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對于一個國家的工業來說,化學工業所占的比重并不在少數,究其原因,可以說化學工業的發展極大的體現了一個國家的經濟發展水平和科學技術的發展水平化學工業的不斷發展,可以在一定程度上滿足人們高層次的科技生活的需要,也能夠鼓舞國家的各項產業的發展,促進包括工業、農業在內的各項國家基礎產業的進步。近些年來,化學肥料開始逐步的替代了舊的農業肥料,提高了農業的產值產量,帶動了農村相關產業的發展,在一定程度上推動了農村經濟、農業產值的高速邁進。但是與舊的農業肥料相比的不足之處就在于,化學肥料使用后所產生的化學廢棄物在很大程度上又造成了環境的污染,資源的浪費。化學肥料的殘留物成為了大自然的污染源頭。因此,化學工程有待提高,保護環境的宗旨是重中之重,資源的節約同樣是不能忽視的問題。但是,就目前我國的化學工程的污染、浪費現象仍是十分的嚴重,發展決不能以污染和浪費為前提,這是大錯特錯的。
下面我們來具體的分析一下:第一,生產的效率低下。就我國來看,我國的工業生產存在一個盲區,重點就在于生產的效率較低。在化學工程的研究的過程中,生產技術首先沒有達到預期的效果,環境污染的現象依舊沒有被制止。舉個例子來說,在進行的化學生產的實驗的過程中,材料的運用做不到理想的反應,反應現象達不到預計的效果。在這一系列的生產實驗的過程中,事實上,環境污染的現象已經在悄然的發生了,化學實驗所產生的殘留物、化學實驗敗北過程中所造成的化學污染。實驗過程造成了資源浪費的現象十分的嚴重,經濟浪費更是不在話下,極大的降低了生產的效率水平。另一方面,實驗沒有達到預期的效果,化學產品的使用效率低下,根本不能夠滿足人們的生活所需。第二,化學工程的生產過程,給環境造成了較大程度的影響。化學污染在當下我國的環境污染的比重中占了較大成分。重工業,尤其是金屬工業所產生的污染現象尤為嚴重。在對水資源的檢測的過程中發現,廢棄水中的金屬含量嚴格的超過了安全性能的指標。水資源的污染,也會對地下的土質產生影響,而土質又會影響農業的產值,這樣看來,化學生產所造成的污染現象是嚴重的。另外,在工業生產的過程中,廢棄水的直接排放,給自然環境同樣造成了污染。第三,化學工程的不連貫性,很容易生產的間斷性,從而影響生產的進度,尤其是當它發生了不合理的間斷的時候,很快就會對整個生產的過程產生影響。由此看來,生產效率的低下、生產過程中產生的污染以及生產的不合理的間斷等等這一系列的問題,都在阻礙著化學工程的發展和進步。
2我國化工生產工藝解析
從上文中,對于我國目前的化工生產過程中,存在著主要的問題就在于我國的化工生產工藝還不是非常完善。針對這些存在的問題,化學的生產工藝需要有哪些改進呢?在化工生產過程中,采取哪些最新的化學生產工藝能夠降低化學生產所產生的污染呢?第一,化學生產過程中,提高反應條件以及反應環境。反應條件是化工生產中最為重要的環節,為了達到高效生產,提高生產效率,減少廢料的產生,反應條件是最為關鍵的因素。因此,提高化工生產效率的最為關鍵的因素就在于加強化學生產過程中的反應條件。