第一篇 車間設計總論(1-2)

1、塑性成型車間設計授課教師：學 時：40適用班級：10材控課程簡介l 性質(zhì)性質(zhì)：本課程是一門關于金屬材料壓力加工車間設計的專業(yè)課，也是材料成型及控制工程本科專業(yè)學生必修的重要專業(yè)課之一。 l 任務任務：本課程主要講授車間設計和可行性研究的目的、任務，車間生產(chǎn)方案，金屬平衡，生產(chǎn)工藝流程，主輔設備選擇，生產(chǎn)能力計算，技術經(jīng)濟和車間平面布置及廠房設計等。l 目的目的：通過本課程的學習，使學生了解和掌握金屬材料壓力加工車間工藝設計方案確定與設備選擇的基本原則，以及工藝設計與計算的基本知識，初步具有工程設計的基本技能，為畢業(yè)設計和今后從事材料工程設計或生產(chǎn)管理工作打下基礎。 l 考核考核：考試，平時30

2、%+期末70%壹壹貳貳叁叁肆肆伍伍陸陸柒柒捌捌玖玖拾拾第一篇 車間設計總論 本篇主要講授車間設計的一般概念和可行性研究。u掌握車間設計的目的、任務，設計程序和設計工作的 原則；u了解廠址選址、總圖運輸及設計說明書編制的內(nèi)容；u掌握可行性研究的任務、作用、內(nèi)容和步驟，u了解可行性研究報告的主要內(nèi)容。 第一章 車間設計概述1.1 1.1 車間設計的目的、任務車間設計的目的、任務 1.21.2 車間設計依據(jù)車間設計依據(jù) 1.31.3 廠址選擇廠址選擇1.41.4 總圖運輸總圖運輸1.51.5 車間設計程序及原則車間設計程序及原則1.61.6 車間工藝設計的任務與說明書的編制車間工藝設計的任務與說明書

3、的編制 第一章 車間設計概述第一章 車間設計概述現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分，是一個具有獨特作用的基礎工業(yè)部門。 與世界先進國家相比，在產(chǎn)品的質(zhì)量和品種、產(chǎn)品的數(shù)量、工藝組成和技術裝備的水平上都存在著明顯差距。第一章 車間設計概述第一章 車間設計概述 。第一章 車間設計概述 。 第一章 車間設計概述水、電、動力、熱力、通風、照明、采暖、廠房建筑、設備加工等第一章 車間設計概述。第一章 車間設計概述（品種規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模）；（品種規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模）；（廠址、廠區(qū)范圍、資源、水文地質(zhì)、（廠址、廠區(qū)范圍、資源、水文地質(zhì)、燃料、動力、供水、供電、運輸?shù)龋?；燃料、動力、供水、供電、運輸?shù)龋?。第一?車間設計概述

4、。第一章 車間設計概述符合國家工業(yè)布局的基本原則；符合國家產(chǎn)業(yè)政策；滿足國防要求。原料、燃料、動力來源與運輸條件；適當靠近產(chǎn)品銷售地區(qū)；自然條件好，有適宜的氣候條件。可就近取得足夠的建筑材料；與其它企業(yè)協(xié)作方便。第一章 車間設計概述三大經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域三大經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域Bohai sea ringeconomy zoneYangzi river delta zoneZhujiang river delta zone132第一章 車間設計概述 鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要原材料產(chǎn)業(yè)。改革開放鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要原材料產(chǎn)業(yè)。改革開放以來，我國鋼鐵工業(yè)取得了長足發(fā)展，已成為世界上最以來，我國鋼鐵工業(yè)取得了

5、長足發(fā)展，已成為世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)和消費國，為國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定、健康大的鋼鐵生產(chǎn)和消費國，為國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展做出了重要貢獻。發(fā)展做出了重要貢獻。 但是也出現(xiàn)了許多問題：但是也出現(xiàn)了許多問題：生產(chǎn)力布局不合理，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力布局不合理，產(chǎn)業(yè)集中度底，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)矛盾突出，技術創(chuàng)新能力不強，低集中度底，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)矛盾突出，技術創(chuàng)新能力不強，低水平能力過剩等水平能力過剩等。 進口高附加值產(chǎn)品進口高附加值產(chǎn)品：9090都是冷軋薄板、鍍鋅板、都是冷軋薄板、鍍鋅板、不銹鋼板、冷軋硅鋼片等。不銹鋼板、冷軋硅鋼片等。第一章 車間設計概述 ( (鼓勵類鼓勵類) ) 高效連鑄高效連鑄 連鑄坯熱裝熱送連鑄坯熱

