金属压力加工车间设计课件

金属压力加工车间设计湖南工业大学冶金工程学院金属材料系杜民献制作2014年9月第一章车间设计总论

摘要：本章主要讲两个大问题，即车间设计（工艺设计）的主要内容和车间设计的基本程序，通过对这两个问题的掌握使学生对轧钢车间有一个总体认识，为毕业设计打基础。1.1车间设计的基本内容1.2车间设计的基本程序

1.3车间设计的依据1.1车间设计的基本内容

一、轧钢车间设计的基本内容通常由生产工艺设计、机械设备设计、厂房与基础设计、供水与排水，热力（供气）与电力，通风与照明，运输等设计所组成。其中车间生产工艺设计是整个轧钢车间设计的总体部分。主要任务是根据设计任务书，确定生产工艺过程，确定轧机组成，选择所需各种设备，画出车间工艺平面布置图，最后对水、电、动力、热力、通风照明、厂房建筑等设计提出要求。最后形成文件即车间设计说明书。二、轧钢车间工艺设计（车间设计说明书）的主要内容1、总论（前言、综述、概况）（对该产品生产有一全面了解）A车间年产量、产品品种规格等B原材料、动力、燃料的来源及市场情况C本设计与同类企业相比具有的特点D目前建设的内容与远景规划E车间的劳动组织、建设投资、经济与社会效益F遗留问题与解决意见G若扩建需说明现状、扩建理由，并提出充分利用现有设备及构筑物挖潜革新的措施H其它要说明的问题1.1车间设计的基本内容注：对毕业设计综述应从以下几个方面论述、A、产品名称、品种、规格、用途、生产方法等B、xxxx产品生产的发展历史（主要指生产方法重要的工艺变革及设备改进等）C、目前的生产状况、主要指生产该产品目前采用的新工艺、新设备等技术生产展望，发展方向、对未来的预测（提出那里应改进，应向何方向发二、产品方案与生产方案制定产品方案编制：选择典型（计算）产品，编制产品方案生产方案选择制定：选择工艺方案三、生产工艺流程制定及金属平衡计算根据生产方案，以计算产品为依据列出工艺流程表依据工艺流程计算金属平衡，算出投料量四、设备选择（初选、精选、确定）主轧机选择、型式、吨位其它设备选择五、工艺参数计算工艺规程制定与计算；温度制度；速度制度；张力制度；辊型制度；压力计算；冷却制度1.1车间设计的基本内容六、设备校核主要设备校核：轧辊校核；电机校核；机架强度校核等辅助设备校核：包括加热炉产量校核、剪切机能力校核、矫直机能力校核七、车间年产量计算轧机工作图表绘制；轧机小时产量计算；轧机年产量计算八、车间平面布置金属流程线的确定设备组成及设备间距的确定仓库及辅助设施面积计算厂房设计：车间跨距、柱距、总长度、轨顶标高及总面积内部运输其它指标：通风、采暖、电源绘制车间平面布置图九、各项技术经济指标包括金属消耗、燃料消耗、电耗、水耗、设备消耗其它内容：参考文献；附表附图：车间平面布置图、孔型图、程序、外文翻译、专题撰写1.2车间设计的基本程序

一般经过三个阶段：初步设计、技术设计、施工设计。但目前一般按：可行性研究、初步设计、施工设计进行。一、可行性研究是对所提工程项目从各有关方面进行调查和综合论证、为拟建项目提供科学依据、从而保证所建项目能生产出高质低耗产品，以最少投入获得最大利润二、初步设计（技术设计）按设计任务书给定的条件，在可行性研究的基础上进行的设计，最后形成设计说明书。其中初步设计是基础设计，技术设计则更详尽严密。三、施工设计是设计的最后阶段，任务是为制造设备、厂房基础、其它构筑物的施工提供依据。内容包括：车间的土建设计；设备施工图纸；各项施工文件及说明

。近10年中国钢产量的增长中国近年钢产量(1)>USA(2)+JAP(3)+RUS(4)+-1996:101Mt

-2001:157Mt

-2003:220Mt

-2004：272Mt

-2005：347Mt-2006:418Mt-2007：489Mt

钢铁产业发展政策钢铁工业是国民经济的重要原材料产业。改革开放以来，我国钢铁工业取得了长足发展，已成为世界上最大的钢铁生产和消费国，为国民经济持续、稳定、健康发展做出了重要贡献。但是也出现了许多问题：生产力布局不合理，产业集中度底，产品结构矛盾突出，技术创新能力不强，低水平能力过剩等。

进口高附加值产品：90％都是冷轧薄板、镀锌板、不锈钢

板、冷轧硅钢片等。钢铁产业政策指导目录(鼓励类)高效连铸；连铸坯热装热送；薄带坯等近终型连铸连轧；冶金综合自动化；控制轧制及控制冷却

板型控制、表面涂镀层；低合金钢及以上转炉炼钢；不锈钢冶炼；冷轧硅钢片热、冷轧不锈钢板；石油钢管及管线钢。可行性研究一、可行性研究的主要内容市场销售情况研究：销售利润——建设规模及生产方案产品方案经济效果研究：综合考虑分析投资回收率、近期、远期利润、原料政策、投资风险程度等、资金（固定及流动资金）来源、利息、折旧等。工艺技术研究：工艺技术及设备工程条件研究：资源储量、原料来源、厂址气象、水文地址、交通运输、水电动力、建筑材料、协作区域、文化生活设施、环保（三废处理）等，进行综合分析比较。二、其它方面：劳动力来源、费用、人员培训、建设进度、工厂组织机构体制可行性研究步骤调查研究收集资料：市场研究、相关企业调研。——调研报告。对资料进行客观分析、预测、判断、提出方案。方案比选：几个方案、各述利弊、分析比较、选择最佳方案。编制可行性研究报告：项目名称；主办单位；主要技术负责人与经济负责人；项目审批文件；承办企业的情况与条件；生产规划；物料供应；厂址选择；技术与设备；建设资金；项目实施与进度；人员培训；经济效益评价等可行性研究2.1可行性研究的重要性定义：是对所拟建工程项目从有关的各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。任务：研究上项目的原因，资源，市场，厂址，规模，工艺技术外部条件，投资效果，风险等进行调研，综合论证，做出明确的结论，为投资决策做依据。作用：（1）确定建设项目，编制初步设计的基础。（2）向银行贷款，筹措资金的依据。（3）有关部门相互签约，互承责任，建立协作关系的依据。（4）向当地政府申请建设执照的依据。（5）安排科研和设备试制的依据。可行性研究步骤：（1）调研收集资料——写出调查报告（生产工艺；产品品种、产量、规格；国内外市场；销售价格等）（2）资料分析提出方案；（3）方案比较；（4）编制可行性研究报告。

国外大型项目：机会研究；初步研究；最终研究。前两项为项目决策提供依据，后一项为项目建设提供依据。国内一般三步合一。内容：（1）市场需求的情况；（2）工程条件（原料，资源，厂址气象，水文地质等）；（3）技术保障（工艺技术）；（4）劳动组织，工程进度；（5）资金和成本；（6）经济效果。可行性研究报告的内容1.总说明（概述）：

