粉末冶金材料工藝設計和設備課程設計報告指導書

專業(yè)文檔粉末冶材工藝與設備課程設計指導書指導教師：鮑瑞 職稱：講師所在部門：材科學與工程學院學學期： 2013 —2014學 第 二學期專業(yè)班級： 無機非材學系粉末冶WORD資料可編輯學習指導學習指導wordword整理版一、本課程設計的目的與任務該課程設計屬于粉末冶原及工藝課程，通過典型粉末冶產品的工藝模擬設計，訓練學生綜合運用前期所學專業(yè)學問的能，并讓學生把握粉末冶工藝設計的一般方法，養(yǎng)成從整體上把握、思考工程問題的習慣。為學生實際工程能的形成打下堅實根底。二、課程設計的根本要求把握粉末冶典型工藝設計根本方法， 以及工藝配套的附屬設施設計選型根本原則并解車間、工廠設計的一般原則。三、課程設計選題原則依據課程內容，結合生產選擇粉末冶工程的典型工藝，進工藝的模擬設計。四、所需具備的根底學問工程制圖、粉末冶原、機械設計五、設計所需工具和預備工作制圖板、繪圖工具等，或安裝有制圖軟件的計算機。查閱工廠設計的手冊和相關資。、粉末冶工藝課程設計一般方法〔一〕概論設計是任何一項工程在開工前必先完成的一項技術性很強、而又格外認真的技術工作。工廠設計的內容一般包括廠址選擇廠區(qū)總圖及運輸工藝程的選擇， 產品方案的設計物平衡計算， 設備的選型與數(shù)的計算， 生產檢查與質掌握， 化檢測， 房屋建筑，工廠動， 采暖通風勞動組織及定員工廠經濟概算與本錢的預算技術安保與環(huán)境保護，及有關生活設施。對所作設計的要求是投資少、建廠快，布局合，經濟技術指標先進，經濟效好。設計任務的來源一般由上級主管部門或地方政府或工礦企業(yè)予以托付室的工程負責人組成設計組，開展設計工作。工廠設計一般分為三個階段進，即初步設計，技術設計和施工圖紙。是否合，并對設計中有關的一些根本技術問題作出決策。在初步設計作完之后，必要時，可召開有關專家參與的設計審定會予以審定。技術設計是在批準初步設計的根底上進的。 其內容和章節(jié)與初步設計根本一樣但對初步設計中所提出的問題應當予以修改各章節(jié)比初步設計編制得詳盡、 完善、 準確。要求能作為施工圖紙的根底。以滿足施工要求為原則。其內容包括房屋建筑圖，設備安裝圖，各種設施，如電氣、供排的，應盡承受標準設計，而需另設計。粉末冶的工藝設計人員，除參與粉末冶工廠的正規(guī)設計外，往往還需作一些粉末冶的車間設計， 與主機所需的粉末冶件配套生產， 如紡織機械廠常設鐵、 銅基粉末冶件生產車間，刃具具廠常設硬質合生產車間等。粉末冶的車間設計與工廠設計根本相類似， 但又有差異說它們很相像是指工廠設計的根本的、主要的內容，車間設計需要，如工藝程的選擇，產品方案的設計，設備的選型與計算，物衡算，水、電、汽、氣等設施需要進設計。說它們有差異，是指車間條件和生活設施?！捕钞a品方案制定產品方案的設計包括產品產、 品種、質、牌號及規(guī)格的設計。是粉末冶工廠設計的重要內容。產品的總產由設計任務書規(guī)定，產品質按國家標準規(guī)定 (或企業(yè)標準、或用戶要求)。具體的產品品種、牌號、規(guī)格及數(shù)由工藝設計人員確定。其確定的原則是：國內外的現(xiàn)狀，生產水平及進展趨勢。要適合國情，依據市場的需求。依據工廠條件，盡承受技術，提高質、增加品種，滿足用戶的需要。產品方案設計的好壞，直接關系到將來產品的綜合用，產品銷售和工廠的經濟效?！踩彻に嚦痰倪x擇工藝程及其表示方法系起來，而繪制成圖。這種按各工序組成的挨次圖，稱之為生產工藝程圖。