[毕业设计精品]压力容器用钢板的生产工艺.doc
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1、毕 业 论 文题 目 压力容器用钢板 专业及班级 xxxx级金属材料 姓 名 xxx 指 导 老 师 xxx XXX年XX月XX日目 录 第一章 车间设计总论 41.1车间概况41.1.1轧制区.41.1.2精整区.41.1.3辅助生产区.4第二章 车间设计工艺 5 2.1.产品方案的确定52.1.2本设计产品方案52.2. 计算产品确定.62.2.1计算产品选择依据.62.2.2本设计的计算产品.72.2.3压力容器钢板.7 第三章 生产方案和生产工艺流程的确定 93.1生产方案确定.93.1.1生产方案选择93.1.2生产方案确定.103.2生产工艺流程确定.113.2.1制定生产工艺流程
2、主要依据.113.2.2各产品生产工艺流程.123.3生产工艺叙述.12第四章 车间设备选择 214.1主要设备选择.214.1.1加热炉的选择214.1.2粗轧机的选择224.1.3精轧机的选择234.2辅助设备选择234.2.1矫直机的选择.234.2.2剪切机的选择.24第五章 制订生产工艺流程定额卡 245.1制订生产工艺流程定额卡24参考文献26致谢27 压力容器用钢板的生产工艺摘要 本文依据合金的性能特点,在满足产品规格、性能的前提下,追求高质量、高精度,增加市场竞争力的设计思想指导下,采用国内外先进的生产设备和技术,提高生产率和成品率。确定了该产品的生产方案和主要设备,制定了该产
3、品的生产工艺流程和变形前后尺寸。通过工艺计算校核了该产品的工艺规程并最终完成了该产品的工艺卡片的编制。关键词 生产方案;工艺流程;工艺卡片 第一章 车间设计总论1.1车间概况本着以上的设计指导思想,本车间由二个主要生产区及其辅助车间组成。1.1.1 轧制区 此区的主要任务是为加热与轧制,通过加热炉加热再经过粗轧、精轧、分段、矫直、分段、冷却、翻板再通过输送辊道送到精整车间。1.1.2 精整区此区的主要任务是对各种各样的产品进行处理,包括产品的划线、剪切、标志、成品包装入库。1.1.3 辅助生产区此区的主要任务是为主要生产区提供辅助性的服务,保证生产的顺利进行。如:原料堆放区、成品堆放区、中间产
4、品堆放区、废料堆放区、主电室、机修车间、计算机控制室第二章 车间设计工艺确定2.1.产品方案的确定所谓产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产产品的名称,品种,规格,状态及年计划产量。产品方案一般是在设计任务书中加以规定的,或由设计者深入调查统计提出方案,然后经主管部门批准确定,产品方案是进行车间设计的主要依据,根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺。2.1.1 编制产品方案的原则(1) 国民经济发展对产品的要求;(2) 根据产品的平衡,考虑全国各地生产的布局加以平衡;(3) 建厂地区的条件,生产资源,自然条件,投资等可能性;2.1.2 本设计的产品方案根据上述三条原则,在考虑当地的经济水平、自然
5、条件、运输条件、消费水平以及周围地区的具体条件后,制定产品方案如下:表2-1 产品方案列表产品名称合金牌号规格范围(mm)压力容器用钢板20R8150080002.2计算产品的确定2.2.1 计算产品选择的依据车间拟生产的产品品种,规格及状态组合起来有数十种,数百种以上。但是,在设计中不可能对每种合金的每一品种,规格及状态都进行详细的工艺计算。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。选择计算产品有以下原则:(1) 有代表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
