年產(chǎn)量2.8萬噸鋁及鋁合金板帶材車間設(shè)計(jì)說明書.doc

1、江西理工大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄第一章 總論11.1車間設(shè)計(jì)的一般概論11.2車間設(shè)計(jì)的可行性研究11.3車間概況41.4廠址的選擇4第二章 車間工藝設(shè)計(jì)62.1生產(chǎn)方案的選擇62.2生產(chǎn)工藝流程112.3工藝敘述132.4設(shè)備的選擇262.5工藝計(jì)算342.6設(shè)備負(fù)荷計(jì)算472.7車間平面布置和立面尺寸502.8車間勞動(dòng)組織和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)57第三章 車間廠房與輔助設(shè)施設(shè)計(jì)683.1廠房設(shè)計(jì)683.2車間電力設(shè)施733.3車間供水與排水、供氣、供熱773.4環(huán)境保護(hù)78參考文獻(xiàn)80致謝81第一章 總論1.1車間設(shè)計(jì)的一般概論1.1.1目的和任務(wù)車間設(shè)計(jì)的目的是為了建立一個(gè)年產(chǎn)2.8萬噸鋁

2、及鋁合金板帶材生產(chǎn)車間。車間設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)需建設(shè)的企業(yè)做出技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的詳細(xì)規(guī)劃，確定出企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)狀況，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工的組織方法。具體任務(wù)如下：（1） 技術(shù)任務(wù)1） 確定產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及年產(chǎn)量。2） 確定產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)工藝過程，選取主要設(shè)備并確定其必要的數(shù)量3） 選擇與計(jì)算輔助設(shè)備。4） 計(jì)算完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需的原料，材料及動(dòng)力消耗。5） 提出動(dòng)力、運(yùn)輸、照明、采暖、通風(fēng)、供水、排水等各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。6） 計(jì)算車間所需面積，車間內(nèi)主要設(shè)備與輔助設(shè)備的布置。7） 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(wù)研究車間的生產(chǎn)勞動(dòng)組織，確定職工人

3、數(shù)及編制，制訂勞動(dòng)定額等。（3） 經(jīng)濟(jì)任務(wù)計(jì)算及制訂基本建設(shè)投資額，生產(chǎn)預(yù)算，計(jì)劃單位產(chǎn)品成本和綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1.1.2車間設(shè)計(jì)的依據(jù)車間設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)任務(wù)書。在進(jìn)行車間設(shè)計(jì)之前，應(yīng)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)部分取得設(shè)計(jì)任務(wù)，而設(shè)計(jì)任務(wù)書是有關(guān)部門根據(jù)國家計(jì)劃經(jīng)過充分討論訂出指定的，其基本內(nèi)容有：（1） 車間的生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)品種；（2） 車間的生產(chǎn)方案；（3） 建廠地址，廠區(qū)范圍和資源情況，水文地質(zhì)，原材料、燃料、動(dòng)力，供水以及供電等供應(yīng)情況，還有運(yùn)輸情況等；（4） 要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平；（5） 投資以及勞動(dòng)定員的控制數(shù)字；（6） 環(huán)保情況；1.2車間設(shè)計(jì)的可行性研究1.2.1市場(chǎng)調(diào)查 

4、; 供應(yīng)分析 ：    在國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速增長的拉動(dòng)下，我國鋁板帶、箔的消費(fèi)量不斷上升，為全球第二大鋁軋制產(chǎn)品消費(fèi)國，空調(diào)鋁箔和包裝用鋁箔在中國有巨大的市場(chǎng)空間。     行業(yè)專家預(yù)計(jì)，按照鋁板帶產(chǎn)品年均8%和鋁箔產(chǎn)品10-12%的保守增長率估算，到2010年，中國的鋁板帶產(chǎn)品的產(chǎn)量將達(dá)到380萬噸以上，鋁箔的產(chǎn)量有望達(dá)到110萬噸以上。專家提醒，短期內(nèi)應(yīng)防止產(chǎn)能擴(kuò)展過快帶來的投資風(fēng)險(xiǎn)。     目前，全球鋁板帶箔材生產(chǎn)總量已達(dá)到1800萬噸，其中鋁板帶產(chǎn)量約1500萬噸，

5、鋁箔產(chǎn)量約300萬噸。在中國，鋁板帶箔行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，統(tǒng)計(jì)顯示，2006年我國生產(chǎn)鋁板帶283萬噸，鋁箔74萬噸，已經(jīng)成為僅次于美國的第二大鋁板帶生產(chǎn)國，全球最大的鋁箔生產(chǎn)國，且產(chǎn)量年均增長率分別達(dá)到8%和10%左右。     需求分析 ：    影響鋁板帶箔的消費(fèi)需求的因素有：一是產(chǎn)品的價(jià)格。二是下游行業(yè)的市場(chǎng)需求量。三進(jìn)口產(chǎn)品的價(jià)格。     2009年，我國鋁板帶箔的產(chǎn)量為470萬噸，而市場(chǎng)需求量為500萬噸左右。預(yù)計(jì)2010年全年，我國鋁板帶箔的市場(chǎng)供給量約為500

6、萬噸，市場(chǎng)需求量將達(dá)到535萬噸。     2010年我國鋁板帶箔的市場(chǎng)需求量約為500萬噸，預(yù)計(jì)到2015年我國鋁板帶箔的市場(chǎng)需求量將達(dá)到745萬噸。     近年來，我國經(jīng)濟(jì)增長帶動(dòng)了鋁箔消費(fèi)的持續(xù)快速增長，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)的測(cè)算，我國鋁材需求增長率達(dá)到gdp增長率的1.65倍。我國居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)將為我國鋁箔工業(yè)提供廣闊的市場(chǎng)空間。     消費(fèi)特征分析 按照消費(fèi)量等于產(chǎn)量加上凈進(jìn)口量計(jì)算，2009年我國鋁板帶表觀消費(fèi)量達(dá)到360萬噸，鋁箔的銷量為105萬噸。

