年产4.6万吨铝合金板带材生产车间设计 毕业论文.doc

63 年产4.6万吨铝合金板带材生产车间设计本设计为年产4.6万吨铝合金板带材生产车间的设计。采用带式法来生产各种规格的铝合金板带材产品。可以生产多种合金牌号的产品，主要有ps版基卷材、飞机蒙皮板、汽车车身板，幕墙板、制罐料等多种产品。本设计的主要内容有：车间工艺设计、厂房设计和辅助设施设计，即产品的牌号、状态、规格的选择和工艺流程的制定；主辅设备的选择；计算产品的工艺计算、电机及轧辊强度校核；工艺卡片和金属平衡表的制定及设备负荷计算；车间平面布置和立面尺寸的确定等等。本设计选取的四个计算产品牌号为:ly6ly7、ld10、lm6、lf3。生产方案主要是热轧和冷轧。主要设备有,可逆热轧机，可逆冷轧机，其他设备还有加热炉、退火炉、淬火炉、剪切机、卷取机、矫直机以及吊车等。关键字：铝合金；板带材；热轧；冷轧；工艺计算；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 kind 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 .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 machinery 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, 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 machine as well as the crane and so on.key words: aluminum alloy；sheet；strip；hot rolling；cold rolling；process calculation ；layout目 录1 车间设计总论61.1车间设计的基本内容61.2车间设计的依据61.3车间设计的基本程序62 产品方案与生产方案制定82.1产品方案的编制82.2生产方案的选择83 生产工艺流程103.1生产工艺流程103.2计算产品的生产工艺流程103.3锭坯的选择124 热轧144.1热轧工艺144.2热轧设备的选择154.3热轧工艺计算185 冷轧245.1冷轧工艺245.2冷轧设备选择265.3冷轧工艺计算296 生产工艺流程定额卡与金属平衡346.1生产工艺流程定额卡的编制346.2编制金属平衡表347 设备负荷计算367.1工作制度和年工作台时确定367.2设备负荷能力的计算368 车间平面布置388.1车间布置应遵循的原则388.2金属流程线的确定388.3设备布置388.4确定仓库面积的原则398.5其它设施的布置398.6车间工艺平面布置图419 车间劳动组织和经济指标429.1车间劳动组织429.2投资概算449.3流动资金定额的概算469.4能源及动力469.5产品成本概算529.6 投资回收期估算539.7技术经济效果评论53参考文献致谢附录a外文翻译原文部分附录b外文翻译译文部分附录c附表及附图附表1 产品方案表与计算产品表附表2 压力加工车间锭坯用量表附表3 热轧工艺规程计算表附表4 冷轧工艺规程计算表附表5 工艺流程定额卡附表6 金属平衡表附表7 设备负荷计算表附表8 设备明细表附表9 车间劳动定员表附图 车间工艺平面布置图 1 车间设计总论1.1 车间设计的基本内容车间设计的目的是为了建立一个年产4.6万吨铝及铝合金板、带材生产车间。车间设计的任务是对需建设的企业做出技术与经济的详细规划，确定出企业的生产经济状况，技术经济指标及施工的组织方法。具体任务如下： （1） 技术任务 确定产品品种、规格、质量标准及年产量。 确定产品的生产方案及生产工艺过程，选取主要设备并确定其必要的数量。 选择与计算辅助设备。 计算完成年计划产量所需的原料，材料及动力消耗。 提出动力、运输、照明、采暖、通风、供水、排水等各项设计要求。 计算车间所需面积，车间内主要设备与辅助设备的布置。 