金属压力加工车间设计之生产工艺流程培训教材课件.ppt

1、2022-11-4授课教师：彭良贵授课教师：彭良贵压力加工车间设计课程压力加工车间设计课程2022-11-4第第4 4章章 生产工艺流程生产工艺流程 4.1 制订生产工艺流程的依据制订生产工艺流程的依据 4.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程 4.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程本章主要内容：本章主要内容：2022-11-44.14.1 制订生产工艺流程的主要依据制订生产工艺流程的主要依据生产工艺流程的制订是工艺设计中的一项重要工作，直接关系到整生产工艺流程的制订是工艺设计中的一项重要工作，直接关系到整个设计能否满足设计任务书的要求。其制订过程主要考虑：个设计能否满足设计

2、任务书的要求。其制订过程主要考虑：产品生产方法（依据）产品生产方法（依据）产品技术条件要求（基础）产品技术条件要求（基础）生产规模（出发点）生产规模（出发点）产品品种产品品种生产线类型生产线类型产品规格产品规格生产规模生产规模生产工序生产工序设备选型设备选型产品质量产品质量生产方法生产方法产品方案产品方案生产方案生产方案2022-11-4冶金冶金压力加工压力加工4.14.1 制订生产工艺流程的主要依据制订生产工艺流程的主要依据2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程钢材生产主要生产工序：钢材生产主要生产工序：热加工生产流程热加工生产流程钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程普

3、碳钢普碳钢/低合金钢生产流程低合金钢生产流程合金钢生产流程合金钢生产流程冷加工生产流程（包括温轧）冷加工生产流程（包括温轧）矫直矫直平整平整锻压锻压拉拔拉拔轧制轧制穿孔穿孔退火退火处理处理精整精整涂镀涂镀冷却冷却冷床冷床剪切剪切焊接焊接加热加热均热均热坯料坯料准备准备酸洗酸洗清理清理2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程加工工艺制度之坯料选择加工工艺制度之坯料选择轧钢坯料轧钢坯料初轧坯料初轧坯料模铸钢锭模铸钢锭连铸坯料连铸坯料方钢锭模方钢锭模圆钢锭模圆钢锭模钢锭模钢锭模钢锭钢锭方坯方坯圆坯圆坯板坯板坯异型坯异型坯坯料种类、尺寸、形状、重量的选择取决于产品质量、产量、上

4、下游坯料种类、尺寸、形状、重量的选择取决于产品质量、产量、上下游工序能力匹配、生产条件、设备条件及相关技术经济指标要求或制约。工序能力匹配、生产条件、设备条件及相关技术经济指标要求或制约。2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程 铸坯洁净度（夹杂物数量、类型、尺寸、分布）铸坯表面质量（表面裂纹、夹渣、气孔）铸坯内部质量（内部裂纹、夹杂物，中心疏松、缩孔、偏析）铸坯形状缺陷（鼓肚、脱方、椭圆）表面缺陷清理表面缺陷清理表面氧化铁皮清理表面氧化铁皮清理坯料预先热处理坯料预先热处理（合金钢）（合金钢）加工工艺制度之坯料预处理加工工艺制度之坯料预处理2022-11-44.24.2

5、 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程加工工艺制度之坯料加热加工工艺制度之坯料加热加热制度加热制度加热速度加热速度加热温度加热温度加热时间加热时间燃料选择燃料选择炉型结构炉型结构步进式加热炉步进式加热炉推钢式加热炉推钢式加热炉蓄热式热炉蓄热式热炉焦炉煤气焦炉煤气高炉煤气高炉煤气天然气天然气重油重油/柴油柴油2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程坯料加热制度之加热温度坯料加热制度之加热温度加热温度一般根据合金相图、塑性图和再结晶图三图定温的原则确定。加热温度一般根据合金相图、塑性图和再结晶图三图定温的原则确定。为防止过烧，最高温度应低于固相线为防止过烧，最高温度应低于固相线

