冷轧薄板厂

冷轧薄板厂（精选五篇）

冷轧薄板厂 篇1

整个酸设备由三部分组成, 包括入口部分、工艺设备部分和出口部分。以拉矫机为起点, 又包含了三段酸洗、两段漂洗、干燥设备, 直到圆盘剪之间的所有工艺设备。

1.1 拉矫机特点

破鳞机拉矫机主要承担两部分作用, 一方面利用拉伸作用力纠正钢板外形。另一方面又利用延伸作用, 使得钢板表面氧化铁皮均匀分解并松动, 确保之后的酸轧工艺效果更为明显。拉矫机的构成包括上、下两部分预弯辊箱各两个, 以及一个防横弯 (防止带钢瓢曲) 辊箱构成。其主要利用了双弯双矫湿式除磷工艺。该设备可承受400KN张力, 延伸率的最大程度为3%。

1.2 酸轧段特点

该工艺设备段主要构成为3部分长30m左右的酸槽, 设备段前半部分存在备用漂洗部分, 用于钢板表面倒车时的清洗。酸槽部分使用挤干辊分隔。钢板的冲洗使用浓度18%的酸液, 酸轧工艺为紊流浅槽式。

1.3 漂洗设备工艺特点

漂洗设备的工作内容主要包括五部分。第一部分漂洗区域前半部分还设有预漂洗区域, 可以有效控制钢材进入漂洗阶段后表面的酸液含量, 并确保其湿润度保持在正常水平。第二部分漂洗区域的水压力应当比其他漂洗区域水压力更高, 从而确保在最后漂洗阶段, 钢板表面得到充分清洁。各漂洗区域的分隔应该由挤干辊完成, 尤其是第二个漂洗区域, 其出口位置应配备两套挤干辊, 从而有效避免烘干段水分过多。

此外, 应该为额外配备10m3漂洗水储存库, 使得漂洗阶段水分充足, 并配合采用缓蚀剂, 在第三部分漂洗区域使用, 从而避免钢板长期位于漂洗槽内, 被酸溶液腐蚀而出现酸斑等痕迹, 影响钢材美观。

1.4 干燥系统

干燥系统的主要作用, 是为了使得漂洗完成后, 出口区域的钢材表面保持洁净。干燥系统主要负责两部分工作, 前半部分工作主要是使用高压空气对钢材表面进行吹扫, 从而确保钢材表面及边缘部分的水分得到彻底清除。后半部分工作则主要是进行热空气干燥, 通过注入热空气, 利用高温吸收并去除残余水分。除上述几部分设备, 还应当定期使用酸性废物的排放系统, 从而净化整个车间空气质量。

2 酸洗工艺设备的优化

酸洗工艺设备的优化, 主要从以下四个部分入手, 结合设备特点进行相应调整。

2.1 钢板表面质量的提高

针对导水槽的酸轧生产以及漂水槽额外加装隔板两部分工作, 考虑到烘干机出口区域的钢板两面均无法彻底干燥, 故会导致钢板面质量降低。产生该问题的主要原因是由于漂洗槽出口区域水滴沾到钢板表面, 使得其干燥性缺乏保障。

对此问题的主要优化措施, 是额外在漂洗槽出口区域设置导水槽及隔离班, 从而使得出口区域的水滴回到漂洗槽, 使得钢板表面更易烘干, 为钢板表面质量提供保障。

2.2 漂洗水分补充控制的优化

考虑到在酸轧时, 还需要适当为漂洗添加水分, 而这部分水分的添加量主要需要把握好三方面因素。1) 漂洗水同钢板表面所附着液体的交换情况, 2) 漂洗段数量同挤干辊之间的相互影响, 3) 钢板表面能够残留洗液的极限值。

利用喷嘴压力与适当的冲洗时间, 可以有效提高漂洗水同钢板表面所附着液体的交换量, 仅单方面提高冲洗压力所获得的效果会相对偏弱。漂洗水使用量的主要影响因素为洗段数量, 该数量为5最佳。此外, 将挤干辊凸度控制在1mm左右, 可以有效提高酸轧效果, 节省漂洗水。

2.3 酸洗温度的控制

一般而言, 若酸洗溶液使用盐酸, 则酸洗温度控制在75~95℃为宜。但考虑到盐酸溶液也会因为酸洗温度的上升而蒸发, 而盐酸气体的挥发速度也会变快, 故实际上会消耗更多的蒸汽。另外, 盐酸溶液的蒸发气体本身对管道也会产生腐蚀。

考虑到上述问题, 在确保酸洗质量较高的基础上, 最好将酸洗温度控制在80℃, 若酸洗钢板材料不同, 酸洗温度也应该进一步调整。

2.4 酸洗效率的优化

在使用酸洗工艺生产酸轧钢材时, 应该全面考虑到客户需求, 进行具体的分卷设计。在酸洗工艺的设计过程中, 充分考虑到分卷、卸卷等问题, 有效缩短出口段的停车时间, 能够有效避免反复进行酸轧, 最终使得钢板表面留有斑痕以及酸轧过度等情况。在有效控制工艺设备运行速率, 进一步调节酸轧速度的基础上, 能够有效确保生产线的速度保持合理下降, 而不需要暂时停止设备运行。

