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4、重要设备及辅助设备尺寸计算及选择

根据工艺流程各个主要过程，合理地选择主要铸造以及挤压设备和确定个数、容量、对其主要尺寸加以计算。

辅助设备应进行选择和计算，确定其规格和数量。

5、主要设备结构图的绘制

铝合金扁管挤压车间设计的图纸。

二、设计的意义

自上世纪80年代起，我国建筑铝挤压材生产能力急剧膨胀。

本世纪最初几年，铝挤压行业经历了大规模的整合，已经基本扭转了过去低档次产品充斥市场的局面，生产集中度、产品的科技含量等都有较大的提高。

此次设计生产的平行流铝扁管采取的是单次挤压、超高挤压比产品，质量性能高。

而国内旧车空调市场提供平行流铝扁管生产厂商生产的平行流铝扁管采用连续挤压，低挤压比，产品质量性能差。

三、厂址的选择

厂址选择的一般原则是：

应符合工业布局及区域性总体规划和城市建设规划的要求；

要尽可能利用城镇设施，节约资源；

要靠近原材料、水、电供应充足和产品销售便利的地方，有较好的交通运输条件；

要注意节约用地，尽量不占或少占农田，留有发展余地；

要有适当的自然地形和适宜的工程地质、水文、地震等级条件及较好的协作条件等。

在进行厂址选择时，应根据有色生产的特点，应充分论证以下几个问题：

工业布局问题、供水与供电条件、环境保护和节约用地问题、厂址的协作问题。

四、生产规模、产品规格与工艺流程

4.1产品规格

铝合金扁管的产品指标：

A:

10-30B:

1-4厚：

0.16-0.35孔：

5-32生产规模

年产2500吨铝合金微通道扁管车间工艺设计车间，产品品种为AL和3003铝合金，产品规格横截面宽度一般为10--30mm，横截面高度一般为1.0--4.0mm，壁厚大约为0.16--0.35mm,孔数为5〜32，外表面须喷涂约10g/m