6、。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有代表性。(2) 产品通过所有工序指所选的所有产品要通过各工序,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。(3) 所选的计算产品要与实际相接近(4) 计算产品要留一定的调整余量2.2.2本设计的计算产品随着我国造船业的不断发展对船板钢的需求量越来越大,尤其是中厚板被用来建造轮船、潜艇甚至是航空母舰.这就需要大量的钢板.所以最近几年世界的中
7、厚板发展很快,因此选船板钢作为计算产品,很有实际意义.同时随着经济的快速发展,桥梁用板的需求也越来越大了.同时,从代表性和典型性方面考虑选择压力容器用钢板、低合金高强度钢板也是很符合工艺要求的. 根据中厚钢板现在的市场情况及以上的原则及选取由大到小的原则,选择如表2-2所示的产品做为计算产品表2-2 计算产品列表牌号规格技术标准20R815008000GB/T3274-19882.2.3 压力容器钢板压力容器用钢板主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其它类似设备,一般工作压力在常压到320kg/cm2甚至630kg/cm2,温度在-20-450C范围内工作,要求容器钢板除具有一
8、定强度和良好塑性和韧性外,还必须有较好冷弯和焊接性能。近几十年来,随着工业生产的需求和科技水平的提尚,压力容器钢板获得了迅速的发展,表现在压力容器的大型化和单机生产规模的大型化。随着民用、工业、电站用锅炉制造业的发展,锅炉用钢板的需求量将日益增加。在能源储罐、化工装备、发电设备等领域中需要使用各种各样的钢板。近年来,随着这些设备的大型化,操作条件、使用条件的更加苛刻化以及关系到降低施工成本的施工高效化的推进,对钢铁材料的高强度化和包括焊接区(焊接区韧性等)在内的材料可靠性及焊接施工性提出了越来越严格的要求。因此,中厚板生产行业不仅要提供中、低压锅炉用材,同时正致力于开发生产难度较大的高温、高压
9、锅炉和容器用钢。我国锅炉、压力容器的制造企业主要分布于我国经济发达的长江沿岸地区和东部地区。这是我国锅炉、压力容器行业的重要基地,这类企业约占总量的65%左右,耗用钢材量约占总耗材量的80%以上,在用材标准上这些企业也是国内最高的。根据锅炉、压力容器未来发展趋势,预计至2010年我国的压力容器中厚板的消费需求将达到250万吨。其化学成分及力学性能如下:牌号C,%Mn,%Si,%V,%Mo,%Nb,%Cr,%其他%20R0.200.400.900.150.30压力容器用钢板的交货状态、力学与工艺性能牌号交 货状态钢板 厚度,毫米抗拉强度兆帕屈服点,兆帕伸长率%V型冲击温度,焦20R热轧、控轧或正
10、火616163640052024523525252031第三章 生产方案和生产工艺流程的确定3.1 生产方案的确定生产方案是指为完成设计任务书中所规定的生产任务而采取的生产方法。应当根据设计规格、产品质量及技术经济指标的要求,考虑生产中的实际情况,找出合理的生产方案。3.1.1. 生产方案选择对于中厚板钢的生产方式主要有:单机架轧制、双机架轧制以及连轧.1)单机架轧在当前的中厚板生产中仍然占据着重要的地位,它可以为二辊式、三辊式、四辊式或万能式轧机.现代以四辊可逆轧机用的最多.它集中二辊和三辊劳特轧机的优点.降低了轧制力,又大大增强了轧机的刚性.因此,这种轧机适合于轧制各种尺寸的中厚板,尤其是
11、宽度较大,精度和板形要求较严的中厚板,但是轧机的价格较高.2)双机架轧制它是现代中厚板生产的主要形式。双机架是由单机架进一步发展而来,它把粗轧和精轧两个阶段的不同任务和要求分到两个机架上完成.其主要优点。:不仅轧机产量高,而且无论是表面质量还上尺寸精度或板形都较好,并延长了轧辊的使用寿命,缩短了换辊次数。3)半连轧与全连轧采用此法生产的效率较高,但对宽度有一定的要求,采用连轧机生产中厚板一般要求宽度不能太大,而且使用本来可以轧制更薄的产品的轧机来生产较厚的中板,这在技术上和经济上一般说来是不太合理的.对于较厚的中板,轧制中用不着抢温保温,在一般单、双机架可逆式轧机上已可满足的产量质量要求,就不