此外, 酸洗设备还应适当采用防锈剂, 避免钢材的二次氧化生锈, 确保其钢材表面的平滑。

3 结束语

通过对酸洗设备的各项工艺设备特点进行分析, 并掌握其特点与优化措施, 可以有效确保最终得到的钢材合格率较高, 且避免酸液、脱盐水等材料的过度消耗, 确保整部分成产过程的循环。利用该技术可以有效促进酸洗工艺的改进优化, 从而提高冷轧薄板企业综合实力。

摘要：随着钢铁行业的迅速发展, 冷轧薄板厂酸洗工艺设备逐渐出现了一系列问题。考虑到这部分工艺设备本身具有诸多特点, 故为了钢铁企业的可持续发展, 应当充分把握其特点, 并摸索出具体的优化措施, 从而提高产品质量与成材率, 降低各方面工作的资金损耗。本文就上述内容进行了大致分析并得出结论。

关键词：冷轧薄板厂,酸洗,工艺设备特点,优化

参考文献

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[5]池丹丹, 陈会莲, 刘宝勇.浅谈唐钢冷轧薄板厂酸洗生产线PLC控制系统.甘肃冶金.2009.

[6]李进.谢磊.张斌.冷轧厂酸洗工艺段常见表面缺陷及预防.金属世界.2013.

包钢薄板厂实习报告 篇2

班

级：机械姓

名：学

号：指导老师：2003级3班 2003041342

目

录

一、实习地点和实习时间

二、实习的目的和意义

三、实习企业的背景

四、实习内容

五、总结

毕业实习报告

一、实习地点和实习时间

于2007年3月8日在包钢薄板厂参观实习。

二、实习的目的和意义

此次实习实地考察了包钢薄板厂连铸机结晶器，了解工作原理为毕业设计搜集资料。

三、实习企业的背景

包头钢铁(集团)有限公司CSP生产线项目，是国家捆绑引进的三套薄板坯连铸连轧项目之一。其主要技术装备由德国SMS、SIMENS、LOI等公司引进，部分装备国内配套制造。包钢薄板坯连铸连轧工程是采用现代成熟CSP技术建设的二机二流薄板坯连铸连轧生产线，设计上解决了原有CSP生产线轧机生产能力远大于铸机生产能力的问题，与之配套的二炼钢系统，设计年产钢200万t，CSP系统年产板坯198万t，年产成品板卷94．51万t。产品为厚度1．2～20mm、宽度98O～1 560mm的热轧板卷，钢种包括冷轧低碳钢、管线钢、热轧结构钢和硅钢等。平面布置、工艺流程 1 CSP生产线平面布置

由于二炼钢系统与薄板坯连铸连轧系统同期毗连建设，部分公辅设施一并考虑，CSP生产区域由精炼连铸跨、均热跨和轧制跨、精整跨组成。2 工艺流程(图)

图 包钢CSP生产线流程 主要设备特点 1 冶炼部分

在转炉炼钢车间内布置一座210 t顶底复吹转炉，在精炼连铸跨内布置一座钢水扒渣站，一座200 t LF钢包精练炉以及两流薄板坏连铸机，分别预留了2号转炉和脱气装置的位置。转炉采用首钢1997年购买的美国加州钢厂设备，具有顶底复吹工艺，装有副枪操作设备，可实现气动挡渣功能和溅渣护炉技术，冶炼过程可以实现动态计算机控制，抬炼和精炼部分配有专门的除尘装置，以保护环境。

两机两流的立弯式薄板坯连铸机由SMS公司提供，采用漏斗式结晶器，结晶器长度为1.1m；铸机冶金长度为7．14m，弯曲半径为3.25 m，采用了60t大容量双流中间罐。结晶器可实现在线调宽和液面自动控制，浇铸过程还采用了保护浇铸、自动称量及液芯压下技术，通过流芯压下，可以把结晶器出口65 mm的铸坯厚度压至50 mm，以保证某些产品在质量方面的需求。2 轧制部分

在串列布置的均热、轧制两个跨间内，主要装备有2座直通辊底式均热炉、1台事故剪、1台高压水除鳞机、1台立辊轧边机、F1～F6高刚度热带钢连轧机组、温度厚度宽度自动检测仪、2台地下卷取机和层流冷却装置。其中辊底式均热炉由德国LOI公司设计，国内制造完成，F1～F6高刚度热带钢连轧机组由德国SMS公司设计，部分国内制造，主电机和传动控制装置全部由德国SIMENS公司引进。

经过剪切头尾、定尺的薄板坯可直接进入直通的辊底式均热炉内，炉子加热能力为193 t／h，峰值为228 t／h 铸坯在这里通过加热段、传输段、摆渡段和保温段后即可进入轧制工序。经均热炉加热后的铸坯，在长度和厚度方向的温度差可达到±10℃的目标值，与传统工艺相比铸坯头尾的温度差极小。对应两流铸坯的直通辊底式均热炉，通过对铸坯的摆渡可达到把工艺线“合二为一”的功效。