项目名称，主办单位，主要技术负责人，经济负责人，项目建设批文，总的分析概况、结论及建议。

2.承办企业基本情况与条件。

3.生产规划：

产品方案，用途；国内外市场情况调查，研究与预测。11.经济分析：

(1)成本测算(2)盈利测算：该项目投产后，测算达到设计产量时的年销售收入、销售成本、销售利税与销售利润。(3)简单收益率测算：计算投资效果,静态投资利润率,资金利润率。投资利润率=利润/基本建设投资资金利润率=利润/（基本建设投资+流动资金）。(4)投资偿还期测算(5)内部收益率：求出寿命期内资金流入流出总额相等而净现值等于零时之贴现率。(6)不确定分析：a)盈亏平衡分析——盈亏平衡点（保本点）b)敏感性分析——变化因素对投资效果(内部收益率)影响，即风险预测。

1.2经济效果评价：

项目达产时年利润，以利还贷，测算投资偿还期，经济效果评诉。

附图：（1）主要生产车间位置图（2）车间工艺平面布置图注：作为完整的可行性研究报告还应附：请外国专家计划；出国培训计划；国内外资金分年、分用途计划等。1.2车间设计的依据

车间设计任务书是依据，由有关上级部门下达。设计任务书的基本内容包括：车间的生产规模、品种生产方案建厂地址，厂区范围，资源利用状况、各种材料供应、运输等要求达到的技术水平，经济及社会效益投资及劳动定员的控制数字。环保要求第二章生产方案与产品方案制定

2.1产品方案的编制2.2生产方案的选择2.3轧钢生产中的先进生产工艺:连铸连轧紧凑式机组以热代冷低温大压下控轧超强控冷（轧机电位大、冷床超强冷却）柔性轧制技术连铸型管坯热送热装直轧

2.1产品方案的编制产品方案定义产品方案是指所设计的工厂式车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态以及年计划产量。产品方案一段在设计任务书中加以规定。产品方案是进行车间设计的主要依据，根据产品方案可以确定生产方案（工艺）及选择设备。二编制产品方案依据主要依据是：国民经济发展对产品的要求；产品在全国的平衡；建厂地区的资源条件、自然条件、投资等。三计算（典型）产品的选择计算产品定义：用做进行车间设计依据的产品。选择依据：有代表性（产量大、有代表性）；通过所以工序；要与实际相接近，要保留一定的调整余量。产品方案与计算产品确定后，按产品名称、合金牌号、状态、规格范围、产品等列成表，如表2.1所示。2.1产品方案的编制2.

编制原则

⑴国民经济发展对产品要求；⑵产品平衡（全国各地产品布局和配套）；⑶建厂地区条件，生产资源，自然条件，投资等可能。对各类产品的分类，编组，牌号，化学成分，品种，规格尺寸及公差，交货状态，技术条件，机械性能，验收规程，试验和包装等均按标准规定。表2.1某冷连轧厂（车间）产品方案产品名称

产品规格/mm

厚x宽x长

产量/万吨所占比例/%普通及深冲用低碳钢板

0.2~0.3600~15001000~6000

52.552.5普通及深冲用低碳钢带0.2~0.3600~1500卷22.522.5镀锌钢板0.25~0.55700~15001000~600013.513.5镀锌钢带0.25~0.55700~1500卷1.51.5镀锡钢板0.15~0.55520~1050400~60009.09.0镀锡钢带0.15~0.55520~1050卷1.01.0合计100100产品标准与技术要求

技术要求：指产品的牌号、规格、表面质量及组织性能等方面的要求。产品标准分为国标（GB）部标（YB）企标（QB），它是根据产品使用上的技术要求和生产部门可能达到的技术水平而制定的。产品标准一般包括：规格标准（产品牌号、形状、尺寸、表面质量及相关参数）；性能标准（化学成分、物化性能、机械力学性能、热处理性能、晶粒度、性能及其它特殊性能等）；实验标准（取样部位、试样形状尺寸、试验条件及实验方法）；交货标准（交货验收时的包装、标志、方法及部位等）。金属平衡表的编制目的——确定完成年计划产量所需之坯料量。

方法——参照国内外同类车间所能达到的先进水平及本设计的工艺装备水平，技术水平和管理水平确定。

通常调查实习厂近三年来的实际数据取平均先进水平，并结合本设计的具体情况而定。1.确定计算产品的成材率：A=(Q-W)/Q×100%

式中：Q—原料量t，W=金属消耗量（损失量）t。金属消耗量：烧损（含熔损），溶损，切损（含残屑），工艺损失（轧废）等。试样造成的损失不大，通常包括在切损中。对于轧钢，通常包括烧损，轧废和切损，溶损和表面清理（修磨）及热处理可计入烧损之中。金属平衡表的编制（1）烧损：

金属在高温状态下的氧化损失（含炉内及成型过程的二次氧化）。与材质，坯料种类，炉型和加热制度等有关。钢的烧损比有色金属大，通常为0.5～3%，对于推钢式炉加热钢锭为2～3%；连铸坯为1～2%；步进式炉加热炉连铸坯（钢坯）为0.5～1.5%。（2）溶损：

酸、碱或化学处理过程中的溶解损失。与材质，处理液，表面积和处理工艺等有关。钢的溶损比有色金属大，通常为：0.3～2%。

（3）切损：

切头尾和切边等几何废料损失（含切试样）。与坯料种类、规格、材质、交货状态（定尺或非定尺）和轧制方法及工艺装备水平有关。（4）轧废：

成型操作过程中的废料损失（操作废品）。与坯料质量，加热质量，成型操作及均衡生产等有关，通常为1%左右。

普碳<1%

合金钢：1％～3％金属平衡表的编制2.确定综合成材率的方法通常调研国内外同类厂家近三年实际生产报表的基础上，结合本设计的工艺装备状况取“平均先进水平”。在编制平衡表时，通常先确定各品种的综合成材率，再确定原料量，然后按各废品损失比例确定各废品损失量，最后按原料总量，成品总量以及各废品总量算出总的成材率和各项损失比。轧机及产品名称

原料

成品

废料钢锭初轧坯连铸坯钢坯钢材切头及废品烧损t%t%t%t%t%t%t%2.2生产方案的选择

一生产方案定义是指为完成任务书中规定的产品的生产任务而采取的生产方法。选择生产方案时，应考虑设计规模、产品质量及技术经济指标的要求。二选择生产方案的依据金属与合金的品种、规格、状态及质量要求;年产量大小;投资多少、建设速度、机械化的程度及将来发展;经济效果、工艺的成熟条件等。钢材的生产方案板带钢生产：~0.2薄带箔材，0.2~0.4薄板，4~中厚板中厚板生产：单机四辊可逆式，双机架（2+4或4+4）可逆式；半连轧连轧热轧薄板带钢：全连续式，半连续式、3/4连续式2.0~12mm→0.8mm

