汽車板重卷檢查機組的產量計算

秦文順， 查德根， 李郝林

（1.上海理工大學機械工程學院，上海 200093；2.上海寶菱冶金設備工程技術有限公司，上海 201900）

汽車板重卷檢查機組的產量計算

秦文順1， 查德根2， 李郝林1

（1.上海理工大學機械工程學院，上海 200093；2.上海寶菱冶金設備工程技術有限公司，上海 201900）

在介紹汽車板重卷檢查機組生產工藝的基礎上，詳細分解機組生產周期，提出機組產量計算方法，并應用生產實例說明了產量計算過程，驗證了計算結果.機組產量計算方法為機組產量的計算提供了理論依據，也為進一步優(yōu)化機組工藝提供了理論基礎.

汽車板；重卷機組；工藝流程；生產周期；產量計算

近年來，隨著國內汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對高品質汽車板的需求量大幅增加.為了快速響應市場需求，對國內外汽車板重卷生產機組的生產工藝和生產過程進行了分析，找出生產環(huán)節(jié)中影響生產效率的關鍵因素，并提出理論計算方法，為后續(xù)優(yōu)化生產時間提供基礎.本文以常用冷軋帶鋼重卷檢查機組生產工藝為基礎［1-2］，首次通過分析機組的生產周期，提出機組產量的計算方法，確定影響汽車板生產產量的重要因素，應用實例初步驗證了計算方法的可行性，具有較強的實際應用價值和理論研究意義.

1 冷軋帶鋼重卷機組工藝流程

重卷檢查機組是帶鋼冷軋廠生產車間的關鍵精整生產線，主要用于生產高精度冷軋板，用于汽車、家電等行業(yè)，其主要完成對軋制后的鋼卷進行切邊、檢查、涂油、取樣及分卷等工序，最終為用戶提供合乎規(guī)格要求的鋼卷［2-4］.現(xiàn)以目前國內鋼廠比較典型的重卷檢查機組的主要技術參數為例，研究分析機組設備的組成和工藝，提出機組產量計算方法.

1.1 機組主要技術參數

原料材質：低碳鋼、低合金鋼、中碳結構鋼；機組工作速度Vmax（最大）：300 m／min；穿帶速度Va：18 m／min；加減速率a：18 m／min／s.

來料尺寸及質量包括：鋼卷內徑為φ610 mm；鋼卷外徑為φ1 000～2 000 mm，帶鋼厚度為0.3～2.0 mm；帶鋼寬度為820～1 650 mm；；鋼卷質量Wmax（最大）：29.7 t.

成品尺寸及質量包括：鋼卷內徑為φ610 mm；鋼卷外徑為φ900～1 600 mm，帶鋼厚度為0.3～2.0 mm；帶鋼寬度為810～1 640 mm；鋼卷質量為3～15 t［3］.

1.2 機組基本組成

典型的重卷檢查機組主要由開卷機、直頭機、切頭機、焊機、圓盤剪、廢邊卷取機、檢查站、夾送輥、涂油機、分切剪、轉向夾送輥、卷取機等設備組成，其布置圖如圖1所示［3-6］.

圖1 重卷檢查機組布置圖Fig.1 Layout of RCL

1.3 機組工藝流程

根據生產計劃，車間行車將鋼卷吊運至入口鞍座，由鋼卷小車將來料鋼卷運到開卷機卷筒上，之后軸頭支撐抬起、卷筒漲徑、壓輥壓下.開卷機轉動，使帶鋼頭部經穿帶臺進入直頭機矯直.帶鋼頭部經對中后進入切頭機切頭，然后到焊機位置與前一卷帶鋼尾部焊接，之后帶鋼經糾偏裝置對中，進入圓盤剪.圓盤剪預先根據帶鋼寬度、厚度及材質調節(jié)切邊寬度、刀盤重合度及刀片側向間隙量，再進行切邊.切下的廢帶邊被牽引至廢邊卷取機上進行卷取.切邊后的帶鋼在檢查站進行表面質量檢查，然后進入涂油機涂防銹油.帶鋼繼續(xù)運行到出口剪切除焊縫，卷取機收帶尾、卸卷小車卸卷.帶頭通過出口轉向夾送輥，并在皮帶助卷器的協(xié)助下進入卷取機卷取2 ～3圈后，機組升速正常生產.