确定厂房形式和主要尺寸，画出车间平面布置图，提出安全环保等措施。 （2）组织任务 研究车间的生产劳动组织，确定职工人数及编制，制定劳动定额等。 （3） 经济任务 计算及制订基本建设投资额，生产预算，计划单位产品成本和综合技术经济指标。1.2 车间设计的依据车间设计任务书是车间设计的依据，由有关上级部门下达。设计任务书的基本内容包括：（1）车间的生产规模、品种；（2）生产方案；（3）建厂地址，厂区范围，资源利用状况、各种材料供应、运输等；（4）要求达到的技术水平，经济及社会效益；（5）投资及劳动定员的控制数字；（6）环保要求。1.3 车间设计的基本程序 一般经过三个阶段：初步设计、技术设计、施工设计。但目前一般按：可行性研究、初步设计、施工设计进行。 1.3.1 可行性研究可行性研究是对所提工程项目从各有关方面进行调查和综合论证、为拟建项目提供科学依据、从而保证所建项目能生产出高质低耗产品，以最少投入获得最大利润。（1）可行性研究的主要内容:市场销售情况研究：销售利润建设规模及生产方案产品方案经济效果研究：综合考虑分析投资回收率、近期、远期利润、原料政策、投资风险程度等、资金（固定及流动资金）来源、利息、折旧等。工艺技术研究：工艺技术及设备工程条件研究：资源储量、原料来源、厂址气象、水文地址、交通运输、水电动力、建筑材料、协作区域、文化生活设施、环保（三废处理）等，进行综合分析比较。（2）其它方面：劳动力来源、费用、人员培训、建设进度、工厂组织机构体制可行性研究步骤： 调查研究收集资料：市场研究、相关企业调研。调研报告。对资料进行客观分析、预测、判断、提出方案。方案比选：几个方案、各述利弊、分析比较、选择最佳方案。1.3.2 初步设计按设计任务书给定的条件，在可行性研究的基础上进行的设计，最后形成设计说明书。其中初步设计是基础设计，技术设计则更详尽严密。1.3.3 施工设计施工设计是设计的最后阶段，任务是为制造设备、厂房基础、其它构筑物的施工提供依据。内容包括：车间的土建设计；设备施工图纸；各项施工文件及说明。2 产品方案与生产方案制定2.1 产品方案的编制2.1.1 产品方案的定义产品方案是指所设计的工厂式车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态以及年计划产量。产品方案一段在设计任务书中加以规定。产品方案是进行车间设计的主要依据，根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺。2.1.2 编制产品方案的原则 （1）国民经济发展对产品的要求：根据国民经济各部门对产品数量、质量和品种等方面的需要情况，既考虑当前的急需，又要考虑将来发展的需要。 （2）产品的平衡：考虑全国各地生产的布局和配套加以平衡。 （3）建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等的可能性。2.1.3 计算产品的选择车间拟生产的产品品种、规格及状态组合起来可能有数十种、数百种以上。但是，在设计中不可能对每种合金的每一个品种、规格及状态都进行详细的工艺计算。为了减少设计工作量，加快进度，同时又不影响整个设计质量，可以将各类产品进行分类编组，从中选择典型产品作为计算产品。选择计算要注意以下几点： （1）有代表性:这些计算产品从车间总体来说，在合金、品种、规格、状态、产量和工艺特点等方面必须具有代表性。 （2）通过所有的工序:指所选的计算产品要通过各工序，但不是说每一种计算产品都通过各工序，而是对所有计算产品综合来看的。 （3）所选的计算产品要与实际相接近。 （4）计算产品要留一定的调整余量:产品方案与计算产品确定后，按产品名称、合金牌号、状态、规格范围、产品等列成表，见附表。2.2 生产方案的选择2.2.1 生产方案的定义 所谓生产方案是指为完成设计任务书中所规定的产品的生产任务而采取的生产方法。根据设计规模、产品质量及技术经济指标的要求，考虑当时当地的具体条件、找出合理的生产方案。