65/85（2013屆）本科畢業設計資料題目名稱：年產量8萬噸的銅帶車間工藝設計學院（部）：冶金工程學院專業：金屬材料工程學生姓名：班級：學號：指導教師姓名：職稱：最終評定成績：湖南工業大學教務處2013屆本科畢業設計資料第一部分畢業設計講明書（2013屆）本科畢業設計題目名稱：年產量8萬噸的銅帶車間工藝設計學院（部）：冶金工程學院專業：金屬材料工程學生姓名：陳玉忠班級：金屬材料094學號：09495100234指導教師姓名：劉友良職稱：副教授最終評定成績：2013年6月

湖南工業大學本科畢業論文（設計）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計，題目《年產量8萬噸銅帶車間設計》是本人在指導教師的指導下，進行研究工作所取得的成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設計）不包含任何其他個人或集體差不多發表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應承擔的責任。作者簽名：日期：年月日摘要本設計的要緊內容是完成銅合金板帶材的車間工藝設計。首先依照地區條件選擇產品大綱，以及典型產品；本設計選擇雷管用銅帶H68為典型產品，其后的生產工藝流程以及工藝計算圍繞H68展開。據銅加工行業協會預測，以后幾年我國引線框架材料、變壓器銅帶、水箱銅帶、電纜銅帶及一般黃銅帶的增長速度將保持在10%以上，為滿足國內產品的需求的變化，設計一個年產量為8萬噸的銅帶車間，該車間生產的要緊產品有:雷管用銅帶，焊接用銅帶，熱交換用銅板，電纜銅帶等。而電纜銅帶是無氧電解銅通過多道加工工序精制而成，具有良好的物理機械性能、導電性能和專門好的屏蔽作用。TUP是具有高代表性的電纜銅帶材料之一。本設計在參考國內廠家生產電纜銅帶的基礎上，認確實分析了水平連鑄工藝，軋制工藝及熱處理工藝。在軋制工藝上采納的要緊設備有步進式加熱爐、可逆式熱軋機、雙面銑削機組、可逆式冷軋機、下切剪、箱式和井式退火爐、酸洗機列、縱剪、氣墊式連續熱處理爐等。生產流程是鑄錠、熱軋、銑面、粗軋、中軋、中間退火、酸洗、精軋、剪切、成品退火、分切、檢驗、包裝入庫。在此次設計的過程中通過對熱軋冷軋的工藝規程的計算，正確合理地計算出了生產產品；計罷了軋制壓力與傳動力矩；對軋輥強度以及主電機能力進行了校核，正確合理的設計出了年產量8萬噸的銅帶車間。關鍵詞：銅合金板帶材；熱軋；冷軋；質量操縱ABSTRACTThemaincontentofthisdesignistocompletetheworkshopprocessdesignofcopperalloystrip.Firstly,accordingtothechoiceofproductoutlineofregionalconditions,aswellasthetypicalproduct;thedesignofdetonatorwithcopperH68asatypicalproduct,theproductionprocessandprocesscalculationonH68expansion.Accordingtothecopperprocessingindustryassociationforecast,thenextfewyearsChina'sleadframematerials,transformerCopperbelt,Copperbelttanks,cablecopperandbrassstripgrowthratewillremainat10%ormore,tomeetthechangeofdomesticproductrequirements,designanannualoutputof80000tonsofcopperbeltworkshop,themainproductsoftheworkshopproductiona:thedetonatorwithcopperstrip,weldingheatexchangewithcopper,copperstrip,coppercableetc..Whilethecablecopperstripisoxygen-freeelectrolyticcopperthroughmulti-channelprocessrefined,hasgoodphysicalandmechanicalproperties,electricalpropertiesandgoodshieldingeffect.TUPisoneofthecableCopperbeltmaterialswithhighrepresentative.Thisdesigninreferencetodomesticmanufacturersofcablecopperstrip,acarefulanalysisofthehorizontalcontinuouscasting,rollingandheattreatmentprocess.Themainequipmentusedinrollingprocessaresteppingreversiblehot-rollingreheatingfurnace,machine,millingmachine,double-sidedreversiblecoldrollingmill,bottomshear,boxandwelltypeannealingfurnace,picklingmachine,slitting,air-cushioncontinuousheattreatmentfurnace.Theproductionprocessiscasting,hot-rolled,surfacemilling,rolling,rolling,intermediateannealing,pickling,rolling,annealing,cutting,cutting,testing,packagingandstorage.Intheprocessofthedesignoftheprocessbycalculatingtherulesonhotrolled,correctlycalculatetheproductionofproducts;rollingforceandtorquecalculation;therollstrengthaswellasthemainmotorabilityischecked,thecorrectandreasonabledesignoftheannualoutputof80000tonsofcopperstripworkshop.Keywords:Copperalloyplateandstrip;hotrolling;coldrolling;qualitycontrol 目錄TOC\o"1-3"\h\u10580第1章文獻綜述 1253731.1銅及銅合金概述 1103701.1.1銅及銅合金 1106941.1.2銅板帶材 1298391.2.3銅板帶材生產的現狀及進展趨勢 28103第2章生產方案的選擇與金屬平衡 4221312.1產品方案的編制 4149792.2計算產品的選擇 