年產(chǎn)4.6萬噸鋁合金板帶材生產(chǎn)車間設計

1、63 江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計年產(chǎn)4.6萬噸鋁合金板帶材生產(chǎn)車間設計本設計為年產(chǎn)4.6萬噸鋁合金板帶材生產(chǎn)車間的設計。采用帶式法來生產(chǎn)各種規(guī)格的鋁合金板帶材產(chǎn)品。可以生產(chǎn)多種合金牌號的產(chǎn)品，主要有ps版基卷材、飛機蒙皮板、汽車車身板，幕墻板、制罐料等多種產(chǎn)品。本設計的主要內容有：車間工藝設計、廠房設計和輔助設施設計，即產(chǎn)品的牌號、狀態(tài)、規(guī)格的選擇和工藝流程的制定；主輔設備的選擇；計算產(chǎn)品的工藝計算、電機及軋輥強度校核；工藝卡片和金屬平衡表的制定及設備負荷計算；車間平面布置和立面尺寸的確定等等。本設計選取的四個計算產(chǎn)品牌號為:ly6ly7、ld10、lm6、lf3。生產(chǎn)方案主要是熱軋和冷

2、軋。主要設備有,可逆熱軋機，可逆冷軋機，其他設備還有加熱爐、退火爐、淬火爐、剪切機、卷取機、矯直機以及吊車等。關鍵字：鋁合金；板帶材；熱軋；冷軋；工藝計算；平面布置yearly produces 46000 tons aluminum alloy board strip production workshop designhis design is about to yearly produce46000 tons aluminum alloy board strip production workshop design. uses the belt law to produce each k

3、ind of specification the aluminum alloy board strip product. many kinds of alloy trademarks the product can be producted in workshop desingn, the ps version base volume material, the airplane mongolia fur plates, the car body panels，just as the curtain wall plate, the system pot material and so on .

4、this designs primary coverage includes: workshop technological design, workshop design and ancillary facilities design, namely product trademark, condition, specification choice and technical process formulation; advocates the auxiliary equipments choice; counting yield process design, electrical ma

5、chinery and roll strength examination; process chart and metal balance formulation and machine utilization computation; the workshop plane layout and sets up the surface size the determination and so on.this design annual output is 46000 tons, the selection four counting yield trademark is: ly6ly7,

6、ld10, lm6, lf3. the production decision is mainly hot rolling and the cold rolling. the major installation has reversible hot-rolling mill, reversible cold-rolling mill，other equipment also have the heating furnace, the annealing furnace, the alligator shears, the crimping machine, the straightening

7、 machine as well as the crane and so on.key words: aluminum alloy；sheet；strip；hot rolling；cold rolling；process calculation ；layout目 錄1 車間設計總論61.1車間設計的基本內容61.2車間設計的依據(jù)61.3車間設計的基本程序62 產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案制定82.1產(chǎn)品方案的編制82.2生產(chǎn)方案的選擇83 生產(chǎn)工藝流程103.1生產(chǎn)工藝流程103.2計算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程103.3錠坯的選擇124 熱軋144.1熱軋工藝144.2熱軋設備的選擇154.3熱軋工藝計算18

8、5 冷軋245.1冷軋工藝245.2冷軋設備選擇265.3冷軋工藝計算296 生產(chǎn)工藝流程定額卡與金屬平衡346.1生產(chǎn)工藝流程定額卡的編制346.2編制金屬平衡表347 設備負荷計算367.1工作制度和年工作臺時確定367.2設備負荷能力的計算368 車間平面布置388.1車間布置應遵循的原則388.2金屬流程線的確定388.3設備布置388.4確定倉庫面積的原則398.5其它設施的布置398.6車間工藝平面布置圖419 車間勞動組織和經(jīng)濟指標429.1車間勞動組織429.2投資概算449.3流動資金定額的概算469.4能源及動力469.5產(chǎn)品成本概算529.6 投資回收期估算539.7技術

9、經(jīng)濟效果評論53參考文獻致謝附錄a外文翻譯原文部分附錄b外文翻譯譯文部分附錄c附表及附圖附表1 產(chǎn)品方案表與計算產(chǎn)品表附表2 壓力加工車間錠坯用量表附表3 熱軋工藝規(guī)程計算表附表4 冷軋工藝規(guī)程計算表附表5 工藝流程定額卡附表6 金屬平衡表附表7 設備負荷計算表附表8 設備明細表附表9 車間勞動定員表附圖 車間工藝平面布置圖 1 車間設計總論1.1 車間設計的基本內容車間設計的目的是為了建立一個年產(chǎn)4.6萬噸鋁及鋁合金板、帶材生產(chǎn)車間。車間設計的任務是對需建設的企業(yè)做出技術與經(jīng)濟的詳細規(guī)劃，確定出企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟狀況，技術經(jīng)濟指標及施工的組織方法。具體任務如下： （1） 技術任務 確定產(chǎn)品品種、

