Проектирование цехов по обработке металлов давлением

В. И. Бер, Ю. В. Горохов, 
С. Б. Сидельников

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦЕХОВ 
ПО  ОБРАБОТКЕ  МЕТАЛЛОВ 
ДАВЛЕНИЕМ
 

Изложены основные аспекты проектирования и реконструкции 

прокатных, прессовых, волочильных и кузнечно-штамповочных цехов. 

Приведены справочные материалы, позволяющие оперативно осу
ществлять  процедуры проектирования с учетом особенностей ком
поновки цехов по обработке металлов давлением.

В. И. Бер, Ю. В. Горохов, С. Б. Сидельников 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦЕХОВ 
ПО  ОБРАБОТКЕ  МЕТАЛЛОВ 
ДАВЛЕНИЕМ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦЕХОВ 

ПО  ОБРАБОТКЕ  МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

В. И. БЕР, Ю. В. ГОРОХОВ, 
С. Б. СИДЕЛЬНИКОВ 

Введение 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
В. И. Бер, Ю. В. Горохов, С. Б. Сидельников 
 
 
 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦЕХОВ  
ПО  ОБРАБОТКЕ  МЕТАЛЛОВ  
ДАВЛЕНИЕМ 
 
Учебник 
 
Второе издание, дополненное и переработанное 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2018 

Введение 

2 

УДК 621.98.043.001.63(07) 
ББК 30.612-022я73 
         Б480 
 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы:  
В. Г. Шеркунов, доктор технических наук, профессор, заведующий ка
федрой машин и технологий обработки материалов давлением Южно-Уральского 
государственного университета; 
И. М. Володин, доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе Липецкого государственного технического университета 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Бер, В. И. 
Б480 
 
Проектирование цехов по обработке металлов давлением : 
учебник / В. И. Бер, Ю. В. Горохов, С. Б. Сидельников. – 2-е изд., 
доп. и перераб. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2018. – 252 с. 
ISBN 978-5-7638-3779-7 
 
Изложены основные аспекты проектирования и реконструкции прокатных, 
прессовых, волочильных и кузнечно-штамповочных цехов. Приведены справочные 
материалы, позволяющие оперативно осуществлять  процедуры проектирования 
с учетом особенностей компоновки цехов по обработке металлов давлением. 
Предназначен для студентов направления подготовки «Металлургия», 
аспирантов и слушателей курсов повышения квалификации и переподготовки 
кадров в области металлургического производства. 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 621.98.043.001.63(07)  
ББК 30.612-022я73 
 
ISBN 978-5-7638-3779-7                                                                   © Сибирский федеральный  
                                                                                                                 университет, 2018 

Введение 

3 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Дисциплина «Проектирование цехов по обработке металлов давлением» является завершающей при изучении блока специальных дисциплин. Ее задача – увязать знания, полученные студентами при изучении 
теоретических и технологических дисциплин по обработке металлов давлением, а также по экономике производства, в единое целое и научить студентов основам проектирования и реконструкции цехов по обработке металлов давлением (ОМД). Целью изучения дисциплины, таким образом,  является ознакомление студентов на завершающем этапе обучения с методологией и практикой проектирования цехов и участков прокатного, прессового, волочильного и  кузнечно-штамповочного  производств, а также с 
выполнением проектных мероприятий при реконструкции существующих 
цехов. Дисциплина предназначена для подготовки  магистров направления 
22.04.02 «Металлургия». Для различных программ магистерской подготовки предусмотрены кроме этой  такие дисциплины, как «Проектирование 
цехов кузнечно-штамповочного производства», «Проектирование цехов по 
художественной обработке металлов». В материалах данного учебника 
отражены аспекты и этих дисциплин, поэтому его можно рекомендовать  
для использования в учебном процессе при реализации этих магистерских 
программ.  
В целом изучение дисциплины «Проектирование цехов по обработке металлов давлением» в совокупности с другими дисциплинами 
учебного плана подготовки по направлению «Металлургия» имеет стратегическую цель сформировать ответственных, самостоятельных и готовых 
к самосовершенствованию выпускников, способных быть не только квалифицированными исполнителями мероприятий по осуществлению проектных процедур, но и активными участниками разработки и внедрения 
проектов новых цехов по обработке металлов давлением. Достижение этой 
цели в соответствии с Федеральным государственным образовательным 
стандартом высшего образования связано с формированием у студентов 
общекультурных и общепрофессиональных компетенций, а изучение материалов учебника позволит освоить данную дисциплину и сформировать 
профессиональные компетенции при многоуровневой подготовке студентов по направлению «Металлургия». Поэтому в книге значительное внимание уделено методологии проектирования, архитектурно-строительной части 
проектов, объемно-планировочных решений, инженерному оборудованию 
проектируемых цехов, реконструкции старых цехов.  

