7 辅助设备选择和生产能力计算,根据不同用途和作用，辅助设备分为加热、冷却、 切断、矫直、起重运输等。（P96130） 确定其型式、能力和数量。选择原则如下： 1. 满足生产工艺流程要求； 2. 保证有较高的工作效率，充分发挥主设备的能力（大10%20%）； 3. 节省投资（重量，占地面积，性能价格比）,7.1 加热设备,包括加热炉和热处理炉： （均热，退火，淬火，时效，回火，常化等）。 按工艺用途分为：铸锭的加热及均热炉； 半成品和成品退火炉； 成品热处理炉。 按加热温度分为：低温炉（轻金属及合金）； 中温炉（重金属及合金）； 高温炉（碳钢及合金钢）。,7.1.1 炉型选择,应考虑坯料材质，形状，断面尺寸，装料温度，产 量，质量等。 1. 均热炉主要用于初轧车间，特厚板车间加热厚度400mm的钢锭。 炉型有：换热式，蓄热式，复座式均热炉等 2. 均匀化炉消除铝镁合金铸造时的热应力和化学成分、组织的不均匀。,上部单侧双烧嘴式 长宽高：7.945m 数量：30个炉坑 使用燃料：高焦炉混合煤气 每坑最大装入量：160t 兼作塑料模具钢的回火炉,宝钢初轧产线均热炉简介,加热炉,加热坯料，以便轧制。可分为预热段、加热段和均热段。,7.1.1 炉型选择,3. 连续式加热炉 (1) 推钢式炉投资少能耗较高，用于产量质量要求不高的车间 (2) 步进式炉上个世纪70年代以来在型、板热轧机取代推钢式炉的主要炉型。 步进式加热炉优点 1）炉长不受推钢比限制不产生拱钢，粘钢现象。 2）生产能力大，单位炉底面积产量比推钢式炉高。 3）维护、修炉容易。,7.1.1 炉型选择,步进式加热炉优点： 3）加热均匀，表面擦伤少，质量高。 4）氧化铁皮损失少，通常为0.51.5%。 5）坯料种类，规格，材质，批量及温度易于调配，可加热推钢式炉无法加热的异型和薄、小规格的坯料，且易于排空检修。 6）自动化程度高，与主轧机配合好。 步进式加热炉缺点 一次性投资大。,7.1.1 炉型选择,(3) 环形加热炉管材和有色金属型、板车间用 有固定炉壁的环形室和环形回转炉底，炉底从装料门至出料门回转一整圈的期间内，铸锭或轧坯即被加热。 除基本具有步进式炉的优点外，还具有炉内气氛易控制，单位能耗少等优点。 但机械设备复杂，占地面积大，单位炉底面积产量（炉底强度）比推钢式炉小（生产能力小）及装出料门近（操作不便）的缺点。,7.1.1 炉型选择,(4) 感应加热炉（通常为工频炉） 现代挤压机车间广泛采用，其具有加热速度快，体积小，耗电低，可实现机械化自动化等优点，但对铜合金，钢锭等加热温度高，单位电耗大，产量高的车间很少采用，但对加热温度范围窄的金属或合金（如不锈钢、钛合金）仍然有采用。,7.1.2 加热炉产量计算,1. 按加热时间进行计算 Q = LnG / bT 式中： Q加热炉小时产量； L炉子有效长度（m）; n装料排列数; G每根坯料重量（t）; b坯料的炉内宽度（m）; T加热时间（h）; T=cb c材质系数,7.1.2 加热炉产量计算,注意： 1) 该法为现有炉子的产量计算，对新设计的加热炉，Q为主要设备要求的小时产量，通常按主要设备平均小时产量的1.11.2 倍计算（Q=(1.11.2) AP）, 或按计算产品中比例较大，小时产量较高的产品计算。 2) 按Q计算后，由于炉底强度的不同，按Q计算出的炉长不一定能满足加热时间T 要求，因此还必须按有关公式确定炉底强度。,7.1.2 加热炉产量计算,2. 按炉子生产率指标计算 Q = PF/1000 式中： P有效炉底强度（kg/m2h）, 通常取P=500700kg/m2h，厚规格取上限； F炉底布料面积（m2）; 炉子干扰系数（0.91.0），多座炉取下限； Q炉子小时产量，取值同上。 