主要设备选择课件

主要设备的选择主要设备的选择-4.4 主要设备的选择主要设备的选择主要内容主要内容：确定车间主要设备的型式，结构，规格，数确定车间主要设备的型式，结构，规格，数 量，能力。量，能力。对主要设备应对主要设备应在预选基础上进行负荷计算在预选基础上进行负荷计算在预选基础上进行负荷计算在预选基础上进行负荷计算、以及强度校核以及强度校核以及强度校核以及强度校核。对辅助设备一般不进行强度校核，在主要设对辅助设备一般不进行强度校核，在主要设备确定后再确定与之配套的辅助设备。备确定后再确定与之配套的辅助设备。4.4 主要设备的选择主要设备的选择选择原则选择原则：(1)满足产品方案的要求满足产品方案的要求(产品品种，规格，产量，质量产品品种，规格，产量，质量)，保证获得高质量的产品。，保证获得高质量的产品。(2)满足生产方案，工艺流程的要求。满足生产方案，工艺流程的要求。(3)注意设备的先进性和经济上合理性。注意设备的先进性和经济上合理性。(4)考虑设备间合理配置与平衡。考虑设备间合理配置与平衡。(主要设备之间，主要设备与辅助设备之间的合理配置与平衡）主要设备之间，主要设备与辅助设备之间的合理配置与平衡）主要设备包括主要设备包括熔炼设备熔炼设备，轧制设备轧制设备和和挤压设备挤压设备。4.4.1 熔铸设备选择熔铸设备选择熔铸设备熔铸设备熔炼和铸锭设备熔炼和铸锭设备铸锭质量应符合一定要求。铸锭质量应符合一定要求。1.熔炼炉：熔炼炉：铝合金铝合金火焰反射炉，竖炉，电阻炉，感应炉。火焰反射炉，竖炉，电阻炉，感应炉。铜合金铜合金火焰反射炉，感应炉火焰反射炉，感应炉 (工频感应炉应工频感应炉应用最广用最广)4.4.1 熔铸设备选择熔铸设备选择 反射炉反射炉熔炼速度快，成本低，投资少，生产熔炼速度快，成本低，投资少，生产能力大；但金属消耗大，热效率低，污染大，锭能力大；但金属消耗大，热效率低，污染大，锭坯质量比电炉差。坯质量比电炉差。竖炉竖炉熔炼速度快，热效率高，设备简单，熔炼速度快，热效率高，设备简单，占地小，投资少成本低，生产效率高；但金属消占地小，投资少成本低，生产效率高；但金属消耗大，污染较大，锭坯质量比电炉差。耗大，污染较大，锭坯质量比电炉差。特 点 感应炉感应炉升温快，热效率高，金属消耗少，炉温升温快，热效率高，金属消耗少，炉温易控，污染小，操作环境好，锭坯质量高；但投易控，污染小，操作环境好，锭坯质量高；但投资大，熔体易过热造成晶粒粗大，不宜小批量多资大，熔体易过热造成晶粒粗大，不宜小批量多品种生产。品种生产。电阻炉电阻炉温度易控，锭坯质量高，操作环境好；温度易控，锭坯质量高，操作环境好；但熔池深度有限、容量小，熔化速度慢，生产率但熔池深度有限、容量小，熔化速度慢，生产率低，单位电耗比感应炉高低，单位电耗比感应炉高 3235%。4.4.1 熔铸设备选择熔铸设备选择 4.4.1 熔铸设备选择熔铸设备选择 2.铸造铸造半连续铸造半连续铸造产量小产量小有：钢丝绳式半连续铸造机、丝杆式半连续铸造机、有：钢丝绳式半连续铸造机、丝杆式半连续铸造机、液压式半连续铸造机等。液压式半连续铸造机等。连铸铸造连铸铸造产量大产量大 有：卧式连续铸造机、立式连续铸造机等。有：卧式连续铸造机、立式连续铸造机等。