7、 由于世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，人均鋁板帶箔消費(fèi)量有很大的差別，2009年，世界人均鋁板帶箔的消費(fèi)量為3.2公斤，其中人均消費(fèi)量最多的國家是美國，人均消費(fèi)量達(dá)到20公斤，其次是意大利，人均消費(fèi)量為10公斤。     2008年，我國鋁板帶箔生產(chǎn)和消費(fèi)增速明顯放緩，主要是由于房地產(chǎn)新開工面積和在建面積增速、汽車產(chǎn)量增速和鋁制品出口增下降所致。隨著房地產(chǎn)投資增速的大幅放緩，固定資產(chǎn)投資增速也面臨較大的下降壓力，再加上鋁價(jià)大幅走低，消費(fèi)者大多采取觀望的態(tài)度。2009年，隨著經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，鋁板帶箔行業(yè)開始出現(xiàn)復(fù)蘇的局面，市場(chǎng)需求量不斷增加，出口量也

8、開始增加。到2010年，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的出臺(tái)，固定資產(chǎn)投資不斷增加，房地產(chǎn)行業(yè)出現(xiàn)快速發(fā)展的局面，對(duì)鋁板帶箔的市場(chǎng)消費(fèi)出現(xiàn)快速提升。     未來我國的鋁板帶生產(chǎn)應(yīng)該向著規(guī)模化，技術(shù)化，科技化的方向發(fā)展，而作為國家而言應(yīng)該將生產(chǎn)設(shè)備落后，生產(chǎn)能力較低的鋁板帶生產(chǎn)企業(yè)給予取締，作為高耗能的加工項(xiàng)目，國家應(yīng)該適當(dāng)介入，將我國鋁行業(yè)向國際先進(jìn)水平靠攏。     2002年，我國各類鋁加工材總產(chǎn)量已超過德國和日本，躍居世界第二，成為僅次于美國的世界鋁加工生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國，但人均年消費(fèi)量仍然較低，200

9、3年鋁材人均年消費(fèi)量為3.20公斤，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國27.40公斤、日本19.40公斤的水平，也低于2000年世界人均3.30公斤的年消費(fèi)量。我國鋁材消費(fèi)量若要達(dá)到世界平均水平，其產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到400萬噸；若要達(dá)到美國、瑞士、日本等國家的消費(fèi)水平，鋁材產(chǎn)量需達(dá)到2,200萬噸，其中鋁型材應(yīng)約為880萬噸（資料來源：中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會(huì)）。因此，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民消費(fèi)水平的進(jìn)一步提高，尤其是住房條件的進(jìn)一步改善，鋁型材的消費(fèi)量有望繼續(xù)增長，從而為我國鋁型材行業(yè)的發(fā)展提供較大的發(fā)展空間。     根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展三步走的戰(zhàn)略，現(xiàn)在進(jìn)入了全面建設(shè)小康

10、社會(huì)的階段，2001至2050年間將達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家的水平。依據(jù)專家分析，我國制定的"小康"目標(biāo)的人均居住面積指標(biāo)是35平方米/人，而現(xiàn)在只達(dá)到20平方米/人。因此，這期間住宅建設(shè)將繼續(xù)高速發(fā)展，其拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長總值將達(dá)7%左右。2000年我國住宅建設(shè)面積6.30億平方米，僅門窗生產(chǎn)規(guī)模達(dá)16.10億平方米。2050年前我國將新建250300億平方米住宅，僅門窗約需640766億平方米。其中2010年前，鋁門窗一項(xiàng)所需鋁型材的年均增量約10萬噸，這里還不包括其他建筑鋁型材帶來的大量需求。     發(fā)展存在的問題  

11、0;  近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，對(duì)鋁板帶材的需求旺盛。雖然我國鋁板帶生產(chǎn)有了長足的發(fā)展，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仍不夠合理，普通產(chǎn)品生產(chǎn)能力的過剩，高技術(shù)含量、高精度、高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)能力不足，因而也造成大量進(jìn)口的局面出現(xiàn)。     從總量上來看，我國鋁板帶材的生產(chǎn)與消費(fèi)已進(jìn)入世界前列，但人均消費(fèi)仍舊很低，與世界發(fā)達(dá)國家相比差距更大，不及美國人均消費(fèi)量的7.5%、日本的14%，因此，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國鋁板帶箔工業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。     目前，我國鋁板帶箔市

12、場(chǎng)存在的問題主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，特別是技術(shù)含量高、生產(chǎn)難度大的高精度產(chǎn)品供應(yīng)不足的矛盾較為突出，而低檔次產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。這些現(xiàn)象嚴(yán)重的阻礙著我國鋁板帶箔市場(chǎng)的健康發(fā)展，也是市場(chǎng)發(fā)展亟需重點(diǎn)關(guān)注與解決的問題。 未來發(fā)展趨勢(shì)：  目前，我國鋁材的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與其他國家相比有較大的差異，壓延材所占比例低于擠壓材，但從近幾年市場(chǎng)需求的情況來分析，預(yù)計(jì)我國鋁板帶箔材的消費(fèi)將會(huì)有顯著的增加，逐步趨向于世界鋁材的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，2010年，我國鋁板帶材的消費(fèi)量預(yù)計(jì)達(dá)300萬t/a以上，鋁箔材的消費(fèi)量將達(dá)到85萬t/a以上1.2.2要求在設(shè)計(jì)的過程中，秉著遵紀(jì)守法、注重環(huán)保的要求，設(shè)計(jì)出工藝先

13、進(jìn)、投資少、利潤高、成品率高、綜合利用率高、環(huán)保簡潔及節(jié)能的車間。1.3車間概況1.3.1車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)量、品種、規(guī)格、范圍本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)2.8萬噸鋁及鋁合金板帶材生產(chǎn)車間的設(shè)計(jì)。采用帶式法并結(jié)合先進(jìn)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備來生產(chǎn)各種規(guī)格的鋁及鋁合金板帶材產(chǎn)品，可以生產(chǎn)1、2、3、5、7系等合金牌號(hào)的產(chǎn)品，主要有ps版基卷材、飛機(jī)蒙皮板、幕墻板、制罐料等多種產(chǎn)品。產(chǎn)品厚度最薄可達(dá)到0.3mm，寬度為5501050mm，板材長度可達(dá)5m。本設(shè)計(jì)四個(gè)計(jì)算產(chǎn)品牌號(hào)為:1060、2a12、3a21、7a09。1.3.2車間面積、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本車間總面積為15840m2，總投資150387.45萬元,綜合成品率達(dá)87

