年产十万吨铝及铝合金板带材生产车间设计毕业论文

1、江西理工大学2007届本科生毕业设计（论文）第一章 车间设计总论（铝）中国铝板带箔轧制始建于1932年上海华铝钢精厂的投产,1932年到1960年是中国轧制厂建设起步阶段,上世纪70年代末以后是中国轧制工业的快速发展阶段,2005年中国铝轧制工业迎来了发展过程中的一个高潮，其中西南铝板带有限公司的“1+4”热连轧项目在2005年6月正式投产具有中国铝板带工业发展史上里程碑的意义，从此结束了没有现代化热连轧线的历史。但综观我国铝板带行业的发展过程与现状，尤其是进入市场经济近十多年来的快速发展期间，在国力有限的情况下，由于对市场需求趋势的认识了解不够，没有及时制定一个适合我国国情的发展规划，致使后

2、期出现盲目生产现象，以致于主要产品为低端产品，在一些高精度铝板带产品方面研发能力弱，生产技术水平不高，如铝制罐料、高档ps版基、磁盘基片、汽车车身用铝板、镜面铝带等产品尚不具备大规模工业化生产能力。因此，高精度铝板带材在我国还有较大的市场空间。1.1 车间设计的一般概念1.1.1车间设计的目的和任务目的是为了建设一个年产十万吨铝及铝合金板带材生产车间。设计的任务就是对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等。具体任务如下：(1) 技术任务1）确定产品品种、规格、质量标准及年产量。2）确定产品的生产方案及工艺过程，选取主要设备并确定其必要的数量

3、。3）选择与计算辅助设备。4）计算完成年计划产量所需的原料，材料及动力消耗。5）提出动力、运输、照明、采暖、通风、供水、排水等各项设计要求。6）计算车间所需面积，车间内主要设备与辅助设备的布置。7）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。1.1.2车间设计的依据在进行车间设计之前，应从技术经济部分取得设计任务，而设计任务书是有关部门根据国家计划经过充分讨论订出指定的，其基本内容有：1）车间的生产规模，生产品种

4、。2）车间的生产方案。3）建厂地址，厂区范围和资源情况，水文地质、原材料、燃料、动力，供水以及供电等供应情况，还有运输情况等。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。以设计任务书为主要依据来进行车间设计。1.2车间设计的指导思想1.2.1我国铝板带材的发展现状（1）产品结构趋势加工材的产品结构逐渐向建筑、交通运输及包装所需的型材、薄板和铝箔发展。19992000年我国铝加工材的产品结构及其产量的变化见下表1-1。板带材产量见表1-2。表1-1 19902000年我国铝加工材的产品结构及其产量 单位/万吨年份板带箔管棒型其他合计199017217.013.

5、015.010177.0395199535990.739.510.69143101724200042222153.014212501092197表1-2 2000-2005年中国铝板带产量 单位/万吨20002001200220032004200577107135167207222(2) 消耗结构趋势我国铝板带消耗方面的变化不单纯是数量的增加，更重要是表现在消费结构的变迁。多年来，我国的铝板带产品主要用于制作铝器皿及满足一般的机械制造业。目前，易拉罐用铝特薄板消费将成为我国最大的铝板带消费领域，包装用铝箔及电子电容铝箔也逐渐成市场主流，传统铝板材消费大户的铝制品行业将退居第二位，主要用于汽车板

6、、高级ps版基、防盗盖料、幕墙板以及复合装饰板、预拉伸板、汽车水箱散热器等。高精铝板带材也主要用于建筑，汽车、电子、轻工、印刷及包装等行业，随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，我国铝板带材的消费市场也将像西方发达国家一样逐步发展到包装，建筑，电子和运输为主的几大领域中。(3) 主要消耗品种依赖进口我国是一个铝板带净进口国，19942001年我国铝板带进口量见表1-3。同时与国外一些国家在铝板带材轧制方面的比较。如表1-4所示。表1-3 19942001年我国铝板带进出口量 单位/万吨年份19941995199619971998199920002001总计进口量7.483127.184152