6、裝熱送 薄帶坯等近終型連鑄連軋薄帶坯等近終型連鑄連軋 冶金綜合自動化冶金綜合自動化 控制軋制及控制冷卻控制軋制及控制冷卻 板型控制、表面涂鍍層板型控制、表面涂鍍層 低合金鋼及以上轉(zhuǎn)爐煉鋼低合金鋼及以上轉(zhuǎn)爐煉鋼 不銹鋼冶煉不銹鋼冶煉 冷軋硅鋼片冷軋硅鋼片 熱、冷軋不銹鋼板熱、冷軋不銹鋼板 石油鋼管及管線鋼。石油鋼管及管線鋼。第一章 車間設計概述 廠區(qū)面積與外形滿足總平面布置的要求； 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)滿足建廠的要求； 適應城市總體規(guī)劃； 水運下游、與城市間有一定距離的防護帶 靠近城市：便于運輸、利用供排水和動力設施、利用城市住宅和文化福利設施。 運輸條件滿足工廠生產(chǎn)要求； 距電源和水源最近； 公

7、用設施、生產(chǎn)設施和環(huán)保設施(三廢處理)； 選擇合適的居民點（生活區(qū)）。第一章 車間設計概述 總圖總平面布置圖車間相互位置的關系。 從總圖上可以了解企業(yè)內(nèi)各車間和構(gòu)筑物間的相互關系、所在位置、地形和方位，運輸方法和距離等。 生產(chǎn)車間：生產(chǎn)主線；指直接生產(chǎn)各種加工產(chǎn)品的 車間。如型材,管材,板帶,棒線生產(chǎn)車間，鍛造件 及模壓件生產(chǎn)車間等。 輔助車間：指為主要生產(chǎn)車間服務的車間。 動力、機修、電修、工模具、計器、中心實驗室等。第一章 車間設計概述其他設施：水處理、熱電站、燃氣站、空壓機站、變電所、倉庫、運輸?shù)取?對于現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)：對于現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)：煉鐵煉鐵 煉鋼煉鋼 軋鋼軋鋼 有色金屬加工企

8、業(yè)：有色金屬加工企業(yè)：熔鑄熔鑄 加工加工第一章 車間設計概述縱向布置縱向布置：適用于地形狹長并與外界有兩個接軌站的適用于地形狹長并與外界有兩個接軌站的情況。情況。圖1-2(a) 優(yōu)點優(yōu)點：利于今后發(fā)展；利于今后發(fā)展； 缺點缺點：占地面積大；管線鋪設長；土方量大。占地面積大；管線鋪設長；土方量大。橫向布置（平行布置橫向布置（平行布置） 圖1-2 (b,c) 優(yōu)點優(yōu)點：布置緊湊；占地面積?。还芫€鋪設短；運輸短布置緊湊；占地面積?。还芫€鋪設短；運輸短 缺點缺點：發(fā)展受限。發(fā)展受限。第一章 車間設計概述第一章 車間設計概述鋼板樁鋼板樁鋼軌鋼軌棒材棒材線材線材中厚板中厚板熱軋板帶熱軋板帶冷軋板帶冷軋板帶

9、焊管焊管無縫管無縫管型鋼型鋼煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼澆注澆注軋制軋制條鋼生產(chǎn)線條鋼生產(chǎn)線線材軋機線材軋機中厚板軋機中厚板軋機熱帶軋機熱帶軋機冷連軋機冷連軋機焊管機組焊管機組無縫管軋機無縫管軋機加熱爐加熱爐電爐電爐轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐高爐高爐第一章 車間設計概述寶寶鋼鋼工工藝藝流流程程圖圖第一章 車間設計概述l 總圖編制的原則要求總圖編制的原則要求車間和其他構(gòu)筑物符合生產(chǎn)工藝流程要求，物流最短，防止交叉和往返運輸。動力車間應盡量接近主用戶并兼顧其他。工廠與外部鐵路、公路、給排水、高壓線路以及燃氣管道鋪設合理。第一章 車間設計概述l 總圖編制的原則要求總圖編制的原則要求職工生活、工作安全方便，注意環(huán)保。風向放射有害氣