14、.48%,年總產(chǎn)值105112萬元，年利潤55843.168萬元，在冊(cè)工人數(shù)為381人，車間建成投產(chǎn)46個(gè)月后即可收回成本。1.4廠址的選擇一般來講，大中型鋁板帶加工廠有兩種廠址選擇方案，一是靠近原材料(電解鋁)廠，二是靠近消費(fèi)市場(chǎng)。把加工廠建在靠近消費(fèi)市場(chǎng)的地方，有利于開拓市場(chǎng)和提高服務(wù)質(zhì)量，但對(duì)大中型板帶加工廠，其用戶會(huì)遍及全國各地，因此把工廠建在某個(gè)消費(fèi)相對(duì)集中的地區(qū)，必然會(huì)存在原料和成品的運(yùn)輸問題。而廠址靠近原材料廠，其經(jīng)濟(jì)利益是顯而易見的。一些不利因素可以通過加強(qiáng)管理，在熱點(diǎn)地區(qū)建立銷售中心等方式彌補(bǔ)。其優(yōu)點(diǎn)主要有：（1） 可以盡可能地利用電解鋁液；不需要長途運(yùn)輸鋁錠，可節(jié)省運(yùn)輸成本

15、200元/噸左右。（2） 可得到一個(gè)較低的運(yùn)行成本、僅電費(fèi)就可節(jié)省150450元/噸；（3） 避免了冶煉廠成品和鋁加工的庫存。（4） 可減少電解鋁廠和板帶加工廠雙方的鋁錠供銷人員和費(fèi)用。通過以上比較，選擇第一種方案，即在原料廠附近建廠，我國主要產(chǎn)鋁大省有山東、河南、貴州、山西、青海、廣西，其中河南鋁工業(yè)發(fā)展的前景最廣闊。河南是全國的鐵路和公路交通的樞紐，產(chǎn)品運(yùn)輸方便，相應(yīng)可以節(jié)約大量運(yùn)輸成本，提高利潤。青海地處西部，距離消費(fèi)市場(chǎng)較遠(yuǎn)，需每年運(yùn)進(jìn)、運(yùn)出百萬噸物料，運(yùn)價(jià)昂貴，增高成本。貴州省具有豐富的鋁土礦，但是埋藏較深開采成本高。 相比之下，河南發(fā)展鋁工業(yè)優(yōu)勢(shì)十分明顯，全國可供拜爾法工藝生產(chǎn)的鋁

16、土礦資源8億噸，其中一半以上在河南。河南還有豐富的水電資源。從以上不難看出，從鋁業(yè)的發(fā)展規(guī)律來看，依托河南的鋁資源優(yōu)勢(shì)，和便利的交通運(yùn)輸條件，以及強(qiáng)大的消費(fèi)市場(chǎng)。在河南建廠是比較符合要求的。第二章 車間工藝設(shè)計(jì)2.1生產(chǎn)方案的選擇2.1.1產(chǎn)品方案的編制產(chǎn)品方案是指所設(shè)計(jì)的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計(jì)劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。編制產(chǎn)品方案的原則：（1） 國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要情況，既考慮當(dāng)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

17、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。本設(shè)計(jì)中所確定的產(chǎn)品方案表詳見表21。表2-1 產(chǎn)品方案表序號(hào)制品名稱合金牌號(hào)狀態(tài)產(chǎn)品規(guī)格范圍mm厚寬長1純鋁帶l2、l3m、y、y1、y2、y3、y4、t0.34.050025002防銹鋁板lf21、lf11、lf6m、y、y1、y2、y4、0.34.050025002000100003硬鋁板ly12、ly6、ly11m、cz、cs、czy0.34.050025002000100004超硬鋁板lc9、lc4m、cs、0.34.050025002000100002.1.2計(jì)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

18、起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上。但是，在設(shè)計(jì)中不可能對(duì)每種合金的每一個(gè)品種、規(guī)格及狀態(tài)都進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。選擇計(jì)算要注意以下幾點(diǎn)：（1） 有代表性這些計(jì)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(diǎn)等方面必須具有代表性。（2） 通過所有的工序指所選的計(jì)算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計(jì)算產(chǎn)品都通過各工序，而是對(duì)所有計(jì)算產(chǎn)品綜合來看的。（3） 所選的計(jì)算產(chǎn)品要與實(shí)際相接近。（4） 計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。根據(jù)計(jì)算產(chǎn)品進(jìn)行工藝計(jì)算、選擇設(shè)備、確定工藝、確定車間人力

19、與物力的消耗及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等所獲得的結(jié)果。把計(jì)算產(chǎn)品按產(chǎn)品名稱、合金牌號(hào)、狀態(tài)、規(guī)格范圍、產(chǎn)量等列成表，如表2-2所示。表2-2 計(jì)算產(chǎn)品表序號(hào)制品名稱合金牌號(hào)產(chǎn)品規(guī)格厚（mm）寬（mm）長（mm）狀態(tài)年產(chǎn)量(t)所占比例()技術(shù)條件1純鋁帶l20.3*550m700025gb/t 3194-19982防銹鋁板lf210.5*1050*2000y2700025gb/t 3194-19983硬鋁板ly121*1000*5000cz700025gb/t 3194-19984超硬鋁板lc91.25*950*3000cs700025gb/t 3194-19982.1.3加工產(chǎn)品的基本性質(zhì)加工產(chǎn)品的各類

