年产8万吨铜带车间工艺设计__毕业设计(编辑修改稿)

年产8万吨铜带车间工艺设计__毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

.................................................................................................. 32 热轧咬入的校核 ...................................................................................................... 32 冷轧咬入的校核 ...................................................................................................... 32 轧辊强度校核 .................................................................................................................... 32 热轧轧辊强度校核 .................................................................................................. 32 冷轧机组轧辊强度校核 .......................................................................................... 33 参考文献 ............................................................................................................. 35 致谢 ..................................................................................................................... 36 湖南工业大学本科毕业设计 1 第 1 章 文献综述 铜及铜合金概述 铜及铜合金 有色金属中铜和铜合金是古老而永远年轻的。 中华民族五千年的历史 沧桑 它一路伴随。 我国古代文明史的重要组成部分 包括 铜合金的发现和使用技术。 据文献记载，在 4800 年以前我们的先 辈就 用铜合金 铸造出了刀 具 ，在龙山文化时期， 就可以 冶炼铜及铜合金，铜合金的铸造、锻造和退火技术 也得到了初步应用 ，这是最早的塑性加工。 铜合金加工生产由手工作坊方式发展为工厂生产方式 是在蒸汽机出现以后。 伴 随着社会和科学技术的进步和发展，铜和铜合金加工技术也由半机械化向机械化和自动化发展。 20 世纪 80 年代，在铜合金加工理论取得很多新成果的同时，新工艺、新技术和新产品也相继出现 [1]。 铜和铜合金是人类最早发现的金属之一 ，也是使用最早的金属。 早在史前时代， 人类主要 开始采掘露天铜矿，并用挖到的铜制造武器、 器 具和其他器皿 ，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远 [1]。 铜广泛存在于地壳和海洋中。 在地壳中铜的含量约为 %，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到 3%～ 5%。 铜 合金应用广泛，如 电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝 [7]。 铜及铜合金的分类： ① 纯铜：也称紫铜 ： 具有良好的导 热 性、导 电 性和耐蚀性； ② 黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金，具有美观的黄色，统称为黄铜； ③ 青铜：以前把铜与锡的合金称作青铜，现在则把除了黄铜、白铜以外的铜合金称作青铜； ④ 白铜：以镍为主要合金元素的铜合金 [2]。 铜板带材 铜合金板带材 包括 铜合金板材、带材、条材和箔材，是铜合金加工材料的重要组成部分。 它们具有独特的优良性能，在国防工业、电力、电子、机械工业等领域得到广泛 应用。 