设备负荷计算

设备负荷计算为了正确选择设备，合理使用设备，充分发挥设备潜力，做好设备间的平衡工作，工艺设计者必须进行设备负荷能力计算。第2页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1轧钢机产量计算

轧钢机产量是衡量轧钢机技术经济效果的一个重要指标。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。第3页,共73页，2024年2月25日，星期天粗轧——第1机架前中轧、精轧——第2、3、4机架后第2机架第3机架第4机架（成品轧机）轧件重钢型钢厂大型车间Φ790×1/Φ800×3二辊可逆式二列布置轧制道次：5-3-3-1；5-3-1-1；7-3-3-1；7-3-1-1；9-3-1-1；9-3-3-1第4页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.1轧制图表

轧制图表又称轧机工作图表。轧制图表表示和反映了轧制道次和时间之间的关系，图表主要反映轧制过程中的纯轧时间、间隙时间、轧制节奏时间和轧制总延续时间的变化规律。第5页,共73页，2024年2月25日，星期天轧制图表的横坐标和纵坐标的表示：

纵坐标：轧机机架布置及道次分配。

横坐标：时间（秒）。

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

轧制总延续时间

第6页,共73页，2024年2月25日，星期天图7-1单机座轧机的工作图表tzh—各道纯轧时间（秒）；tj—各道间的间隙时间（秒）；Tz—轧制总延续时间（秒）;Δt—上根轧完下根开轧的间隙时间（秒）;T—轧制节奏（轧制周期）时间（秒）;第7页,共73页，2024年2月25日，星期天从图表中可以清楚看出：

1）四个特征时间；

2）轧制过程中各道次轧制情况；

3）轧件在任一时间内所处的位置，与哪几根钢同时轧制的情况。第8页,共73页，2024年2月25日，星期天研究轧制图表的意义：

1）分析和研究生产该产品时轧机工作情况，找出工序间的薄弱环节，提出改进方法，不断使轧制过程趋于合理；

2）可准确地计算轧制的各种时间，特别是同时轧制的轧件的交叉时间和轧制节奏时间，用以计算轧机产量；

3）为计算各机架轧辊所承受的轧制压力和不同时电机负荷提供可靠的计算依据，从而为选择或校核设备能力提供有利条件。第9页,共73页，2024年2月25日，星期天

1）单机可逆式轧机的工作图表这类轧机的工作图表形式如图7-2所示。几种典型轧机布置形式的轧制图表：图7-2单机座可逆式轧机的工作图表第10页,共73页，2024年2月25日，星期天第11页,共73页，2024年2月25日，星期天2）横列式轧机的工作图表这类轧机的工作图表形式如图7-3所示。第12页,共73页，2024年2月25日，星期天（1）每道的纯轧时间：同一列轧机随轧制道次而递增。（2）各道之间的间隙时间取决操作需要和孔型布置情况，波动很大。（3）存在交叉轧制时间：轧制过程中若干轧件同时在一架轧机上或同一列轧机上轧制的时间。（4）轧制节奏时间：T=Tz-Tjch第13页,共73页，2024年2月25日，星期天

交叉轧制时间是先后两根料在轧制总延续时间中的重叠部分，两根料交叉轧制的时间愈长，轧制节奏时间愈短，轧机产量愈高。第14页,共73页，2024年2月25日，星期天横列式轧机上生产断面规格较小的产品时，常采用活套轧制，其轧制图表形式如图7-4。第15页,共73页，2024年2月25日，星期天第16页,共73页，2024年2月25日，星期天

3）顺列式轧机的工作图表顺列式布置的轧机每架轧机上只轧一道，这类轧机的轧制图表形式如图7-5所示。第17页,共73页，2024年2月25日，星期天第18页,共73页，2024年2月25日，星期天4）连续式轧机的工作图表此类轧机的工作图表如图7-6所示。第19页,共73页，2024年2月25日，星期天从图表中可见，连续式轧机具有短的总延续时间和轧制节奏时间。第20页,共73页，2024年2月25日，星期天表7-1不同轧机布置的时间特征第21页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.2轧钢机小时产量轧钢机的生产率：

轧钢机单位时间内的产量。单位时间：

小时、班、日、月和年。常用的轧机产量有两种：

1）轧机小时产量；

2）轧机年产量；

第22页,共73页，2024年2月25日，星期天轧机理论小时产量：第23页,共73页，2024年2月25日，星期天轧机实际小时产量：第24页,共73页，2024年2月25日，星期天轧钢机利用系数又称轧钢机生产率降低系数。