在轧制部分，采用了约4O MPa的高压水除鳞机，它能够较好地清除铸坯表面的氧化铁皮，保证板材的表面质量。在F1机前设有立辊式轧边机，它可以加工板坯边部的铸态组织，提高板材的边部质量。F1～F6高刚度热带钢连轧机中，F1～F4机架和F5～F6机架分别采用了不同的工作辊径，其中F1～F4为Φ800／Φ72Omm，F5～F6为Φ600／Φ540mm。并预留了F7的位置，这些都为轧制薄规格产品提供了必不可少的设备条件。为了保证带钢产品的尺寸精度和平直度，6架轧机均采用了高刚度机架，各机架均装备有CVC工作辊横移系统，WRB液压弯辊系统，AGC厚度自动控制系统，HGC液压辊缝控制系统，ALC自动活套控制及PCFC板形凸度和平直度测试控制系统。整条生产线采用全交流传动系统，连轧机组各机架主电机全部采用AC电机，主传动采用可控硅交交变频调速系统，它具有电机单机容量大，控制性能好，效率高，维护简便等优点。

成品钢带通过F6机后输出辊道上的层流冷却系统，实现不同钢种带钢性能的控制。卷取机为地下式，采用全液压控制，侧导板、架送辊和助卷装置采用液压控制，使带钢在卷取过程中边部整齐。

在原有的主轧跨内设计有薄、厚两种规格的横切机组，现改为异地建设，在平整跨内布置有引进意大利MINO公司的平整机。3 自动控制

为了对整条生产线实现高效控制，对自动化系统按分级别、分区域，统一的方式进行系统组态设计，特别系统其功能分为3级，即基础自动化，过程自动化，生产管理自动化。控制系统分为6个区域，分别是精炼控制区，连铸控制区，加热控制区，连轧控制区，精整控制区，水处理控制区。

目前控制系统的最高级别仅达2．5级(简称PCQ，即生产控制和选题评估计算机系统)，它的主要功能包含生产计划、产品质量控制、质量评估、合同的安排、生产过程的优化，并将分析数据通过网络传到下级系统。

过程控制计算机系统主要功能是完成控制过程的模型计算、模型选择、智能化网络、优化处理、物流跟踪、质量判断，并向下一级别传送设定值。

基础自动化主要是负责传动控制、仪表控制、工序控制和人机对话功能，各种参数的检测功能及与上级计算机的通讯功能。

以上系统通过以太网相联，采用TCP／IP数据协议进行数据通讯，可实现全自动、半自动和手动对整条CSP生产线进行控制。

包钢CSP生产线的特点

在国内首次采用二机二流的薄板坯连铸机对应一套连轧机组的配置方式，从目前国内外投产和在建3O套CSP生产线的情况看，有7套是200万t级的，有23套是100万t级的。实践和最新研究证明，200万t级的CSP配套生产企业，其技术和经济上最为合理，两条铸机作业线配置一套轧制作业线的生产能力强大，更易于发挥高刚度轧板机的作用和产能，运行成本更低，产品更具市场竞争力。2 采用两座直通辊底式均热炉与两台连铸机相配，两流之间采用一个摆动旋转渡口，把一座在炉内加热好的铸坯摆渡到另一座对应于轧线的均热炉内，其摆动周期短，同步性能好，设备运行可靠。通过计算机对铸坯加热、输送方案的调配，实现由两台连铸机不问断地向连轧机组供坯。

为了能够稳定地生产薄规格产品，在设计上，这套CSP生产线除了考虑轧机紧凑布置和控制轧制过程中温降外，还采取了两项重要的措施；其

一、预留了精轧机组F7机架的位置，以提高机组的可能轧薄能力；其二，成品输出辊道采用了多组不同的辊间距，以保证生产薄规格产品时带钢不上翘、不下扎，轧制过程稳定。

在52．8 m的层流冷却段上，采用1个喷淋区，34个微调区，8个精调修正区的方法，试图解决多数CSP产品屈强比偏高和部分产品性能超上限的问题。

四、实习内容

2007-3-08随老师来到包钢薄板厂，实地考察薄板厂连轧连铸设备和生产过程。老师带我们参观了回转台、大胞、中胞、连铸机结晶器振动台，向我们讲解连铸机结晶器的工作原理和结构，得知该系统按正弦波运动并可以实现多种速度。最后我们看连铸机结晶器液压系统图纸，明白了该系统如何振动，如何实现多种速度。通过网络搜集有关资料并结合参观中的到的资料，我对包钢薄板厂连轧连铸设备的认识总结如下。