489392.3產品標準及技術要求 5251152.4生產方案的選擇 6227232.5編制金屬平衡表 816344第3章生產工藝流程的制定 9128963.1生產工藝流程的要緊依據 922103.2計算產品H68的工藝流程 919646第4章要緊設備及工藝介紹 11313434.1設備概況 11223364.1.1錠坯的選擇 11213304.1.2加熱爐 1169054.1.3軋制設備 12302354.1.4熱處理爐 12239064.1.5矯直設備 13206674.1.6剪切設備 134044.2工藝介紹 13315024.2.1錠坯鑄造 1393444.2.2加熱制度 14309084.2.3熱軋工藝 1550534.2.4銑面銑邊 1580124.2.5冷軋工藝 16153264.2.6熱處理工藝 16270364.3.7酸洗工序 17211094.3.8精整工序 173167第5章典型產品H68工藝計算 19248765.1原料的設計 19315735.2壓下制度 19170475.2.1熱軋壓下制度 19197885.2.2冷軋壓下制度 21262865.3速度制度 2374755.3.1熱軋速度 2492385.3.2冷軋速度 25145355.4溫度制度 2617562第6章軋制力與傳動力矩 28127026.1熱軋軋制壓力 28119106.2冷軋軋制壓力 28193636.3傳動力矩 29229786.3.1軋制力矩 29236046.3.2附加摩擦力矩 30304306.3.3空轉力矩 3019326.3.4動力矩 308050第7章軋輥的強度校核 32302367.1咬入條件的校核 32252127.1.1熱軋咬入的校核 32107447.1.2冷軋咬入的校核 32216607.4軋輥強度校核 3273187.4.1熱軋軋輥強度校核 33193057.4.2冷軋機組軋輥強度校核 3420315參考文獻 3625650致謝 37三三號黑體居中，段前0.5行，段后0.5行第1章文獻綜述 銅及銅合金概述1.1.1銅及銅合金有色金屬中銅和銅合金是古老而永久年輕的。中華民族五千年的歷史滄桑它一路伴隨。我國古代文明史的重要組成部分包括銅合金的發覺和使用技術。據文獻記載，在4800年往常我們的先輩就用銅合金鑄造出了刀具，在龍山文化時期，就能夠冶煉銅及銅合金，銅合金的鑄造、鍛造和退火技術也得到了初步應用，這是最早的塑性加工。銅合金加工生產由手工作坊方式進展為工廠生產方式是在蒸汽機出現以后。伴隨著社會和科學技術的進步和進展，銅和銅合金加工技術也由半機械化向機械化和自動化進展。20世紀80年代，在銅合金加工理論取得專門多新成果的同時，新工藝、新技術和新產品也相繼出現[1]。銅和銅合金是人類最早發覺的金屬之一，也是使用最早的金屬。早在史前時代，人類要緊開始采掘露天銅礦，并用挖到的銅制造武器、器具和其他器皿，銅的使用對早期人類文明的進步阻礙深遠[1]。銅廣泛存在于地殼和海洋中。在地殼中銅的含量約為0.01%，在個不銅礦床中，銅的含量能夠達到3%～5%。銅合金應用廣泛，如電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，在我國有色金屬材料的消費中僅次于鋁[7]。銅及銅合金的分類：①純銅：也稱紫銅：具有良好的導熱性、導電性和耐蝕性；②黃銅：以鋅為要緊合金元素的銅合金，具有美觀的黃色，統稱為黃銅；③青銅：往常把銅與錫的合金稱作青銅，現在則把除了黃銅、白銅以外的銅合金稱作青銅；④白銅：以鎳為要緊合金元素的銅合金[2]。1.1.2銅板帶材銅合金板帶材包括銅合金板材、帶材、條材和箔材，是銅合金加工材料的重要組成部分。它們具有獨特的優良性能，在國防工業、電力、電子、機械工業等領域得到廣泛應用。隨著社會和科學技術的進步，對高、精、新、尖的銅合金板帶材需求量日益增多，對銅合金板帶材的加工技術的進展和進步更加關注[2]。銅帶是一種金屬元件，產品規格有0.1～3×50～250mm各種狀態銅帶產品，要緊用于生產電器元件、燈頭、電池帽、鈕扣、密封件、接插件，要緊用作導電、導熱、耐蝕器材。如電氣元器件、開關、墊圈、墊片、電真空器件、散熱器、導電母材及汽車水箱、散熱片、氣缸片等各種零部件[4]。銅板帶材是銅加工材中的一個重要品種，廣泛應用于電子、電氣、通訊、儀器儀表、交通運輸和機械制造等各個領域。特不是隨著現代通訊、電子和半導體產業的進展；不但其需用量劇增；同時，對銅帶的質量提出了高性能、高表面和高周密度的要求。提出了所謂“周密銅帶”的概念從而快速地推動其生產技術的進步和產品質量的提高。銅板帶材的消費量約占加工銅材總消費量的18%。隨著現代工業的進展其消費量呈逐年上升的趨勢。現代銅板帶——周密銅帶是當前所有銅加工材產品中生產難度最大、最具有活力的高技術、高附加值產品[5]。銅帶的生產工藝與煉鋼過程差不不是專門大，其要緊工藝流程如下[5]：配料→熔煉→鑄造→鑄錠加熱→熱軋→雙面銑屑→粗軋→一次剪邊→中間退火→酸洗→精軋→脫脂→退火→酸洗→性能檢測→包裝入庫。同時其要緊的生產設備為銅帶機；銅帶機是指銅片壓著連接線材的一種機器,取代傳統焊錫方式,沒有冷焊、空焊及空氣污染的缺點，是專門針對需要鉚合加工的線材所設計,速度快、品質好。是通過各種安全規格測試（UL、JIS）最簡易有效的方式，采納專門連續式銅帶端子材料經切斷、成型、壓著、一次完成，迅速且無廢料產生，節約成本，銅帶端子經專門紋路處理、鉚合后耐拉力特強、品質穩定。配備直/彎模座供不同產品連接用，人性化設計、操作簡易、不需訓練可隨時上機操作[2]。1.2.3銅板帶材生產的現狀及進展趨勢我國的銅板帶材生產起步較早，可追溯到一百多年前，1875年上海江南制造局槍子廠中的軋銅廠是我國第一家銅板帶材生產廠。但在舊中國進展緩慢。解放前也只有上海、沈陽、煙臺和重慶等地有一些私企從事作坊式的生產及兵工企業從事彈殼的生產。1949年全國銅板產量只有752t,解放后,經合并、改造和社會主義建設的進展到上世紀70年代，逐步形成沈陽、洛陽、蘭州及上海四大生產基地和北京、煙臺、廣州、武漢等一些小企業。1978年全國銅板產量為34764t，銅帶產量為38254t。改革開放，伴隨著國民經濟的高速進展，各行業對銅板帶材的需求量猛增，從而催生了銅板帶生產的快速進展。各地鄉鎮企業、個體的銅板帶生產企業如雨后春筍般的興起。促使銅板帶的產量急劇增加。2008年全國銅板帶產量為106萬噸，到2010年又猛增至512萬噸。2004年以來，我國銅材產量和消費量位居世界第一，銅板帶材的生產與消費量也同時成為世界首位[7]。有關統計資料表明，我國的銅板帶材產量與消費量約占全世界總產量和消費量的1/3。截止2012銅板帶市場供應狀況如下[7]：（1）《世界金屬統計》數據顯示2010年中國、德國、日本、美國、意大利等國家是世界銅板帶材要緊生產國家；（2）在銅板帶要緊生產國中，中國增長迅速，其他國家生產量除日本有小幅增長外均出現了一定程度的下滑。銅板帶市場消費狀況如下[4]：（1）據CRU統計2010年全球銅及銅合金板帶材消費量為390萬噸，相比2009年增加了13%。其消費市場要緊集中在中國、日本、美國、德國等世界要緊經濟體所在的亞洲、歐洲、北美三個地區；（2）從2010年全球銅板帶材產銷量來看北美和亞洲地區消費量均出現增長，歐洲地區出現下滑，亞洲產消量的增長要緊是由于中國的拉動。