7、.34209.70216.860274.643260.0285.01622.578出口量8.53011.31510.87718.33622.68821.39131.032.0156.137净进量88.953115.869141.461190.734194.172253.252229.0253.01466.441由表1-3可见，我国板带材的进口量逐年大幅度上升，其中主要为罐料。表1-4 2005年中国、美国、日本板带轧制的比较中国美国日本企业总数/个350649总产能/(万吨/a)315560158平均产能/(万吨/a)0.9008.75017.556据统计2005年我国铝板带材产量约222万吨

8、，同比增长7.2%；铝箔总产量约为62.5万吨，同比增长22.5%。同时2005年中国共进口铝板带47.8万吨，同比增长8.4%；出口17万吨，同比增长108.6%；进口铝箔6万吨，同比下降6.3%；出口铝箔12万吨，同比增长138.1%。从以上数据不难预测中国铝轧制材在以后几年仍具有良好的市场。1.2.2要求 要求生产出技术水平高（品种多、质量好、稳定性强、精度要求高）的产品，设计出投资少、利润高、成品率高、环保简洁及节能等要求的车间。1.3车间概况本设计题为年产十万吨铝及铝合金带材生产车间设计。本车间可以加工各种牌号的铝及铝合金，可同时供应h18、o、f、t4、t6等各种状态产品，车间引进

9、了国内先进的2800可逆热粗轧机一台，2800可逆热精轧机一台,2800可逆冷轧机一台，2000可逆冷轧机一台，推进式加热炉两台，箱式退火炉五台和气垫式退火炉一台，锯铣机列，蚀洗线，1830横纵剪机列，精整机列以及淬火时效炉等设备。车间的综合成品率达81.7%，总共生产面积32822平方米，在册人数595人，年销售收入331000万元，利润总额为14925.66万元，投资回收期需要6年半。1.4厂址的选择一般来讲，大中型铝板带加工厂有两种厂址选择方案，一是靠近原材料（电解铝）厂，二是靠近消费市场。把加工厂建在靠近消费市场的地方，有利于开拓市场和提高服务质量，但对大中型板带加工厂，其用户会遍及全

10、国各地，因此把工厂建在某个消费相对集中的地区，必然会存在原料和成品的运输问题。而厂址靠近原材料厂，其经济利益是显而易见的。一些不利因素可以通过加强管理，在热点地区建立消售中心等方式弥补。其优点主要有：1）可以尽可能地利用电解铝液；不需要长途运输铝锭，可节省运输成本200元/吨左右。2）可得到一个较低的运行成本,仅电费就可节省150450元/吨。3）避免了冶炼厂成品和铝加工的库存。4）可减少电解铝厂和板带加工厂双方的铝锭供销人员和费用。通过以上比较，我们选择第一种方案，即在原料厂附近建厂，我国主要产铝大省有山东、河南、贵州、山西、青海、广西。但是如果将这些产铝大省优劣加以比较的话，河南铝工业发展

11、的前景是显而易见的。据国内有关专家介绍，山西、河南的铝土矿铝硅比低，采用烧结法生产、联合法生产工艺，但能耗大、成本高。中国加入wto以后，很难与国外，特别是与澳大利亚的铝工业相抗衡。青海运距遥远，需每年运进、运出百万吨物料，运价昂贵，增高成本。而河南是全国的铁路和公路交通的枢纽。贵州省具有丰富的铝土矿，但是埋藏较深开采成本高。 相比之下，河南发展铝工业优势十分明显，全国可供拜尔法工艺生产的铝土矿资源8亿吨，其中一半以上在河南。河南还有丰富的水电资源。黄河小浪底电站做为其能源后盾。以上不难看出，从铝业的发展规律来看，依托河南的铝资源优势和便利的交通运输条件，以及强大的消费市场。在河南建厂是比较符