6、100150。Wc(%)()1W18Cr4V高速钢的塑性图再结晶图再结晶图普碳钢最高加热温度和理论过烧温度普碳钢最高加热温度和理论过烧温度2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程坯料加热制度之加热速度坯料加热制度之加热速度加热速度由金加热速度由金属的塑性和导属的塑性和导热性来确定，热性来确定，同时还需考虑同时还需考虑相变带来的组相变带来的组织应力的影响。织应力的影响。预加热段预加热段一加热段一加热段二加热段二加热段均热段均热段蓄热式加热炉炉型结构蓄热式加热炉炉型结构钢板加热过程体积变化曲线钢板加热过程体积变化曲线2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工

7、艺流程坯料加热制度之加热时间坯料加热制度之加热时间加热炉长行程装钢机出钢机入炉操作台出炉操作台加热时间一般由坯料厚度、装料温度、加热时间一般由坯料厚度、装料温度、炉型结构等决定，通常采用经验公式，炉型结构等决定，通常采用经验公式，也可通过模型预报实现自动出钢。也可通过模型预报实现自动出钢。u 连续式加热炉：连续式加热炉：jTKDiTKDu 均热炉：均热炉：u 室状炉：室状炉：1.5cTKD化学成分相关系数化学成分相关系数钢种相关系数钢种相关系数坯料布置形式参数坯料布置形式参数 坯料厚度或直径坯料厚度或直径钢种相关系数钢种相关系数直接热装直接热装 热装热装 冷装冷装u 加热炉小时产量：加热炉小时

8、产量：L n QAB T L 为加热炉炉膛有效长度，为加热炉炉膛有效长度，mn 为板坯排数为板坯排数Q 为板坯质量，为板坯质量，t；B 为板坯宽度，为板坯宽度，m；T 为板坯加热时间，为板坯加热时间，h。2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程加工工艺制度之轧制加工工艺制度之轧制轧制设计是工艺设计的核心，主要任务是制定变形程度、轧制速度以轧制设计是工艺设计的核心，主要任务是制定变形程度、轧制速度以及轧制温度等工艺参数。及轧制温度等工艺参数。变形程度变形程度（总变形量、道次变形量及其分配）（总变形量、道次变形量及其分配）轧制速度轧制速度（受轧钢工艺、轧机结构、轧机机械化和

9、自动化程度等（受轧钢工艺、轧机结构、轧机机械化和自动化程度等 影响）影响）轧制温度轧制温度（轧件的开轧温度、终轧温度）（轧件的开轧温度、终轧温度）轧制力轧制力（决定轧制设备和传动力能参数的基础数据）（决定轧制设备和传动力能参数的基础数据）机架数、孔型设计、机架数、孔型设计、奥氏体再结晶区奥氏体再结晶区/未再结晶区；铁素体区轧制等未再结晶区；铁素体区轧制等年产量、传动力能参数年产量、传动力能参数2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程加工工艺制度之冷却加工工艺制度之冷却冷却设计主要任务是确定冷却介质、冷却方式、冷却速度、冷却温度冷却设计主要任务是确定冷却介质、冷却方式、冷

10、却速度、冷却温度制度等工艺参数。制度等工艺参数。冷却介质冷却介质 （水、风、水雾、油、冷床等）（水、风、水雾、油、冷床等）冷却方式冷却方式 （集中冷却、分段冷却、稀疏冷却等）（集中冷却、分段冷却、稀疏冷却等）冷却速度冷却速度 （超快冷、快冷、缓冷、炉冷等）（超快冷、快冷、缓冷、炉冷等）冷却温度制度冷却温度制度 （开冷温度、终冷温度、中间温度、空冷时间等）（开冷温度、终冷温度、中间温度、空冷时间等）2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程加工工艺制度之精整加工工艺制度之精整精整是工艺过程最后一个工序，依据产品的不同，可包括：精整是工艺过程最后一个工序，依据产品的不同，可包