冷轧带钢：单机可逆、连轧（3机架4机架5机架6机架）0.1~2.0mm

型钢生产横列布置普通轧法;万能轧法;型钢连轧冷拔及冷弯型钢;挤压法中厚板生产方案一般选用双机架四辊可逆式轧机。坯料加热轧制热矫直冷却剪切检验入库单机架或双机架轧制：分为除鳞、粗轧和精轧三个阶段二辊可逆四辊可逆万能轧机热轧薄板带生产板坯加热除鳞粗轧精轧冷却卷取剪切（横剪）热轧带卷纵切分为除鳞、粗轧、精轧等几个阶段。热轧薄板带生产热带连轧机主要区分为半连续式、全连续式和3/4连续式三大类。全连续式布置的粗轧机组一般由4～6个机架组成,每个机架各轧一道。3/4连续式轧机最显著的特点是粗轧机组内设置1架可逆式轧机,代替全连续轧机中的3台粗轧机架。把粗轧机组由6架缩减为4架。半连续式轧机设1～2架可逆粗轧机,该可逆轧机前安装(或不安装)立辊和水平辊除鳞机。热轧薄板带生产热轧薄板生产300～400万吨/年宽带——半连轧；热装热送或直接轧制。100～300万吨/年宽带——薄板坯连铸连轧。50～100万吨/年中宽带——炉卷轧机——不锈钢，合金钢。≤50万吨/年中宽带或窄带钢——半连续轧机。冷轧薄板生产年产量≥50万吨/年——连轧——轧机连续酸—轧联合酸—轧—退火联合年产量10～15万吨/年——单机可逆（单机架或双机架）冷轧薄板生产热轧带卷酸洗机组冷连轧连续退火表面清理罩式退火平整成品冷轧卷型棒线生产热轧型钢具有生产规模大、效率高、能量消耗少和成本低等优点。型钢生产方式有：4.1二辊孔型轧制法4.2多辊轧法4.3冷、热弯型钢生产生产工艺流程：坯料加热轧制冷却剪切矫直检查包装入库多辊孔型生产冷、热弯型钢生产以板带钢为坯料，在常温下采用冲压、弯折、辊弯成型具有壁薄、均匀，节省金属、重量轻，尺寸精确等优点管材生产方案管材生产热轧法：自动轧管机、连轧管机、两辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌式穿孔机、张力减径机、皮格尔轧管、狭舍尔轧管机热挤压焊接：直缝焊、螺旋焊冷加工：冷轧冷拔、冷旋压线材生产以下成卷交货一般断面为圆形横列式（二辊轧机）半连续式（三辊轧机）连续式（二辊+45°无钮式或二辊+Y型无钮）（单线或三线）

钢管生产方案无缝管生产热挤压钢管炉焊管直缝焊管螺旋焊管UO焊管无缝管生产工艺钢管生产方案1)无缝管无缝钢管一般是经过热加工生产。其生产过程可分为穿孔、轧制、成型三个阶段。应用最广泛的穿孔方法是斜轧穿孔。加热斜轧穿孔连续轧管再加热张减径精整（包括冷却、锯切、探伤、检查等热轧无缝管生产方法——自动式轧管机组，皮尔格轧管机组，连续式轧管机组，

狄舍尔轧管机组，三辊轧管机组等。挤压——薄壁，质量好，生产率低，成本高，消耗大。

2)焊管：直缝连续焊；螺旋焊；UOE直缝焊。

焊管以带钢卷或钢板为坯料，采用不同的方法焊接而成。

工序：（1）坯料的准备：坯料矫正和切边；（2）坯料的成型：将坯料弯成一定的断面形状；（3）管坯的焊接：将接缝焊牢；（4）钢管的定径：使钢管平直，形状准确；（5）钢管的切断：按成品规定尺寸进行切断。3)冷加工：

钢材的二次加工；用于表面质量高，性能好的产品。主要方法有：冷拔，冷轧，冷旋压。第三章生产工艺流程制定

工艺流程制定热轧板带连铸坯→清理→（补偿）加热→轧制→冷却→精整→检查验收→入库轧制分粗轧和精轧，冷却为层流冷却，精整主要包括矫直、横切、纵切。冷轧板带热轧卷→柱矫→酸洗→切边→轧制→卷取→退火（退火分光亮退火和黑退火）→平整→精整（矫直、纵切分条横切）→检查包装→入库热轧型钢方坯（型坯）→清理→（补偿）加热→轧制→剪锯切→冷却→矫直无缝管材圆坯→穿孔→轧制→均整→张力减径→冷却→精整（矫直、切头尾、检查、车丝）→包装→入库线材方坯→加热→轧制（粗中、预精、精轧）→冷却（水冷、风冷）→集卷→打捆→检查→入库生产工艺流程及工艺制度生产工艺流程——产品生产工序的按序排列。确定生产工艺流程是工艺设计中的一项重要工作，直接关系整个设计能否满足设计任务书的要求。4.1制定生产工艺流程的主要依据：生产方案(依据)；产品质量(基础)；生产规模(出发点)。坯料准备加热轧制冷却热处理精整入库生产工艺流程图：三种基本形式

1普碳钢生产工艺流程；

2合金钢生产工艺流程；

3冷加工生产工艺流程。见下图！生产工艺简述：坯料进厂方式，下料，堆放，处理，成品包装入库运行路线，方式。废料，残屑(xie)处理，运输，出厂方式。宝钢初轧产线工艺流程钢锭2#初轧钢锭称量均热1#初轧剪切钢坯称量板、大方、矩形材的精整6VH连轧热火焰清理热锯飞剪方钢的精整圆钢的精整冷床冷却工艺制度1.坯料选择种类选择——坯(锻，轧，压铸)、连铸坯锭——基本淘汰（有些宽厚板少量使用）

规格选择——压缩比；纵横性能，成材率，加热炉尺寸，产量。初轧坯（种类、形状、尺寸及用途）

决定坯料断面尺寸除考虑坯料在轧制过程中有足够的变形量，满足成品的质量要求外，还要考虑辊的强度和轧制咬人条件的限制。坯料的长度和重量的决定在一定条件下主要受轧机最后一道允许的轧制时间长短和定尺倍数的限制，而且还要受到设备具体条件的限制。由于连铸坯具有金属消耗少，节能，工艺路线短，节省投资和质量好，成本低等优点已经成为坯料选择的首选。现在连铸比达到95%以上。但其只能生产镇静钢，规格欠灵活，压缩比受限制（不宜生产特厚板）。钢锭（种类、形状、尺寸及重量）种类——沸腾钢锭、镇静钢锭、半镇静钢锭；形状——方形、长方形、圆形、多角形等；高宽比、锥度——钢锭的质量、脱模工艺制度3.加热制度：加热温度；加热速度；加热时间。根据合金相图、塑性图及再结晶图“三图”来确定加热温度。→加热温度：低于固相线100～150℃→加热速度：在单位时间内钢的温度变化，根据金属的塑性和导热性确定。分为两个时期：一是低温带慢速加热时期；二是高温带快速加热时期。>700~800℃→加热时间：连续式加热炉经验公式T=K1D式中：T加热时间，h；D锭坯厚度或锭坯直径，cm；K1修正系数。均热炉经验公式T=KjD式中：T、D同上式；Kj系数，当加热一般钢锭时为0.6～0.7，软钢时为0.5～0.6。工艺制度4.变形制度(工艺设计的核心），主要是工艺规程设计——压下规程；孔型辊型设计；工模具设计。变形程度总变形量和道次变形量

轧制速度见表

轧制温度开轧温度和终轧温度

轧制力计算法和实测法5.冷却制度：冷却速度和冷却温度制度冷却方式——（按材质，成品要求）

空冷水冷

对普碳钢和低合金钢

缓冷

对高碳钢和高速钢、钢轨(易产生冷却裂纹)

喷水喷雾吹风强冷

轴承钢

(金属组织细化)

控制冷却方式：

压力喷射冷却、层流冷却、水幕冷却、雾化冷却、以及直接淬火等几种。

6.精整制度：矫直，剪切，热处理，平整，表面处理，机加工，检验等。冷却制度第四章设备选择

主要内容是确定出车间设备的种类、型式、结构、规格、数量及能力。包括主要设备和辅助设备。对主要设备应在预选基础上进行必要的设备负荷计算。对重要部件进行强度校核。对辅助设备可依经验选取不进行验算。设备选择一般原则是：要满足产品方案的要求，保证高质量的产品。要满足生产方案及生产工艺流程的要求。要注意设备的先进性和经济性的合理性（性价比)考虑设备间合理配置与平衡。(主要设备之间，主要设备与辅助设备之间的合理配置与平衡）主要设备包括熔炼设备，轧制设备和挤压设备。