对于设计新炉，通常用该法计算。,7.1.3 炉子尺寸的确定,1. 炉宽： 主要根据坯料长度确定。 单排：B=l+2C 双排：B=2l+3C 式中： l 坯料最大长度（m）； C料间或料与炉墙间隙（0.20.3m）,7.1.3 炉子尺寸的确定,2. 炉长： L=F/b 式中： F炉底有效面积； b计算产品坯料宽度。 （1）对于推钢式炉：Libmin 式中： i推钢比，坯料条件较好时 i=250300 bmin坯料在炉内的最小宽度（m）。 当Libmin时，取23座炉子。,（2）对步进式炉 L确定后还应： 1）增加炉长方向坯料间的间隙(n-1)a，n装料块数；a料间间隙，通常取0.05m。 2）为了防止步进时坯料撞炉门，增加坯料入炉定位距离，通常为11.5m（宽料取上限），当坯料位子确定后，步进机构立即作踏步运动。 当L60m时，取23座炉子。 有色金属用的连续炉和箱式电阻炉，感应炉主要技术参数见表5-41表5-48；热处理炉自学。,7.1.3 炉子尺寸的确定,3. 推钢机的选择 推钢式加热炉炉后采用推钢机，其中有： 螺旋式结构简单，重量轻，造价低，但传动效率低，零件易损。推力和推速低用于推力小于20吨的小型车间。 齿条式结构复杂，重量大，造价高，但传动效率高，不需要经常维修，推力和推速大用于推力大于20吨的大、中、小型车间。 液压式传动更平稳，重量更轻，结构简单，并能调速，但需要液压站。现代化车间。,7.1.3 炉子尺寸的确定,（1）推力：P=Qf Q被推金属的重量（t）； f摩擦系数，通常取0.50.6。 当P计算出来后应查相应手册确定推钢机吨位。 （2）推速取决于坯料规格，炉子产量和出料方式 料高H=3040mm v=0.050.08m/s H=100300mm v=0.10.12m/s 为了减少间隙时间，回退速度约为推进速度的两倍。,7.1.3 炉子尺寸的确定,（3）行程 取决于坯料规格，辊道宽度，出料要求，一次吊运（输入）坯料量及检修要求等。 通常：25004000mm,7.1.3 炉子尺寸的确定,7.2 切断设备选择,其主要有锯机，剪机，折断机三大类。 7.2.1 锯机 主要有园盘锯，杠杆式锯，滑座式锯等型式。 园盘式锯结构简单，主要用于锯切50 mm 的 棒、型材及薄壁管材。 杠杆式锯主要用于热锯小断面半成品棒、型材。 滑座式锯主要用于锯切大断面的管、棒、型材。 此外园盘飞锯用于连续焊管机组和冷弯型钢机组的锯切。,1. 锯机参数确定 （1）锯片直径D取决于被锯坯料之最大断面。 D2(h+b)+d 式中： d锯片的夹盘直径mm, d=(0.350.5) D h锯切件最大高度mm, b伸入辊道下面值，100150mm（新锯片）,7.2.1 锯机,D 亦可按经验选取： 方钢：D=10b+300 mm 圆钢： D=8b+300 mm 角钢：D=3b+350 mm 工槽钢：D=b+400 mm b锯切件宽度 mm， 一般锯片直径都系列化了，常用直径有1200mm， 1500mm，1800mm等.,7.2.1 锯机,（2）锯片厚度S S=(0.180.2) D锯片直径mm。,7.2.1 锯机,（3）锯机功率N N=PBf10-6 kW 式中：P单位锯切面积上之锯切力，MPa； B锯缝宽度mm，B=S+24mm f单位时间内锯下金属的断面积，mm2/s； f=uh ， h被锯件断面高度，mm； u进锯速度，10300mm/s。,7.2.1 锯机,P值大小主要取决于被锯金属在锯切温度下的机械性能，而锯齿形状、锯切速度和锯切件断面大小也有影响。