Введение 

4 

Следует отметить, что вопросам проектирования цехов по обработке 
металлов давлением посвящены многие учебники, учебные и справочные 
пособия [1–11], материалы которых использовались при написании данного учебника. Однако практически все из них были изданы в 70-90-х годах 
предыдущего столетия и не могли отразить те изменения, которые произошли при переходе народного хозяйства на работу в условиях рыночной 
экономики. 
Обеспечение высокого качества продукции в современных условиях 
требует коренного изменения научно-технической политики, совершенствования технической базы производства и существенного улучшения его 
оснащенности аналитическими приборами, средствами вычислительной 
техники, скорейшего освоения передовых технологий, а также интенсификации системы управления процессами научных разработок и промышленного освоения новой техники, повышения продуктивности этих исследований.  
В значительной мере эффективность таких разработок зависит от 
качества технологических частей проектов вновь строящихся и реконструируемых цехов. При этом проектант должен очень хорошо знать особенности технологии изготовления металлопродукции методами обработки 
металлов давлением, изучив предварительно специальные дисциплины, 
такие, как «Технология прокатки», «Технология прессования», «Технология волочения, «Технология ковки и объемной штамповки», «Технология 
листовой штамповки» и др. 

1.1. Основные цели и задачи проектирования 

5 

 
Г л а в а  1 

 
ОБЩИЕ  ПОЛОЖЕНИЯ   
ПО  ПРОЕКТИРОВАНИЮ  ЦЕХОВ   
ПО  ОБРАБОТКЕ  МЕТАЛЛОВ  ДАВЛЕНИЕМ 
 
 
1.1. Основные цели и задачи проектирования 
 
Современное металлургическое предприятие представляет собой 
сложный комплекс цехов, занимающих в системе завода определенное 
место и выполняющих конкретную задачу в выпуске готовых изделий. 
Как объект проектирования металлургическое предприятие является 
объектом материального производства, характеризующимся наличием определенных производительных сил и производственных отношений – 
средств производства и рабочей силы. Металлургическое производство 
имеет значительные масштабы потребления сырьевых и энергетических 
ресурсов для изготовления готовой продукции, большими мощностями 
производственных агрегатов, высокой сметной стоимостью строительства. 
Большое значение металлургический завод имеет для развития определенного экономического района и его металлопотребляющих отраслей, 
что вызывает необходимость всестороннего изучения и выявления целесообразности создания нового, расширения действующего или реконструкции 
устаревшего предприятия, разработки проектных решений технического, 
социального и экономического характера. Новизна, прогрессивность 
и эффективность проектных решений должны быть обязательным признаком техники, организации, условий труда и экономики производства. 
При разработке  проекта учитывается, что металлургические заводы состоят из цехов и проектные решения обычно тесно связаны между 
собой, т. е. многие вопросы рассматриваются на уровне завода с конкретизацией применительно к цехам. 
Слово «проект» в переводе с латинского означает «устремленный 
вперед», т. е. проект – это план на будущее, согласно которому легко            
выстраивать работу и совершать предположительные действия при его 
выполнении. 
Применительно к строительству под проектом понимают совокупность технических и экономических документов, содержащих подробно 
разработанные предложения по строительству, расширению или реконст

Г л а в а  1. Общие положения по проектированию цехов по обработке металлов давлением 

