【正文】 江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 目 錄 第一章 總論 .......................................... 1 ............................... 1 ............................. 1 ........................................ 4 ...................................... 4 第二章 車間工藝設計 .................................. 6 .................................. 6 ................................... 11 ....................................... 13 ..................................... 26 ....................................... 34 ................................... 47 .......................... 50 .......................... 57 第三章 車間廠房與輔助設施設計 ....................... 69 ....................................... 69 ................................... 73 、供氣、供熱 ...................... 77 ....................................... 78 參考文獻 ............................................. 80 致謝 ................................................. 80 江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 1 第一章 總論 車間設計的一般概論 目的和任務 車間設計的目的是為了建立一個年產(chǎn) 萬噸鋁及鋁合金板帶材生產(chǎn)車間。 車間設計的任務是對需建設的企業(yè)做出技術與經(jīng)濟的詳細規(guī)劃，確定出企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟狀況，技術經(jīng)濟指標及施工的組織方法。具體任務如下： （ 1） 技術任務 1） 確定產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量標準及年產(chǎn)量。 2） 確定產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)工藝過程，選取主要設備 并 確定其必要的數(shù)量 3） 選擇與計算輔助設備。 4） 計算完成年計劃產(chǎn)量所需的原料，材料及動力消耗。 5） 提出動力、運輸、照明、采暖、通風、供水、排水等各項設計要求。 6） 計算車間所需面積，車間內(nèi)主要設備與輔助設備的布置。 7） 確定廠房形式和主要尺寸，畫出車間平面布置圖，提出安全環(huán)保等措施。 （ 2） 組織任務 研究車間的生產(chǎn)勞動組織，確定職工人數(shù)及編制，制 訂 勞動定額等。 （ 3） 經(jīng)濟任務 計算及制訂基本建設投 資額，生產(chǎn)預算，計劃單位產(chǎn)品成本和綜合技術經(jīng)濟指標。 車間設計的依據(jù) 車間設計的依據(jù)是設計任務書。 在進行車間設計之前，應從技術經(jīng)濟部分取得設計任務，而設計任務書是有關部門根據(jù)國家計劃經(jīng)過充分討論訂出指定的，其基本內(nèi)容有： （ 1） 車間的生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)品種 ； （ 2） 車間的生產(chǎn)方案 ； （ 3） 建廠地址，廠區(qū)范圍和資源情況，水文地質(zhì)，原材料、燃料、動力，供水以及供電等供應情況，還有運輸情況等 ； （ 4） 要求達到的經(jīng)濟效益和技術水平 ； （ 5） 投資以及勞動定員的控制數(shù)字 ； （ 6） 環(huán)保情況 ； 車 間設計的 可行性研究 市場調(diào)查 江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 2 供應分析 ： 在國民經(jīng)濟持續(xù)、快速增長的拉動下，我國鋁板帶、箔的消費量不斷上升，為全球第二大鋁軋制產(chǎn)品消費國，空調(diào)鋁箔和包裝用鋁箔在中國有巨大的市場空間。 行業(yè)專家預計，按照鋁板帶產(chǎn)品年均 8%和鋁箔產(chǎn)品 1012%的保守增長率估算，到 2021年，中國的鋁板帶產(chǎn)品的產(chǎn)量將達到 380 萬噸以上，鋁箔的產(chǎn)量有望達到 110萬噸以上。專家提醒，短期內(nèi)應防止產(chǎn)能擴展過快帶來的投資風險。 目前，全球鋁板帶箔材生產(chǎn)總量已達到 1800 萬噸，其中鋁板帶產(chǎn) 量約1500 萬噸，鋁箔產(chǎn)量約 300 萬噸。