主要设备的选择

不同的产品应采用不同形式的轧机，轧机的结构、数目、配置、吨位直接影响产品的产量、质量，因此选择轧机时应以生产方案和产品方案为依据进行反复推敲。轧机结构形式二辊轧机：可逆及不可逆两种。管线都用。三辊轧机：等径及不等径之分。板、型、线用。四辊轧机：可逆及不可逆两种。优点多，主要用于板带轧制。变种：HC、CVC、PC其它轧机：多辊轧机、万能轧机、行星轧机、斜辊轧机、特殊轧机轧机数目确定一般规律是：热轧板带：半连轧为2架粗轧+7架精轧；3/4连轧为4架粗轧+7架精轧；全连轧为6架粗轧+7架精轧。冷轧带钢：1架粗轧+4架~6架精轧。型钢：与机架的布置形式关系较大。对顺列式和连续式布置的轧机，机架数不少于其轧制道次数N=lgμz/lgμp；对横列式轧机而言，主要应参照同类企业经验值确定，计算做为参考。线材：一般为6架粗轧、7架中轧、预精轧2架、精轧10~15架，粗中轧每架可轧2~3道次，精轧轧1道次。轧机的种类——以轧辊的数目、放置、大小来区分行星轧机二辊轧机三辊轧机三辊劳特式轧机四辊轧机八辊轧机十二辊轧机十四辊轧机二十辊轧机十六辊轧机立辊轧机二辊万能轧机四辊万能轧机穿孔机三辊轧管机钢球轧机宝钢初轧机双机架串列布置大扬程二辊可逆式上辊最大开度1900mm上辊工作开度1700mm最大轧制力3000吨轧辊尺寸Ф1350-1150×3100mm主电机功率2×5000KW/台宝钢初轧机6VH连轧机6VH连轧机机架立-平交替布置每台轧机单独传动设有快速换辊装置最大轧制速度：2.23m/s孔型系统：菱-方/园-椭圆-园宝钢高速线材轧机马钢CSP轧机轧制过程示意图牌坊轧制方向传动侧工作侧A：HGC液压缸B：WRB工作辊弯辊块马钢CSP轧机工作辊F1-F2Φ950/820×2000mm高铬铸钢F3-F4Φ750/660×2000mm高铬铸铁F5-F7Φ620/540×2000mm合金灰铸铁“无限冷硬”型复合浇注（ICDP）支撑辊F1-F7Φ1500/1370×1800mm锻钢活套工作图CVC系统的原理利用反向抽动一对具有S形特殊辊型的轧辊来控制辊缝形状，实现轧辊凸度连续变化，控制板型。工作原理马钢H型钢开坯轧机20辊轧机(森吉米尔轧机)典型轧机的类型轧机的标称参数：开坯机——轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）型材轧机——轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）线材轧机——轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）板带材轧机——轧辊的辊身长度钢管轧机——所轧钢管的最大外径轧机主要技术参数的确定轧机的主要技术参数有：轧辊尺寸，最大允许轧制力，轧制速度，主电机额定功率与额定转速，坯料与成品尺寸，年产量以及轧机牌坊主柱面积，轧机牌坊窗口尺寸，设备重量，外型尺寸，轧辊材质等等。（1）轧辊直径D考虑：轧辊抗弯强度及其允许绕度（工艺要求）；考虑：咬入条件，最小可轧厚度hmin——有张力轧制时Dmax＝(1500~2000)hmin

无张力轧制时Dmax≤1000hmin对型钢轧机，可由下式确定：D=K1Hmax式中：Hmax——所轧最大坯料厚度，K1——轧机型式系数对板带轧机，亦可先求出辊身长度，参考同类厂家的经验数据按L/D的比值范围确定。轧辊参数的确定按工艺要求（强度条件）确定最大允许轧制力Pyx后，应使轧辊辊身直径D，辊颈直径d及辊头直径d1均满足Pyx的要求，并以最薄弱的部分作为基本尺寸求出其余各直径之间相关尺寸。（2）辊身长度L

型钢轧机按相应轧机的L/d值并考虑孔型数及其宽度，由D，L值按《轧钢机械》可求得工作辊和支撑辊的辊身，辊颈，辊头的相应尺寸。轧机布置形式各类轧机的布置种类繁杂、但基本形式有以下5种：单机架轧机：一般均为可逆轧制。比较适用于大型钢材轧制或生产相对比较较落后的企业，其布置示意图如下图所示。横列式轧机：一般由2~3架轧机横向排列，整个车间由2~4排、4~12架轧机组成。轧件在其中穿梭轧制或使用活套及围盘轧制，主要用于型线材生产。纵（顺）列式轧机：每架只轧一道、轧件越轧越长，轧速越轧越高。生产效率高，但厂房长、投资大。适于大断面成品钢材的轧制。

半连续式轧机：前半部分有可逆道次、后半部分连续。结构紧凑、生产效率和投资比例适中，一般用于冷热板带的生产。

连续式轧机：每架只轧一道同时轧件在各架轧机上同时过钢，保持秒流量相等的原则。自动化、机械化程度高，生产效率高，用于冷热板带及线材生产。

辅助设备选择

轧钢车间主要的辅助设备有：加热设备；切断设备；冷却设备；矫直设备；卷取设备；起重运输设备。加热设备选择种类：用于坯料加热的炉子，将钢坯温度加热到开轧温度。主要均热炉和加热炉，均热炉主要用于坯料的温均热、加热炉用于升温。炉型：轧钢用加热炉主要有：推钢式加热炉主要用于板坯、方坯加热；步进式加热炉主要用于板坯、方坯、管坯加热；环形加热炉主要用于圆坯和管坯加热。产量：按时间计算：Q=LnG/bT吨/小时按生产率算：Q=PF/1000吨/小时炉子尺寸：由钢料长度确定宽度、由产量及推钢比等确定长辅助设备选择切断设备1．锯机：有冷锯和热锯之分。用于型钢和管钢的锯切。一般布置在成品轧机之后冷床之前的作业线上。型式大都是滑座式锯和四连杆式锯，锯片有钢片和无齿片两种。2．剪切机：平刃剪、斜刃剪、飞剪、圆盘剪、滚切组合剪等。一般剪切薄板带钢边缘和分条用圆盘剪、其它用于定尺切头尾之用。3．火焰切割、等离子切割、线切割、激光切割等。矫直设备将钢材矫直。按结构特点分：压力矫直机、拉伸（张力）矫直机、平整机、拉伸弯曲矫直机、斜辊矫直机、型钢矫直机等。拉伸弯曲矫直机：用于矫直板带钢、其主要参数是辊径、辊距、辊数斜辊矫直机：矫直辊轴线在空间上交叉布置。辊型是双曲线形，主要参数是曲线凹度、辊径、辊距、辊数。型钢矫直机：矫直型钢，有闭口式和悬臂式两种，其孔型形状类似于型钢轧机的孔型，一般为装配组合孔型，通过辊圆的调整来矫直不同类别的钢材

复习思考题1.车间设计的目的、任务、内容及依据是什么？2.车间设计的原则及程序是什么？3.什么是产品方案?如何编制?4.生产方案选择的依据是什么?钢材生产方案有几种？试对各方案进行比较?分别说明各种产品的最先进的生产方案是什么?5.根据产品不同生产工艺流程分为哪三种基本形式？它们之间主要的不同和区别是什么？6.