6 

рукции конкретного объекта – завода, цеха или их участков, т. е. проект 
является комплексным документом, рассматривающим технические 
и экономические вопросы в неразрывной связи. 
Проектные решения, не имеющие научного обоснования, малореальны и называются прожектами. Прожектерство – вредное явление, так 
как отвлекает силы, время и капитальные вложения при попытке реализовать их. 
Однако не нужны и проекты, которые вполне реальны, но не содержат новых, научно обоснованных предложений. Такие проекты, «устремленные назад», вредны, так как являются морально устаревшими, а их 
реализация приводит к отставанию от современного мирового уровня. 
Следовательно, прежде чем приступить к проектированию, необходимо 
досконально изучить опыт мировой и отечественной практики в этой области. 
Слаженная и эффективная как в экономическом, так и в техническом отношении работа цеха или завода возможна только в том случае, 
когда все его части органически связаны друг с другом, четко и бесперебойно работают, выполняя возложенную на них задачу. 
Создание такого комплексного проекта, в котором были бы соответствующим образом поставлены и решены все вопросы, связанные с его 
будущей деятельностью, и является целью данного проектирования. Кроме 
того, в основе проектирования лежат следующие идеи: новое строительство, 
реконструкция или расширение действующего предприятия (цеха) и др. 
 Новым называют строительство предприятия на новой площадке, 
даже если его завершают по измененному проекту. Расширение предприятия – это строительство его второй и последующих очередей, строительство 
либо расширение производственных комплексов или обслуживающих цехов. 
Реконструкция предприятия – это полное или частичное переустройство 
производства с заменой морально устаревшего и физически изношенного 
оборудования, механизацией и автоматизацией в технологических звеньях. 
Техническое перевооружение предприятия отличается от реконструкции 
меньшим объемом реконструктивных мероприятий. 
В зависимости от выбора тематики проекта решаются конкретные 
задачи экономического, технического и организационного плана. 
К области экономических задач относятся: установление производственной программы; выбор места строительства; определение стоимости основных и оборотных средств, себестоимости продукции и эффективности затрат. 
К области технических задач относятся: разработка технологических 
процессов получения заданных изделий с выявлением типоразмеров и количества основного и вспомогательного оборудования, необходимого            
рабочего времени и требуемой рабочей силы; определение необходимых 

1.1. Основные цели и задачи проектирования 

7 

площадей цехов и размещение в них оборудования; расчет энергетических 
потребностей, а также снабжение топливом, паром, воздухом, электроэнергией и т. д.; выявление потребности в сырье, материалах, полуфабрикатах; выбор транспорта, освещения, отопления, вентиляции, водоснабжения, 
канализации; создание генплана завода, строительных проектов зданий 
и сооружений; выполнение требований по технике безопасности, охране 
труда, пожарной безопасности. 
К области организационных задач относятся разработка схемы 
управления, вопросов календарного планирования, прохождения заказов, 
форм отчетности, финансирования, снабжения и сбыта, а также мероприятий по организации труда, обслуживанию работающих и рабочих мест. 
Под проектом в узком смысле понимают чертеж или систему чертежей, на которых графически изображено будущее предприятие, здание, 
сооружение или их отдельные части. 
В более широком смысле это совокупность материалов, обосновывающих определенной системой показателей расчетов техническую 
и экономическую возможность и целесообразность строительства на основе 
предлагаемых проектных решений. Эти материалы должны показать, что 
принятые в проекте технические решения, включая графические изображения, соответствуют определенным требованиям, которые предъявляются к проектируемому предприятию, зданию или сооружению, и являются 
в данном случае наиболее рациональными и экономичными. Следовательно, 
проект любого строительства – комплексный технико-экономический документ, в котором техническая и экономическая стороны неразрывно связаны. 
Процесс проектирования органически взаимодействует с научными 
исследованиями с момента его начала и до достижения построенным 
предприятием проектной мощности. Однако процесс проектирования не 
может сводиться к непосредственному преобразованию проектировщиками 
результатов научных лабораторных исследований в проект промышленного производственного процесса. 
Создаваемые в лабораториях исследовательских организаций новые 
технологические процессы до их внедрения в производство нуждаются 
в проверке и доводке на установках промышленного или полупромышленного типов на опытных заводах научно-исследовательских институтов 
или на временно освобождаемом от производственной загрузки и соответственно приспособленном промышленном оборудовании. В результате 
применительно к производственным масштабам уточняются условия и ход 
технологических процессов и определяются параметры оборудования, 
обеспечивающего устойчивость процесса. 
Проектирование является весьма сложным и длительным процессом, 
которому предшествует большой объем различных подготовительных  
работ, а именно: установление потребностей в выпускаемой продукции 

Г л а в а  1. Общие положения по проектированию цехов по обработке металлов давлением 