在中國，鋁板帶箔行業(yè)發(fā)展勢頭良好，統(tǒng)計顯示， 2021 年我國生產(chǎn)鋁板帶 283萬噸，鋁箔 74萬噸，已經(jīng)成為僅次于美國的第二大鋁板帶生產(chǎn)國，全球最大的鋁箔生產(chǎn)國，且產(chǎn)量年均增長率分別達到 8%和 10%左右。 需求分析 ： 影響鋁板帶箔的消費需求的因素有：一是產(chǎn)品的價格。二是下游行業(yè)的市場需求量。三進口產(chǎn)品的價格。 2021 年，我國鋁板帶箔的產(chǎn)量為 470 萬噸，而市場需求量為 500萬噸左右。預計 2021年全年，我國鋁板帶箔的市場供給量約為 500 萬噸，市 場需求量將達到 535 萬噸。 2021 年我國鋁板帶箔的市場需求量約為 500 萬噸，預計到 2021 年我國鋁板帶箔的市場需求量將達到 745 萬噸。 近年來，我國經(jīng)濟增長帶動了鋁箔消費的持續(xù)快速增長，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會的測算，我國鋁材需求增長率達到 GDP 增長率的 。我國居民消費結構升級將為我國鋁箔工業(yè)提供廣闊的市場空間。 消費特征分析 按照消費量等于產(chǎn)量加上凈進口量計算， 2021 年我國鋁板帶表觀消費量達到 360 萬噸，鋁箔的銷量為 105 萬噸。 由于世界各國經(jīng)濟發(fā)展水平不同 ，人均鋁板帶箔消費量有很大的差別，2021 年，世界人均鋁板帶箔的消費量為 公斤，其中人均消費量最多的國家是美國，人均消費量達到 20公斤，其次是意大利，人均消費量為 10 公斤。 2021 年，我國鋁板帶箔生產(chǎn)和消費增速明顯放緩，主要是由于房地產(chǎn)新開工面積和在建面積增速、 汽車 產(chǎn)量增速和鋁制品出口增下降所致。隨著房地產(chǎn)投資增速的大幅放緩，固定資產(chǎn)投資增速也面臨較大的下降壓力，再加上鋁價大幅走低，消費者大多采取觀望的態(tài)度。 2021 年，隨著經(jīng)濟的恢復和發(fā)展，鋁板帶箔行業(yè)開始出現(xiàn)復蘇的局面，市場需求量不斷增 加，出口量也開始增加。到 2021年，隨著國家經(jīng)濟建設和區(qū)域江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 3 經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的出臺，固定資產(chǎn)投資不斷增加，房地產(chǎn)行業(yè)出現(xiàn)快速發(fā)展的局面，對鋁板帶箔的市場消費出現(xiàn)快速提升。 未來我國的鋁板帶生產(chǎn)應該向著規(guī)模化，技術化，科技化的方向發(fā)展，而作為國家而言應該將生產(chǎn)設備落后，生產(chǎn)能力較低的鋁板帶生產(chǎn)企業(yè)給予取締，作為高耗能的加工項目，國家應該適當介入，將我國鋁行業(yè)向國際先進水平靠攏。 2021 年，我國各類鋁加工材總產(chǎn)量已超過德國和日本，躍居世界第二，成為僅次于美國的世界鋁加工生產(chǎn)大國和消費大國，但人均 年消費量仍然較低，2021 年鋁材人均年消費量為 公斤，不僅遠遠低于美國 公斤、日本 公斤的水平，也低于 2021 年世界人均 公斤的年消費量。我國鋁材消費量若要達到世界平均水平，其產(chǎn)量應達到 400萬噸；若要達到美國、瑞士、日本等國家的消費水平，鋁材產(chǎn)量需達到 2,200 萬噸，其中鋁型材應約為 880萬噸（資料來源：中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會）。因此，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和居民消費水平的進一步提高，尤其是住房條件的進一步改善，鋁型材的消費量有望繼續(xù)增長，從而為我國鋁型材行業(yè)的發(fā)展提供較大的發(fā)展 空間。 根據(jù)我國國民經(jīng)濟發(fā)展三步走的戰(zhàn)略，現(xiàn)在進入了全面建設小康社會的階段， 2021 至 2050 年間將達到中等發(fā)達國家的水平。依據(jù)專家分析，我國制定的 小康 目標的人均居住面積指標是 35平方米 /人，而現(xiàn)在只達到 20 平方米 /人。因此，這期間住宅建設將繼續(xù)高速發(fā)展，其拉動國民經(jīng)濟增長總值將達 7%左右。 2021 年我國住宅建設面積 億平方米，僅門窗生產(chǎn)規(guī)模達 億平方米。 2050 年前我國將新建 250～ 300 億平方米住宅，僅門窗約需 640～ 766 億平方米。其中 2021 年前，鋁門窗一項所需鋁型材的年 均增量約 10萬噸，這里還不包括其他建筑鋁型材帶來的大量需求。 發(fā)展存在的問題 近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，對鋁板帶材的需求旺盛。雖然我國鋁板帶生產(chǎn)有了長足的發(fā)展，但產(chǎn)品結構仍不夠合理，普通產(chǎn)品生產(chǎn)能力的過剩，高技術含量、高精度、高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)能力不足，因而也造成大量進口的局面出現(xiàn)。 