10、體，煙塵設施宜在下風向；按生產(chǎn)性質(zhì)、防火以及衛(wèi)生條件，同類車間、設施在同一區(qū)域；定點設消防通道、消防站；生活設施盡量靠生產(chǎn)車間。原則上不建住宅或職工宿舍。滿足生產(chǎn)操作及安全要求；節(jié)省投資：做到技術上可行，經(jīng)濟上合理；施工方便，留有發(fā)展余地。第一章 車間設計概述l 運輸運輸取決于工廠所在位置的地取決于工廠所在位置的地理條件、原料來源地點及理條件、原料來源地點及產(chǎn)品銷售地點的運輸方式。產(chǎn)品銷售地點的運輸方式。第一章 車間設計概述l 運輸運輸年貨運量（貨物周轉(zhuǎn)量） ：Q = Q1 + Q2 式中：Q1、Q2年運入、運出車間總量，t。每晝夜運輸量： G =Q K/T 式中：K運輸不平衡系數(shù)，取K= 1

11、.1； T運輸天數(shù)，按年實際工作時間計算 例如以成品運輸計算為例：該車間年產(chǎn)160萬噸成品鋼坯，一年如按360天考慮，則每晝夜運輸總量為？t8 .48883601 .11600000TQKG計算車輛需要數(shù)： n =G / P (小數(shù)只取不舍) 式中： P單位車輛裝運量，t/輛； n 每晝夜需要車輛數(shù)，臺。 若每輛車的裝運量如按50t計，則需車輛數(shù)為：臺98508 .4888PGn第一章 車間設計概述計算每晝夜裝車次數(shù)：只要知道裝車一次所需時間，即可算出每晝夜裝車次數(shù)。 如該車間一次裝車所需時間為4小時，則該車間每晝夜內(nèi)共能裝運6次。計算每次裝車需要的車輛數(shù)： 該車間一次裝車需要的車輛數(shù)為：98

12、/617輛第一章 車間設計概述第一章 車間設計概述 由此即可計算因裝成品需要在車間鋪設的鐵路長度?？砂聪率接嬎悖?式中：L鐵路鋪設長度，m； l一輛車的長度，m； 一次裝車的車輛數(shù)。 如每輛車按13m考慮，則該車間成品運輸鐵路長度至少為：L=1317=221m。nlLn第一章 車間設計概述l 設計程序：設計程序：指某設計項目從項目建議到竣工驗收的整個工作過程中，所經(jīng)過的各設計階段及其先后次序。 按設計性質(zhì)分：新建、改建、擴建 三個階段：初步設計，技術設計，施工設計。 由于很多標準設計的采用和推廣以及設計部門的經(jīng)驗積累，現(xiàn)通常只進行兩個階段設計初步設計和施工設計。 一般在這兩個設計前面要進行項目

13、建議書 和可行性研究。第一章 車間設計概述l 設計程序設計程序?qū)椖扛鞣矫孢M行調(diào)查和綜合論證，為擬建項目提供科學依據(jù)。：按設計任務書給定條件，在可行性研究基礎上進行設計。 任務：按照設計仟務書中給定的條件，確定在技術上可行、經(jīng)濟上合理的設計方案，并對設計中有關的問題進行詳細的計算和規(guī)定，以作為設備制造加工和其他設計的依據(jù)。 第一章 車間設計概述l 設計程序設計程序 主要內(nèi)容及程序：選擇廠址，確定建廠規(guī)模以及總體布置簡圖； 編制產(chǎn)品方案，制訂詳盡的工藝規(guī)程； 選擇軋鋼機組成，確定其主要的技術性能，并進行軋輥工具設計、軋制壓力、軋制圖表、電機能力等方面的工程計算，并對其它有關設備進行技術核算，然后

14、編制有關的技術說明 ；選擇其他各項設備，確定其主要的技術參數(shù)，確定各項設備的數(shù)量、能力和它們在車間內(nèi)的位置；第一章 車間設計概述l 設計程序設計程序 主要內(nèi)容及程序：擬訂軋制程序，計算車間生產(chǎn)能力，編制各個產(chǎn)品的金屬平衡，確定車間生產(chǎn)技術經(jīng)濟指標，計算生產(chǎn)所需的金屬、軋輥、水、電、燃料、氣等各種材料的消耗定額； 按照產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程，確定設備之間在車間位置的相互關系，并決定跨間組成，繪制可供施工用的車間平面布置圖； 進行供電、供水、供氣、供油以及通風照明，廠房建筑等方面的技術設計，并編制相應的設計說明書；第一章 車間設計概述l 設計程序設計程序 主要內(nèi)容及程序：確定勞動組織形式，編制職工定員，