美國緩慢增長是由于政府經濟刺激及出口貿易改善，日本因出口和國內消費減少出現經濟下滑，歐洲因新的債務危機延緩了經濟增長預期。至今，全國大約有130多家銅板帶材生產企業，除少數國有大企業外，大多為中小型民企。這些民企在創業時大多采納比較落后的生產工藝和技術裝備。產品質量不高，只能適應當時日用五金、電器和手工業產品的需要。由于銅帶的精度差、卷重小，已不能適應進展的需要。特不是上世紀末和進入本世紀以來，他們不斷地進行以加大卷重、提高性能的均勻性和表面質量為目標的技術改造，走出了一條適應其自身進展的道路。盡管在其板形平直度、表面質量和性能的均勻性等方面尚待進一步提高，但已差不多適應下游產業進展的需要。特不是中、低檔產品市場的需要。由于成本低、產品的性價比好。已成為我國中、低檔銅帶市場的主導產品。有些產品甚至打入出口市場或作為高檔產品的代用品[7]。我國國民經濟接著保持持續、穩定的增長，將促使銅板帶材的需求不斷增長銅板帶產業具有廣泛的進展空間[4]；（1）隨著周密銅帶在建設項目的相繼投產，銅板帶進口居高不下的局面將逐步緩解，而出口的數量會不斷增加[4]；（2）銅板帶材中高端、周密和熱點品種的生產能力將不斷加強，自給率不斷提高；在產品品種、質量水平與國外發達國家產品的差距將進一步縮小[7]；（3）銅板帶材產能的快速增長，將進一步加劇產品的市場競爭，這種競爭迫使銅加工企業進入微利時代，要求企業必須不斷加強企業治理和慎重經營方能生存[7]；（4）我國銅板帶材市場在今后的一段時刻內，還將是高端產品和中、低檔產品共存的局面。而中低產品面臨著緊迫的技術改造和產品升級，這種技術改造必需緊密結合市場需要循序漸進，依據中國特色做到投入少、見效快[7]。生產方案的選擇與金屬平衡2.1產品方案的編制所謂產品方案是指所設計的工廠或車間擬生產的產品名稱、品種、規格、狀態及年打算產量[1]。產品方案一般是在設計任務書中加以規定的，或者由設計者深入實際調查統計提出方案，然后經主管部門批準確定，進行車間設計的要緊依據是產品方案，依照產品方案能夠選擇設備和確定生產工藝[1]。而編制產品方案應考慮以下原則[1]：（1）滿足國民經濟進展的要求。依照國民經濟各部門對產品數量、質量和品種等方面的需要情況。既考慮當前的急需，又要考慮今后進展的需要。（2）產品的平衡?？紤]全國各地生產的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區的條件、生產資源、自然條件、投資等的可能性。進行產品方案編制時要以上述三點為依據，全面考慮，三者不可偏廢。關于各類產品的分類、編組、牌號、化學成分、品種、規格尺寸及公差、交貨狀態、生產技術條件、機械性能要求、驗收規程、試驗及包裝方法等，均按標準規定。若沒有標準，可與用戶共同訂立協議[5]。鑒于以上三點依據，特制定產品方案如表2.1所示。表2.1年產量8萬噸銅板帶材車間產品方案[6]產品名稱合金牌號產品規格/mm技術條件狀態產量/萬噸比例/%厚度寬度長度雷管用銅帶H680.30-0.9020-30010000GB/T11090-89M225焊接用銅帶H650.21-0.30200-305>10000GB/T15714-1995Y225電纜用銅帶T20.10-0.25≤300卷長GB/T11091-2005Y225熱交換銅板HSn62-19.0-606000GB/T2531-81R2252.2計算產品的選擇在設計車間初期，擬車間生產的產品品種、規格和狀態隨機組合起來有幾十至幾百種不等。然而，在設計中詳細的工藝計算不可能對每種合金的每一個品種、規格及狀態都進行。為了減少設計工作量，加快速度，同時又不阻礙整個設計質量，能夠將各類產品進行分類編組，從中選擇典型產品作為計算產品[1]。選擇計算產品的原則如下[4]：=1\*GB3①具有典型性。將所有的各類產品進行分類編組，從每組中找出一至幾種產量較大，產品品種、規格、狀態、工藝特點等有代表性的。因此能夠從擬生產的所有合金品種中選出幾種或十幾種有代表性的產品。這些計算產品從全車間總體來講，在合金、品種、規格、狀態、產量和工藝特點等方面都具有代表性。=2\*GB3②通過所有的工藝步驟。所選的所有計算產品要通過各工序，但不是講每一種計算產品都通過各工序，而是對所有的計算產品綜合來看的。若從擬生產的所有的產品中應有某工序，而計算產品不通過此工序，在此情況下，就要重新選計算產品。還應指出所選典型產品的產量之和為總產量。=3\*GB3③所選的計算產品要與實際情況相接近。=4\*GB3④計算產品必須存在調整余量。本設計的計算產品具體見表2.2計算產品表[6]。表2.2計算產品表合金牌號產品規格/mm技術條件厚度寬度長度H680.5020010000GB/T11090-892.3產品標準及技術要求產品的技術要求是指人們要求的產品的牌號、規格、表面質量以及組織性能等。因為產品的使用條件不同，用戶對產品的技術要求也是不同的[1]。對產品結構、規格、質量和檢驗方法所做的技術規定，稱為產品標準。產品標準按其適用范圍，分不由國家、部門和企業制定；它是一定時期和一定范圍內具有約束力的產品技術準則，是產品生產、質量檢驗、選購驗收、使用維護和洽談貿易的技術依據。我國現行的標準分為國家標準、行業標準、地點標準和經備案的企業標準。在有色行業中，行業標準即是冶金工業部標準（YB）[1]。產品標準一般包括以下內容[1]：（1）規格標準：規定產品的牌號、形狀、尺寸及表面質量，同時附有供使用參考的有關參數等。（2）性能標準：規定產品的化學成分、物理機械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工藝性能及其他專門性能要求等。（3）試驗標準：規定做試驗時的取樣部位、試樣形狀和尺寸、試驗條件以及試驗方法等。（4）交貨標準：規定產品交貨、驗收時的包裝、標志方法及部位等。在本次設計中，使用的產品標準均執行中華人民共和國國家標準?？蛻袅碛幸蟮陌此灥暮贤械募夹g要求執行。而計算產品的技術要求如下。計算產品的化學成分[6]本設計中計算產品的化學成分如表2.3所示表2.3計算產品化學成分（%）牌號CuFePbNiZn雜質總和H6867.0-70.00.100.030.5余量0.30②計算產品的尺寸及同意偏差[6]本設計中計算產品的尺寸及同意偏差見表2.4表2.4計算產品的尺寸及同意偏差牌號厚度厚度同意偏差寬度同意偏差長度H68>0.30-0.50±0.02±0.6∕③計算產品力學性能[6]本設計中計算產品的力學性能見表2.5表2.5計算產品力學性能牌號狀態拉伸試驗抗拉強度/Mpa伸長率/%H68M≥294402.4生產方案的選擇所謂生產方案是指為完成設計任務書中所規定的生產任務而采取的生產方法。應當依照設計規格、產品質量及技術經濟指標的要求，考慮在生產過程中的實際情況，制定出合理的生產方案[1]。生產方案的選擇與設備的選擇緊密相關，二者應同時加以考慮，確定生產方案時要緊考慮以下幾點[1]：（1）金屬與合金的品種、規格、狀態及質量要求品種和規格不同，所采納的生產方案就不同，那么設計的車間就有專門大差不，例如板帶材生產車間和管棒生產車間就有全然的區不。若產品質量要求不同確實是同一種合金品種和規格也能夠采納不同的生產方案。