12、合要求的。最近几年湖南铝业发展速度很快，并加强了与澳大利亚的合作关系，正准备新建投资项目，利用这股热潮以及其便利的交通运输条件和优越的地理位置，可以考虑在湖南建厂。第二章 生产方案的选择2.1产品方案的编制产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态及年产量。2.1.1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部门对产品数量质量和品种待方面的要求情况，既考虑当前的急需又要考虑将来发展的需要。（2）产品的平衡主要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。随着经济的快速发展和人民物质生活水平的不断提高，对铝

13、加工材的需求不断增加特别是最近几年我国铝加工正处于高速持续发展时期。据统计2005年我国铝材虽然出现了净出口状况，但是铝板带生产仍处于薄落环节，不能满足国民需求。铝板带广泛应用于航空航天、建筑、交通运输、电子电容、化工食品、医药等行业。近年来外墙建筑及室内装饰、铝箔制造、ps版基制造业、家电、食品包装行业的需求量进一步提高，成为铝板带消费增长的主要动力、同时交通运输业正在成为新的消费增长点，这将对我国铝板带加工具有巨大的推动作用。在毕业实习进行的大量市场调查和查阅资料的基础上，了解到国内铝板带加工企业主要从事交通运输、包装印刷、建筑装饰、铝箔坯料等生产，这些产品主要用于民用和军工。2.1.2本

14、设计所拟生产的产品方案车间设计既要考虑以上因素的影响。又要考虑到国民经济部门对产品数量、质量和品种等方面的需求，在保证国民经济对各部门对产品需要的前提下，兼顾社会各行业的需要，本设计主要借鉴西南铝业集团的生产经验，并采用其相应的设备，根据它的资料来确定本次设计的生产方案，如表2-1所示对于各类产品的分类、编组、牌号、化学成分、品种规格尺寸及公差、交货状态、生产技术条件、机械性能要求、验收规格、试验及包装方法等均要按标准规定，若没有标准可由生产单位和用户订立协议。2.2计算产品的确定表2-1 产品方案表序号合金用途合金牌号状态产品规格范围mm厚宽长1铝箔坯料1050、1060、1070、1100

15、、1200、1235、1145、1600、1700、3003、3005、3a21o、f、h111、h112、h12、h14、h18、h19、h22、h24、h260.21.01.12.02.104.04.0150500150010001800100025001000240050040002000100002建筑装饰1060、1070、1100、3003、3004、3005、3a21、3105、5005、5052、5252、6463o、h14、h22、h24、h261.02.01.54.0100016009142200200010000150055003交通运输2024、2a12、2a70、22

16、19、2a06、2a60、3003、3a21、5050、5052、5083、5a16、6010、6061、6063、6070、7005、7039、7075、7a04o、f、h111、 h112、t3、t4、t6、t7、t351、t451、t651、t851、0.51.01.11.21.04.05.01501000150010001800100025000100025002000100004包装印刷1050、1060、1070、1100、1145、la85、la99、3004、3004、3a21、8011、7072o、f、h12、h14、h18、h19、h22、h24、h26、t3、t40.21

17、.01.12.02.14.04.0150500150010001800100025001000240050040002000100005电子电容1100、1145、1199、1350、3004、5005、5052、5056、5154、6101、7005、7039、o、f、h111、h112、h14、h16、h18、h36、h32、t3、t4、0.21.01.12.02.14.04.0150100015001000180010002500100024002000100006化工食品1050、1060、1100、3003、3004、3105、5652、3a21、o、f、h111、h112、h12、

18、h14、h18、h19、h240.21.01.12.02.14.04.015050015001000180010002500100024002000100007航天航空2014、2048、2124、2219、2a06、2a12、2a16、2a07、o、f、h111、h112、t3、t4、t6、t7、t451、0.51.01.12.02.12001000150010001800100025002000100002.2.1计算产品的选择原则车间拟生产的产品、规格及状态组合起来可能有数十种以上，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。为了减少计算量加快速度，同时又不