催化劑以及反應所需條件一定要達到所需標準,才能保證在化工生產過程中,高效生產,并減少廢物的產生。保證廢物不直接排放到自然環境中,就能保證化工生產的相對環保。第二,化工生產過程中,并非只是提高產品生產的環境,更應該能夠提供廢物處理的程序以及治理系統。包括我們經常看到的廢氣,都應該經過適當處理后才能進行排放。廢水的排放要采用化學綜合的化工工藝。其原理很簡單,主要是化學反應中最基本的原理,將廢水中的重金屬通過沉淀,從而減輕其危害性。此外,廢氣的處理應該在排氣的中部以及頂部,都設置一出廢氣處理系統,這些裝置可以將廢氣中的有毒氣體以及廢氣中的粉塵過濾,從而保證排放到空氣中的氣體符合國家要求的標準。第三,真正從化學工程中的化工生產工藝技術入手,工藝技術是指從不同的反應原理以及反應條件進行分析與探討。制造氧氣的方式有很多種,那么哪種方式才是最效率高并且更適合化工生產呢?在不同的環境下,對于生產的原料以及方式都是可以隨機改變的,并能通過改變來進行適應性生產,從而提高化學生產的效率,并實現高效以及綠色生產。
3結語
1.1填裝生產工藝現狀
許多工業雷管生產廠家依然沿用較為落后的裝填藥技術,包括人工加藥、人工操作、各個環節之間人工傳送等。在該類生產工藝中,主要是以由人員手動完成,個人素質對于操作的規范性有著直接的影響,包括安全意識薄弱、存在僥幸心理、操作技術不過硬、注意力不集中等,留下了較多的安全隱患,安全性得不到保障等。
1.2自動填裝生產工藝
現在的工藝中,雷管制造的填裝工藝基本上可以實現自動化,嚴格遵循著三少三隔開的基本原則,采用自動填裝工藝。自動裝填的生產工藝包含的環節較為豐富,包括裝填藥環節實現人機隔離、自動裝藥、自動動態監測、自動排除廢棄物、自動安全報警、自動化安全聯鎖等。該技術以其良好的安全性及穩定性,在許多工業雷管生產企業中得到了廣泛的應用。
1.3生產工藝優勢及不足之處
在進行工業雷管的生產過程中,引用自動裝填制造工藝,其優勢十分明顯。其在填裝的各個環節均運用到了不同的自動化技術,不僅能夠最大幅度地減少人員操作環節,降低了人員的工作量,避免人員接觸到危險品,排除人為的安全隱患因素,還能夠自動檢測填裝過程中的異常情況,及時報警,安全性良好。自動裝量時,其計量較為準確,且自動將其中的廢品排除掉,提高了工業雷管產品的質量,減少了成本投入。其生產效率也較高,可以達到12000發/h,另外設備不易出現故障情況。但是其也存在一定的缺陷,即需要對設備進行專業的保養,對于該項保養技術有較高的要求,才能保障生產活動的順利進行。
2延期藥的制作生產工藝
2.1延期藥制作環節的危險性分析
延期藥的主要構成成分包括氧化劑、燃速調節劑、可燃劑、黏合劑等化學品,將其全部粉碎達到一定的粒徑后,充分混合制作成延期藥,具有易燃、易爆的特點。在制作的過程中很難保障其能夠充分均勻地混合,且極易出現火災。如果采用干混的生產方式,在進行干混的過程中,需要嚴格控制設備的運行,強化生產現場的各項管理工作,嚴禁出現明火,因此需要投入大量的資金,且管理上也存在較多的困難。如果是利用酒精作為溶劑,采用的濕混生產方式,而酒精具有可燃性、揮發性,也容易發生火災,情況嚴重的甚至引發爆炸事故。