随着社会和科学技术的进步，对高、精、新、尖的铜合金板带材需求量日益增多，对铜合金板带材的加工技术的发展和进步更加关注 [2]。 铜带是一种金属元件，产品规格有 ～ 350～ 250mm各种状态铜带产品，主要用于生产电器元件、灯头、电池帽、钮扣、密封件、接插件，主要用作导电、导热、耐蚀器材。 如电气元器件、开关、垫圈、垫片、电 真空器件、散热器、导电母材及汽车水箱、散热片、气缸片等各种零部件 [4]。 铜板带材是铜加工材中的一个重要品种，广泛应用于电子、电气、通讯、仪器仪表、交通运输和机械制造等各个领域。 特别是随着现代通讯、电子和半导体产业的发展；不但其需用量剧增；同时，对铜带的质量提出了高性能、高表面和高精密度的要求。 提出了所谓 “精密铜湖南工业大学本科毕业设计 2 带 ”的概念 从而快速地推动其生产技术的进步和产品质量的提高。 铜板带材的消费量约占加工铜材总消费量的 18%。 随着现代工业的发展 其消费量呈逐年上升的趋势。 现代铜板带 ——精密铜带是当前所有铜加工材 产品中生产难度最大、最具有活力的高技术、高附加值产品 [5]。 铜带的生产工艺与炼钢过程差别不是很大，其主要工艺流程如下 [5]：配料 → 熔炼 → 铸造 → 铸锭加热 → 热轧 → 双面铣屑 → 粗轧 → 一次剪边 → 中间退火 → 酸洗 → 精轧 → 脱脂 → 退火 →酸洗 → 性能检测 → 包装入库。 同时其主要的生产设备为铜带机；铜带机是指铜片压着连接线材的一种机器 ,取代传统焊锡方式 ,没有冷焊、空焊及空气污染的缺点，是 专门针对需要铆合加工的线材所设计 ,速度快、品质好。 是 通过各种安全规格测试（ UL、 JIS）最简易有效的方式，采用特殊连续式铜带端子材料经切断、 成型、压着、一次完成，迅速且无废料产生，节省成本，铜带端子经特殊纹路处理、铆合后耐拉力特强、品质稳定。 配备直 /弯模座供不同产品连接用，人性化设计、操作简易、不需训练可随时上机操作 [2]。 铜板带材生产的现状及发展趋势 我国的铜板带材生产起步较早，可追溯到一百多年前， 1875 年上海江南制造局枪子厂中的轧铜厂是我国第一家铜板带材生产厂。 但在旧中国发展缓慢。 解放前也只有上海、沈阳、烟台和重庆等地有一些私企从事作坊式的生产及兵工企业从事弹壳的生产。 1949 年全国铜板产量只有 752t,解放后 ,经合并、改造和社会主义建设的发展 到 上世纪 70 年代，逐步形成沈阳、洛阳、兰州及上海四大生产基地和北京、烟台、广州、武汉等一些小企业。 1978 年全国铜板产量为 34764t，铜带产量为 38254t。 改革开放，伴随着国民经济的高速发展，各行业对铜板带材的需求量猛增，从而催生了铜板带生产的快速发展。 各地乡镇企业、个体的铜板带生产企业如雨后春笋般的兴起。 促使铜板带的产量急剧增加。 20xx 年全国铜板带产量为 106 万吨，到 20xx 年又猛增至 512 万吨。 20xx 年以来，我国铜材产量和消费量位居世界第一，铜板带材的生产与消费量 也同时成为世界首位 [7]。 有关统计资料表明，我国的铜板带材产量与消费量约占全世界总产量和消费量的 1/3。 截止 20xx 铜板带市场供应状况如下 [7]： （ 1）《世界金属统计》数据显示 年中国、德国、日本、美国、意大利等国家 是 世界铜板带材主要生产国家 ； （ 2）在铜板带主要生产国中 ， 中国增长迅速，其他国家生产量除日本有小幅增长外均出现了一定程度的下滑。 铜板带市场消费状况如下 [4]： （ 1）据 CRU 统计 年全球铜及铜合金板带材消费量为 390 万吨，相比 20xx 年增加了 13%。 其消费市场 主要集中在中国、日本、美国、德国等世界主要经济体所在的亚洲、欧洲、北美三个地区 ； （ 2）从 20xx 年全球铜板带材产销量来看 北美和亚洲地区消费量均出现增长，欧洲地区出现下滑，亚洲产消量的增长主要是由于中国的拉动。 美国缓慢增长是由于政府经济刺激及出口贸易改善，日本因出口和国内消费减少出现经济下滑，欧洲因新的债务危机延缓了经湖南工业大学本科毕业设计 3 济增长预期。 至今，全国大约有 130 多家铜板带材生产企业，除少数国有大企业外，大多为中小型民企。 这些民企在创业时大多采用比较落后的生产工艺和技术装备。 产品质量不高，只能适应当时日用 五金、电器和手工业产品的需要。 由于铜带的精度差、卷重小，已不能适应发展的需要。 特别是上世纪末和进入本世纪以来，他们不断地进行以加大卷重、提高性能的均匀性和表面质量为目标的技术改造，走出了一条适应其自身发展的道路。 