19、影响整个设计质量，可以将各类产品进行分类编组，从中选择产品作为计算产品，选择原则：1）有代表性 将所有的各类产品进行分类编组，从每组中找出一至几种产量大、产品品种、规格状态、工艺特点等有代表性。因此可以从拟生产的所有合金品种中选择几种有代表性的产品。2）通过所有的工序 指所选的所有计算产品要通过各工序，但不是说每种计算产品都要通过各工序，而是对所有工序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。根据计算产品进行工艺计算、选择设备、确定工艺、确定车间、人力与物力的消耗及技术经济指标等所获得的结果，应该与按所有品种进行设计和投资后的实际相一致。2.2.2计

20、算产品的选择综合以上考虑，现将所选的计算产品列表如表2-2。表2-2 计算产品表序号制品名称合金牌号状态尺寸规格mm技术标准年产量/万吨比例%1铝箔坯料1100h180.51690lgb/t38804.0402飞机蒙皮2219t41.213602500gb/t38801.5153热轧卷材3003f4.81750lgb/t38801.0104建筑幕墙板5052o1.017603700ys/t429.12.5255航天结构件7050t60.815603400gb/t38801.0102.3计算产品的有关性质和用途固态铝为面心立方结构，具有优良的特性，熔点为660oc，比重=2.7，化学性质活泼，易

21、氧化生成al2o3，可总结出6条性能优点：1）比重小 纯铝的比重为2.7，铝合金为2.52.85，大约为钢的1/3，因此凡是要求减轻结构重量的地方自然就得优先考虑采用铝及铝合金，如交通运输。2）比强度大可与钢媲美。3）塑性好 易于加工成材、易焊接、低温不脆其延伸率为50%左右。4）导电导热性好 现在电气工业上以大量用al代cu制造导线，电动机上转子的导条甚至定子的绕组也采用铝材料来制造。5）耐蚀性好 由于表面气自然生成致密而且坚固的al2o3氧化膜，在大气、淡水、海水、浓硝酸、各种硝酸盐以及汽油、各种有机物中均耐蚀。只有在卤素离子或碱离子中才会受到腐蚀破坏。6）具有较小的热中子浮获截面、光泽性

22、好。2.3.1计算产品的基本性质各种计算产品的化学成分见表2-3，物理性能见表2-4,典型室温机械性能见表2-5。表2-3 计算产品的化学成分合金牌号sifecumnmgcrzntival1100si+ fe 0.950.20.050.050.10余量22190.20.35.86.80.20.40.020.100.020.050.15余量30030.60.70.050.21.01.50.10余量50520.250.400.100.102.22.80.150.350.10余量70500.120.152.02.60.101.92.60.045.76.70.06余量表2-4 计算产品的物理性能合金牌

23、号密度/kg/m3液相线温度/固相线温度/体膨胀系数/m3(m3*k)比热容/j/（kg*k）热导率/w/(m*k)室温电阻率/欧姆*毫米110027106576436810-690422429.2221928406436510-686413062300327306546436710-689315942505226806496076910-649.3705028306355246810-686015443.6表2-5 计算产品的典型室温机械性能合金牌号状态抗拉强度b/mpa屈服强度.02/ mpa延伸率/%硬度/hb抗剪强度/ mpa疲劳强度-1/ mpa1100o903435236234h1

24、211010312286941h141241179327648h161451386388362h1816515254490622219o1727618103t4235918620t31、t35135924817t3739331711t6241429010t81、t851455352103003o110423040287648h121301251020358355h14150145815409762h161751755144710569h1820018541055110695052o195902546125110h322301951260140115h342602151068145125h362

25、75240873160130h382902557771651407050o52428cs524172.3.2计算产品的典型用途各计算产品具有很多用途，但是它们的典型用途如表2-6所示。表2-6 计算产品的典型用途合金牌号典 型 用 途1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零部件。例如化工产品、食品工业装置与储存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具。2219航天火箭焊接氧化剂槽与燃料槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270300，焊接性好、断裂韧性高、t8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力。3003用于加工需有良好的成形性