15、計算產(chǎn)品成本，提出車間投資預算等； 考慮車間綜合利用、環(huán)境保護方案，提出車間今后發(fā)展的可能性；其他有關問題的說明。 第一章 車間設計概述l 設計程序設計程序按已經(jīng)批準的初步設計繪制施工圖，把設計內(nèi)容變成施工文件和圖紙，據(jù)此進行車間建設。 任務：為制造設備、廠房基礎、其它構(gòu)筑物的施工提供依據(jù)。 內(nèi)容：車間的土建設計；設備施工圖紙；各項施工文件及說明。 施工設計完成后一般不需要呈送有關部門審批，即可作為施工的依據(jù)第一章 車間設計概述l 設計工作原則設計工作原則遵守國家法律法規(guī)；貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設方針、政策，提高經(jīng)濟效益和社會效益。從全局出發(fā)，服從國家或地區(qū)對產(chǎn)品的需求。從實際出發(fā)，確定設計標準，

16、對生產(chǎn)工藝，主要設備，主體工程做到先進、合理、可靠、經(jīng)濟、美觀。注意綜合利用和環(huán)境保護，做到可持續(xù)發(fā)展。節(jié)約能源，節(jié)約用地，合理使用勞動力。第一章 車間設計概述l 主要任務主要任務確定產(chǎn)品品種，規(guī)格，質(zhì)量標準和年產(chǎn)量；確定產(chǎn)品的生產(chǎn)方案，生產(chǎn)工藝過程；主要設備組成以及技術性能的確定；輔助設備的選擇和計算；完成年計劃產(chǎn)量所需原料、材料及動力消耗的計算；提出設備（機械和電控）、土建、水處理、供氣、供電、總圖運輸、采暖和通風等各項設計要求；第一章 車間設計概述l 主要任務主要任務計算車間所需面積，主輔設備的布置；確定廠房形式和主要尺寸；畫出車間的平面布置；提出安全、環(huán)保等措施。第一章 車間設計概述l

17、 主要任務主要任務 研究車間生產(chǎn)勞動組織，確定職工人數(shù)及編制，制定勞動定額等。經(jīng)濟任務 計算及制定基本建設投資額，生產(chǎn)預算，計劃單位產(chǎn)品成本及綜合技術經(jīng)濟指標等。第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制 設計說明書?？傉摚▽Ξa(chǎn)品生產(chǎn)有一全面了解）車間設計年產(chǎn)量、鋼與合金的品種、規(guī)格和范圍等。原料、材料、動力、燃料來源，市場情況。本車間與同類車間比較具有那些特點設計特點。車間勞動組織、建設投資，經(jīng)濟效益和社會效益。目前建設的內(nèi)容和遠景發(fā)展規(guī)劃。設計遺留問題和解決的意見。第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制總論（對產(chǎn)品生產(chǎn)有一全面了解）改（擴建）

18、需要說明現(xiàn)狀并提出充分利用的現(xiàn)有設備和現(xiàn)有建筑物及技改的措施。其他需要說明的問題。第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制 對于綜述可從以下幾個方面論述、闡述產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、用途、生產(chǎn)方法等；xxxx產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展歷史（主要指生產(chǎn)方法重要的工藝變革及設備改進等）；目前的生產(chǎn)狀況、主要指生產(chǎn)該產(chǎn)品目前采用的新工藝、新設備等技術生產(chǎn)展望，發(fā)展方向、對未來的預測（提出那里應改進，應向何方向發(fā)展）。第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制產(chǎn)品方案與生產(chǎn)方案制定產(chǎn)品方案編制：選擇典型（計算）產(chǎn)品，編制產(chǎn)品方案（各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占的比例等

19、）生產(chǎn)方案選擇制定：選擇工藝方案生產(chǎn)工藝流程制定及金屬平衡計算根據(jù)生產(chǎn)方案，以計算產(chǎn)品為依據(jù)列出工藝流程表依據(jù)工藝流程計算金屬平衡，算出投料量設備選擇（初選、精選、確定）主設備選擇、型式、噸位其它設備選擇第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制工藝參數(shù)計算 工藝規(guī)程制定與計算；溫度制度；速度制度；張力制度；輥型制度；壓力計算；冷卻制度。設備校核主設備校核：軋輥校核；電機校核；機架強度校核等輔設備校核：包括加熱爐產(chǎn)量校核、剪切機能力校核、矯直機能力校核。車間年產(chǎn)量計算 軋機工作圖表繪制、軋機小時產(chǎn)量計算、軋機年產(chǎn)量計算第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說