试确定16Mn钢板的生产工艺流程。工艺参数计算

主要是工艺规程制定与计算。同时，计算轧制速度、变形速率、制定轧制温度、计算轧制压力、张力，确定轧辊辊型、孔型，制定冷却工艺（开冷、终冷温度、冷却速度等），最后给出这些工艺参数的表格。在工艺设计中，工艺规程的制订和工艺参数的选择，要比照同类工厂的实际调查统计情况加以确定，并作必要的计算。计算方法详见《金属塑性加工学》，下面仅对轧制、挤压拉拔的工艺计算作简要叙述。轧制规程的核心是变形规程（压下规程或压下制度）其必然离不开温度制度，速度制度，辊型制度和张力制度。

工艺规程的设计工艺计算是在确定各种计算产品的工艺流程和初选设备的基础上，根据产品产量的要求、制品的工艺性能以及设备特点，对各主要设备或工序进行具体的科学分析和必要的理论汁算，从而确定出种产品在各工序的准确而具体的生产工艺流程、工艺参数及其各种消耗定额，并确定各部分及各环节之间的协作配套关系。工艺计算的内容包括：主要加工工序的工艺规程的设计制定；编制生产工艺流程定额卡。制定工艺规程的目的

充分利用被加工金属及合金的塑性．并达到技术条件的要求正确的选择和使用设备、充分发挥设备潜力，并保证设备的安全；进行高效率的生产。制定工艺规程的内容确定出每种计算产品生产工艺流程所经过的各工序的工艺规程(工具材质、尺寸、形状及各加工道次被加工件的形状、尺寸变化等)和工艺参数(力、温度、速度及表面介质等条件)。轧制规程设定计算1咬入条件的校核

Δhmax≤D(1-cosαy)式中：Δhmax为道次最大压下量；D为工作辊最小辊径；αy为允许咬入角，热轧按轧制速度查有关资料确定。冷轧按润滑条件确定：Δhmax=Rf2式中:R——工作辊最小半径，f——摩擦系数2热轧时的温降计算(

采用实测、经验公式、理论公式计算)Q=KFpT设备矫核

轧辊校核轧辊咬入能力校核COSa=tga﹤f实现自然咬入轧辊强度校核辊身校核弯曲强度；辊径校核弯曲加扭转；辊头校核扭转强度；另外四辊轧机在选用轧辊材质时要校核工作辊辊面的挤压应力；

主电机主要参数的选择主要是主电机型式，功率，转速的选择（1）型式选择：交流直流（2）传动方式：单独传动——方便，动态速降大集体传动——动态速降影响小——高线精轧机分组传动（3）NH和nH选择：参考同类车间预选——进行校核按Myx预选按Mjum预选N=1.03MnH/ηkWη——传动效率η=Mz/Mc=0.5～0.95注意：1）N应与M、nH相对应，是单独传动，集体传动？是否是一个电机传动一个轧辊？2）算出N后由电机目录查出相应型号的NH≥N。3）单机架需同时进行过载和发热校核，连轧只校核发热。4）当轧制速度n≥nH时，应计算修正力矩。电机能力校核

传动力矩的组成要确定主电机功率、必须首先确定传动轧辊的力矩。在轧制过程中，在主电轴上，传动轧辊所需力矩由以下几个部分构成：M=Mz/i+Mm+Mr+Md式中：Mz—轧制力矩使轧件产生塑性变形i—轧辊与主电机间的传动比Mm—附加摩擦力矩、作用于轴承、传动机构等位置Mr—空转力矩。克服空转时的摩擦力距Md—动力距，克服加速、起动等时刻的惯性力矩轧制力矩的计算按轧件对轧辊的作用力、轧制力矩Mz=2P·a式中：a—力臂a=ψLj

ψ—力臂系数，冷轧板带时0.33~0.42，热轧板带时0.42~0.50

Lj—接触弧长度各种轧机的典型能耗曲线1.523510201234102030kwh/t0.10.5510100123204060kwh/ta1—1150板坯机b1—1700热连轧机组2—250线材轧机2—5机架冷轧低碳钢3—500大型轧机3—5机架冷轧板带4—250穿孔机组图6.1各种轧机的典型能耗曲线电机能力校核根据能耗曲线，第n+1道次的单位能耗为（an+1-an）kwh，若轧件重量为G吨，则该道次总能耗为A=（an+1-an）G再按轧制所耗功A与轧制力矩关系Mz=A/ωt=AR/vt算出Mz即可。式中ω—角速度/弧度t—时间/sv—轧辊圆周速度/m/sR—半径/m注意：用能耗法算出的中为轧制力矩和摩擦力矩之和。附加摩擦力矩轧制过程中克服轴承、传动机构中的摩擦力所需力矩。故有两部分组成Mm=Mm1+Mm2Mm1=P/2×f1×d1×4=P×d1×f1为轴承中的附加摩擦矩P—轧制力f1—轴承摩擦系数滑动轴承f1=0.05~0.1滚动轴承f1=0.003~0.01液体摩擦轴承f1=0.003~0.004Mm2=(1/η1-1)(Mz+Mm1)/i为换算到主电机轴上的摩擦力矩η1—传动机构（减速机、齿轮机座）的效率齿轮：η1=0.96~0.98皮带：η1=0.85~0.90最后Mm=Mm1/i+Mm2电机能力校核空转力矩：是空载转动轧机主机列所需力矩。空转时轧辊、接轴、齿轮、飞轮等到主电机的传动比不同，因轴颈半径各不相同，因此，应分别计算后再加合。即MK=∑MKn=∑(Gn×Fn×dn)/2in通常按经验定：MK=（0.03~0.06）MHMK—电动机的额定转矩动力距：起动及加减速度时的惯性力矩。Md=GD2/375×dn/dt式中G—转动部分重量D—转动部分惯性直径dn/dt—角加速度电机能力校核静负荷图要校核和选择主电机，除知其负荷值外，还需知轧机负荷随时间的变化图，力矩随时间变化的图称为静负荷图。静力矩为：M=Mz/i+Mm+Mr轧制时间按：tn=Ln/vnLn—轧后轧件长度间隙时间按间隙动作所需时间或经验现场数据定。静负荷图的画法如图6.2所示。电机能力校核t∑M0a单独传动的轧钢机的静负荷图t/sMc/吨/米b单机架轧机轧数道的静负荷图t∑t/sMc/吨/米Δt5Δt4Δt3Δt2c同时轧数根轧件的轧机的静负荷图Δt1t/sMc/吨/米d集体驱动的连轧机的静负荷图MⅤMⅣMⅢMⅡMⅠt/st∑Mc/吨/米电机能力校核主电机功率计算当主电机的传动负荷图确定后，才能对电动机的功率进行计算。此工作由两部分组成：一是由负荷图算出“等效力矩”，它不能超过电机的额定力矩，二是负荷图中的最大力矩不能超过电动机的允许过载负荷和持续时间。若为新选电机，则应依据等效力矩和所要求的转速选择电机。等效力矩计算轧机工作时电机负荷是间断式的不均匀负荷，而电动机的额定力矩是指电动机在一定负荷下长期工作时其温升在允许的范围内的力矩。因此，校核电机时首先应计算出等效力矩：Mjum=电机能力校核∑tn—轧制时间内各段纯轧时间/s∑t`n—轧制时间内各段间隙时间/s

Mn—纯轧时间所对应的力矩/N.m

M`n—间隙时间对应的空转力矩/N.m电机校核校核电动机温升条件学：Mjum﹤MH校核电动机过载条件学：Mmax≤KG×MH

KG—电动机的过载系数直流2.0~2.5交流2.5~3.0电动机达到最大KG×MH时，允许持续时间为15s，否则电机将升温。电动机功率的计算对新电机，需要根据等效力距计算电动机的功率。即：N=（1.03Mjum×n/η）kwn—电机转数、r/min

