【正文】 需各工序的投料量，K表示；計(jì)算公式如下：或 (620)式中 —該工序的坯料重量；—最后一道工序終了的成品重量—累積到本工序前科的總損失占錠的百分?jǐn)?shù)；—累積到最后一道工序料的總損失量占錠的百分?jǐn)?shù)。本車(chē)間的生產(chǎn)工藝流程定額卡詳見(jiàn)附表。編制金屬平衡的目的在于根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，參照國(guó)內(nèi)外同類企業(yè)或車(chē)間所能達(dá)到的先進(jìn)指標(biāo)，考慮本企業(yè)或車(chē)間的具體情況確定出為完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需要的投料量。其任務(wù)是確定各計(jì)算產(chǎn)品的成品率和編制金屬平衡表。成品率是指成品重量與投料量相比的百分?jǐn)?shù)。其計(jì)算公式為 % (41)其中A——成品率，％； Q——投料量（原料重量），t； W——金屬的損失重量，t。成品率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。成品率應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)同類企業(yè)的實(shí)際成品率情況，結(jié)合本次設(shè)計(jì)車(chē)間的技術(shù)特點(diǎn)以及各項(xiàng)產(chǎn)品工藝卡片的計(jì)算結(jié)果加以確定。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以下幾種：（1）燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過(guò)程中的燒損與加熱溫度和時(shí)間有關(guān)系，加熱溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，燒損量就越大。本車(chē)間四種計(jì)算產(chǎn)品的燒損均為2％。（2）溶損：溶損是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過(guò)程中的溶解損失。本車(chē)間無(wú)此類消耗。（3）幾何損失：分為切損和殘屑。切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種、坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。,普碳鋼切頭尾1m。殘屑指鋼錠表面缺陷以及加工后產(chǎn)品表面缺陷清理所造成的損失。本車(chē)間四種計(jì)算產(chǎn)品的表面損失均為3％。（4）工藝損失：又稱技術(shù)損失，是指各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問(wèn)題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。它與車(chē)間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。軋制合金鋼材時(shí)造成的工藝損失一般為1～3%；而軋制碳鋼時(shí)所造成的工藝損失一般為1%以下。本車(chē)間軋廢為1％。金屬平衡是反映在某一定時(shí)期（通常是一年），制品金屬材料的收支情況。它是編制廠或車(chē)間生產(chǎn)預(yù)算與制定計(jì)劃的重要數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)工廠或車(chē)間的內(nèi)部運(yùn)輸與外部運(yùn)輸，以及平面布置都是極為重要的依據(jù)。因此，必須在確定成品率及金屬損失率的基礎(chǔ)上，編制出各種計(jì)算產(chǎn)品的金屬平衡表。本車(chē)間的金屬平衡表見(jiàn)附表。第七章 設(shè)備負(fù)荷計(jì)算每在選擇設(shè)備時(shí)，計(jì)算設(shè)備負(fù)荷時(shí)首先要確定車(chē)間工作制度和設(shè)備年工作臺(tái)時(shí)。車(chē)間工作制度主要取決于車(chē)間內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備的工作制度，一般有兩種形式：1. 連續(xù)工作制——星期日不停工。如大、中型廠的有色金屬熔煉車(chē)間，其生產(chǎn)特點(diǎn)是連續(xù)的，因?yàn)槿坭T爐若停工則會(huì)造成很大的損失。年工作日可采用358天，每天3班，每班8小時(shí)。2. 非連續(xù)工作制——星期日和節(jié)假日休息。如加工車(chē)間，其生產(chǎn)過(guò)程可以是非連續(xù)，因?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)流程是由一定數(shù)量的單體設(shè)備構(gòu)成的一系列中間工序組成，年工作日按306天，每天3班，每班8小時(shí)。對(duì)于加工車(chē)間的設(shè)備，如有的負(fù)荷率較低，也可采用兩班制或一班工作制。本設(shè)計(jì)采用非連續(xù)工作制，年工作日可采用306天，每天3班，每班8小時(shí)。設(shè)備年工作臺(tái)時(shí)=年工作日班次每班工作時(shí)間?？紤]到設(shè)備需要安排一定的時(shí)間進(jìn)行大修（一般2～4年1次）和中修（一般1～2年1次）的時(shí)間損失，用于生產(chǎn)的有效時(shí)間系數(shù)稱為設(shè)備臺(tái)時(shí)系數(shù)?？紤]到交接班、更換工具、更換品種、調(diào)整設(shè)備、待料以及工人生理所須的時(shí)間等的時(shí)間損失，用于生產(chǎn)的有效時(shí)間系數(shù)，稱之為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)。