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材料工程学院-张利民车间设计概述课程简介目的：1.了解车间设计的目的、任务和依据；2.掌握车间设计主要的内容和方法、步骤；3.综合运用大学阶段所学知识，为毕业设计打下基础。学时：48学分:3教材：温景林，金属压力加工车间设计，冶金工业出版社，2011课程简介参考书:1.赵志业，金属塑性变形与轧制理论，冶金工业出版社，19962.邹家祥，轧钢机械（修订版），冶金工业出版社，2000郑光文，塑性加工设备，20013.杨守山，有色金属塑性加工学，冶金工业出版社，1982压力加工车间设计第一章车间设计概述第二章可行性研究第三章生产方案选择第四章生产工艺流程及工艺制度第五章工艺规程的设计第六章主要设备负荷计算第七章辅助设备选择和生产能力计算第八章车间平面布置与立面尺寸第九章劳动组织与技术经济指标第十章环境保护1车间设计概述1.1车间设计的目的、任务和依据1.2厂址选择、总图运输1.3车间设计程序及原则1.4车间工艺设计的任务与说明书的编制1.1车间设计的目的、任务和依据目的：建设新的企业，扩建或改建老企业。任务：1.对所设计的车间做出技术和经济的详细规划；2.确定车间的生产经济状况，技术经济指标及施工组织方案等。内容：工艺、设备（机械和电控）、土建、水处理、供气、供电、总图运输、采暖和通风、以及概预算和技术经济分析等。1.1车间设计的目的、任务和依据主体设计——工艺设计——组织者（总设计师）工艺设计任务：1.工艺设计：确定生产方案、设备组成、画出车间工艺平面布置图、确定劳动组织与技术经济指标等。2.对与本车间设计有关的所有其他专业设计提出要求以及所需要的资料。（水、电、动力、热力、通风、照明、采暖、厂房建筑等）1.1车间设计的目的、任务和依据依据：设计任务书。重要的文件设计任务书内容：（1）产品大纲（品种规格，生产规模）；生产方案（2）建厂基础条件（厂址、厂区范围、资源、水文地质、燃料、动力、供水、供电、运输等）；（3）要达到的经济效益和技术水平；（4）投资和劳动定员控制数字以及环保情况。1.2厂址选择、总图运输1.2.1厂址选择（1）建厂地区确定——设计任务书规定；（2）建厂地址的选择——会同有关部门择优选择。1.2.1.1地区要求（1）符合国家工业布局的基本原则；符合国家产业政策；满足国防要求。（2）原料、燃料、动力来源与运输条件；（3）适当靠近产品销售地区；（4）自然条件好，有适宜的气候条件。近10年中国钢产量的增长[时间]/[产品]生铁（万吨）粗钢（万吨）钢材（万吨）大型型钢（万吨）中小型型钢（万吨）钢筋（万吨）盘条（线材）（万吨）热轧薄板（万吨）中厚宽钢带（万吨）无缝钢管（万吨）2001年15,554.2515,163.4416,067.61226.17663.093,109.711,922.111,045.90535.682002年17,084.6018,236.6119,251.59267.82731.563,562.352,244.501,737.88608.32003年21,366.6822,233.6024,108.01309.31729.774,026.732,396.212,014.76699.92004年26,830.9928,291.0931,975.72809.461,365.556,654.615,148.51241.363,103.661,005.652005年34,375.1935,323.9837,771.14752.042,830.736,912.726,094.74637.553,713.871,033.322006年41,245.1941,914.8546,893.36917.282,501.378,416.807,207.40557.843,