有時將進中的原和關心材以及出中的半成品和反響物與返回的處方法一一在圖上標明。 在圖中程的開頭是待加工的物或半成品， 最末尾是成品為使程圖中的加工工序與中間產品能區(qū)分開來可以承受同的圖示符號來表示。 其具體表示方法如圖一所示除“圖一的表示方法之外， 還有將工藝程中各工序所使用的主要設備示意圖畫出，以形象地表示該工序加工的名稱和內容，這種以設備組成的程圖叫設備工藝程圖。工藝程的選擇原則選擇工藝程應承受多種方案， 全面地進技術經濟的比較是很有必要的，在比較時應考慮下原則及要求：原材的特點和性質關心材的來源、特點和性質各項重要的技術經濟指標的比較原始資及數(shù)據的牢靠性設備的選型、機械化、自動化工藝的比較總之對工藝程的要求是， 應爭生產效高、 投資少建廠快本錢低質高、技術指標先進、設備容解決，經濟效好，設計產能保證。簡言之，就是要到達技術上先進、經濟上合、投產后牢靠。工藝程的說明在工藝程選定和論證之后， 除用圖示法表示外還要對程的各個工序依次作具體的說明，即從程的第一個工序開頭，到程最終的成品完畢。所需要說明的內容大致如下：1．設置該工序的目的和用途。對原輔材的性質、成分、規(guī)格及其他要求。簡潔表達工序的過程實質及物化學原。簡潔表達生產的工藝條件，如溫、壓、保溫時間、氣體和卻水的，電密、電、電壓、功的大小，溶液濃、裝、混合物的成分等。5．簡潔地表達加工設備及對設備的要求。指出過程及質掌握的因素。指出過程中存在的危害性及危急性。在工藝程表達之后，常需要擬誕生產工藝規(guī)程和各工序設備操作規(guī)程。同的產品，其工藝規(guī)程也一樣。目前尚無統(tǒng)一的標準格式。但大致的內容包括：產品圖及技術要求。產品生產的具體工藝程圖。所用原輔材的牌號、化學成分、配方及技術要求。各工序使用的主輔設備型號、數(shù)，程范圍、等級等。各工序的工藝掌握參數(shù)，質掌握指標和掌握措施。成品性能檢查的內容及對包裝的要求。所謂操作規(guī)程，一般指設備的操作挨次。所制定的操作規(guī)程一般包括如下內容：設備開動前應檢查的內容和留意事項。設備啟動時的動作挨次。設備運的安全及額定操作指標，如電、電壓、溫、壓、轉速、功、加、裝等。設備運的工藝參數(shù)，以滿足產品質的要求。設備的正確維護，以保證設備的安全和使用壽命。所寫操作規(guī)程一般以條文形式出，避開冗長繁雜，求簡明扼要，學記?！菜摹澄锲胶庥嬎阄锲胶庥嬎闼璧脑假Y具體的工藝程圖程圖是物平衡計算的根本依據。 由程圖可以看出， 整個生產過程中物運的線，生產工序的數(shù)及其相互關系。日產的工作日數(shù)即得日產。這是由于全任務的完成，必需是每晝夜按打算完成的任務積所得。日產 =產 單位：公斤/日，或噸/日全工作日數(shù)可分為兩種狀況來考慮。在連續(xù)生產的狀況下全工作日數(shù)等于 365天減去設備的檢修日數(shù)設備的修一般分為大修、中修、小修與檢查。同的設備其檢修的也一樣。因此，修日數(shù)應依據設備的壽命和生產的實際狀況而定，一般的修日數(shù)定為兩個月左右，即工作日數(shù)定為 280天到330天。粉末冶工廠大多取 300天或330天。在連續(xù)生產時，則工作日數(shù)等于 365天減去全的星期天〔 52天、國家法定假日及其他停工大事，約為300天左右。論承受何種工作制， 應合地組織生產，充分發(fā)揮人的樂觀因素，如，承受假日檢修，臨時搶修等措施，盡削減檢修停工的時間，增加全工作日數(shù)，從而，提高設備的用，削減固定資產的投資。