（2）年產量的大小產量不僅決定工藝過程的特點，而且也對設備選擇、鑄錠尺寸、產品規格有著直接的阻礙。例如，關于板材生產來講，產量不大時，能夠采納單機架生產；而產量大時，則可采納連軋生產。（3）投資、建設的速度、機械化與自動化的程度、勞動條件、工人與治理人員的數量以及以后的進展。常用的生產方案按軋制方式的不同可分為塊式軋制法、帶式軋制法和連鑄連軋法。按鑄錠的開坯方式的不同可分為熱軋法和冷軋法[7]。（1）塊式軋制法指單張塊片方式軋制生產，一般小型工廠采納二輥不可逆式軋機，而近代大、中型廠多采納二輥可逆式或四輥可逆式軋機進行塊式軋制法生產板材。此法適用于產量低、規格品種較多、板寬一般在1000mm以下的工廠。同時也適于非大批生產的中厚板、超寬板以及變斷面板材的單機軋制生產。（2）帶式軋制法近代化的板、帶、箔材的大批生產要緊采納二輥或四輥可逆式軋機、多機架連軋機進行成卷軋制。此法的特點：設備的機械化．自動化程度高，易于實現生產高速化與連續化，勞動強度??；產量高，質最好，金屬損失少，成品率高，成本低；設備復雜，投資大，建設周期長。此法適用于產量較大、產品質量要求較高的工廠。采納帶式軋制法生產板帶材是最廣泛的一種方法。至于箔材生產是以帶材作坯料進一步軋制而成。近年來許多國家還采納了行星軋機、擺式軋機、多輥軋機等生產帶材、箔材。而為了操縱板形，70年代初相繼開發了各種新軋機與新技術，其輥系結構、輥形及調節方式各有特色，要緊采納的是移輥技術、對輥交叉等技術，這新型軋機要緊有：HC軋機、CVC軋機、UPC軋機、PC軋機、FFC軋機等。在中厚板生產中，為了提高成材率，開發了平面形狀操縱法。為了提高產品精度，開發了極薄帶異步軋制技術[7]。（3）熱擠壓法某些重有色金屬采納圓鑄錠，通過擠壓機生產帶材，產品質量好。適合于產量不大、品種少的帶材生產。（4）連鑄連軋法板帶連鑄連軋設備由鑄軋機和冷軋機組成。目前我國生產厚度為6~7mm的鑄軋鋁板，直接供給冷軋機和鋁箔軋機，實現連鑄連軋生產線。此法廢料損失少，成品率高；生產工序少，周期短，生產效率高。連鑄連軋法生產的帶材能夠作箔材坯料、建筑材料及日用器皿等。帶式法具有設備的機械化．自動化程度高，易于實現生產高速化與連續化，勞動強度小；產量高，質最好，金屬損失少，成品率高，成本低等優點[7]。綜上所述，依照浙江紹興的地區條件，本設計采納帶式軋制法。2.5編制金屬平衡表表2.6銅及銅合金板帶材生產車間金屬平衡表產品名稱年產量重量可回收廢料技術廢料殘屑燒損及熔損工藝損失總計損失成品率年需錠坯總量tt%%%%%%%個數tH68200009.44.522.311.150.315.5613.8590.00261522222H62200009.44.132.231.210.288.0515.9090.25260722161T5200009.43.962.241.160.3212.7020.3891Sn62-1200009.44.152.141.140.3412.5820.3589.89261822249第3章生產工藝流程的制定3.1生產工藝流程的要緊依據所謂的生產工藝流程是指把產品的生產工序按次序排列起來。確定車間生產工藝流程是工藝設計中的一項重要工作，它直接關系到整個設計是否能夠滿足設計任務書的要求[9]。合理的生產工藝流程應該是保證完成設計任務書中規定的產量和質量的前提下，具有最低的消耗、最小的車間、最少的設備和最低的成本，同時有利于提升產品質量和今后進展，具有最優的經濟效果和較好的勞動工作條件。制定生產流程的要緊依據要緊有以下幾點[9]：①依照生產方案的要求。由于產品的產量、品種、規格及質量的不同，所采納的生產方案就不同，那么要緊工序就有專門大的差不。②依照產品的質量要求。為了滿足產品的技術條件要求，確實是要有相應的工序給以保證。因此，滿足產品標準的要求是設計生產工藝流程的基礎。③依照車間生產率的要求。由于車間的生產規模不同，所要求的工藝過程復雜程度也不同。在生產同一產品情況下，生產規模越大的車間，其工藝過程也月復雜。因此，設計是生產率的要求是設計工藝過程的動身點。同時，在制定工藝流程中，總的原則是：節能、高效、保質、污染少和經濟。具體如下[9]：①充分利用合金的塑性，盡可能地是整個流程連續化，盡可能地減少中間退火及酸洗工序，軋制道次少，生產周期短，勞動生產效率高。②產品質量滿足客戶所提出的標準或技術條件要求，能實現生產成本低，成品率高的需求。③結合具體設備條件，各工序合理安排，設備負荷均衡，既保證設備安全運轉，又能充分發揮設備潛力。④物量運輸順暢，盡可能減少倒流，減少中間工序或天車的運輸量，以保證流程的順暢。⑤有清潔衛生的環境及良好的勞動條件。3.2計算產品H68的工藝流程H68采納水平連續鑄造獲得鑄錠。單相黃銅（H90、H68、H80）為ɑ相組織，高溫下變形抗力及熱軋時軋制壓力較高，但冷軋時塑性好，兩次退火間的總加工率大于70%時幾乎不出現裂邊。因此采納連續鑄造、熱開坯、洗面及冷軋、熱處理、精整等生產工序。H68生產工藝流程：配料→熔煉（工頻有芯感應電爐）→鑄造（水平連續鑄造）→鑄錠（16mm×450mm×155mm）→加熱（步進式加熱爐）→熱軋（2φ850×1500/mm可逆式熱軋機；h=3.8mm）→銑面（雙面銑，單面銑削量為0.5mm，側面銑削量為0.45mm；h=2.8mm）→粗軋（4φ450/1000×850/mm可逆式冷軋機；h=1.53mm）→中間退火（退火溫度：480℃，加熱時刻3.5小時、保溫時刻8小時；裝爐量：>1.5噸）→酸洗→中軋（4φ450/1000×850/mm可逆式冷軋機；h=0.97mm）→中間退火（退火溫度：480℃，保溫時刻8小時，裝爐量：>1.5噸）→酸洗→精軋（12輥冷軋機，h=0.5mm）→成品退火（退火溫度：480℃，保溫時刻8小時，裝爐量：>1.5噸）→清洗（薄帶脫脂清洗機）→矯直→剪切→檢驗→包裝入庫。具體生產工藝流程見表3.1。表3.1雷管用銅帶H68生產工藝流程表雷管用銅帶H68（M）0.5×200×10000/mm序號工序名稱設備名稱制品規格/mm1原料2熔煉工頻有芯感應電爐3鑄造水平連續鑄造機16×450×1554加熱步進式加熱爐16×450×1556熱軋2?850×1500/mm可逆式熱軋機3.8×221.7×1781.37銑面銑邊X53K型銑面機2.8×221.7×1781.38粗軋4?450/1000×850/mm可逆冷軋機1.5×221.7×3282.59中間退火箱式爐1.5×221.7×3282.510中軋4?450/1000×850/mm可逆冷軋機1.0×221.7×5190.511中間退火箱式爐1.0×221.7×5190.512酸洗連續酸洗機列1.0×221.7×5190.513精軋12輥可逆冷軋機組0.5×221.7×1003814成品退火井式爐0.5×221.7×1003815清洗表面清洗設備0.5×221.7×1003816矯直21輥矯直機0.5×221.7×1003817剪切圓盤剪切機0.5×200×1000018檢查0.5×200×1000019包裝入庫0.5×200×10000要緊設備及工藝介紹4.1設備概況本工藝設計的要緊設備有：工頻有芯感應電爐一套、水平連續鑄造機組一套、步進式加熱爐一套、2φ850×1500/mm可逆式熱軋機組一套、銑面機一套、4φ450/1000×850/mm可逆式冷軋機一套、箱式退火爐與井式退火爐各一套、21輥矯直機一套、圓盤剪切機一套、連續酸洗設備以及表面清洗設備。