книги из ГПНТБ / Писчиков М.М. Организация и планирование производства в черной металлургии учебник

сталей. Применение этих колодцев позволило сократить угар металла и уменьшить толщину обезуглероженного слоя на готовом прокате.

Рекуперативные колодцы обеспечивают более качественный нагрев

нагрева слитков, что позволило внедрить полную автоматизацию и сократить штат обслуживающего их персонала;

более простая и дешевая установка за счет устранения громоздкой системы перекидки газа и воздуха и упрощения конструкции кры­ шек;

более высокая стойкость рекуператора по сравнению с регенера­ тором.

В последние годы строят рекуперативные колодцы с верхней го­ релкой, что обеспечивает полное использование площади пода для посадки слитков и равномерный нагрев слитков по высоте.

Часовую производительность Рк одной группы нагревательных

равный 0,87—0,90; т 0— продолжительность оборота одной камеры, ч.

Коэффициент использования колодцев зависит от простоев ячеек с момента окончания выдачи слитков до момента начала посадки новой партии слитков и с момента окончания нагрева до момента начала выдачи слитков на стан.

Продолжительность оборота одной камеры определяется време­ нем, затраченным на посадку, нагрев и выдачу слитков. Время на спуск шлака или его уборку перекрывается текущими простоями нагревательных колодцев. На некоторых колодцах организован не­ прерывный спуск шлака.

Время нагрева слитков зависит от их массы, количества слитков 'в ячейке, температуры при посадке, а также марки стали.

Среднее время нагрева слитков тср исчисляется по формуле

Для всех основных профилеразмеров блюмов и слябов необхо­ димо, чтобы производительность колодцев была несколько выше про­ изводительности блюминга. При этом емкость всех ячеек нагрева­ тельных колодцев должна быть не менее восьмичасовой производи­

260

тельности обжимного стана при прокатке наиболее производитель­ ных профилеразмеров.

Годовую производительность группы колодцев определяют по формуле

Среднее число оборотов колодцев в году (N 0) для регенеративных колодцев при нагреве сортовых слитков составляет 1480 и листо­ вых 1470; средняя масса садки одной ячейки для сортовых слитков 52 т и листовых 65 т, для рекуперативных колодцев с отоплением из центра подины соответственно 1555 и 1070, 71 и 108 т.

Повышение производительности отделений нагревательных ко­ лодцев может быть достигнуто увеличением доли слитков горячего посада и температуры их поверхности, введением новых групп ко­ лодцев, увеличением рабочего пространства колодцев, заменой суще­ ствующих колодцев новыми, большей емкости.

Камерные регенеративные печи могут быть с выдвижным подом для облегчения посадки и выдачи тяжелых слитков и со стационар­ ным. Первые обслуживают толстолистовые станы и предназначаются для нагрева крупных слитков массой до 80 т и более или кованых слябов, получаемых на мощных прессах. Садка таких печей дости­ гает 120— 150 т и более. Вторые обслуживают рельсо-балочные станы и предназначаются для подогрева горячих блюмов перед прокаткой.

Вметодических печах нагревают катаные и литые заготовки, а также слитки длиной 0,5— 12,0 м и массой до 36 т. Для нагрева заго­ товки применяют главным образом методические толкательные печи, подразделяемые в зависимости от температурного и теплового режи­ мов, по количеству зон (каскадов с горелками) на двух-шестизонные.

Вновых прокатных цехах сооружают методические печи с шагаю­ щим подом в сочетании с секционными печами скоростного нагрева.

Втаких печах обеспечивается повышение равномерности нагрева заготовки по сечению и по длине, сокращение длительности нагрева,

ав результате уменьшение окисления и обезуглероживания металла, независимость загрузки и выдачи, возможность изменения режимов

нагрева заготовок путем изменения темпа и шага.

Часовую производительность группы методических печей Рп, обслуживающих стан, определяют по формуле

Р = CLn Q-6 Т/Ч,

bla

где С — количество продольных рядов заготовок во всех печах; Ln — полезная длина рабочего пространства печи, м;

Время нагрева может быть рассчитано на основании теории тепло­ передачи или опытным путем при исследовании работы нагреватель­ ных печей, а также по существующим эмпирическим формулам и по удельным нормам нагрева, равным в зависимости от марок сталей 6—8 мин на 1 см толщины заготовки.

