第一篇 车间设计总论(1-2)

1、塑性成型车间设计授课教师：学 时：40适用班级：10材控课程简介l 性质性质：本课程是一门关于金属材料压力加工车间设计的专业课，也是材料成型及控制工程本科专业学生必修的重要专业课之一。 l 任务任务：本课程主要讲授车间设计和可行性研究的目的、任务，车间生产方案，金属平衡，生产工艺流程，主辅设备选择，生产能力计算，技术经济和车间平面布置及厂房设计等。l 目的目的：通过本课程的学习，使学生了解和掌握金属材料压力加工车间工艺设计方案确定与设备选择的基本原则，以及工艺设计与计算的基本知识，初步具有工程设计的基本技能，为毕业设计和今后从事材料工程设计或生产管理工作打下基础。 l 考核考核：考试，平时30

2、%+期末70%壹壹贰贰叁叁肆肆伍伍陆陆柒柒捌捌玖玖拾拾第一篇 车间设计总论 本篇主要讲授车间设计的一般概念和可行性研究。u掌握车间设计的目的、任务，设计程序和设计工作的 原则；u了解厂址选址、总图运输及设计说明书编制的内容；u掌握可行性研究的任务、作用、内容和步骤，u了解可行性研究报告的主要内容。 第一章 车间设计概述1.1 1.1 车间设计的目的、任务车间设计的目的、任务 1.21.2 车间设计依据车间设计依据 1.31.3 厂址选择厂址选择1.41.4 总图运输总图运输1.51.5 车间设计程序及原则车间设计程序及原则1.61.6 车间工艺设计的任务与说明书的编制车间工艺设计的任务与说明书

3、的编制 第一章 车间设计概述第一章 车间设计概述现代工业的重要组成部分，是一个具有独特作用的基础工业部门。 与世界先进国家相比，在产品的质量和品种、产品的数量、工艺组成和技术装备的水平上都存在着明显差距。第一章 车间设计概述第一章 车间设计概述 。第一章 车间设计概述 。 第一章 车间设计概述水、电、动力、热力、通风、照明、采暖、厂房建筑、设备加工等第一章 车间设计概述。第一章 车间设计概述（品种规格，生产规模）；（品种规格，生产规模）；（厂址、厂区范围、资源、水文地质、（厂址、厂区范围、资源、水文地质、燃料、动力、供水、供电、运输等）；燃料、动力、供水、供电、运输等）；。第一章 车间设计概述

4、。第一章 车间设计概述符合国家工业布局的基本原则；符合国家产业政策；满足国防要求。原料、燃料、动力来源与运输条件；适当靠近产品销售地区；自然条件好，有适宜的气候条件。可就近取得足够的建筑材料；与其它企业协作方便。第一章 车间设计概述三大经济发展区域三大经济发展区域Bohai sea ringeconomy zoneYangzi river delta zoneZhujiang river delta zone132第一章 车间设计概述 钢铁工业是国民经济的重要原材料产业。改革开放钢铁工业是国民经济的重要原材料产业。改革开放以来，我国钢铁工业取得了长足发展，已成为世界上最以来，我国钢铁工业取得了

5、长足发展，已成为世界上最大的钢铁生产和消费国，为国民经济持续、稳定、健康大的钢铁生产和消费国，为国民经济持续、稳定、健康发展做出了重要贡献。发展做出了重要贡献。 但是也出现了许多问题：但是也出现了许多问题：生产力布局不合理，产业生产力布局不合理，产业集中度底，产品结构矛盾突出，技术创新能力不强，低集中度底，产品结构矛盾突出，技术创新能力不强，低水平能力过剩等水平能力过剩等。 进口高附加值产品进口高附加值产品：9090都是冷轧薄板、镀锌板、都是冷轧薄板、镀锌板、不锈钢板、冷轧硅钢片等。不锈钢板、冷轧硅钢片等。第一章 车间设计概述 ( (鼓励类鼓励类) ) 高效连铸高效连铸 连铸坯热装热送连铸坯热

6、装热送 薄带坯等近终型连铸连轧薄带坯等近终型连铸连轧 冶金综合自动化冶金综合自动化 控制轧制及控制冷却控制轧制及控制冷却 板型控制、表面涂镀层板型控制、表面涂镀层 低合金钢及以上转炉炼钢低合金钢及以上转炉炼钢 不锈钢冶炼不锈钢冶炼 冷轧硅钢片冷轧硅钢片 热、冷轧不锈钢板热、冷轧不锈钢板 石油钢管及管线钢。石油钢管及管线钢。第一章 车间设计概述 厂区面积与外形满足总平面布置的要求； 工程地质和水文地质满足建厂的要求； 适应城市总体规划； 水运下游、与城市间有一定距离的防护带 靠近城市：便于运输、利用供排水和动力设施、利用城市住宅和文化福利设施。 运输条件满足工厂生产要求； 距电源和水源最近； 公