10、規(guī)格、質量標準及年產(chǎn)量。 確定產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)工藝過程，選取主要設備并確定其必要的數(shù)量。 選擇與計算輔助設備。 計算完成年計劃產(chǎn)量所需的原料，材料及動力消耗。 提出動力、運輸、照明、采暖、通風、供水、排水等各項設計要求。 計算車間所需面積，車間內主要設備與輔助設備的布置。 確定廠房形式和主要尺寸，畫出車間平面布置圖，提出安全環(huán)保等措施。 （2）組織任務 研究車間的生產(chǎn)勞動組織，確定職工人數(shù)及編制，制定勞動定額等。 （3） 經(jīng)濟任務 計算及制訂基本建設投資額，生產(chǎn)預算，計劃單位產(chǎn)品成本和綜合技術經(jīng)濟指標。1.2 車間設計的依據(jù)車間設計任務書是車間設計的依據(jù)，由有關上級部門下達。設計任務書的基

11、本內容包括：（1）車間的生產(chǎn)規(guī)模、品種；（2）生產(chǎn)方案；（3）建廠地址，廠區(qū)范圍，資源利用狀況、各種材料供應、運輸?shù)?；?）要求達到的技術水平，經(jīng)濟及社會效益；（5）投資及勞動定員的控制數(shù)字；（6）環(huán)保要求。1.3 車間設計的基本程序 一般經(jīng)過三個階段：初步設計、技術設計、施工設計。但目前一般按：可行性研究、初步設計、施工設計進行。 1.3.1 可行性研究可行性研究是對所提工程項目從各有關方面進行調查和綜合論證、為擬建項目提供科學依據(jù)、從而保證所建項目能生產(chǎn)出高質低耗產(chǎn)品，以最少投入獲得最大利潤。（1）可行性研究的主要內容:市場銷售情況研究：銷售利潤建設規(guī)模及生產(chǎn)方案產(chǎn)品方案經(jīng)濟效果研究：綜合

12、考慮分析投資回收率、近期、遠期利潤、原料政策、投資風險程度等、資金（固定及流動資金）來源、利息、折舊等。工藝技術研究：工藝技術及設備工程條件研究：資源儲量、原料來源、廠址氣象、水文地址、交通運輸、水電動力、建筑材料、協(xié)作區(qū)域、文化生活設施、環(huán)保（三廢處理）等，進行綜合分析比較。（2）其它方面：勞動力來源、費用、人員培訓、建設進度、工廠組織機構體制可行性研究步驟： 調查研究收集資料：市場研究、相關企業(yè)調研。調研報告。對資料進行客觀分析、預測、判斷、提出方案。方案比選：幾個方案、各述利弊、分析比較、選擇最佳方案。1.3.2 初步設計按設計任務書給定的條件，在可行性研究的基礎上進行的設計，最后形成設

13、計說明書。其中初步設計是基礎設計，技術設計則更詳盡嚴密。1.3.3 施工設計施工設計是設計的最后階段，任務是為制造設備、廠房基礎、其它構筑物的施工提供依據(jù)。內容包括：車間的土建設計；設備施工圖紙；各項施工文件及說明。2 產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案制定2.1 產(chǎn)品方案的編制2.1.1 產(chǎn)品方案的定義產(chǎn)品方案是指所設計的工廠式車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)以及年計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案一段在設計任務書中加以規(guī)定。產(chǎn)品方案是進行車間設計的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設備和確定生產(chǎn)工藝。2.1.2 編制產(chǎn)品方案的原則 （1）國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求：根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、質量和品種等方面的需要情況

14、，既考慮當前的急需，又要考慮將來發(fā)展的需要。 （2）產(chǎn)品的平衡：考慮全國各地生產(chǎn)的布局和配套加以平衡。 （3）建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。2.1.3 計算產(chǎn)品的選擇車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上。但是，在設計中不可能對每種合金的每一個品種、規(guī)格及狀態(tài)都進行詳細的工藝計算。為了減少設計工作量，加快進度，同時又不影響整個設計質量，可以將各類產(chǎn)品進行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。選擇計算要注意以下幾點： （1）有代表性:這些計算產(chǎn)品從車間總體來說，在合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面必須具有代表性。 （2）通過所有的工序:

15、指所選的計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是對所有計算產(chǎn)品綜合來看的。 （3）所選的計算產(chǎn)品要與實際相接近。 （4）計算產(chǎn)品要留一定的調整余量:產(chǎn)品方案與計算產(chǎn)品確定后，按產(chǎn)品名稱、合金牌號、狀態(tài)、規(guī)格范圍、產(chǎn)品等列成表，見附表。2.2 生產(chǎn)方案的選擇2.2.1 生產(chǎn)方案的定義 所謂生產(chǎn)方案是指為完成設計任務書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設計規(guī)模、產(chǎn)品質量及技術經(jīng)濟指標的要求，考慮當時當?shù)氐木唧w條件、找出合理的生產(chǎn)方案。2.2.2 生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設備的選擇密切相關，二者應同時加以考慮，確定生產(chǎn)方案時主要考慮以下幾點： （1）金屬與