4.1.1錠坯的選擇錠坯的選擇是銅板帶材生產中的重要環節之一，錠坯的選擇應充分考慮產品的技術要求、合金的品種、工藝條件、設備能力、生產組織要求等因素，遵照高質量、高效率、低成本的原則。銅合金板帶材的生產鑄錠的方法要緊有連續鑄造、半連續鑄造、立模鑄造以及水平模鑄造。本設計采納水平連續鑄造法生產錠坯[9]。錠坯尺寸的種類見表4.1表4.1水平連續鑄造的錠坯種類分類厚度/mm寬度/mm長度/mm116450∕230575∕水平連續鑄造機列的參數見表4.2表4.2水平鑄造機列技術參數制造商帶坯規格/mm生產能力/（t/h）保溫爐引拉機卷取機Metatherm16×4501.00-1.30功率/KW200牽引力/KN50卷取形式三輥有效容量/kg2000牽引速度/mm/s1.5-70帶卷內徑/mm?700-120016×330總容量/kg拉伸精度/mm∕帶卷外徑/mm?1800時刻精度/s∕帶卷單重/kg60004.1.2加熱爐熱軋前錠坯加熱可保證熱軋時的高溫塑性、降低變形抗力、消除鑄造應力、改善合金的組織狀態和性能、提供冷軋用的坯料。銅及銅合金錠坯熱軋前都需要進行加熱[9]。步進式加熱爐的技術參數見表4.3.表4.3步進式加熱爐技術參數爐膛尺寸生產能力/t/h最高工作溫度/℃燃料壓力/kpa發熱值/kcal/kg厚度/mm寬度/mm長度/mm1550360010000121250發生爐煤氣120012504.1.3軋制設備①熱軋機[9]2φ850×1500/mm可逆式熱軋機技術參數見表4.表4.42φ850×1500/mm可逆式熱軋機技術參數軋機型式軋機尺寸主傳動功率/kw軋制速度/（m/s)許用壓力/KN最大軋制力矩/KN·m軋輥最大開口度/mm最小軋制厚度/mm輥數?輥經×輥長/mm二輥可逆2?850×150019000.5-3.01035011762502冷軋機[9]4φ450/1000×850/mm可逆式冷軋機技術參數見表4.512輥冷軋機技術參數見表4.6表4.54φ450/1000×850/mm可逆式冷軋機技術參數設備規格軋機棍數/個帶坯最大厚度/mm成品最小厚度/mm成品最大寬度/mm帶卷質量/t許用軋制力/KN軋制力矩/KN·m最大軋制速度/m/min最大卷取張力/KNAGC裝置4?450/1000×850/mm414.50.5±0.0056506.513000300360200Vollemer測厚儀VSB2082E表4.612輥冷軋機技術參數工作輥直徑/mm中間輥直徑/mm支撐輥直徑/mm輥身長度/mm主傳動電機功率/KW軋制速度/m/s軋制壓力/KN軋制張力/N軋件尺寸范圍/mm×mm329318526050×22.5∕1200-30000（2.0-0.05）×2004.1.4熱處理爐①中間退火爐（箱式）[9]中間退火爐的技術性能見表4.7②成品退火爐（井式）[9]成品退火爐的技術性能見表4.7表4.7中間退火爐（箱式）與成品退火爐（井式）要緊技術性能名稱用途最高溫度/℃爐膛尺寸/mm燃料裝料量/t生產率/t/h高寬長類型功率/KW箱式爐帶卷板材950100018005000電3504—5∕井式爐卷材8501900ф960∕電1440.3-10.354.1.5矯直設備矯直機21輥矯直機要緊技術性能見表4.8表4.821輥矯直機要緊技術性能被矯直板、帶材規格/mm矯直速度/m/min電動機功率/kW矯直輥數/個棍子節距/mm被矯直材料σ/Mpa寬度長度厚度≤1050∕0.2-3.515952165≤11004.1.6剪切設備圓盤剪切機圓盤剪切機的要緊技術性能見表4.9。表4.9圓盤剪切機的要緊技術性能帶材尺寸/mm分切條數/個刀盤尺寸/mm剪切速度/m/s傳動電機/kW厚度寬度直徑厚度0.12-0.820025150-20015-201.5-75—154.2工藝介紹4.2.1錠坯鑄造有色金屬熔煉與鑄錠車間大多采納半連續與連續生產鑄錠。錠坯質量的好壞是生產優質板帶材產品的基礎，因為冷隔、裂紋、縮孔、偏析、夾雜、氣孔等鑄造缺陷常常是產生各種各樣產品廢品的要緊緣故，有的內部缺陷大多在加工過程中才被暴露，導致惡化產品質量及降低成品率。(1)鑄錠的質量通常對鑄錠質量要求如下：①錠坯的化學成分必須符合標準規定。②錠坯尺寸及偏差應滿足工藝要求，因為錠坯的厚薄不均嚴峻時，軋制時會加劇不均勻變形，錠坯寬度偏差過大時會導致增加切變損失。③錠坯表面缺陷較多時，通常應進行銑面、刨面或車面。依照生產要求，有時除扁錠大面也要求進行銑削。嚴格檢查表面品質，不但要求表面無缺陷，還要保證表面銑削刀痕不超出規定，以及修理合格。④要求錠坯內部沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷，少量的內部缺陷可進行金相檢驗確定輕重程度。(2)鑄錠的形狀及尺寸的選擇鑄錠尺寸與形狀的確定對選擇設備、確定工藝、提高產品產量與質量、降低產品成本都有專門大響。因此，錠坯選擇應依照下列原則：①依照車間的規模和產量。關于大規模車間設計,應盡量選擇較大的錠坯；②依照產品的規格。板帶材生產采納扁錠；③依照設備能力。錠坯的最大規格尺寸應取決于設備的能力；④依照制品的性能確定錠坯厚度（或直徑）。為保證產品的機械性與內部組織的質量要求，錠坯應有足夠的變形程度，確定錠坯的最大限制尺寸；⑤依照金屬及合金的工藝性質，銅合金通常采納大錠；⑥依照鑄造條件以及具體情況。因此本設計采納連續鑄造坯。4.2.2加熱制度除冷軋開坯的重有色合金，以及利用鑄造余熱熱軋的鐵模鑄造紫銅和鋅、鉛、錫及其合金外，幾乎所有銅、鎳及其合金的錠坯均在熱軋前需要進行加熱。因需要它提供鑄錠熱軋時的高溫塑性，以降低材料的變形抗力，消除鑄造應力，改善合金的組織狀態與性能，并使材料獲得最佳的變形量，以節約能源。該工序的要緊工藝參數為加熱溫度及溫度的均勻性、加熱時刻、加熱爐內氣氛的操縱、爐子的熱效率及加熱爐綜合的運行成本等。錠坯加熱制度包括加熱溫度、加熱時刻、加熱爐內的氣氛操縱、燃料的選擇。1．加熱溫度確定加熱溫度時要考慮合金的化學成分、高溫塑性及變形抗力、軋件尺寸及沒備條件等。確定加熱溫度(指加熱后出爐的錠還溫度)時，一般參考合金的狀態圖、塑性圖及變形抗力圖等提出大致的溫度范圍，在生產中依照工藝及產品質量的具體情況進行調整。通常的規律如下：(1)大多數重有色合金加熱時的上限溫度約比熔點低100—200℃，即相當于合金熔點的(0．8—0．9)左右。(2)依照塑性圖確定熱軋塑性區范圍時，加熱溫度應接近塑性溫度范圍上限，同時也應保證乾終溫度不低于塑性溫度范圍的下限。(3)當生產對產品性能有要求的熱軋板時，應依照晶粒度要求操縱溫度以及變形速度和變形程度。(4)從表面質量考慮，加熱溫度過高會加劇易氧化合金的氧化及脫鋅。為防止氧化，可適當降低加熱溫度，并操縱爐內氣氛。2．加熱時刻加熱時刻通常包括升溫及均熱時刻，均熱時刻一般占總時刻的l／3~1／5左右。確定加熱時刻應考慮合金本性(包括導熱性及比熱)、錠還尺寸及加熱爐的傳熱方式、裝料方法等因素。加熱錠還時，由于溫度不均勻造成錠還各部分的溫差不同意超過15—200℃。