辅助设备选择

辅助设备选择辅助设备是指轧钢机械设备中除轧钢机以外的各种机械设备。它是由完成一系列辅助加工工序所需的机械设备组成。根据辅助设备在轧钢生产过程中的不同用途，可以将辅助设备归纳为如下几类[13]：（1）加热设备；（2）剪切设备；(3)升降设备；（4）矫直设备；（5）冷却设备；（6）翻转设备；（7）弯曲、卷曲设备；（8）起重运输设备。选择原则辅助设备选择一般要遵循下列原则：（1）满足产品生产工艺要求；（2）有较高的工作效率，保证轧机获得较短的轧制节奏时间而有较高的产量；（3）设备结构的型式要先进合理，动作灵活、结构紧凑，操作维修容易，备品备件标准化，制造、换辊方便；（4）辅助设备的生产能力一般要大于轧机的生产能力，以保证轧机生产能力得到发挥；（5）设备设计经济合理，体积小，重量轻，以减少设备总重量和节省车间投资。加热设备的选择加热是热轧生产中的一个重要工序。而钢料加热质量的保证和加热炉产量的大小，完全依赖于加热炉产量的大小，完全依赖于所选择的加热设备和它的加热制度。（1）加热炉炉型：步进式加热炉。（2）加热炉产量计算Q=PF1000（9.1）式中：Q——加热炉小时产量（t／h）；P——有效炉底强度（kg／m²·h）；F——炉底布料面积（m²）；F=L·l（9.2）式中：L——炉底有效长度，m；l——加热料长，m；设炉长36m，坯料间距0.2m。n=2.036=180（根）考虑到坯料在炉内循环，只放置170根。F=10×170×0.2=340（m²）Q=PF1000=1000340650=221（t／h）（3）炉子宽度双排料时：B=l+2c（9.3）式中：l——来料最大长度，m；c——料间或料与炉墙间的间隙距离。一般取0.15~0.3m。B=l+2c=10+2×0.3=10.6（m）考虑到实际操作难度，炉子宽度选取B=15m(4)推钢机选择1推力大小推力计算用下式：P=Q·f（9.4）式中：Q——被推金属的重量（t）；f——摩擦系数，f取0.5~0.6；2速度确定推钢机速度大小取决于坯料断面形状及尺寸、炉子产量要求以及出料方式等因素。断面尺寸高100~300mm时，v=0.1~0.12（m／s）3行程选择推钢机行程主要与以下因素有关：坯料断面形状和尺寸、辊道宽度、出料要求。吊车一次吊运钢坯数量以及检修要求等。本次行程取3000mm。剪切设备的选择用于轧钢生产的切断设备主要有三大类，即剪切机、锯机和火焰切割机。剪切机主要用来剪切轧件的头、尾或切定尺、切边、切试样以及切除轧件局部缺陷等。横向切运动轧件的剪切机叫飞剪机。它可装设在连轧钢皮车间或小型型钢车间里，放在轧制线的后部，将轧件切成定尺或切头尾。在冷热带钢车间里的横剪切机组、重剪机组、镀锌或镀锡机组里，都配置各种不同类型的飞剪机，将带钢剪成定尺或剪成规定重量的钢卷。在某种程度上，剪切机限制了轧制速度的提高。采用飞剪机有利于使轧钢生产迅速向高速化、连续化方向发展。因此它是轧钢生产发展的主要手段之一。1、粗轧后热剪（1）剪切力计算P=12bhFKK1000（9.5）式中：P——剪切力（t）；K1——考虑剪刃钝化和剪刃间隙的影响因素，热剪时K1=1.2~1.3；K2——换辊系数，K2=0.7~0.8；b——被剪金属在剪切温度下的强度极限（kg／m²）；h——被剪金属剪断时相对剪切深度，mm；F——被剪金属的横断面积（mm²）；P=225001.250.758.50.85152.4t1000（）（2）剪切行程H=1H+++v式中：H——剪切行程，mm；H1——辊道上平面到剪切机压板下面的距离，mm；H1=h+（50~70）h——被剪金属的最大厚度（mm）；——上下刀片的重迭量，常取5~25mm，取=15mm；——压板低于上刀刃的值，一般可取5~50mm，取=25mm；v——辊道上平面超出下刀刃的值，一般可取5~20mm,取v=10H=mm（150+60）+15+25+10=260（）（3）剪刃长度L=（3~4）B式中：L——刀片长度，mm；B——被剪金属最大宽度，mm。