設(shè)備臺(tái)時(shí)系數(shù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)的乘積就是設(shè)備利用系數(shù)。設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)=設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備利用系數(shù)壓力加工車(chē)間設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)=35824設(shè)備利用系數(shù)機(jī)加工設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)=35824設(shè)備利用系數(shù)本設(shè)計(jì)的設(shè)備臺(tái)時(shí)數(shù)見(jiàn)附表。為了正確選擇設(shè)備，合理使用設(shè)備，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，做好設(shè)備的平衡工作，工藝設(shè)計(jì)者必須進(jìn)行設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算。設(shè)備的負(fù)荷能力，就是設(shè)備的生產(chǎn)能力。要求算出各種計(jì)算產(chǎn)品在每個(gè)工序?yàn)橥瓿赡暧?jì)劃產(chǎn)量所需的臺(tái)時(shí)數(shù)，確定出為完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需的設(shè)備數(shù)量，計(jì)算出設(shè)備負(fù)荷率。首先從設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)額入手。1. 設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額，即設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)能力。以Hb表示。計(jì)算公式如下。Hb=G/T式中：G——設(shè)備每生產(chǎn)該種計(jì)算產(chǎn)品的一塊坯料的平均重量，噸；T——設(shè)備每生產(chǎn)該種計(jì)算產(chǎn)品的一塊坯料所需之平均總計(jì)時(shí)間，s。T=t+t′ 式中：t——機(jī)動(dòng)時(shí)間，s； t′——總輔助時(shí)間，s。設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算，對(duì)一個(gè)機(jī)列來(lái)說(shuō)，取決于機(jī)列中負(fù)荷能力最低的設(shè)備。2. 年產(chǎn)量的計(jì)算設(shè)備小時(shí)產(chǎn)量是常用的生產(chǎn)率指標(biāo)，是指生產(chǎn)合格產(chǎn)品而言。在加工工藝過(guò)程中，要產(chǎn)生各種金屬損耗及廢品、廢料，因此，因?qū)⒏鞴ば蛐r(shí)處理量Hb值分別除以各工序在制品投料系數(shù)。設(shè)備年產(chǎn)量的計(jì)算式為：Q年=HpTjw式中：Tjw——設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)；Hp——綜合平均小時(shí)產(chǎn)量，噸/時(shí)。3. 設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需臺(tái)時(shí)u=QKt/（HbKl）式中：Q——年計(jì)劃產(chǎn)量，噸；Hb——設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額，噸/時(shí)；Kl——設(shè)備利用系數(shù)；Kt——該設(shè)備所在工序的投料量系數(shù)（查工藝卡片）。4. 設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需臺(tái)數(shù)N=u/W式中：W——設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)總數(shù)。本設(shè)計(jì)的設(shè)備能力負(fù)荷見(jiàn)附表。設(shè)備負(fù)荷率=計(jì)算臺(tái)數(shù)/采用臺(tái)數(shù)100%=生產(chǎn)產(chǎn)品所需之臺(tái)時(shí)/設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)100%，說(shuō)明負(fù)荷過(guò)重，在這種情況下，應(yīng)考慮增加設(shè)備臺(tái)數(shù)，另行增加的設(shè)備，既可以與原設(shè)備大小規(guī)格相同，也可以不同。在一般情況下，～。該值過(guò)低，設(shè)備不能充分發(fā)揮性能，過(guò)高則負(fù)荷過(guò)重。在選擇加熱爐時(shí)，應(yīng)考慮停爐檢修，負(fù)荷率不能要求太高。具體參數(shù)見(jiàn)附表。1. 合理增加錠坯的重量隨著錠坯的增加，軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量增加，但是有一個(gè)限度，有一個(gè)最佳值。隨著錠坯質(zhì)量的增加，改變了純軋時(shí)間與間隙時(shí)間的比例關(guān)系，純軋時(shí)間所占比例上升，但上升的趨勢(shì)是愈趨緩和的。此外錠坯重量的增加，也受工藝和設(shè)備條件的制約，因此只能合理增加錠坯重量。