宝钢1420mm冷轧厂车间设计.docx
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1、宝钢1420mm冷轧厂车间设计 摘要根据任务书要求,进行宝钢1420mm冷轧厂车间设计。按照车间设计的步骤,主要完成产品大纲制定、主辅设备选择、轧制图表、电机能力验算、年产量计算、车间平面布置。设计中查找了宝钢1420mm冷轧厂的相关资料、轧机的装备、机组组成、技术及一些辅助设备和产品方案等,使本设计车间达到工艺合理、设备先进。查找资料可知宝山钢铁股份有限公司1420mm冷轧厂年生产规模72.28万t,其中冷轧板卷40万t,薄规格冷硬板卷32.28万t关键词:冷轧厂 车间设计 生产规模 车间布置目录1、概述.11.1建厂依据.11.2制定产品大纲.12.冷连轧段设备与工艺.32.1 轧机的布置
2、形式.33.轧制图表和年产量计算.33.1轧钢机工作图表.33.1.1研究轧制工作图表的意义.33.1.2轧制图表的基本形式及其特征.43.2轧机年产量计算.53.2.1轧钢机小时产量.53.2.2轧机平均小时产量.63.2.3轧钢车间年产量计算.73.2.4提高轧钢机产量的途径.84.辅助设备.84.1开卷机.84.2连续酸洗机组.94.2.1酸洗机组选型.94.2.2机组主要工艺参数.94.3钢卷准备机组.104.4剪切机.114.4.1剪切机的基本形式.114.4.2 剪切机的选择.124.5运输机.124.6退火炉.135车间平面布置.145.1轧钢车间平面布置.145.2设备间距的确
3、定.155.3仓库面积的确定.155.3.1原料仓库面积计算.165.3.2成品仓库面积确定.166结语.17参考文献.181、概述1.1建厂依据冷轧板带有极广阔的用途。汽车制造、拖拉机制造、电气产品、机车车辆、造船、航空及火箭、精密仪表、民用建筑、工业厂房、家用电器、食品罐头以及一些耐久制品都需要大量的冷轧板带。出于这些工业的发展,对薄板质量要求越来越高,产量要求越来越大,对冷轧板带生产提出了更高的要求,故冷轧薄板、带钢的产量增长很快。同时,随着人民生活水平及物质需求的提高,钢材市场的需求结构发生了巨大变化,特别是冷轧和镀涂层深加工产品的生产能力、品种质量与市场需求差距甚大,矛盾突出。一方面
4、,国产冷轧产品的市场占有率低仅为50%左右;另一方面,冷轧带钢品种规格不全、高强度、高附加值产品虽已部分试制成功,但产量低,还不能完全满足国内用户需求,此外,产品质量不能满足用户高精度要求。可见,建一座年产量高质量好的冷轧厂是有市场基础的。1.2制定产品大纲 本设计任冷轧薄板厂,以多规格,多品种,高性能的产品特点来适应变化的市场需求。冷轧产品分为冷轧板卷,热镀锌板卷,彩涂板卷三大类产品。设计之前首先制定产品大纲。产品大纲是设计任务书中的主要内容之一,是进行车间设计时制订产品生产工艺过程、确定轧机组成和选择各项设备的主要依据。产品大纲的编制原则:1.满足国民经济特别需要,根据市场信息解决某些短缺
5、产品的供应和优先保证国民经济重要部门对钢材的需要。2.考虑各类产品的平衡,尤其是地区之间产品的平衡。要正确处理长远与当前、局部与整体的关系。做到供求适应、品种平衡、产销对路、考虑轧机生产能力的充分利用和建厂地区产品的合理分工。3.考虑建厂地区资源的供应条件,物资和材料运输的情况。4.要适应当前对外开放、对内搞活的经济形势,力争做到产品结构和产品标准的现代化。产品大纲如下:1. 产量及钢种:72.28万吨/年其中冷轧板卷40万t,薄规格冷硬板卷32.28万t2热轧钢卷规格: 带钢厚度 2.03.0 带钢宽度 7301230 钢卷内径 760mm 钢卷外径 最大2150mm 钢卷质量 最大26.5
6、t 单位质量 最大23kg/mm 年需要量: 80.06万t3.产品方案序号名称规格品种产量及百分比备注产量/ta-1百分比/%1电镀锌产品厚度:0.180.55宽度:7001200T2.5200002.86E2占40%E5.6占35%E11.2占10%E8.4占15%T320000028.57T414000020T5400005,71小计40000057.14DI板10000t2冷硬卷厚度:0.180.55宽度:7001200CQ17754023.57DQ11298015DDQ322804.29小计32280042.86合计7228001002.冷连轧段设备与工艺轧钢机是完成金属轧制变形的主