2.2水混生產工藝
基于上述危險因素,可以采用現代較為先進的水混生產工藝,即利用水作為溶劑,在其中加入制作延期藥的原料,再通過一系列的工序,制作出各種粒徑的延期藥,包括材料混合、預干燥、制作成顆粒、最終干燥、篩分分級等。各類材料在水中的分散性良好,能夠充分融合,混合的均勻性較高,使得延期藥的質量有保障。水具有不可燃性、無毒性、環保性等特點,在其中進行化學材料的混合,各個材料的可燃性也被有效的抑制,因此不會出現火災或者爆炸的情況,生產過程更加安全、穩定。
2.3運用先進的設備
在進行水混生產工藝的過程中,需要使用專用的機械設備,包括混藥機、造粒機、篩分機等,其機械性能良好,混合的均勻性高,且能夠實現自動化操作,人機隔離,十分安全。在造粒方面,傳統的生產工藝中是利用手工造粒,不僅效率不理想,也容易出現危險情況,而造粒機則能夠實現人機隔離,機器可以放置于防爆間,進行淋水處理,不僅能夠避免操作時形成大量的粉塵,也能夠排除人為的因素,減少安全隱患,提高了安全性。
3剛性引火材料制作生產工藝
3.1工藝現狀
傳統的工業雷管生產的過程中,剛性引火材料的制作,一般是運用人工裸眼焊橋絲、手工抹藥頭等人員操作,其中產生的揮發性氣體會使得操作人員的身體受到較大的損傷,不僅工作效率不佳,所生產的產品質量也得不到保障,屬于風險較大的工作。
3.2剛性引火材料制作工藝
傳統剛性引火材料的制作工藝中存在的問題,可以利用新型的工藝予以解決。可以使用鋼帶沖梳齒,梳齒鋼帶上塑除油,橋絲焊接,蘸引火藥頭,并利用遠紅外技術對藥頭進行干燥,將藥球頭干燥完畢后,再在焊機上將其與腳線焊連在一起。其主要的制作流程為:
(1)先做好各項準備工作,包括鋼帶沖梳齒,梳齒鋼帶上塑除油,橋絲焊接,并進行運輸材料,混合引火藥、配置膠液等工作,才能進行蘸引火藥頭及藥頭紅外烘干的工作;
(2)上述工作做好后,需要進行、分線、配線并擰緊、注塑并把、裝夾子剪線等工作,再將引火藥頭的腳線焊接在一起;
(3)焊接完畢后還需要將廢棄的線進行返修,如果合格后,可以繼續使用;
(4)制作防潮漆,將焊接后的腳線噴涂防潮漆并烘干。
3.3設備要求
剛性引火元件生產工藝所需要的機械設備較多,如梳齒沖床、整形沖床、橋絲焊接機、剛性藥頭塑料上梳機、自動蘸藥頭機、分線機、月牙板式回轉烘干機、注塑機、臺式電焊機等,其自動化程度高,焊接質量能夠達到國家及行業的標準,產品的質量較為可靠,各個環節都有安全防護措施,避免了操作人員與有毒有害物質的接觸,藥劑的隔離操作,混藥頭藥、沾藥等操作有可靠的安全防護裝置,避免了人體與有害氣體的接觸,提高了生產的安全性,并優化了運作效率。
4結語
1.1齒輪箱的功能
常規的普通發電機組都需要達到一定的轉速才能試運轉發電,但是風力發電機的轉速由于風力原因顯然不高,所以風力發電機的風輪軸需要經過增速箱增速才能達到發電機的轉速要求,而齒輪箱就是傳遞風輪動力并且使轉速明顯提升的關鍵設備。風輪的轉速越低,齒輪箱的增速比要求也就越高,相應的復雜性、造價都會有很大的提升。所以齒輪箱是希望風輪的轉速越高越好的。但是現在國際上風力發電的基本趨勢是風輪為三葉片,而且葉越來越長,風輪的半徑越來越大,這就要求了齒輪箱的技術越來越復雜與精密。
