年产7万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计(本科毕业设计)教材.doc

年产7万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计(本科毕业设计)教材.doc

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XX理工大学

本科毕业设计（论文）

题目：

年产7万吨铜及铜合金板带材

生产车间工艺设计

专题题目：

学院：

材料科学与工程学院

专业：

金属材料工程

班级：

X班

学号：

XX号

学生：

XXX

指导教师：

XXX职称：

XXXX

指导教师：

职称：

时间：

2014-05-30

XX理工大学

本科毕业设计（论文）任务书

材料学院金属材料专业2010级（2014届）X班学号XX学生XXX

题目：

年产7万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计

专题题目（若无专题则不填）：

原始依据（包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等）：

根据目前铜材市场的（供求）需求状况，提出设计题目，通过对铜合金板带材生产企业和市场信息的进一步调研，提出满足设计任务要求的各项具体指标。

利用在洛阳铜业集团公司实习的机会，现场收集铜合金板带材生产工艺技术和设备等方面的资料，结合大学四年本科学习中所掌握的基础知识和专业技能，精心考虑，认真计算，统筹安排，设计出满足产品质量（符合相应国标或国际标准）所需的生产工艺技术和主辅设备条件，提供车间的工艺平面布置图，并对设计任务进行必要的经济技术指标考核。

通过设计，使学生自己对大学专业知识进行系统归纳与总结，对铜合金板带材生产的工艺技术、设备选型等有个初步的学习和了解，为毕业后走上工作岗位打下扎实的专业基础。

主要内容和要求：

（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：

1．产品方案的确定：

确定产品品种、状态、规格范围、生成标准及年产量。

2．计算产品的选择：

选取四个具有典型代表性的产品作为设计计算产品。

3．生产方案及工艺流程的确定：

比较目前技术上较为先进的几种铜合金板带材生产方案，确定合理额生产方案，并分别叙述各计算产品的具体生产工艺流程。

4．工艺计算和主辅设备的选取：

通过压下规程计算等，选取主要生产设备和相应的辅助设备，并作必要的设备校核。

5．工艺参数的确定：

根据生产工艺流程、设备条件及产品质量要求，确定各工序生产工艺参数。

6．编制金属平衡表，计算设备负荷能力：

根据生产工艺流程中各道工序的金属损耗，填写工艺卡片及金属平衡表，计算每个计算产品在主要生产工序上所需的台时数，及主要生产设备台数和负荷率。

7．绘制车间平面图及立面图：

确定厂房长度和跨度，合理布置各主辅设备的位置，并对车间内的通风、采光、采暖、防火及卫生等提出要求，对水、电、汽等动力提出条件。

8．劳动组织及技术经济指标：

根据车间生产设备操作及车间管理的要求，确定车间劳动组织定员。

依据相关资料，概算完成设计年产量所需的原、辅材料的成本及水、电、气等动力消耗，以及人员工资、固定资产折旧等成本，结合产品的市场价格，计算出年产值、利润、税收等经济指标，最终概算出投资回收期。

日程安排：

第一、二周查阅、收集设计资料，组织、撰写开题报告；

第三、四周确定产品方案、计算产品，选取生产方案、确定工艺流程；

第五、六周冷热轧压下规程计算，轧辊强度校核计算

第七、八周计算、填写工艺卡片，金属平衡表、设备负荷表计算

第九、十周绘制车间平面布置

第十一周经济技术指标计算

第十二、十三周设计说明书撰写与修改

第十四、十五周定稿，准备答辩

主要参考文献和书目：

[1]《重有色金属材料加工手册》编写组.重有色金属材料加工手册（第一分册）[M].北京：

冶金工业出版社，1979.

[2]《重有色金属材料加工手册》编写组.重有色金属材料加工手册（第三分册）[M].北京：

冶金工业出版社，1979.

[3]田荣璋，王祝堂.铜合金及其加工手册[M].长沙：

中南工业大学出版社，2002.

[4]温景林．金属压力加工车间设计[M].北京：

冶金工业出版社，1992.