各工序的產出和損失這些數(shù)據一般應依據同類企業(yè)生產實踐中的實際數(shù)據的結果，綜合考慮確定。在經過努可以到達的狀況下，所定指標應盡先進。由于，這些追求高指標。工序產出為某一工序的產與進入該工序的原之比，即工序產出率 工序產量100%工序進料量工序的損失分為兩種，由于在生產實踐中而這些損失，有的是可以在本工序返回處的，如壓制廢品，其損失，即可返回與該工序進之比稱為可返回損失，其計算公式是：100%該工序進料量有的損失則是在本工序或本車間能處的物， 如燒結廢品或者是本工序可避開的損失如復原粉末時的化學損失操作過程中的機械損失等統(tǒng)稱為可返回損失， 其損失與該工序進之比，稱為可返回損失，即：不行返回損失率100%該工序進料量由上可知，工序的產出總大于而小于 1。工序的總損失等于可返回損失與可返回損失之和。在同一工序中，工序損失與該工序產出之和恒為 100%。將以上數(shù)據按各道工序經過換算或者計算之后再進整， 以表格的形式出，以查找，如表 1所示。序號工序名稱工序損失 %工序總損失 % 工序產出 %表序號工序名稱工序損失 %工序總損失 % 工序產出 %可返回損失可返回損失1W粉的制備1.90.42.397.72WC1.90.42.397.73混合的制備1.30.51.898.24壓制、半檢1.30.21.598.55燒結、加工1.50.11.698.46總產出 %90.57總損失 %7.91.69.5物平衡計算的方法、步驟及留意事項首先介紹“自下而上的計算步驟與方法：1．按實際狀況確定工作日數(shù)， 依據任務書中規(guī)定的產計算出日產〔公斤或噸〕 ，該日產即為工藝程中最終一道工序的產出。2．由本工序的產出和產出計算出本工序的進〔公斤或噸〕 。本工序進料量本工序產出量 〔公斤或噸〕本工序產出率由本工序的可返回損失與可返回損失，計算出本工序可返回損失、可返回損失。即：可返回損失 =本工序進×本工序可返回損失 〔公斤〕可返回損失 =本工序進×本工序可返回損失 〔公斤〕由本工序的進和可返回計算出本工序的實際進，即本工序實際進 =本工序進－本工序可返回 〔公斤〕5．假設本工序實際進為多組成分，則應按每一組分的百分分別計算出它們的進，如 1所示。1：YT假設條件為：工序產出： 48.69公斤簡單碳化物工序總損失： 1.3%其中，可返回損失 1.0%可返回損失 0.3%工序產出： 98.7%由此可計算：48.6910049.33kg98.7可返回=49.33×1 %=0.49kg可返回=49.33×0.3%=0.15kg本工序實際進 =49.33-0.49=48.84kg〔簡單碳化物〕以上計算所得48.84kg為本工序的實際進，其中， 0.15kg在生產中被損失掉，故實際產出為 48.69kg。但是，本工序的實際進是簡單碳化物，而是由碳化鎢、二氧化鈦、 炭黑按肯定比混合后經本工序加工后所得因此以上三種物要參加的應分別加以計算， 其計算過程如下：TiO的計算：2設簡單碳化物鈦含為 23%Ti在TiO中的含為 60%248.84kg簡單碳化物中含Ti為：48.84×23%=11.23kg11.23kgTi換算成TiO為：211.23×100/60=18.72kg所需炭黑的計算，依據化學反響式，TiO +3C=TiC+2CO280 36 60 5618.72 xc80:36=18.72:xc

3618.728.42kgc炭黑80c炭黑同，TiC18.726014.04kg同，80CO18.725680

