粗轧和精轧均选择四辊可逆轧机，故轧机机架间的纵向距离为粗轧机轧出的长度和第

12、一架精轧机轧出长度之和，并且再加上一定余值。根据产品的大纲的要求，通过计算粗轧机轧出的最大长度约为3m，精轧机轧出的长度12m，故轧机机架间距选择为40m。8.3.3 轧钢机与加热炉距离从轧钢机到轧机之间由高压水除磷装置，故计算轧钢机与加热炉距离应由胚料的最大长度加上粗轧机轧出的最大长度，并且在加上一定的余值即可。：加热炉和轧机的最小距离L：第一架轧机中轧件长度故选择轧钢机与加热炉的纵向距离为48m。8.4 仓库面积长裤面积的确定：（1）有无全厂总成品库；（2）由于计划不周或质量降低等因素造成的钢材积压；（3）用户不及时提货或运输条件变化造成的钢材不能及时运走；（4）钢材的品种，规格多少和生产

13、批量的大小；（5）成批钢材生产时待检的存放量以及场地的具体条件等；轧钢车间原料长仓库面积可用下式计算，当堆放高度为3m时，轧钢车间原料仓库面积用下式计算：式中F-原料仓库面积；A-轧机小时产量；n-存放天数；K-金属综合消耗系数；q-每m3空间所能存放的原料重量；h-每堆原料堆放高度；0.7-仓库系数；8.5 车间其他设施面积的确定轧钢车间平面布置除考虑上述主要问题外，对诸如操作台、主电室等其他地方面也应有合理的、适当的处置。8.5.1 操作台位置选择 操作台时一部分设备的控制和检测中心，因此其需要的面积大小要根据操作人员的工作条件和设备的机械化自动化程度的高低来决定，但其位置选择却要考虑下列

14、因素：1）操作台应靠近被控设备中心，并便于操作人员能看到轧件及被控设备运转情况。2）操作台应布置在柱列之间尽量少占车间面积。3）主轧机采用桥式操纵台时，其位置应尽量靠近轧机，其一端应留有足够吊车运行的通道，4）操控台比较集中和设置两个专用操纵控制室。8.5.2 主电室轧钢车间主电室布置有两种型式，一种是和轧机主跨间隔开的单独布置的主电室；本车间采用第一种，优缺点是：通风条件良好，室内空间大.8.6 轧辊堆放场地 本车间采用叠放法，其优点是堆放负荷较大，每平方米可达十吨.8.7 运输通道的确定 通道设计的原理是运输的方便和人流通行的安全，一般主要行人通道可取一米，如果没有大负荷运输，又没有工作点

15、，通道可取一点五米。8.8 厂房跨度布置及大小及柱距尺寸 轧钢车间一般均由原料跨、加热炉跨、主轧机跨、精整跨和成品跨组成。厂房跨度可视为厂房宽度，厂房越宽劳动工作条件越好，所以主轧跨的跨度大小根据轧机机列所必须的横向尺寸和其他一些因素来考虑，大型轧钢车间可在30m以上。柱距大小就是相邻两个柱子间的距离，轧钢车间柱距一般为6m或12m。 第九章 经济技术指标表示轧钢车间内各项设备、原材料、燃料、动力以及劳动力、资金等利用程度的指标称之为技术经济指标。这些指标的高低反映了车间生产技术水平和工艺过程制订质量的好坏的重要标准，是评定车间工作优劣的主要依据。因为通过对同一类型不同车间的技术经济指标的分析

16、和对比，可以找出相互之间的差距，存在的问题，从而分析原因，寻找指南指标、改进生产的措施，故而研究和分析各项技术经济指标也就成了研究和分析轧钢车间工作情况的重要方法之一。在轧钢生产过程中，有多种多样的技术经济指标。其中包括：综合技术经济指标、各项材料消耗指标、车间劳动生产率指标以及车间资金利用和消耗等方面的指标。而其中尤以产品的产量、质量、各项材料消耗、劳动力使用、资金利用以及轧机作业率等指标最为人们所重视和关心，因而这些反映生产水平的主要指标是人们分析和研究的主要内容。9.1各类材料消耗指标轧钢生产中主要原材料及动力消耗主要有：金属、燃料、电力、轧辊、水、油、压缩空气、氧气、蒸汽和耐火材料等。

17、由于生产条件不同，或是由于技术操作水平和生产管理水平不同，不同车间上述消耗指标会有很多的差异；就是同一车间在不同时期，各种指标也可能因某种原因而发生变化。因此，要经常掌握和研究各种产品的各种消耗指标，才能了解和改进生产。9.1.1 金属消耗金属消耗是轧钢生产中最重要的消耗，通常它占产品成本的一半以上，因此，降低金属消耗对节约金属、降低产品成本有重要意义。金属消耗主要由以下的金属耗损所组成：烧损、切头、切尾和切边造成的损失、清理表面耗损、轧废、由于加热、精整造成的缺陷以及钢号混乱所造成的损失等。关于本车间的金属消耗已经在金属平衡表中有所阐述。9.1.2燃料消耗轧钢车间的燃料消耗主要用于胚料的加热