连铸机分为方坯连铸机及板坯连铸机，包钢薄板厂的是板坯连铸机。连铸机在正常浇钢时，必须要保证结晶器能够以一定的频率及振幅进行振动。主要目的是为了使钢水顺利的在结晶器中凝结成具有一定坯壳厚度的带有液芯的钢坯，而不至于将钢水凝结在结晶器铜板上，造成粘钢，漏钢等事故发生。而且结晶器的振动又可以加速钢水中夹杂物的上浮，促使钢水更加洁净，提高铸坯内部质量。同时，结晶器振动也可以在熔融的保护渣的配合作用下，增大结晶器铜板与凝固的坯壳间的负滑脱力，减少摩擦力，使钢坯更利于下行，从而使整个浇钢过程更加顺滑、稳定。结晶器液压振动较以往的振动方式具有很先进的特点，包括：频率可调、振幅可调整、振动曲线可调整及高振频低振幅等特点。这些特点就能够充分满足整个连铸工艺对包括钢坯振痕在内的表面质量及部分内部质量的要求。

结晶器（Mold）液压振动控制系统见图1。结晶器液压振动主要是在结晶器两侧装有两个液压缸，这两个液压缸分别有两个液压伺服机构（比例阀）来控制（如图中Hydraulic Actuator），这样就可以通过液压缸的快速升降从而带动整个结晶器也快速的上下振动。在每个液压缸上装有一个高精度的位置传感器（如图中Cylinder pos feedback），用于检测液压缸中塞杆的移动位置，从而有效确定塞杆移动的长短，经过控制器的计算，得到振动的振幅。同时在液压缸两侧装有压力传感器，主要用语测算结晶器与铸坯之间的摩擦力。

位置控制是由控制器（如图Simatic C7）对具有比例效应的液压伺服机构的电磁阀的控制来实现的，控制器向电磁阀输出不同等级的控制信号（4-20mA），这个控制信号通过液压伺服机构（比例阀）就可控制液压缸产生不同距离的位置移动；同时这种控制器还要对各振动液压缸之间的机械同步进行有效监控，不至于产生两个缸动作不一致或者动作幅度不统一的错误。这种监视主要来自于位置传感器的反馈信号，通过反馈值与校正值的比较就可以得到有效的同步信号值。每个液压缸上位置传感器反馈的位置信号通过放大器与振动控制器（如图Simatic C7）连接，该放大器输出为与控制器液压缸行程成比例的4-20mA的信号。控制器的输出同样为模拟信号，控制液压执行器（伺服比例阀）。每个液压缸活塞杆两侧的压力传感器把实际测量的压力转换成电信号，传给振动控制器，控制器计算每一侧的振动摩擦力，然后再将这个结果传给计算机二级控制系统，计算机二级控制系统可以将此数据用作模型计算，从而有效的估计出保护渣的性能及粘结漏钢等生产事故。

液压振动控制器PLC为独立专用模块式PLC（如图Simatic C7）。采用这种独立式控制器的主要优点为：具有快速的动态反应能力；高度的可靠性；易于与不同的控制系统进行模块式的组合，具有通用性特点。同时，因为采用这种独立的控制器，使我们整个系统的启动时间更短，维护更容易。

包钢板式连轧两铸机为两机两流的立弯式薄板坯连铸机由SMS公司提供，采用漏斗式结晶器，结晶器长度为1.1m；铸机冶金长度为7．14m，弯曲半径为3.25 m，采用了60t大容量双流中间罐。结晶器可实现在线调宽和液面自动控制，浇铸过程还采用了保护浇铸、自动称量及液芯压下技术，通过流芯压下，可以把结晶器出口65 mm的铸坯厚度压至50 mm，以保证某些产品在质量方面的需求。连铸机结晶器振动装置为液压振动系统，整套装置由德国西马克提供，由于该装置产生的运动速度为正弦波型，所以，该振动装置不会产生刚性冲击及柔性冲击。但当振动量超出允许范围后，将使装置零部件产生附加的动载荷，从而加速磨损，缩短零件的使用寿命。

包钢引进德国西马克的薄板坯连轧连铸机，采用了PID和模糊逻辑控制方式，实现连铸机结晶器钢水自动检测与控制。在该系统中，液面检测装置采用Co-60检测仪；钢水液面控制功能是通过编程在PLC软件中完成的；从中间包注入结晶器的钢水流量是由伺服控制的液压缸驱动的中间包塞棒来调节和控制的。

五、总结

改进结构的冷轧薄板卷取机卷筒 篇3

1-扇形板2-棱锥套筒3-主轴

1-扇形板2-棱锥套筒3-封闭楔4-主轴5-橡胶套筒

1-旋转液压缸2-拉杆3-主轴4-挡块5-导向键6-棱锥套筒7-扇形板8-端盖9-螺母10-挡板11-封闭楔

在保证卷取机使用性能的条件下, 改变卷取机卷筒结构以消除带钢卷内孔压痕, 并做到了对原结构改动小, 简单实用, 在保证了钢卷的卷取质量的同时, 以降低改造费用为方针。对冷轧厂φ610卷取机卷筒进行改造。 (见图2) 为了使卷取机卷筒扇形板在胀至工作圆时变成一个完整的圆、扇形板与扇形板之间不存在间隙。对卷取机卷筒结构进行改造, 将原卷取机卷筒由4块扇形板改为3块扇形板, 在三块扇形板之间加入三个封闭楔随扇形板同时胀缩, 用封闭楔填补扇形板胀至工作圆时的间隙。并且减小卷取机卷筒直径、固定上一定厚度的橡胶套筒, 达到卷筒最终工作直径与改造前尺寸相同。做到带钢卷内孔与卷取机卷筒扇形板之间形成软接触。