η—电动机到轧机的传动功率。第七章车间年产量计算

轧机工作图表轧制过程安排的合理与否，直接影响到轧机产量和轧制质量，从而影响到生产企业的各个方面。表示轧制过程中轧制道次和时间关系的图表即为轧制图表。轧制图表是分析和研究轧制过程的工具，通过对轧机工作图表的分析，可清楚看出轧件在轧制过程中的轧制时间，各道次的间隙时间，轧制总的延续时间，轧制过程中的交叉轧制情况，轧件在任意某一时刻所处的位置等，从而分析轧钢机的工作情况，找出工序间的薄弱环节便于改进，使轧制过程趋于合理，准确计算各种时间从而计算轧机产量，挖掘轧机潜力，计算轧制中的轧制压力和电机的负荷，合理安排工艺。基本概念纯轧时间：轧件在轧辊缝中产生塑性变形的时间。间隙时间：道次间隙时间和上下两块钢之间的间隙时间。轧制节奏时间：平均轧一块钢所需的时间。轧制总延续时间：轧机工作图表即是表示以上四个时间的内在联系和变化规律的图表。轧机工作图表其也称轧制进程表和轧制工作图表轧制图表——表示和反映轧制道次和轧制时间之间的关系的图表。轧制图表的四个特征时间——

纯轧时间，间隙时间，轧制节奏时间，轧制延续时间轧制过程的安排是否合理，不仅对产量、质量有决定性影响，而且对整个车间生产的各方面有重要影响。典型的几种轧制图表如下：轧机工作图表1.单机座可逆式轧机

图中:T——轧制节奏时间T=Tz+ΔtTz——一根料轧制总延续时间Δt——前、后两根料之间轧制间隙时间（原始间隙时间）tzh,tj——道次纯轧时间，道次间隙时间。轧机工作图表2.横列式轧机T=Tz-tjch式中：tjch——轧件同时通过轧机之交叉轧制时间，即前后两根料在轧制总延续时间中之重叠部分。轧机工作图表2.横列式轧机（活套轧制）T=tzh1+Δt轧机工作图表3.顺序式轧机T=tzh+Δt纯轧时间tzh1=tzh2=------=tzhn间隙时间tj1=tj2=------=tjn轧机工作图表4.连续式轧机特点：（1）通过各机架之秒体积流量相等；（2）各道次间的间隙时间随各机架轧机轧制速度的提高而递减，tj1＞tj2＞------＞tjn-1（3）轧制节奏时间为：T=tzh+Δt（4）轧制总延续时间：Tz=tzh+轧机工作图表

单机可逆式轧机的工作图表特点：道次间隙时间基本相同；纯轧时间越来越长；轧制周期为：T=Tz+△t=∑tzh+∑tj，轧制周期较长。横列式轧机的工作图表特点：横向移钢时，道次间隙时间较长；纯轧时间越来越长；存在交叉轧制；轧制周期为：T=Tz-Tjch=∑tzh+∑tj-Tjch，轧制周期相对单机可逆式轧机较短，但相对其它布置方式仍然较长。顺列式轧机的工作图表特点：每架只轧一道，无可逆道次；其各道次纯轧时间近于相等；调整轧速和机架间距可使间隙时间近似相等；轧制周期为：T=Tzh+△t，轧制周期很短，产量很高。连续式轧机工作图表轧制周期为：T=Tz+△t特点：每架只轧一道，无可逆道次；其各道次间隙时间随轧制速度提高而减少；通过各架秒流量相等，故各道次纯轧时间完全相等。轧制总延续时间和轧制节奏时间均很短，产量很高。车间年产量计算

轧机的小时产量轧钢机轧制某一品种的产品时。单位时间内生产出的产品重量为。也称轧钢机的生产率。常以小时、班、日、月、和年为时间单位计算。其中小时产量为常用指标，通常技术上可以达到的小时产量为：A=3600Qb/T吨/小时Q─原料重量/吨T─轧制节凑/秒b─成品率/%实际小时产量需乘以轧机利用系数.A1=3600QK1b/T吨/时K1─轧机利用系数，K1≈0.80~0.85K1是实际轧制节奏时间与理论轧制节奏时间的比值。K1受以下几个因素影响：由于操作失误造成一次没有送入辊缝；轧件打滑；翻钢不成功；前后工序不协调造成的时间耽搁；生产中的零星小事故但不需要停车修理造成时间损失（如换孔型，调整导卫）等。总之在没有停车的情况下所造成的时间损失使得轧机实际达到的小时产量要小于理论小时产量，二者之比即为轧机利用系数

轧机的平均小时产量当一个车间有若干个品种时，每个品种的小时产量均不同，为计算出年产量，就必须算出轧机轧制的所有产品的平均小时产量，也称为综合小时产量。计算平均小时产量有两种方法：按轧制品种的百分数计算Ap=1/(a1/A1+a2/A2+.......+an/An)吨/时(加权平均取倒数)式中a1a2…an─不同品种在总产量中的百分数A1A2…An─不同品种的小时产量按劳动量换算系数计算选取一个或几种产品作为标准产品，以其它产品的单品种小时产量与标准产品的小时产量相比，得出劳动量换算系数。将各产品的单品种小时产量乘以换算系数，即可得到经过换算后的与该品种相当的平均小时产量。X=Ab/A式中Ab─标准产品的小时产量，吨/小时A─某产品的小时产量，吨/小时劳动量换算系数X可根据现场生产流量数字来确定。主要考虑了生产产品时的难易程度。某些参考资料中都能查到各种产品的劳动量换算系数。教材中给出了型钢中的以重轨及圆钢为标准产品的劳动量换算系数。将上述两公式结合后可得到：Ap=1/(a1/A1x1+a2/A2x2+.......+an/Anxn)吨/时影响轧机小时产量的因素主要的影响因素有：原料重量、成品率、轧制节奏、轧机利用系数。原料重量：坯料重量G越高则小时产量A越高。一般情况下，当坯料断面不变时，坯料重量G越高则小时产量A越高，但有一极限值，断面变化时，若断面面积增加则小时产量开始增加，后期减小，因为断面增加，纯轧时间增加。由此可知，采用无头轧制可增加产量。轧制节奏时间：T越短时A越高。轧制节奏时间T越短时A越高，故实际中可利用合理分配轧制道次，使个架轧机负荷均匀；减少间隙时间；实行交叉轧制；强化轧制过程增加压下量。成品率：B升高则A升高，故应减少各项损失。轧机利用系数：K升高则A升高。提高作业水平。提高自动化机械化程度加强管理。车间年产量计算轧钢车间年产量是指一年内轧钢车间各种产品的综合产量。计算公式如下：A=Ap×Tjw×K2吨/年式中Tjw—一年内轧机最大可能工作的小时数对连续工作制度的轧机为：Tjw=(365-T1–T2–T3)×(24-T4)T1T2─一年中计划大修和定期中小修时间/天T3─年计划换辊时间./天T4─每天规定的交接班时间./小时对非连续工作的轧机(节假日休息)：Tjw=(365-T1–T2–T3-T5)×(24-T4)T5─国家规定每年节假日的时间/天K2为轧机的时间利用系数，由于非计划停工造成的时间损失。如事故、断辊、孔型提前磨损、待料、停电等。一般型钢轧机K2=0.8~0.9。