2.2.2 生产方案选择的依据生产方案的选择与设备的选择密切相关，二者应同时加以考虑，确定生产方案时主要考虑以下几点： （1）金属与合金的品种、规格、状态及质量要求。 （2）年产量的大小。 （3）投资、建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、工人与管理人员的数量以及将来的发展。 主要考虑经济效果，采用那种方案合理，适合建厂原则，在设计时可比照一个厂，特别是比较成熟的工艺。2.2.3 轧制车间生产方案常用的生产方案按轧制方式可分为块式法和带式法。按铸锭的开坯方式分，有热轧法和冷轧法。本设计只按轧制方式的块式法和带式法进行比较分析作出选择 （1） 块式法 这是一种老式的生产方法。它是将锭坯经过热轧或冷轧，再剪切成一定长度的板坯，直至冷轧出成品的方法。其特点是设备简单，投资少，操作方便，灵活性大，调整容易；其缺点是生产效率低，劳动强度大，中间退火次数多，生产周期长，耗能大，金属工艺损失大，成品率低，产品品质不易控制。可以在产量小、品种多、建设周期短的中、小型工厂中采用的。 （2） 带式法 这是一种近代的大生产方式，它是将锭坯经过热轧开坯，卷取成卷进行冷轧，最后剪切成板或分切成带的生产方法。特点是采用大铸锭，进行高速轧制，易于连续化、机械化的大生产，劳动生产效率高，单位产品能耗少，可采用高度自动化控制产品品质好，劳动强度小，生产条件好；缺点是设备复杂，一次性投资大，建设周期长，灵活性差。适合于产量大、规格大，品质要求高的生产，是大型工厂所采用的生产方法，虽然投资大、建设周期长。特别是由于技术的高度进步，坯料和带材可以通过焊接，卷重可达2吨以上。带式法正向连续化、自动化、大型化、高精度化发展。 带式法生产主要采用二辊或四辊可逆式轧机、多机架连轧机进行成卷的轧制。近年来许多国家还采用了行星轧机、摆式轧机、多辊轧机等生产带材、箔材。而为了控制板形，70年代初相继开发了各种新轧机与新技术，其辊系结构、辊形及调节方式各有特色，主要采用的是移辊技术、对辊交叉等技术，这新轧机主要有：hc轧机、cvc轧机、upc轧机、pc轧机、ffc轧机等。在中厚板生产中，为了提高成材率，开发了平面形状控制法。为了提高产品精度，开发了极薄带异步轧制技术。 通过对以上生产方案的比较，并结合实际年产量，本设计采用带式法生产。3 生产工艺流程3.1 生产工艺流程 所谓生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来。确定车间生产工艺流程是工艺设计中的一项重要工作，它直接关系到整个设计能否满足设计任务书的要求。合理的生产工艺流程应该是在保证完成设计任务书中规定的产量和质量的前提下，具有最低的消耗、最少的设备、最小的车间面积、最低的产品成本，并且有利于产品质量的不断提高和将来的发展，具有最好的经济效果和较好的劳动条件。 制定生产流程总的主要依据有以下几点： (1) 根据生产方案的要求:由于产品的产量、品种、规格和质量的不同，所采用的生产方案就不同，那么主要工序就有很大的差别。因此，生产方案是编制生产工艺流程的依据。 (2) 根据产品质量的要求:为了满足产品技术条件要求，就要有相应的工序给以保证。因此，满足产品标准的要求是设计生产工艺流程的基础。 (3) 根据车间生产率的要求:由于车间的生产规模不同，所要求的工艺过程复杂程度也不同。在生产同一产品情况下，生产规模越大的车间，其工艺过程也越复杂。因此，设计时生产率的要求是设计工艺过程的出发点。3.2 计算产品的生产工艺流程半连续铸锭铣面、切边加热热轧切头、切尾剪切下料精整检查包装卷取冷轧退火预剪精整检查涂油包装退火精整检查涂油包装退火、时效精整检查涂油包装r板y板m板cz板 铝及铝合金板带材的一般生产工艺流程如图3.3 锭坯的选择有色金属熔炼与铸锭车间广泛采用半连续与连续铸造发法生产铸锭，铸锭经去除头尾、切断，有的需表面机械加工，作为加工车间的锭坯。 （1）锭坯的选择原则：锭坯尺寸与形状的确定对选择设备，确定工艺，提高产品产量与质量，降低产品成本都有很大影响。