现场管理_车间设计的一般概述

1车间设计的一般概述 本章内容 车间设计的目的与任务车间设计的依据厂址选择金属压力加工企业总平面图与运输设计程序与设计工作的原则车间工艺设计的任务与说明书的编制 车间设计的目的与任务 目的建设新企业 扩建或改建老企业任务做出技术与经济的详细规划 确定企业生产经济状况 技术经济指标及施工的组织方法等内容生产工艺 设备 土建 供水 排水 供气 供电 运输 采暖与通风等设计 车间工艺设计 确定生产方案 选择设备 画出车间工艺平面布置图 确定车间劳动组织与技术经济指标 并对其它设计提出要求 车间设计的依据 设计任务书是车间设计的依据 其内容包括 1 车间规模 生产的品种 2 车间的生产方案 3 建厂地址 资源情况 运输情况 4 要求达到的经济效益和技术水平 5 投资以及劳动定员的控制数字 6 环保情况 厂址选择 建厂地区由上级主管部门在设计任务书中规定建厂地址在指定的建厂地区内 选择一块地方 在自然和地理特点 运输条件 水电供应 布置工厂厂区及生活区等方面 都能最大限度地得到满足 金属压力加工企业总平面图与运输 企业的组成钢铁企业 炼铁 炼钢 轧钢及其辅助车间有色企业 冶炼 熔铸 加工及辅助车间企业的运输企业外部运输 原材料运入和成品运出 水运 铁路 公路企业内部运输 料场 仓库至车间以及车间之间的货物运输 7 新一代钢铁工业流程的三大功能 8 废弃塑料 矿石焦炭 铁水 废钢 煤气 废渣 废渣 钢水 钢坯 产品 用户 减量化轧制技术短流程近终形生产柔性轧制技术无头轧制技术自由程序轧制 节约型钢材产品细晶粒高强度钢复相组织钢低成本不锈钢耐腐蚀长寿命钢 发电厂 水泥厂 废弃物处理功能 能量转化功能 生产钢铁产品功能 新一代钢铁生产流程 轧制工艺与产品 金属压力加工企业总平面图与运输 企业总平面布置图的形式纵向布置 串联 横向布置 并联 总平面图编制原则和要求 设计程序与设计工作的原则 设计程序可行性研究 初步设计 施工设计设计工作的原则 车间工艺设计的任务与说明书的编制 车间工艺设计的主要任务技术任务组织任务经济任务工艺设计说明书的编制总论 生产方案 生产工艺过程和设备选择 工艺计算与金属平衡 设备负荷计算 平面布置及内部运输 车间电气 动力 机修设备的选择及负荷计算 劳动组织 技术经济指标 附表与附图 2可行性研究 本章内容 可行性研究的重要性可行性研究的内容与步骤可行性研究报告的内容 可行性研究的重要性 可行性研究运用多种科学成果保证实现工程建设最佳经济效果的综合性科学可行性研究的任务目的 资源 市场 厂址 规模 工艺等调查研究避免返工 保证效果可行性研究的作用初步设计的基础筹集资金的依据申请执照等依据 可行性研究的内容与步骤 可行性研究的内容市场销售情况的研究原料和工艺技术的研究工程条件的研究劳动力来源和费用 人员培训等资金和成本的研究经济效果研究可行性研究的步骤调查研究 收集资料分析研究提出方案方案比选编制报告 可行性研究报告的内容 总说明承办企业的基本情况与条件生产规划物料供应规划厂址选择技术与设备土建工程内容与工作量人员培训计划建设资金经济分析经济效果评价 3生产方案选择 本章内容 产品方案的编制生产方案的选择钢材生产方案有色金属产品的生产方案 产品方案的编制 产品方案产品名称 品种 规格 状态 年计划产量任务书规定 或设计者提出编制产品方案的原则国民经济发展对产品的要求产品的平衡建厂地区的条件 