1.2齒輪箱技術現狀
我國的風力發電機組的相關技術是從國外引進并發展的,但是從國外引進的相關技術中并沒有風力發電齒輪箱的相關制造技術,所以我國的風力發電齒輪箱制造技術沒有實際的技術借鑒,全靠研究人員按照電機組的技術規范自行研究和制造,所以齒輪箱制造技術不算很高。另一個尷尬的現實是,我國對風力發電的技術研究起步很晚,國內缺少對于風力發電技術特別精通的相關專業人才,相關的教育基礎也比較低,種種原因都限制了我國的風力發電齒輪箱制造技術的快速發展。現在的齒輪箱產品離滿足市場需求還有很長的路要走。
2、齒輪箱生產工藝
2.1齒輪箱生產的常見困難
目前我國生產的齒輪箱大多數都會遇到相同的困難,這些常見的困難有:
(1)軸承的使用壽命問題。齒輪箱的軸承屬于高損耗的部件,國內生產的軸承大多數使用壽命低于平均水平,容易過早的疲損。
(2)齒輪箱的設計計算方法拙計。國內的齒輪箱因為成本的考慮大多數使用直齒,而國外先進的生產廠家大多數使用斜齒,而且精度也足夠。
(3)齒輪的原材料問題。國內的材料質量稍遜于國外,而且仿制的齒輪箱在加王銳張旭沈陽鼓風機集團風電有限公司遼寧沈陽110869工水平上也明顯不如原廠。國內的實際情況也決定了從國外引進的技術并不是全部適合,因此齒輪箱的制造必須自主設計研發,包括材料、工藝等。
2.2齒輪箱的生產工藝
2.2.1部件。齒輪箱由多個部件構成,其中的一些關鍵部件嚴重影響齒輪箱的壽命和質量問題,在制造是應該給與一些部件重點關注。首先是齒輪。涉及齒輪的過程中要尤其注意減速傳動和增速傳動的差異,變位系數的選定必須考慮到降低滑差,然后參考實際需要設計齒向和齒廓。內齒圈輪緣厚度要3倍于模數,外齒輪以滲碳淬火配合磨齒,齒輪精度要求不低于6級。另外齒輪的計算問題要尤其重視,齒輪的疲勞強度要參考實際使用時候的載荷譜在經過詳細的計算才能獲得,齒輪的工作載荷很難確定,而且工作中的變化很多,致使計算工作很復雜。然后是軸承。和齒輪類似,因為風力工作環境的不確定性和載荷難以控制的問題,風力發電機軸承非常脆弱。這就要求了齒輪箱在設計的時候要注重軸承的類型選擇以及措施的制定,重點研究提升軸承的使用壽命。
2.2.2工藝改進。傳統的齒輪箱的制造工藝流程分為鍛造、正火、高溫回火、粗加工、去毛刺清洗、滲碳淬火、清理拋丸、磨齒、檢驗等步驟。這種傳統的齒輪箱適合船舶等高安全系數的制造中,但是近些年在一些從國外引進的某些產品或者某些科技前沿的產品中使用時發現了容易失效的問題。而近些年出現了一些改進之后的工藝流程,改進后的工藝流程分為鍛造、正火、高溫回火、較高精度粗加工、去毛刺清洗、預熱、重行奧氏體化滲碳淬火、清理拋丸、少余量緩進給磨齒、檢驗等步。這一工藝流程比較符合國產化的齒輪箱的制造現狀,該工藝過程提高了粗加工精度,增加了滲碳前的預先熱處理工藝,這是為了減少滲碳淬火過程的變形并減少磨削余量。磨削過程中了采用少余量緩進給磨削,使齒面保留較大的壓應力狀態并提高精度與粗糙度。采用重行奧氏體化滲碳淬火工藝能夠提高齒輪的耐磨性和承載能力。