11、括：矫直矫直 平整平整 剪切剪切 （横切、纵切、切边、定尺）（横切、纵切、切边、定尺）酸洗酸洗 热处理热处理 （罩退、连退、（罩退、连退、）表面镀层表面镀层 （镀锌、镀锡、彩涂、（镀锌、镀锡、彩涂、）机加工机加工2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程现代钢铁生产工艺流程现代钢铁生产工艺流程2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程宝钢钢管宝钢钢管初轧商品材产线初轧商品材产线主要由均热炉、初轧机组、连轧机组和精整作主要由均热炉、初轧机组、连轧机组和精整作业线等组成，拥有初轧生产工艺最为先进的技术和装备。业线等组成，拥有初轧生产工艺最为先进的技术和装

12、备。http:/ 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程厚板轧机产品定位是高强度船板、大口径油气输送管线用钢板、高强度厚板轧机产品定位是高强度船板、大口径油气输送管线用钢板、高强度建筑结构板、锅炉和压力容器用钢板等高难度厚板产品。建筑结构板、锅炉和压力容器用钢板等高难度厚板产品。宝钢年产宝钢年产180万吨的万吨的5m厚板产线厚板产线主要由轧线设备和热处理设备组成。主要由轧线设备和热处理设备组成。热处理线可组织生产调质、正火、正火加回火、回火工艺的钢板。热处理线可组织生产调质、正火、正火加回火、回火工艺的钢板。2022-11-42050mm热轧机组设计年产量450万吨。主体设备有德国西马克、西门子等公

13、司成套提供，包括四座大型步进式加热炉、四架带立辊的粗轧机、一台连杆切头飞剪、七架四辊式精轧机、三台地下液压卷取机等设备。1580mm热轧机组设计产量280万吨。主体设备由日本三菱引进。该设备采用了当时世界领先的定宽侧压机，边部加热器、PC轧机等多项新技术。1880mm热轧机组设计年产量370万吨。轧线主体机械设备由日本三菱日立（MH）设计，设备由宝菱重工提供。除常规产品外，机组具有的快速冷却、低温卷取等技术是其适合生产高强钢和各类先进钢。宝钢热连轧生产工艺流程宝钢热连轧生产工艺流程4.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程H型

14、钢生产流程型钢生产流程2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程宝钢宝钢线材生产线线材生产线由步进式加热炉、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精由步进式加热炉、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组、减定径机组、影像探伤仪、测径仪、吐丝机组、斯太尔摩线和轧机组、减定径机组、影像探伤仪、测径仪、吐丝机组、斯太尔摩线和PF线等组成，采用全连续无扭控轧工艺。线等组成，采用全连续无扭控轧工艺。2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程宝钢钢管宝钢钢管140热轧热轧无缝钢管产线无缝钢管产线主体设备由狄塞尔导盘二辊式斜轧穿主体设备由狄塞尔导盘二辊式斜轧穿孔机、全

15、浮动长芯棒连续轧制机组、采用孔机、全浮动长芯棒连续轧制机组、采用CEC的张减机等组成。的张减机等组成。2022-11-4宝钢宝钢UOE焊管生产工艺流程焊管生产工艺流程4.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程2022-11-4酸轧机组生产工艺流程酸轧机组生产工艺流程4.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程2022-11-44.24.2 钢材生产工艺流程钢材生产工艺流程连退连退-镀锌镀锌-镀锡镀锡-彩涂机组生产工艺流程彩涂机组生产工艺流程热镀锌线热镀锌线：经酸洗冷轧后的钢卷开卷后，经过焊接、表面：经酸洗冷轧后的钢卷开卷后，经过焊接、表面清洗及退火之后进入锌槽镀锌（清洗及退火之后进入锌槽