因此，锭坯选择应根据下列原则： 根据车间的规模和产量对于设计规模和产量较大的车间，应尽量的选择大锭坯。 根据产品的规格尺寸锭坯形状是由产品形状和设备特点决定的，一般情况下，板带材生产采用扁锭。锭坯的宽度、厚度、长度或重量可以根据产品的规格尺寸加以确定。如扁锭热轧前的尺寸等于成品宽度乘以块数n再加上切变量后减去宽展量。 根据设备能力锭坯的最大规格尺寸应取决于设备能力。如扁锭坯的最大厚度、宽度、长度及重量取决于轧机轧辊最大开口度、轧机的强度和刚度、电机能力、最小终轧厚度、前后辊道长度以及其他各种设备的承受能力等。cz板 根据制品的性能确定锭坯厚度 为保证产品的机械性能与内部组织的质量要求，锭坯应留有足够的变形程度，确定锭坯最小限制尺寸。 根据金属及合金的工艺性质 由于各种金属及合金的加工性能不同，那么选择的锭坯大小也不同。如铝、铜等合金通常采用大锭，而对于一些难加工的金属采用小锭。为了解决好咬入以及热轧时裂边、折边把扁锭的窄面侧边做成圆弧形。 根据铸造条件以及具体情况 目前采用的铸造方法有：水平模、立模、半连续及连续铸锭。应视不同的情况进行选择，使用最广泛的是半连续与连续铸造法。由于铸造速度与铸锭愈薄愈难于铸造的操作技术水平限制了铸锭的宽厚比，其宽厚比一般在47。 （2）锭坯尺寸与形状 锭坯的尺寸应考产品的品种、规格，考虑生产规模、设备条件和铸造方法等因素，选择锭坯的尺寸要综合考虑，因为增加锭坯的厚度，可以减少整个工序的辅助时间，提高设备利用率；锭坯越厚几何废料和工艺损失越少，锭坯尺寸越大就越有利于连续化的生产。但是过厚的锭坯会带来严重的偏析，以及铸造和轧制上的困难。但是现在连续化生产的锭坯已经不受这个限制，特别是采用水平连铸的带卷，其厚度为16mm左右，宽度可根据随后工序的设备而定，可选在4002000mm，长度按带坯的卷重来定。（3） 锭坯的质量通常对锭坯质量要求如下： 锭坯的化学成分及宏观组织应符合标准的规定； 尺寸及偏差应满足工艺的要求； 铸锭表面光洁、无缺陷通常对锭坯要进行铣面、刨面或车面。 铸锭内部应没有缩孔、气孔、夹杂、偏析及裂纹等缺陷。 （4）锭坯的热处理 热轧前铸坯均匀化退火和加热，其目的是改善铸造组织，消除铸造应力，充分利用高温下金属的良好和低的变形抗力，提高金属的加工性能和产品最终组织性能。如ly6ly7合金均匀化退火后，非平衡相容解，晶内偏析消除，减少热轧开裂与裂边。 绝大多数有色金属锭坯，热轧前均要加热，加热制度包括加热温度、加热时间和炉内气氛。 加热温度应满足热轧温度要求，保证金属的塑提高、抗力低，产品质量好。实际生产过程，为补偿温降保证热轧温度，通常金属在炉内温度应高出热轧温度。加热时间包括升温和均热时间。锭坯厚度越大所需时间越长。可根据经验公式计算： t=(1220)其中：t加热时间，mim h锭坯厚度， 加热时间的选取，铝及铝合金取最大值。 炉内气氛：根据具体合金与相互作用的特性不同，选用不同的炉内气愤，以保证锭坯的加热质量。铝及铝合金通常在箱试或连续式电阻加热炉中加热，炉内气氛是空气。为了提高加热速度，促使加热均匀，在炉内采用风机实行强制热循环流动。 （5）蚀洗 用化学方法消除铣面与锯切后锭坯表面上的乳蚀液、油污，残留铣屑及表面擦伤等缺陷的工艺的方法。2219、2a17、2a11、2a12、3a21等合金的铣面锭坯、纯铝锭坯以及包铝板都需要蚀洗。对含有mg、mn、si、zn元素较多的超硬铝和高镁系防锈铝的锭坯不宜蚀洗，但需擦净表面。 蚀洗工艺：碱洗 冷水洗 酸洗（中和） 冷水洗 热水洗 本设计的锭坯选择见附表2-1车间锭坯用量表。 4 热轧4.1 热轧工艺热轧工艺制度包括热轧温度、热轧速度、压下制度、冷却润滑及辊型等。4.1.1 热轧温度 热轧温度包括开轧温度和开轧温度，合金的状态图是确定热轧温度范围最基本的依据。理论上左右，但应考虑低熔点相的影响。热轧温度过高，容易出现晶粒粗大或晶间低熔点相的熔化，导致加热时铸锭过热或过烧，热轧时开裂或轧碎。终轧温度必须根据第二类再结晶图确定，终轧温度还取决于相变温度，在相变温度以下将有第二相析出，其影响由第二相的性质决定。