7、用设施、生产设施和环保设施(三废处理)； 选择合适的居民点（生活区）。第一章 车间设计概述 总图总平面布置图车间相互位置的关系。 从总图上可以了解企业内各车间和构筑物间的相互关系、所在位置、地形和方位，运输方法和距离等。 生产车间：生产主线；指直接生产各种加工产品的 车间。如型材,管材,板带,棒线生产车间，锻造件 及模压件生产车间等。 辅助车间：指为主要生产车间服务的车间。 动力、机修、电修、工模具、计器、中心实验室等。第一章 车间设计概述其他设施：水处理、热电站、燃气站、空压机站、变电所、仓库、运输等。 对于现代钢铁联合企业：对于现代钢铁联合企业：炼铁炼铁 炼钢炼钢 轧钢轧钢 有色金属加工企

8、业：有色金属加工企业：熔铸熔铸 加工加工第一章 车间设计概述纵向布置纵向布置：适用于地形狭长并与外界有两个接轨站的适用于地形狭长并与外界有两个接轨站的情况。情况。图1-2(a) 优点优点：利于今后发展；利于今后发展； 缺点缺点：占地面积大；管线铺设长；土方量大。占地面积大；管线铺设长；土方量大。横向布置（平行布置横向布置（平行布置） 图1-2 (b,c) 优点优点：布置紧凑；占地面积小；管线铺设短；运输短布置紧凑；占地面积小；管线铺设短；运输短 缺点缺点：发展受限。发展受限。第一章 车间设计概述第一章 车间设计概述钢板桩钢板桩钢轨钢轨棒材棒材线材线材中厚板中厚板热轧板带热轧板带冷轧板带冷轧板带

9、焊管焊管无缝管无缝管型钢型钢炼铁炼铁炼钢炼钢浇注浇注轧制轧制条钢生产线条钢生产线线材轧机线材轧机中厚板轧机中厚板轧机热带轧机热带轧机冷连轧机冷连轧机焊管机组焊管机组无缝管轧机无缝管轧机加热炉加热炉电炉电炉转炉转炉高炉高炉第一章 车间设计概述宝宝钢钢工工艺艺流流程程图图第一章 车间设计概述l 总图编制的原则要求总图编制的原则要求车间和其他构筑物符合生产工艺流程要求，物流最短，防止交叉和往返运输。动力车间应尽量接近主用户并兼顾其他。工厂与外部铁路、公路、给排水、高压线路以及燃气管道铺设合理。第一章 车间设计概述l 总图编制的原则要求总图编制的原则要求职工生活、工作安全方便，注意环保。风向放射有害气

10、体，烟尘设施宜在下风向；按生产性质、防火以及卫生条件，同类车间、设施在同一区域；定点设消防通道、消防站；生活设施尽量靠生产车间。原则上不建住宅或职工宿舍。满足生产操作及安全要求；节省投资：做到技术上可行，经济上合理；施工方便，留有发展余地。第一章 车间设计概述l 运输运输取决于工厂所在位置的地取决于工厂所在位置的地理条件、原料来源地点及理条件、原料来源地点及产品销售地点的运输方式。产品销售地点的运输方式。第一章 车间设计概述l 运输运输年货运量（货物周转量） ：Q = Q1 + Q2 式中：Q1、Q2年运入、运出车间总量，t。每昼夜运输量： G =Q K/T 式中：K运输不平衡系数，取K= 1

11、.1； T运输天数，按年实际工作时间计算 例如以成品运输计算为例：该车间年产160万吨成品钢坯，一年如按360天考虑，则每昼夜运输总量为？t8 .48883601 .11600000TQKG计算车辆需要数： n =G / P (小数只取不舍) 式中： P单位车辆装运量，t/辆； n 每昼夜需要车辆数，台。 若每辆车的装运量如按50t计，则需车辆数为：台98508 .4888PGn第一章 车间设计概述计算每昼夜装车次数：只要知道装车一次所需时间，即可算出每昼夜装车次数。 如该车间一次装车所需时间为4小时，则该车间每昼夜内共能装运6次。计算每次装车需要的车辆数： 该车间一次装车需要的车辆数为：98