20、性質(zhì)如表2-3到表2-6所示表2-3 計(jì)算產(chǎn)品的化學(xué)成分合金牌號(hào)sifecumnmgcrzntinial10600.250.350.050.030.030.050.0399.63a210.60.70.21.01.60.050.10.15余量2a120.50.53.84.90.30.91.21.80.30.150.1余量7a090.50. 51.22.00.152.03.00.160.35.16.10.1余量表2-4 計(jì)算產(chǎn)品的物理性能合金牌號(hào)密度/kg/m3液相線溫度/固相線溫度/體膨脹系數(shù)/m3(m3*k)比熱容/j/（kg*k）熱導(dǎo)率/w/(m*k)室溫電阻率/歐姆*毫米106027056

21、5764668×10-690023427.83a2127406546431176（200）164342a12278063850266×10-6875120737a09280063547768×10-696015543.1表2-5 計(jì)算產(chǎn)品的典型室溫機(jī)械性能合金牌號(hào)狀態(tài)抗拉強(qiáng)度b/mpa屈服強(qiáng)度0.2/ mpa延伸率/%硬度/hb抗剪強(qiáng)度/ mpa疲勞強(qiáng)度-1/ mpa1060m703043195020y4857516235530y21009012266035y11151058307045y13012563575452a12m18575204712590cs4703

22、2520120285140jm1807520125cyz48534518120285140jcs440290192753a21m1104030287550y413012510358555y21501458409560y117517054710570y200185455110707a09m2301051760150cs57050511150330160表2-6 計(jì)算產(chǎn)品的典型用途合金牌號(hào)典 型 用 途1060要求抗蝕性與成形性均高的場(chǎng)合，但對(duì)強(qiáng)度要求不高，化工設(shè)備時(shí)典型用途。2a12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)?，建筑與交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件等3a21飛機(jī)油箱、油路導(dǎo)管、鉚釘線材等，建筑材料與

23、食品工業(yè)裝備等。7a09飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件、制造這類零件對(duì)合金的要求是：抗剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕、開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高。2.1.4產(chǎn)品質(zhì)量的要求（1） 規(guī)格標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品的牌號(hào)、形狀、尺寸及表面質(zhì)量，并且附有供使用參考的有關(guān)參數(shù)等。（2） 性能標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他特殊性能要求等。（3） 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定做實(shí)驗(yàn)時(shí)的取樣部位、試樣形狀和尺寸、實(shí)驗(yàn)條件以及試驗(yàn)方法等。（4） 交貨標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。本設(shè)計(jì)中成品性能標(biāo)準(zhǔn)是gb/t 3194-1998。2.1.5生產(chǎn)方案的選

24、擇（1）生產(chǎn)方案的定義所謂生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件、找出合理的生產(chǎn)方案。（2）生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：1） 金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求。品種和規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設(shè)計(jì)的車間就有很大的差別。2） 年產(chǎn)量的大小產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。3） 投資、建設(shè)速度、機(jī)械化與自動(dòng)化程度、勞動(dòng)條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。主

25、要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可比照一個(gè)廠，特別是比較成熟的工藝。（3）生產(chǎn)方案的比較常用的生產(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。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(diǎn)是設(shè)備簡單，投資少，操作方便，靈活性大，調(diào)整容易；其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)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(zhì)不易控制?？梢栽诋a(chǎn)量小、品種多、建設(shè)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(jìn)

26、行冷軋，最后剪切成板或分切成帶的生產(chǎn)方法。特點(diǎn)是采用大鑄錠，進(jìn)行高速軋制，易于連續(xù)化、機(jī)械化的大生產(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，單位產(chǎn)品能耗少，可采用高度自動(dòng)化控制產(chǎn)品品質(zhì)好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)條件好；缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大，建設(shè)周期長，靈活性差。適合于產(chǎn)量大、規(guī)格大，品質(zhì)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(shè)周期長。特別是由于技術(shù)的高度進(jìn)步，坯料和帶材可以通過焊接，卷重可達(dá)2噸以上。帶式法正向連續(xù)化、自動(dòng)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(jī)、多機(jī)架連軋機(jī)進(jìn)行成卷的軋制。近年來許多國家還采用了行星軋機(jī)、擺式軋機(jī)、多輥軋機(jī)等生產(chǎn)帶材、箔材。而為了控制板形

27、，70年代初相繼開發(fā)了各種新軋機(jī)與新技術(shù)，其輥系結(jié)構(gòu)、輥形及調(diào)節(jié)方式各有特色，主要采用的是移輥技術(shù)、對(duì)輥交叉等技術(shù)，這新軋機(jī)主要有：hc軋機(jī)、cvc軋機(jī)、upc軋機(jī)、pc軋機(jī)、ffc軋機(jī)等。3） 連鑄連軋法板帶連鑄連軋?jiān)O(shè)備由連鑄機(jī)和冷軋機(jī)組成。目前我國生產(chǎn)厚度為67mm的鑄軋鋁板，直接供給冷軋機(jī)和鋁箔軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)連鑄連軋生產(chǎn)線。此法廢料損失少，成品率高；生產(chǎn)工序少，周期短，生產(chǎn)效率高。連鑄連軋法生產(chǎn)的帶材可以做箔材坯料、建筑材料及日用器皿等。通過對(duì)以上生產(chǎn)方案的比較，并結(jié)合實(shí)際年產(chǎn)量，本設(shè)計(jì)采用帶式法生產(chǎn)。832.2生產(chǎn)工藝流程2.2.1生產(chǎn)工藝流程的定義所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次

28、序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)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(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。2.2.2生產(chǎn)工藝流程制訂的主要依據(jù)制定生產(chǎn)流程總的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)產(chǎn)品方案的要求由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格和質(zhì)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)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有

29、相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。（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(fù)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(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。2.2.3計(jì)算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程帶式法生產(chǎn)鋁及鋁合金板帶材的一般生產(chǎn)工藝流程如圖2-1所示，各計(jì)算產(chǎn)品的具體生產(chǎn)工藝流程歸結(jié)如表2-7所示。圖2-1 帶式法生產(chǎn)鋁及鋁合金板帶材的一般生產(chǎn)工藝流程檢驗(yàn)涂油包裝入庫半連續(xù)鑄錠銑面、蝕洗包鋁熱軋中間退火切頭尾邊卷取冷軋預(yù)先退火預(yù)先剪切成品退火淬火人工時(shí)效精整加熱表2-7 產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程工序