L=3.5×0.15=0.525（m）（4）刀刃横断面尺寸h=（0.65~1.5）H(0.3~0.4)h式中：h——刀片横断面高度，mm；——刀片横断面宽度，mm；H——被剪金属最大高度，mm；h=1.1×0.15=0.165（m）0.35×0.15=0.0525（m）（5）剪切行程次数主要考虑轧机生产能力，并考虑剪切时轧件的质量，剪切次数取20次／分。2、中轧后飞剪切轧件的速度：0.8~6m/s剪切温度：大于950℃剪切最大断面：45×45mm2最大剪切力：158KN切废料长度：1700mm。3、倍尺飞剪长度：60mm；剪切最大断面：1267mm2最大剪切力：35t。4、定尺冷剪定尺冷剪位于冷床出口侧，用于剪切成品定尺钢材。冷剪按其剪切方式可分为两类：一类是停剪，即钢材在辊道上静止后剪切；另一类是飞剪，即钢材在辊道上运输过程中完成剪切。后者生产效率高，所以在本设计中就用冷飞剪。冷飞剪由分为曲柄式冷飞剪和摆式冷飞剪。在本设计中选用意大利的摆式冷飞剪，它可用于直径为12~50的小型棒型材生产线。其技术参数为：最大剪切力：3300KN剪切速度：0.5~1.5m/s剪切精度：15mm；剪刃宽度：800mm；该剪切机具有刀片自动更换功能，是有可横向移动正面卸下和装入剪刃刀片的小车完成的，换一次剪刃大约需要10min。冷却设备选择轧件被冷床飞剪剪成倍尺后，由冷床输入装置输送并卸到冷床上。轧件在缓慢的横向移动过程中，逐渐自然冷却，是轧件温度由约1000℃下降到100℃左右。冷床卸料装置将轧件收集组成并卸到输出辊道上，成组轧件将被送至冷剪剪切成定尺成品。冷床结构与形式冷床分为以下几种：（1）设有钢绳拉钢机的冷床这类冷床以固定的导轨为床面，配以带往复运动的多爪式拉钢机。这种冷床的工作特点是靠绳式拉钢机使轧件成批地横向运动，冷床的面积利用率较高。此类冷床多用于大型及中型钢材生产。（2）设有链式运输机的冷床这类冷床多用于轧件表面质量要求较高、表面怕擦伤的钢材。如钢板、带钢和钢管生产等。（3）齿条式冷床它由齿条和导轨组成。活动的齿条相对于固定的导轨作圆周运动，每上下前后运动一次，轧件就向前运行一段距离。这种冷床的缺点是床面的利用率较小，但特别适用于冷却过程中容易产生弯曲或扭转的中小型棒材。（4）辊式冷床这种冷床由多组细长的辊子所组成。辊子轴线与轧件运行方向成一定的角度，因此轧件在冷却过程中在其上面一边运动，一边自身相应的转动。这样使轧件冷却不仅均匀，也防止了轧件的弯曲和扭转。此类冷床设备重量大，造价较高，因此适用于要求较高的小型钢材生产。（5）步进式冷床由一套步进机构组成。轧件在冷床上的运动情况和齿条式冷床相类似，步进机构每动作一次，轧件向前运行一段距离。此类冷床多用于钢管生产或其他要求在冷却过程中防止产生弯曲和变形的钢材生产。（6）钩式运输机这类冷床主要用于线材生产中。冷却时由钩式运输机将成卷的线材挂起来，一边沿导轨运输一边进行冷却，在运输过程中达到冷却要求[11]。冷床的性能参数1、冷却时间冷却时间的计算非常复杂，因为它受诸如钢种、轧件尺寸、轧件断面形状、冷却设备周围条件、轧件冷却温度范围等一系列因素的影响。在设计中可采用两种方法：一是按照同类生产条件进行实测取得；一是按公式计算，但其结果只能供参考。因此本设计中根据以往的经验数据取得。T=1h。2、冷床宽度主要取决于产品计划中钢材的最大成品长度，其相互之间的关系如下式所示：B=lmax+1~2m（9.6）式中：B——冷床宽度；——轧成成品的最大长度。B=12.5m3、冷床长度冷床长度的决定比较复杂。因此参考其他车间冷床的参数。起重运输设备的选择辊道的选择辊道是轧钢车间中不可缺少的辅助设备。它的主要作用是用来运送轧件（运输辊道）、参与轧机的轧制过程（工作辊道）和连接车间内设备之间、机组之间的联系（运输辊道）。辊道按其在生产过程中所起的作用分为：上料辊道、炉后辊道、炉后辊道、运输辊道、工作辊道等。