终轧温度一般取相变温度以上2030。无相变的合金，左右。4.1.2 热轧速度 热轧速度不仅直接影响生产率，还通过变形速度影响金属塑性。如果提高轧制速度有利于金属性增强的进行，应提高轧制速度。相反，如果提高轧制速度使金属向塑性减少的过程进行，应降低轧制速度。 对于变速可逆式轧机，开始轧制时为有利于咬入，轧制速度较低；咬入后升速至稳定轧制，轧制速度较高；这种速度有利于减少温降和提高轧机的生产率。 生产中根据不同的轧制阶段，确定不同的热轧速度制度。一般可分为3个阶段：一是开始轧制阶段，因为铸锭厚而短，绝对压下量较大，咬入困难，而且是变铸造组织为加工组织，以免铸造缺陷引起轧裂，所以采用较低的轧制速度；二是中间轧制阶段，为了控制终轧温度和提高生产率，只要条件允许，应尽量采用高速轧制；三是最后轧制阶段，因轧件薄而长，温降大使轧件头尾与中间温差大，为保证产品性能与精度，应采用较低的轧制速度。4.1.3 热轧压下制度 热轧压下制度主要包括热轧总加工率、道次加工率和轧制道次的确定等。（1）总加工率的确定原则 ：大多数有色金属及合金的热轧总加工率可达90以上。当铸锭厚度和设备条件已确定时，确定总加工率的原则是： 金属及合金的性质。高温塑性范围较宽，热脆性小，变形抗力低的金属及合金热轧总加工率大。如铝及软铝合金，相反，硬铝合金一般热轧温度范围窄，热脆倾向大，其总加工率通常比软铝合金小。 产品质量要求。供冷轧用的坯料，热轧总加工率应留有足够的冷变形量，以便控制产品性能等；对热轧产品为保证性能要求，热轧总加工率的下限应使铸造组织转变为加工组织。 轧机能力及设备条件。轧机最大工作开口度和最小轧制厚度差越大，铸锭越厚，热轧总加工率越大，但铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度等限制。 铸锭尺寸及质量。铸锭厚且质量好，加热均匀，热轧总加工率相应增加。（2）道次加工率的确定原则： 制定道次加工率应考虑合金的高温性能、咬入条件、产品质量要求及设备能力。不同轧制阶段道次加工率确定的原则是： 开始轧制阶段，道次加工率比较小，因为前几道次主要是变铸造组织为加工组织，满足咬入条件。对包铝板铸锭，为使包铝板与基体焊合牢固，头一道次加工率应小于10%。但是，热轧硬铝合金前几道次出现轧件表面粘着时，减少不均匀变形产生的裂纹、分层或“张嘴”，加工率应随道次增多逐渐加大； 中间轧制阶段，随金属加工性能的改善，如果设备能力允许应尽量增大道次加工率。最大道次加工率，对硬铝合金变形深透后可达45%以上，对软铝及多数重有色金属可达50%。中间道次后期压下量应使轧制压力与辊型相适应。以便控制板凸度； 最后轧制阶段，一般道次加工率减小。热轧最后两道次温度较低，变形抗力较大，其压下量应在控制板凸度的基础上，保持良好的板形条件和厚度偏差。（3）轧制道次。轧制道次取决于道次加工率的分配。一般总加工率大，道次加工率小，铸锭较宽时，轧制道次数多。在可能的条件下，应减少轧制道次。4.1.4 热轧时的冷却润滑（1）冷却润滑的作用： 冷却轧辊，减少摩擦，降低能耗，提高生产率； 防止辊面粘着金属粉末(防止粘辊)，改善产品表面质量； 减少辊面磨损及龟裂，增加轧辊使用寿命； 控制辊型，改善板形。（2）对热轧冷却润滑剂的要求： 润滑油闪点高，高温润滑性好； 润滑剂燃烧后不留残灰和油垢；较高的油膜强度；油膜强度高，承受轧制压力大而且油膜不破裂，防止粘辊； 乳液应具有稳定性高、热分离性好、使用周期长等特点； 不腐蚀轧件和轧辊；来源广，成本低，使用管理方便，对环境污染小。4.2 热轧设备的选择4.2.1 铣面、蚀洗设备的选择（1） 铣面设备的选择 按铣面方法分有单面铣和双面铣，按铣床结构分有立铣和卧铣，卧铣采用较普遍。有色金属加工车间，为提高板、带的表面质量，进行铣面以消除铸锭表面的结疤、裂纹、偏析物夹杂，或带坯表面的压痕、压入、划伤等缺陷。