當卷取機上鋼卷的質量達到預定值時，機組停機并進行分卷操作.卸卷小車將鋼卷卸下并運送至出口鞍座進行稱重、打捆，再由行車吊往倉庫等待發(fā)貨.切斷的帶鋼則從分切剪穿帶至卷取機重新卷取.當開卷機上的鋼卷生產完畢時，機組減速，帶尾經過剪切后送至焊機處［4-7］.

下一卷帶鋼經過上卷、開卷、直頭、切頭后送至焊機處與上一卷帶尾進行焊接.焊接后的帶鋼經切邊檢查、涂油、切除焊縫、收帶尾、卸卷后，帶頭進入卷取機，機組升速生產，其簡要工藝流程如圖2所示.

圖2 工藝流程簡圖Fig.2 Production process

2 機組產量計算

機組產量計算方法依據機組工藝流程的分析及生產周期的確定得出，具體內容包括年生產時間的確定、運行時間和輔助時間的計算及生產周期的確定.

2.1 機組年生產時間

汽車板重卷檢查機組生產按三班制，1 a有15 d的年停機檢修，并有30次、每次12 h的定期停機檢修時間，則每年生產時間計算如下：

日歷時間：365×24=8 760 h

年停機檢修時間：15×24=360 h

定期停機檢修時間：30×12=360 h

作業(yè)率：80%

生產時間：（8 760-360-360）×80%=6 432 h

機組產量能否滿足計劃產量可由機組年需生產時間來判定［8］.

2.2 生產周期

基于上述工藝流程分析，現(xiàn)對生產周期進行量化分解.產量以機組入口為準，生產周期為機組入口處每一個大卷生產完所需的時間.根據機組工藝流程可作出如圖3所示生產周期圖.生產周期分為運行時間Ta和輔助時間Tb兩部分，運行時間為機組勻速生產所需時間；輔助時間為鋼卷上卷到鋼卷卸卷過程中除去運行時間之外的所有時間，其詳細定義如表1所示.

圖3 機組生產周期圖Fig.3 Production period

表1 輔助時間Tab.1 Auxiliary time explained

設已知來料帶鋼厚為t，寬為b，來料大卷分卷數為n，機組長度為La，頭尾剪切長度為Lb，分切剪至卷取機的距離為Lc.輔助時間中主要動作的時間計算如表2所示，則根據圖3所示生產周期圖，可確定機組生產周期T［8］.

帶鋼長度L：L=Mb／（7.85tb）

運行時間Ta：Ta=n T3=（L-La-Lbn Lc）／V

輔助時間Tb：Tb=Tb1+Tb2+Tb3=T1+（T2+T4）+n（T5+T6）

3.1.4統(tǒng)籌山水林田湖草等生產要素樹立山水林田湖草是一個生命共同體的理念，加強對自然生態(tài)空間的整體保護，修復和改善鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境，提升生態(tài)功能和服務價值。

生產周期T：T=Ta+Tb

式中，T1為穿帶運行中的停機時間，min；T2為穿帶運行及加速時間，min；T3為每個成品卷的勻速生產時間，min；T4為減速時間，min；T5為分切及卸卷等時間，min；T6為分切后穿帶及加速時間，min；M為入口鋼卷質量；n為每個鋼卷的分卷數量；V為機組工作速度.

a為加減速率，Va為穿帶速度，L1為穿帶行程.

表2 主要動作輔助時間計算表Tab.2 Calculating formula for auxiliary time____

2.3 產量計算

根據上述確定的生產周期，可計算入口卷數N，卷數小時產量Qt，年需生產時間Tτ，實際年產量Q.

入口年生產卷數N：N=Q1／M（個）.

小時產量Qt：Qt=M／60T（t／h）.

年需生產時間Tτ：Tτ=NT／60（h）.