13.10kg〔化學損失〕所需碳化鎢的計算：WC=48.84－14.04=34.80kg將所計算的數(shù)據分別按進和出入表 2中。表2 簡單碳化物生產工序物平衡表序號進物名稱物(kg)序號出物名稱物(kg)1碳化物粉34.801簡單碳化物48.692炭黑8.422化學損失13.103二氧化鈦18.723可返回0.494可返回0.494可返回0.155合計62.435合計62.436．當原中屬含是 100時〔如WO，TiO2等，一般應按原成分直接進計算。但為簡化計算過程， 也可先把原看成全部是純屬進計算， 然后將其計算結果依據屬在原中的含換算成實際原的進。7．在工程設計中，為簡化計算過程，常把一些較小的工序合并到一起，作一個大工序來進計算。物平衡表的編制每一道工序的物平衡依據上述步驟全部計算完畢后〔如 1，為清楚和驗證所算的數(shù)據，應分別出各工序的物平衡表〔如表 2所示。在表中，進總和與出總和應當相等。否則，說明計算有誤，應查找緣由，加以改正，使之平衡。整個生產程計算完畢后， 應將各工序平衡表匯編成物平衡總表。 使整個生產過程的物轉移、 損耗及使用狀況一目然，其物平衡表的編制， 如表3所示。表3所數(shù)據為產 70噸YG8合， 工作日數(shù)定 340天則日產=(70×1000)/340=205.88/日 公斤的計算數(shù)據。〔五〕設備計算和選型依據工藝程進物平衡計算， 定給出每道工序的晝夜處之后， 接著就應當進設備的選型和為完成每道工序的生產任務所必需的設備數(shù)的計算。設備選擇的原則一般說來，設備的選型應考慮下原則：所選設備，首先要能保證產品的質和滿足生產對設備的需求。先國內，后國外。先標準，后非標準。所選設備應符合現(xiàn)代技術水平。所選設備，無論是標準的，還是非標準的，或是自設計的。在滿足生產工藝要求和產品質的前提下，要爭構造簡潔，于制造、修、安裝和操作，使生產過程的物損失少，環(huán)境保護好，生產效高，價、于使用、壽命長。綜上所述，設備選擇的好壞，對生產有著直接的影響，應予以高重視。使所選設備既要先進合，又要經濟適用，安全牢靠。設備數(shù)的計算工序設備需要可按下式進計算：N GPtN為工序所需設備臺數(shù)G為工序日產 公斤或P為單臺設備每小時生產能 斤或噸/小時)；t為單臺設備一晝夜開動的時數(shù)〔小時。確定設備一晝夜開動的時數(shù)時要依據設備的特點和具體狀況而定同的設備， 并肯定完全一樣。確定設備開動時數(shù)時，肯定要綜合考慮，開動時數(shù)定少，設備用低，造成費，開動時數(shù)定多，而實際到達時，會造成生產任務完成。設備的小時生產能， 指設備在1小時內處物的數(shù)， 其設備的生產能， 有的在設備說明書中雖有注明但由于處物的性質同， 工藝制的差異， 而使設備的小時生產能差異很大。 而且由于同的工序所使用的設備同， 對設備的小時生產能的考慮因素、計算方法也有差異，現(xiàn)舉說明之。111管復原爐，將晝夜處為2噸的WO3復原成褐色的WO2的設備臺數(shù)。110.9m1小時。承受舟皿裝，晝皿尺寸為30×30×300mm0.W3的松裝密為2g/c3，承受連續(xù)定時或連續(xù)推舟的方式，求所需設備臺數(shù)。解：1〕先求出一個舟皿的裝粉 W克=0.9ρ松W為一個舟皿的裝粉 (g)；0.9為舟皿的裝填系數(shù)；V為舟皿的容積；ρ松為粉末的松裝密 (2g/cm3)。