713.871,528.042007年47,651.6348,928.8056,560.871,008.112,929.5410,275.487,919.021,879.796,304.121,881.542008年47,067.4150,091.5358,488.10894.122,953.819,708.978,024.032,035.537,364.472,017.66发表时间：2011-4-25文字大小：[大中小]2013年我国钢产量将达到7.86亿吨公司国家或地区2013年2012年2013年排名2012年排名排名变化安赛乐米塔尔卢森堡96.193.611新日铁住金日本50.147.922河北钢铁中国45.842.833宝钢中国43.942.744武汉钢铁中国39.336.456↑浦项韩国38.439.965↓沙钢集团中国35.132.377鞍钢中国33.730.2810↑首钢中国31.531.498↓JFE日本31.230.4109↓2013年世界主要钢厂粗钢产量及排名（单位：百万吨）三大经济发展区域BohaisearingeconomyzoneYangziriverdeltazoneZhujiangriverdeltazone132钢铁产业发展政策钢铁工业是国民经济的重要原材料产业。改革开放以来，我国钢铁工业取得了长足发展，已成为世界上最大的钢铁生产和消费国，为国民经济持续、稳定、健康发展做出了重要贡献。但是也出现了许多问题：生产力布局不合理，产业集中度底，产品结构矛盾突出，技术创新能力不强，低水平能力过剩等。进口高附加值产品：90％都是冷轧薄板、镀锌板、不锈钢板、冷轧硅钢片等。钢铁产业政策指导目录(鼓励类)高效连铸连铸坯热装热送薄带坯等近终型连铸连轧冶金综合自动化控制轧制及控制冷却板型控制、表面涂镀层低合金钢及以上转炉炼钢不锈钢冶炼冷轧硅钢片热、冷轧不锈钢板石油钢管及管线钢。1.2.1厂址选择1.2.1.2厂址要求（1）厂区面积与外形满足总平面布置的要求；（2）工程地质和水文地质满足建厂的要求；（3）适应城市总体规划；（4）运输条件满足工厂生产要求；（5）距电源和水源最近；（6）公用设施、生产设施和环保设施(三废处理)；（7）选择合适的居民点（生活区）。1.2.2总图运输1.2.2.1总图总图——总平面布置——车间相互位置的关系。从总图上可以了解企业内各车间和构筑物间的相互关系、所在位置、地形和方位，运输方法和距离等。1.企业的组成生产车间：生产主线；指直接生产各种加工产品的车间.如型材,管材,板带,棒线生产车间，锻造件及模压件生产车间等。1.2.2总图运输1.企业的组成辅助车间：指为主要生产车间服务的车间。动力、机修、电修、工模具、计器、中心实验室等其他设施：水处理、热电站、燃气站、空压机站、变电所、仓库、运输等。对于现代钢铁联合企业：炼铁炼钢轧钢有色金属加工企业：熔铸加工1.2.2总图运输2.平面布置纵向布置：适应地形狭长并与外界有两个接轨站的情况。图1-2(a)优点：利于今后发展；缺点：占地面积大；管线铺设长；土方量大。横向布置（平行布置）图1-2(b,c)优点：布置紧凑；占地面积小；管线铺设短；运输短缺点：发展受限。适用于年产300万t以上的大型联合企业1.2.2总图运输1.2.2总图运输1.2.2总图运输钢板桩钢轨棒材线材中厚板热轧板带冷轧板带焊管无缝管型钢炼铁炼钢浇注轧制条钢生产线线材轧机中厚板轧机热带轧机冷连轧机焊管机组无缝管轧机加热炉电炉转炉高炉宝钢工艺流程图1.2.2总图运输3.总图编制的原则要求车间和其他构筑物符合生产工艺流程要求，物流最短，防止交叉和往返运输。动力车间应尽量接近主用户并兼顾其他。工厂与外部铁路、公路、给排水、高压线路以及燃气管道铺设合理。1.2.2总图运输职工生活、工作安全方便，注意环保。