年产量130万吨的铝型材挤压车间设计

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为：加热及热处理设备、切断设备、矫直设备、冷却设备、酸洗与铣面设备以及起重运输设备等。

选择辅助设备的一般原则是辅助设备要满足生产工艺流程，有较高工作效率，重量轻，体积小，以及节约车间投资。 3.3.2.1加热炉

加热与热处理设备包括均热、退火、淬火以及时效等设备，按工艺用途可概括为：（1）锭的加热以及均热炉；（2）半成品与成品退火炉；（3）成品热处理炉。重金属以及其合金多采用中温炉。

加热炉炉型选择，铝铸锭均匀化处理周期时间长，采用连续式加热炉。炉内全部铸锭都用推锭机从装料口一侧推进，从另一端取出的方式。炉型有1段式到5段式的，采用煤气或者重油作为燃料。铝铸锭的加热采用链式连续加热炉。

炉子尺寸的确定：

（1）炉子的宽度主要根据坯料长度确定。

B?nl?(N?l)?

式中，l-坯料的长度，m；n-坯料排列数；?-料间或料与炉墙之间的间隙距离，m，一般取0.2-0.3m。

（2）炉子长度主要根据加热炉产量决定，但是在推进式连续加热炉宗还要受加热炉允许的最大推进的限制，一般工程上用推钢比?来确定：

??推钢长度

坯料最小宽度设计时一般选用?的范围为： 条件较好时，??250?300； 条件较差时，??200?250。 3.3.2.2热处理炉

根据铝以及铝合金管、棒型材退火、淬火及时效炉技术性能表： 退火设备选择管、棒退火箱式电阻炉，该电阻炉的最高工作温度为500度，炉http://www.cdut.edu.cn 第 9 页

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膛尺寸（长?宽?高）为8680?980?1500mm?mm?mm，功率为240/kw。

淬火设备选择管、棒、型材立式活底炉，该淬火炉最高工作温度为530度，炉膛尺寸（直径?长）?900?10892mm?mm，功率为300/kw。

时效设备选择管、型材人工时效炉（卧式），该炉最高工作温度为420度，炉膛尺寸（直径?长）?1380?12100mm?mm，功率为420kw。 3.3.2.3切断设备

金属压力加工车间用于生产的切断设备主要有锯机、剪机和折断机三类。在铝的管材生产车间，我们选用锯机。锯机的种类很多，其中圆盘锯结构简单，主要用于锯切?50mm以下的棒材和小型型材，以及薄壁管材等。 锯机的主要技术参数有锯片直径、锯片厚度和锯片功率。

锯片直径主要考虑锯切最大断面与锯片直径的关系。在锯切时要求锯州以及其他零件在所锯切的最大断面上能自由通过，同时，锯片的下沿要伸入辊道下面，其值为b。确定锯片直径D的关系式如下：

D?d??h?b? 2式中，d-锯片夹盘直径，取d=（0.35-0.5）D，mm；h-锯切金属件的最大高度，mm；b-伸入辊道下面的值，新锯片b=100-50mm，旧锯片b=40-80mm。 锯片厚度常用下式确定：

S??0.18~0.2?D

式中，S-锯片厚度，mm；D-锯片直径，mm。 锯片功率常用下面的式子计算：

N?P?S?f

式中，P-锯切单位面积上作用的锯切力，KN；S-锯缝宽度，mm；f-单位时间锯下的金属断面积，mm2/s,f??h;?-进锯速度，一般可取10~300mm/s;h-被锯件的断面高度，mm。

根据有色金属常用锯机主要技术性能可知选用针对铝合金的型号8A68的锯机，该锯机的参数：锯件最大尺寸直径?350/mm;锯片直径1010/mm；锯片厚http://www.cdut.edu.cn 第 10 页

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度为6.5/mm;锯片转数为2~20?/min；进刀速度和切削速度可以任意调节。 3.3.2.4矫直设备