30、流程號(hào)合金牌號(hào)10602a123a217a09產(chǎn)品規(guī)格0.3×5501×1000×50000.5×1050×20001.25×950×3000供貨狀態(tài)mczy2cs1供錠2銑面3蝕洗(擦凈表面)4包鋁5加熱6熱軋7切頭、尾、邊8卷取9預(yù)先退火10冷軋11中間退火12預(yù)先剪切13成品退火14淬火15時(shí)效16矯直17剪切18檢驗(yàn)19涂油、包裝20入庫2.3工藝敘述2.3.1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)鑄造法生產(chǎn)鑄錠，鑄錠經(jīng)去除頭尾、切斷，有的需表面機(jī)械加工，作為加工車間的錠坯。（1）錠坯選擇的原則錠坯尺寸

31、與形狀的確定對(duì)選擇設(shè)備，確定工藝，提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本都有很大影響。因此，錠坯選擇應(yīng)根據(jù)下列原則：1） 根據(jù)車間的規(guī)模和產(chǎn)量對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)模和產(chǎn)量較大的車間，應(yīng)盡量的選擇大錠坯。2） 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(shè)備特點(diǎn)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。如板帶材軋制。應(yīng)根據(jù)成品寬度加上切邊損失量確定熱軋前錠坯的寬度，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。3） 根據(jù)設(shè)備能力錠坯的最大規(guī)格尺寸應(yīng)取決于設(shè)備能力。如扁錠坯的最大厚度、寬度、長度及重量取決于軋機(jī)軋輥?zhàn)畲箝_口度、軋機(jī)的強(qiáng)度和剛度

32、、電機(jī)能力、最小終軋厚度、前后輥道長度以及其他各種設(shè)備的承受能力等。4） 根據(jù)制品的性能確定錠坯厚度或直徑為保證產(chǎn)品的機(jī)械性能與內(nèi)部組織的質(zhì)量要求，錠坯應(yīng)留有足夠的變形程度，確定錠坯最小限制尺寸。5） 根據(jù)金屬及合金的工藝性質(zhì)由于各種金屬及合金的加工性能不同，那么所選擇的錠坯大小也不同。如鋁、銅等合金通常采用大錠，而對(duì)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(shí)裂邊、折邊把扁錠的窄面?zhèn)冗呑龀蓤A弧形。6） 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(yīng)視不同的情況進(jìn)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鑄造的操作技術(shù)水平限

33、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尺寸與形狀的確定必須綜合分析，全面考慮。錠坯的尺寸應(yīng)考慮產(chǎn)品的品種、規(guī)格，考慮生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備條件和鑄造方法等因素，選擇錠坯的尺寸要綜合考慮，因?yàn)樵黾渝V坯的厚度，可以減少整個(gè)工序的輔助時(shí)間，提高設(shè)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(huì)帶來嚴(yán)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(gè)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(shè)備而定，可選在4002000mm，長度按帶坯的卷重來定。有色金屬壓力加工用坯料，在工業(yè)上還沒有統(tǒng)

34、一的標(biāo)準(zhǔn)，通常是每個(gè)加工車間根據(jù)本車間的能力，選擇錠坯，在設(shè)計(jì)中，各加工車間根據(jù)情況，確定需要錠坯的尺寸、形狀、數(shù)量，向熔鑄車間提出供錠任務(wù)書。（3）錠坯的質(zhì)量錠坯質(zhì)量是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板帶箔材與管棒型材產(chǎn)品的基礎(chǔ)，因?yàn)殍T造缺陷常常是產(chǎn)生各種廢品的主要原因。通常對(duì)錠坯質(zhì)量要求如下：1） 錠坯的化學(xué)成分及宏觀組織應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；2） 尺寸及偏差應(yīng)滿足工藝的要求；3） 鑄錠表面光潔、無缺陷通常對(duì)錠坯要進(jìn)行銑面、刨面或車面。4） 鑄錠內(nèi)部應(yīng)沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷。四種計(jì)算產(chǎn)品鑄錠規(guī)格如表2-8所示表2-8 計(jì)算產(chǎn)品鑄錠規(guī)格合金牌號(hào)成品寬度/mm鑄錠規(guī)格/mm熱軋機(jī)規(guī)格1060550160&

35、#215;1050×4000700/1250*2000四輥可逆式熱軋機(jī)3a211050170×1050×40002a121000160×1050×40007a09950160×1060×40002.3.2鋁及鋁合金板帶生產(chǎn)工藝（1）鑄錠銑面用銑削的方法將鑄錠表面剝?nèi)ヒ粚?，以消除鑄錠表面缺陷的方法叫銑面。鑄錠銑面是為了除去表面的偏析瘤、夾渣、結(jié)疤和表面裂紋等，減少板片的金屬及非金屬壓入缺陷，提高表面品質(zhì)；易于包鋁，提高包鋁板的焊合品質(zhì)和抗蝕性能。每邊銑削量為：硬鋁合金、高鎂鋁合金不少于6mm，高鋅系合金不少于7mm，軟合金不少

36、于3mm。半連續(xù)鑄錠的表面常存在有偏析浮出物（偏析瘤），有時(shí)還帶有夾渣，結(jié)疤和表面裂紋，因此必須銑面。對(duì)純鋁鑄錠一般可不銑面。由于偏析瘤中的合金元素含量較高，在熱軋溫度下，其塑性很低，易被壓脆壓裂，脆裂的金屬被軋機(jī)壓入板面后，在熱軋溫度下，起塑性很低，易被壓碎和壓裂。碎裂的金屬被軋機(jī)壓入板面后，將影響板片的表面質(zhì)量，造成金屬壓入缺陷。因此鑄錠一般都要銑面。（2）蝕洗用化學(xué)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。2a16、2a11、2a12、3004等合金的銑面錠坯、純鋁錠坯以及包鋁板都需要蝕洗。對(duì)含有mg、mn、si、zn元素較多的超硬鋁和高鎂系防銹

