轧钢车间设计总论

3.2 金属平衡计算
是指生产车间在一定时期内（通常为一年）生产产品的收支情况，即投入
与产出情况。编制金属平衡表目的是确定出为完成年计划产量所需的投料量。
主要工作是计算产品的成材率、然后编制金属平衡表。
3.2.1 计算成品（材）率（金属消耗系数） 1． 成材率定义：指成品重量与投料之比的百分数，亦即一吨原料能够生
2.1 产品技术方案的编制
2.1.1 产品技术方案定义
产品技术方案是指所设计的工厂式车间拟生产的产品名称、品种、规格、 重点理解：
状态以及年计划产量。
产品技术方
产品技术方案一段在设计任务书中加以规定。产品技术方案是进行车间设
案、生产技术 方案的定义、
计的主要依据，根据产品技术方案可以确定生产技术方案（工艺）及选择设备。 制定的方法、
轧钢车间设计
2005.1.20
教案用纸
内
容
重点、要点
1. 车间设计总论
摘要：本章主要讲两个大问题，即车间设计（工艺设计）的主要内容和车间 设计的基本程序，通过对这两个问题的掌握使学生对轧钢车间有一个总体认识， 为毕业设计打基础。
1.1 车间设计的基本内容
1.1.1 轧钢车间设计的基本内容 通常由生产工艺设计、机械设备设计、厂房与基础设计、供水与排水，热力
学依据、从而保证所建工程能生产出高质低耗产品，以最少投入获得最大利润。
重点掌握可 行性研究的
一． 可行性研究的主要内容
主要内容
1． 市场销售情况研究：销售利润——建设规模及生产技术方案产品技术 方案
2． 经济效果研究：综合考虑分析投资回收率、近期、远期利润、原料政 策、投资风险程度等、资金（固定及流动资金）来源、利息、折旧等。
产出的合格产品重量的百分数。用公式表示为
A=
QW Q
100%
3.1
式中、A─成材率%
重点理解
金属平衡的 制定方法及 意义、影响 成品率的主 要因素
Q─投料量
W─损失料量
成品率的倒数就是金属消耗系数。
成品率是车间生产中的一项重要指标、它的高低反映了生产经管和工艺技
术设备等各方面的水平，直接影响企业的生产成本。因此产前必须对其进行正
成分、物化性能、机械力学性能、热处理性能、晶粒度、性能及其它特殊性能
等）； 实验规范（取样部位、试样形状尺寸、实验条件及实验方法）； 交货规
范（交货验收时的包装、标志、方法及部位等）。
2.2 生产技术方案的选择
2.2.1 生产技术方案定义
是指为完成任务书中规定的产品的生产任务而采取的生产方法。选择生产
1.3 车间设计的依据
车间设计任务书是依据，由有关上级部门下达。设计任务书的基本内容包 括：
1． 车间的生产规模、品种 2． 生产技术方案 3． 建厂地址，厂区范围，资源利用状况、各种材料供应、运输等 4． 要求达到的技术水平，经济及社会效益 5． 投资及劳动定员的控制数字。 6． 环保要求
2 生产技术方案与产品技术方案制定
金属平衡表。
表 3.1 冷轧薄板钢金属平衡表
序 钢种
号
坯料 规格 /mm
溶损 t%
消 耗 /% 烧损 切损 t%t%
工艺 损失 t%
年产 量 /万吨
成品 率 /%
需坯 量
/万吨
1
2
3
4 ∶
∶
4 设备选择
主要内容是确定出车间设备的种类、型式、结构、规格、数量及能力。包 括主要设备和辅助设备。对主要设备应在预选基础上进行必要的设备负荷计算。 对重要部件进行强度校核。对辅助设备可依经验选取不进行验算。设备选择一 般原则是：
技术方案时，应考虑设计规模、产品质量及技术经济指标的要求。
2.2.2 选择生产技术方案的依据
1． 金属与合金的品种、规格、状态及质量要求。
2． 年产量大小
3． 投资多少、建设速度、机械化的程度及将来发展。
4． 经济效果、工艺的成熟条件等。
2.2.3 钢材的生产技术方案
一． 板带钢生产：~0.2 薄带箔材，0.2~0.4 薄板，4~中厚板 1． 中厚板生产：单机四辊可逆式，双机架（2+4 或 4+4）可逆式；半连轧 连轧 2． 热轧薄板带钢：全连续式，半连续式、3/4 连续式 2.0~12mm→0.8mm 3． 冷轧带钢：单机可逆、连轧（3 机架 4 机架 5 机架 6 机架）0.1~2.0mm
包括金属消耗、燃料消耗、电耗、水耗、设备消耗 其它内容：参考文献
附表附图：车间平面布置图、孔型图、程序、外文翻译、专题撰写。
1.2 车间设计的基本程序
一般经过三个阶段：初步设计、技术设计、施工设计。但目前一般按：可
行性研究、初步设计、施工设计进行。
1.2.1 可行性研究
是对所提工程工程从各有关方面进行调查和综合论证、为拟建工程提供科
卷
1.0
1.0
合计
100
100
2.1.4 产品规范与技术要求
1． 技术要求：指产品的牌号、规格、表面质量及组织性能等方面的要求。 2． 产品规范分为国标（GB）部标（YB） 企标（QB），它是根据产品使
用上的技术要求和生产部门可能达到的技术水平而制定的。产品规范一般包括：
规格规范（产品牌号、形状、尺寸、表面质量及相关参数）； 性能规范（化学