在保證料溫均勻熱透的情況下，加熱時刻愈短愈好。關于導執性能較好的重有色合金，快速加熱能夠減輕表而氧化，防止過熱過燒及晶粒粗大，并降低燒損，節約熱能消耗及提高加熱爐的生產率。如何確定加熱時刻，嚴格講應依照爐內的熱交換條件進行計算后確定，但因金屬的熱容、熱導率、熱交換系數均隨溫度而變化，同時錠坯內外的不均勻程度也難以可能，因此，現場一般采納經驗公式4-1估算：τ=CH（4-1）式中：H——錠坯厚度，mm；C——經驗系數。合金的C值范圍如下：H68黃銅C＝0.13—0.23。3、加熱爐內氣氛的操縱加熱爐內氣氛的操縱要緊依照爐內氣氛性質與合金的相互作用的特征，以及爐內氣氛中某些成分和雜質對合金的有害阻礙來決定。理想的加熱氣氛應為中性氣氛，但中性氣氛生產中不容易操縱。4、燃料選擇加熱爐燃料有固體、液體和氣體燃料。燃料選擇要緊依照提供何種燃料，一般情況下，加熱爐采納液體燃料比較理想，本設計項目采納發生爐煤氣。本設計中步進式加熱爐的加熱制度見表4.10表4.10黃銅H68加熱制度合金牌號加熱爐區段溫度/℃加熱時刻/h熱軋溫度/℃合金特性/℃錠坯加熱段溫度錠坯保溫段溫度開軋溫度終軋溫度熱軋塑性區溫度熔點H68820～870800～8402.0～2.5780～840550～650600～6809094.2.3熱軋工藝熱軋工藝包括工藝參數的選擇、熱軋時的冷卻潤滑和輥型的調整。其中工藝參數包括軋制溫度、軋制速度以及壓下制度。熱軋的軋制方法有全縱軋法（橫軋——縱軋法）和全橫軋（縱軋——橫軋法）本設計采納全縱軋法，即，前3道次采納橫軋，將軋件展寬到所需寬度，然后縱軋到底4.2.4銑面銑邊坯料進行表面銑削，能夠去除加熱及熱軋過程中產生的表面氧化、脫鋅、壓痕及氧化皮壓入、表面裂紋等缺陷，尤其是關于熱軋時易氧化而且氧化皮不易酸洗習凈的某些合金，以及產品厚度在0.4~0.5毫米以上同時要求高表面質量的產品，效果較顯著。熱軋后銑面取代酸洗，有利于提高產品質量及改善勞動條件，但降低成品率，并需要專用銑削設備。有的工廠從提高熱軋質量著手力求取消銑面，要緊是從提高成品率及節約銑床投資考慮的。因此本設計綜合考慮，選擇銑面代替酸洗。熱軋后銑面的坯料厚度為7~15毫米左右，寬度為330~750毫米左右，長度在2.5米以上。坯料在銑面前經九輥或十一輥矯直機矯平，一般要求矯直后還科的縱向不平行度小于0.3毫米，橫向不平行度小于0.1毫米，厚度偏差及厚度不均不應超過要求，不同意有嚴峻的劈頭、裂邊及鐮刀彎。4.2.5冷軋工藝銅及銅合金板帶材大多采納先熱軋提供坯料后冷軋成產品的工藝流程。依照工藝要求，冷軋可分為開坯、粗軋、中軋及精軋。不同的冷軋過程，依照設備和工藝條件能夠在不同的軋機上進行，也能夠在同一臺軋機上完成。冷軋工藝制度包括冷軋前酸洗、冷軋壓下制度、冷軋時的張力、冷軋速度及冷軋軋輥的選擇和調整等內容。4.2.6熱處理工藝熱處理工序關于銅及銅合金銅帶生產來講，是專門重要的，因為它直接阻礙銅板帶的質量和性能。熱處理的目的要緊有消除加工硬化、確定產品最終狀態等。具體的是由它在本工序所起的作用而決定，熱處理要緊有均勻化退火、中間退火、成品退火及消除應力退火，對某些品種還有淬火、時效等熱處理方式，不同品種依照該品種的特性及用戶對產品質量的要求選擇不同的熱處理方式。要達到上述目的，熱處理設備的選擇及工藝參數的操縱格外重要，因此要確定退火制度。退火制度包括退火溫度和退火時刻。退火溫度依照合金性質、加工硬化程度及退火要求決定，并應考慮具體的生產條件。通常中間退火時從提高生產率考慮，退火溫至取上限，適當縮短退火時刻；成品退火及項成品退火側重于保證產品性能均勻，退火溫度取下限，同時溫度范圍不宜波動太大，對某一合金來講，厚規格制品退火溫度應比薄規格適當高些；裝料量大時退火溫度比裝料量小時適當高些；板材比帶箔材的退火溫度梢高些。鑒于所設計產品的狀態，需采納中間退火來消除加工硬化，部分產品需通過成品退火來得到成品。黃銅H68具體的退火工藝如表4.11所示。表4.11H68中間及成品退火制度名稱厚度/mm狀態裝爐質量/t退火溫度/℃退火時刻/h作用中間退火0.5～3.0M>1.5500～6000.5～0.8消除加工硬化成品退火0.548084.3.7酸洗工序軋件經熱處理后采納酸洗法清除表面的氧化皮。一般酸洗過程按如下順序進行：酸洗一冷水洗一熱水洗一干燥。生產中對酸銑工藝的要求如下：①氧化物清刷潔凈，表面質量高；②酸洗時刻短，生產牢高；③酸的利用系數高，酸耗低。酸洗時刻與酸洗液的濃度及溫度有關，一船為5~30分鐘左右，依照合金表面質量情況而定。酸液溫度夏天大多為室溫，冬天可用蒸汽加熱至40—60℃，紫銅取上限，黃銅取下限。酸液濃度及溫度愈高，產生的酸霧惡化勞動條件及設備環境，在酸槽周圍常設置抽風將酸霧排至一定高度的煙囪放散，最好將酸霧抽入溶液中經化學處理并提取有用成份后排除。本設計采納的酸洗機列，配套有廢液處理設備，對環境污染小。4.3.8精整工序精整工序在銅帶生產中起著越來越大的作用，它包括表面處理（酸洗、刷洗、拋光及脫脂、鈍化工序）、矯平、剪切、修邊及纏繞、包裝。1、表面處理隨著工業技術的進展，對銅帶表面質量要求愈來愈高，如何滿足用戶對銅帶表面的要求，從帶坯開始著手，強化銑面工序。加強中間工序的表面酸洗及刷洗、嚴防中間工序出現擦劃傷、金屬及非金屬壓入、重視成品工序的表面脫脂、清洗質量，必要時增加拋光、鈍化處理。本設計采納的是在精軋后脫脂、清洗這一工序，它的工藝要求簡述如下：其目的是為除去成品軋制后帶材表面殘留的軋制油，并保證洗后的帶材在存儲期間(至少半年)表面可不能出現變色，以保證下游用戶的正常使用，因變色會阻礙材料的焊接性能、沖壓性能及成形性能等。該工序均在清洗機列上采納連續噴射的方式進行。一般采納60~80℃的堿液或高壓熱水(壓力為：l~1．6MPa、溫度為：70～90℃)，后者考慮環保要求，屬無污染清洗法，但在表面含油量較高時(含油量大于200mg／m2)，清洗效果比不上后者。前者裝置簡單便于掌握，但濃度要嚴格操縱，一般操縱在0.5％～1.5％之間，否則清洗效果不佳，因濃度高了會污染表面，不易清除潔凈。脫脂液的油水分離是保持清洗效果的重要環節，因工作一段時刻，軋件上的油均落入脫脂液中，若不及時將油分離出來，殘油會污染表面，阻礙清洗效果。在溶液循環狀態工作下將油分離出來，必需有足夠的靜止時刻，如何選擇油水分離裝置是解決問題的關鍵。通過多年設計方案的改進，目前PPT001裝置已有效地應用于生產中，油水分離效果較好，分離率可達到99％左右。本車間選擇帶有此裝置的清洗機列，選擇濃度0.5％～1.5％、溫度60~80℃的堿液。2、剪切依照工藝要求剪切分為切邊、分條、下料或中斷及成品定尺剪切等。①切邊：有些合金熱軋或粗軋時容易裂邊，接著冷軋裂邊擴大或冷軋時產生裂邊，會造成軋輥局部壓傷或者斷帶，增加金屬的幾何損失。因此，不僅成品要切邊，而且粗軋后的帶材坯料也要切邊。切邊量的大小，依照合金品種、軋件厚度而定，一般每邊為10mm左右，生產中依照實際裂邊情況，適當調整切邊量。②分條：依照工藝要求和產品規格，對寬板帶坯料或帶材成品剖分成若干條，分條時同時切邊。③下料或中斷：是將板材坯料或帶卷，按工藝要求或設備條件，橫切成塊的工序。下料或中斷，應依照工藝的要求進行下料計算。其原則是確保產品尺寸的前提下，應精打細算，減少幾何損失和提高成品率。