资源 投资等可能性计算产品的选择有代表性通过所有工序与实际接近留有调整余量根据计算产品进行工艺计算 选择设备 确定工艺 确定车间各种消耗及技术经济指标应与按所有品种进行设计和投产后的实际相一致 编制产品方案 确定计算产品及其产量分配乃是工艺设计中的主导 产品标准与技术要求GB YB QB 规格标准 性能标准 实验标准 交货标准 生产方案的选择 生产方案为完成设计任务书中规定产品的生产任务而采取的生产方法生产方案选择的依据金属与合金的品种 规格 状态及质量要求年产量的大小投资 将来发展等 钢材生产方案 板带钢生产中厚板生产单机架轧制二辊 三辊 四辊 万能双机架轧制连轧热轧薄板带钢生产热连轧法叠轧薄板生产炉卷轧制法冷轧板带钢生产单机冷轧连轧型钢生产轧制法普通轧制法 多辊轧制法 热弯轧法 挤压法冷弯法管钢生产热轧 挤压 焊管 冷加工线材生产 有色金属产品的生产方案 板带箔材的生产产品的品种和规格块式轧制法带式轧制法热挤压法连铸连轧法管棒型材生产产品的品种和规格挤压法挤压 拉拔法线材生产普通挤压法轧制法 4生产工艺流程 本章内容 制定生产工艺流程的主要依据钢材生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程 制定生产工艺流程的主要依据 工艺流程产品生产的工序按次序排列起来合理的生产工艺流程 低消耗 设备少 面积小 成本低制定生产工艺流程的主要依据根据生产方案的要求产品不同生产方案不同主要工序不同根据产品质量的要求产品的技术条件需要相应工序的保证根据车间生产率的要求 钢材生产工艺流程 生产工艺流程的基本组成主要工序坯料准备 加热 轧制 冷却 热处理 精整钢材生产工艺流程三种形式普碳钢合金钢冷加工 工艺参数的确定 坯料选择连铸坯的选择金属收得率提高10 节能 降低成本钢锭的选择种类 沸腾 镇静 半镇静钢锭断面形状 方 长方 圆 多角形钢锭的高宽比 对钢锭的质量有影响钢锭的锥度 脱模 铸锭质量初轧坯的选择断面形状 断面尺寸 长度管坯的选择 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 据冶炼时脱氧程序的不同 钢可分为沸腾钢 镇静钢和半镇静钢沸腾钢为脱氧不完全的钢 钢在冶炼后期不加脱氧剂 如硅 铝等 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象 气体逸出 钢锭凝固后 蜂窝气泡分布在钢锭中 在轧制过程中这种气泡空腔会被粘合起来 这类钢的特点是钢中含硅量很低 标准规定为痕量或不大于0 07 通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭 优点是钢的收率高 约提高15 生产成本低 表面质量和深冲性能好 缺点是钢的杂质多 成分偏析较大 所以性能不均匀 镇静钢为完全脱氧的钢 通常注成上大下小带保温帽的锭型 浇注时钢液镇静不沸腾 由于锭模上工艺参数的确定部有保温帽 在钢液凝固时作补充钢液用 这节帽头在轧制开坯后需切除 故钢的收得率低 但组织致密 偏析小 质量均匀 优质钢和合金一般都是镇静钢 半镇静钢为脱氧较完全的钢 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 浇注时有沸腾现象 但较沸腾钢弱 