的锌。

4.2工艺流程

生产工艺是根据国内外目前生产技术水平及未来的发展，结合本工程具体的产品方案来确定的，体现先进、成熟、可靠的原则。

圆锭熔炼生产采用液体铝配料、磁电搅拌，铸造生产采用半连续铸造等新工艺；

挤压采用短行程挤压、在线水冷和喷锌、计算机控制等新技术。

使之符合节能减排、降耗、环保等特点，并大幅度提高产品质量。

4.3铝合金扁管生产工艺流程：

配料→保温→铸锭→均匀化→车皮→铸锭加热→挤压（在线水冷）→喷锌→检查→卷取→验收入库

五、铸造车间

概述

熔铸车间的任务是向挤压车间提供合格的变形铝及铝合金铸锭。

利用电解铝液配料生产变形铝及铝合金铸锭在国内外铝加工企业已得到广泛应用，具有明显的的经济效益和环境效益，是铝工业节能减排，缩短工艺流程的技术措施。

根据电解铝液的特点，熔铸车间采用保温炉精炼配料、保温—在线晶粒细化、除气和过滤—滤压半连续铸造—均匀化处理—锯切—车皮的生产工艺方案。

熔铸车间主要设备有；

2台10t燃气保温炉，2台3t液压半连续铸造机、1组5t均热炉组及其他辅机等。

生产任务

根据挤压车间的铸锭要求，确定本车间的生产任务。

熔铸车间生产任务是年产3000t合格铝合金圆锭坯。

原材料

主要生产辅助材料：

熔铸车间主要生产辅助材料为覆盖剂和精炼剂等。

生产工艺流程

采用的生产工艺流程为：

电解铝液配料—燃气保温炉精炼、静置和调温—铝熔体在线处理装置对熔体进行晶粒细化、除气和过滤—液压半连续铸造机铸造—均热炉组或连续均热炉均匀化处理—铸锭机械加工。

生产工艺过程简述如下：

将贵州铝厂的电解铝水加入到燃气熔铝炉中进行保温后，经扒渣、搅拌，取样分析熔体的化学成分，并根据分析结果对熔体的化学成份进行调整；

之后熔体经在线处理装置进行晶粒细化、除气、过滤；

导入液压半连续铸造机铸造；

当铸锭达到要求的长度时，停止铸造。

毛锭经均热炉组均匀化后，通过锯切机将铸锭锯切车皮成所要求的铸锭长度。

经检查，质量符合要求的铸锭送至挤压车间。

设备选择与主要设备表

保温炉、铸造机、均热炉圆锭车床、铸锭加工机、列锯切机。

六、挤压车间

产品

本车间设计规模为年产铝合金挤压微通道扁管2000t。

扁管规格范围：

16-32x2-5/5-30-孔。

合金品种为3003.

挤压车间的原材料为各种合金、规格的实心铸锭，由熔铸车间提供。

车间成品率是根据生产产品，并参考同类型工厂的实际生产情况计算确定的，车间综合成品率为90%。

每年需熔铸车间提供铸锭2800t。

所有铸锭要求均匀化处理，合金实心锭要求车皮。

采用实心圆铸锭在挤压生产线上经加热、挤压成材，对圆管、扁管合金利用挤压余热在线进行水冷在线喷涂及卷取。

喷锌工艺：

管材温度：

适当的温度有利于锌和铝扁管表面的焊合。

利用挤压材的余温，以及刚刚挤出的新鲜表面，更容易实现喷锌层的粘附，甚至不需表面喷砂处理。

喷锌速度：

喷锌速度与挤压铝扁管的速度相匹配，达到一定膜厚的要求。

喷锌材料：

锌丝的纯度（质量分数）不低于99%，

喷锌电流与电压：

根据喷锌层的粘附强度进行调节。

喷嘴与工件距离：

挤压车间的主要生产设备是挤压机，为满足生产圆管和扁管，1台32MN短行程单动正向油压挤压机，1台20MN短行程单动正向油压挤压机，并配套有铸锭加热炉、机后辅机、模具加热炉、冷却水槽、喷涂设备、卷取机等设备。

七、工艺计算、金属平衡与设备负荷表

6.1工艺计算

普罗卓洛夫公式

P=

式中P——挤压力

——摩擦系数

——金属在挤压温度下的抗拉强度

——填充后锭坯直径

——填充挤压后锭坯长度

——锭坯穿孔后的内径直径

c——系数，对于棒材、简单断面的型材、光面的管材和带矮筋的异性管材取4:

；

对于复杂的异性管材取5；

对带高筋的管材取6。

编制生产工艺定额卡

生产工艺卡的主要内容是把生产工艺流程具体化并制定出各种消费定额。

在设计中总是希望采用最少的工序、最适合的设备、最先进的技术和熟练的操作，以便获得高质量的产品、高的成品率和低的成本。

这就要求设计人员必须深入实际，调查研究，获得充分的实际资料和数据，加以科学的分析，进行合理的设计。

编制生产工艺卡片是为设备负荷计算，平衡设备，编制金属平衡表及技术经济指标提供依据。

在制定工艺卡片时，应特别注意几何损失废料和工艺损失废料（技术废品）的问题。

几何废料是由于几何形状或边缘、头尾部的关系所造成的废料，它是加工过程中必不可免的，但如工序安排合理，生产组织的好就会减少。

工艺废料主要是由于操作技术上或设备、工具上的缺陷或周围介质条件等原因而造成的，这种废料可以通过采取措施加以避免或减少到最低限度，不论哪种废料的产生都将导致成品率的下降。