12、必专门采用昂贵的连轧机来进行生产。这可能是中厚板连轧机很少发展的主要原因。3.1.2. 生产方案确定综合个方面的因素,,现在的中厚板生产还多采用的是双机架轧机. 由于三辊劳特式轧机已经很落后,已经是被淘汰的设备。所以,现在的中厚板车间多采用二辊粗轧机加四辊精轧机。轧机布置采用顺列式。过去不少中厚板生产轧机,在粗轧机之前还设有立辊,用以破碎氧化铁皮及辗轧板坯边部。旧式轧机上为破除氧化铁皮还有采用二辊除鳞机,实践表明其效果不大,故现已极少采用,一般都采用高压水除鳞.3.2 生产工艺流程的确定生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来。确定车间生产工艺流程是工艺设计中的一个重要工作,它直接关系到
13、整个设计能否满足设计任务书的要求。合理的生产工艺流程应该是在保证完成设计任务书中规定的产量和质量的前提下,具有最低的消耗,最少的设备,最小的车间面积,最低的产品成本,并且有利于产品质量的不断提高和将来的发展,具有良好的经济效果和较好的劳动条件。3.2.1 制定生产工艺流程的主要依据有以下几点:(1)根据生产方案的要求生产方案不同,主要的工序也就有很大的差别。因此,生产方案是编制生产工艺流程最主要的依据。(2)根据产品的质量要求为了满足产品技术条件的要求,就要有相应的工序给以保证。因此,满足产品标准的要求是设计生产工 艺流程的基础。(3)根据车间生产率的要求由于车间的生产规模不同,所要求的工艺过
14、程复杂程度也不同。在生产同一产品情况下,生产规模越大的车间,其工艺过程也越复杂。因此,设计时生产率的要求是设计工艺过程的出发点。板带材按规格一般可以分为三大类:4mm以上者为中厚板(其中420 mm者为中板,20-60 mm者为厚板,60 mm以上者为特厚板);4.00.2 mm者为薄板;0.2 mm以下者为极薄带材或箔材。本设计中最大厚度为25 mm,最小厚度为8 mm,故本设计的生产工艺流程为中厚板钢材的生产工艺流程。金属压力加工产品的工艺流程有共同性,大致可归纳几个主要工序:铸锭与坯料的准备;加热;轧制;轧制后冷却;热处理;精整。3.2.2 各产品的生产工艺流程 1 . 81500800
15、0mm板材的生产工艺流程连铸坯(170700900mm)加热(1250)除鳞(20Mpa高压水)粗轧(17033)除鳞(20Mpa高压水)精轧(338 860)ACC控冷(700)十一辊矫直机矫直 分段、切头尾 空冷 人工检验翻板定尺剪切检验标志包装入库。3.3 生产工艺叙述1 除鳞将钢板表面产生的炉生皮和次生铁皮除净以免压入表面产生缺陷,是保证表面质量的关键措施。铁皮的清除必须在轧制开始趁铁皮较热尚未压入表面且轧件表不大时进行。清除表面氧化铁皮的方法很多,如3-3所示:表3-3 钢板的各种除磷方法序 号除 磷 方 法优 缺 点1投以竹枝、杏条,食盐等物爆破清除表面铁皮简单有效,但不易除净,劳
16、动条件差,环境脏污。2采用机械破磷如齿式辊压机、钢丝刷等及压缩空气或蒸汽吹扫。对碳钢有效,但是不易除净3粗轧机轧辊上刻槽穴凹坑,籍穴中的水产生高压蒸汽以扫除。有效,但只能用于双机架之粗轧机,使轧机负荷增加,。4用一台二辊式机架加高压水除磷投资的,效果不是显著,现已很少采用5采用一 台大立辊机架轧边并加高压水除磷可调板坯宽度及加工侧边对钢锭原料使用,但投资大6只采用高压水除磷箱及轧机前后设高压水喷头以除磷投资少效果好可完全满足除磷要求新建轧机现广泛采用实践表明,不用专门的除磷机架(二辊式或立辊式),单纯用投资少的高压水除磷箱及轧机前后的高压水喷头即可满足除磷的要求,其喷水压力对普碳钢为12MPa
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