16、合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質量要求。 （2）年產(chǎn)量的大小。 （3）投資、建設速度、機械化與自動化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。 主要考慮經(jīng)濟效果，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設計時可比照一個廠，特別是比較成熟的工藝。2.2.3 軋制車間生產(chǎn)方案常用的生產(chǎn)方案按軋制方式可分為塊式法和帶式法。按鑄錠的開坯方式分，有熱軋法和冷軋法。本設計只按軋制方式的塊式法和帶式法進行比較分析作出選擇 （1） 塊式法 這是一種老式的生產(chǎn)方法。它是將錠坯經(jīng)過熱軋或冷軋，再剪切成一定長度的板坯，直至冷軋出成品的方法。其特點是設備簡單，投資少，操作方便，靈活性大，調整容易；其缺點是生產(chǎn)效率低，勞

17、動強度大，中間退火次數(shù)多，生產(chǎn)周期長，耗能大，金屬工藝損失大，成品率低，產(chǎn)品品質不易控制。可以在產(chǎn)量小、品種多、建設周期短的中、小型工廠中采用的。 （2） 帶式法 這是一種近代的大生產(chǎn)方式，它是將錠坯經(jīng)過熱軋開坯，卷取成卷進行冷軋，最后剪切成板或分切成帶的生產(chǎn)方法。特點是采用大鑄錠，進行高速軋制，易于連續(xù)化、機械化的大生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)效率高，單位產(chǎn)品能耗少，可采用高度自動化控制產(chǎn)品品質好，勞動強度小，生產(chǎn)條件好；缺點是設備復雜，一次性投資大，建設周期長，靈活性差。適合于產(chǎn)量大、規(guī)格大，品質要求高的生產(chǎn)，是大型工廠所采用的生產(chǎn)方法，雖然投資大、建設周期長。特別是由于技術的高度進步，坯料和帶材可以通

18、過焊接，卷重可達2噸以上。帶式法正向連續(xù)化、自動化、大型化、高精度化發(fā)展。 帶式法生產(chǎn)主要采用二輥或四輥可逆式軋機、多機架連軋機進行成卷的軋制。近年來許多國家還采用了行星軋機、擺式軋機、多輥軋機等生產(chǎn)帶材、箔材。而為了控制板形，70年代初相繼開發(fā)了各種新軋機與新技術，其輥系結構、輥形及調節(jié)方式各有特色，主要采用的是移輥技術、對輥交叉等技術，這新軋機主要有：hc軋機、cvc軋機、upc軋機、pc軋機、ffc軋機等。在中厚板生產(chǎn)中，為了提高成材率，開發(fā)了平面形狀控制法。為了提高產(chǎn)品精度，開發(fā)了極薄帶異步軋制技術。 通過對以上生產(chǎn)方案的比較，并結合實際年產(chǎn)量，本設計采用帶式法生產(chǎn)。3 生產(chǎn)工藝流程3

19、.1 生產(chǎn)工藝流程 所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設計中的一項重要工作，它直接關系到整個設計能否滿足設計任務書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應該是在保證完成設計任務書中規(guī)定的產(chǎn)量和質量的前提下，具有最低的消耗、最少的設備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟效果和較好的勞動條件。 制定生產(chǎn)流程總的主要依據(jù)有以下幾點： (1) 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求:由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格和質量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。 (2) 根據(jù)產(chǎn)品質量的

20、要求:為了滿足產(chǎn)品技術條件要求，就要有相應的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標準的要求是設計生產(chǎn)工藝流程的基礎。 (3) 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求:由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復雜。因此，設計時生產(chǎn)率的要求是設計工藝過程的出發(fā)點。3.2 計算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程半連續(xù)鑄錠銑面、切邊加熱熱軋切頭、切尾剪切下料精整檢查包裝卷取冷軋退火預剪精整檢查涂油包裝退火精整檢查涂油包裝退火、時效精整檢查涂油包裝r板y板m板cz板 鋁及鋁合金板帶材的一般生產(chǎn)工藝流程如圖3.3 錠坯的選擇有色金屬熔煉與鑄錠車間廣泛采用半連續(xù)與連續(xù)鑄造發(fā)法生

21、產(chǎn)鑄錠，鑄錠經(jīng)去除頭尾、切斷，有的需表面機械加工，作為加工車間的錠坯。 （1）錠坯的選擇原則：錠坯尺寸與形狀的確定對選擇設備，確定工藝，提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質量，降低產(chǎn)品成本都有很大影響。因此，錠坯選擇應根據(jù)下列原則： 根據(jù)車間的規(guī)模和產(chǎn)量對于設計規(guī)模和產(chǎn)量較大的車間，應盡量的選擇大錠坯。 根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸錠坯形狀是由產(chǎn)品形狀和設備特點決定的，一般情況下，板帶材生產(chǎn)采用扁錠。錠坯的寬度、厚度、長度或重量可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸加以確定。如扁錠熱軋前的尺寸等于成品寬度乘以塊數(shù)n再加上切變量后減去寬展量。 根據(jù)設備能力錠坯的最大規(guī)格尺寸應取決于設備能力。如扁錠坯的最大厚度、寬度、長度及重量取決于軋機軋輥