7、要设备,代表着车间的技术水平,是区别于其他车间类型的关键。因此,轧钢车间主要设备选择就是指轧机的选择。轧机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。轧机选择的主要依据是:车间生产的钢材的钢种,产品品种和规格,生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程.对轧钢车间工艺设计而言,轧钢机选择的主要内容是:确定轧钢机的结构形式,确定其主要技术参数,选用轧机的架数以及布置方式.在选择轧钢机时一般要考虑下列各项原则:1.在满足产品方案的前提下,使轧机布置合理,既要满足当前生产又要考虑未来的生产发展。2.有较高的生产效率和设备利用系数。3.能获得质量良好产品的同时还要尽可能多地轧制多品种。4.有利于轧
8、机机械化,自动化的实现,有助于改善劳动条件。5.轧机结构型式先进合理,操作简单,维修方便。6.有良好的综合技术经济指标。2.1 轧机的布置形式酸洗卷取完毕后送往冷轧机组,轧制方式有单机座可逆式轧制和46机座串列式连轧。轧机结构多为四辊式,对于冷轧极薄板带钢采用多辊轧机。3.轧制图表和年产量计算3.1轧钢机工作图表3.1.1研究轧制工作图表的意义轧制是整个轧钢生产过程的核心,坯料通过轧制工序完成变形过程。因此,轧制过程的安排是否合理不仅对产品产量、质量有决定性影响,而且对整个车间生产的各个方面均起重要作用。为此,研究和分析轧制过程的合理性历来是轧钢工作者所关心的课题。轧钢机机的工作图表,或称轧制
9、图表即是研究和分析轧制过程的工具。在轧制图表中表示了轧制过程各道次与时间的关系。通过对这些关系的研究与分析可以清楚地看到:轧件在轧制过程中所用的轧制时间、各道次之间的间隙时间、轧制一根钢机组所需要的总的延续时间和轧制过程小轧件交叉轧制的情况、轧件在任一时间所处的位置等等。而这些正是了解和掌握轧制过程的重要内容,是研究和改进轧钢机工作的重要依据。 轧制图表在轧钢生产过程中的作用归结起来主要是以下几点: 1.分析与研究轧钢机工作情况,找出工序间的薄弱环节,以利于改进趋于合理; 2.准确计算轧制时间,同的轧钢时的交叉时间,各工序之间配合的时间以及轧制节奏时间等,用以计算轧钢机的产量; 3.计算轧制过
10、程个轧辊、机架等所承受的轧制压力和核算电动机传动轧机所承受的负荷情况。3.1.2轧制图表的基本形式及其特征轧制图表表示和反映了轧制道次和时间之间的关系。而在轧制图表中所标明的纯轧时间、间隙时间、轧制节奏时间和轧制总延续时间被称之为四个特征时间。轧机布置方式不同,轧制产品品种不同,轧制图表形式也不一样,则反映轧制过程的这四个特征时“间的变化规律也不同。从一定意义上讲,研究轧制图表就是研究这四个特征时间的内在联系和它们之间在不同轧机布置时的变化规律。连续式轧机是现代化轧机,其生产能力大,机械化自动化程度高,而且占地面积小,是现代轧机发展的方向。但因设备复杂,电控设备要求严格,且投资较高,影响其广泛
11、应用。连续式轧机轧制图表形式如图所示。连续式轧机轧制图从连续式轧机轧制图表中可以看出这类轧机的工作图表的特点是:1.因为连轧关系的轧机每架只轧一道,从保持单位时间内通过各机架的金属流量相等的原则,各道次纯轧时间相等。(208.1s)2.各道次间的间隙时间随各架轧机轧制速度的提高而递减。3.轧制节奏时间则为: 分析连续式轧机的轧制图表很容易看到,连续式轧机具有短的总延续时间和轧制节奏时间,这就是为什么连续式轧机具有较高的小时产量和能在一定的加工温度的范围内完成金属轧制变形的重要原因。3.2轧机年产量计算轧钢机产量是衡量轧钢机技术经济效果的一个主要指标,是车间设计中重要的工艺参数。设计的任务就是要
