开题报告 曾庆旺.docx
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开题报告曾庆旺
江西理工大学
本科毕业设计开题报告
材料科学学院材料物理专业2008级(2012届1班)学生曾庆旺
题目:
年产1.5万吨铝型材车间设计
本课题来源及研究现状:
1.研究的目的及意义
铝型材是我国国民经济发展的重要基础材料,广泛应用于航空、航天、建筑、交通运输、电子、化工、食品、医药等行业,我国铝加工产业通过扩大生产规模快速发展,成为产能和产量均居世界第一的铝加工产品生产大国。
铝材产品易于回收利用,用于交通运输或建筑领域可节约能源、减少温室气体排放、构造绿色建筑,因此成为环境友好型材料。
在更大范围内应用铝材对于造就低碳社会、循环利的社会及安全环保的社会有非常重要的意义。
2.世界铝加工业简况与发展趋势
近几年来,全世界除中国铝加工以高速增长外,其他所有国家都程一种平衡发展状态,使得中国的铝产量稳居世界第一。
世界上铝材主要生产国有中国、美国、日本、德国、意大利、法国等,以美、日、德等铝加工发达国家为代表,铝加工业在20世纪末已基本完成了优胜劣汰、兼并重组的整合进程,建立了跨国集团公司,并进行全球化生产和经营,而以日本、德国铝加工企业为代表,引导世界铝加工向着高精尖方向发展,在饮料罐板和高档PS版基材等研发和生产上处于世界领先水平。
总体上讲,未来几年世界铝加工业的发展趋势是:
企业数量和规模不会有太大变化,产能和产量也不会有太大增长,而产品品种会不断增加,产品质量会更加精益求精,产品附加值更高,更加节能环保。
具体来讲就是:
在铝加工工艺上,向着更精细化方向发展;在铝加工装备上,向着智能化方向发展;在企业建设上,向着大而强和专而精方向发展。
3.我国铝加工业的现状及与国际先进水平的差距
中国铝工业和铝加工业正处于高数持续发展的第三次高潮中。
经过几十年的发展和积累,中国铝及铝加工工业已完成了从无到有、由小到大、由低级到中级、高级的发展过程,已成为名副其实的铝业大国、铝加工大国、铝挤压大国,正向着铝业强国、铝加工强国、铝挤压强国进军。
我国铝行业正处于一个高速发展的时期,由于目前在建、筹建及规划产能巨大,未来铝产业有过剩的风险。
近十多年来,世界铝加工产业发展十分迅猛,成了很多国家和地区的支柱产业之一,世界铝及铝加工产业发展已具有相当规模,技术水平得到空前发展。
中国从产能上已成为铝加工大国,但还不是铝加工强国,而且产品的比例仍不够合理,铝板、带材的产量和品种仍落后于发达国家,工业型材的比例也较低,特别是年人均铝和铝材消耗量大大低于发达国家。
而且,我国在高精产品研发方面严重滞后,长期以来出口中低档产品而进口高精度产品的问题没有根本解决。
从吨铝产品进出口价格的对比上,可以看出我国铝加工材在品种结构方面的问题。
(1)我国铝加工产业的生产规模较小,生产集中度低,总体水平和档次都不太高;产品品种不全,产业和产品结构不合理;综合技术经济指标不高,生产效率较低,经济效益不明显。
(2)整个产业的综合技术水平低,基础研究和科技创新及自主开发能力弱,加工技术和工艺相对落后,装备和加工器具的设计制造水平还较低,高精产品加工能力不足。
虽然目前全行业装机水平已相当高,但高精度设备和控制仪表主要还是靠进口,依靠进口使装机水平得到迅速提高,但仍然难产高精度产品。
(3)循环经济发展尚不充分,能耗和资源浪费较大,对环境造成的破坏较大。
能耗、物耗和成本在内的过程控制等方面的较大差距,造成我国高精铝板带产品生产能力严重不足。
2010年我国铝平轧材产能830万吨,实际产量600万吨左右,但中低档产品产量占大约80%。
只有西南铝业、东北轻合金和南山铝业等少数厂家能够生产高合金化、高档次、高附加值的产品,总量不足50万吨。