實際年產量Q：Q=QtTτ／10 000（萬t）.

式中，Q1為帶鋼計劃年產量，t；表示計算結果向上取整.

由此計算得到實際產量和年需生產時間，即可得出機組在現(xiàn)有工藝的基礎上的產量能否滿足計劃要求，從而為生產效率的提高及工藝優(yōu)化提供理論依據.

2.4 范例

產量的需求以用戶提供的產品需求表為依據，以機組入口為準，按鋼板寬度和厚度進行產品分配，產品需求表如表3所示（見下頁）.進行產量計算，首先要確定機組工作速度、穿帶速度、加減速率、來料鋼卷規(guī)格和成品規(guī)格、來料大卷分卷數和機組長度等機組主要技術參數.已知機組長度La=62 m，頭尾剪切長度Lb=6 m，分切剪至卷取機的距離Lc= 6 m，來料大卷分卷數n=3.根據以上分析及計算方法可得到如表4所示的產量計算結果.

由表4（見下頁）可知，機組年需生產時間Ta= 5 971.52 h＜6 432 h，機組能夠滿足產能需求.由表4中的數據可知，輔助時間占生產周期的60%～80%以上，由此可知，影響機組產量的關鍵因素是生產周期中的輔助時間.因此，對生產工藝和生產節(jié)奏進行優(yōu)化，縮短輔助時間，就可以降低機組運行速度，從而降低機組容量、設備配置、建造成本以及日常生產維護的能耗.由此可見，機組產量計算結果為機組工藝優(yōu)化提供了理論依據.

表4 產量計算結果Tab.4 Capacity calculating result

3 結束語

在分析常用的汽車板重卷機組生產工藝的基礎上，對機組生產周期進行分解，探討產量計算的方法，并舉實例進行驗算，計算方法簡單實用，為提升機組效率、優(yōu)化機組工藝提供理論依據，也可為同類機組設計計算提供參考.

［1］ 封國根，金再柯，晁桂英.寶鋼1550冷軋精整卷線產能影響因素分析［J］.寶鋼技術，2006（5）：64-68.

［2］ 姜洪濤，王帥，王濱生.1780重卷機組的設計開發(fā)研制［J］.設計與研究，2006（3）：9-10.

［3］ 王曉波.唐鋼冷軋帶鋼重卷機組簡介［C］∥2007年河北省軋鋼技術與學術年會論文集（下冊），2007.

［4］ 陳龍官，黃偉.冷軋薄鋼板精整生產技術［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

［5］ 宋全斌.重卷機組的工藝原理及應用［J］.價值工程，2010，29（15）：185-186.

［6］ 任玉成，春雷，周德奇，等.拉彎矯直重卷生產工藝研究［J］.重型機械，2008（3）：32-39.

［7］ 陳延霞，孔令強.重卷機組的優(yōu)化設計［J］.工業(yè)技術，2011（10）：106-107.

［8］ 許崇勇，袁勛臣.攀鋼重卷分切機組的總體方案設計［J］.一重技術，1995（4）：25-27.

（編輯：石 瑛）

Production Capacity Calculation for Recoiling Line of Automobile Sheet

QINWen-shun1， ZHA De-gen2， LIHao-lin1
（1.School of Mechanical Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China；2.Shanghai Baoling Metallurgical Equipment Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 201900，China）

The production period of a recoiling line（RCL）of automobile sheet was explained amply，and the computing method for production capacity was proposed based on the introduction of its production technology.A computing example was given to describe the process of calculation and prove the computing result.The method provides a theoretical basis for the production capacity computation and the production technology optimiation.

automobile sheet；recoiling line；technology process；production period；production capacity calculating

TG 335.5文獻標示碼：A

1007-6735（2014）05-0487-04

10.13255／j.cnki.jusst.2014.05.015

2013-08-14

秦文順（1987-），男，碩士研究生.研究方向：機械優(yōu)化設計.E-mail：qws0579＠163.com

李郝林（1961-），男，教授.研究方向：精密測試技術、精密加工工藝.E-mail：haolin＠usst.edu.cn