37、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。（3）包鋁包鋁的目的是為了提高合金制品的抗蝕性能和加工工藝性能。包鋁分為工藝包鋁和技術(shù)包鋁。如果單純?yōu)楦纳萍庸すに囆阅芏M(jìn)行的包鋁稱為工藝包鋁。如果技術(shù)條件要求為提高抗蝕性能而進(jìn)行的包鋁稱為技術(shù)包鋁。單面包鋁層厚度是制品總厚度的2.510（一般取4）。包鋁板長度通常為錠坯長度的75左右，寬度比錠坯寬度大120140mm。本設(shè)計(jì)中的計(jì)算產(chǎn)品，只有2a12采用1060作包鋁板,而7a09采用6005作包鋁板，其包鋁板尺寸見表2-9所示。表2-9 計(jì)算產(chǎn)品鑄錠的包鋁板尺寸合金牌號(hào)包鋁板尺寸厚度/mm每面寬度/mm長

38、度/mm2a1261180787.57a0971180787.5（4）加熱鑄錠加熱的目的在于充分利用鋁及鋁合金在高溫狀態(tài)下的良好塑性和較低的變形抗力，并消除一部分鑄錠產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，保證熱軋所需溫度和良好的加工性能。鑄錠加熱制度包括加熱溫度、加熱時(shí)間及爐內(nèi)氣氛、裝爐量、裝爐方式等。1） 加熱溫度加熱溫度應(yīng)滿足熱軋溫度，保證金屬的塑性高、抗力低、產(chǎn)品質(zhì)量好鑄錠的加熱溫度必須適當(dāng)，鑄錠加熱溫度應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，溫度過高時(shí)，將發(fā)生合金鑄錠過熱現(xiàn)象。而溫度過低時(shí)，在軋制過程中，鑄錠的表面易產(chǎn)生細(xì)網(wǎng)狀裂紋，其邊部也易產(chǎn)生裂口。鑄錠的溫度必須均勻，鑄錠加熱時(shí)，應(yīng)使鑄錠各個(gè)部位溫度均勻。加熱時(shí)間的長短，除

39、與加熱設(shè)備有關(guān)外，也與鑄錠的厚度有關(guān)，在保證鑄錠加熱均勻的條件下，加熱時(shí)間愈小愈好。t=t開軋+（5070） 式中、t開軋分別是熱軋溫度、合金的開軋溫度。2） 加熱時(shí)間加熱時(shí)間包括升溫和均溫時(shí)間，確定時(shí)間應(yīng)考慮合金導(dǎo)熱性、鑄錠尺寸、加熱時(shí)的傳熱方式及裝料方法等因素。加熱時(shí)間宜短，降低能耗，防止過熱或過燒，但必須保證均勻熱透，達(dá)到所需要加熱溫度。t=（1220）式中t、h分別是鑄錠加熱時(shí)間、鑄錠厚底3） 爐內(nèi)氣氛根據(jù)具體合金與氣體相互作用的特性不同，選用不同的爐內(nèi)氣氛，以保證鑄錠的加熱質(zhì)量，本設(shè)計(jì)是在推進(jìn)式加熱爐中加熱，爐內(nèi)氣氛是空氣。為了提高加熱速度，保證加熱均勻，在爐內(nèi)常采用風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)制熱循

40、環(huán)流動(dòng)。根據(jù)合金的塑性圖、合金相圖、再結(jié)晶圖及相關(guān)資料可得各計(jì)算產(chǎn)品的加熱制度見表2-10所示加熱爐采用推進(jìn)式加熱爐。表 2-10 計(jì)算產(chǎn)品鑄錠的加熱制度表合金牌號(hào)加熱溫度/加熱時(shí)間/h106050042a124604.53a215204.57a094954.5（5）熱軋加熱工藝制度包括加熱溫度、熱軋速度、壓下制度、冷卻潤滑及輥型。對(duì)熱軋溫度、熱軋速度、熱軋壓下制度、熱軋冷卻潤滑及熱軋缺陷分別介紹如下。1) 熱軋溫度熱軋溫度包括開軋溫度和終軋溫度，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(yīng)考慮低熔點(diǎn)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(diǎn)相的熔化，導(dǎo)致加熱時(shí)鑄錠過

41、熱或過燒，熱軋時(shí)開裂或軋碎。塑性圖在一定程度上反映了金屬的高溫塑性情況，它是確定熱軋溫度范圍的主要依據(jù)。根據(jù)塑性圖可以選擇塑性高、強(qiáng)度小的熱軋溫度范圍。對(duì)某些合金，當(dāng)溫度降低時(shí)，塑性急趨下降。出現(xiàn)“中溫脆性區(qū)”，溫度控制不當(dāng)，熱軋板出現(xiàn)裂邊現(xiàn)象。因此，熱軋應(yīng)在溫度降落在中溫脆性區(qū)以前完成。塑性圖不能反映熱軋終了金屬的組織與性能。當(dāng)熱軋產(chǎn)品組織性能有一定要求時(shí)，必須根據(jù)第二類再結(jié)晶圖確定終軋溫度。終軋溫度要保證產(chǎn)品所要求的性能和晶粒度。溫度過高，晶粒粗大，不能滿足性能要求，而且繼續(xù)冷軋會(huì)產(chǎn)生軋件表面桔皮和麻點(diǎn)等缺陷，當(dāng)冷軋加工率較小時(shí)，還難以消除。終軋溫度過低引起金屬加工硬化，能耗增加，再結(jié)晶不