而根据历年统计,这仅占此类产品国内消费总量的18%,即每年需求120万吨左右,大部分依靠进口。
我国铝加工产业存在的几个典型问题:
(1)近年来,虽然我国在铝及铝合金材料产业有了很大的发展,技术进步成绩显著,但仍然是以跟踪、仿制、引进技术消化吸收为主,真正有自主知识产权的成果、技术和产品较少。
在国际合金注册协会注册的加工用变形铝合金品种已有570多个,常用品种442个,其中美国255个,占57.7%。
美国国家标准170个,企业标准350个。
中国铝加工标准97个,合金牌号200多个,但在国际合金注册协会注册的品种仅有2个。
(2)中国铝合金型材市场的总需求约为900万吨左右,按中国目前型材企业的装备总数量分析,明显是供大于求,但型材供应商的分布存在地域不平衡的现象。
(3)目前国内虽然铸铝企业数量庞大,但过于分散,不成规模,能干大型铸铝合金件的企业又过多属于军工企业,没有形成生产线。
小的铸铝件公司由于存在设备、技术的问题,目前还不能生产出高质量的产品。
因此,铸铝件的配套在相当长大时间内仍然供不应求,需要一部分国外购买。
(4)钣金发展属于传统行业,基本已经发展到位,但对于三维型材成型、蒙皮成型、长边梁成型方面存在市场能力不足的情况,制约相关发展。
结论:
(1)就宏观的数据分析来讲,我国铝行业正处于一个高速发展的时期,由于目前在建、筹建及规划产能巨大,未来铝产业有过剩的风险。
“十二五”期间,特别是前期电解铝行业将长期处于供应相对过剩的状态,但是电解铝厂商逐渐向下游深加工拓展的趋势也很明显。
(2)高速发展铝合金板、带、箔材生产,扩大产能和品种,合理调整产业结构和产品结构,满足国内外市场对板、带、箔的日益增长的需求,向国际高精尖水平靠齐,是我国现代铝工业发展的一个重要目标方向。
(3)调整产业与产品结构,增加产品品种和质量,在铝加工工艺上,向着更精细化方向发展;在铝加工装备上,向着智能化方向发展;在企业建设上,向着大而强和专而精方向发展。
并加速扩大以节能降耗、减轻环境污染、提高安全舒适为目的的轻量化交通运输工具及其他方面的用量,是现代世界铝及铝加工业发展的重要特征。
总的来说,中国的铝加工业的成就与特点主要表现在三方面:
一是产能、产量大幅度提高;二是技术装备水平和产品质量快速提升;三是实现了铝加工材的净出口。
中国铝及铝合金材料产业今年有了很大的发展,但与世界先进水平相比仍有较明显的差距,也会不可避免地出现一些不足与问题,对铝加工行业来说,既是挑战也是发展的机遇,具体表现在如下及方面。
(1)节能减速排任务繁重,技术经济指标达标任重道远
(2)一般产品多,高档产品少,缺乏世界品牌和著名企业
(3)企业规模小、数量多、集约化程度低
(4)企业素养偏低,自主创新能力较弱
(5)投资稍有盲目性,持续快速发展出现过热倾向
课题研究目标、内容、方法和手段
1、课题目标
主要是对在大学四年中所学的知识进行归纳总结,设计出一个年产2.5万吨铝型材加工车间。
另外,通过本次设计,对工厂(车间)的设计及建设布置都有一个系统的了解,其中包括对工厂的生产工艺、生产主辅设备的选择及利用、生产的管理及车间的平面布置、各项技术经济指标等,同时使所设计车间能够在投资最少的情况下创造出最大的利润。
为实现这一目标,在车间设计的过程中,需要确定铝型材的生产方案,指定生产工艺流程及选择合适的设备,还需要进行工艺计算与金属平衡的计算及对设备负荷的计算,根据所需进行车间的布置,完成劳动组织定员以及技术经济指标,结合毕业实习所收集资料,设计出满足要求的车间设计。
2、课题内容
2.1总论
中国现在铝板带加工工业虽有相当完整的加工体系,包括大批最先进的设备技术和人力资源。
但在先进设备的利用率上还比较低,自主创新能力上还比较弱。