1 链式助卷器结构设计

1.1 主要工艺参数

板宽:800mm~1850mm板厚:0.5mm~3 m m

带钢内径:φ610mm卷重:45000kg

张力:800kg~5000kg系统压力:6MPa

旋转缸直径:φ320mm

1.2 结构设计

将原卷取机卷筒工作圆直径φ610mm改为φ590mm, 缩径直径由φ590mm改为φ570mm。套筒行程55mm不变。加橡胶套筒的厚度为1 0 m m, 内径为570mm。为方便橡胶套筒顺利安装, 应通过人工手动操作实现小于φ570mm的第二步缩径, 以便于橡胶套筒的顺利拆装, 减少操作时间。卷取机卷筒上加上橡胶套筒后, 卷筒直径仍为φ610mm。满足生产原有的产品品种。其余各安装尺寸不改变。只要更换卷取机卷筒上的扇形板、棱椎套筒等零件, 加入封闭楔 (见图3) 。

当卷取机卷筒有缩径状态胀至工作圆直径时, 封闭楔必须运动到卷筒的工作圆直径, 以填补扇形板与扇形板之间的间隙。并与相邻的两块扇形板紧密配合, 不能存在缝隙。卷筒由工作圆直径缩的缩径状态时, 封闭楔必须首先运动, 先于扇形板缩至缩径状态。否则扇形板在缩径时被相邻封闭楔卡阻, 无法缩径。所以封闭楔与棱锥套筒T型槽面角度, 要大于扇形板与棱锥套筒T型槽面角度。形成当棱锥套筒沿主轴轴向方向运动时, 封闭楔、扇形板沿径向方向运动的速度差。解决了扇形板在缩径时被相邻封闭楔卡阻问题。

在卷取机卷筒上加上10mm厚的橡胶套筒后, 原卷取机卷筒的液压系统是否能满足卷筒胀缩的要求也是改造的关键问题。

根据橡胶厂提供参数, 橡胶套筒从直径φ570mm涨至φ590mm时所需要2t的轴向力。

经过查阅校核液压系统及液压缸的使用压力, 我们采用了调高系统压力的办法。没有更换液压系统的元器件及液压缸。

1.3 改进结构的卷取机卷筒组成

卷筒由旋转液压缸、拉杆、主轴、套筒、扇形板、橡胶套筒及封闭楔等组成。橡胶套筒与卷筒虽然有一定的胀紧力, 但为防止在卸钢卷时橡胶套筒会跟随钢卷一同脱离卷取机卷筒, 在扇形板的尾部用螺栓固定一挡块, 同时在扇形板前端面固定一挡板。这样橡胶套筒被轴向固定在扇形板上, 橡胶套筒只能随扇形板做胀缩运动, 而不脱离卷取机卷筒轴 (见图4) 。

1.4 改进结构的卷取机卷筒工作原理

旋转液压缸1的活塞杆与拉杆2相连接, 端盖8用螺母9固定在拉杆上, 端盖同时与棱锥套筒6相连接。扇形板7、封闭楔11通过带有斜面的梯形槽与棱锥套筒滑动连接, 当旋转液压缸在液压系统的驱动下, 拉杆带动棱锥套筒沿主轴做轴向运动。扇形板、封闭楔沿棱锥套筒斜面做径向运动, 完成卷取机卷筒的胀缩。旋转是由齿轮带动主轴3通过导向键5与棱锥套筒一同旋转, 同时棱锥套筒带动了扇形板、封闭楔旋转, 以完成带钢的卷取工作。 (见图4)

2 结语

本项目已在宝钢冷轧厂 (2030) 08电镀锌机组卷取机上得到应用。08机组生产汽车用冷轧板, 因为汽车板材对板面质量要求非常严格, 不允许板面存在任何痕迹。使用本结构的卷取机卷筒, 使每卷钢卷内孔压痕减少到10m以内 (展开长度) 。

在原卷取机动力系统、液压系统不改变的条件下, 只改变卷取机卷筒的结构和在卷筒外径固定上橡胶套筒, 方法简单易行, 以较小的设备技术改造费用彻底解决了卷取机卷筒对带钢卷内孔的压痕问题。

参考文献

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[3]黄坚强.冶金设备液压润滑实用技术[M].冶金工业出版社, 2006, 2.