1）风向——放射有害气体，烟尘设施宜在下风向；2）按生产性质、防火以及卫生条件，同类车间、设施在同一区域；3）定点设消防通道、消防站；4）生活设施尽量靠生产车间。原则上不建住宅或职工宿舍。满足生产操作及安全要求；节省投资：做到技术上可行，经济上合理；施工方便，留有发展余地。1.2.2总图运输企业外运——原辅材料、燃料、成品；（运输方式主要有铁路、水路、公路）企业内运——原辅材料、燃料、半成品、成品、废料、废渣等。（内运主要有辊道、行车、运输小车、升降设备等）综合性的大、中型加工企业的运输量相当大，一般是年产量的3～4倍。取决于工厂所在位置的地理条件、原料来源地点及产品销售地点的运输方式。1.2.2总图运输年货运量（货物周转量）计算：（1）年货运量：Q=Q1+Q2式中：Q1、Q2——年运入、运出车间总量，t。（2）每昼夜运输量：G=QK/T式中：K——运输不平衡系数，取K=1.1；T——运输天数，按年实际工作时间计算；（3）计算车辆需要数：n=G/P(小数只取不舍)式中：P——单位车辆装运量，t/辆；n——每昼夜需要车辆数，台。1.3车间设计程序及原则1.3.1设计程序一般分为三个阶段：初步设计，技术设计，施工设计。由于很多标准设计的采用和推广以及设计部门的经验积累，现通常只进行两个阶段设计——初步设计和施工设计。一般在这两个设计前面要进行项目建议书和可行性研究。1.3.1设计程序对项目各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据。按设计任务书给定条件，在可行性研究基础上进行设计。按已经批准的初步设计绘制施工图，把设计内容变成施工文件和图纸，据此进行车间建设。初步设计施工设计可行性研究1.3.2设计工作原则（1）遵守国家法律法规；贯彻执行国家经济建设方针、政策，提高经济效益和社会效益。（2）从全局出发，服从国家或地区对产品的需求。（3）从实际出发，确定设计标准，对生产工艺，主要设备，主体工程做到先进、合理、可靠、经济、美观（4）注意综合利用和环境保护，做到可持续发展。（5）节约能源，节约用地，合理使用劳动力。1.4车间工艺设计的任务与说明书的编制1.4.1主要任务（1）技术任务确定产品品种，规格，质量标准和年产量；确定产品的生产方案，生产工艺过程；主要设备组成以及技术性能的确定；辅助设备的选择和计算；完成年计划产量所需要原料、材料及动力消耗的计算；1.4.1主要任务（1）技术任务提出设备（机械和电控）、土建、水处理、供气、供电、总图运输、采暖和通风等各项设计要求；计算车间所需面积，主辅设备的布置；确定厂房形式和主要尺寸；画出车间的平面布置；提出安全、环保等措施。1.4.1主要任务（2）组织任务研究车间生产劳动组织，确定职工人数及编制，制定劳动定额等。（3）经济任务计算及制定基本建设投资额，生产预算，计划单位产品成本及综合技术经济指标等。1.4.2工艺说明书的编制设计说明书——重要的设计文件。1.总论——原则说明以下问题（1）车间设计年产量、钢与合金的品种、规格和范围等。（2）原料、材料、动力、燃料来源，市场情况。（3）本车间与同类车间比较具有那些特点——设计特点。（4）车间劳动组织、建设投资，经济效益和社会效益。（5）目前建设的内容和远景发展规划。1.4.2工艺说明书的编制（6）设计遗留问题和解决的意见。（7）改（扩建）需要说明现状并提出充分利用的现有设备和现有建筑物及技改的措施。（8）其他需要说明的问题。2.生产方案(1)产品方案的编制(计算产品的选择，产品技术条件，原料和金属平衡)；(2)工艺方案比较。3.生产工艺过程（及工艺制度）。4.设备组成及年工作小时。5.工艺规程设定计算。1.4.2工艺说明书的编制6.轧机生产能力计算。7.主要辅助设备选择和生产能力计算。8.车间组成及平面布置。9.环境保护。10.劳动组织及技术经济。1.4.2工艺说明书的编制