产品品质仅相当于工业发达国家的中等水平,主要表现在性能不稳定,工艺参数控制不严;管理水平还有较大差距,人员素质较低等各方面。
主要是确定铝型材生产的生产方案、制定其生产工艺过程及选择合适的设备,通过对工艺及金属平衡的计算来确定车间劳动定员,以完成车间技术经济等指标。
为此结合认识实习和毕业实习收集的资料以及他们的具体生产情况来制定出一条正确合理的生产工艺流程、设计出能达到以上要求的挤压车间。
2.2产品方案与计算产品的确定
产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称,品种、规格、状态及年计划产量,产品方案是进行车间设计的主要设计,根据产品方案可以选择设备和确定生产工艺。
计算产品应在产品品种、规格、状态、工艺特点等全面具有代表性,对所有计算产品综合来看,所选的计算产品要通过各个工序。
2.3生产流程的确定
生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来,合理的生产工艺流程应在保证完成设计的任务书中规定的产量和质量的前提下,具有最低的消耗、最少的设备,最小的车间面积、最低的产品成本、并且有利于产品质量的不断提高和将来的发展,具有较好的经济效果和较好的劳动条件。
2.4工艺叙述与设备选择
对生产的各个工艺进行详细的叙述,按工序分别说明设计采用的工艺参数,所选用的主辅设备性能参数,主要设备的工艺操作说明。
2.5工艺计算
只对计算产品进行,并且随设计内容不同工艺计算也不同,工艺计算的项目也不同。
工艺计算的目的是进一步的核实前面所确定的工艺参数与设备的选择正确与否。
2.6车间平面布置
要求在完成内容,生产流程线的选择,设备与分析,车间平面尺寸的确定,车间各类统计,车间平面布置图。
2.7技术经济指标
由于时间条件限制,只进行粗略概算,其中包括综合技术经济指标、劳动定员、工资和劳动生产率、建设总投资、消耗定额、产品成本及利润、投资回收期。
3.方法和手段
结合专业知识和查找资料以及到实习进行的实地考察所收集的现场资料,应用计算机等高科技信息及技术使设计更加合理完善。
制定出一条正确合理的生产工艺流程、设计出能达到以上要求的挤压车间。
设计提纲
一、总论
二、生产方案
三、生产工艺流程及设备选择
四、工艺计算与金属平衡
五、设备负荷
六、车间平面布置
七、车间动力
八、劳动组织定员
九、技术经济指标
一十、附表
设计进度安排
第6周:
资料查阅,外文翻译,开题报告
第7、8周:
第一章:
产品方案与计算产品选择
第二章:
生产方案的确定
第9、10周:
第三章:
生产工艺
1生产工艺流程
2工艺叙述
3工艺计算
第11周:
第四章:
生产设备的选择
第五章:
组织与管理
1车间人员的确定
2水电汽负荷及工模具设计与管理
第12周:
第六章:
技术经济指标
1项目总投资
1)设备投资
2)工程投资
3)流动资金
2销售收入
3产品成本
1)固定成本
2)变动成本
3)盈亏平衡表
4销售利润与税收,投资回收期
第13周:
第七章:
车间平面布置
第14周:
撰写设计说明书,打印成册
第15周:
答辨
主要参考文献和书目:
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冶金工业出版社,2002.
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冶金工业出版社.
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指导教师审核意见:
教研室主任签字:
年月日
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