12、/617辆第一章 车间设计概述第一章 车间设计概述 由此即可计算因装成品需要在车间铺设的铁路长度。可按下式计算： 式中：L铁路铺设长度，m； l一辆车的长度，m； 一次装车的车辆数。 如每辆车按13m考虑，则该车间成品运输铁路长度至少为：L=1317=221m。nlLn第一章 车间设计概述l 设计程序：设计程序：指某设计项目从项目建议到竣工验收的整个工作过程中，所经过的各设计阶段及其先后次序。 按设计性质分：新建、改建、扩建 三个阶段：初步设计，技术设计，施工设计。 由于很多标准设计的采用和推广以及设计部门的经验积累，现通常只进行两个阶段设计初步设计和施工设计。 一般在这两个设计前面要进行项目

13、建议书 和可行性研究。第一章 车间设计概述l 设计程序设计程序对项目各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据。：按设计任务书给定条件，在可行性研究基础上进行设计。 任务：按照设计仟务书中给定的条件，确定在技术上可行、经济上合理的设计方案，并对设计中有关的问题进行详细的计算和规定，以作为设备制造加工和其他设计的依据。 第一章 车间设计概述l 设计程序设计程序 主要内容及程序：选择厂址，确定建厂规模以及总体布置简图； 编制产品方案，制订详尽的工艺规程； 选择轧钢机组成，确定其主要的技术性能，并进行轧辊工具设计、轧制压力、轧制图表、电机能力等方面的工程计算，并对其它有关设备进行技术核算，然后

14、编制有关的技术说明 ；选择其他各项设备，确定其主要的技术参数，确定各项设备的数量、能力和它们在车间内的位置；第一章 车间设计概述l 设计程序设计程序 主要内容及程序：拟订轧制程序，计算车间生产能力，编制各个产品的金属平衡，确定车间生产技术经济指标，计算生产所需的金属、轧辊、水、电、燃料、气等各种材料的消耗定额； 按照产品生产工艺流程，确定设备之间在车间位置的相互关系，并决定跨间组成，绘制可供施工用的车间平面布置图； 进行供电、供水、供气、供油以及通风照明，厂房建筑等方面的技术设计，并编制相应的设计说明书；第一章 车间设计概述l 设计程序设计程序 主要内容及程序：确定劳动组织形式，编制职工定员，

15、计算产品成本，提出车间投资预算等； 考虑车间综合利用、环境保护方案，提出车间今后发展的可能性；其他有关问题的说明。 第一章 车间设计概述l 设计程序设计程序按已经批准的初步设计绘制施工图，把设计内容变成施工文件和图纸，据此进行车间建设。 任务：为制造设备、厂房基础、其它构筑物的施工提供依据。 内容：车间的土建设计；设备施工图纸；各项施工文件及说明。 施工设计完成后一般不需要呈送有关部门审批，即可作为施工的依据第一章 车间设计概述l 设计工作原则设计工作原则遵守国家法律法规；贯彻执行国家经济建设方针、政策，提高经济效益和社会效益。从全局出发，服从国家或地区对产品的需求。从实际出发，确定设计标准，

16、对生产工艺，主要设备，主体工程做到先进、合理、可靠、经济、美观。注意综合利用和环境保护，做到可持续发展。节约能源，节约用地，合理使用劳动力。第一章 车间设计概述l 主要任务主要任务确定产品品种，规格，质量标准和年产量；确定产品的生产方案，生产工艺过程；主要设备组成以及技术性能的确定；辅助设备的选择和计算；完成年计划产量所需原料、材料及动力消耗的计算；提出设备（机械和电控）、土建、水处理、供气、供电、总图运输、采暖和通风等各项设计要求；第一章 车间设计概述l 主要任务主要任务计算车间所需面积，主辅设备的布置；确定厂房形式和主要尺寸；画出车间的平面布置；提出安全、环保等措施。第一章 车间设计概述l

17、 主要任务主要任务 研究车间生产劳动组织，确定职工人数及编制，制定劳动定额等。经济任务 计算及制定基本建设投资额，生产预算，计划单位产品成本及综合技术经济指标等。第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制 设计说明书。总论（对产品生产有一全面了解）车间设计年产量、钢与合金的品种、规格和范围等。原料、材料、动力、燃料来源，市场情况。本车间与同类车间比较具有那些特点设计特点。车间劳动组织、建设投资，经济效益和社会效益。目前建设的内容和远景发展规划。设计遗留问题和解决的意见。第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制总论（对产品生产有一全面了解）改（扩建）