本设计采用的铣面机的基本技术参数如下：型号： ewk24004500 2k 960扁锭尺寸： 宽：5002000mm； 厚：150450mm；长：8004500mm；扁锭最大质量： 9.5t；生产能力： 6块/小时；参考扁锭尺寸： 35018303000mm；铣屑厚度： 15mm；表面质量： 5,rt；进刀速度： 07000mm/min；快速移动速度： 36000mm/min；主铣刀盘额锭直径： 2400mm；电机功率： 1200kw；铣屑速度： 3000mm/min；额锭铣屑厚度： 15mm；最大铣屑厚度： 28mm；粗铣刀数（把）： 24；精铣刀数（把）： 2；侧边铣刀盘额锭直径： 960mm；铣屑电机功率： 200kw；铣屑破碎机最大破碎能力： 30t/h；抽屑风机最大风量： 11000m3/h；辊式铣屑打包机的最大能力： 4/h。（2） 蚀洗机组的选择 在轧制车间内，蚀洗机组不宜过多，又考虑到车间以后的发展，选择生产能力大的卧式浅槽连续蚀洗机组。其性能参数如下： 该机组有六个槽，两个碱槽，都是naoh溶液的碱槽。1#碱槽的槽液浓度为1525%，槽液温度为3080，此槽的大小为200020001000mm。另2#碱槽的槽液浓度为612%，槽液温度为4060，此槽的大小为200020001000mm。两个冷水槽，水温都低于25，大小都是200020001000mm，分别为3#与5#槽。4#酸中和槽，用hno3水溶液，槽液浓度为1530%，温度为室温，大小为200020001000mm。6#热水槽，水温大于60，大小为200020001000mm。4.2.2 铸锭加热炉 根据本设计的特点和实际生产情况，选用580t推进式加热炉580t链式连续加热炉其性能参数如下：最大铸锭尺寸： 70023005500mm；炉膛温度及温差： 4806805；加热能力： 72吨/小时（不含均热）；铝锭温度及温差： 4506205；加热方式： 煤气加热，热风循环，喷热气；烧嘴型号及个数： krom公司煤气烧嘴z10-165共24个；加热区数： 6区；烧嘴能力： 150m3/h；燃料热值： 380kcal/m3；循环风机： 高温离心风机6台；冷却风机： 12台；装炉量： 580吨。4.2.3 热轧机 选择热轧机要综合考虑合金品种及规格、生产规模、投资多少、产品质量与工艺要求，以及生产效率和劳动条件等。为了合理选择热轧机，满足生产要求，提高产品质量和经济效益，要考虑以下原则： （1）热轧机应具有高温轧制的强度和刚度的要求，轧辊还要耐急冷急热性能好； （2）铸锭厚，轧机开口度要大； （3）道次压下量和主电机功率大。 （4）轧棍直径大。热轧道次压下量大，为满足咬入条件和轧辊强度要求，并且铸锭厚为变形深入内部，都需要大直径轧辊； （5）压下速度高。通常热轧随轧制道次增多，温降越大。压下速度高，能充分利用金属的高温塑性，实现大压下量轧制，保证终轧温度，减少间隙时间提高生产效率。热轧压下速度一般都大于1mm/s，同时配合适当的轧制速度； （6）轧机工作温度高，锭重较大，为满足工艺要求，改善劳动条件，轧机的机械化和自动化程度要求较高； （7）此外还要考虑到轧辊尺寸、轧制厚度、轧制速度、生产能力、许用轧制压力，以及其他辅助设备的技术参数，应满足工艺要求。 本设计热轧机选用75014002800四辊可逆式热轧机。其性能参数如下： 轧制速度： 04.0m/s最大卷重： 5t；最大扁锭尺寸： 30012005240 mm；轧辊规格： 75014002800轧辊直径： 7501400mm；主电机功率： 32002kw；最大轧制力: 30000kn；成品卷材最大外径： 1700mm；成品卷材内径： 600mm；成品最薄厚度： 1225mm；传动比： 1；轧机最大开口度： 500mm。4.2.4 主电机的选择电动机为直流电动机，ly6ly7、lm6、lf3均选择功率为4600kw,转速为90180r/min,=3。ld10选择的电动机为功率为6400kw，转速为90180r/min,=3。