锯机功率大小一般由实验确定。 通常，锯机的功率和主要参数参考同类厂家或产品目录选取，表5-58表5-59为各锯机之主要技术性能。,7.2.1 锯机,7.2.1 锯机,2. 锯机台数（负荷率）计算 T / Tzh 85% 式中： T锯切节奏（周期）时间，s； （与轧制节奏时间的确定方法同） t = t1+t2+t t1锯切一根料的纯锯时间，s； t1=(n+1)tz tz锯切一次的纯锯时间，s； n一根料的被锯定尺数。 t2锯切一根料的间隙时间,s,t2=ntj tj锯切一次间隙时间，s; t锯切相邻两根料之间间隙时间，s；,7.2.1 锯机,则： T=(n+1)tz+ntj+t 当： T/Tzh85%时，需选用2台或两台以上。 从上面计算可以看出锯机生产能力要大于轧机的，一般要大于15%左右。,马钢H型钢热锯机简介,锯机技术参数 锯机生产能力计算,数量：3台（一台固定，两台移动，配有定尺机） 锯片直径：1800mm 锯断能力：6000mm2/s 切头尾、分段、定尺及取样,宝钢初轧产线热锯机简介,7.2.2 剪切机,其主要有平刃剪，斜刃剪，园盘剪和各种飞剪。 （1）剪切力计算： P=K1K2bH F 式中： K1剪刃钝化和间隙系数， 热剪取1.21.3, 冷剪取1.5。 K2换算系数，K2 = /b= 0.70.8 剪断时之剪应力(MPa),7.2.2 剪切机,b抗拉强度（MPa） H相对剪切深度(mm), 热H =0.85 , 冷H =(1.21.6) 被剪金属之延伸率，% F被剪金属的断面积mm2 按计算之P选相应的剪机能力，对已有剪机按P校核 吨位。,剪切机,作用：1）将轧件切成规定的尺寸；2）将轧件头尾切掉。,宝钢初轧产线大剪简介,板、大方、矩形材剪切机 上切式 切头尾、切定尺、分段剪切 剪切力为2000吨,7.2.2 剪切机平刃剪,（2）剪切行程 H=H1+H1+H2+H3 式中： H1辊道平面至剪机压板下平面之距mm, H1= h+5070mm h被剪金属的最大厚度，mm H1上下剪刃重叠量，取H1=525mm H2压板低于上剪刃值，H2=550mm H3辊道上平面超出下剪刃值，H3=520mm 以上值h大时取上限,7.2.2 剪切机平刃剪,（3）剪刃长度： L=(34)B ( 小剪机) L=(22.5)B (大、中型剪机) L= B+200300mm (板坯剪) B-被剪金属最大宽度mm. （4）刀片断面尺寸 刀片横断面高度：h=(0.651.5)H 刀片横断面厚度：=(0.30.4)h H-被剪金属最大高度mm.,（5）行程次数 取决于轧机生产能力及剪切质量。 P=6001600kN n=1630次/min P=25008000kN n=1020次/min P=1000025000kN n=314次/min,7.2.2 剪切机平刃剪,(6) 生产能力计算 A=3600nG/T 式中： A剪机小时能力 t/h ; n同时剪切根数； G被剪金属重量 t ; T剪机节奏时间，T=t+t ;,7.2.2 剪切机平刃剪,t剪切时间， L每根轧件长度m； L 剪切定尺长度m（L/l为剪切次数，取整数）； K 剪机理论剪切次数； K外加剪切次数，锭到坯取23，其他取1；,7.2.2 剪切机平刃剪,t相邻两根料剪切的间隙时间通常实测 L相邻两块料之头尾间距m； v 辊道线速度 v/s； 剪切时对中操作时间 tc清理头尾时间 tg空转时间 剪机生产能力大于轧机15%。,7.2.2 剪切机平刃剪,7.2.2 剪切机斜剪刃,用于剪切板、带、薄钢坯等 （1）剪切力： kN 式中： K1=1.31.5; K2=0.70.75; K3剪刃