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鋁合金板帶材車間設(shè)計(jì)
? ? ? 鋁板帶車間設(shè)計(jì)(design of aluminium plate,sheet and strip workshop)
以鋁及鋁合金扁鑄錠、連鑄軋或連鑄連軋帶坯為原料,經(jīng)軋制、熱處理、精整等工序,生產(chǎn)鋁板帶材的鋁加工廠車間設(shè)計(jì)。
鋁板材分熱軋板和冷軋板,一般規(guī)格范圍為:熱軋板厚度5~150mm,寬度 1000~2500mm,長(zhǎng)度2000~10000mm;冷軋板厚度0.3~10mm,寬度400~2400mm,長(zhǎng)度1000~10000mm。帶材厚 度為0.2~4mm,寬度為50~2500mm。產(chǎn)品以熱軋、退火、淬火一時(shí)效、冷作硬化等狀態(tài)供應(yīng)用戶。其中厚度為0.5mm左右的帶材還供鋁箔車間作 坯料。
設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為:工藝流程選擇、設(shè)備選擇和車間布置。
工藝流程選擇
鋁及鋁合金板帶材生產(chǎn),采用熱軋供坯或鑄軋供坯,再經(jīng)冷軋、熱處理、精整等工藝過(guò)程。熱軋供坯,適用于生產(chǎn)各種鋁合金,帶坯質(zhì)量好,但生產(chǎn)工序多,設(shè)備復(fù) 雜,投資大,適宜在10萬(wàn)t/a以上規(guī)模的板帶材車間采用。鑄軋供坯方式,生產(chǎn)流程短,能耗低,投資省,但合金品種有一定的局限性,適用于產(chǎn)品比較單一的 板帶材車間。鑄軋供坯法設(shè)備簡(jiǎn)單,適合在5萬(wàn)t/a以下生產(chǎn)規(guī)模的車間采用。另外,還有一種生產(chǎn)鋁板材的方式是塊式生產(chǎn)法,它是將扁錠熱軋成條坯,再切成 塊片進(jìn)行冷軋、熱處理和精整至成品。這種方法生產(chǎn)效率和成品率都較低,僅適用于年產(chǎn)幾千噸的板材車間。
設(shè)備選擇
包括加熱爐、熱軋機(jī)、冷軋機(jī)、熱處理設(shè)備和精整設(shè)備等選擇。
加熱爐
通常采用連續(xù)式加熱爐和室式加熱爐。(1)連續(xù)式加熱爐。根據(jù)送料方式分為推料式和鏈?zhǔn)絻煞N。推料式爐是將鑄錠側(cè)立在料墊上,爐內(nèi)用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制熱風(fēng)循環(huán)加熱 鑄錠;可用電阻加熱,也可用燃油或燃?xì)饧訜幔粻t外配有料墊自動(dòng)返回機(jī)構(gòu),裝出料方便。這種爐型具有加熱速度快、溫度均勻、不劃傷鑄錠表面等特點(diǎn),適于大、 中型扁錠加熱。鏈?zhǔn)郊訜釥t一般采用電阻輻射加熱,不設(shè)爐內(nèi)熱風(fēng)循環(huán),適于有包鋁板鑄錠的加熱。(2)室式加熱爐。有地上和地下兩種,均可采用火焰加熱,爐 內(nèi)有熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),多用于小型板帶車間。
熱軋機(jī)
主要采用單機(jī)架或多機(jī)架四輥式軋機(jī)。當(dāng)年產(chǎn)量為10萬(wàn)t以下時(shí),一般選用帶單側(cè)或雙側(cè)上卷取的單機(jī)架四輥可逆式軋機(jī);當(dāng)年產(chǎn)量為10~20萬(wàn)t 時(shí),選用雙側(cè)上卷取的單機(jī)架四輥可逆式軋機(jī)或由一個(gè)四輥可逆式熱粗軋機(jī)和一個(gè)帶前后卷取的四輥可逆式熱精軋機(jī)組成的熱粗軋 - 精軋機(jī)列;當(dāng)年產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)t 時(shí),選用由1~3個(gè)四輥可逆式熱粗軋機(jī)和3~5個(gè)串聯(lián)四輥不可逆式熱精軋機(jī)組成的半連續(xù)式熱連軋機(jī)列。
采用塊式法生產(chǎn)純鋁及軟鋁合金的熱軋板或板坯時(shí),一般采用二輥不可逆式熱軋機(jī)。
冷軋機(jī)