42、完全導(dǎo)致晶粒大小不均及性能不合。終軋溫度還取決于相變溫度，在相變溫度以下將有第二相析出，其影響由第二相的性質(zhì)決定。一般會(huì)造成組織不均，降低合金塑性，造成裂紋以致開裂。終軋溫度一般取相變溫度以上2030。無相變的合金，左右。2) 熱軋速度為了提高生產(chǎn)率，保證合理的終軋溫度應(yīng)采用高速軋制。但是，熱軋過程中硬化和軟化過程的轉(zhuǎn)化方向，關(guān)鍵取決于變形速度，而軋制速度是影響熱軋變形速度的一個(gè)重要因素?？梢姡瑹彳埶俣炔粌H直接影響生產(chǎn)率，還通過變形速度影響金屬的塑性。如果提高軋制速度有利于金屬塑性增加過程的進(jìn)行，應(yīng)提高軋制速度。相反，如果提高軋制速度使金屬向塑性減小的過程進(jìn)行，應(yīng)降低軋制速度。對(duì)于變速可逆式軋

43、機(jī)，開始軋制時(shí)為有利于咬入，軋制速度降低；咬入后升速至穩(wěn)定軋制，軋制速度較高；即將拋出時(shí)降低軋制速度，實(shí)現(xiàn)低速拋出。這種速度制度有利于減少溫降和提高軋機(jī)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(gè)階段：一是開始軋制階段，因?yàn)殍T錠厚而短，絕對(duì)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(yīng)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(yīng)采用較低的軋制速度。3) 熱軋壓下制度熱軋壓下制度主要包括熱軋總加

44、工率、道次加工率和軋制道次的確定等。（a） 總加工率的確定原則 ：大多數(shù)鋁及鋁合金的熱軋總加工率可達(dá)90以上。當(dāng)鑄錠厚度和設(shè)備條件已確定時(shí)，確定總加工率的原則是：a）金屬及合金的性質(zhì)。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，其總加工率通常比軟鋁合金??；b）產(chǎn)品質(zhì)量要求。供冷軋用的坯料，熱軋總加工率應(yīng)留有足夠的冷變形量，以便控制產(chǎn)品性能等；對(duì)熱軋產(chǎn)品為保證性能要求，熱軋總加工率的下限應(yīng)使鑄造組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸そM織；c）軋機(jī)能力及設(shè)備條件。軋機(jī)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

45、度受軋機(jī)開口度和輥道長度等限制；d）鑄錠尺寸及質(zhì)量。鑄錠厚且質(zhì)量好，加熱均勻，熱軋總加工率相應(yīng)增加。（b） 道次加工率的確定原則：制定道次加工率應(yīng)考慮合金的高溫性能、咬入條件、產(chǎn)品質(zhì)量要求及設(shè)備能力。不同軋制階段道次加工率確定的原則是：a） 開始軋制階段，道次加工率比較小，因?yàn)榍皫椎来沃饕亲冭T造組織為加工組織，滿足咬入條件。對(duì)包鋁板鑄錠，為使包鋁板與基體焊合牢固，頭一道次加工率應(yīng)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(shí)，減少不均勻變形產(chǎn)生的裂紋、分層或“張嘴”，加工率應(yīng)隨道次增多逐漸加大；b） 中間軋制階段，隨金屬加工性能的改善，如果設(shè)備能力允許應(yīng)盡量增大道次加工率。最大道次

46、加工率，對(duì)硬鋁合金變形深透后可達(dá)45%以上，對(duì)軟鋁及多數(shù)重有色金屬可達(dá)50%。中間道次后期壓下量應(yīng)使軋制壓力與輥型相適應(yīng)。以便控制板凸度；c） 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(yīng)在控制板凸度的基礎(chǔ)上，保持良好的板形條件和厚度偏差。（c） 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，道次加工率小，鑄錠較寬時(shí)，軋制道次數(shù)多。在可能的條件下，應(yīng)減少軋制道次。本設(shè)計(jì)四個(gè)計(jì)算產(chǎn)品的熱軋壓下制度如表2-11所示。表2-11 四個(gè)計(jì)算產(chǎn)品的熱軋壓下制度合金牌號(hào)總加工率最大道次加工率軋制道次106095%45.45%72a1295%40%93a21

47、95%42.86%77a0995%37.14%94) 熱軋時(shí)的冷卻潤滑（a） 冷卻潤滑的作用：a) 冷卻軋輥，減少摩擦，降低能耗，提高生產(chǎn)率；b) 防止輥面粘著金屬粉末(防止粘輥)，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量；c) 減少輥面磨損及龜裂，增加軋輥使用壽命；d) 控制輥型，改善板形。（b）對(duì)熱軋冷卻潤滑劑的要求：a) 潤滑油閃點(diǎn)高，高溫潤滑性好；b) 潤滑劑燃燒后不留殘灰和油垢；c)較高的油膜強(qiáng)度；油膜強(qiáng)度高，承受軋制壓力大而且油膜不破裂，防止粘輥；d) 乳液應(yīng)具有穩(wěn)定性高、熱分離性好、使用周期長等特點(diǎn)；e) 不腐蝕軋件和軋輥；f) 來源廣，成本低，使用管理方便，對(duì)環(huán)境污染小。鋁及鋁合金的冷卻潤滑廣泛采用乳

48、液，乳液具有冷卻能力大，潤滑性能好等特點(diǎn)。常用的乳液某些性能指標(biāo)其性能如表2-12所示表2-12 常用的乳液某些性能指標(biāo)乳液名稱使用濃度/%油膜強(qiáng)度/nph使用周期59c373904907.518.0a-1001hr22.56857358.08.5約6個(gè)月prosol6615>7.5約3個(gè)月1022號(hào)7.01.53個(gè)月200號(hào)586857867.27.5612個(gè)月84號(hào)136857858.08.512個(gè)月lrz-88236857357.58.0912個(gè)月5) 熱軋制品的主要缺陷及產(chǎn)生原因熱軋制品主要有表面不合、板形不良、厚度超差及機(jī)械性能不合等缺陷，分析產(chǎn)生的原因，找出消除措施，對(duì)減少熱