8 

в данном экономическом районе и в ближайших районах; выбор района 
и площадки под строительство, инженерные изыскания на ней; выбор источников снабжения предприятия сырьем, топливом, электроэнергией, 
водой, строительными и эксплуатационными материалами; научные исследования для установления технологического процесса производства; 
технико-экономическое обоснование целесообразности проектирования 
и строительства предприятия и др. 
В нашей стране в годы строительства социализма была сформирована и действовала единая государственная система разработки проектных 
материалов, основные принципы которой предопределены постановлением Совета Министров от 28.01.1985  «О дальнейшем совершенствовании 
проектно-сметного дела, повышении роли экспертиз и авторского надзора 
в строительстве», в котором сказано, что в области технологического проектирования должно быть обеспечено широкое использование высокоэффективных процессов производства, малоотходной и ресурсосберегающей 
технологии, комплексной механизации и автоматизации, гибких автоматизированных систем. 
Указанное постановление запрещало применение в проектах технологических процессов и оборудования, не отвечающих новейшим достижениям науки и техники. 
Основные положения, содержащиеся в постановлении, были конкретизированы в документе СНиП202–85, который называется «Инструкция 
о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектносметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений». 
Кроме того, при проектировании следует пользоваться следующими 
материалами: порядок организации проектно-изыскательских работ, разработки, согласования и утверждения проектов и смет; сметная стоимость 
строительства; государственные стандарты; нормы технологического проектирования; нормы строительного проектирования; строительные каталоги 
типовых сборных железобетонных, деревянных и асбоцементных конструкций и изделий для всех видов строительства; каталоги на все виды 
оборудования, приборы и др.; каталоги для специализированных видов 
строительства; нормативные документы по расходу материалов. 
В каждой отрасли действуют основные технические направления 
в проектировании предприятий, которые содержат указания, требования 
и рекомендации по: выбору района, пункта и площадки для строительства 
завода и разработки его генерального плана; общестроительному комплексу; наиболее передовым технологическим процессам и оборудованию, механизации и автоматизации производства. 
Изучение и анализ процесса разработки проектных материалов позволяет установить некоторые общие положения, на основании которых 
строится этот сложный процесс: 

1.1. Основные цели и задачи проектирования 

9 

1) последовательность проектирования – от общего к частному, когда проектирование начинается с выявления возможных и установления 
наилучших основных проектных решений по строительству в целом и его 
главным объектам и заканчивается детализацией принятых решений; 
2) вариантное проектирование, когда оно ведется методом сопоставления вариантов и нахождения из их числа оптимального; 
3) высокие технико-экономические показатели проекта, которые 
достигаются лишь при условии соблюдения всеми его исполнителями указанных положений и должного контроля за этим как в процессе проектирования, так и при рассмотрении и утверждении проектов. 
Необходимой базой для разработки проектов являются утвержденные нормы проектирования, соблюдение которых  обязательно в каждом 
проекте. Они не только предупреждают принятие необоснованных проектных решений, но и облегчают труд проектировщиков. Существует две 
основные группы норм: 
1. Нормы технологического проектирования, которые устанавливают производительность существующих видов оборудования, допускаемые режимы его работы, условия его размещения в производственных  
цехах, расходы и нормальные запасы сырья, топлива и вспомогательных 
материалов, размеры вспомогательных и складских помещений, численность эксплуатационного персонала и т. д. Эти нормы составляются             
головными институтами и утверждаются министерствами и ведомствами 
по соответствующим отраслям промышленности. 
2. Нормы строительного проектирования устанавливают основные 
требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям предприятий, зданий и сооружений, а также к размещению их на площадке. 
Создание нового завода или крупного цеха – это сложный, многоэтапный процесс, включающий: предпроектные работы – 5–18 %; проектные работы – 10–35 %; строительство – 37–48 %; освоение мощностей – 
10–28 %. 
Продолжительность 
строительства 
крупного 
промышленного 
предприятия составляет 10–15 лет. За это время любые проектные решения 
стареют и требуют пересмотра каждые 3–4 года. Именно поэтому проектирование выполняют поэтапно, по очередям. Продолжительность очереди 
строительства, как правило, не превышает 2–4 года. 
Очередью строительства промышленного предприятия называется 
такая его часть, которая с момента сдачи в эксплуатацию обеспечивает 
выпуск определенной доли основной продукции, предусмотренной проектом. Очередь строительства может разделиться на несколько пусковых 
комплексов. Пусковой комплекс включает совокупность объектов, обеспечивающих выпуск определенной доли основной продукции, предусмотренной проектом.