④成品剪切：按技術標準對產品尺寸及其偏差要求，最后所進行的剪切，或定尺剪切。塊式生產，一般是在單體斜刃剪切機上進行；帶式生產板材和帶材，是分不在橫剪機列或縱剪機列上進行的。這種剪切機列，將切頭尾、切邊、定尺、或矯平分條及檢查等工序連為一體，生產效率高，剪切精度高同時質量好。剪切的要緊工藝參數是剪刃間隙，關于圓盤剪還有剪刃的重疊量。調整好剪刃間隙是保證剪切質量的重要因素。剪刃間隙，通常由被剪金屬的厚度和性能決定，一般為板帶厚度的0.03～0.07左右，關于薄的或較軟的板帶則采納較小值。實際生產中，當剪切厚度達0.20mm左右時，刀片的側向差不多彼此緊密接觸，甚至帶有不大的側向壓力。由于剪切時切口的狀態與金屬的性質有專門大關系，因此生產軟態或半硬態產品，一般采納先剪切后退火的工藝，有利于提高切口和表面的質量，便于操作。3、檢查、包裝工序成品的檢驗與包裝是板帶材生產過程不可少的最后兩道工序。為了確保產品質量的均勻性和穩定性，以及進一步提高產品的質量，防止低劣產品發給用戶或流入市場，造成損失。因此，成品出廠前必須嚴格按規定的技術標準，進行全面的檢查驗收，對合格產品還要按規定的技術標準包裝后方可出廠。①成品檢驗成品檢驗是由供方的技術監督部門，依照技術標準對產品的尺寸、外形、組織和性能等，按標準規定的檢驗規則與試驗方法，進行全面的檢查驗收，確保產品質量符合相應的技術標準。②成品包裝成品包裝是產品生產加工中的最后一道工序，包裝的目的是為了防止產品在運輸和貯存過程中遭受機械損傷、化學腐蝕或混料等，確保產品完整無損的供用戶使用。依照包裝標準規定進行包裝，按照不同的合金牌號、狀態、尺寸、用途和要求，常采納裸件包裝、成垛包裝、包裝箱包裝和卷筒包裝四種方式。包裝后必須寫明標志方可發貨。典型產品H68工藝計算5.1原料的設計（5-1）其中因此選取坯料的厚度坯料的寬度因此原料的長度故坯料的尺寸為16mm×450mm×155mm5.2壓下制度壓下制度又稱壓下規程，是板帶材軋制的最差不多的參數。它直接關系著軋機的生產效率和產品質量。軋制工藝制度中的溫度制度、速度制度等差不多上以壓下制度為核心展開的，同時溫度制度和速度制度也阻礙壓下制度[8]。熱軋壓下制度的內容包括熱軋總加工率和道次加工率的確定。確定銅合金熱軋總價功率時，應考慮合金本身的性質、產品質量要求、軋機能力及設備條件、錠坯尺寸與質量的阻礙。冷軋壓下制度包括確定中間冷軋總加工率、道次加工率的分配及依照產品性能要求操縱精軋時的成品冷軋總加工率。5.2.1熱軋壓下制度熱軋各道次加工率的分配要求是：順利咬入、不出現軋裂、變形均勻以提供合乎要求的板坯，不同意出現電機跳閘及斷輥等事故?？倝合铝浚簾彳垑合铝浚阂话阍诳倝合铝康?5%以上；取85%。則：因此由可得：即熱軋道次的壓下量：展寬道次的壓下量可由體積不變求的，即：道次壓下率：因此已知熱軋總加工率，即可通過式（5—2）求出軋制道次（5-2）而總延伸系數與各道次延伸系數的關系見式（5—3）(5-3)按式（5—2）確定軋制道次的計算圖如圖5-1所示。圖5-1確定軋制道次計算圖因此熱軋的道次，即熱軋道次為7道。道次壓下率（5-4）道次的寬度及長度通過體積不變計算，計算公式見式（5-5）（5-5）熱軋各道次的壓下量、厚度、長度、寬度見表5.35.2.2冷軋壓下制度冷軋壓下制度包括確定冷軋總加工率、道次加工率的分配及依照產品性能要求操縱精軋時的成品冷軋總加工率。冷軋的道次延伸系數、道次加工率以及各道次的長、寬、高與熱軋相同，計算結果見表5.31、總加工率[10]冷軋總加工率，即兩次中間退火之間的總加工率，必須考慮合金本性、設備條件及工藝等具體情況，通常的原則如下：①充分發揮合金塑性，采納盡可能大的總加工率，減少中間退火次數及提高生產率；②保證產品質量，提高成品率，產品性能、晶粒度大小及均勻度均符合要求。此外總加工率不能位于臨界變形程度范圍，否則退火后易出現大晶粒及晶拉不均，惡化產品質量；③充分發揮設備能力，確保生產中電機可不能跳閘燒壞，軋輥及軋機部件可不能斷裂及受損，能量消耗及生產成本低。銅及銅合金常采納的冷軋總加工率列在表5.1中。從表中看出，往往由于設備能力限制，總加工率較大時變形抗力高，致使冷軋后期這次加工率太小，增加能量消耗及降低生產效率，生產中—般為同意采納的最大冷軋總加工率的50~80％范圍，高塑性合金采納的冷軋總加工率一般為60~90%，低塑性合金一般為40~60%。隨著改進工藝和設備革新的不斷進步，有些合金在生產中已逐漸采納同意的最大冷軋總加工率，大大提高了生產效率。表5.1銅及銅合金常采納的冷軋總加工率2、道次加工率[10]冷軋總加工率確定后，即可確定各道次的加工率。冷軋重有色合金目前采納的道次加工率為2~45%，依照合金品種、軋件性能及尺寸、軋機各部件強度和電機功率、冷卻與潤滑、輥型及張力大小等情況，合理分配各道次加工率的差不多要求是：保證產品質量，確保設備安全，盡可能少道次，充分發揮合金塑性及提高生產率。依照具體條件確定這次加工率應按如下規則：①在冷軋的第一道次(或第二道次)，為了充分利用軋件退火后的良好塑性，應采納最大的道次加工本；②生產中采納的壓下程序是否合理，應依照軋制壓力和電機負荷的實測結果進行修改，使各這次的軋制壓力分布差不多均勻，如此有利于穩定工藝及充分發揮設備能力。③從提高產品質量動身，生產中應該做到：軋件變形均勻，尺寸偏差符合規定，表面質量滿足要求，性能符合標準。④道次加工率必須與總加工率相協調，并結合具體的產品及沒備條件。⑤連軋機冷軋時必須保證各機架金屬秒流量相等，各機架的壓下分配必須與軋制速度、張力、輥型相協調，既不出現過拉及斷帶，也不能出現活套及壓折等故障。3、成品加工率[10]冷軋成品最后一次精軋的總加工率，即成品加工率，要緊取決于技術條件對產品性能的要求，其次也要考慮確保設備安全及提高生產率。成品加工率選定后，還應合理分配精軋成品的各道次加工率。銅及銅合金板帶材冷軋時常采納的成品加工率范圍列在表5.2所示。在選定成品加工率時，應該考慮到采納的生產流程及設備條件等具體情況。產中依照產品狀態及具體情況增大成品加工率采取了如下一些措施：①大多數合金的軟態制品構成而加工率與硬態制品差不多相同，軟制品精軋后通過成品退火，故軟制品的機械性能要緊由成風退火操縱，但精軋成品的加工率大小也阻礙較大，確定成品退火制度應與精軋時的加工中大小相配合，通常在保證產品成品退火前的精軋加工率越大，生產的軟制品性能愈優越。②硬及半硬狀態板帶材采納成品加工率操縱性能時，成品加工率一般小于50％，操作比較方便，操縱性能比較準確，性能較穩定。但有的工廠軋機能力較大，為提高生產率，在生產銅及簡單黃鋼板帶材時，采納大加工率精軋，隨后來用適當的低溫退火操縱性能。③預成品的性能及狀態對成品性能操縱阻礙較大，一殷來講，預成品退火均勻而充分，有利于成品性能均勻及穩定。