12、充分发挥轧钢机的生产能力,使车间建成投产后在预定的时间内达到和超过设计水平。因此,轧钢机生产水平的高低和它实际能达到的能力是衡量设计质量的重要指标。3.2.1轧钢机小时产量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指标。轧钢机技术上可能达到的小时产量可用下式计算:式中:轧机小时产量;(t/h);原料重量(t);节奏时间(s);纯轧时间为208.1s,本设计取T=260s实际上在生产过程中,由于种种原因(如轧机操作失误、轧件在孔形中打滑等),轧机的小时产量达不到上述值。轧钢机实际小时产量用下式计算:式中:成品率(%),注:
13、本设计取 称为轧钢机利用系数,值的大小很难进行理论上的计算,实际进行轧钢车间设计时对不同的轧机推荐使用如下数值:开坯机:成品轧机: 注:本设计取代入得:A=3600400.8285%260=386.033.2.2轧机平均小时产量轧机平均小时产量也称产品综合小时产量,其含义为:在一定时间内,轧制产品的总数量与生产这些产品所消耗的总时间的比值。计算轧机平均小时产量有两种方法:1.按轧制品种百分数计算;2.按劳动量换算系数计算。本设计采用第二种按劳动量换算系数计算。采用这种方法计算平均小时产量,这种计算方法虽然考虑在生产过程中各种产品生产的难易程度,但计算数值较实际出入较大,因而只能作为对产量的粗略
14、估算。平均小时产量公式为:式中,、不同品种产品的劳动换算系数;、各品种在总产量中的百分数(%);标准产品小时产量。参照产品大纲取各个品种产品的劳动换算系数如下:各个品种产品的劳动换算系数品种汽车板镀锌板镀锡板百分数/%702010劳动换算系数11.21.4代入上式计算得3.2.3轧钢车间年产量计算车间年产量是指一年内轧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。其计算公式如下: 式中:车间年产量(t/y)平均小时产量(t/h)轧机一年内计划工作时数(d),本设计实行连续工作制度的轧机年工作时数: 式中:一年中计划大修时间(d),取;一年中定期中小修时间(d),取一年计划换辊时间(d
15、),取;每天规定的交接班时间(h),取。带入公式计算得时间利用系数,时间利用系数根据统计结果在0.7960.945范围内,可根据轧机不同情况进行选取。本设计取将前面的数据代入上式计算得轧钢机的年产量为: 注:年产量满足要求。3.2.4提高轧钢机产量的途径不断强化轧制过程,充分发挥和合理使用现有设备能力,不断提高轧机生产水平,从分析影响轧机产量的因素可知,提高轧钢机生产能力的主要途径是: 1.合理的增加原料重量,选择合适的坯料断面尺寸; 2.采取一切有效技术措施,缩短轧制节奏时间。如:1)在条件允许的情况下,强化轧制过程,减少轧制道次;2)提高轧制速度,加快轧制过程;3)增加同时轧制根数,实现交
16、叉机制;4)合理分配轧制道次,使轧机负荷均匀;5)进行技术改造、提高主辅设备的工作速度,减少各种间隙时间等1。3.改善坏料供应情况,正确制定轧制工艺过程,增加合格产月数量,提高品率;4.减少轧机工作时间损失,提高轧机作业率,充分发挥轧机作用;5.总结与推广先进技术成果,更新工艺与设备条件,提高轧机现代化技术水平。4.辅助设备4.1开卷机开卷机用来开启成卷带材,它是酸洗、冷轧以及精整等机组所必需的设备。开卷设备按其用途可分为开卷和预开卷两种形式。对开卷辅助时间没有特殊要求的机组,一般只装设一套开卷设备,对于后续工序有时间要求的冷连轧机组、恒速运转机组,常装设预开卷设备。有的装有拆除带卷捆带的设备
17、。预开卷机有两种形式:一种是在机组头部设置两套相同的开卷设备,一套工作,一套备用;另一种只为开卷机作开卷准备,不单独装设开卷机。前者设备重量大、占地多,后者结构简单、设备紧凑。常用的开卷机有双锥头式、双柱头式和悬臂式三种。双锥头式和双柱头式开卷机开卷张力大,多用于热轧钢卷的开卷。悬臂式开卷机开卷张力小,多用于冷轧钢卷的开卷。本设计的精整机组的开卷机选用不设活动支承的悬臂式开卷机,其卷筒的胀缩方式为斜楔式。卷筒的直径有610和450两种规格。双机架平整机组也采用的悬臂式开卷机但其卷筒为可更换式,卷筒直径分别设有610和450毫米两种。生产时根据带钢厚度或者工艺要求可随时进行更换。不同直径的卷筒,
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