4.3 热轧工艺计算 工艺计算是在确定各种计算产品的工艺流程和初选设备的基础上，根据产品产量的要求、制品的工艺性能以及设备特点，对各主要设备或工序进行具体的科学分析和必要的理论计算，从而确定出各种产品在各个工序的准确而具体的生产工艺流程、工以参数及各种消耗定额，并确定各部分及各环节之间的协作配套关系。工艺计算的内容包括：主要加工工序的工艺规程的制定；编制生产工艺流程定额卡。 制订工艺规程的目的是为了充分利用被加工金属及合金的塑性，并达到技术条件的要求；正确的选择和使用设备、充分发挥设备潜力，并保证设备的安全；进行高效率的生产。 制订工艺规程的内容包括确定出每种计算产品生产工艺流程所经过的各工序的工艺规程（工具材质、尺寸、形状及各加工道次被加工件的形状、尺寸变化等）和工艺参数（力、温度、速度及表面介质等条件）。 在工艺设计中，工艺规程的制订和工艺参数的选择，要比照同类工厂的实际调查统计情况加以确定，并作必要的计算。4.3.1 热轧压下规程计算 现用ld10 热轧压下规程计算来说明热轧压下规程的计算。第 12 项：h及h由合金的高温塑性和铸造组织性能、轧机能力等因素由自己决定；第 34 项：第 5 项：接触弧长度；第 67 项：宽展量由求得；bh =b+;上式中，c取0.45，r为轧辊半径，在这里取375mm；第 810 项：温降计算可采用经验公式计算：温降系数按下式计算：式中： 、热轧开轧温度和终轧温度；已知第 n道的轧出厚度 ，则第n 道次的轧件温度 按下式计算：第 11 项： 轧制速度 ，热轧时的速度是先慢后快。开始轧制速度为1.5m/s,最后为2.0m/s；第 12 项： 平均金属的变形速度为；第 1315 项： 第13项变形温度影响系数可由参考文献图5-18查得； 第14项变形程度影响系数可由参考文献图5-18查得； 第15项变形速度影响系数可由参考文献图5-18查得；第 1617 项： 第16项为实际变形抗力： ；在特定条件下的查得为34mpa； 第17项为平面变形抗力：；第 19 项： 摩擦系数 ，查表可得取0.42；第 20 项： 压力系数；第 21 项： 平均单位压力；第 22 项： 总轧制力 ；第 23 项： 轧后长度lh，根据体积不变原理有求得；第 24 项： 力臂系数查表可得取0.55；第 25 项： 轧制力矩 ；第 26 项： 轧辊轴承中的摩擦力矩 ； 第 27 项： 总摩擦力矩 ； 第 28 项： 空转力矩， 取50 knm；第 29 项： 静力矩 ，取1；第 30 项： 轧制动力矩， 取40r/mim第 3234 项： 轧制时间，v为轧制速度；第 3537 项： 辅助时间 ，取为5s；第 38 项： 总时间；第 3941 项： 轧制加速期总力矩 轧制减速期总力矩 稳定轧制总力矩第 4244 项： 空转加速期总力矩 空转减速期总力矩 空转稳定总力矩一个轧制周期的等效力矩：=本设计所选三个计算产品详细计算数据；4.3.2 热轧工艺的校核 （1）热轧咬入条件校核 自然咬入条件应满足。根据用乳液润滑的条件，查表得摩擦系数=0.42，=1.42,则=24, =0.90, =750(1-0.90)=75mm 由热轧工艺表可知，各道次压下量均小于75mm，满足自然咬入条件。 （2） 主电机校核计算 主电机校核计算包括发热和过载校核。由ld10热轧工艺规程计算表可知 ，电机发热校核：电机升温条件为，由计算结果可看出电动机升温条件满足，即电机发热通过。 电机过载校核：电机过载条件为，取2.5，由计算结果可看出电动机过载条件满足，即电机发热通过。 由此可见，电机的额定功率能满足工作需求。（3） 热轧辊强度校核计算四辊轧机轧制时，工作辊为主传动，工作辊主要承受扭矩，支承辊主要承受弯矩。 1）支承辊：校核辊身弯曲应力支承辊辊身的最大允许压力： （1） （2） 2） 支承辊辊头的最大允许压力： 3）工作辊：只校核工作辊辊身弯曲应力和辊头的扭曲应力 工作辊辊身最大允许压力： =工作辊辊头最大允许压力： 由ld10热轧工艺规程计算表可知，各道次的轧制力均未超过轧机的最大允许压力，从设备强度条件看是安全的，故轧辊强度满足工作需求。同样，其他四种产品热轧也满足工作需求。