矫直机的分类有辊式矫直机、压力矫直机和张力矫直机。辊式矫直机的工作是连续进行的，生产率高，因而得到了广泛的应用；压力矫直机是靠冲头往返运动进行矫直的，生产率低；张力矫直机多用于有色金属材料的矫直。 铝管材的矫直机选择辊式矫直机中的圆管棒辊式矫直机。根据卧式双曲线辊式矫直机的技术技能参数，选择的矫直机的参数有：被矫制品规格管材最小直径20mm;管材最大直径为50mm；管材最大壁厚为6mm；辊距800mm；矫直辊尺寸，辊喉直径220/160mm；辊身长度320/140mm;矫直速度150m/s；电机功率20kw；设备外形尺寸（长?宽?高）为4300mm?2109mm?1950mm；设备重量10850kg。 3.3.2.5冷却设备

冷却设备主要有冷床，冷床的选择抓要考了形式与技术参数。

冷床的结构分为链式运输机冷床，钢绳拉料机冷床、齿条式冷却辊式冷床、步进式冷床以及钩式冷床运输机等。 冷床的主要参数确定： （1）冷床的宽度：

B?Lmax?(1~2)m

式中，B-冷床的宽度，mm；Lmax-轧后成品的最长长度。

（2）冷床的长度。冷床长度应该保证在冷却时间内轧出的材料能全部容纳在冷床上，那么冷床长度是：

L?1000A?T?C K?G式中，A-材料最大小时产量，t/h；G-每根料的重量，kg；C-相邻两根料之间的中心距，m；T-材料在冷床上的冷却时间，h；K-冷却长度上利用系数，其值为： 往复多爪式冷床K=0.4-0.5；辊式及齿条式冷床K=0.8；链式冷床K=0.4-0.5；带潜行装装置冷床K=0.6-0.7。 3.3.2.6起重运输设备

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根据用途辊道可分为以下几类：

（1）工作辊道，设置在轧机工作机座前后方，靠近工作机座，参与轧制过程； （2）延伸辊道，设置在工作辊道的末尾，只有当轧制的料延伸之后才起作用； （3）运输辊道，主要作用是连接车间内设备之间、机组之间的轧制料的运送任务；

（4）炉子辊道，设置在炉前、后以及炉底，运送加热的料。

辊道如按照结构来分可分为:空心辊道，实心辊道，圆形辊道，锥形辊道，花辊道等。

辊道的传动形式有：集体传动和单独传动辊道两类。 辊道主要参数的确定：

（1）辊子直径D主要根据轧件的重量和要求以及棍子的强度决定。

（2）辊子长度L主要决定于辊道的类型以及轧件的形状大小。轧机工作辊道的辊子长度稍大于轧辊的长度，其值为50-100mm。运输辊道要考虑轧件的宽度以及同时运送的根数。

（3）两个辊子之间的距离t不应该大于轧件长度的一半，以保证轧件同时放置在两个辊子上。当t太大时，轧件会因为自重在辊道上发生弯曲。有时候为了消除轧件的弯曲，装设游动的中间辊。

（4）辊道速度v主要根据辊道的类型与其工作的条件选择，在轧制前辊道速度可考虑比轧制速度小一些，以免轧件过分撞击导卫装置和孔型；轧制后工作辊道速度可考虑比轧制速度大5%-10%，以保证轧件不拱起。运输辊道的速度应该从工艺过程对运输轧件要求的时间或者轧机生产率来选择。 3.3.2.7其他设备

（1）辗头机。管、棒、型、线材在拉拔前需要辗头。 （2）空气锤。空气锤主要用于砸拉拔的头，以便穿模。

3.4工艺计算与设备负荷计算

工艺计算是在确定各种计算产品的工艺流程和初选设备的基础上，根据产品产量的要求、制品的工艺性能以及设备的特点，对各主要设备进行科学分析http://www.cdut.edu.cn 第 12 页