3． 工艺技术研究：工艺技术及设备 4． 工程条件研究：资源储量、原料来源、厂址气象、水文地址、交通运 输、水电动力、建筑材料、协作区域、文化生活设施、环保（三废处理）等， 进行综合分析比较。 二． 其它方面：劳动力来源、费用、人员培训、建设进度、工厂组织机构 体制可行性研究步骤 1． 调查研究收集资料：市场研究、相关企业调研。——调研报告。 2． 对资料进行客观分析、预测、判断、提出技术方案。 3． 技术方案比选：几个技术方案、各述利弊、分析比较、选择最佳技术 方案。 4． 编制可行性研究报告：工程名称；主办单位；主要技术负责人与经济 负责人；工程审批文件；承办企业的情况与条件；生产规划；物料供应；厂址 选择；技术与设备；建设资金；工程实施与进度；人员培训；经济效益评价等。 1.2.2 初步设计（技术设计） 按设计任务书给定的条件，在可行性研究的基础上进行的设计，最后形成 设计说明书。其中初步设计是基础设计，技术设计则更详尽严密。 1.2.3 施工设计 是设计的最后阶段，任务是为制造设备、厂房基础、其它构筑物的施工提 供依据。内容包括：车间的土建设计；设备施工图纸；各项施工文件及说明。
产品技术方案与计算产品确定后，按产品名称、合金牌号、状态、规格范
围、产品等列成表，如表 2.1 所示。
表 2.1 某冷连轧厂（车间）产品技术方案
产品名称

产 品 规 格 /mm
厚
宽
长
产量 所占比例
/万吨
/%
普通及深冲用低碳
钢板
0.2~0.3 600~1500 1000~6000 52.5
52.5
普通及深冲用低碳
6． 热送热装直轧
3 生产工艺流程制定及金属平衡计算
3.1 工艺流程制定
一． 热轧板带 连铸坯 →清理→（补偿）加热→轧制→冷却→精整→检查验收→入库 轧制分粗轧和精轧，冷却为层流冷却，精整主要包括矫直、横切、纵切。 二． 冷轧板带 热轧卷→柱矫→酸洗→切边→轧制→卷取→退火（退火分光亮退火和黑退 火）→平整→精整（矫直、纵切分条横切）→检查包装→入库 三． 热轧型钢 方坯（型坯）→清理→（补偿）加热→轧制→剪锯切→冷却→矫直 四． 无缝管材 圆坯→穿孔→轧制→均整→张力减径 →冷却→精整（矫直、切头尾、检查、 车丝）→包装→入库 五． 线材 方坯→ 加热 →轧制（粗中、预精、精轧）→冷却（水冷、风冷）→集卷 →打捆→检查→入库
4． 冷加工：冷轧 冷拔、冷旋压
四． 线材生产 以下成卷交货 一般断面为圆形
1． 横列式（二辊轧机）
2． 半连续式（三辊轧机）
3． 连续式（二辊+45°无钮式或二辊+Y 型无钮）（单线或三线）
2.3 轧钢生产中的先进生产工艺
1．连铸连轧紧凑式机组 2．以热代冷 3．低温大压下控轧超强控冷（轧机电位大、冷床超强冷却） 4．柔性轧制技术 5．连铸型管坯
2.1.2 编制产品技术方案依据
目的。
主要依据是：国民经济发展对产品的要求；产品在全国的平衡；建厂地区
的资源条件、自然条件、投资等。
2.1.3 计算（典型）产品的选择
计算产品定义：用做进行车间设计依据的产品。
选择依据：有代表性（产量大、有代表性）；通过所以工序；要与实际相接
近，要保留一定的调整余量。
重点理解：
型、板、管、 线材的生产 中最佳技术 方案。
二． 型钢生产
1． 横列布置普通轧法
2． 万能轧法
3． 型钢连轧
4． 热及冷弯型钢
5． 挤压法
三． 管材生产
1． 热轧法：自动轧管机、连轧管机、两辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌
式穿孔机、张力减径机、皮格尔轧管、狭舍尔轧管机
2． 热挤压
3． 焊接：直缝焊、螺旋焊
➢ 要满足产品技术方案的要求，保证高质量的产品。 ➢ 要满足生产技术方案及生产工艺流程的要求。 ➢ 要注意设备的先进性和经济性的合理性（性价比）
等） 3．目前的生产状况、主要指生产该产品目前采用的新工艺、新设备等技术 生产展望，发展方向、对未来的预测（提出那里应改进，应向何方向发展）
深入理解车 间工艺设计 的步骤及其 内容。
二． 产品技术方案与生产技术方案制定 1． 产品技术方案编制：选择典型（计算）产品，编制产品技术方案 2． 生产技术方案选择制定：选择工艺技术方案 三． 生产工艺流程制定及金属平衡计算 1． 根据生产技术方案，以计算产品为依据列出工艺流程表 2． 依据工艺流程计算金属平衡，算出投料量 四． 设备选择（初选、精选、确定） 1． 主轧机选择、型式、吨位 2． 其它设备选择 五． 工艺参数计算 工艺规程制定与计算；温度制度；速度制度；张力制度；辊型制度；压力 计算；冷却制度 六． 设备校核 1． 主要设备校核：轧辊校核；电机校核；机架强度校核等 2． 辅助设备校核： 包括加热炉产量校核、剪切机能力校核、矫直机能力 校核 七． 车间年产量计算 1． 轧机工作图表绘制 2． 轧机小时产量计算 3． 轧机年产量计算 八． 车间平面布置 1． 金属流程线的确定 2． 设备组成及设备间距的确定 3． 仓库及辅助设施面积计算 4． 厂房设计：车间跨距、柱距、总长度、轨顶标高及总面积 5． 内部运输 6． 其它指标：通风、采暖、电源 7． 绘制车间平面布置图 九． 各项技术经济指标