22、最大開口度、軋機的強度和剛度、電機能力、最小終軋厚度、前后輥道長度以及其他各種設備的承受能力等。cz板 根據(jù)制品的性能確定錠坯厚度 為保證產(chǎn)品的機械性能與內部組織的質量要求，錠坯應留有足夠的變形程度，確定錠坯最小限制尺寸。 根據(jù)金屬及合金的工藝性質 由于各種金屬及合金的加工性能不同，那么選擇的錠坯大小也不同。如鋁、銅等合金通常采用大錠，而對于一些難加工的金屬采用小錠。為了解決好咬入以及熱軋時裂邊、折邊把扁錠的窄面?zhèn)冗呑龀蓤A弧形。 根據(jù)鑄造條件以及具體情況 目前采用的鑄造方法有：水平模、立模、半連續(xù)及連續(xù)鑄錠。應視不同的情況進行選擇，使用最廣泛的是半連續(xù)與連續(xù)鑄造法。由于鑄造速度與鑄錠愈薄愈難于

23、鑄造的操作技術水平限制了鑄錠的寬厚比，其寬厚比一般在47。 （2）錠坯尺寸與形狀 錠坯的尺寸應考產(chǎn)品的品種、規(guī)格，考慮生產(chǎn)規(guī)模、設備條件和鑄造方法等因素，選擇錠坯的尺寸要綜合考慮，因為增加錠坯的厚度，可以減少整個工序的輔助時間，提高設備利用率；錠坯越厚幾何廢料和工藝損失越少，錠坯尺寸越大就越有利于連續(xù)化的生產(chǎn)。但是過厚的錠坯會帶來嚴重的偏析，以及鑄造和軋制上的困難。但是現(xiàn)在連續(xù)化生產(chǎn)的錠坯已經(jīng)不受這個限制，特別是采用水平連鑄的帶卷，其厚度為16mm左右，寬度可根據(jù)隨后工序的設備而定，可選在4002000mm，長度按帶坯的卷重來定。（3） 錠坯的質量通常對錠坯質量要求如下： 錠坯的化學成分及宏觀

24、組織應符合標準的規(guī)定； 尺寸及偏差應滿足工藝的要求； 鑄錠表面光潔、無缺陷通常對錠坯要進行銑面、刨面或車面。 鑄錠內部應沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷。 （4）錠坯的熱處理 熱軋前鑄坯均勻化退火和加熱，其目的是改善鑄造組織，消除鑄造應力，充分利用高溫下金屬的良好和低的變形抗力，提高金屬的加工性能和產(chǎn)品最終組織性能。如ly6ly7合金均勻化退火后，非平衡相容解，晶內偏析消除，減少熱軋開裂與裂邊。 絕大多數(shù)有色金屬錠坯，熱軋前均要加熱，加熱制度包括加熱溫度、加熱時間和爐內氣氛。 加熱溫度應滿足熱軋溫度要求，保證金屬的塑提高、抗力低，產(chǎn)品質量好。實際生產(chǎn)過程，為補償溫降保證熱軋溫度，通常金屬

25、在爐內溫度應高出熱軋溫度。加熱時間包括升溫和均熱時間。錠坯厚度越大所需時間越長。可根據(jù)經(jīng)驗公式計算： t=(1220)其中：t加熱時間，mim h錠坯厚度， 加熱時間的選取，鋁及鋁合金取最大值。 爐內氣氛：根據(jù)具體合金與相互作用的特性不同，選用不同的爐內氣憤，以保證錠坯的加熱質量。鋁及鋁合金通常在箱試或連續(xù)式電阻加熱爐中加熱，爐內氣氛是空氣。為了提高加熱速度，促使加熱均勻，在爐內采用風機實行強制熱循環(huán)流動。 （5）蝕洗 用化學方法消除銑面與鋸切后錠坯表面上的乳蝕液、油污，殘留銑屑及表面擦傷等缺陷的工藝的方法。2219、2a17、2a11、2a12、3a21等合金的銑面錠坯、純鋁錠坯以及包鋁板都

26、需要蝕洗。對含有mg、mn、si、zn元素較多的超硬鋁和高鎂系防銹鋁的錠坯不宜蝕洗，但需擦凈表面。 蝕洗工藝：堿洗 冷水洗 酸洗（中和） 冷水洗 熱水洗 本設計的錠坯選擇見附表2-1車間錠坯用量表。 4 熱軋4.1 熱軋工藝熱軋工藝制度包括熱軋溫度、熱軋速度、壓下制度、冷卻潤滑及輥型等。4.1.1 熱軋溫度 熱軋溫度包括開軋溫度和開軋溫度，合金的狀態(tài)圖是確定熱軋溫度范圍最基本的依據(jù)。理論上左右，但應考慮低熔點相的影響。熱軋溫度過高，容易出現(xiàn)晶粒粗大或晶間低熔點相的熔化，導致加熱時鑄錠過熱或過燒，熱軋時開裂或軋碎。終軋溫度必須根據(jù)第二類再結晶圖確定，終軋溫度還取決于相變溫度，在相變溫度以下將有第