16、镀锌（GI材）或再加热产生锌材）或再加热产生锌铁合金（铁合金（GA材），接着再经过调质轧延及张力整平，最材），接着再经过调质轧延及张力整平，最后依不同需求实施后处理或涂油作业。后依不同需求实施后处理或涂油作业。连续退火线连续退火线：包括清洗、退火、调：包括清洗、退火、调质压延、涂油、分切及包装等工序。质压延、涂油、分切及包装等工序。连续涂覆线连续涂覆线：生产电磁钢卷时，母材为连退后的钢卷，经开卷、清洗、水性绝缘涂料涂覆、烘培、冷却等工序；：生产电磁钢卷时，母材为连退后的钢卷，经开卷、清洗、水性绝缘涂料涂覆、烘培、冷却等工序；生产彩色钢卷时，母材为冷轧卷，经开卷、清洗、磷酸皮膜处理、底漆涂覆、面

17、漆涂覆、生产彩色钢卷时，母材为冷轧卷，经开卷、清洗、磷酸皮膜处理、底漆涂覆、面漆涂覆、烘培、烘培、冷却等工序。冷却等工序。2022-11-4有色金属材料生产主要工序：有色金属材料生产主要工序：板带箔材生产流程板带箔材生产流程有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程管棒型材生产流程管棒型材生产流程矫直矫直平整平整铣面铣面蚀洗蚀洗轧制轧制挤挤/拔拔退火退火处理处理精整精整涂油涂油清洗清洗喷丸喷丸剪切剪切定尺定尺加热加热均热均热坯料坯料准备准备淬火淬火时效时效4.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程2022-11-4加工工艺制度之坯料选择加工工艺制度之坯料选择锭坯类型锭

18、坯类型半连续铸锭半连续铸锭锭模铸锭锭模铸锭连续铸锭连续铸锭4.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程锭坯质量要求：锭坯质量要求：化学成分及宏观组织应符合标准之规定；化学成分及宏观组织应符合标准之规定；尺寸及偏差应满足工艺要求；尺寸及偏差应满足工艺要求；表面光洁、无缺陷；（铣面、刨面或车面）表面光洁、无缺陷；（铣面、刨面或车面）内部无缩孔、气孔、夹杂、偏析及裂纹等缺陷内部无缩孔、气孔、夹杂、偏析及裂纹等缺陷2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程挤制管锭坯直径：挤制管锭坯直径：220()DDd挤制管外径，挤制管外径，mm挤制品内径，挤制

19、品内径，mm挤压比挤压比挤制棒锭坯直径：挤制棒锭坯直径：0DD挤制型材锭坯断面积：挤制型材锭坯断面积：0FF锭坯长度：锭坯长度：101n llLL 001.5 3LD或或其中，其中，L1 为挤压残料（压余）长度，为挤压残料（压余）长度，mm l1为挤制后管棒型材切头切尾长度，为挤制后管棒型材切头切尾长度，mm n 为每根挤制管棒型材切成定尺的根数。为每根挤制管棒型材切成定尺的根数。锭坯选择的原则：锭坯选择的原则：根据车间的规模和产量根据车间的规模和产量 根据产品的规格尺寸根据产品的规格尺寸（板带材生产常采用扁锭，线材生产可采用圆锭（板带材生产常采用扁锭，线材生产可采用圆锭或方锭，或方锭，管棒型

20、材生产常采用圆锭）管棒型材生产常采用圆锭）根据设备能力根据设备能力 根据制品的性能确定锭坯厚度或直径根据制品的性能确定锭坯厚度或直径 根据金属及合金的工艺性质根据金属及合金的工艺性质 根据铸造条件根据铸造条件2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝板带箔材生产工艺流程铝板带箔材生产工艺流程铝合金牌号简介：铝合金牌号简介：1系：99.00%以上工业纯铝，电导性、耐腐蚀性、焊接性能好、强度低2系：Al-Cu合金，强度高、耐热性和加工性能良好3系：Al-Mn合金，耐蚀性、焊接性好、塑性好4系：Al-Si合金，耐磨性、高温性能好5系：Al-Mg合金，耐蚀性焊接