(因为ld10中第四道次轧制压力最大，只需校核此道次)5 冷轧5.1 冷轧工艺 冷轧是获得并保证产品品质的关键工序。冷轧通常是指金属及其合金再结晶温度以下的轧制过程。冷轧过程产生加工硬化，随着变形程度的增加，材料的强度和变形抗力不断增加，而塑性降低。冷轧的特点是：冷轧的产品有均匀的组织和性能，有较高的强度；产品的尺寸精度高，表面品质好；可通过变形程度和热处理的控制和，获得各种性能和状态的产品；冷轧可生产薄材或箔材。冷轧过程与热轧不同的是，它可以在不同的轧机上进行，也可以在同一轧机上完成。冷轧工艺制度包括冷轧压下制度、冷轧时的张力、冷轧的速度、冷却润滑及辊型等内容。5.1.1 冷轧压下制度 冷轧压下制度主要包括总加工率的确定和道次加工率的分配。（1） 中间冷轧总加工率的原则 充分发挥合金塑性，尽可能采用大的总加工率，以减少中间退火及其他工序，缩短工艺流程。 保证产品质量，防止总加工率过大，产生裂边或断带，恶化表面质量。 充分发挥设备能力，保证设备安全运转，防止损坏设备部件或烧坏电机的事故出现。 对于纯铝其中间冷轧总加工率为7595%，而对软铝合金，其中间冷轧总加工率为6085%，对硬铝合金，其中间冷轧总加工率为6070%。（2） 成品冷轧总加工率主要取决于技术标准对产品性能的要求。因此，应根据产品不同状态或性能要求，确定成品冷轧总加工率。（3） 道次加工率的分配 冷轧总加工率确定之后,应合理分配各道次的加工率。合理分配道次加工率的基本原则是:在保证产品质量、设备安全的前提下,尽量减少道次,采用大加工率轧制,提高生产率。 具体分配道次加工率的一般原则是: 通常第一道次加工率较大,以充分利用金属塑性,往后随加工硬化程度增加,道次加工率逐渐减小； 保证顺利咬入,不出现打滑现象,轧制厚板带较突出； 分配道次加工率,应尽量使各道次轧制压力相接近,对稳定工艺调整辊型有利； 保证设备安全运行,防止超负荷损坏轧机部件与主电机。生产中,根据设备、工艺及产品要求,可适当调整道次加工率。5.1.2 冷轧时的张力 轧制带材必须采用张力。张力通常是指前后卷筒给带材的拉力，或者机架之间相互作用使带材承受的拉力。（1）张力在轧制过程中的作用 ： 能降低单位压力，调整主电机负荷。 调整张力能控制带材厚度。 调整张力可以控制板形。 防止带材跑偏，保证轧制稳定。 张力为增大卷重，提高轧制速度，实现轧制过程机械化，以及计算机控制创造了有利条件。（2） 张力的确定与调整 确定张力的大小应考虑合金品种、轧制条件、产品尺寸与质量要求。一般随合金变形抗力及轧制厚度与宽度增加，张力相应增大。最大张应力不超过合金的屈服极限，以免发生断带；最小张应力必须保证带材卷紧卷齐。设计中可选择张应力值q(0.20.4)0.2，厚带或高塑性合金取上限，薄带或低塑性合金取下限。 前张力与后张力的大小确定：一般后张力大于前张力，带材不易拉断，能防止跑偏，降低轧制压力比较显著。但是，后张力过大增加主电机负荷，使后滑增大可能打滑，来料如卷松会造成擦伤等。相反，前张力大于后张力时，降低主电机负荷，促使变形均匀，有利于控制板形。但是，前张力过大，带材卷得太紧，退火易粘结，轧制容易断带。生产中应根据具体情况选择前后张力的大小。5.1.3 冷轧时的速度 为了提高生产率与确保设备安全，采用低速咬入及抛出，高速稳定轧制制度。一般轧制速度在1020m/s左右。生产中，成品精轧最后道次为保证板形，采用较低的轧制速度有利于平整；当辊温过高、裂边严重或过焊缝处，应适当降低轧制速度。总之，生产中要根据具体条件和工艺要求，合理选定与调整轧制速度。5.1.4 冷轧时的冷却润滑 冷轧时，加工硬化使金属的变形抗力增加，单位压力较高，能耗增大。金属的变形热与摩擦热使轧件和轧辊温度升高，当加工率大、轧制速度高及压力大时更为突出。而且冷轧产品的精度、性能及表面质量要求高。因此，冷轧时的冷却润滑对减小摩擦、降低能耗、控制辊温、提高产品质量及轧辊使用寿命，具有重要的意义。（1）冷却润滑剂的要求 对冷却润滑剂有较高的要求： 基础油的粘度要适当； 润滑性能良好，摩擦系数小； 油膜强度要大； 不腐蚀轧件和轧辊，并容易去除； 闪点要