[5]傅祖铸等.有色金属板带材生产,长沙:

中南工业大学出版社,1992

指导教师（签字）：

年月日

XX理工大学

本科毕业设计（论文）开题报告

材料工程学院金属材料专业2010级（2014届）X班学号XX学生XXX

题目：

年产7万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计

专题题目（若无专题则不填）：

本课题来源及研究现状：

有色金属中铜和铜合金是古老而永远年轻的。

中华民族五千年的历史沧桑它一路伴随。

我国古代文明史的重要组成部分包括铜合金的发现和使用技术。

据文献记载，在4800年以前我们的先辈就用铜合金铸造出了刀具，在龙山文化时期，就可以冶炼铜及铜合金，铜合金的铸造、锻造和退火技术也得到了初步应用，这是最早的塑性加工。

铜合金加工生产由手工作坊方式发展为工厂生产方式是在蒸汽机出现以后。

伴随着社会和科学技术的进步和发展，铜和铜合金加工技术也由半机械化向机械化和自动化发展。

20世纪80年代，在铜合金加工理论取得很多新成果的同时，新工艺、新技术和新产品也相继出现。

铜和铜合金是人类最早发现的金属之一，也是使用最早的金属。

早在史前时代，人类主要开始采掘露天铜矿，并用挖到的铜制造武器、器具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远[1]。

铜广泛存在于地壳和海洋中。

在地壳中铜的含量约为0.01%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。

铜及铜合金作为人类历史上最早使用的金属材料，具有优良的导电、导热、耐寒、耐蚀和加工性能，尤其是铜具有良好的合金化能力，几乎可与所有元素形成各具特色的合金系列，满足现代工程对材料强度、低温韧性、弹性、耐蚀、耐磨、抗软化、切削加工等特殊性能的要求。

铜还具有其他金属所不具备的抗菌性能和再生性能，因此其不仅可作为结构材料使用，还可作为功能材料被使用。

目前广泛应用的铜及铜合金品种有256种，形成了以管、棒、型、线、板、带、箔、条为代表的八大类、上万种规格的加工产品，被广泛应用于家用电器、电力、汽车、建筑、电子仪器仪表、国防、交通运输、海洋工程等行业。

在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

作为重要的基础材料和功能材料，铜及铜合金板带材被大量应用于电力、电气、电子、仪器仪表、日用五金、机械制造、军工及装饰等各个领域。

在铜加工材当中，铜及铜合金板带材是非常重要的一类产品，其产量约占总量的18%。

中国是目前世界上最大的铜及铜合金板带材的生产国之一，同时也是全球重要的消费市场。

中国的铜板带材产量已经占到世界总产量的近30%，消费量则占到35%以上。

（1）我国铜产业市场

根据2016年铜板带需求预测，届时铜板带产能需求量将达到150万（生产能力按85%考虑），即使考虑目前正在建设的项目全部建成，2016年铜板带的生产能力供应缺口也在50万吨左右。

在国内铜板带消费主要集中在长三角、珠三角地区,并有逐步向中部和西部转移的趋势,铜板带需求结构呈现多元化消费的特色。

铜加工材中用途最广泛的是铜板带，约占全部铜加工的38%，随着工业现代化的发展，所占比例还将增加。

铜板带材主要用于机械、汽车、电子、交通、能源等行业。

近年来用于轻工及民用的需求有所增加。

良好的市场需求是促使中国铜板带材快速增长的一个重要因素。

中国经济快速发展，特别是汽车、电子、电力、通讯等行业的发展，带动国内铜材需求的增长。

而2000年以后，陆续投资和兴建的一批高精铜板带项目，则造成国内铜板带产能的严重过剩。

近几年12家企业投资兴建的铜板带材项目已有52.5万吨总产能投产，总投资额超过120.0亿元；另有9家企业在建、拟建的铜板带材项目总产能为33.8万吨，总投资额接近71.2亿元。

国内此轮掀起的铜加工项目建设高潮，主要是从国外引进先进技术及装备，这使得中国铜板带材的生产实现了跨越式发展，经过近几年的装备升级引进，铜板带产品质量、性能有一定的提高，部分替代了进口，但是，高端产品依赖进口的格局并未彻底的改变。

