2.3. Выбор нагревательных устройств и вспомогательного оборудования

Расчет числа нагревательных печей производится следующим образом.

Вычисляем активную площадь пода одной печи (площадь днища печи, на которой лежит нагреваемый металл)

(9)

где L_п — длина активного пода печи.

Суммарная активная площадь пода печей, необходимых для обеспечения нагретым металлом прокатного стана:

, (10)

где А_мах — наибольшая из часовых производительностей стана, т/ч;

К_с — средняя величина съема с единицы активной площади пода, т/м²ч.

При горячем всаде (когда в печь подается металл, еще не остывший после прокатки на заготовочном стане) К_с = 0,8-0,9 т/м²ч, при холодном — К_с = 0,6 т/м²ч.

Необходимое количество печей

(11)

Холодильник в общем случае состоит из подводящего рольганга, собственно холодильника и отводящего рольганга. Расстояние между ножницами и холодильником определяет тормозной путь прокатанного металла. При малой длине этого пути раскат не успевает затормозиться, ударяется об упор в конце рольганга, сворачивается и запутывается.

Минимальная длина тормозного пути

(12)

где f — коэффициент трения (f = 0,3—0,5);

g — ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²).

Ширина холодильника В_x определяется по формуле

, (13)

где m — число раскатов, поступающих на холодильник со стана, шт/ч;

— время, необходимое для охлаждения металлопроката, ч;

а — расстояние между лежащими рядом на холодильнике раскатами (шаг гребенок на рейках); для крупносортных станов величина а составляет около 0,5 м, среднесортных — 0,3 м, мелкосортных — 0,15 м;

К — коэффициент неплотности укладки раскатов на холодильнике (К = 0,9).

(14)

где G₁ — масса 1 м длины раската, кг;

l_р — длина раската, м.

Если l_к 120 м, то l_р = l_к. Если l_к > 120 м, то l_р = l_к/n_i 120. Здесь n_i — наименьшее целое число.

(15)

где — коэффициент теплоотдачи между охлаждающимся раскатом и окружающей средой;

F_охл — теплоотдающая поверхность 1 м длины охлаждаемого раската, м²;

T_ср — средняя температура раската в процессе его охлаждения, ^оС,

;

T₁ — температура, с которой прокатанный металл поступает на холодильник (800 – 950^о С);

T₂ — температура, при которой металл убирается с холодильника (50 – 100° С);

— количество тепла, отдаваемое 1 м длины раската при его охлаждении на холодильнике;

(16)

с₁ и с₂ — теплоемкость стали при соответствующей температуре, кДж/(кгград). Теплоемкость стали при 800^оС с₁ = 0,678 кДж/(кгград), при 50^о С — с₂ = 0,469 кДж/(кгград).

Необходимое количество роликовых правильных машин

. (17)

Производительность одной правильной машины

(18)

где К_пр — коэффициент, учитывающий паузы и задержки при правке (0,85 - 0,95);

— темп правки, с.

Машинное время правки одного раската

(19)

где V_пр — скорость правки (0,5 - 2 м/с).

2.4. Склады металла и определение их площади

В цехе горячей прокатки должны быть предусмотрены склады: исходных заготовок, готовой продукции, запасных частей, масел, валков.

Выбор типа, емкости и компоновки оборудования складов зависит от сортамента продукции, способа производства и производительности цеха. Емкость складов заготовки и готовой продукции зависит также от наличия общезаводских складов и цехов для производства исходной заготовки и дальнейшего передела проката и труб, а промежуточных складов – от соотношения производительности участков, выдающих полупродукт на промежуточное складирование, и участков, принимающих его на дальнейшую обработку.

Склады заготовок, полупродукта и готовой продукции размещают, как правило, в пролетах производственного здания цеха шириной 24,0 – 36,0 м, а в отдельных случаях – шириной 42,0 м, оборудованных соответствующими грузоподъемными устройствами. Применяют продольное и поперечное расположение металла относительно пролета склада. При наличии электромостовых кранов с вращающейся траверсой металл укладывается в штабели слоями крест-накрест.

Хранение слитков и прокатной продукции на складах осуществляется следующим способом.

Слитки укладываются в штабель высотой до 2,5 м, блюмы и заготовки – в штабель крест-накрест высотой до 2,5 м, слябы - пачками в стопы высотой до 3 м или в штабель крест-накрест, сортовая заготовка – в штабель крест-накрест высотой до 4 м или в карманы-стойки.

Рельсы укладываются в штабель с прокладками высотой до 4 м или в карманы-стойки, балки и швеллеры – в штабель с прокладками или крест-накрест высотой до 4 м, крупносортная, среднесортная и мелкосортная сталь – обвязанными пачками в штабель крест-накрест высотой до 4 м, на многоярусные стеллажи на стойках или на высотных складах, круглая заготовка – рядами или обвязанными пачками в штабель крест-накрест высотой до 4 м или в карманы-стойки с прокладками, сортовая сталь и катанка в бунтах – в корзинах в несколько горизонтальных рядов высотой до 5 м или в переносных контейнерах.

Основной характеристикой складов металла является их емкость М_с, определяемая количеством металла, которое может быть на них размещено [2]:

, (20)

где Т_хр — норма продолжительности хранения, сут (для склада заготовок Т_хр=3-4 сут, для склада готовой продукции Т_хр=2-3 сут);

Q₂ - максимальная интенсивность удаления металла со склада, т/ч.

Для склада заготовок Q₂ принять равной наибольшей из часовых производительностей стана, а для склада готовой продукции Q₂ принять равной средней часовой производительности.

Полезная площадь склада определяется по емкости М_с, т, и удельной нагрузке q , кН/м², по формуле [2]

. (21)

Удельные нагрузки q на площади складов в прокатных цехах можно принять следующими:

блюмы и заготовки до 5 м – 70, слябы длиной до 12 м – 120, заготовка квадратная до 12 м – 120, рельсы длиной до 25 м – 50, балки и швеллеры – 30, сталь крупносортная, среднесортная и мелкосортная – 80, катанка – 20.