尽管在其板形平直度、表面质量和性能的均匀性等方面尚待进一步提高，但已基本适应下游产业发展的需要。 特别是中、低档产品市场的需要。 由于成本低、产品的性价比好。 已成为我国中、低档铜带市场的主导产品。 有些产品甚至打入出口市场或作为高档产品的代用品 [7]。 我国国民经济继续保持持续、稳定的增长，将促使铜板带材 的需求不断增长铜板带产业具有广泛的发展空间 [4]； （ 1）随着精密铜带在建设项目的相继投产，铜板带进口居高不下的局面将逐步缓解，而出口的数量会不断增加 [4]； （ 2）铜板带材中高端、精密和热点品种的生产能力将不断加强，自给率不断提高；在产品品种、质量水平与国外发达国家产品的差距将进一步缩小 [7]； （ 3）铜板带材产能的快速增长，将进一步加剧产品的市场竞争，这种竞争迫使铜加工企业进入微利时代，要求企业必须不断加强企业管理和谨慎经营方能生存 [7]； （ 4）我国铜板带材市场在今后的一段时间内，还将是高端产 品和中、低档产品共存的局面。 而中低产品面临着紧迫的技术改造和产品升级，这种技术改造必需紧密结合市场需要循序渐进，依据中国特色做到投入少、见效快 [7]。 湖南工业大学本科毕业设计 4 第 2章 生产方案的选择与金属平衡 产品方案的编制 所谓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、状态及年计划产量 [1]。 产品方案一般是在设计任务书中加以规定的，或者由设计者深入实际调查统计提出方案，然后经主管部门批准确定，进行车间设计的主要依据 是产品方案 ，根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺 [1]。 而编制产品方案 应考虑以下原则 [1]： （ 1）满足国民经济发展的要求。 根据国民经济各部门对产品数量、质量和品种等方面的需要情况。 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。 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。 进行产品方案编制时要以上述三点为依据，全面考虑，三者不可偏废。 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、验收规程、试验及包装方法等，均按标准规定。 若没有标准，可与用户共同订立协 议 [5]。 鉴于以上三点依据，特制定产品方案如表 所示。 表 年产量 8 万吨铜板带材车间产品方案 [6] 产品名称 合金牌号 产品规格 /mm 技术条件 状态 产量 /万吨 比例/% 厚度 宽度 长度 雷管用铜带 H68 .90 20300 10000 GB/T1109089 M 2 25 焊接用铜带 H65 .30 200305 10000 GB/T157141995 Y 2 25 电缆用铜带 T2 .25 ≤300 卷长 GB/T1109120xx Y 2 25 热交换铜板 HSn621 .0 6003000 10006000 GB/T253181 R 2 25 计算产品的选择 在设计车间初期，拟车间生产的产品品种、规格和状态随机组合起来有几十至几百种不等。 但是，在设计中详细的工艺计算不可能对每种合金的每一个品种、规格及状态都进行。 为了减少设计工作量，加快速度，同时又不影响整个设计质量，可以将各类产品进行分类编组，从中选择典型产品作为计算产品 [1]。 湖南工业大学本科毕业设计 5 选择计算产品的原则如下 [4]： ① 具有典型性。 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较大，产品品种、规格、状态、工艺特点等有代表性的。 因此可以从拟生产的所有合金品种中选出几种或十几种有代表性的产品。 这些计算产品从全车间总体来说，在合金、品种、规格、状态、产量和工艺特点等方面都具有代表性。 ② 经过所有的工艺步骤。 所选的所有计算产品要通过各工序，但不是说每一种计算产品都通过各工序，而是对所有的计算产品综合来看的。 若从拟生产的所有 的产品中应有某工序，而计算产品不通过此工序，在此情况下，就要重新选计算产品。 还应指出所选典型产品的产量之和为总产量。 ③ 所选的计算产品要与实际情况相接近。 ④ 计算产品 必须存在 调整余量。 本设计的计算产品具体见表 计算产品表 [6]。 表 计算产品表 合金牌号 产品规格 /mm。