冷轧薄板厂 篇4

Fe-6.5%Si合金作为一种软磁材料,主要用于制造高频电机和变压器的铁芯,一个铁芯往往需要上千片,甚至上万片叠片,普通硅钢用做铁芯的叠片一般通过冲压的方法获得,然而由于Fe-6.5%Si合金薄板的室温脆性,冷冲比较困难,而通过线切割、激光切割等方法成本较高,因而对Fe-6.5%Si合金薄板冲压性能进行研究对促进该合金的工业化应用有现实意义。对0.3mm厚的Fe-6.5%Si-300×10-6B合金薄板进行了从室温到250℃的拉伸实验,以及冲压实验,用扫描电镜分析其断口,初步获得了比较合理的冲压制度。

1 实验材料及方法

以工业纯铁、金属硅(Si含量99%)、硼铁为原料,在真空感应炉中熔炼并浇铸成25kg铸锭,原料及铸锭成分如表1所示。铸锭在900～1000℃锻造开坯,在850～1050℃热轧至1mm,在350～650℃下温轧至0.5mm,然后在室温下冷轧至0.3mm,最终得到尺寸为0.30mm(厚)×65mm(宽)×450mm(长)的冷轧薄板,薄板的表面质量良好,边裂较少,宏观形貌如图1所示。

拉伸样品采用冷轧得到的0.3mm厚的Fe-6.5Si-0.029B合金薄板,沿轧向线切割而成,标距尺寸为0.3mm×3mm×12mm。拉伸实验在带加热炉的DDL50高温电子万能试验机上进行,实验温度分别为RT,50,100,150,200,250℃,拉伸速率为1.0×10-3mm/s。拉伸断裂后用SUPRATM 55场发射扫描电子显微镜观察其断口形貌。

冲压实验采用自行设计模具冲压成环形样品,模具设计内径为32mm,外径为40mm,尺寸精度为IT8级。冲孔凸模直径32.02mm,凹模32.06mm;落料凸模直径为39.98mm,凹模40.02mm,双边间隙为0.04mm,相对间隙为13.3%,模具材料为Cr12,淬火后硬度为58～60HRC。

2 实验结果及分析

0.3mm厚Fe-6.5%Si冷轧板试样在室温～250℃拉伸断裂后宏观形貌如图2所示,试样长度方向为轧制方向,即拉伸的轴向。样品上半部分打眼部分断裂为拉伸后人工折断所致。可以看出,室温下拉伸,断面垂直于轴向。50,100℃拉伸,断面开始倾斜与轴向成一定的角度,150,200,250℃拉伸后断裂方向基本与轴向呈45°方向夹角。

(从左到右温度分别为RT,50,100,150,200,250℃)

(from left to right:RT, 50,100,150,200,250℃)

Fe-6.5%Si冷轧板试样的拉伸曲线如图3所示。由于样品较薄,难以测量实际拉伸过程中的应变,所以应变通过夹具的位移变化计算。图3显示,在室温、50℃拉伸时,样品在弹性变形阶段发生断裂,没有表现出塑性。在100℃及以上拉伸时,材料表现出了一定的塑性变形。材料在100～250℃的断裂强度随温度变化很小,都在1200MPa附近。

Fe-6.5%Si冷轧板试样拉伸后的断口形貌如图4所示,室温、50℃的断口形貌为纯解理断口,解理台阶很高,无塑性变形(图4(a),(b));100,150℃的断口形貌绝大部分为解理断口,局部有韧窝,表现出一定的塑性(图4(c),(d));200,250℃的断口呈现大量韧窝,但韧窝细小,塑性形变量较小(图4(e),(f))。

(a)RT;(b)50℃;(c)100℃;(d)150℃;(e)200℃;(f)250℃

(a)RT;(b)50℃;(c)100℃;(d)150℃;(e)200℃;(f)250℃

拉伸实验结果显示,Fe-6.5%Si冷轧薄板在室温、50℃变形时脆性明显,在弹性变形阶段就发生断裂,断裂方式为解理断裂,断口与拉伸轴向基本垂直。在100℃及以上变形时,材料表现出一定的塑性,断口有一定的韧窝状,断裂方向与拉伸轴呈一定角度。冷轧薄板在室温和50℃变形时由于脆性严重,在弹性变形阶段由于应力集中,在没有达到屈服阶段就发生断裂。而在较高温度下可以有一定的塑性变形,因而断口与轴向呈45°,具有塑性断裂的特征。

在250℃拉伸时,与0.3mm温轧板拉伸断口[9]相比,0.3mm冷轧薄板的拉伸断口中韧窝所占的比例比0.3mm温轧板的韧窝多,韧窝也要粗大,表现出了比温轧板更好的塑性。

通过拉伸实验可知,在100℃以上时,材料表现出了一定的塑性,到200℃时就表现出了较好的塑性,可以满足冲压对材料塑性的要求,在200℃以下冲压就应该可以获得良好的断面。在冲压实验中,进行了RT,50,100,150,200℃五个不同温度的冲压实验。