2. 縮短軋制節(jié)奏時(shí)間縮短軋制節(jié)奏時(shí)間的方法有：(1)合理分配軋制道次，使機(jī)組各機(jī)架負(fù)荷均勻而有較短的節(jié)奏時(shí)間；(2）提高自動(dòng)化程度；3. 提高成品率成品率愈高，軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量愈大。第八章 電機(jī)能力校核軋機(jī)在工作時(shí)的負(fù)荷是間斷式不均勻負(fù)荷，而電機(jī)額定力矩是指電機(jī)在此負(fù)荷下長(zhǎng)期工作，其溫升在允許范圍內(nèi)，為此要校核其發(fā)熱。在軋制過(guò)程中，電機(jī)允許短時(shí)間過(guò)載，但過(guò)載后軋制力矩必須在電機(jī)的額定力矩范圍內(nèi)，所以電機(jī)能力校核主要是發(fā)熱校核和過(guò)載校核。其公式如下：校核電機(jī)溫升條件為： (81)校核電機(jī)過(guò)載條件為： (82)式中：—電機(jī)額定力矩； —為負(fù)荷圖中等效力矩；　—為軋制周期內(nèi)最大力矩； —為電機(jī)允許的過(guò)載系數(shù)，＝。其中等效力矩利用下式計(jì)算： (83)式中：—軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋時(shí)間的總和，ｓ；　—軋制周期內(nèi)的各段間隙時(shí)間的總和，ｓ；　—各段純軋時(shí)間所對(duì)應(yīng)的力矩，Nｍ；—各段間隙時(shí)間所對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩，Nｍ； RR2電機(jī)能力校核RR2兩臺(tái)軋機(jī)的電機(jī)（均有兩臺(tái)）的軋制能力、額定力矩一樣，所以可以只要校核軋制力矩和等效力矩大的一臺(tái)。溫升條件校核：將數(shù)據(jù)帶入公式得：（選粗1）所以 故電機(jī)發(fā)熱在允許的范圍內(nèi)。 RR2電機(jī)過(guò)載的校核在電機(jī)負(fù)荷中，；而；所以，電機(jī)過(guò)載在允許范圍內(nèi)。 等效力矩計(jì)算因?yàn)榫垯C(jī)組F1—F5架軋機(jī)選用同一型號(hào)的電機(jī)，F(xiàn)6—F7架軋機(jī)選用同一型號(hào)的電機(jī)，所以相同電機(jī)可以選取最大力矩的軋機(jī)進(jìn)行校核。根據(jù)軋制表中的數(shù)據(jù)，代入公式計(jì)算如下：F1—F5：F6—F7： 電機(jī)溫升校核F1—F5：，所以；F6—F7：，所以；故電機(jī)發(fā)熱在允許的范圍內(nèi)。 電機(jī)的過(guò)載校核F1—F5： ，所以所以電機(jī)過(guò)載在允許范圍內(nèi)；F6—F7：，所以電機(jī)過(guò)載在允許范圍內(nèi)。第九章 軋輥強(qiáng)度的校核軋輥直接承受軋制壓力和傳動(dòng)軋輥的傳動(dòng)力矩，屬于消耗性零件。就軋機(jī)本身而言，軋輥安全系數(shù)最小。因此，軋輥強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)的負(fù)荷能力。本設(shè)計(jì)中粗軋采用兩臺(tái)四輥軋機(jī)，精軋機(jī)組前四架為同一規(guī)格的軋機(jī)，后三架為同一規(guī)格。其材質(zhì)、許用彎曲應(yīng)力見(jiàn)表91。表91 本設(shè)計(jì)軋機(jī)材質(zhì)、許用彎曲應(yīng)力軋機(jī)材質(zhì)許用彎曲應(yīng)力MPa四輥軋機(jī)四輥軋機(jī)F1～F5F6～F7工作輥支承輥工作輥支承輥工作輥支承輥工作輥支承輥高鉻鑄鋼合金鑄鋼高鉻鑄鋼合金鑄鋼高鉻鑄鐵鍛鋼高鉻鑄鐵鍛鋼100～1201400～1600100～1201400～160080～90120～140080～90120～1400四輥軋機(jī)軋輥的破壞，取決與以下各種應(yīng)力的數(shù)值：彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和接觸應(yīng)力，由于溫度不均所引起的熱應(yīng)力，軋輥制造過(guò)程中所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。熱軋四輥軋機(jī)的支承輥是不傳動(dòng)的，支承輥幾乎承受了全部彎矩，只需對(duì)支承輥輥頸和輥身的彎曲應(yīng)力進(jìn)行校核；工作輥是傳動(dòng)的，需要按照傳遞的扭矩計(jì)算傳動(dòng)傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。一般工作輥輥身的彎曲應(yīng)力較小，不必計(jì)算它的彎曲強(qiáng)度，只需對(duì)工作輥扭曲應(yīng)力進(jìn)行校核，并且只校核輥頭的扭曲應(yīng)力。 支承輥的彎曲應(yīng)力： (91)式中：—輥身中央的彎矩；—支承輥的輥身長(zhǎng)，—支承輥輥頸的長(zhǎng)度，=1000mm；—鋼板寬度，—最大軋制力。危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力為 (92) 式中：—彎曲應(yīng)力，—支承輥輥身直徑。代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果為：2. 軋機(jī)支承輥輥頸彎曲應(yīng)力校核： (93) (94)式中：—彎曲應(yīng)力；—最大軋制力；d—輥頸直徑，=850mm；—支承輥輥頸的長(zhǎng)度。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 所以四輥軋機(jī)支承輥滿足彎曲應(yīng)力的要求。 