Продуктивністю прокатного стану називається кількість прокату, вироблювана в одиницю часу.
Продуктивність чистових прокатних станів обчислюється кількістю придатної продукції в тоннах, метрах, квадратних метрах, штуках і ін. за одиницю часу (годину, зміну, рік і т. д.). По обтискним і толстолистовым станам, що прокатують злитки, продуктивність обчислюється по масі прокатаних злитків. Це викликано великою відмінністю виходу придатного при прокаті злитків з різних сталей, що вносить спотворення до оцінки інтенсивності роботи станів.
Основним показником інтенсивного використання стану є продуктивність у фактичну годину роботи.
Годинна продуктивність стану визначається по формулі
де П — продуктивність стану, т/год;
Q — маса злитка, т;
Кп — вихід придатного, т/т;
Т — такт плющення,
Кв — коефіцієнт використання фактичного часу роботи стану.
Такт плющення — це час між однойменними моментами плющення два подальших гуркотів. Він залежить від структури процесу плющення і тривалості його окремих елементів.
Такт плющення на станах, що працюють без перекриття, рівний тривалості циклу плющення і паузи між гуркотами
де Тц — сума машинного часу;
Тп — сума часу пауз;
То — тривалість паузи між гуркотами.
На станах, що працюють з перекриттям, такт плющення менше тривалості циклу на величину перекриття. Таке плющення характерна, головним чином, для многоклетьевых станів. Перекриття в одній кліті спостерігається в обтискних клітях тріо з постійним напрямом обертання валків і в окремих випадках на реверсивних станах.
Для визначення величини такту будується графік прокатки (графік Адамецького). Заздалегідь встановлюються нормативи машинного часу і пауз в кожному пропуску. Цикл плющення розчленовується на ступені, в кожній з яких одночасно прокатується один гуркіт. Визначальною ознакою при розчленовуванні циклу на ступені служать умови обслуговування стану. У ступінь можуть включатися ряд пропусків (і пауз між ними), які обслуговуються одним оператором, ланкою вальцівників, одним столом, що коливається або пересувним, і т.д.
Встановивши склад ступенів, по нормативам визначають необхідний час плющення на кожній з них. Такт процесу буде рівний тривалості плющення на найтривалішому ступені. Перекриття буде рівне різниці між тривалістю циклу і тривалістю найтривалішого ступеня.
В якості прикладу на рисунку 1 наведено графік прокатки на рельсобалочному стані.
Стан складається з трьох реверсивних клітей. З передньої сторони стану знаходяться два пересувних електростоли, а з задньої сторони - рольганги. На кожному столі одночасно може знаходитися одна заготовка. Ступені процесу прокатки в даному прикладі - це сукупність пропусків і пауз, що відносяться до кожного столу. Перший ступінь включає: подачу заготовки на перший стіл, переміщення столу до першої кліті і прокатку в ній, переїзд до другої кліті і прокатку в 5-7-му пропусках, пересування столу для прийому наступного розкату. Загальний час 103 с. Другий ступінь включає: прийом розкату з 8-го пропуску на другий стіл, переїзд до третьої кліті, прокатку в третій кліті і переїзд столу до другої кліті, разом 96 с. Такт прокатки на стані становить 103 с, тривалість циклу 187 з і час перекриття одно 84 з (187-103).
Якщо на такому стані змінити характер обслуговування клітей, замінивши пересувні столи шлеппера, а в кожній кліті одночасно прокатувати одну заготовку, то при тій же тривалості пропусків і пауз цикл складатиметься з трьох ступенів тривалістю 38; 51 і 62 с. Такт при цьому буде дорівнює 62 с, а перекриття складе 125 с (187-62).
Рисунок 1 - Графік двониточної прокатки на стані 350.
Маса, а також розміри злитків і заготовок мають великий вплив на продуктивність стану. Збільшення маси зливка зазвичай викликає збільшення такту прокатки, тому зростання продуктивності стану відстає від збільшення маси зливка.