49、軋廢品提高成品率具有重要意義。（a） 表面缺陷 制品表面有氣泡與起皮、裂紋、裂邊、分層或?qū)恿选潅c擦傷、粘輥等缺陷。氣泡與起皮的主要原因是鑄錠質(zhì)量問題。表面裂紋主要與金屬性能、冷卻潤滑及鑄錠加熱氣氛有關(guān)。裂邊的原因主要是鑄錠加熱溫度低，金屬塑性較差，冷卻潤滑不良；道次加工率太大；輥型控制不好；出現(xiàn)邊部負(fù)拉應(yīng)力產(chǎn)生裂邊。分層或?qū)恿?，通常熱軋低塑性合金時(shí)，道次壓下量分配不合理，變形不深透產(chǎn)生表層變形，致使軋件中部出現(xiàn)附加拉應(yīng)力，產(chǎn)生分層或?qū)恿?，?yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)“張嘴”。適當(dāng)增加道次加工率，減少不均勻變形；加強(qiáng)冷卻潤滑，防止粘輥；沿軋向鑄錠頭尾呈圓弧形或楔形，人為增加外端作用，防止分層或?qū)恿?。劃傷與擦

50、傷主要是軋件出輥速度和輥道或卷取機(jī)的線速度不同步，卷取時(shí)卷得過松或過緊，產(chǎn)生劃傷與擦傷或粘傷。粘輥是金屬氧化嚴(yán)重，粘性較大，冷卻潤滑劑性能較差時(shí)產(chǎn)生的。選擇性能好濃度適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑劑；安裝清輥器，研磨軋輥粗糙度要適當(dāng)；可消除粘輥，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。（b） 板形不良 熱軋板形不良主要有側(cè)彎(鐮刀形)、波浪等。側(cè)彎是兩邊壓下不一致；鑄錠加熱不均；冷卻潤滑劑沿寬向分布不一致；輥型控制不當(dāng)；送料不正或不對(duì)中產(chǎn)生的。經(jīng)常測(cè)量厚度，檢查調(diào)整兩邊壓下，正確使用導(dǎo)尺，檢查冷卻潤滑系統(tǒng)是否正常等措施，消除側(cè)彎。當(dāng)原始輥型凹度過大，或軋輥溫度低，壓下量大；冷卻潤滑劑流量大，會(huì)產(chǎn)生兩邊波浪。相反，則產(chǎn)生中間波浪。（

51、c） 厚度超差 操作不當(dāng)，鑄錠加熱溫度波動(dòng)太大，道次壓下量分配不當(dāng)，軋制速度變化太大，測(cè)量不準(zhǔn)確，會(huì)出現(xiàn)厚度超差。（d） 械性能不合 其產(chǎn)生的主要原因是終軋溫度控制不當(dāng)或鑄錠的化學(xué)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)；加熱溫度不合理等。（6）冷軋冷軋是獲得并保證產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵工序。冷軋通常是指金屬及其合金再結(jié)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(qiáng)度和變形抗力不斷增加，而塑性降低。冷軋的特點(diǎn)是：冷軋的產(chǎn)品有均勻的組織和性能，有較高的強(qiáng)度；產(chǎn)品的尺寸精度高，表面品質(zhì)好；可通過變形程度和熱處理的控制，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

52、機(jī)上進(jìn)行，也可以在同一軋機(jī)上完成。冷軋工藝制度包括冷軋壓下制度、冷軋時(shí)的張力、冷軋的速度、冷軋潤滑及輥型等內(nèi)容。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工率的分配?？偧庸ぢ室话惴謨纱瓮嘶鹬g的總加工率，稱中間冷軋總加工率；為控制產(chǎn)品最終性能及表面質(zhì)量，所選定的總加工率稱成品冷軋總加工率。（a） 中間冷軋總加工率的原則a) 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。b) 保證產(chǎn)品質(zhì)量，防止總加工率過大，產(chǎn)生裂邊或斷帶，惡化表面質(zhì)量。c) 充分發(fā)揮設(shè)備能力，保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)，防止損壞設(shè)備部件或燒壞電機(jī)的事故出現(xiàn)。對(duì)于純鋁其中間冷軋總加工率

53、為7595%，而對(duì)軟鋁合金，其中間冷軋總加工率為6090%，對(duì)硬鋁合金，其中間冷軋總加工率為6085%。（b） 成品冷軋總加工率主要取決于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品性能的要求。因此，應(yīng)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。（c） 道次加工率的分配冷軋總加工率確定之后,應(yīng)合理分配各道次的加工率。合理分配道次加工率的基本原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)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:a） 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,道次加工率逐漸減小；b） 保證順利咬入,不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,軋制厚板帶較突出；c） 分配道次加

54、工率,應(yīng)盡量使各道次軋制壓力相接近,對(duì)穩(wěn)定工藝調(diào)整輥型有利；d） 保證設(shè)備安全運(yùn)行,防止超負(fù)荷損壞軋機(jī)部件與主電機(jī)。生產(chǎn)中,根據(jù)設(shè)備、工藝及產(chǎn)品要求,可適當(dāng)調(diào)整道次加工率。表2-13 四個(gè)計(jì)算產(chǎn)品的冷軋壓下制度合金牌號(hào)中間冷軋總加工率最大道次加工率成品冷軋總加工率軋制道次106081.25%37.5%96.25%102a1265%32.14%87.5%63a2175%32.5%93.75%87a0960%30%84.375%62） 冷軋時(shí)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(jī)架之間相互作用使帶材承受的拉力。（a）張力在軋制過程中的作用 ·a） 能降低單位壓力，調(diào)整主電機(jī)負(fù)荷。b） 調(diào)整張力能控制帶材厚度。c） 調(diào)整張力可以控制板形。d） 防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。e） 張力為增大卷重，提高軋制速度，實(shí)現(xiàn)軋制過程機(jī)械化，以及計(jì)算機(jī)控制創(chuàng)造了有利條件。（b） 張力的確定與調(diào)整確定張力的大小應(yīng)考慮合金品種、軋制條件、產(chǎn)品尺寸與質(zhì)量要求。一般隨合金變形抗力及軋制厚度與寬度增