工作輥的扭曲應(yīng)力工作輥輥頭的扭曲應(yīng)力計(jì)算公式 ： (95) (96)式中：—工作輥的軋制力矩；—附加摩擦力矩；—空轉(zhuǎn)力矩；—輥頭直徑，一般，是輥頸直徑，=700mm。代入數(shù)據(jù)得所以四輥軋機(jī)工作輥的輥頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。 F1～F5精軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核 支承輥彎曲力矩校核：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 2. 軋機(jī)支承輥輥頸彎曲應(yīng)力校核： 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：所以四輥軋機(jī)支承輥滿足彎曲應(yīng)力的要求。 工作輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核工作輥輥頭的扭曲應(yīng)力計(jì)算公式 ： 代入數(shù)據(jù)得所以四輥軋機(jī)工作輥的輥頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。 F6～F7精軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核 支承輥彎曲力矩校核：代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 2. 軋機(jī)支承輥輥頸彎曲應(yīng)力校核： 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 所以四輥軋機(jī)支承輥滿足彎曲應(yīng)力的要求。 工作輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核工作輥輥頭的扭曲應(yīng)力計(jì)算公式 ： 代入數(shù)據(jù)得所以四輥軋機(jī)工作輥的輥頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。第十章 輔助設(shè)備的選擇由于軋制產(chǎn)品的種類繁多，其生產(chǎn)過(guò)程的繁簡(jiǎn)程度也很不一樣，因此，為適應(yīng)各種產(chǎn)品生產(chǎn)的軋鋼車(chē)間輔助設(shè)備，不論從用途、結(jié)構(gòu)形式或是動(dòng)作的工作原理上—看那是多種多樣的。就是同一類別的輔助設(shè)備，由于其服務(wù)對(duì)象不同或生產(chǎn)工藝的要求不同，其結(jié)構(gòu)和工作原理也會(huì)存在很大差別。根據(jù)輔助設(shè)備在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的不同用途，可以將輔助設(shè)備歸納為如下幾類：(1)加熱設(shè)備；(2)切斷設(shè)備；(3)輥道；(4)冷卻設(shè)備；(5)卷曲設(shè)備；(6)起重運(yùn)輸設(shè)備。顯而易見(jiàn)，不同的輔助設(shè)備完成著不同的工作，在生產(chǎn)過(guò)程中起著互相不能代替的作用。所以，軋鋼車(chē)間輔助設(shè)備的選擇是否合理，同樣對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)節(jié)省車(chē)間建設(shè)投資以及對(duì)改善和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等都有重要影響。輔助設(shè)備選擇一般要遵循下列原則：(1)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求；(2)有較高的工作效率，保證軋機(jī)獲得較短的軋制節(jié)奏時(shí)間而有較高的產(chǎn)量；(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)的型式要先進(jìn)合理，動(dòng)作靈活機(jī)構(gòu)緊湊，操作維修容易，備品備件標(biāo)準(zhǔn)化，制造、更換方便；(4)輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力一般要大于軋機(jī)生產(chǎn)能力，以保證軋機(jī)生產(chǎn)能力得到發(fā)揮。通常輔助設(shè)備能力可按大于軋機(jī)能力20％考慮；(5)設(shè)備設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，體積小，重量輕，以減少設(shè)備總重量和節(jié)省車(chē)間投資。輔助設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是根據(jù)生產(chǎn)的要求確定他們的型式、能力和數(shù)量。熱軋板帶車(chē)間的板坯加熱普遍采用推鋼式連續(xù)加熱爐和步進(jìn)式連續(xù)加熱爐。我國(guó)熱軋板帶車(chē)間過(guò)去大都采用推鋼式連續(xù)加熱爐。步進(jìn)式連續(xù)加熱爐是一種新型的加熱爐，板帶車(chē)間近來(lái)都采用這種加熱爐進(jìn)行坯料加熱或中間加熱。與推鋼式連續(xù)加熱爐相比較，步進(jìn)式連續(xù)加熱爐雖然重量較大，造價(jià)較高。但它的優(yōu)點(diǎn)在于：(1) 采用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，加熱溫度均勻，加熱時(shí)間快，產(chǎn)量高。每小時(shí)可加熱板坯300噸左右，最大可達(dá)400噸；板坯在爐內(nèi)運(yùn)行時(shí)，相鄰之間有50mm的間隔，不會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)；板坯溫