因此，在生产中要积极地采取有效措施减少废料和废品，提高成品率。

本设计的工艺卡片见附表一。

第8列：

“个重”是指每一块铸坯或制品的重量。

第10列：

“总重”是指每一工序中减去消耗后的余量。

即：

W0－ΣG1=W1

式中W0——前一工序的总重量，

ΣG1——该工序各种损失的总和。

第19列：

表中的补偿系数K表示每吨成品所需各工序的投料量，

式中：

——该工序的坯料重量；

——最后一道工序终了成品的重量。

编制金属平衡表

编制金属平衡的目的在于根据设计任务书的要求，参照国内外同类企业所能达到的先进指标，考虑本企业或车间的具体情况确定出为完成年计划产量所学要的投料量。

其任务是：

确定各产品的成品率；

编制金属平衡表。

成品率是指成品重量与投料炼之比的百分数，也就是一吨原料能够生产出合格产品重量的百分数。

其计算公式是：

A=（Q-W）/Q×

100%

式中A——成品率，%；

Q——投料量（原料重量），t；

W——金属的重量，t。

成品率乃是一项重要的技术经济指标，成品率的高低反映了生产组织管理的及生产技术水平的高低。

成品率应根据国内外同类企业实际成品率的情况，结合本设计车间的激素后特点以及各项产品工艺卡片的计算结果加以确定。

影响成品率的因数是各工序的各种损失。

金属损失有以下几种：

（1）烧损。

金属在高温状态下的氧化损失成为烧损。

金属加热过程中的烧损与加热温度、加热时间有关。

本设计加热和退火时，出现烧损为0.2%~0.3%。

（2）溶损。

溶损是指酸、碱洗或化学处理等过程中的溶解损失。

本设计溶损为0.2%。

（3）几何损失。

1）切损。

切损指切头、切尾、切边等大块残料损失。

损失的数量由工艺定额卡计算加以具体确定。

切损主要与合金牌号、坯料尺寸以及原料状况等有关。

采用锭作原料，由于缩孔和轧制产生“燕尾”必须切除有较大的金属损失。

2）残屑。

铸锭表面缺陷以及加工后产品表面缺陷清理所造成的损失。

本设计的几何损失为20%左右。

（4）工艺损失。

又称技术损失，是指各工序生产中由于设备和工具、技术操作以及表面介质问题所造成的不符合质量要求的产品。

它与车间的技术装备、生产管理及操作水平有关。

本设计的工艺损失为8%左右。

烧损和溶损是不可回收损失，几何损失和工艺损失是可回收损失，几何废料和工艺废料可返回熔铸车间重熔。

为了提高成品率，必须采取各种有效措施见损失。

在车间设计时，必须深入现成实际调查研究，分析同类车间的生产情况，成品率及各种损失情况，根据先进水平定出所设计车间的平均成品率及各种计算产品的成品率和各种损失率。

同时还必须在设计中吸收现在生产中的先进技术和经验，改进和强化工艺，采取各种措施保证所制定的先进的成品指标得到实现，以求达到先进的设计水平和技术经济指标。

金属平衡是反映在某一定时期（通常是一年），制品金属材料的收支情况。

它是编制工厂或车间预算与制定计划的重要数据。

同时对于设计工厂或车间内部运输与外部运输，以及片面布置都是极为重要的依据。

因此，必须在确定成品率和金属损失的基础上，编制出各种计算产品的金属平衡表。

本设计的车间金属平衡见附表二。

工作制度和年工作台时的计算

工作制度

在选择设备、计算设备负荷时首先要确定车间工作制度和设备年工作台时。

车间工作制度主要取决与车间内主要设备的工作制度，一般有两种形式：

连续工作制和非连续工作制。

本设计采用的是非连续工作制，年工作日按306天算，每天三班，每班8小时。

考虑到一些设备负荷率较低，所以步进式加热炉、2φ850×

1500mm热轧机、双面铣削机列采用了两班制，并减少了工作日至100天。

设备工作台时的确定

设备年工作台时=年工作日×

班次×

每班工作时间

考虑到设备需要安排一定的时间进行大修和中修的时间损失，用于生产的有效时间系数成为设备台时系数。

考虑到交接班、更换工具、更换品种、调整设备、待料、以及工人生理所需等的时间损失，用于生产的有效时间系数，称为设备运转系数。

设备实际工作台时=设备年时基数×

设备利用系数

八、车间平面布置与立面尺寸以