年产8万吨铜带车间工艺设计毕设.docx
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1、 (2013届)本科毕业设计资料 题 目 名 称: 年产量8万吨的铜带车间工艺设计 学 院(部): 冶 金 工 程 学 院 专 业: 金属材料工程 学 生 姓 名: 班 级: 学号: 指导教师姓名: 职称: 最终评定成绩: 湖南工业大学教务处 2013届本科毕业设计资料第一部分 毕业设计说明书 (2013届)本科毕业设计题 目 名 称: 年产量8万吨的铜带车间工艺设计 学 院(部): 冶 金 工 程 学 院 专 业: 金属材料工程 学 生 姓 名: 陈玉忠 班 级:金属材料094 学号: 09495100234 指导教师姓名: 刘友良 职称: 副教授 最终评定成绩: 2013年 6 月湖南工业
2、大学本科毕业论文(设计)诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计,题目年产量8万吨铜带车间设计是本人在指导教师的指导下,进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文章以明确方式注明。除此之外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。 作者签名: 日 期: 年 月 日摘 要本设计的主要内容是完成铜合金板带材的车间工艺设计。首先根据地区条件选择产品大纲,以及典型产品;本设计选择雷管用铜带H68为典型产品,其后的生产工艺流程以及工艺计算围绕H68展开。据铜加工行业协会预测,未来几年我国引线框架材料、变压器铜带、水箱
3、铜带、电缆铜带及普通黄铜带的增长速度将保持在10%以上,为满足国内产品的需求的变化,设计一个年产量为8万吨的铜带车间,该车间生产的主要产品有:雷管用铜带,焊接用铜带,热交换用铜板,电缆铜带等。而电缆铜带是无氧电解铜经过多道加工工序精制而成,具有良好的物理机械性能、导电性能和很好的屏蔽作用。TUP是具有高代表性的电缆铜带材料之一。本设计在参考国内厂家生产电缆铜带的基础上,仔细的分析了水平连铸工艺,轧制工艺及热处理工艺。在轧制工艺上采用的主要设备有步进式加热炉、可逆式热轧机、双面铣削机组、可逆式冷轧机、下切剪、箱式和井式退火炉、酸洗机列、纵剪、气垫式连续热处理炉等。生产流程是铸锭、热轧、铣面、粗轧
4、、中轧、中间退火、酸洗、精轧、剪切、成品退火、分切、检验、包装入库。在此次设计的过程中通过对热轧冷轧的工艺规程的计算,正确合理地计算出了生产产品;计算了轧制压力与传动力矩;对轧辊强度以及主电机能力进行了校核,正确合理的设计出了年产量8万吨的铜带车间。 关键词:铜合金板带材;热轧;冷轧;质量控制ABSTRACTThe main content of this design is to complete the workshop process design of copper alloy strip. Firstly, according to the choice of product out
5、line of regional conditions, as well as the typical product; the design of detonator with copper H68 as a typical product, the production process and process calculation on H68 expansion.According to the copper processing industry association forecast, the next few years Chinas lead frame materials,
6、 transformer Copperbelt, Copperbelt tanks, cable copper and brass strip growth rate will remain at 10% or more, to meet the change of domestic product requirements, design an annual output of 80000 tons of copper belt workshop, the main products of the workshop production a: the detonator with coppe
7、r strip, welding heat exchange with copper, copper strip, copper cable etc. While the cable copper strip is oxygen-free electrolytic copper through multi-channel process refined, has good physical and mechanical properties, electrical properties and good shielding effect. TUP is one of the cable Cop
8、perbelt materials with high representative. This design in reference to domestic manufacturers of cable copper strip, a careful analysis of the horizontal continuous casting, rolling and heat treatment process. The main equipment used in rolling process are stepping reversible hot-rolling reheating
9、furnace, machine, milling machine, double-sided reversible cold rolling mill, bottom shear, box and well type annealing furnace, pickling machine, slitting, air-cushion continuous heat treatment furnace. The production process is casting, hot-rolled, surface milling, rolling, rolling, intermediate a
10、nnealing, pickling, rolling, annealing, cutting, cutting, testing, packaging and storage. In the process of the design of the process by calculating the rules on hot rolled, correctly calculate the production of products; rolling force and torque calculation; the roll strength as well as the main mo
11、tor ability is checked, the correct and reasonable design of the annual output of 80000 tons of copper strip workshop.Keywords: Copper alloy plate and strip; hot rolling; cold rolling; quality controlI湖南工业大学本科毕业设计目 录第1章 文献综述11.1 铜及铜合金概述11.1.1 铜及铜合金11.1.2 铜板带材11.2.3 铜板带材生产的现状及发展趋势2第2章 生产方案的选择与金属平衡42.
12、1 产品方案的编制42.2 计算产品的选择42.3 产品标准及技术要求52.4 生产方案的选择62.5 编制金属平衡表8第3章 生产工艺流程的制定93.1 生产工艺流程的主要依据93.2 计算产品H68的工艺流程9第4章 主要设备及工艺介绍114.1 设备概况114.1.1 锭坯的选择114.1.2 加热炉114.1.3 轧制设备124.1.4 热处理炉124.1.5 矫直设备134.1.6 剪切设备134.2 工艺介绍134.2.1 锭坯铸造134.2.2 加热制度144.2.3 热轧工艺154.2.4 铣面铣边154.2.5 冷轧工艺164.2.6 热处理工艺164.3.7 酸洗工序174
13、.3.8 精整工序17第5章 典型产品H68工艺计算195.1原料的设计195.2 压下制度195.2.1 热轧压下制度195.2.2 冷轧压下制度215.3 速度制度235.3.1 热轧速度245.3.2 冷轧速度255.4 温度制度26第6章 轧制力与传动力矩286.1 热轧轧制压力286.2 冷轧轧制压力286.3 传动力矩296.3.1 轧制力矩296.3.2 附加摩擦力矩306.3.3 空转力矩306.3.4 动力矩30第7章 轧辊的强度校核327.1 咬入条件的校核327.1.1 热轧咬入的校核327.1.2 冷轧咬入的校核327.4 轧辊强度校核327.4.1 热轧轧辊强度校核3
14、37.4.2 冷轧机组轧辊强度校核34参考文献36致谢37三号黑体居中,段前0.5行,段后0.5行湖南工业大学本科毕业设计第1章 文献综述1.1 铜及铜合金概述1.1.1 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
15、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0.01%,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:纯铜:也称紫铜:具有良好的导热性、导电性和耐蚀性;黄铜:以锌为主要合金元素的铜合
16、金,具有美观的黄色,统称为黄铜;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;白铜:以镍为主要合金元素的铜合金2。1.1.2 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0.1350250mm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。
17、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
18、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。1.2.3 铜板带材
19、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
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