1原料运输辊道类型：集体传动辊速：2.6m/s辊距：1m2入炉辊道类型：集体传动转速：1.9m/s辊距：1m辊子规格：φ300×600mm3拉料辊类型：单独传动，可逆不可调速转速：2m/s辊距：1m辊子规格：φ300×600mm4轧机辊道类型：单独传动，可逆不可调速转速：1.8m/s辊距：1m辊子规格：φ300×700mm5精轧飞剪前辊道（1）类型：单独传动，可逆不可调速转速：2.2m/s辊距：0.8m辊子规格：φ150×500mm精轧飞剪后辊道（2）类型：单独传动，可逆不可调速转速：2.2m/s辊距：0.8m辊子规格：φ250×500mm6冷床对齐辊道转速：1.8m/s辊距：1m辊子规格：φ250×500mm7冷剪机辊道转速：2.5m/s辊距：1.5m辊子规格：φ200×800mm8矫直输入辊道转速：1.5m/s辊距：1m辊子规格：φ250×500mm9输出辊道转速：2m/s辊距：1.2m辊子规格：φ250×550mm10精整台架前辊道转速：2.8m/s辊距：1.5m辊子规格：φ200×800mm11成品检查台架前辊道转速：3m/s辊距：1.7m辊子规格：φ200×800mm12改尺寸台架前辊道转速：3m/s辊距：1.8m辊子规格：φ200×800mm13成品收集辊道转速：3m/s辊距：2m辊子规格：φ200×800mm起重运输设备选择50t电动平车：3台分布：初轧—原料1台原料跨—主机跨1台30／5吨电机双钩桥式起重机：1台20／5吨电机双钩桥式起重机：4台30／5双钩桥电动式起重机：4台15／3吨电机双钩桥式起重机：1台15吨刚性料耙桥式起重机：2台表9.1起重设备性能参数名称重量跨度标高大车运行速度小车运行速度工作制度30／5吨电机双钩桥式起重机44700Kg28.5m10.17m62.5m／min48.7m／min中级20／5吨电机双钩桥式起重机34800Kg28.5m10.17m65.2m／min60m／min中级30／5双钩桥电动式起重机36600Kg26m10.17m70m／min50m／min重级15／3吨电机双钩桥式起重机26500Kg22.5m10.17m71.5m／min48.7m／min中级15吨刚性料耙桥式起重机38560Kg12.17m12.17m126m／min134m／min重级车间平面布置及经济技术指标车间布置形式平面布置原则车间平面布置是车间设计中的重要问题。布置的是否合理不仅对当前生产情况、车间占地面积、车间投资直接带来影响，且对车间今后发展、扩大车间再生产能力也起重要作用[14]。在平面布置时，主要应以以下原则为依据：（1）满足工艺要求，使车间具有畅通合理的金属的流程线；（2）满足产品今后在产量、质量和品种上发展的需要；（3）设备的间距应满足上下工序工艺上的要求，互不干扰，并考虑到操作条件和劳动安全；（4）跨间组成和相互位置关系要合理，既要满足工艺要求，又要节省车间占地面积和投资；（5）使上下车间联系紧密，缩短运输距离，缩短管线铺设长度。10.1.2金属流程线确定确定金属流程线是车间布置的重要内容。轧钢车间常用的金属流程线如图10.1。123456图10.1金属流程图1—直线式；2—直线横移式；3—曲折式；4—放射式；5—汇聚式；6—过渡式；根据车间性质、生产任务和地形条件等情况不同，再加上轧钢车间由原料到成品工序繁多，各种设备所起的作用又不尽相同，本车间是上述各种方式的综合。设备间距的确定1加热炉到轧机距离大小与加热炉布置方式有很大关系。它的布置方式是加热炉中心线和轧机中心线相互垂直。它们的间距是15m。2轧机间的距离粗轧机之间的距离2.5m；粗轧机到中轧机之间距离18.5m；中轧机之间的距离2.1m；中轧机到精轧机之间的距离8.4m；精轧机之间的距离4.2m。3轧机到切断设备的距离粗轧机到曲柄连杆式飞剪间距5m；精轧机到意大利飞剪距离20m；仓库面积计算1原料仓库面积F=24Ank0.7%h（