27、二相析出，其影響由第二相的性質決定。終軋溫度一般取相變溫度以上2030。無相變的合金，左右。4.1.2 熱軋速度 熱軋速度不僅直接影響生產(chǎn)率，還通過變形速度影響金屬塑性。如果提高軋制速度有利于金屬性增強的進行，應提高軋制速度。相反，如果提高軋制速度使金屬向塑性減少的過程進行，應降低軋制速度。 對于變速可逆式軋機，開始軋制時為有利于咬入，軋制速度較低；咬入后升速至穩(wěn)定軋制，軋制速度較高；這種速度有利于減少溫降和提高軋機的生產(chǎn)率。 生產(chǎn)中根據(jù)不同的軋制階段，確定不同的熱軋速度制度。一般可分為3個階段：一是開始軋制階段，因為鑄錠厚而短，絕對壓下量較大，咬入困難，而且是變鑄造組織為加工組織，以免鑄造缺

28、陷引起軋裂，所以采用較低的軋制速度；二是中間軋制階段，為了控制終軋溫度和提高生產(chǎn)率，只要條件允許，應盡量采用高速軋制；三是最后軋制階段，因軋件薄而長，溫降大使軋件頭尾與中間溫差大，為保證產(chǎn)品性能與精度，應采用較低的軋制速度。4.1.3 熱軋壓下制度 熱軋壓下制度主要包括熱軋總加工率、道次加工率和軋制道次的確定等。（1）總加工率的確定原則 ：大多數(shù)有色金屬及合金的熱軋總加工率可達90以上。當鑄錠厚度和設備條件已確定時，確定總加工率的原則是： 金屬及合金的性質。高溫塑性范圍較寬，熱脆性小，變形抗力低的金屬及合金熱軋總加工率大。如鋁及軟鋁合金，相反，硬鋁合金一般熱軋溫度范圍窄，熱脆傾向大，其總加工率

29、通常比軟鋁合金小。 產(chǎn)品質量要求。供冷軋用的坯料，熱軋總加工率應留有足夠的冷變形量，以便控制產(chǎn)品性能等；對熱軋產(chǎn)品為保證性能要求，熱軋總加工率的下限應使鑄造組織轉變?yōu)榧庸そM織。 軋機能力及設備條件。軋機最大工作開口度和最小軋制厚度差越大，鑄錠越厚，熱軋總加工率越大，但鑄錠厚度受軋機開口度和輥道長度等限制。 鑄錠尺寸及質量。鑄錠厚且質量好，加熱均勻，熱軋總加工率相應增加。（2）道次加工率的確定原則： 制定道次加工率應考慮合金的高溫性能、咬入條件、產(chǎn)品質量要求及設備能力。不同軋制階段道次加工率確定的原則是： 開始軋制階段，道次加工率比較小，因為前幾道次主要是變鑄造組織為加工組織，滿足咬入條件。對包

30、鋁板鑄錠，為使包鋁板與基體焊合牢固，頭一道次加工率應小于10%。但是，熱軋硬鋁合金前幾道次出現(xiàn)軋件表面粘著時，減少不均勻變形產(chǎn)生的裂紋、分層或“張嘴”，加工率應隨道次增多逐漸加大； 中間軋制階段，隨金屬加工性能的改善，如果設備能力允許應盡量增大道次加工率。最大道次加工率，對硬鋁合金變形深透后可達45%以上，對軟鋁及多數(shù)重有色金屬可達50%。中間道次后期壓下量應使軋制壓力與輥型相適應。以便控制板凸度； 最后軋制階段，一般道次加工率減小。熱軋最后兩道次溫度較低，變形抗力較大，其壓下量應在控制板凸度的基礎上，保持良好的板形條件和厚度偏差。（3）軋制道次。軋制道次取決于道次加工率的分配。一般總加工率大

31、，道次加工率小，鑄錠較寬時，軋制道次數(shù)多。在可能的條件下，應減少軋制道次。4.1.4 熱軋時的冷卻潤滑（1）冷卻潤滑的作用： 冷卻軋輥，減少摩擦，降低能耗，提高生產(chǎn)率； 防止輥面粘著金屬粉末(防止粘輥)，改善產(chǎn)品表面質量； 減少輥面磨損及龜裂，增加軋輥使用壽命； 控制輥型，改善板形。（2）對熱軋冷卻潤滑劑的要求： 潤滑油閃點高，高溫潤滑性好； 潤滑劑燃燒后不留殘灰和油垢；較高的油膜強度；油膜強度高，承受軋制壓力大而且油膜不破裂，防止粘輥； 乳液應具有穩(wěn)定性高、熱分離性好、使用周期長等特點； 不腐蝕軋件和軋輥；來源廣，成本低，使用管理方便，對環(huán)境污染小。4.2 熱軋設備的選擇4.2.1 銑面、蝕

32、洗設備的選擇（1） 銑面設備的選擇 按銑面方法分有單面銑和雙面銑，按銑床結構分有立銑和臥銑，臥銑采用較普遍。有色金屬加工車間，為提高板、帶的表面質量，進行銑面以消除鑄錠表面的結疤、裂紋、偏析物夾雜，或帶坯表面的壓痕、壓入、劃傷等缺陷。本設計采用的銑面機的基本技術參數(shù)如下：型號： ewk24004500 2k 960扁錠尺寸： 寬：5002000mm； 厚：150450mm；長：8004500mm；扁錠最大質量： 9.5t；生產(chǎn)能力： 6塊/小時；參考扁錠尺寸： 35018303000mm；銑屑厚度： 15mm；表面質量： 5,rt；進刀速度： 07000mm/min；快速移動速度： 36000