常用的有單機(jī)架二輥、四輥、六輥式軋機(jī)和由3~5個(gè)四輥機(jī)架組成的冷連軋機(jī)。冷連軋機(jī)適用于年產(chǎn)量15萬(wàn)t以上的大批量生產(chǎn)。六輥不可逆式冷軋機(jī)是20世 紀(jì)80年代推廣使用的高精度冷軋機(jī)。四輥式軋機(jī)又有可逆式與不可逆式之分,四輥不可逆式冷軋機(jī),適宜采用大卷重、高速度、批量化的生產(chǎn)方法,有逐漸取代四 輥可逆式冷軋機(jī)之勢(shì)。二輥不可逆式冷軋機(jī)多用于塊式法生產(chǎn)鋁板材。
熱處理設(shè)備
包括退火爐、淬火爐、時(shí)效爐及其配套設(shè)備。(1)退火爐。用于板帶材的中間退火和成品退火,一般采用電熱爐。主要爐型有豎式退火爐、箱式退火爐和氣墊式退 火爐三種。豎式退火爐,配有卷材翻轉(zhuǎn)裝置,多用于帶卷的中間退火;箱式退火爐,有板材成垛裝料和卷材裝料兩種,分別適用于板材和帶卷的中間退火和成品退 火;氣墊式退火爐,帶卷開卷后連續(xù)退火,退火質(zhì)量好,但投資較大,只用于質(zhì)量要求嚴(yán)格的帶材,如易拉罐用的鋁帶和印刷用的預(yù)涂感光板等的成品退火。(2)?淬火爐。用于板帶材的固溶處理。主要爐型有兩種,氣墊式淬火爐,用于帶材連續(xù)淬火,它通常與拉伸彎曲矯直機(jī)一起構(gòu)成機(jī)組,產(chǎn)品質(zhì)量高,生產(chǎn)安全,但設(shè)備投 資大,只適用于大量生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的鋁板帶車間;鹽浴淬火爐,用于板材的淬火,通常與拉伸矯直機(jī)、剪切機(jī)等設(shè)備組成聯(lián)合機(jī)組,爐溫控制準(zhǔn)確,投資較少,但 生產(chǎn)效率較低。由于鹽浴槽在高溫下有腐蝕和爆炸危險(xiǎn),設(shè)計(jì)須有防火和防腐蝕措施。(3)時(shí)效爐。主要用于合金鋁板的硬化處理,可選用箱式或坑式電爐,爐內(nèi) 都須熱風(fēng)循環(huán)。
精整設(shè)備
對(duì)于普通熱軋板,常在熱軋機(jī)列輥道的尾部或與輥道平行的側(cè)面設(shè)置剪板機(jī)、切邊機(jī)和垛板機(jī)等設(shè)備。特殊用途的特厚熱軋板、變斷面板、帶筋板等,熱軋后須在張 力矯直機(jī)、變斷面軋機(jī)、變斷面矯直機(jī)、銑削機(jī)等專用設(shè)備上進(jìn)行再加工,在厚板鋸床或剪切機(jī)上剪切,在專用的淬火爐、時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行熱處理,設(shè)計(jì)需另設(shè)厚板生 產(chǎn)線。冷軋板帶的精整設(shè)備包括連續(xù)式拉伸彎曲矯直機(jī)、橫切機(jī)組和縱切機(jī)組。其中拉彎矯直機(jī)用于矯直表面平直度要求高的鋁薄板、帶材。橫切機(jī)組用于將帶卷橫 切成板材。縱切機(jī)組用于將帶卷剪切成各種寬度的帶材。規(guī)模較小的車間可選用縱一橫聯(lián)合剪切機(jī)組。
車間布置
主要有長(zhǎng)條式、多跨平行式和垂直跨式三種。(1)長(zhǎng)條式布置。由單跨或帶一個(gè)輔助跨構(gòu)成,設(shè)備按流程順序布置,僅適用于產(chǎn)品單一的小型車間。(2)多跨平 行式布置。一般適用于中型車間。主跨為軋機(jī)跨,相鄰一側(cè)配置加熱爐、軋機(jī)的傳動(dòng)和電控設(shè)備、軋輥磨床間等,另一側(cè)配置熱處理和精整設(shè)備。車間可以是一跨或 多跨。(3)垂直跨式布置。適用于大型車間和產(chǎn)品種類多的中型車間。軋制線與精整、深加工產(chǎn)品生產(chǎn)線垂直布置,熱處理設(shè)備則根據(jù)車間的具體條件或平行或垂 直于軋制線;精整及深加工生產(chǎn)線分別配置在幾個(gè)平行的跨間。這種布置具有在制料運(yùn)轉(zhuǎn)距離短,生產(chǎn)中相互干擾少,便于擴(kuò)建、改造等優(yōu)點(diǎn)。
軋輥磨床一般布置在與軋機(jī)隔開的單獨(dú)房間內(nèi),在環(huán)境較差地區(qū),采用封閉式廠房。
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