7.1工作制度和年工作时间的确定7.1.1工作制度连续工作制——节假日不休息，三班或四班三运转非连续工作制——节假日休息，一、二或三班工作7.1.2年工作小时的确定说明：（1）年计划工作时间是设备一年中最大可能的工作时间（2）非计划停工时间是由于技术或管理上的原因造成的设备故障，待料，待热，待气，待电等，其约为计划工作时间的0.8～0.92（参见表7-1）。现代化轧机取上限。（3）大中修和小修时间如已包括交接班和换工具时间应扣除，不能重复计算。（4）在确定年工作时间时，应参考国内外同类厂家的实际情况取平均先进水平。年工作小时的确定工作制度日历时间h大中修

小修合计交接班换工具年计划工作时间h非计划停工时间h年规定工作时间h第八章车间平面布置

车间平面布置是指设备和设施按选定的生产工艺流程确定平面位置。平面布置的合理与否对设备能力的发挥，工人操作安全、生产周期的长短及生产率的高低等都有很大的影响。因此，设计时应从实际出发合理布置车间设置。车间布置应遵循的原则满足生产工艺要求，使生产合理。既有利于生产，又要占地面积小，运输线短，以求缩短生产周期，提高生产率和单位面积产量。操作方便安全生产。人行道与金属线平行，避免金属（原料与成品）流线与金属废料及其它材料的运输成互相交叉。考虑将来的发展，留有余地。8.1.2车间平面布置内容金属流程线的确定金属流线是指各类产品由原材料到成品的工艺流程线，把所选设备与设施布置在相应工序的工艺流程线上，同时要考虑中间堆料场地和运输等问题。常见的金属流程线有以下几种：直线式：从生产的连续性及运输的方面看是最合理的。常用于连轧机，初轧机，中厚板轧机。但受到厂房长度的限制，经济上不合理，投资大。一般厂房长度不要超过500m。直线横移式：适于管材车间，自由流动。曲折式：适合多跨车间，节省厂房。放射式：由一个设备加工后进到两个以上设备加工时使用。汇聚式：由两台以上相同设备加工后进到一台设备再加工时采用。过度式：精整工段。分枝式：设备数目不多，品种多时使用。实际应用时，由原材料到成品加工线长，工序多，设备复杂，可能采用几种形式的组合。8.1.2车间平面布置内容2.生产设备布置车间平面布置图包括主要生产工段，辅助生产工段，仓库，实验室，动力系统，生活间和办公室等。车间工艺平面布置则包括主、辅生产工段和仓库等。对于平面布置，应做几个方案，经比较后确定一个较好的方案。生产设备的布置没有统一的规定，其应按产品的设计产量，品种，规格，工艺设备尺寸，操作要求等条件，在确保生产要求的情况下布置紧凑，流程合理并节省车间面积和投资。注意事项：

1)首先按生产流程顺序和要求布置相应的生产设备；2)产品流线方向最好与厂房纵向一致，力避横向运输；3)轧机布置在一个顺向的主轧跨内，主电机等应布置在附跨或靠主跨厂房的一侧。4)生产设备的间距除了考虑工艺要求外，还要考虑安装操作、检修等要求。5)轧制中心线布置应考虑保证操作侧有足够的操作空间.6)设备离厂房的两端和两边柱脚应留出一定距离，以便吊运，安装，检修。7)操作室，生活间，控制室等辅助设施应尽量布置在两跨之间或两端。8)烟道，地沟，地下通道等隐蔽设施严禁从柱脚通过。9)污染源（烟囱，酸洗间等）布置在下风口。10)设备布置还应考虑跨距和柱距。8.1.2车间平面布置内容设备间距：1)加热炉到轧机距离：加热炉中心线和轧机中心线相平行；加热炉中心线和轧机中心线相垂直。2)轧机机列间的距离：与布置形式和原料种类有关3)轧机到切断设备的距离：轧件最大长度＋安放设备和操作设备间距的确定在设计车间平面布置图时，首先要做出生产工段，辅助工段，包装，实验室，动力系统，生活间及办公室等都分布在内的平面图，而且同时要做几个方案加以比较分析，最后确定一个较好方案。8.1.2车间平面布置内容在平面布置图上首先根据生产工艺流程的顺序和要求布置各种生产设备。主要从以下几个方面考虑：布置主要设备时，要使产品流线方向最好与厂房纵向一致，尽量避免横向运输。在考虑设备之间相互关系和间距时应根据产量大小，轧制产品长度，及设备操作条件等因素，在保证满足生产要求的条件下，尽量紧凑，以节省车间面积。设备彼此间的距离，可依照经验确定。轧机最好能布置在一个顺向的轧制跨间内，电动机放进单设的主电室，高压泵站应放在单独的房间，不要离轧机太远。对轧钢车间来说，横列式轧机机列间的距离，顺列式轧机机座间的距离，加热炉与轧机间的距离，轧机前后辊道长度，轧机至剪切设备的距离，精整工段各设备间的距离等均应依据各阶段轧件的长度和同时容纳的轧件的个数及某些特殊工艺要求加以确定。连轧机各机架间距离主要取决于设备是否房得下，安装，换辊，检修以及其他特殊工艺要求。对管棒材车间来说，挤压机，拉拔机，冷轧管机及辅助设备的相对位置，也是依照产量、长度、及工艺要求加以确定。布置设备时，不能位于吊车达不到的范围，离厂房的注脚边缘必须留出一定距离。要确保人身安全及安装维修等工作方便，留操作面积。以型板管的车间平面布置图为例讲解，同时参考设计图纸。

H型钢轧制

工艺流程图宝钢5m宽厚板轧机工艺平面布置图1.板坯二次切割线；2.连续式加热炉；3.高压水除鳞箱；4.精轧机；5.加速冷却装置；6.热矫直机；7.宽冷床；8.特厚板冷床；9.检查修磨台架；10.超声波探伤装置；11.切头剪；12.双边剪和剖分剪；13.定尺剪；14.横移修磨台架；15.冷矫直机；16.压力矫直机；17.热处理线；18.涂漆线8.1.2车间平面布置内容3.车间内通路的布置

1)车间主要通路：车间内部运输通路，如电气台车通路,过跨小车等；

2)车间次要通路：用于运输材料、备品备件、设备检修及仓库场地的通路等。如成品库内设火车通路，车间的端面或侧面开设大门，作为汽车通路等。3)人行通路及防火通路.4.仓库设施的布置1)物流畅通，便于运输，原料库与成品库可布置在车间头尾或同跨。可“丁”字形布置或平行布置——取决于地形，原料（或成品）厂，运输方式。2)仓库面积保证正常生产，避免因“空库”或“涨库”而停工。3)应考虑仓库的利用系数——安全通道，吊运不到的面积，检修，标记，包装，清理面积。4)垛高不超过地坪负荷。5)其他方面的特殊要求及经济核算（如称量）等。仓库面积的计算

为保证生产的连续性，车间内要留有原材料，中间半成品，成品料场地。原料仓库面积的计算原料仓库面积大小受以下几个方面因素影响：轧机的生产能力；坯料和成品的钢种；断面的形状和尺寸；坯料供应情况；仓库中对料坯检查，清理，修磨所须面积大小；允许坯料堆放高度及单位面积存放负荷。通常可按下式计算：F=24AnKt/K1QH式中A—轧机小时产量/吨/hn—存放天数/天K—金属消耗系数Q—每立方米空间所能存放的原料重量/吨H—每堆原料高度/m0.7—仓库利用系数一般原料可按存放7~10天考虑，由外地运进可按10~20天考虑，堆放高度及单位面积负荷见教材P543B34-2所示。中间仓库（料场）面积计算中间仓库面积取决于产品生产周转时间，应根据堆放钢材总数量来决定，中间仓库钢材堆放总量为：W=ATη/吨式中A—轧机平均日产量吨/天T—生产周转时间/天