冷轧薄板在不同温度下冲压变形,冲压后的薄板的宏观形貌如图5所示,变形后的断面形貌如图6所示。图6(a)中A区域有明显的脱落现象,图6(b)中B,C,D分别指示圆角带、光亮带、断裂带。随着冲压温度的升高,光亮带区域变大,断裂带区域变小,光亮带和断裂带的平整度落差变小,断面垂直度提高。圆角带、光亮带、断裂带三部分在冲压件断面上所占的比例随材料的机械性能、凸模与凹模间隙、模具结构不同而变化。此实验只改变了冲压温度,其他条件并没有改变,所以断面质量只与冲压温度有关。由拉伸实验可知,随着拉伸温度的升高,材料的塑性提高,在冲压时延长了塑性变形阶段,推迟了裂纹的产生,增加了光亮带的高度。在室温冲压时断口有脱落现象,如图6(a)中A区域所示;150℃时断裂带所占比例已经很小,断面质量较好,光亮带面积约占整个断面的三分之二。一般冲压断面要求光亮带占整个断面的二分之一即为合格。综合加热成本、模具磨损等各方面因素,0.3mm厚的Fe-6.5Si-0.029 B合金冷轧薄板,在双边模具间隙为0.04,冲压温度为150℃的冲压制度是最合理的。

(a)RT;(b)50℃;(c)100℃;(d)150℃;(e)200℃

(a)RT; (b)50℃; (c)100℃; (d)150℃;(e)200℃

不同冲压温度下断裂带形貌如图7所示,在室温下冲压时断口为解理断口,表现出脆性断裂;在50℃及以上冲压时,断裂带就有一定的韧窝状断口,表现出一定的塑性变形。这与图4拉伸断口形貌有所不同。在50℃冲压时就出现了韧窝,而在拉伸时并没有出现韧窝,这与冲压和拉伸变形时受的应力状态不同有关。拉伸时表现为单向拉应力,而在冲压时,由于模具带有压板和卸料板,在整个冲裁过程中,平均应力绝大部分为静水压应力,板料主要区域处于受压状态[10],因而比拉伸表现出更好的塑性。

(a)RT;(b)50℃;(c)100℃;(d)150℃;(e)200℃;(f)图(b)中A区域放大图

(a)RT; (b)50℃;(c)100℃;(d)150℃;(e)200℃;(f)magnification of region A in fig.7(b)

3 结论

(1)100℃以下拉伸时,0.3mm厚Fe-6.5%Si冷轧薄板没有塑性,断口为解理断口;100℃及以上时,薄板表现出一定的塑性变形,出现韧窝断口。

(2)0.3mm厚Fe-6.5%Si冷轧薄板在150℃冲压时,断裂带较小,光亮带较大,垂直度高,断面质量好,断面满足一般冲压变形要求。综合考虑,0.3mm厚冷轧薄板在双边模具间隙为0.04mm,冲压温度为150℃的冲压制度是合理的。

(3)冷轧薄板冲压时,在50℃时就出现了韧窝,冲压变形时比拉伸时表现出更好的塑性。

参考文献

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冷轧薄板厂 篇5

1对象与方法

1.1对象

某冷轧薄板生产线建设项目, 包括酸洗轧机联合机组、连续退火机组、热镀锌机组以及辅助生产设备

1.2方法

对该建设项目进行工程分析、职业卫生调查、工作岗位工作日写实, 划分评价单元, 确定职业病危害因素及其分布;依据职业卫生相关标准, 对该项目存在的职业病危害因素的浓度和强度进行检测;对调查和检测结果进行分析, 确定职业病危害因素的危害程度及职业病危害的关键控制部位。

2结果

2.1职业卫生调查结果

2.1.1生产工艺

将热轧原料钢卷经酸洗轧机联合机组开卷※激光焊接※盐酸酸洗※漂洗※烘干※主机架轧机轧制※卷取※后, 一部分经连续退火机组开卷※焊接※碱液清洗※烘干※连续退火※平整※切边※静电涂油※卷取后制成普通冷轧板卷产品, 另一部经热镀锌机组开卷※焊接※碱液清洗※烘干※连续退火※热镀锌※光整※拉伸矫直※静电涂油※卷取后制成热镀锌卷产品。

2.1.2职业病危害因素的识别

该项目评价单元的划分及生产工艺过程中的职业病危害因素的识别结果见表1。

2.2职业卫生检测结果

2.2.1粉尘

对酸轧作业区的酸洗出口操作工、机械点检工、电气点检工、电焊工等4个岗位总粉尘时间加权平均接触浓度和酸轧入口活套头部与尾部、酸再生系统氧化铁粉仓旁及其包装处、电焊作业点等工作场所总粉尘短时间接触浓度进行了检测, 结果表明上述岗位总粉尘时间加权平均接触浓度和超限倍数均符合职业接触限值的要求。