Время, необходимое для нагрева холодного слитка или заготовки тнх до температуры прокатки, может быть определено по формуле Ю. М. Чижикова:

Ѵ х = x-h ч,

0,75.

Часовую производительность одной нагревательной печи опреде­ ляют по формуле

Величина Са зависит от конструкции печей и качества нагревае­ мого металла и равна 550—700 кг/(м2-ч).

Основным направлением увеличения производительности нагре­ вательных печей является сокращение времени нагрева заготовок, достигаемое двусторонним нагревом, применением горячего и теп­ лого посада металла, сооружением многозонных печей, повышением калорийности газовой смеси и переводом на отопление высококало­ рийным газом, изменением количества горелок, увеличением их мощности и более рациональным размещением, а также установка на старых печах эжекторов и эксгаустеров.

262

Часовая производительность вспомогательного оборудования

Вспомогательное оборудование прокатного цеха весьма разно­ образно: ножницы и пилы горячей резки, агрегаты поперечной и продольной резки полосы, ножницы и пилы холодной резки, клеймовочные, правильные и гибочные машины, холодильники, моталки, разматыватели, укладчики листов или слябов, травильные агрегаты, термические печи, агрегаты для закалки металла, ямы и колодцы замедленного охлаждения металла, сверлильные и фрезерные станки и другое оборудование. Для каждого вида оборудования необходимо определить частичный такт операции и его часовую производитель­ ность.

Для резки блюмов, слябов и других заготовок квадратного и прямоугольного сечений применяют ножницы с параллельными ножами. Для резки фасонных профилей в холодном состоянии при­ меняют ножницы с параллельными ножами, имеющие форму резрезаемого профиля.

Для резки листов, полос, сутунки, штрипсов и мелких профилей пачками применяют ножницы с наклонными ножами — гильотинные. Для обрезки кромок у листов и ленты, а также продольного разреза­ ния полосы и ленты применяют дисковые ножницы.

Летучие ножницы служат для разрезания движущегося металла поперек направления его движения.

Для горячего резания крупно- и среднесортной стали непрямо­ угольного сечения: рельсов, балок, круглых профилей и т. д. приме­ няют дисковые пилы, так как резка этих профилей ножницами за­ труднена.

Прокатанный на блюминге (слябинге) раскат необходимо разре­ зать на ножницах горячей резки на мерные блюмы (слябы).

т — число блюмов (слябов), получаемых при резке одного рас­ ката;

т' — число резов головной части раската; т — время одного реза, включая установку раската, с;

т' — пауза между двумя смежными циклами резки раската на мерные блюмы, с;

т " — науза между двумя смежными резами головной части рас­ ката, с.

Количество мерных блюмов, получаемых из одного раската, колеблется от одного до семи.

Количество резов головной и донной частей раската зависит от марки стали, а в некоторых случаях от необходимости порезки обрези на габаритные размеры. Донную часть обрезают, как правило, один раз, а головную — один-три раза.

263

Величина т включает время установки раската под ножи т' и время собственного реза х\.

Время х[ = 60IN,

где N — число резов в минуту.

В характеристике ножниц обычно указывают число резов в ми­ нуту (от 7 до 12).

Пауза между резами т' равна отношению длины отрезанной части к скорости рольганга. Величину т', т" и То принимают и по хронометражным данным. Обычно то = 4 с.

Часовую производительность ножниц горячей резки Ри опреде­

На летучих и дисковых ножницах резка металла происходит без остановки полосы, при этом производительность определяют по формуле

Р н = 3,6vnqnKMт/ч,

где ѵп — скорость движения полосы, м/с; <7п — масса погонного метра полосы, кг;

Км— коэффициент, учитывающий интервалы между полосами, равный 0,9— 1,0.

