金属材料方向同学专用模板-工厂设计(课程设计)

年产量500万吨，外径30mm，壁厚6mm，1060纯铝车间设计

摘要

本车间为年产500万吨纯铝车间设计。设计本着工艺先进、技术可靠的原则，以设计任务为基础，市场需求为导向，并参考一些国内外热轧厂的资料，对车间进行工艺设计。在本设计中，采用了许多先进的技术和设备，确保了成品能得到良好的板形及力学性能。

关键词：500万吨；市场需求；板形；力学性能

I

目录

1. 设计任务书 (3)

2. 设计的目的和要求分析 (5)

2.1 设计目的 (5)

2.2 设计要求 (5)

3. 设计说明书 (5)

3.1生产方案的设计 (5)

3.2工艺方案的设计 (5)

3.3 设备方案的设计....................................

3.4 工艺计算与设备负荷计算 (5)

3.5 其它 (5)

4 工艺流程定额卡 (5)

5 车间平面布置图 (5)

6 总结 (5)

7 参考文献 (5)

1.设计任务书

课程设计题目：年产量500万吨，外径30mm，壁厚6mm，1060纯铝车间设计。

2. 设计的目的和要求

2.1 设计目的：

通过本课程设计教学所要达到的目的是：

(1)训练学生综合运用材料成型原理、金属凝固原理等课程的理论知识独立思考、分析、初步解决材料成型工艺问题的技能，提高运算、设计绘图能力及查阅资料的技能；

(2)使学生熟练掌握工艺设计的步骤和方法；

(3)培养学生以材料科学理论为基础并结合生产实际进行工厂设计的设计思想。

2.2 设计要求：

（一）设计内容

(1) 设计说明书 1 份

(2) 产品工艺流程定额卡 1 份

(3) 车间平面布置图 1份

（二）设计要求

(1)设计过程中要做到严谨、科学、切合实际。

(2)设计图纸要求按国家有关制图规范绘制，图纸要求整洁、规范、美观、线条流畅、布局合理以及数据齐全，图纸数据与说明书一致。

(3)设计说明书要严格按要求书写。

（三）设计步骤

(1) 确定成品品种、规格、年产量以及原材料的相关参数。

(2) 根据设计任务书编制产品方案。

(3) 确定3A21铝合金的生产工艺流程，并绘出工艺流程图。

(4) 锭坯的选择。

(5) 详细阐述各道工序作用和目的以及计算相关工艺参数。

(6) 选择主要设备和辅助设备。

(7) 工艺计算并编制生产工艺流程定额卡。

(8) 设备负荷计算。

(9) 计算车间面积，确定车间布置。

(10) 确定厂房形状和主要尺寸，画出车间平面布置图。

3. 设计说明书

3.1 生产方案的设计

3.1.1 铝的性质

物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。

(1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。

(2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。

(3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。

(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。

(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。

(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。

(9)铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。

(10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。

3.1.2 铝的发现简史

铝是我们非常熟悉的金属，早在公元前5世纪就有了应用明矾作收敛剂、媒染剂的记载。

1825年，丹麦化学家和矿物学家厄斯泰德（Oersted H.C.1777-1851，丹麦）用钾汞齐还原无水卤化铝，第一个制备出不纯的金属铝。

1827年，德国化学家维勒（Wohler Friedrich，1800-1882，德国）用金属钾还原无水氯化铝，制备出较纯的铝，并用它的许多性质。

由于维勒制取铝的方法不可能应用于大量生产，在这以后的一段很长时间里，铝是珠宝店里的商品、帝王贵族的珍宝。直到1886年两位青年化学家分别独立地用电解法制铝获得成功，使铝成为普通商品，竟然经历了60多年的时间。这两位年轻的化学家一位是21岁的美国大学生豪尔，另一位是大洋彼岸的21岁法国大学生埃罗。他们的工作奠定了今天电解铝的方法。

铝的命名源自拉丁文Alumen，这一名词中世纪在欧洲是对具有收敛性矾的总称，它的英文名称是Aluminium，元素符号为Al，我国从它的第二音节译为铝。

3.1.3 我国铝工业的发展近况

进入21世纪以来，我国铝产业呈快速发展势头。2000年—2011年，我国氧化铝产量由432.8万吨增长到3407.8万吨，电解铝由279.4万吨增长到1778.6万吨，分别增长了6.87倍和5.37倍。我国已经成为铝生产、加工大国。但是我国铝产业存在着诸多问题，如产能过剩、原料对外依存度高、高精尖加工技术仍落后于世界先进水平等。

（1）快速发展与产能过剩

我国铝产业在进入21世纪后经历了一个快速发展的时期。2000年—2011年，我国氧化铝、电解铝产量的年均增长速度分别达到21%和18%。铝产业的快速发展保证了国民经济的用铝需求，但是由于投资的过快进行，而需求受经济放缓等因素影响增长不力，近几年我国铝产业产能严重过剩。据估计，到2011年年底，全国已形成氧化铝产能5220万吨/年、电解铝产能2550万吨/年、铝