静置保温炉静置保温炉 四流铸锭机四流铸锭机 直接水冷半连续铸锭法直接水冷半连续铸锭法连续铸造机连续铸造机 4.4.2 轧机轧机 4.4.2.1 轧机的种类轧机的种类以轧辊的数目、放置、大小来区分：以轧辊的数目、放置、大小来区分：行星轧机二辊轧机三辊轧机三辊劳特式轧机四辊轧机八辊轧机十二辊轧机十四辊轧机二十辊轧机十六辊轧机立辊轧机二辊万能轧机四辊万能轧机穿孔机三辊轧管机钢球轧机 4.4.2.1 轧机的种类轧机的种类二辊轧机：分不可逆式与可逆式两种；二辊轧机：分不可逆式与可逆式两种；三辊轧机：分等径和劳特式之分；三辊轧机：分等径和劳特式之分；四辊轧机及多机架连轧机；四辊轧机及多机架连轧机；多辊轧机：适用于冷轧薄带材及极薄带材；多辊轧机：适用于冷轧薄带材及极薄带材；万能轧机：适用于热轧万能轧机：适用于热轧其它轧机；其它轧机；宝钢初轧机宝钢初轧机双机架串列布置大扬程二辊可逆式 上辊最大开度1900mm 上辊工作开度1700mm最大轧制力3000吨轧辊尺寸轧辊尺寸1350-11503100mm1350-11503100mm主电机功率主电机功率2 2 5000KW/5000KW/台台宝钢初轧机宝钢初轧机6VH连轧机连轧机6VH连轧机机架立-平交替布置每台轧机单独传动设有快速换辊装置最大轧制速度：2.23m/s孔型系统：菱-方/园-椭圆-园 宝钢高速线材轧机宝钢高速线材轧机中轧机预精轧机飞剪机精轧机吐丝机减定径机轧制过程示意图轧制过程示意图A：HGC液压缸B：WRB工作辊弯辊块传动侧工作侧轧制方向牌坊马钢CSP轧机活套工作图活套工作图马钢CSP轧机工作辊F1-F2 950/8202000mm 高铬铸钢 F3-F4 750/6602000mm 高铬铸铁 F5-F7 620/5402000mm 合金灰铸铁“无限冷硬”型复合浇注（ICDP）支撑辊 F1-F7 1500/13701800mm 锻钢 CVC系统的原理系统的原理利用反向抽动一对具有S形特殊辊型的轧辊来控制辊缝形状，实现轧辊凸度连续变化，控制板型。工作辊窜辊/弯辊工作原理马钢马钢H型钢开坯轧机型钢开坯轧机二辊可逆式辊身直径9501300mm辊长 2800mm 20辊轧机辊轧机 (森吉米尔轧机森吉米尔轧机)辊径进一步减小广泛用于轧制难变形材 4.2.2.1 轧机的基本构造轧机的基本构造驱动部分：驱动部分：主电机、主轴、齿轮座、接轴等主电机、主轴、齿轮座、接轴等工作部分：工作部分：机架、支撑辊、工作辊、压下装置等机架、支撑辊、工作辊、压下装置等主电机齿轮座减速器连接轴支撑辊工作辊机 架压下装置主传动布置图主传动布置图1-牌坊2-轧辊3-瓦座4-轴瓦5-上横梁6-压下螺丝7-压下螺母8-齿盘9-调整杆10-套11-安全臼12-导位横梁13-地脚轨 牌坊与轧辊牌坊与轧辊轧机布置形式轧机布置形式按照工作机架排列的方式，轧机布置分为两大类：按照工作机架排列的方式，轧机布置分为两大类：单机架布置单机架布置 多机架布置多机架布置横列式、顺列式、棋盘、半连续、横列式、顺列式、棋盘、半连续、连续式连续式轧机布置形式轧机布置形式 (工作机架排列的方式工作机架排列的方式)横列式顺列式棋盘式半连续式连续式典型轧机的类型典型轧机的类型轧机的标称参数：开坯机轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）型材轧机轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）线材轧机轧辊的名义直径（人字齿轮中心距）板带材轧机轧辊的辊身长度钢管轧机所轧钢管的最大外径 4.4.2.2 轧机主要技术参数的确定轧机主要技术参数的确定 轧机的轧机的主要技术参数主要技术参数有：有：轧辊尺寸，最大允许轧制力，轧制速度，轧辊尺寸，最大允许轧制力，轧制速度，主电机额定功率与额定转速，坯料与成品尺寸，主电机额定功率与额定转速，坯料与成品尺寸，年产量以及轧机牌坊主柱面积，年产量以及轧机牌坊主柱面积，轧机牌坊窗口尺寸，设备重量，外型尺寸，轧机牌坊窗口尺寸，设备重量，外型尺寸，轧辊材质等等。轧辊材质等等。