從總量上來看，我國鋁板帶材的生產(chǎn)與消費已進入世界前列，但人均消費仍舊很低，與世界發(fā)達國家相比差距更大，不及美國人均消費量的 %、日本的 14%，因此，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人民生活水 平的不斷提高，我國鋁板帶箔工業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。 目前，我國鋁板帶箔市場存在的問題主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品結構不合理，特別是技術含量高、生產(chǎn)難度大的高精度產(chǎn)品供應不足的矛盾較為突出，而低檔次產(chǎn)品充斥市場。這些現(xiàn)象嚴重的阻礙著我國鋁板帶箔市場的健康發(fā)展，也是市場發(fā)展亟需重點關注與解決的問題。 江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 4 未來發(fā)展趨勢 ： 目前，我國鋁材的消費結構與其他國家相比有較大的差異，壓延材所占比例低于擠壓材，但從近幾年市場需求的情況來分析，預計我國鋁板帶箔材的消費將會有顯著的增加，逐步趨向于世界鋁材的消費結構， 2021 年， 我國鋁板帶材的消費量預計達 300 萬 t/a 以上，鋁箔材的消費量將達到 85萬 t/a以上 要求 在設計的過程中，秉著遵紀守法、注重環(huán)保的要求， 設計出 工藝先進、 投資少、利潤高、成品率高、 綜合利用率高、環(huán)保簡潔及節(jié)能的車間。 車間概況 車間設計年產(chǎn)量、品種、規(guī)格、范圍 本設計為年產(chǎn) 。采用帶式法并結合先進生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備來生產(chǎn)各種規(guī)格的鋁及鋁合金板帶材產(chǎn)品，可以生產(chǎn) 7 系等合金牌號的產(chǎn)品，主要有 PS 版基卷材、飛機蒙皮板、幕墻板、制罐料等多 種產(chǎn)品。 產(chǎn)品厚度最薄可達到 ，寬度為 550～ 1050mm，板材長度可達 5m。 本設計四個計算產(chǎn)品牌號為 :1060、 2A1 3A2 7A09。 車間面積、經(jīng)濟指標 本車間總面積為 15840m2，總投資 萬元 ,綜合成品率達 %,年總產(chǎn)值 105112 萬元，年利潤 萬元，在冊工人數(shù)為 381 人，車間建成投產(chǎn) 46個月后即可收回成本。 廠址的選擇 一般來講，大中型鋁板帶加工廠有兩種廠址選擇方案，一 是 靠近原材料 (電解鋁 )廠， 二是 靠近消費市場。 把加工廠建在靠 近消費市場的地方，有利于開拓市場和提高服務質(zhì)量，但對大中型板帶加工廠，其用戶會遍及全國各地，因此把工廠建在某個消費相對集中的地區(qū)，必然會存在原料和成品的運輸問題。而廠址靠近原材料廠，其經(jīng)濟利益是顯而易見的。一些不利因素可以通過加強管理，在熱點地區(qū)建立 銷售 中心等方式彌補。其優(yōu)點主要有： （ 1） 可以盡可能地利用電解鋁液；不需要長途運輸鋁錠，可節(jié)省運輸成本200元 /噸左右。 （ 2） 可得到一個較低的運行成本、僅電費就可節(jié)省 150～ 450元 /噸 ； （ 3） 避免了 冶 煉廠成品和鋁加工的庫存。 （ 4） 可減少電解鋁廠和 板帶加工廠雙方的鋁錠供銷人員和費用。 通過以上比較， 選擇第一種方案，即在原料廠附近建廠， 我國主要產(chǎn)鋁大省有山 東 、河南、貴州 、山西、 青海、廣西 ，其中 河南 鋁工業(yè)發(fā)展的前景 最廣闊 。河南是全國的鐵路和公路交通的樞紐，產(chǎn)品運輸方便，相應可以節(jié)約大量運輸成江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 5 本，提高利潤。 青海 地處西部，距離消費市場較 遠，需每年運進、運出百萬噸物料，運價昂貴，增高成本。貴州省具有豐富的鋁土礦，但是埋藏較深開采成本高。 相比之下， 河南 發(fā)展鋁工業(yè)優(yōu)勢十分明顯，全國可供拜爾法工藝生產(chǎn)的鋁土礦資源 8億噸，其中一半以上在 河南 。 河南 還有豐富的水電資源。 從以上不難看出，從鋁業(yè)的發(fā)展規(guī)律來看，依托 河南 的鋁資源優(yōu)勢， 和便利的交通運輸條件，以及強大的消費市場。在河南建廠是比較符合要求的。 江西理工大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 6 第二章 車間工藝設計 生產(chǎn)方案的選擇 產(chǎn)品方案的編制 產(chǎn)品方案是指所設計的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進行車間設計的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設備和確定生產(chǎn)工藝。 編制產(chǎn)品方案的原則： （ 1） 國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求 根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、 質(zhì)量和品種等方面的需要情況，既考慮當前的急需，又要考慮將來發(fā)展