21、性好、抗疲劳强度好、只能冷加工提高强度6系：Al-Mg-Si合金，耐腐蚀性能高、焊接性好7系：Al-Zn合金，超高强度合金韧性好、易加工8，9系：备用合金，塑性、深冲性能良好2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝行业产业链铝行业产业链铝铝材材产产品品分分类类汽汽车车用用铝铝合合金金分分类类2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝板带箔材生产工艺流程铝板带箔材生产工艺流程铝液铝液连续铸轧连续铸轧铝锭铝锭大板锭大板锭连铸连轧连铸连轧铸锭铸锭热轧热轧冷轧冷轧热轧卷热轧卷铝箔铝箔箔轧箔轧铝箔坯料铝箔坯料铸铸轧轧卷卷中

22、中厚厚板板薄薄铝铝板板带带重熔重熔重熔重熔2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝合金铝合金带材带材生产生产工艺工艺流程流程包铝：包铝：工艺包铝：改善加工工艺性能；工艺包铝：改善加工工艺性能；防腐蚀包铝：提高抗蚀性。防腐蚀包铝：提高抗蚀性。轧机减薄轧制轧机减薄轧制1）退火(1)再结晶退火消除变形工件的加工硬化；(2)低温退火消除内应力，适当增加塑性；(3)均匀化退火消除成分偏析及内应力。2）淬火（固溶处理）将铝合金加热到固溶线以上保温后快冷，使第二相来不及析出，得到过饱和、不稳定的单一固溶体。3）人工时效 将淬火后的铝合金，在低温加热下保温一段时间，促

23、使第二相从过饱和、不稳定的单一固溶体中析出和长大。随时间延长其强度、随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低。硬度显著升高而塑性降低。2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝箔产品铝箔产品生产工艺生产工艺流程流程分卷机分卷机精轧机精轧机在薄箔的最后道次将两在薄箔的最后道次将两卷箔料叠在一起卷箔料叠在一起(“双合双合轧制轧制”).双合过程可直双合过程可直接在精轧时或之前进行接在精轧时或之前进行.精制铝箔精制铝箔是对铝箔进行裱是对铝箔进行裱纸、着色、压花、涂蜡、纸、着色、压花、涂蜡、覆塑等二次加工以提高包覆塑等二次加工以提高包装性能及美观。装性能及美观。2

24、022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程适用于薄箔和中等箔的合金（美国牌号）适用于薄箔和中等箔的合金（美国牌号）1200-1235-1050-1100-1145 8011-8111 高 Fe 8006,8079,8021,8014,8023,8150,.适用于厚箔的合金适用于厚箔的合金（美国牌号）（美国牌号）1050,1100-1200 3102,3105,3003,3005,3004,等 某些 5XXX 8011 8006,8014,8150,2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程铝合金管铝合金管材生产工材生产工

25、艺流程艺流程铝合金棒铝合金棒型材生产型材生产工艺流程工艺流程2022-11-44.34.3 有色金属材料生产工艺流程有色金属材料生产工艺流程挤压工艺：挤压工艺：挤压比挤压比（8）挤压温度挤压温度 挤压速度挤压速度 反映挤压筒内径与锭坯直径关系的充填系数（反映挤压筒内径与锭坯直径关系的充填系数（f=1.061.15）管材冷轧机：管材冷轧机：二辊式二辊式 多辊式多辊式 横向多辊旋压式等横向多辊旋压式等拉拔：拉拔：管材拉拔前必须对管坯进行切管材拉拔前必须对管坯进行切断、退火、打头、外表面修理断、退火、打头、外表面修理和内表面润滑等处理。和内表面润滑等处理。2022-11-4根据所编制的产品方案，撰写典型产品的生产工艺流程。根据所编制的产品方案，撰写典型产品的生产工艺流程。要求：要求：1）可采用流程图或表格等多种形式；）可采用流程图或表格等多种形式；2）包括主要的工序及主要设备参数；）包括主要的工序及主要设备参数；3）简略写出各工序典型生产工艺参数及其范围。）简略写出各工序典型生产工艺参数及其范围。小作业小作业第第4 4章章 生产工艺流程生产工艺流程 2022-11-4结束！结束！第第4 4章章 生产工艺流程生产工艺流程