При определении среднечасовой производительности ножниц горячей резки или другого вспомогательного оборудования необхо­ димо учитывать время на прием и сдачу смены, профилактический осмотр и ремонт оборудования и другие регламентированные пере­

где То ■— начальная пауза (время между последним резом очередного раската и первым резом следующего раската), с;

п — число последовательно совершаемых резов одного раската; т — время одного реза, с; т' — пауза между двумя последовательно совершаемыми резами

одного раската, с.

После прокатки металл охлаждают. В зависимости от марки стали охлаждают на воздухе, на холодильниках'и стеллажах, в воде, в штабелях или специальных ямах (колодцах). В воде охлаждают стали, не дающие пороков при любой скорости охлаждения, на воз­ духе — большинство углеродистых сталей. Некоторые легирован­ ные и высоколегированные стали, а также некоторые профили (рельсы, колеса) охлаждают в ямах, отапливаемых или неотапливае­ мых колодцах.

264

Холодильники предназначены для охлаждения готового проката при одновременном транспортировании его от чистовой рабочей клети стана. Производительность холодильника зависит от его конструкции и размеров, количества поступающего металла и времени, необходи­ мого для его охлаждения до требуемой температуры. На одну секцию шлепперных холодильников можно вместить следующее количество проката:

N = ВЬ/Ь,

где В — ширина холодильника, мм; б — коэффициент заполнения холодильника, равный 0,90—0,95; b — ширина проката, мм.

Для реечного холодильника число вмещающихся профилей

/2 — температура, с которой раскат убирают с холодильника, °С; а т — коэффициент теплоотдачи охлаждающимся раскатом в окру­

жающую среду, вт/(м2-град);

Fох — теплоотдающая поверхность одного метра длины охла­ ждаемого раската, м2;

tcp — средняя температура в процессе охлаждения раската на холодильнике, °С.

Время охлаждения сортовой стали на открытых стеллажах на воздухе определяется по формуле

То = 56 (ig — ig 4) мин,

где s и р — соответственно площадь и параметр поперечного сечения профиля, см2.

265

При выходе из валков чистовой клети прокатного стана профиль искривляется и в некоторых случаях коробится при охлаждении. Это обусловливает необходимость установки правильных машин.

Частичный такт операции правки определяют по формуле

Г = То + L/ Vn,

где то— пауза между выходом одного раската из машины и пода­

где а — угол между осью ролика и осью движения проката. Следует учесть в ряде случаев время на доправку проката на пра­

вильной машине в количестве 10— 15% от величины частичного такта. Часовая производительность машин для правки

Kg — коэффициент доправки, учитывающий повторную правку. Чтобы определить часовую производительность всего прокатного агрегата, следует сопоставить величины часовых производительностей его отдельных участков (станов, нагревательных печей и вспомога­ тельного оборудования). При этом часовая производительность агре­ гата при прокатке данного профилеразмера будет определяться наи­

меньшей из величин часовых производительностей участков.

266

Участок, часовая производительность которого наименьшая по сравнению с часовой производительностью стана, является узким местом, так как лимитирует увеличение производительности агрегата в целом. Для наиболее эффективной работы прокатного агрегата необходимо, чтобы участком, определяющим производительность всего агрегата, был собственно стан.

По уровню прогрессивности, времени планирования, назначе­ нию и способу определения часовую производительность стана под­ разделяют на:

Ртв— технически возможную производительность стана, опре­ деляющую максимальное производство проката в перспективный период. Ее устанавливают с учетом лучших достижений отечествен­ ной и мировой практики, новейших результатов исследований в обла­ сти техники, технологии и организации производства. При этом масса заготовки, частичный такт прокатки и коэффициент выхода годного должны быть оптимальными при данном перспективном уровне техники, технологии и организации производства, а коэф­ фициент использования фактического времени работы стана равен 1;

Ртн— техническую норму производительности, определяющую выпуск прокатной продукции на конкретном стане данного цеха на основе запроектированной для внедрения в ближайшие 5 лет пере­ довой техники, технологии и организации производства с учетом ликвидации узких мест и диспропорций, увеличения скорости про­

производства проката на стане с учетом конкретного сортамента, организационно-технических мероприятий, утвержденных к вне­ дрению и предусматривающих реализацию конкретных резервов производства в сроки, установленные планом цеха. Эта производи­ тельность является основной для определения технически обосно­ ванных норм выработки рабочих, обслуживающих стан.