20、明書的編制車間組成及平面布置金屬流程線的確定設備組成及設備間距的確定倉庫及輔助設施面積計算廠房設計：車間跨距、柱距、總長度、軌頂標高及總面積內(nèi)部運輸其它指標：通風、采暖、電源繪制車間平面布置圖第一章 車間設計概述l 工藝設計說明書的編制工藝設計說明書的編制車間電氣、動力、機修設備的選擇及負荷計算環(huán)境保護勞動組織及各項技術經(jīng)濟指標(包括金屬消耗、燃料消耗、電耗、水耗、設備消耗等)其它內(nèi)容：參考文獻、附表附圖：車間平面布置圖、孔型圖、程序、外文翻譯等。第二章 可行性研究：是對所擬建工程項目從有關的各方面進行調(diào)查和綜合論證，為擬建項目提供科學依據(jù)，從而保證所建項目在技術上先進可行，經(jīng)濟上合理有利。：

21、研究上項目的原因，資源 ，市場，廠址，規(guī)模，工藝技術外部條件，投資效果，風險等進行調(diào)研，綜合論證，做出明確的結(jié)論，為投資決策做依據(jù)。第二章 可行性研究確定建設項目，編制初步設計的基礎向銀行貸款，籌措資金的依據(jù)有關部門相互簽約，互承責任，建立協(xié)作關系的依據(jù)向當?shù)卣暾埥ㄔO執(zhí)照的依據(jù)安排科研和設備試制的依據(jù)第二章 可行性研究：銷售利潤建設規(guī)模及生產(chǎn)方案、產(chǎn)品方案；采用什么原料與工藝技術及設備，以保證建成投產(chǎn)后技術上的先進性。工藝設計方案包括產(chǎn)品大綱、坯料選擇、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程及其生產(chǎn)方法、設備選型、工程計算及布置簡圖等。第二章 可行性研究建廠地區(qū)的資源、原材料、燃料、水電動力等供應條件、供應方式

22、、供應數(shù)量等；建廠地區(qū)的水文地質(zhì)狀況、地理環(huán)境位置、交通條件、自然氣候條件以及社會經(jīng)濟現(xiàn)狀；環(huán)境保護措施、“三廢”治理方案以及達到的標準與水平； 綜合考慮分析投資回收率、近期、遠期利潤、原料政策、投資風險程度等、資金（固定及流動資金）來源、利息、折舊等 。第二章 可行性研究調(diào)研收集資料寫出調(diào)查報告（生產(chǎn)工藝；產(chǎn)品品 種、產(chǎn)量、規(guī)格；國內(nèi)外市場；銷售價格等）資料分析對資料進行客觀分析、預測、判斷、提出方案方案比較 ：幾個方案、各述利弊、分析比較、選擇最佳方案。 編制可行性研究報告。第二章 可行性研究項目背景 目的及意義、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、前景分析研究內(nèi)容、方法、技術路線主要研究內(nèi)容擬解決的關鍵技術

23、擬采用的方法、技術路線以及工藝流程項目特色和創(chuàng)新預期達到的效果第二章 可行性研究項目組織實施和運行機制 管理構(gòu)架，合作單位間的任務分工、運行機制等項目實施的計劃進度項目啟動與完成時間項目內(nèi)容及各階段任務完成項目應采取的措施項目驗收形式第二章 可行性研究產(chǎn)學研合作優(yōu)勢分析 承擔單位概況 本項目的研究工作基礎以往承擔項目完成情況及主要成果 承擔課題情況、研究成果等。資金籌措和使用相關附件列表第二章 可行性研究總說明（概述）總說明（概述） 項目名稱，主辦單位，主要技術負責人，經(jīng)濟負責人，項目建設批文，總的分析概況、結(jié)論及建議。承辦企業(yè)基本情況與條件承辦企業(yè)基本情況與條件生產(chǎn)規(guī)劃生產(chǎn)規(guī)劃 產(chǎn)品方案，用途；國內(nèi)外市場情況調(diào)查，研究與預測。第二章 可行性研究物料供應規(guī)劃物料供應規(guī)劃 原材料，半成品，維修材料及辦公用設施的要求、來源，價格，可供量的調(diào)研；物料選用可供選擇方案的比較論