33、mm/min；主銑刀盤額錠直徑： 2400mm；電機功率： 1200kw；銑屑速度： 3000mm/min；額錠銑屑厚度： 15mm；最大銑屑厚度： 28mm；粗銑刀數(shù)（把）： 24；精銑刀數(shù)（把）： 2；側邊銑刀盤額錠直徑： 960mm；銑屑電機功率： 200kw；銑屑破碎機最大破碎能力： 30t/h；抽屑風機最大風量： 11000m3/h；輥式銑屑打包機的最大能力： 4/h。（2） 蝕洗機組的選擇 在軋制車間內，蝕洗機組不宜過多，又考慮到車間以后的發(fā)展，選擇生產(chǎn)能力大的臥式淺槽連續(xù)蝕洗機組。其性能參數(shù)如下： 該機組有六個槽，兩個堿槽，都是naoh溶液的堿槽。1#堿槽的槽液濃度為1525%，

34、槽液溫度為3080，此槽的大小為200020001000mm。另2#堿槽的槽液濃度為612%，槽液溫度為4060，此槽的大小為200020001000mm。兩個冷水槽，水溫都低于25，大小都是200020001000mm，分別為3#與5#槽。4#酸中和槽，用hno3水溶液，槽液濃度為1530%，溫度為室溫，大小為200020001000mm。6#熱水槽，水溫大于60，大小為200020001000mm。4.2.2 鑄錠加熱爐 根據(jù)本設計的特點和實際生產(chǎn)情況，選用580t推進式加熱爐580t鏈式連續(xù)加熱爐其性能參數(shù)如下：最大鑄錠尺寸： 70023005500mm；爐膛溫度及溫差： 4806805

35、；加熱能力： 72噸/小時（不含均熱）；鋁錠溫度及溫差： 4506205；加熱方式： 煤氣加熱，熱風循環(huán)，噴熱氣；燒嘴型號及個數(shù)： krom公司煤氣燒嘴z10-165共24個；加熱區(qū)數(shù)： 6區(qū)；燒嘴能力： 150m3/h；燃料熱值： 380kcal/m3；循環(huán)風機： 高溫離心風機6臺；冷卻風機： 12臺；裝爐量： 580噸。4.2.3 熱軋機 選擇熱軋機要綜合考慮合金品種及規(guī)格、生產(chǎn)規(guī)模、投資多少、產(chǎn)品質量與工藝要求，以及生產(chǎn)效率和勞動條件等。為了合理選擇熱軋機，滿足生產(chǎn)要求，提高產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益，要考慮以下原則： （1）熱軋機應具有高溫軋制的強度和剛度的要求，軋輥還要耐急冷急熱性能好； （

36、2）鑄錠厚，軋機開口度要大； （3）道次壓下量和主電機功率大。 （4）軋棍直徑大。熱軋道次壓下量大，為滿足咬入條件和軋輥強度要求，并且鑄錠厚為變形深入內部，都需要大直徑軋輥； （5）壓下速度高。通常熱軋隨軋制道次增多，溫降越大。壓下速度高，能充分利用金屬的高溫塑性，實現(xiàn)大壓下量軋制，保證終軋溫度，減少間隙時間提高生產(chǎn)效率。熱軋壓下速度一般都大于1mm/s，同時配合適當?shù)能堉扑俣龋?（6）軋機工作溫度高，錠重較大，為滿足工藝要求，改善勞動條件，軋機的機械化和自動化程度要求較高； （7）此外還要考慮到軋輥尺寸、軋制厚度、軋制速度、生產(chǎn)能力、許用軋制壓力，以及其他輔助設備的技術參數(shù)，應滿足工藝要求。

37、 本設計熱軋機選用75014002800四輥可逆式熱軋機。其性能參數(shù)如下： 軋制速度： 04.0m/s最大卷重： 5t；最大扁錠尺寸： 30012005240 mm；軋輥規(guī)格： 75014002800軋輥直徑： 7501400mm；主電機功率： 32002kw；最大軋制力: 30000kn；成品卷材最大外徑： 1700mm；成品卷材內徑： 600mm；成品最薄厚度： 1225mm；傳動比： 1；軋機最大開口度： 500mm。4.2.4 主電機的選擇電動機為直流電動機，ly6ly7、lm6、lf3均選擇功率為4600kw,轉速為90180r/min,=3。ld10選擇的電動機為功率為6400kw

38、，轉速為90180r/min,=3。4.3 熱軋工藝計算 工藝計算是在確定各種計算產(chǎn)品的工藝流程和初選設備的基礎上，根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求、制品的工藝性能以及設備特點，對各主要設備或工序進行具體的科學分析和必要的理論計算，從而確定出各種產(chǎn)品在各個工序的準確而具體的生產(chǎn)工藝流程、工以參數(shù)及各種消耗定額，并確定各部分及各環(huán)節(jié)之間的協(xié)作配套關系。工藝計算的內容包括：主要加工工序的工藝規(guī)程的制定；編制生產(chǎn)工藝流程定額卡。 制訂工藝規(guī)程的目的是為了充分利用被加工金屬及合金的塑性，并達到技術條件的要求；正確的選擇和使用設備、充分發(fā)揮設備潛力，并保證設備的安全；進行高效率的生產(chǎn)。 制訂工藝規(guī)程的內容包括確定出每