26、能高的抗蚀性或可焊接好的零部件或既要求有这些性能又需要有比1系合金强度高的工件。如厨具、食物和化工产品处理与储存装置、运输液体产品的槽、罐以及薄板加工的各种压力容器与管道。5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性或可焊接性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管以及交通车辆、船舶的钣金件、仪表、街灯支架与铆钉、线材等。7050飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件、制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀、开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高。2.4 产品标准与技术要求人们把对产品的牌号、规格、表面质量以及组织性能等方面的要求称为产品的技术要求。因为产品的使用条件不同，

27、用户对产品的技术要求也是不同的。产品标准可分为国家标准(gb)、冶金工业部标准(yb)、企业标准（qb）等。产品标准一般包括以下内容：1）规格标准 规定产品的牌号、形状、尺寸及表面质量，并且附有供参考的有关参数等。2）性能标准 规定产品的化学成分、物理机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工业性能及其他特殊性能能要求。3）试验标准 规定作试验时的取样部分、试样形状和尺寸、试验条件以及试验方法等。4）交货标准 规定产品交货、验收时的包装、标志方法及部位等。产品标准的高低反映了企业生产技术水平的高低以及科学管理的状况。2.5 生产方案的选择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

28、而采取的生成方法。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。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，采用哪种方案合理，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。铝板带生产的生产方案主要有块式法、带式法和连铸连轧法三种，各自的特点如下：块式法生产的特点：生产的规格品种较多，安排生产的灵活性大；设备简单，操作调整比较容易；设备

29、投资少，建设速度快；轧制速度低，劳动强度大；产品切头、切尾几何废料损失大，成品率较低；中间退火和剪切次数多，生产工序增多，生产效率低，成本高。适用于生产量较小，生产的板宽一般在1000mm以下的工厂。带式法生产的特点：产品性能较均匀,产品质量好；成品率高、轧制速度快、生产周期短、生产效率高、成本低；机械化程度高，劳动强度小；可轧宽而薄的带材、断面尺寸的均匀；设备较大，较复杂；投资大，建设周期长。适用于生产量较大，产品质量要求较高的工厂。连铸连轧法生产的特点：板带材连铸连轧设备由铸轧机和冷轧机组成，此法废料损失少、成品率高；生产工序少、周期短、生产效率高；但是年产量小，产品质量不高。通过以上比较

30、，结合实际生产量，选择带式法生产。第三章 生产工艺流程3.1制定工艺流程的主要依据所谓生产工艺流程就是把产品生产的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。那么制定生产工艺流程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、规格及质量的不同，所采用的生产方案就不同，即主要工序就有很大的差别。因此，

31、生产方案是编制生产工艺流程的依据。2)根据产品的质量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生产工艺流程图铝及铝合金板带材的生产工艺流程如图3-1所示：铣面、蚀洗包铝加热热轧切头尾边卷取坯料退火冷轧中间退火冷轧预先剪切热处理检查、包装精整半连续铸锭图3-1 铝及铝合金板带材生产工艺流程图3.3各计算产品的生产工艺流程各计算产品的生产工艺流程

32、见表3-1。表3-1 计算产品工艺流程表序号工序名称110022193003505270501供锭2铣面、蚀洗3包铝4加热5热轧6切头尾边7卷取8坯料退火9冷轧10中间退火11预先剪切12成品退火13淬火14自然时效15人工时效16精整17检查18涂油、包装3.4工艺叙述3.4.1锭坯的选择（1）锭坯选择的原则锭还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，锭坯的选择应根据以下原则：1)根据车间的规模和产量对于设计规模和产量较大的生产车间，应尽量的选择大锭坯。2)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，锭坯的宽度、厚度、长度或重量

33、可以根据产品的规格尺寸加以确定。轧制时应根据成品宽度加上切边损失量确定热轧前锭还的宽度。3）根据设备能力锭坯的最大规格尺寸及重量取决于轧机轧辊最大抬高度、轧机的强度与刚度、电机能力、最小轧厚度、前后辊道长度以及其他各种设备的承受能力。4)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，锭坏应留有足够的变形程度，确定锭坯最小限制尺寸。5)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，因此选择的锭坯大小也不同。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。6)根据铸造条件以及具体情况选择使用半连续铸锭，锭坯的宽厚比一般为4。（2）锭坯的尺寸和形状各