η—轧机产量与各精整设备产量上的不平衡系数一般情况下，中间仓库钢材储量可按轧机3~5天的平均日产量计算，合金钢可按8~10天计算。这样，中间仓库面积为：F=W/q/m2q—平均单位面积堆放量吨/m2成品仓库面积确定基本同原料仓库面积的计算。计算公式和原料库面积相同，但：1）Kt=12)K1:钢：K1=0.7；有色金属：K1=0.35～0.43）n:钢材公司有库n=5～7天，无库n=7～10天；有色金属n=15天。但当全厂设备总成品库时，可按3~7天的平均日产量计算。当全厂无成品库时，则按7~10天的轧机日产量考虑。此外，还应考虑成品进行表面检查、清理、验收、精整、包装等工序位置。8.1.2车间平面布置内容5.其他设施的布置主电室——有两种形式单独布置在主跨外:主电室跨——空间大，通风好但要增加行车，投资增加。置于主跨内:不单设吊车，厂房投资省，但环境差对电机要求高。从实际生产看，轧制车间大多采用主电室设在单独一跨内。工具堆放场：板带车间主要是轧辊——通常放在磨辊间内；型、管车间主要是导卫，机架——车间内或轧辊、导卫间堆放。液压站、润滑站——主机附近地下室内集中供给。机修，电修间——设在车间端部靠近主设备处，或车间外面。轧辊、导卫间——靠近轧机，与主轧跨平行，便于快速换辊。车间内起重运输设备——吊车，过跨小车，辊道输送带等。生活间及办公室（参见P186）8.1.3车间工艺平面布置1.车间平面尺寸（1）车间面积分类：按用途分生产面积——安放设备进行生产面积（书上）；辅助面积——车间维修设施所占面积（机修室，电修室，轧辊间、导卫间加工）。服务面积——生活间、办公室等非生产用面积。（2）车间平面尺寸：跨度（跨距）——满足设备布置条件下注意维修、吊运、人行。常用标准跨度有12、15、18、21、24、27、30、33、36、42m等。柱距——相邻两柱间的中心距——常用标准柱距6、9、12、24m。长度——取决于工艺布置，车间占地面积。2、车间工艺平面布置的绘制（参见P187～204）①图纸幅面：0＃、1＃、2＃、3＃、4＃②图面的一般规定

③施工设计工艺平面布置图规定④图例8.1.3车间工艺平面布置3.车间组成

通常由原料跨，加热炉跨，主轧跨，精整跨和成品跨组成，外加轧辊、导卫加工跨，有的车间还有专门的主电机跨。跨间布置——取决于工艺流程，轧机组成及地形条件等。

（1）“丁”字形布置：原料与成品跨与主轧跨垂直布置（2）平行跨布置：原料与成品跨与主轧跨平行布置。“丁”字形布置对于主轧跨的采光，通风；原料和成品跨行车利用；轧辊导卫间、主电室、水处理等其他辅助设施的布置上都优于平行跨布置。原料和成品运输如果采用平行跨更为方便。8.1.3车间工艺平面布置轧钢车间厂房组成与立面尺寸主要解决车间跨度、柱距大小的相关问题，立面尺寸主要是确定吊车轨道面标高和设备工作面标高问题。长：柱及柱距宽：跨及跨度高：设备工作面标高（吊车轨道面标高）厂房跨度的确定轧钢车间一般由原料跨、加热跨、主轧机跨、精整跨及成品跨组成。跨度是指车间横向上两柱中心线的距离，故也称跨距，一般可视为厂房宽度。厂房跨度的布置要由生产工艺流程、轧机组成及地形条件等因素决定，厂房宽大劳动条件好，但造价成本高。跨度除满足工艺条件外，还要符合建筑统一模数的规定。所谓模数，是一种基本尺度单位，我国以100mm为基本单位模数，扩大后，常以3m、6m、15m、30m…为扩大模数。一般厂房跨度大于18m时以6m为模数，小于18m时以3m为模数，特殊时也可采用21m，27m，33m的跨度，而通常以6m或以6m的倍数（9，12）为模数。柱距尺寸柱距是车间纵向上相邻两根柱之间的距离。无特殊要求时一般为6~12m模数，车间为数个柱距之和，柱距数取决于车间总面积，同时，要考虑全厂整个布局。8.2车间立面布置吊车轨面标高的确定从吊车轨道面到地坪的距离称为吊车轨面标高，也称工艺高度，通常受设备高度，操作台形式和高度，运输要求检修及换辊，通风及照明，经济效率等的影响。当吊车吊运货物时，需要跨越的最高设备高度已知时，可按下式计算工艺标高：H=h1+h2+h3+h4+h5/mh1—最高设备高度h2—安全距离0.4~0.5mh3—所吊最大物件高度h4—吊具高度h5—吊钩极限位置到轨面距离h6—轨顶面到起重小车最高顶面尺寸h7—屋架下弦到起重小车间隙一般100-300mm由此可确定厂房剖面高度H，=H+h6+h7根据经验：一般均热跨和厚板厂轧钢跨高度最大可达16m，中型厂轧钢车间轨面标高一般为8m，小型厂则为6m。车间布置图画法比例，图标，设备表按制图要求填写厂房柱网表示法车间轮廓线用细实线和粗实线间的线表示柱号和跨度代号的圆圈直径为8~12mm，柱子用实线“+”表示柱号从左到右以①②③…标在图的左侧或左侧ABA跨度标号从下到上以…标在图的左侧起重运输设备轨道用单划线表示生产设备的画法及尺寸标注设备一律采用准确的形象图表示。轮廓线用粗实线画出设备坐标尺寸，原则上以设备中心线中心进行标注，不好找时以一个基准面标注。图例

第九章劳动组织与技术经济指标9.1车间劳动组织

9.2车间管理组织机构及其职责9.3投资概算9.4流动资金定额的概算9.5产品的成本概算9.6投资回收期估算9.7技术经济效果评论（效益分析）9.1车间劳动组织其指生产劳动过程中科学地组织人们进行劳动，合理使用劳力，处理好工人之间，工人与领导、工人与劳动对象、工人与劳动手段间的关系而成为一个协调的统一体。对车间而言，主要确定劳动定额，劳动定员和设置车间管理机构。9.1.1劳动定额在一定的技术和组织条件下，生产一定产品或完成一定工作所需规定的劳动量标准。

1.

工时定额——完成单位产品所消耗的工时。

2.

产量定额——工人在单位时间内应完成的产品数量，工时定额的倒数。

3.

看管定额——一个（或一组）工人同时看管的设备数量或操作岗位数目。制定方法统一分析法——参考生产同类产品工时统计资料，并分析当前条件的变化，结合现实的生产组织制订定额。经验估算法——按工艺规程和技术文件的要求，并考虑所用设备、工具及其他条件，直接估算出时间消耗量。9.1.2车间劳动定员按产品方案和生产规模，规定配备具有一定质量（等级）的各类人员的数量标准。生产工人、辅助工人、勤杂人员、行政管理人员和服务人员；直接生产人员和非直接生产人员。9.2车间管理组织机构及其职责（自学9.3投资概算投资概算与生产成本概算是设计文件的重要组织部分，是进行技术经济指标评价工作的基础。投资概算批准后，是确定基建项目投资，编制基建年度计划，实行基建招投标，控制基建拨款和施工预算，考核设计合理性和建设成本