2.2.2化学物质

对盐酸、臭氧、氢氧化钠、硫化氢的最高接触浓度, 铅烟、一氧化氮、锰及其化合物的时间加权平均接触浓度和超限倍数, 氨、镉及其化合物、二氧化氮、一氧化碳、三氧化铬的短时间接触浓度和时间加权平均接触浓度进行了检测和计算。结果表明, 除酸再生系统氨罐旁和锅炉房加药间的氨的短时间接触浓度超过职业接触限值 (分别为279.50和39.45mg/m 3) 外, 其余职业病危害因素的检测结果均符合职业接触限值的要求。本项目共对16个工作岗位的化学物质时间加权平均接触浓度进行了检测, 结果均符合职业接触限值的要求 (表2) 。

注:*表示最低检出浓度。

2.2.3物理危害因素

对本项目4个评价单元205个检测点的工作场所噪声进行了检测, 有52个检测点超标, 超标率为25.4% (表3) 。其中, 噪声高的工作场所主要分布于酸轧作业区的开卷机、分切剪机、烘干机、打捆机、泵机、除尘风机以及酸再生系统的空气鼓风机等处, 连退作业区的平整机及其风机、入口液压站主泵和废气排放系统风机等处, 镀锌作业区的镀锌锅、光整机以及SPM后干燥风机等处, 辅助生产区的制冷机组、换热机组、循环水泵、鼓风机、空压机和干燥器等处。

对13个工作岗位的8小时等效声级 (LAeq, 8h) 进行了检测, 其中8个岗位的检测结果超过了职业接触限值的要求, 超标率为61.5% (表4) 。

此外, 对工作场所的WBGT指数、工频电场强度、电焊弧光和X射线的暴露强度进行了检测, 结合劳动者接触各种职业病危害因素的时间进行综合判定, 结果均符合职业接触限值的要求。

3讨论

通过对工程分析、职业卫生调查和职业病危害因素检测结果的分析, 发现该建设项目不同程度地存在氨、铅烟、镉及其化合物、盐酸、氢氧化钠、硫化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、三氧化铬、臭氧、粉尘等化学有害因素和噪声、高温、工频电场、电焊弧光、X射线等物理有害因素。

酸轧作业区存在的主要职业病危害因素有噪声、氨、盐酸等。其中, 噪声强度较高, 巡检工、高噪设备的操作工均暴露于高噪声环境中;噪声是冶金行业的主要危害因素之一, 它不仅能引起噪声性耳聋, 还有研究表明噪声会导致其暴露人员的高血压高发以及心电异常表现[3];因此需要加强和改进高噪声源的隔声降噪措施, 并通过给工人配备耳罩和耳塞以及减少暴露时间来降低其对噪声的暴露强度;该作业区噪声的关键控制部位为开卷机、分切剪机、烘干机、打捆机、泵机、除尘风机以及酸再生系统的空气鼓风机等处。该作业区的氨存在于酸再生系统的氨罐旁, 短时间接触浓度高达279.50mg/m 3;主要是由于通风排毒措施不到位, 应进行整改;此外还应给酸再生运行工配备防毒面罩及其他相应的防护用品。该建设项目盐酸的年用量为4800t, 其中大部分在本作业区酸洗段使用, 用量较大, 且盐酸会导致化学性眼部灼伤和皮肤灼伤、牙酸蚀病等职业病;应根据作业人员数量在酸洗段设置足够的喷淋洗眼装置, 并给工人配备面部和全身的防酸用品;该作业区盐酸的关键控制部位为酸洗段各巡检和操作处。

连退作业区存在的主要职业病危害因素有噪声, 关键控制部位为平整机及其风机、入口液压站主泵和废气排放系统风机等处。

镀锌作业区存在的主要职业病危害因素有噪声。该作业区噪声的关键控制部位有镀锌锅、光整机以及SPM后干燥风机等处。有研究发现该作业区还存在一氧化碳、高温、X射线等主要职业病危害因素[1]。本建设项目采用了全套德国进口设备, 技术先进, 设备密封良好, 工人体力劳动强度分级为1级, 因此大部分化学毒物的浓度、WBGT指数和X射线的检测结果均符合职业接触限值的要求。

辅助生产区存在的主要职业病危害因素有噪声、氨等。该作业区噪声的关键控制部位有制冷机组、换热机组、循环水泵、鼓风机、空压机和干燥器等处。该作业区的氨的检测结果超标, 存在于锅炉房加药间, 工人主要是在加药操作时暴露;应在此加药间设置通风排毒设施, 并给锅炉运行工在加药时配备防毒面罩。

综上所述, 该建设项目存在的主要职业病危害因素有噪声、氨、盐酸等。企业应进一步改进噪声、氨、盐酸等职业病防护设施和措施, 依法开展职业病危害因素监测和职业健康监护, 加强工人职业卫生安全知识培训, 以全面防治职业病, 确保劳动者的职业健康。

参考文献

[1]于冬雪, 于会明, 付伟.等.冷轧板热镀锌生产线职业病危害因素识别与关键部位控制分析.工业卫生与职业病, 2007, 33 (4) :93-96.

[2]柴栋良, 吕旌乔, 曾琳.等.冷轧厂工人个体噪声暴露测量的初步分析.中华预防医学杂志, 2006, 40 (2) :93-96.