34、种计算产品的半连续铸锭及锭坯的规格如表32表32 计算产品的锭坯规格合金牌号成品宽度，mm铸锭规格，mm热轧机规格1100169044015402300750/14002800四辊可逆式热轧机、带立辊轧制2219136034012001860300317504001540186050521760400162018607050156034014001560（3）锭坯的质量锭坯质量是生产优质板带箔材产品的基础，因为铸造缺陷常常是产生各种废品的主要原因，有的内部缺陷大多在加工过程中才被暴露，导致恶化产品质量及降低成品率，通常对锭坯的质量要求如下：1)锭坯的化学成分及宏观组织应符合标准的规定。2)尺寸

35、及偏差应满足工艺要求。3)锭坯表面光洁、无缺陷，通常对锭坯要进行铣面、刨面或车面。4）铸锭内部没有缩孔、气孔、夹杂、偏析及裂纹等缺陷，少量的内部缺陷可进行金相检验确定轻重程度。3.4.2铣面、蚀洗（1）铣面 铸锭铣面是为了除去表面的偏析瘤、夹渣、结疤和表面裂纹等，减少板片的金属与非金属压入缺陷，提高表面品质；易于包铝、提高包铝板的焊合品质和抗蚀性能，凡合金铸锭和包铝板用的纯铝铸锭均要铣面。铣面要求如下：1)铸块表面缺陷一次铣不掉应予重铣，直到铣去表面缺陷为止，但应尽量减少铣削量，以减少几何废料。2)铣面后的铸块应注意保护表面，防止碰伤及灰尘落至铸块表面。3)铸块铣面后，用刮刀及时将铸块边部残留

36、金属清除干净。（2）蚀洗用化学方法消除铣面与锯切锭坯表面上的乳浊液、油污，残留刨屑及表面擦伤等缺陷。使铸锭表面生成新的光亮的氧化膜过程。ly6、ly7、lyll、lyl2、lyl6、ld10等合金的铣面锭还、纯铝锭坯以及包铝板都需蚀洗。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，否则表面会发黑。蚀洗工艺：碱洗 冷水洗 酸洗(中和) 冷水洗 热水洗。3.4.3包铝包铝是为提高合金制品的抗蚀性能和加工工艺性能，在锭坯表面包上一定厚度的包铝板，经热轧后与基体焊合在一起。如果单纯为改善加工工艺性能而进行的包铝称为工艺包铝。如果技术条件要求为提高抗蚀性能而进行

37、的包铝称技术包铝。为改善带材轧制时的边部质量，减少裂纹，有时还需进行侧面包铝。单面包铝层厚度是铸锭厚度的2.510%，通常取4%,长度通常为锭坯长度的75%左右，宽度比锭坯宽度大120-140mm。侧面包铝的厚度一般为810mm。对于lc4、lc9、lc10等合金可采用l1作包铝板，其他合金可用l2作包铝板，侧面可采用l3作包铝板。各计算产品的包铝板尺寸见表3-3。3.4.4铸锭加热（1）制订加热制度铸锭加热制度包括加热温度、加热时间及炉内气氛。表3-3 计算产品铸锭的包铝板尺寸合金牌号包铝板尺寸厚度/mm宽度/mm长度/mm2219141320179530031416601795505214

38、17401795705014152011701）加热温度应满足热轧温度要求，保证金属的塑性高、抗力低，产品质量好。实际生产过程中为弥补温降保证热轧温度，通常金属在炉内温度应高出热轧温度，即。2）加热时间包括升温时间和均热时间，确定加热时间应考虑合金导热特性、铸锭尺寸、加热设备的传热方式及装料方法等因素。加热时间宜短，可减少氧化、降低能耗、防止过热或过烧，但必须保证均匀透热达到所需加热温度。通常铸锭厚度越大所需加热时间越长，可按下列经验公司计算： （31）式中t铸锭加热时间min，h铸锭厚度mm。铝及铝合金的加热时间取最大值。3）炉内气氛铝及铝合金铸锭通常在箱式或连续式电阻加热炉中加热，炉内气氛