2.2.3工藝參數設計。齒輪的承載能力非常重要,所以工藝參數要仔細選定。滲碳層的含碳量除只有存在嚴重的沖擊載荷時才需要考慮低周疲勞問題。在滲碳工藝中經過對工廠成本和滲層內氧化現象的綜合考慮之后,含碳量應該在0.77到1個百分點之間。表面碳濃度過高可能會導致表面出現大量碳化物和殘余奧氏體的情況,但是低的含碳量卻有可能造成貧碳的非馬氏體組織,這兩種情況都會降低齒輪的接觸疲勞性能。接著,滲碳溫度提高會使齒輪的加工時間變短,既提高生產的效率,也能有效降低成本,但是同時這也可能導致變形加大、滲層不均的問題;但是溫度過低、保溫時間長則會導致成本的提升。淬火溫度的提高則會很明顯的影響表面組織和芯部硬度。淬火溫度和滲碳溫度需要考慮具體的原材料性能來決定才能使效果達到最佳。
3、結語
1.1爆炸分析
聚丙烯生產工藝中的爆炸危險是由多項原因引起的,而且爆炸危險表現在多個方面,如:閃爆、聚爆等,嚴重影響了聚丙烯生產工藝的安全控制。分析聚丙烯生產爆炸危險的原因,如:
(1)聚丙烯生產原料引起的爆炸,丙烯是生產中的主要原料,一旦工藝中發生丙烯泄露,即會在設備生產底部聚集,導致設備膨脹爆炸;
(2)溫度失控,聚丙烯生產過程中的聚合反應,需要嚴謹控制溫度,如果溫度與生產工藝矛盾,就會引起爆炸;
(3)粉塵聚集,粉塵占據了聚丙烯反應的空間,受到膨脹影響而發生爆炸。
1.2靜電火災
靜電是聚丙烯生產中比較常見的一類危險源,雖然聚丙烯是非導體,但是表面很容易聚集靜電電荷,特別是在聚丙烯流動的狀態下,靜電電荷與周圍的設備、管道發生摩擦,長期摩擦的過程中發生靜電感應,如果聚丙烯生產的環境較為干擾,也能發生靜電火災,引發嚴重的危險事故。
1.3堵塞危險
因為聚丙烯生產的產物,具有粘合、依附的特性,容易粘結在聚丙烯生產的設備表面,長期以來形成了固結體,所以引起了堵塞的危險。例如:聚丙烯生產中采用管式聚合器,在反應后期產生大量的粘合物,集中粘結在管道內壁上,導致管式聚合器內形成了堵塞的問題,如果管式聚合器內聚集物較多,即會影響管道的輸送水平,管內的壓強、溫度等都會偏離正常的數值,也能引起爆炸或火災風險。
2聚丙烯生產工藝的安全措施
綜合評價聚丙烯的生產工藝,針對工藝的危險性提出安全控制的措施,確保聚丙烯生產的安全性。聚丙烯生產工藝中,可以采用蒙德法分析危險源,落實相關措施的安全控制。
2.1爆炸控制的措施
聚丙烯生產工藝危險性中的爆炸控制,需要根據爆炸危險的原因規劃措施應用。首先是防止丙烯過度聚合,聚丙烯生產時嚴格按照原料的投放順序和比例執行,消除潛在的聚合危險,監督聚丙烯生產的過程,防止原料聚合;然后控制聚丙烯生產的溫度,可以在聚丙烯生產中安排冷卻工藝,重點控制工藝生產過程中的放熱;最后是預防粉塵爆炸,規范處理聚丙烯生產工藝中的堵塞問題,遵循聚丙烯生產的要求,防止粉塵堵塞聚丙烯生產的設備和管道。全面控制聚丙烯生產工藝中的爆炸危險,保障聚丙烯生產的經濟效益。
2.2靜電火災控制的措施