这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点 在冶炼操作上较难掌握 但是碳素钢中此类钢是值得提倡和发展的 工艺参数的确定 坯料的预处理表面缺陷清理火焰 风铲 砂轮 机床表面氧化铁皮清理机械法 化学法坯料预先热处理消除合金钢内应力 成份均匀等坯料加热加热温度三图定温 防止过烧加热速度加热时间燃料选择 塑性图 金属的塑性随温度变化的关系图 也称塑性状态图 一个完整的塑性图应该同时给出拉伸试验时的强度极限 b 延伸率 和断面收缩率 镦粗试验时的最大压缩率 M 扭转试验的扭转角或圈数 冲击试验的AK值 弯曲试验的弯曲角度或次数等多种性能指标与试验温度的关系 它反映了温度 速度以及应力状态类型等对金属塑性的影响 塑性图是选择合理的金属塑性加工方法和制订冷加工和热加工工艺规程的重要依据 是生产中不可缺少的基本资料之一 右图为W18Cr4V高速钢的塑性图 由图可见 该钢种在800 1200 的温度范围内具有很好的塑性 塑性加工 如轧制 前钢锭加热时的最高温度为1230 超过此温度 钢可能产生裂纹或轴向断裂 变形终了温度不应低于900 否则不仅塑性明显降低 而且变形抗力急剧增大 工艺参数的确定 轧制变形程度制定总变形量和道次变形量 进行工具设计 轧制速度设备条件和工艺条件允许的情况下 尽量提高轧制速度 轧制温度开轧温度保证终轧温度 终轧温度保证产品的组织性能 轧制力轧制力决定轧制设备和动力 计算或实测确定 工艺参数的确定 钢材冷却与精整冷却钢材热轧后冷却到常温 发生再结晶和相变 需要控制冷却速度和冷却温度制度 精整矫直 剪切 酸洗 热处理 表面镀层及机械加工等 典型生产工艺流程热轧带钢生产工艺流程冷轧带钢生产工艺流程 有色金属材料生产工艺流程 锭坯选择 锭坯选择的原则根据车间的规模和产量根据产品的规格尺寸根据设备能力根据制品的性能确定锭坯厚度或直径根据金属及合金的工艺性质根据铸造条件锭坯尺寸与形状锭坯的质量锭坯的化学成份及宏观组织应符合标准规定尺寸及偏差应满足工艺要求锭坯表面光洁 无缺陷铸坯内部没有缩孔 气孔 夹杂 偏析及裂纹等缺陷 有色金属材料生产工艺流程 板带箔材生产工艺流程 铝及铝合金板带材一般生产工艺流程蚀洗 碱洗冷水洗酸洗冷水洗热水洗包铝 工艺包铝 技术包铝加热热轧冷轧精整热处理退火 淬火 时效典型产品生产工艺流程 有色金属材料生产工艺流程 板带箔材生产工艺流程 铜及铜合金板带材一般生产工艺流程热轧冷轧热处理酸洗 表面清理 矫直 剪切带卷焊接典型产品生产工艺流程铝箔生产工艺流程坯料重卷 切边退火轧制精制 有色金属材料生产工艺流程 板带箔材生产工艺流程 钛及钛合金板带材生产工艺流程坯料热轧冷轧热处理典型产品生产工艺流程 有色金属材料生产工艺流程 管棒型材生产工艺流程 铝及铝合金管棒型材一般生产工艺流程挤压挤压比 挤压温度 挤压速度冷轧拉拔典型生产工艺流程铜及铜合金管棒型材生产工艺流程一般生产工艺流程挤压冷轧拉拔热处理和酸洗 有色金属材料生产工艺流程 管棒型材生产工艺流程 稀有金属管棒型材生产工艺流程一般生产工艺流程挤压斜轧穿孔旋压轧管拉拔 5设备选择 本章内容 设备选择的原则主要设备选择辅助设备选择 设备选择的原则 满足产品方案的要求满足生产方案及生产工艺流程的要求注意设备的先进性和经济上的合理性考虑设备之间的合理配置与平衡 主要设备选择 