1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定（1）轧辊直径）轧辊直径D 考虑：轧辊抗弯强度及其允许绕度（工艺要求）；考虑：轧辊抗弯强度及其允许绕度（工艺要求）；考虑：咬入条件，最小可轧厚度考虑：咬入条件，最小可轧厚度hmin 有张力轧制时有张力轧制时 Dmax(15002000)hmin 无张力轧制时无张力轧制时 Dmax1000hmin 更正更正：教材教材P67表下第表下第9行（主要是热轧机）应为冷轧机。行（主要是热轧机）应为冷轧机。1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定对型钢轧机，可由下式确定：对型钢轧机，可由下式确定：D=K1Hmax式中：式中：Hmax所轧最大坯料厚度，所轧最大坯料厚度，K1轧机型式系数轧机型式系数轧机型式系数K1 轧辊的工作直径 最大咬入角 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定对板带轧机，亦可先求出辊身长度，参考同类厂家对板带轧机，亦可先求出辊身长度，参考同类厂家的经验数据按的经验数据按L/D的比值范围确定。的比值范围确定。L/D的比值范围的比值范围初轧机：初轧机：L/D2.33.0 二辊中厚板轧机：二辊中厚板轧机：L/D1.853.50 型材轧机：型材轧机：L/D2.33.0 二辊中薄板轧机：二辊中薄板轧机：L/D1.52.2穿孔机：穿孔机：L/D0.550.7 四辊轧机工作辊：四辊轧机工作辊：L/D2.54.0自动轧管机：自动轧管机：L/D1.451.55 四辊轧机支撑辊：四辊轧机支撑辊：L/D1.82.70均整机：均整机：L/D0.550.7 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定1)按工艺要求（强度条件）确定最大允许轧制力按工艺要求（强度条件）确定最大允许轧制力Pyx后，应使轧辊辊身直径后，应使轧辊辊身直径D，辊颈直径，辊颈直径d及辊头直径及辊头直径d1均满足均满足Pyx的要求，并以最薄弱的部分作为基本尺的要求，并以最薄弱的部分作为基本尺寸求出其余各直径之间相关尺寸。寸求出其余各直径之间相关尺寸。注 意 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定轧辊结构与轴头形式 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定2)按其他方法求的按其他方法求的D及相应的及相应的d和和d1尺寸后，应按结尺寸后，应按结构参数和所选材质计算出构参数和所选材质计算出Pyx，取其最小值。，取其最小值。3)对四辊轧机，通常以支撑辊和传动辊之辊径强度对四辊轧机，通常以支撑辊和传动辊之辊径强度来确定来确定d，D。4)按上述方法确定的按上述方法确定的D应为应为Dmin，应考虑不同类型轧，应考虑不同类型轧机的重车率确定轧辊的机的重车率确定轧辊的Dmax。注 意 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定（2）辊身长度）辊身长度L板带轧机按轧件最大宽度板带轧机按轧件最大宽度Bmax确定确定L=Bmax+a Bmax1200mm,a=200400mm 1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定（2）辊身长度）辊身长度L 型钢轧机按相应轧机的型钢轧机按相应轧机的L/d值并考虑孔型数及其宽值并考虑孔型数及其宽度，由度，由D，L值按值按轧钢机械轧钢机械可求得工作辊和支可求得工作辊和支撑辊的辊身，辊颈，辊头的相应尺寸。撑辊的辊身，辊颈，辊头的相应尺寸。1.