轧钢机利用系数反映了轧机节奏失调的程度，反映了轧机理论小时产量和实际小时产量的差异。第25页,共73页，2024年2月25日，星期天

轧钢机利用系数可用下式表示：第26页,共73页，2024年2月25日，星期天表7-2轧钢机的利用系数与台时数第27页,共73页，2024年2月25日，星期天轧钢机利用系数包括了由于下列原因所造成的时间损失：

1）由于操作失误造成的时间损失，如一次没有送入第二次再送、轧件打滑、翻钢不成功等；

2）前后工序不协调所造成的时间损失；

3）生产过程中发生零星小事故，但尚不需要停车进行修理所造成的时间损失（如更换孔型、调整导卫板等）。总之，轧钢机利用系数反映了轧机没有停车的情况下所造成的时间损失。第28页,共73页，2024年2月25日，星期天按原料重量来计算轧机小时产量：初轧机、厚板轧机按生产出合格产品的数量来计算轧机小时产量：

型钢、线材、钢管、钢板等成品轧机。第29页,共73页，2024年2月25日，星期天成品轧机小时产量：第30页,共73页，2024年2月25日，星期天在一般情况下，轧钢车间各个生产工序的能力大于轧机的生产能力，故通常即以轧机的产量代表整个车间的产量。第31页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.3轧钢机平均小时产量计算各种品种所占不同比例的小时产量，这个产量称为平均小时产量，也称产品综合小时产量。轧机平均小时产量的含义即为：在一定时间内，轧制产品的总数量与生产这些产品所消费的总时间的比值。第32页,共73页，2024年2月25日，星期天（1）按轧制品种的百分数计算第33页,共73页，2024年2月25日，星期天第34页,共73页，2024年2月25日，星期天（2）按劳动量换算系数计算第35页,共73页，2024年2月25日，星期天在进行轧钢车间设计时，一般以年产量中百分比最高的产品为标准产品。劳动换算系数是某种产品小时产量与标准产品小时产量的比值。第36页,共73页，2024年2月25日，星期天表7-3某大型车间采用的X值表7-4某中型车间采用的X值第37页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.4影响轧机小时产量的因素7.1.4.1影响轧机小时产量的因素（1）坯料的重量；（2）轧制节奏时间；（3）成品率；（4）轧机利用系数。第38页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.4.2提高轧机小时产量的途径（1）合理增加坯料重量随着坯料重量增加，轧机小时产量增加，但是有一定限度，它有一个最佳值。

增大坯料断面而长度不变：

a.改变了轧制总延续时间内纯轧时间与间隙时间的比例关系，纯轧时间所占比例上升。

b.可能导致轧制道次的增加和轧制稳定性下降等，反而使轧制节奏时间增大。

第39页,共73页，2024年2月25日，星期天增大坯料长度而断面不变：

a.轧制道次不变，纯轧时间增加，对提高轧机产量有利；如：连轧棒线材或带钢轧机、无头轧制技术。

b.但受工艺和设备条件的制约，如设备强度、炉子宽度、主辅设备间距、轧制过程温降、定尺长度等限制。第40页,共73页，2024年2月25日，星期天（2）缩短轧制节奏时间

1）合理分配轧制道次，使机组间各机架负荷均匀而有较短的节奏时间；

2）提高自动化程度，如实行自动喂料，自动翻钢以缩短轧制节奏时间；

3）在横列式轧机上轧制型材或线材时，实行交叉轧制，以缩短轧制节奏时间。

4）强化轧制过程，缩短轧制节奏时间。在设备条件允许的情况下，增加轧制道次压下量，减少轧制道次；或双坯料轧制等。第41页,共73页，2024年2月25日，星期天（3）提高轧机利用系数提高生产人员的操作水平；提高生产过程的机械化和自动化程度。（4）提高成品率成品率愈高，轧机小时产量愈大，影响成品率的因素很多。第42页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.5轧钢车间年产量计算及提高产量的途径7.1.5.1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：第43页,共73页，2024年2月25日，星期天第44页,共73页，2024年2月25日，星期天连续工作制：

Tjw=（365-T1–T2–T3-T4

）×（24–T5

）式中：T1—一年中计划的大修时间（天）

T2—一年中计划的中修时间（天）

T3—一年中计划的小修时间（天）

T4—年计划的换辊时间（天）

T5—每天规定的交接班时间（小时）

第45页,共73页，2024年2月25日，星期天非连续工作制：

Tjw=（365-T1–T2–T3-T4–T6

）×（24–T5

）式中：T1—一年中计划的大修时间（天）

T2—一年中计划的中修时间（天）

T3—一年中计划的小修时间（天）

T4—年计划的换辊时间（天）

T5—每天规定的交接班时间（小时）

T6—每年国家规定的节假日时间（天）第46页,共73页，2024年2月25日，星期天由于技术上或管理上的原因，会造成非计划的停工，例如设备发生故障、断辊、轧辊提早磨损所造成的非计划换辊，以及待热、待料、停电等。造成全年实际工作时数比计划工作时数低。K2值的大小表示轧机有效作业情况。第47页,共73页，2024年2月25日，星期天时间利用系数K2：