熔铸设备选择熔炼炉火焰反射炉竖炉电阻加热炉感应加热炉铸造机半连续 钢丝绳式 丝杆式 液压式连续式 卧式 立式 主要设备选择 轧机的选择轧机种类二辊轧机三辊轧机四辊轧机多辊轧机复合式多辊轧机万能轧机 行星轧机轧辊主要技术参数确定轧辊直径辊身长度 最小可轧厚度 minimumrollinggauge 轧辊产生弹性压扁时可能轧制的最小板厚 在一定轧机上轧制一定的产品时 随着板带的逐渐变薄 压下越来越困难 当板带薄至某一限度后 不管如何旋紧压下螺丝或加大液压压下的压力 不管反复轧制多少道 由于轧辊产生弹性压扁而不可能再使产品变薄 这一极限厚度称为最小可轧厚度 主要设备选择 轧机布置形式单机架布置横列式顺列式棋盘式半连续式连续式典型轧机的主要技术参数开坯机型材轧机线材轧机板带材轧机管材轧机 主要设备选择 挤压机选择挤压机的分类按结构形式分立式 卧式按传动方式分机械 液压 水压 油压 按穿孔系统分带穿孔系统 不带穿孔系统挤压机的主要技术参数拉拔机选择拉拔机分类链式 卷盘式拉拔机的主要技术参数 辅助设备选择 加热及热处理设备选择 加热炉炉型选择均热炉均匀化炉连续式加热炉推钢式步进式环形感应炉子尺寸炉子宽度炉子长度热处理炉箱式炉活动炉底箱式炉罩式退火炉井式退火炉 辅助设备选择 加热及热处理设备选择 热处理炉强制空气循环箱式电阻炉辊底式退火炉立式空气循环电阻炉链式退火炉链式水封退火炉气垫式连续热处理炉盐浴炉接触式退火炉 辅助设备选择 切断设备选择 锯机锯片直径锯片厚度锯机功率剪机平刃剪剪切行程 剪刃长度 刀片横断面尺寸 剪切行程次数斜刃剪剪切倾角 剪刃长度 剪切行程圆盘剪和飞剪折断机 辅助设备选择 矫直机选择 辊式矫直机板带材辊式矫直机节距 辊径 辊数型材辊式矫直机节距 辊径 辊数圆管棒辊式矫直机压力矫直机张力矫直机 辅助设备选择 冷却设备选择 冷床结构冷床主要技术参数冷床宽度冷床长度冷却时间 辅助设备选择 铣面及酸洗设备选择 铣面机酸洗设备 辅助设备选择 起重运输设备选择 起重机起重机类型起重机主要参数起吊重量运行速度工作制度台数的确定辊道辊道分类主要参数确定辊子直径 辊子长度 间距 辊道速度其它设备辗头机 空气锤 轧棍车床与轧棍磨床 6工艺计算与金属平衡 工艺计算 概念计算产品 产量 主要设备或工序 工艺参数内容主要加工工序工艺规程的制定编制生产工艺流程定额卡 工艺计算 工艺规程的制定与计算 轧制工艺计算最大咬入角校核热轧温降计算轧制力计算与轧辊强度校核转矩计算及电机校核 工艺计算 挤压 拉拔工艺计算 挤压力计算皮尔林公式普罗卓洛夫公式塞茹尔内公式挤压机校核拉拔力计算拉拔电机功率计算拉拔条件校核 编制生产工艺流程定额卡 编制生产工艺流程定额卡的内容生产工艺流程定额卡的形式 8车间平面布置与立面尺寸 车间平面布置 车间平面布置的原则满足工艺要求有利于生产 操作方便人行道与工作线平行留有余地平面布置的内容金属流程线的布置直线式直线横移式曲折式放射式 车间平面布置 生产设备的布置加热炉间的距离加热炉到轧机距离轧机机列间的距离轧机到切断设备间的距离车间内通路的布置车间主要通路车间次要通路人行通路及防火通路 车间平面布置 车间内仓库设施的布置确定仓库面积的原则原料仓库面积计算中间仓库面积计算成品仓库面积计算其它设施的布置操纵台位置的确定主电室布置工具堆放场地乳液与润滑油站车间机修室与磨辊间车间内部运输设备的布置 车间平面布