39、種計算產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程所經(jīng)過的各工序的工藝規(guī)程（工具材質、尺寸、形狀及各加工道次被加工件的形狀、尺寸變化等）和工藝參數(shù)（力、溫度、速度及表面介質等條件）。 在工藝設計中，工藝規(guī)程的制訂和工藝參數(shù)的選擇，要比照同類工廠的實際調查統(tǒng)計情況加以確定，并作必要的計算。4.3.1 熱軋壓下規(guī)程計算 現(xiàn)用ld10 熱軋壓下規(guī)程計算來說明熱軋壓下規(guī)程的計算。第 12 項：h及h由合金的高溫塑性和鑄造組織性能、軋機能力等因素由自己決定；第 34 項：第 5 項：接觸弧長度；第 67 項：寬展量由求得；bh =b+;上式中，c取0.45，r為軋輥半徑，在這里取375mm；第 810 項：溫降計算可采用經(jīng)驗公式計

40、算：溫降系數(shù)按下式計算：式中： 、熱軋開軋溫度和終軋溫度；已知第 n道的軋出厚度 ，則第n 道次的軋件溫度 按下式計算：第 11 項： 軋制速度 ，熱軋時的速度是先慢后快。開始軋制速度為1.5m/s,最后為2.0m/s；第 12 項： 平均金屬的變形速度為；第 1315 項： 第13項變形溫度影響系數(shù)可由參考文獻圖5-18查得； 第14項變形程度影響系數(shù)可由參考文獻圖5-18查得； 第15項變形速度影響系數(shù)可由參考文獻圖5-18查得；第 1617 項： 第16項為實際變形抗力： ；在特定條件下的查得為34mpa； 第17項為平面變形抗力：；第 19 項： 摩擦系數(shù) ，查表可得取0.42；第 2

41、0 項： 壓力系數(shù)；第 21 項： 平均單位壓力；第 22 項： 總軋制力 ；第 23 項： 軋后長度lh，根據(jù)體積不變原理有求得；第 24 項： 力臂系數(shù)查表可得取0.55；第 25 項： 軋制力矩 ；第 26 項： 軋輥軸承中的摩擦力矩 ； 第 27 項： 總摩擦力矩 ； 第 28 項： 空轉力矩， 取50 knm；第 29 項： 靜力矩 ，取1；第 30 項： 軋制動力矩， 取40r/mim第 3234 項： 軋制時間，v為軋制速度；第 3537 項： 輔助時間 ，取為5s；第 38 項： 總時間；第 3941 項： 軋制加速期總力矩 軋制減速期總力矩 穩(wěn)定軋制總力矩第 4244 項：

42、空轉加速期總力矩 空轉減速期總力矩 空轉穩(wěn)定總力矩一個軋制周期的等效力矩：=本設計所選三個計算產(chǎn)品詳細計算數(shù)據(jù)；4.3.2 熱軋工藝的校核 （1）熱軋咬入條件校核 自然咬入條件應滿足。根據(jù)用乳液潤滑的條件，查表得摩擦系數(shù)=0.42，=1.42,則=24, =0.90, =750(1-0.90)=75mm 由熱軋工藝表可知，各道次壓下量均小于75mm，滿足自然咬入條件。 （2） 主電機校核計算 主電機校核計算包括發(fā)熱和過載校核。由ld10熱軋工藝規(guī)程計算表可知 ，電機發(fā)熱校核：電機升溫條件為，由計算結果可看出電動機升溫條件滿足，即電機發(fā)熱通過。 電機過載校核：電機過載條件為，取2.5，由計算結果

43、可看出電動機過載條件滿足，即電機發(fā)熱通過。 由此可見，電機的額定功率能滿足工作需求。（3） 熱軋輥強度校核計算四輥軋機軋制時，工作輥為主傳動，工作輥主要承受扭矩，支承輥主要承受彎矩。 1）支承輥：校核輥身彎曲應力支承輥輥身的最大允許壓力： （1） （2） 2） 支承輥輥頭的最大允許壓力： 3）工作輥：只校核工作輥輥身彎曲應力和輥頭的扭曲應力 工作輥輥身最大允許壓力： =工作輥輥頭最大允許壓力： 由ld10熱軋工藝規(guī)程計算表可知，各道次的軋制力均未超過軋機的最大允許壓力，從設備強度條件看是安全的，故軋輥強度滿足工作需求。同樣，其他四種產(chǎn)品熱軋也滿足工作需求。(因為ld10中第四道次軋制壓力最大，