18、。常用的燃料有煤、煤粉、煤气和重油等。其消耗量一般用每吨钢材需要消耗多少热量来表示。有时固体燃料或液体燃料用每吨钢材加热消耗的燃料重量表示。每吨钢材的消耗决定于加热时间和加热制度、加热炉的结构和产量、胚料的钢种和断面尺寸、入炉时料的温度等因素。对连续式加热炉而言，炉子的产量越高，相对的燃、燃料消耗越少。因此提高轧机的作业率、挺高炉子生产率是减少单位燃料消耗的重要途径。另外，胚料断面越小，加热时间越短、炉子的热失越少，则燃料消耗也就越少。9.1.3电能消耗轧钢车间的电能消耗主要用于驱动轧机的主电机和车间内各类辅助设备的电机，照明用电只占耗电总量中的很少部分。每吨钢材的电能消耗与钢种、产品种类、轧

19、制道次、轧制温度以及车间用电设备的多少有关、轧制总延伸系数越大，或者轧制道次越多，电能消耗越大。9.1.4车削消耗轧辊是轧机的主要部件，其消耗量取决于轧辊每车学削一次所能扎出的钢材数量和一对轧辊所能车削的次数。表示轧辊消耗量的单位是每吨钢材平均消耗轧辊的重量。显然轧辊每车学削一次所能扎出的钢材数量越多、一对轧辊车削次数越多，轧辊耗量越少，反之则越大。影响轧辊消耗量的因素很多，主要有：1）轧机型式及机架数目；2）轧辊材质；3）所扎钢材的钢种和产品形状的复杂程度；4）轧制过程中金属变形的均匀性；5）轧制时采用的冷却方法和工作条件；6）轧制操作的水平以及轧辊的加工方法等。9.1.5轧辊消耗轧钢车间用

20、水按其用途可以分为：1）生产用水；2）生活用水；3）劳动保护用水。这三项用水后两项用水量不大，生产用水是轧钢厂水耗量的主要方面。生产用水是轧钢厂水耗量的主要方面。生产用水主要用于各项设备和钢材的冷却、冲刷氧化铁皮、酸洗、清洗用水以及动力用水，轧钢车间耗水量主要取决于车间规模的大小、用水设备的多少。9.1.6水的消耗轧钢车间用水按其用途可以分为：1）生产用水；2）生活用水；3）劳动保护用水。这三项用水中后两项用水量不大，生产用水是轧钢厂水耗量的主要方面。生产用水主要用于各项设备（加热炉、轧机、热锯等）和钢材的冷却、冲刷氧化铁皮、酸洗、清洗用水以及动力用水等。轧钢车间耗水量主要取决于车间规模大小、

21、用水设备的多少、每项设备的需水量以及用水项目的多少和它的需水情况。9.2 综合技术经济指标1.日历作业率 以轧钢机一年实际工作时间为分子，以日历时间减去计划大修时间为分母求得的百分数叫做轧机的日历作业率，如下式5： （11-1） =85.47% 2.有效作业率因各轧钢企业实现的工作制度不同，按日历作业率考核难以说明轧钢机的有效作业情况。为了便于研究分析和对比考察轧钢机的生产效率，一般还用轧机有效作业率来考核轧机生产作业水平。实际工作时间占计划时间的百分比称为轧机的有效作业率，可用公式表示如下： （11-2） 计算得轧机有效作业率为: =92.54%3.成材率用一吨原料能够轧制出合格产品重量的百

22、分数称为成材率，它反映了轧钢生产过程中金属的收得情况。影响成材率的主要因素是生产过程造成的各种金属损失，因此提高成材率的途径是减少上述金属损失。具体各钢种的成材率见2.3中的金属平衡表。4合格率轧制出的合格产品数量（钢材或钢坯）占产品总检验量和中间废品量之和的百分比叫做合格率。合格率的高低是反映企业产品质量水平的重要标志。5.劳动生产率劳动者在一定时间里平均每人生产合格产品的数量叫劳动生产率。劳动生产率的高低反映了劳动者在一定时间里生产产品的多少，换句话说，反映了向社会提供的物质财富的多少。劳动生产率的高低与劳动者的技术水平、劳动工具的先进程度等因素有关。因此劳动生产率是考核和反映劳动效果的重要指标。劳动生产率有实物劳动生产率和产值劳动生产率之分。1）实物劳动生产率 实物劳动生产率也称全员劳动生产率。它是企业平均每个职工在一定时间里生产的实物数量，即 2)产值劳动生产率 是指生产职工在一定时间内生产的合格产品的总产值。计算式为： （11-4） 职工总人数包括参加生产过程的全部职工。参考文献1杨固川，江浩，国产3000中厚板轧机概述及技术展望J冶金设备，2005:45502陈瑛，中厚板发展与技术装备进步的分析J，技术与装备纵横，2005：4