故，W=0.9×3×3×30×2=486克舟皿在爐管內的推舟速等于爐子高溫區(qū)的長除以保溫時間，即推舟速 =90cm/60min=1.5cm/min推出一個舟皿的間隔時間為舟皿的長除以推舟速，即 30/1.5=20min1=60/20=3一臺設備1小時推出的舟皿數(shù)=3×11=33個舟皿一臺設備1小時的物處等于舟皿數(shù)乘以一個舟皿的裝，即33×0.486kg/舟=16.04kg一臺設備一晝夜的物處等于設備的小時生產能乘以設備晝夜開動時數(shù)，即16.04×24=385kg所需爐子的數(shù)等于日處除以單臺爐子的晝夜生產能。即，2000/385=5.19為了保證完成生產任務，考慮設備修理。適當留有余地等緣由。應選取整數(shù)6臺。/選取臺數(shù)，即5.19/6=86.5%10)設備的儲藏率=100%-86.5%=13.5%例2：某燒結車間燒結ABA產品外徑80mm，內徑50mm，60mm。B45mm，內徑20mm。其晝夜處理量各為5000區(qū)長為1米，產品燒結保溫2小時，燒結舟皿尺寸為長×寬×高=250×250×150mm，求需燒結爐的臺數(shù)？解：此題計算過程與例1計算結果作一比較。計算方案一：兩種產品單獨裝舟，分爐燒結。燒結A產品時，產品裝2層，每層裝9個共裝18燒結A產品所需燒結爐臺數(shù)

日處理量 5000件 設備的晝夜處理量 2舟/時18件/舟24小時6設備利用率=5.78/6=96%同理：燒結B22550B=5000/(2×50×24)=2.08〔3〕設備的利用率=2.08/3=69%故，燒結A、B兩種產品，選取燒結爐共9臺。假設兩種產品的燒結爐可以相互使用，則燒5.78+2.08=7.86〔8。則，設備的利用率=7.86/8=98%計算方案二：承受A、BB產品裝入A產品中間，每舟裝入A、B產品共36件。日處理量變?yōu)锳、B產品之和共10000件，則：燒結A、B產品所需燒結爐臺數(shù)=10000/(2×36×24)=5.78臺〔取6臺〕設備的利用率=5.78/6=96%要的影響。繪制設備工藝流程圖，編制設備表。在繪制設備工藝程圖時， 通常只繪制主要設備設備繪制成象形的大體按比的正視圖，即只給出根本投影，而用著像機械制圖那樣嚴格和具體。程圖繪制完畢，在圖上需要說明的地方標上序號，然后按序號一一附加說明。設備表包括設備計算表和明細表，在設備數(shù)確定后，首先應編制好設備計算表。即，把所所確定的內容和計算的數(shù)據以表格的形式出來，其目的是將分散的內容集中起來以查找，也是進以下各項設計的根底資和依據。其表格的形式如表 3所示。接著還應編制設備明細表此表也是設備購置的清單計算表和明細表的差異在于前者側重于工藝和使用，后者側重于設備的性能，固然二表也可以合起來，編成一個表但為使表格過于繁雜，還是分開出為宜。其表格的形式如表 4所示。表3設備計算表序平設晝夜需處物操作設單臺設計算共備選備號面?zhèn)渥鳂I(yè)備設備備臺數(shù)計用用注圖名物 重容周班填處(臺)設標號稱(kg)名(m3)期次充系能(kg)用備規(guī)稱數(shù)(%)格(%)1234 5678910111213141516123...表4設備明細表序設技單數(shù)重(噸)電動機制設備號備術位單總型 數(shù)單機總容造備注名稱性能及重重號容(瓦)(瓦)廠家及價值規(guī)圖格號12345678 9101112131412〔〕車間平面布置選定設備，并對設備的數(shù)進計算之后， 應應當進設備的布置。設備布置的合性及選擇廠房的形式是否恰當，對今后合的組織生產，減輕勞動強，消退車間的混亂，保證產品質，安全生產起著重要的作用。備、模具加工設