為了防止靜電火災,聚丙烯生產的過程中需要采取靜電接地的方式,還要注重聚丙烯生產環境的控制,防止生產環境過于干燥。聚丙烯生產時,應該定期檢查靜電接地的可靠性,也可利用加濕的方法,消除聚丙烯表面的靜電電荷,降低靜電火災的危害。除此以外,聚丙烯的輸送工藝中,增加氮氣物質,防止聚丙烯表面的靜電與設備或管道結合,保障聚丙烯在管道運輸中的安全性,充氮控制的方法是目前防靜電火災中最簡單的一類,解決了精丙烯生產中的靜電問題。
2.3堵塞危險的控制措施
聚丙烯生產工藝中安裝自動控制系統,監控聚丙烯生產的堵塞危險。自動控制系統檢測到堵塞危險時,會自動發出警報,促使生產工藝進入緊急處理的狀態,提高聚丙烯生產系統的輸送能力,以免聚丙烯的產物過度聚集在生產管道內。部分情況下,自動控制系統具有報警的功能,提供緊急處理的手段,有利于控制聚丙烯的堵塞問題。自動化控制系統非常注重堵塞風險的控制,通過實踐性的操作方式,杜絕堵塞的風險,防止聚丙烯生產中發生危險事故,提高聚丙烯生產的效率。綜上所述,聚丙烯生產工藝的危險性,需積極采取相關的安全措施,利用可靠的安全控制措施,規避聚丙烯生產中潛在的危險隱患,加強聚丙烯生產安全控制的水平,消除聚丙烯的危險源,促進生產工藝的安全進行。所以,在聚丙烯生產工藝中實行安全控制,保障聚丙烯生產的安全水平。
3結語
本鋼浦項連續鍍鋅機組采用的是輥涂式鈍化處理方式。鈍化涂機主體結構包括:軋制線輥、料盤、提料輥和涂輥。使用的鈍化液為三價鉻產品,其主要由以下成分組成:三價鉻Cr(Ⅲ)、氧化劑、絡合劑、其他金屬、成膜促進劑、封孔劑及潤濕劑。混合后的鈍化液由工作罐打入料盤中,通過一個提料輥將鈍化液送到涂輥,涂輥再以一定的壓力和速度將鈍化液涂在帶鋼表面。各輥均可調速,輥隙及涂輥和帶鋼壓力可自動調整,以保證鍍膜均勻和各種厚度涂層。當焊縫通過時輥涂機涂輥可快速打開。三價鉻膜層是通過鋅的溶解形成鋅離子,同時鋅離子的溶解造成鋅表面溶液的pH值上升,三價鉻直接與鋅離子、氫氧根等反應,形成不溶性化合物沉淀在鋅表面上,從而形成鈍化膜。
二、鈍化能力過剩
在鈍化涂機實際生產中,鈍化鹽霧時間是評價鈍化產品防銹能力的主要指標。不同的客戶對鈍化產品的鹽霧時間要求不同,目前絕大部分客戶要求鈍化產品的鹽霧時間保證值為72h,極少部分客戶要求鹽霧時間為48h和96h。目前主要的問題是產量占絕大部分的鹽霧要求72h的鈍化產品在生產過程中出現了鈍化能力過剩的問題(圖2),也導致了鈍化液噸耗過高,因此需要系統優化鈍化涂機工藝參數。
三、原因分析
1.提料輥與涂輥之間縫隙壓力
提料輥在鈍化液中旋轉,把鈍化液帶到提料輥與涂輥之間的縫隙中。因此提料輥與涂輥之間壓力的大小直接決定了涂輥表面附著的鈍化藥液量。提料輥與涂輥之間壓力越大,相應涂輥上附著的鈍化藥液量越小。機組目前使用的提料輥壓力為2.0kN。
2.涂輥與鋼板表面的壓力
涂輥與帶鋼表面接觸,給涂輥施加一定的壓力,使涂輥上的鈍化液印附在帶鋼表面形成鈍化膜。由于提料輥與涂輥之間的壓力已決定涂輥上鈍化液的藥劑量,因此涂輥與帶鋼表面的壓力主要起到改善鈍化效果的作用。涂輥與帶鋼之間的壓力越大,帶鋼表面涂敷的鈍化液越均勻。涂輥壓力過高會導致涂輥表面與帶鋼邊緣接觸的邊緣膠層磨損。機組目前使用的涂輥壓力為2.5kN。
3.輥速比