表5.3道次壓下制度原料16×450×155/mm道次延伸系數λ壓下量ΔH/mm壓下率ε/%厚度H/mm寬度B/mm長度L/mm熱軋11.040.623.8515.38161.20450.0021.101.409.0913.99177.32450.0031.252.8020.0011.19221.65450.00轉90o縱軋41.503.7333.307.46221.65675.0051.452.3131.035.14221.65978.7561.401.4728.573.67221.651370.2571.300.8523.082.83221.651781.32粗、中軋81.050.134.762.69221.651870.3991.350.7025.931.99221.652525.03101.300.4623.081.53221.653282.54111.250.3120.001.22221.654103.17121.150.1613.041.08221.654718.65131.100.109.090.97221.655190.51精軋141.050.054.760.92221.655450.04151.250.1820.000.74221.656812.55161.150.1013.040.64221.657834.43171.120.0710.710.57221.658774.56181.100.059.090.52221.659652.01191.040.023.850.50221.65100385.3速度制度軋制速度的大小取決于生產率、軋制方法、軋件尺寸及工藝要求等[10]。軋制速度能夠調節的軋機，生產中應依照具體情況調整軋制速度速，輥溫較高時應適當降低軋制速度，成品精軋最后道次為保證板形度有利于平坦。一般咬入時采納低采納較小的軋制速度。軋機通常采納的軋制速度見表5.4。表5.4軋機通常采納的軋制速度5.3.1熱軋速度展寬道次（前3道次）采納恒定的速度軋制，由于中厚板生產中軋件較長，為了操作方便，后9道次采納梯形速度圖，如圖5.2所示。依照經驗資料，取平均角加速度40，平均角減速度60[10]圖5.2梯形速度圖（1）咬入和拋出速度的確定[8]由于壓下動作時刻隨各道次壓下量而定，軋輥逆轉、回送軋件時刻能夠依照所確定的咬入、拋出轉速改變，因此考慮這三個時刻的原則應當是：壓下時刻大于或等于軋輥逆轉時刻，要大于或等于回送軋件時刻。如此軋輥咬入和拋出轉速的選擇就等于本著在調整壓下時刻之內完成軋輥逆轉動作和保證可靠咬入的前提下獲得最短軋制時刻那個原則。目前，可逆式熱軋機的軋輥咬入和拋出速度一般在10~20和15~25范圍內選擇。各道次的咬入和拋出速度見表5.5。最大軋制轉速和純軋時刻的計算最大轉速的計算公式：（5-6）其中a為軋輥平均角加速度，b為軋輥平均角減速度，l為軋件軋后長度，D為軋輥工作直徑等速軋制時刻：（5-7）加速軋制時刻：（5-8）減速軋制時刻：（5-9）因此，純軋時刻：（5-10）間隙時刻的確定軋機道次之間的間隙時刻取決去[8]：軋輥由上一道的拋出轉速逆轉到下一道咬入轉速所需時刻；完成軋輥壓下的調整時刻；軋件從軋輥間拋出再返回進入軋輥間的時刻（包括軋件返回、對中時刻）。道次間的最短的間隙時刻應大于三者中最長時刻。在熱軋機上，道次間隙時刻可取3~6s，精軋機上取4~8s。各道次的間隙時刻見表5.5。5.3.2冷軋速度冷軋速度是指軋輥的線速度，它是冷軋的一個重要參數。軋制速度的大小直接決定軋機的生產率，也是衡量軋制技術水平的重要指標之一[10]。對帶式生產應盡量采納高速。成卷軋制時，選擇軋制速度要緊依照帶卷長度確定，假如開車和停車時刻占軋制總時刻的5%時，其軋制速度V可由式（5-11）計算。（5-11）軋制時刻（5-12）低速冷軋時，咬入速度可采納工作速度的7%～10%；高速冷軋時，咬入速度可采納工作速度的3%～6%。銅合金目前采納的冷軋速度已達到4～15m/s，最高速度已達20m/s。冷軋速度的計算結果見表5.5表5.5軋制速度制度道次軋制速度V/m/s純軋時刻/s間隙時刻/s軋制時刻t/s熱軋10.790.2533.2520.790.2533.2530.790.2644.2641.420.6355.6351.640.8255.8261.841.0956.0972.021.40//冷軋81.611.1645.4692.870.8844.88103.340.9855.98114.890.8455.84125.870.8055.80134.261.2256.22141.154.74610.74151.374.97610.97161.894.15711.15172.134.12812.12182.214.37812.37192.374.24812.245.4溫度制度溫度制度，即開軋溫度和終軋溫度是熱軋順利進行的關鍵。開軋溫度對金屬的塑性阻礙專門大，而終軋溫度直接阻礙產品的組織與性能。因此，軋制前要合理的熱軋溫度范圍，而冷軋差不多上是在常溫下進行。故本設計的溫度制度要緊是指熱軋的溫度制度，取開軋溫度T=800℃銅合金熱軋時均在600～700℃以上的高溫進行，熱輻射損失占主導地位，且熱軋時是逐道次降溫的。由此推導出如下計算溫降的理論公式[10]。(5-13)式中F——軋件橫截面積，m2K——軋制金屬的熱輻射系數，；——軋制時刻與間隙時刻之和，s；C——金屬平均比熱，；G——軋件重量，kg。各道次的溫降及溫度見表5.6.表5.6軋制溫度制度表道次溫降Δt/℃溫度/℃熱軋（開軋溫度800℃）13.480023.5796.635.1793.148.2788水冷至650℃517.9641.8624.6623.97∕599.3冷軋冷軋在常溫下進行

第6章軋制力與傳動力矩6.1熱軋軋制壓力采納A.H.采利柯夫公式計算軋制壓力，由溫度T查?參考文獻3?，可查的屈服極限σs摩擦系數（6-1）變形區度（6-2）延伸率（6-3）由壓下率ε、延伸率查?參考文獻2?，可查的外摩擦阻礙系數外端阻礙系數可由確定，若大于1，則，反之，則本設計不考慮張力的阻礙，因此張力阻礙系數因此平均單位壓力（6-4）軋制壓力（6-5）因此，關于熱軋第一道次，有：由查得：由式（6-1）求得：由式（6-2）求得：由式（6-3）求得：因此查得：由于>1，因此：不考慮張力阻礙，則：因此，由式（6-4）求得：因此由式（6-5），求得：同理，可求得熱軋其它道次的軋制壓力，具體數據見表6.16.2冷軋軋制壓力冷軋的軋制壓力同樣采納采利柯夫公式計算，其計算過程差不多相同，不同之處在于屈服極限采納壓下率ε通過?參考文獻1?查得；冷軋過程采納礦物油潤滑，其值在0.10～0.15范圍內選擇。冷軋各道次的軋制壓力見表6.1表6.1各道次軋制壓力道次屈服極限σs/Mpa變形區長度l/mm摩擦系數f延伸率δ摩擦阻礙系數’平均單位壓力/Mpa軋制壓力/KN熱軋124.516.230.4724.751.3538.049951.33215.924.380.4716.421.6029.2612647.55316.234.480.4711.651.9029.8122780.74417.039.810.449.402.0039.1034501.40538.031.370.5013.583.50152.95106036.72641.524.990.5016.963.20152.7284592.12745.018.980.5022.404.50231.8897968.58粗、中軋8175.05.410.108.321.05211.3125331.219420.012.550.103.591.28618.24171974.9210390.010.170.104.421.25560.63126418.4