18、需要说明现状并提出充分利用的现有设备和现有建筑物及技改的措施。其他需要说明的问题。第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制 对于综述可从以下几个方面论述、阐述产品名称、品种、规格、用途、生产方法等；xxxx产品生产的发展历史（主要指生产方法重要的工艺变革及设备改进等）；目前的生产状况、主要指生产该产品目前采用的新工艺、新设备等技术生产展望，发展方向、对未来的预测（提出那里应改进，应向何方向发展）。第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制产品方案与生产方案制定产品方案编制：选择典型（计算）产品，编制产品方案（各类产品的数量和其在总产量中所占的比例等

19、）生产方案选择制定：选择工艺方案生产工艺流程制定及金属平衡计算根据生产方案，以计算产品为依据列出工艺流程表依据工艺流程计算金属平衡，算出投料量设备选择（初选、精选、确定）主设备选择、型式、吨位其它设备选择第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制工艺参数计算 工艺规程制定与计算；温度制度；速度制度；张力制度；辊型制度；压力计算；冷却制度。设备校核主设备校核：轧辊校核；电机校核；机架强度校核等辅设备校核：包括加热炉产量校核、剪切机能力校核、矫直机能力校核。车间年产量计算 轧机工作图表绘制、轧机小时产量计算、轧机年产量计算第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说

20、明书的编制车间组成及平面布置金属流程线的确定设备组成及设备间距的确定仓库及辅助设施面积计算厂房设计：车间跨距、柱距、总长度、轨顶标高及总面积内部运输其它指标：通风、采暖、电源绘制车间平面布置图第一章 车间设计概述l 工艺设计说明书的编制工艺设计说明书的编制车间电气、动力、机修设备的选择及负荷计算环境保护劳动组织及各项技术经济指标(包括金属消耗、燃料消耗、电耗、水耗、设备消耗等)其它内容：参考文献、附表附图：车间平面布置图、孔型图、程序、外文翻译等。第二章 可行性研究：是对所拟建工程项目从有关的各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。：

21、研究上项目的原因，资源 ，市场，厂址，规模，工艺技术外部条件，投资效果，风险等进行调研，综合论证，做出明确的结论，为投资决策做依据。第二章 可行性研究确定建设项目，编制初步设计的基础向银行贷款，筹措资金的依据有关部门相互签约，互承责任，建立协作关系的依据向当地政府申请建设执照的依据安排科研和设备试制的依据第二章 可行性研究：销售利润建设规模及生产方案、产品方案；采用什么原料与工艺技术及设备，以保证建成投产后技术上的先进性。工艺设计方案包括产品大纲、坯料选择、产品生产工艺过程及其生产方法、设备选型、工程计算及布置简图等。第二章 可行性研究建厂地区的资源、原材料、燃料、水电动力等供应条件、供应方式

22、、供应数量等；建厂地区的水文地质状况、地理环境位置、交通条件、自然气候条件以及社会经济现状；环境保护措施、“三废”治理方案以及达到的标准与水平； 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 。第二章 可行性研究调研收集资料写出调查报告（生产工艺；产品品 种、产量、规格；国内外市场；销售价格等）资料分析对资料进行客观分析、预测、判断、提出方案方案比较 ：几个方案、各述利弊、分析比较、选择最佳方案。 编制可行性研究报告。第二章 可行性研究项目背景 目的及意义、发展现状与趋势、前景分析研究内容、方法、技术路线主要研究内容拟解决的关键技术

23、拟采用的方法、技术路线以及工艺流程项目特色和创新预期达到的效果第二章 可行性研究项目组织实施和运行机制 管理构架，合作单位间的任务分工、运行机制等项目实施的计划进度项目启动与完成时间项目内容及各阶段任务完成项目应采取的措施项目验收形式第二章 可行性研究产学研合作优势分析 承担单位概况 本项目的研究工作基础以往承担项目完成情况及主要成果 承担课题情况、研究成果等。资金筹措和使用相关附件列表第二章 可行性研究总说明（概述）总说明（概述） 项目名称，主办单位，主要技术负责人，经济负责人，项目建设批文，总的分析概况、结论及建议。承办企业基本情况与条件承办企业基本情况与条件生产规划生产规划 产品方案，用途；国内外市场情况调查，研究与预测。第二章 可行性研究物料供应规划物料供应规划 原材料，半成品，维修材料及办公用设施的要求、来源，价格，可供量的调研；物料选用可供选择方案的比较论