Збільшення маси злитків обмежується низкою умов, що відносяться до прокатних і сталеплавильних цехах. Так, діаметр і висота підйому валків обмежують максимальний розмір злитка по висоті завдання; довжина розкатаного поля, або відстань між станом і ножицями, - максимальну довжину розкату; потужність головного приводу, міцність валків і інших деталей стану - обтиснення; падіння температури при прокатці - час останнього пропуску, а при певній швидкості прокатки - довжину смуги; ширина нагрівальних печей - довжину нагріваються заготовок; потужність ріжучих засобів - перетин розкату. Всі перелічені та інші умови повинні бути враховані і на цій підставі визначена можлива маса зливка (заготовки). Остаточно вона приймається за умовами розкрою металу з метою отримання найбільшого виходу придатного. Суттєве значення має також правильний вибір розмірів зливків і заготовок з урахуванням обмежуючих умов.
Відносне зростання продуктивності прокатного стану в результаті збільшення маси зливка можна підрахувати за формулою
,
де Ро - відносне збільшення продуктивності стану,%;
m - відносне збільшення маси зливка,%;
t0 - відносне збільшення такту прокатки,%
При збільшенні маси зливка (заготовки) за рахунок довжини відносне зростання такту прокатки складає:
t0 = m*а*кс
де кс - коефіцієнт, що враховує зміну швидкості прокатки при збільшенні довжини розкату;
а - частка машинного часу в такті прокатки.
Для станів з постійною швидкістю кс = 1; для реверсивних станів кс = 0,5 - 0,9; зі збільшенням довжини гуркотів значення кс зростає (для блюмінгів кс ~ 0,7).
Щоб збільшити масу одночасного прокочується металу, на обтискних станах здійснюють парну прокатку зливків. Це означає прокатку як би збільшених вдвічі по довжині і масі звичайних зливків, але без збільшення перерізу. Проведені спостереження показують, що час пауз, що припадають на один злиток, зменшується на 30-40%, а продуктивність стану зростає на 15-30%.
Коефіцієнт виходу придатного показує, скільки придатного прокату можна отримати (або отримують) з одиниці прийнятого в прокатку металу.
Витратні коефіцієнти металу, що представляють величину, зворотну коефіцієнтам виходу придатного, показують, скільки витрачається металу (у зливках або заготовках) для одержання 1 г готового прокату. Встановлюються вони по кожному прокатного стану і виду продукції на основі нормативів або спеціально проведених досліджень. Розмір втрат металу залежить від марки сталі, призначення прокату, маси і конфігурації злитку, особливостей технологічного процесу.
Угар металу в нагрівальних колодязях становить близько 1,5-3% маси зливка, а в методичних печах - 1-2%. Відходи у вигляді обрізів решт на блюмінгу становлять від 3,5-6% при прокатці киплячих і напівспокійних сталей до 12-18% при прокатці спокійних сталей.
Зміна продуктивності стану при збільшенні виходу придатного прокату залежить від того, на якій стадії досягається скорочення відходів (до або після прокатки) і як реалізується скорочення відходів. Якщо маса злитка незмінна і угар зменшується, то продуктивність посадки знижується, оскільки збільшується довжина розкату. Якщо маса злитка знижується на величину економії від зменшення угару, продуктивність падає, а по придатному залишається колишньою. Якщо відходи після прокатки скорочуються, продуктивність стану не збільшується, а по придатному збільшується. Якщо вихід придатного підвищується при прокатці мірних видів продукції (рейки та ін.), то скорочення відходів може бути реалізовано лише при відповідному зменшенні маси зливка (заготовки), інакше зекономлений метал піде в обріз.
Коефіцієнт використання фактичного часу - це відношення чистого часу прокатки до фактичного часу роботи стану. Чистий час прокатки менше фактичного часу на величину прихованих простоїв, які проявляються у вигляді дрібних затримок, які не фіксуються в звітній документації. Величина прихованих простоїв встановлюється на основі фотохронометражних спостережень за роботою стана.
Спостереженням за роботою станів можна виявити абсолютну величину прихованих простоїв (як добуток різниці фактичного і нормативного такту прокатки на кількість прокатаних розкатів. Можна розрахувати відносну величину прихованих простоїв (у відсотках до фактичного часу).
Продуктивність стану змінюється в залежності від сортаменту прокату, марки сталі та визначається для кожної продукції окремо.
Самостійна робота