39、为空气，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。（2）计算产品的加热制度计算产品的加热制度见表3-4表3-4 计算产品铸锭的加热制度合金牌号加热制度铸锭出炉温度温度范围/加热时间/h最大停留时间/h出炉温度范围/最佳温度/11006006204.08.04848052050022196006204.08.0124204443030036006205.010.02448052050050526006204.08.02448050049070506004.07.0103804103903.4.5热轧热轧是指金属及合金在再结晶温度以上的轧制过程。热轧是为了更好的利用金属的高

40、温塑性、以便在一定的温度范围内，将轧件轧制到所需的最小厚度，并获得适当的力学性能。其特点为：热轧过程中金属变形同时存在硬化和软化现象。因变形速度的影响，只要回复和再结晶软化过程来不及进行，金属就随变形程度的增加产生一定的加工硬化。但在热轧温度范围内，软化过程起主要作用，只有当轧制温度降低时，金属变形抗力才逐渐增大。（1）热轧工艺制度热轧工艺制度包括热轧温度、热轧速度、压下制度、冷却润滑。1）热轧温度热轧温度包括开轧温度和终轧温度，合金的状态图以及塑性图是确定热轧温度范围的主要依据。理论上热轧开轧温度取合金熔点的0.850.90左右，但应考虑低熔点相的影响，根据塑性图可以选择塑性最高、强度最小的

41、热轧温度范围。终轧温度：因塑性图不能反映热轧终了温度金属的组织与性能。当热轧产品性能组织有一定要求时，必须根据第二类再结晶图确定终轧温度。终轧温度要保证产品所要求的性能和晶粒度，温度过高会使晶粒粗大，不能满足性能要求；温度过低会引起加工硬化，能耗增加，再结晶不完全导致晶粒大小不均及性能不合。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，无相变时可取合金熔点温度的0.650.70左右。2）热轧速度热轧速度是影响热轧变形速度的一个重要因素，进而影响金属的塑性，因此，确定轧制速度除考虑生产效率外，还应有利于提高金属塑性，另外在

42、可逆式轧机上应在稳定轧制阶段提高速度，在开始和抛出阶段降低速度。3）热轧压下制度热轧压下制度主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定，其次轧制道次、立辊轧边及换向轧制等。大多数有色金属及合金的热轧总加工率可达90%以上，当铸锭厚度和设备已经确定时，确定总加工率的原则是：金属及合金的性质，产品质量要求，轧机能力及设备条件，铸锭尺寸及质量。制订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。不同轧制道次加工率确定的原则为：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。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。

43、最大道次加工率一般为45%50%。最后轧制阶段，因为热轧最后两道次温度较低，变形抗力较大，故道次加工率减小。详细见附表：热轧压下规程计算表。4）热轧时的工艺润滑热轧时冷却润滑的作用是：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、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。对冷却润滑剂的要求是：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；乳液的稳定性应高、热分离性好，易于破乳、使用周期长；不腐蚀轧件和轧辊；来源广、成本低。铝及铝合金的冷却润滑广泛采用乳液，见表34。表34 常用的乳液某些性能指标乳液名称使用浓度/%油

44、膜强度/nph使用周期59c373904907.518.0a-1001hr22.56857358.08.5约6个月prosol66157.5约3个月1022号7.01.53个月200号586857867.27.5612个月84号136857858.08.512个月lrz-88236857357.58.0912个月（2）热轧制品的主要缺陷及产生原因热轧制品主要的缺陷有镰刀弯、裂边、翘曲、张嘴及表面缺陷，其产生原因是：1）镰刀弯 热轧机轧辊两端辊缝值不同；导尺送带板不正，带板两边延伸不同；热轧机轧辊预热不好，辊形不正确；乳液喷射不均或喷咀有堵塞；压光机轧制时板片未对中。2）裂边 铸锭加热温度低；金