轧辊参数的确定轧辊参数的确定注意：注意：1）对于带液压弯辊装置的四辊轧机，为消除工作辊与）对于带液压弯辊装置的四辊轧机，为消除工作辊与支撑辊间的有害接触，支撑辊之辊身长度应比工作辊支撑辊间的有害接触，支撑辊之辊身长度应比工作辊略小。略小。2）对于）对于CVC等工作辊横移类轧机，工作辊辊身长应增等工作辊横移类轧机，工作辊辊身长应增加两倍之横移量。加两倍之横移量。3）型材轧机辊身长应考虑孔型数及其宽度。）型材轧机辊身长应考虑孔型数及其宽度。不同轧机技术参数见表不同轧机技术参数见表5-75-17，表，表5-95-21。2.主电机主要参数的选择主电机主要参数的选择 主要是主电机型式，功率，转速的选择主要是主电机型式，功率，转速的选择（1）型式选择：交流）型式选择：交流 直流直流（2）传动方式：）传动方式：单独传动单独传动方便，动态速降大方便，动态速降大 集体传动集体传动动态速降影响小动态速降影响小高线精轧机高线精轧机 分组传动分组传动（3）NH和和nH选择：参考同类车间预选选择：参考同类车间预选进行校核进行校核 按按Myx预选预选 按按Mjum预选预选 2.主电机主要参数的选择主电机主要参数的选择N=1.03MnH/kW 传动效率传动效率 =Mz/Mc=0.50.95注意：注意：1）N应与应与M、nH相对应，是单独传动，集体传动？是否是相对应，是单独传动，集体传动？是否是一个电机传动一个轧辊？一个电机传动一个轧辊？2）算出）算出N后由电机目录查出相应型号的后由电机目录查出相应型号的NHN。3）单机架需同时进行过载和发热校核，连轧只校核发热。）单机架需同时进行过载和发热校核，连轧只校核发热。4）当轧制速度）当轧制速度nnH时，应计算修正力矩。时，应计算修正力矩。3.机架数量的确定机架数量的确定 参照年产量相近的同类厂家参照年产量相近的同类厂家常用常用 连轧机：连轧机：/p ,p总延伸系数，平均延伸系数总延伸系数，平均延伸系数 单机架：单机架：N=Tz/T Tz总延续时间总延续时间 T按产量确定的轧制节奏时间按产量确定的轧制节奏时间 4.机架机架型式型式闭口式闭口式 立柱面积立柱面积 F=ad3 铸铁辊铸铁辊 a=0.6-0.8钢辊钢辊 a=0.8-1.0合金钢辊合金钢辊 a=1.0-1.2d辊颈直径，或支撑辊辊颈直径辊颈直径，或支撑辊辊颈直径 4.4.3 挤压机挤压机按结构形式分：按结构形式分：立式立式对中性好，易装料，工作周期短，占地小，对中性好，易装料，工作周期短，占地小，需要高厂房，深地坑。需要高厂房，深地坑。卧式卧式操作，维护，实现自动化容易，制品规格不操作，维护，实现自动化容易，制品规格不 受限制，但占地大；挤压管材易产生受限制，但占地大；挤压管材易产生偏心。偏心。一般用于大中吨位的挤压机。一般用于大中吨位的挤压机。4.4.3 挤压机挤压机从传动方式：从传动方式：机械机械吨位较小很少用吨位较小很少用；液压液压油压油压易实现自动化，占地少。易实现自动化，占地少。水压水压高速，高压，大吨位，大投高速，高压，大吨位，大投资。资。主要技术参数见表主要技术参数见表5-22表表5-32。4.4.3 挤压机挤压机1.车间设计的目的、任务、内容及依据是什么？车间设计的目的、任务、内容及依据是什么？2.车间设计的原则及程序是什么？车间设计的原则及程序是什么？3.什么是产品方案什么是产品方案?如何编制如何编制?4.生产方案选择的依据是什么生产方案选择的依据是什么?钢材生产方案有几种？试钢材生产方案有几种？试对各方案进行比较对各方案进行比较?分别说明各种产品的最先进的生产分别说明各种产品的最先进的生产方案是什么方案是什么?5.根据产品不同生产工艺流程分为哪三种基本形式？它们根据产品不同生产工艺流程分为哪三种基本形式？它们之间主要的不同和区别是什么？之间主要的不同和区别是什么？6.试确定试确定16Mn钢板的生产工艺流程。钢板的生产工艺流程。作作 业业