根据统计结果在0.796~0.945。为了考核轧机时间利用程度，国家规定了有关两个指标。

轧机日历作业率和轧机有效作业率。第48页,共73页，2024年2月25日，星期天表7-5各类轧机作业率和工作时数第49页,共73页，2024年2月25日，星期天7.1.5.2提高轧钢机年产量的途径（1）合理增加坯料重量，选择合适坯料断面尺寸；（2）采取一切有效技术措施，缩短轧制节奏时间

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，实现交叉轧制。

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第50页,共73页，2024年2月25日，星期天（3）改善坯料供应情况，正确制定轧制工艺过程，增加合格产品数量，提高成品率；（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。第51页,共73页，2024年2月25日，星期天7.2.1加热炉的产量校核

☆按加热时间进行计算；☆炉子生产率指标进行计算。7.2辅助设备负荷计算第52页,共73页，2024年2月25日，星期天第53页,共73页，2024年2月25日，星期天第54页,共73页，2024年2月25日，星期天例题1：

某棒材车间推钢式连续加热炉有效长度为16.5米，单排进料，每根钢坯重量为1.55吨，加热钢坯的断面为150mm×150mm，加热时间4小时。试计算该加热炉的小时产量？第55页,共73页，2024年2月25日，星期天解：已知加热炉有效长度：L=16.5米；加热炉内装料的排数：n=1;每个钢坯的重量：G=1.55吨；加热钢坯的断面宽度：b=150mm=0.15米；加热时间：T=4小时；则：加热炉的小时产量：第56页,共73页，2024年2月25日，星期天例题2：

某高线车间步进式连续加热炉有效长度为16.5米，单排进料，相邻两根钢坯的中心距为250mm，每根钢坯重量为1.6吨，加热时间1.5小时。试计算该加热炉的小时产量？第57页,共73页，2024年2月25日，星期天解：已知加热炉有效长度：L=16.5米；加热炉内装料的排数：n=1;

每个钢坯的重量：G=1.6吨；

相邻两根钢坯的中心距：b=250mm=0.25米；加热时间：T=1.5小时；则：加热炉的小时产量：第58页,共73页，2024年2月25日，星期天例题3：

某中型型钢车间加热炉有效长度为32.5米，加热的钢坯长度为4.3米，有效炉底强度为508公斤/米2·小时。试计算该加热炉的小时产量？第59页,共73页，2024年2月25日，星期天解：已知加热炉有效长度：L=32.5米；加热的钢坯长度：l=4.3米;

有效炉底强度：P=508公斤/米2·小时则：加热炉的小时产量：第60页,共73页，2024年2月25日，星期天7.2.2剪切机能力校核第61页,共73页，2024年2月25日，星期天第62页,共73页，2024年2月25日，星期天例题4：某中厚板车间精整段采用双边滚切剪切边，平均每次剪切的钢板重量为3吨，每次剪切一块钢板，切边的时间为25秒，剪切间隙时间为40秒，试计算该剪切机的小时产量？第63页,共73页，2024年2月25日，星期天解：每次剪切钢板的重量：G=3吨；每次剪切钢板的数量：n=1;

剪切时间：T1=25秒；剪切间隙时间：T2=40秒；剪切机的小时产量：

A=3600nG/(T1+T2)=3600×1×3/（25+40）

=166.2吨/小时第64页,共73页，2024年2月25日，星期天例题5：

某棒材车间精整段采用斜刃剪切头切尾，平均每次剪切的每根棒材重量为74公斤，每次剪切20根棒材，切头切尾的时间为20秒，剪切间隙时间为40秒，试计算该剪切机的小时产量？第65页,共73页，2024年2月25日，星期天

解：每次剪切的每根棒材重量的重量：

G=74公斤=0.074吨；每次剪切钢板的数量：n=20;

剪切时间：T1=20秒；剪切间隙时间：T2=40秒；剪切机的小时产量：

A=3600nG/(T1+T2)=3600×20×0.074/（20+40）

=88.8吨/小时第66页,共73页，2024年2月25日，星期天7.2.3矫直机能力校核矫直机各品种理论小时产量计算的公式为：第67页,共73页，2024年2月25日，星期天所需矫直机台数应与轧机生产能力相适应。布置在生产作业线上的矫直机台数n可根据轧机小时产量Azh用下式求出：第68页,共73页，2024年2月25日，星期天例题6：某型钢车间采用7辊型