金属压力加工车间设计之生产工艺流程培训教材.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,09 十一月 2026,金属压力加工车间设计之生产工艺流程培训教材,第4章 生产工艺流程,4,.1,制订生产工艺流程的依据,4,.2,钢材生产工艺流程,4.3 有色金属材料生产工艺流程,本章主要内容：,4.1 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，直接关系到整个设计能否满足设计任务书的要求。其制订过程主要考虑：,产品生产方法（依据）,产品技术条件要求（基础）,生产规模（出发点）,产品品种,生产线类型,产品规格,生产规模,生产工序,设备选型,产品质量,生产方法,产品方案,生产方案,冶金,压力加工,4.1 制订生产工艺流程的主要依据,4.2 钢材生产工艺流程,钢材生产主要生产工序：,热加工生产流程,钢材生产工艺流程,普碳钢/低合金钢生产流程,合金钢生产流程,冷加工生产流程（包括温轧）,矫直,平整,锻压,拉拔,轧制,穿孔,退火处理,精整,涂镀,冷却,冷床,剪切,焊接,加热,均热,坯料,准备,酸洗,清理,4.2 钢材生产工艺流程,加工工艺制度之坯料选择,轧钢坯料,初轧坯料,模铸钢锭,连铸坯料,方钢锭模,圆钢锭模,钢锭模,钢锭,方坯,圆坯,板坯,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。,4.2 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,表面氧化铁皮清理,坯料预先热处理,（合金钢）,加工工艺制度之坯料预处理,4.2 钢材生产工艺流程,加工工艺制度之坯料加热,加热制度,加热速度,加热温度,加热时间,燃料选择,炉型结构,步进式加热炉,推钢式加热炉,蓄热式热炉,焦炉煤气,高炉煤气,天然气,重油/柴油,4.2 钢材生产工艺流程,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。为防止过烧，最高温度应低于固相线100150。,Wc(%),(),1W18Cr4V高速钢的塑性图,再结晶图,普碳钢最高加热温度和理论过烧温度,4.2 钢材生产工艺流程,坯料加热制度之加热速度,加热速度由金属的塑性和导热性来确定，同时还需考虑相变带来的组织应力的影响。,预加热段,一加热段,二加热段,均热段,蓄热式加热炉炉型结构,钢板加热过程体积变化曲线,4.2 钢材生产工艺流程,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、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。,连续式加热炉：,均热炉：,室状炉：,化学成分相关系数,钢种相关系数,坯料布置形式参数,坯料厚度或直径,钢种相关系数,直接热装,热装,冷装,加热炉小时产量：,L 为加热炉炉膛有效长度，m,n 为板坯排数,Q 为板坯质量，t；,B 为板坯宽度，m；,T 为板坯加热时间，h。,4.2 钢材生产工艺流程,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、轧制速度以及轧制温度等工艺参数。,变形程度,（总变形量、道次变形量及其分配）,轧制速度,（受轧钢工艺、轧机结构、轧机机械化和自动化程度等 影响）,轧制温度,（轧件的开轧温度、终轧温度）,轧制力,（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、,奥氏体再结晶区/未再结晶区；铁素体区轧制等,年产量、传动力能参数,4.2 钢材生产工艺流程,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、冷却温度制度等工艺参数。,冷却介质,（水、风、水雾、油、冷床等）,冷却方式,（集中冷却、分段冷却、稀疏冷却等）,冷却速度,（超快冷、快冷、缓冷、炉冷等）,冷却温度制度,（开冷温度、终冷温度、中间温度、空冷时间等）,4.2 钢材生产工艺流程,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：,矫直,平整,剪切 （横切、纵切、切边、定尺）,酸洗,热处理,（罩退、连退、）,表面镀层,（镀锌、镀锡、彩涂、）,机加工,4.2 钢材生产工艺流程,现代钢铁生产工艺流程,4.2 钢材生产工艺流程,宝钢钢管,初轧商品材产线,主要由均热炉、初轧机组、连轧机组和精整作业线等组成，拥有初轧生产工艺最为先进的技术和装备。,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180万吨的,5m厚板产线,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。,2050mm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,4.2 钢材生产工艺流程,4.2 钢材生产工艺流程,H型钢生产流程,4.2 钢材生产工艺流程,宝钢,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。,4.2 钢材生产工艺流程,宝钢钢管140热轧,无缝钢管产线,主体设备由狄塞尔导盘二辊式斜轧穿孔机、全浮动长芯棒连续轧制机组、采用CEC的张减机等组成。,宝钢UOE焊管生产工艺流程,4.2 钢材生产工艺流程,酸轧机组生产工艺流程,4.2 钢材生产工艺流程,4.2 钢材生产工艺流程,连退-镀锌-镀锡-彩涂机组生产工艺流程,热镀锌线,：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（GI材）或再加热产生锌铁合金（GA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。,连续退火线,：包括清洗、退火、调质压延、涂油、分切及包装等工序。,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、,冷却等工序。,有色金属材料生产主要工序：,板带箔材生产流程,有色金属材料生产工艺流程,管棒型材生产流程,矫直,平整,铣面,蚀洗,轧制,挤/拔,退火处理,精整,涂油,清洗,喷丸,剪切,定尺,加热,均热,坯料,准备,淬火,时效,4.3 有色金属材料生产工艺流程,加工工艺制度之坯料选择,锭坯类型,半连续铸锭,锭模铸锭,连续铸锭,4.3 有色金属材料生产工艺流程,锭坯质量要求：,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；,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,4.3 有色金属材料生产工艺流程,挤制管锭坯直径：,挤制管外径，mm,挤制品内径，mm,挤压比,挤制棒锭坯直径：,挤制型材锭坯断面积：,锭坯长度：,或,其中，L,1,为挤压残料（压余）长度，mm,l,1,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。,锭坯选择的原则：,根据车间的规模和产量,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或方锭，管棒型材生产常采用圆锭）,根据设备能力,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,根据铸造条件,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝板带箔材生产工艺流程,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,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝行业产业链,铝材产品分类,汽车用铝合金分类,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝板带箔材生产工艺流程,铝液,连续铸轧,铝锭,大板锭,连铸连轧,铸锭,热轧,冷轧,热轧卷,铝箔,箔轧,铝箔坯料,铸,轧,卷,中,厚,板,薄,铝,板,带,重熔,重熔,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝合金,带材,生产,工艺,流程,包铝：,工艺包铝：改善加工工艺性能；,防腐蚀包铝：提高抗蚀性。,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、硬度显著升高而塑性降低。,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝箔产品,生产工艺,流程,分卷机,精轧机,在薄箔的最后道次将两卷箔料叠在一起(“双合轧制”).双合过程可直接在精轧时或之前进行.,精制铝箔,是对铝箔进行裱纸、着色、压花、涂蜡、覆塑等二次加工以提高包装性能及美观。,4.3 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）,1200-1235-1050-1100-1145,8011-8111,高 Fe 8006,8079,8021,8014,8023,8150,.,适用于厚箔的合金,（美国牌号）,1050,1100-1200,3102,3105,3003,3005,3004,等,某些 5XXX,8011,8006,8014,8150,4.3 有色金属材料生产工艺流程,铝合金管材生产工艺流程,铝合金棒型材生产工艺流程,4.3 有色金属材料生产工艺流程,挤压工艺：,挤压比（8）,挤压温度,挤压速度,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：,二辊式,多辊式,横向多辊旋压式等,拉拔：,管材拉拔前必须对管坯进行切断、退火、打头、外表面修理和内表面润滑等处理。,