2012年各种高精度板带材的市场需求量接近60万吨。

中国现有铜加工材生产企业1200多家中，有铜板带材生产企业300多家，生产能力达高达300万吨，其中，高精度板带产能超过80万吨。

2011年中国铜板带材的产量大约204.6万吨，国内9家主要铜板带材企业的总产能为83.3万吨，2011年的产量为43.83万吨。

2013年，我国国民经济将保持稳定增长，结构调整和产业升级将是经济工作主线，也是铜加工产业的重点，本行业与世界发达国家相比主要差距是大而不强，据不完全统计，全国共有铜加工材生产企业共1000家，产量大于10万吨的企业共8家，企业多分布于东南沿海和广东地区，主要铜材生产省份为浙江和江苏；中国铜加工材产地集中于经济发达的东南沿海地区，其中浙江省一直处全国第一位，中西部铜加工业相对落后。

我国铜加工技术和装备先进与落后并存，传统经典的生产技术仍然占主导地位，其加工工艺仍然是：

合金熔炼、半连续铸造-热加工-冷加工，因此工艺流程长，能耗高，成品率低，环保条件差，迫切需要技术和装备创新。

2013年铜加工市场走势分析，对比了2012年有色加工统计数据，2012年全年铜加工材产量为1154万吨，比2011年增长10.8%，但增幅同比回落了4.2个百分点。

有色金属加工产业投资，在有色金属工业乃至全国工业产品中，当属热中之热。

不言而喻，大量的投资支持了铜材产能增长，满足了高速发展的市场需求，同时推动了产业技术进步和产业结构调整，其积极作用是主要的。

但从控制产能过度扩张、实施结构调整的形势要求来看，数据说明目前所有关于控制过热投资的舆论或政策，在有色金属加工业的投资上，都没有达到理想效果。

2010年以来，随着四万亿经济刺激政策效应逐步消退以及整体经济的放缓，主要下游行业电力电缆，汽车、房地产的增速明显出现放缓，铜需求增速亦放缓至约6%的较低水平。

2013年上半年，在全球经济弱势复苏、国内经济增速放缓的形势下，铜行业在低迷中艰难运行。

由于铜产能快速释放，而下游需求不温不火，供需矛盾日益激化，行业盈利一度下滑至工业行业的最低水平。

2013年1-6月中国铜精矿进口446.4万吨，同比增长38.5%。

其中6月份进口67.4万吨，环比下降7.7%，同比增长54.5%。

如图一所示。

图一中国铜精矿进口数据统计

　　2013年1-6月份国内精炼铜产量322.9万吨，同比增长12.8%。

其中，6月份的产量为56.8万吨，同比增长6%。

受消费淡季的影响，国内原材料供应紧张使精铜减产。

图二精炼铜产量统计数据

2013年6月份我国铜材产量136.8万吨，环比增长11.9%。

1-6月份国内铜材产量685.1万吨，同比增长16.9%。

图三中国铜材产量统计数据

最新调研数据显示，我国铜材产量出现较明显的增长，下游消费环节表现相对较好；大型铜材企业因库存积压较多，市场实际消费较少，随着淡季来临，预计这种增长趋势将减缓。

国铜加工技术与制备总的评价应该是：

先进与落后并存，代表性铜加工企业如中铝洛铜集团等，技术与装备已进入国际先进行列；而广大的中小企业，其技术与装备还停留在上个世纪60年代水平，由此形成了我国铜加工工业大而不强、大而不精的现状，造成了国民经济所需高、精、尖产品主要依靠国外进口解决的被动局面。

铜材品种质量水平发展不平衡，在众多铜加工材品种中，空调内螺纹管质量已处世界领先水平，这是中国铜加工行业的骄傲，但其它板带、管棒、型、线等品种质量水平都处于中等水平；产品质量波动、产品精度不高、表面光洁度低、性能一致性和稳定性差；如用于电线电缆生产的铜线杆中铜含量在98.0~99.90%之间波动，铜含量低将导致电阻增加，导致导体发热，致使电力输送中浪费能源，影响电器安全，缩短使