Годовая производительность станов

Для определения годовой пропускной способности прокатных агрегатов необходимо знать их фактическое время работы в году и среднечасовую производительность.

Годовой фонд фактического времени работы агрегата расссчитывают, исходя из режима работы прокатного стана с учетом его про­ стоев. При работе стана по непрерывному графику 1 номинальное время работы стана равно календарному времени, за вычетом вре­ мени капитального и планово-предупредительных ремонтов. Факти­ ческое время работы стана равно номинальному времени за вычетом времени текущих простоев, которое учитывают и в процентах к номи­

1 Небольшая часть станов может работать по прерывному графику (пятидневная рабочая неделя с двумя выходными днями). В этом случае планово-предупредитель­ ные ремонты и часть капитального ремонта оборудования и нагревательных средств должны производить в праздничные и выходные дни.

267

нальному времени, и в часах. К планируемым текущим простоям относят только те простои, которые на данном этапе неустранимы: простои, связанные с приемкой и сдачей смен, перевалкой, настрой­ кой стана, мелкими текущими ремонтами оборудования, сменой ка­ либров и т. д.

В зависимости от конструкции, сортамента и качества металла фактическое время работы прокатных станов составляет 6500— 7850 ч.

На прокатном стане получают различные профилеразмеры, часо­ вая производительность при этом значительно колеблется. Чтобы прокатать заданное количество г'-того профилеразмера (Руг), тре­ буется время т£, равное

филеразмера, т/ч.

Для прокатки всех профилеразмеров от і до п требуется факти­

чески время

П

Величину Р можно вынести за знак суммы, тогда получим

п

і=1

откуда

Тф

Р =

S 1L

і=1 р і

Исходя из формулы среднечасовой производительности Рср —

—и фактического времени работы определяется производ­

ную

Рі

ственная мощность данного стана и объем производства проката в планируемом периоде:

где Тф н и Тф п — соответственно нормативное (на конец пятилетия) и плановое фактическое время работы стана, ч.

268

§6. Организация труда и заработной платы

впрокатных'цехах

Численность трудящихся прокатных цехов составляет 20—30% от общей численности промышленно-производственного персонала металлургического завода. Так, на одном из металлургических заво­ дов, производящих сортовой и листовой прокат, из общей числен­ ности промышленно-производственного персонала 27 632 человека в прокатном производстве занято 6182 человека, или 22,4%.

При управлении и контроле за работой печей, станов, правильных машин, режущих средств, т. е. работах, которые являются в основном механизированными и в значительной мере автоматизированными, штат рабочих определяют по нормам обслуживания.

При выполнении технологических и транспортных операций при помощи личных орудий труда — механизированного и ручного инструментов (вырубка и зачистка металла, складские операции) штат рабочих определяют, исходя из производственного задания и установленных методами технического нормирования норм выра­ ботки. Так, численность рабочих, занятых вырубкой металла, зави­ сит от объема зачищаемой продукции, метода зачистки и произво­ дительности средств для зачистки.

Обозначим:

Q; — количество (по массе) металла t-того профилеразмера, под­ лежащего вырубке в течение планируемого периода вре­ мени, т;

Тн — номинальный фонд времени работы участка вырубки или зачистки, смены;

К3— число звеньев рабочих, занятых на вырубке металла; Р{ — сменная норма выработки одного звена, с учетом перера­

ботки норм, т; п — число различных сортов и размеров зачищаемого металла.

Время на зачистку металла t-того профилеразмера равно QJРІУ а общая загрузка всех звеньев работой по зачистке составит

П

1=1

Это выражение равно номинальному фонду времени Тн, умножен­

ному на количество звеньев К3-

П

Отсюда число звеньев

П

і=1

Если работа носит однородный характер, то

К 3 = QIP- Тн.

269