44、只需校核此道次)5 冷軋5.1 冷軋工藝 冷軋是獲得并保證產(chǎn)品品質的關鍵工序。冷軋通常是指金屬及其合金再結晶溫度以下的軋制過程。冷軋過程產(chǎn)生加工硬化，隨著變形程度的增加，材料的強度和變形抗力不斷增加，而塑性降低。冷軋的特點是：冷軋的產(chǎn)品有均勻的組織和性能，有較高的強度；產(chǎn)品的尺寸精度高，表面品質好；可通過變形程度和熱處理的控制和，獲得各種性能和狀態(tài)的產(chǎn)品；冷軋可生產(chǎn)薄材或箔材。冷軋過程與熱軋不同的是，它可以在不同的軋機上進行，也可以在同一軋機上完成。冷軋工藝制度包括冷軋壓下制度、冷軋時的張力、冷軋的速度、冷卻潤滑及輥型等內容。5.1.1 冷軋壓下制度 冷軋壓下制度主要包括總加工率的確定和道次加

45、工率的分配。（1） 中間冷軋總加工率的原則 充分發(fā)揮合金塑性，盡可能采用大的總加工率，以減少中間退火及其他工序，縮短工藝流程。 保證產(chǎn)品質量，防止總加工率過大，產(chǎn)生裂邊或斷帶，惡化表面質量。 充分發(fā)揮設備能力，保證設備安全運轉，防止損壞設備部件或燒壞電機的事故出現(xiàn)。 對于純鋁其中間冷軋總加工率為7595%，而對軟鋁合金，其中間冷軋總加工率為6085%，對硬鋁合金，其中間冷軋總加工率為6070%。（2） 成品冷軋總加工率主要取決于技術標準對產(chǎn)品性能的要求。因此，應根據(jù)產(chǎn)品不同狀態(tài)或性能要求，確定成品冷軋總加工率。（3） 道次加工率的分配 冷軋總加工率確定之后,應合理分配各道次的加工率。合理分配道

46、次加工率的基本原則是:在保證產(chǎn)品質量、設備安全的前提下,盡量減少道次,采用大加工率軋制,提高生產(chǎn)率。 具體分配道次加工率的一般原則是: 通常第一道次加工率較大,以充分利用金屬塑性,往后隨加工硬化程度增加,道次加工率逐漸減?。?保證順利咬入,不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,軋制厚板帶較突出； 分配道次加工率,應盡量使各道次軋制壓力相接近,對穩(wěn)定工藝調整輥型有利； 保證設備安全運行,防止超負荷損壞軋機部件與主電機。生產(chǎn)中,根據(jù)設備、工藝及產(chǎn)品要求,可適當調整道次加工率。5.1.2 冷軋時的張力 軋制帶材必須采用張力。張力通常是指前后卷筒給帶材的拉力，或者機架之間相互作用使帶材承受的拉力。（1）張力在軋制過程中的作

47、用 ： 能降低單位壓力，調整主電機負荷。 調整張力能控制帶材厚度。 調整張力可以控制板形。 防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。 張力為增大卷重，提高軋制速度，實現(xiàn)軋制過程機械化，以及計算機控制創(chuàng)造了有利條件。（2） 張力的確定與調整 確定張力的大小應考慮合金品種、軋制條件、產(chǎn)品尺寸與質量要求。一般隨合金變形抗力及軋制厚度與寬度增加，張力相應增大。最大張應力不超過合金的屈服極限，以免發(fā)生斷帶；最小張應力必須保證帶材卷緊卷齊。設計中可選擇張應力值q(0.20.4)0.2，厚帶或高塑性合金取上限，薄帶或低塑性合金取下限。 前張力與后張力的大小確定：一般后張力大于前張力，帶材不易拉斷，能防止跑偏，降低軋制壓

48、力比較顯著。但是，后張力過大增加主電機負荷，使后滑增大可能打滑，來料如卷松會造成擦傷等。相反，前張力大于后張力時，降低主電機負荷，促使變形均勻，有利于控制板形。但是，前張力過大，帶材卷得太緊，退火易粘結，軋制容易斷帶。生產(chǎn)中應根據(jù)具體情況選擇前后張力的大小。5.1.3 冷軋時的速度 為了提高生產(chǎn)率與確保設備安全，采用低速咬入及拋出，高速穩(wěn)定軋制制度。一般軋制速度在1020m/s左右。生產(chǎn)中，成品精軋最后道次為保證板形，采用較低的軋制速度有利于平整；當輥溫過高、裂邊嚴重或過焊縫處，應適當降低軋制速度?？傊?，生產(chǎn)中要根據(jù)具體條件和工藝要求，合理選定與調整軋制速度。5.1.4 冷軋時的冷卻潤滑 冷軋時，加工硬化使金屬的變形抗力增加，單位壓力較高，能耗增大。金屬的變形熱與摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，當加工率大、軋制速度高及壓力大時更為突出。而且冷軋產(chǎn)品的精度、性能及表面質量要求高。因此，冷軋時的冷卻潤滑對減小摩擦、降低能耗、控制輥溫、提高產(chǎn)品質量及軋輥使用壽命，具有重要的意義。（1）冷卻潤滑劑的要求 對冷卻潤滑劑有較高的要求： 基礎油的粘度要適當； 潤滑性能良好，摩擦系數(shù)?。?油膜強度要大； 不腐蝕軋件和軋輥，并容