45、属塑性较差，冷却润滑不良；道次加工率太大；立辊轧边不当，辊型控制不好；出现边部附加拉应力产生裂边。3）翘曲 两辊的线速度不同；上下两辊润滑不均（上翘上润滑差）；锭坯温度上下两面不均。4）张嘴（分层、层裂）在轧制过程中，带板端头或边部产生不均匀变形，继续轧制时扩散而成；合金塑性差或头部中间有夹渣杂；压下量过大，中间层金属流动快，表面金属与轧辊摩擦大；铸锭缩微严重。5）表面缺陷（气泡）铸锭含氢量高，组织疏松；铸锭表面凸凹不平的地方有脏东面，装炉前没有擦净；蚀洗后，铸块与包铝板表面有蚀洗残留痕迹；加热时间过长或温度过高，铸块表面氧化；第一道焊合轧制时，乳液咀没有闭严，乳液流到包铝板下面。3.4.6冷

46、轧冷轧通常是指金属及合金在再结晶温度以下的轧制过程。冷轧产生加工硬化，金属的强度和变形抗力增加。伴随着塑性降低，与热轧相比其主要特点是：产品的组织与性能均匀，有良好的机械性能和承受再加工的能力；产品尺寸精度高，表面质量与板形好；通过控制不同的加工率或配合产品热处理，可获得各种状态的产品；冷轧能生产热轧不能生产的薄板带或箔材。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。(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a、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。b、保证产品质

47、量，防止总加工率过大，产生裂边或断带，恶化表面质量。c、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等事故。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，按金属机械性能与冷轧加工率的关系曲线，确定成品冷轧总加工率的范围。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

48、,提高生产率。具体分配道次加工率的一般原则是:a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:b保证顺利咬入,不出现打滑现象,轧制厚板带较突出;c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,尤其对精轧道次更重要:d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。4)计算产品的压下制度。本次设计的五个计算产品，其成品冷轧总加工率见表3-5。表3-5 计算产品冷轧总加工率合金牌号冷轧前厚度h / mm冷轧后厚度h/ mm总加工率 / %11006.50.59222196.01

49、.28050526.01.08370505.00.884(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 a、能降低单位压力，调整主电机负荷。张力使变形抗力减小，轧制压力降低，能耗下降。前张力使轧制力矩减少，而后张力使轧制力短增加。当前张力大于后张力，能减轻主电机负荷。b、调整张力能控制带材厚度。因为改变张力大小能改变轧制压力，由弹跳方程可知轧出厚度发生变化，因此，调整张力可实现板厚控制。增大张力使带材轧得更薄，因为张力降低轧制压力，则轧辊弹性压扁与轧机弹跳减小，在不调压下情况下，可将轧件进一步压薄。c、

50、调整张力可以控制板形。张力能改变轧制压力，影响轧辊的弹性弯曲从而改变辊缝形状。因此，通过调整张力大小控制辊型，实现板形控制。此外，张力能促使金属沿横向延伸均匀，以获得良好板形。d、防止带材跑偏，保证轧制稳定。防止带材跑偏(带材偏离轧制中心线)是实现稳定轧制的重要措施。跑偏将破坏正常板形或尺寸精度，引起人身或设备事故，必须加以控制。e、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。最大张应力不应超过合金的屈服极限，以免发生断带；

51、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(0.2一0.4)0.2，厚带或高塑性合金取上限，薄带或低塑性合金取下限。铝合金在4辊冷轧机上，可按下列经验公式计算不同厚度条件下的张应力值： 前张应力 后张应力 轧制铝箔时，最大张应力不应超过金属屈服极限与弹性极限之和的一半，否则容易断带。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。为了保持张力恒定，一般采用间接法和直接法控制张力。间接法：即调节卷取电动机电压来维持其电枢电流ia恒定。直接法控制张力一般有二种：一是利用张力测定装置(张力计)测定实际的张力，以此作为反馈信号，使张力恒定，二是利用活套建立张力，由活套发送器给出信号，改变卷取机的速度，维持活套大小不变，而控制张力恒定。（3