輥速比包括提料輥與涂輥之間的輥速比率,涂輥與帶鋼之間的輥速比率,以機組運行線速度的百分比進行控制。提料輥速比越高在提料輥與涂輥之間盛裝的藥液量越大。提料輥速比過高易造成鈍化液溢出;提料輥速比過低,易造成藥液量不足導致涂敷不良甚至損傷涂輥。根據機組現場提料輥運行狀態觀察得出,在機組速度的35%進行提料輥轉速,即可滿足提料要求。涂輥與帶鋼之間的輥速比率,同樣以機組運行線速度的百分比進行控制。涂輥與帶鋼之間以相同的線速度運轉,避免涂輥與帶鋼表面發生相對運動,從而避免了使涂輥過早磨損。
4.藥劑濃度
鈍化產品單位面積內鉻離子含量越高對應的鹽霧時間越長,相應的鈍化藥劑中鉻離子含量越高,涂敷在帶鋼表面的鈍化液體越少。本鋼浦項連續鍍鋅機組使用的鈍化液藥劑已進行混合配比,因此藥劑中鉻離子含量為定值。
四、涂機生產工藝
參數優化為了保證客戶要求的鹽霧時間,減少鈍化能力過剩的問題,需要找到合理的控制方法,使用不同提料輥壓力對典型產品進行涂敷,并將對應的膜重與鹽霧時間進行關聯,優化涂機工藝參數。對樣板進行膜重測試和鹽霧測試,實驗結果如圖4和圖5所示。結果表明:增加現有提料輥壓力使用2.5kN及3.0kN提料輥壓力涂布帶鋼時,產品表面膜重明顯降低。目前已知使用2.0kN提料輥壓力涂布產品時出現72h鹽霧能力過剩的問題,因此需結合鹽霧時間重新制定提料輥壓力參數。在原有鈍化參數不變的情況下,將提料輥壓力由2.0kN升至2.5kN時,膜重控制在鉻離子含量50mg/m2以上時,鈍化鹽霧時間可滿足72h鹽霧要求。將提料輥壓力升至3.0kN時,膜重控制在鉻離子含量40~50mg/m2之間,可滿足48h鹽霧要求。
五、結束語
1.1混合顆粒機機型選擇創新。混合顆粒機一般分成單螺桿混合顆粒機和雙螺桿混合顆粒機2種機型。單螺桿混合顆粒機,對物料變化、產品要求變化等的適應能力較差。威可達公司維生素B12添加劑需要根據客戶需要,生產維生素B12為0.1%-1%不同含量,不同粒度的產品,所以單螺桿混合顆粒機不太適用。威可達公司根據需要,創新地使用雙螺桿混合顆粒機,這樣混合顆粒機使用范圍更寬。由于混合顆粒機兩個螺桿的協助作用,所以在混合顆粒機擠壓過程中物料的走向得到較理想的控制,避免了單螺桿混合顆粒機中出現的逆向隙流,使物料受力均衡,維生素B12添加劑產品顆粒大小均一。而且雙螺桿混合顆粒機兩個螺桿工作時相互清理粘附于螺桿的物料,所以雙螺桿混合顆粒機生產時物料殘留很少,節約了原料的使用。
1.2原料入機水分調節的工藝創新。原料進入混合顆粒機時,為了使得維生素B12添加劑易于成型,需要控制進料時的物料水分。物料水分對維生素B12添加劑產量、生產時的耗能、維生素B12添加劑產品質量、混合顆粒機使用壽命及混合顆粒機的工作平穩性等都有影響。維生素B12添加劑原料的水分提高,那么此后的蒸汽成本和干燥成本相應增加。維生素B12添加劑生產原料需要有一定的水分含量,這樣可促使維生素B12添加劑生產原料軟化,降低維生素B12添加劑物料對設備的摩擦阻力,降低對混合顆粒機螺桿的驅動力要求,并減小混合顆粒機易損件的磨損。通過威可達公司技術人員的深入研究,認為維生素B12添加劑物料水分22%-31%,是混合顆粒機的適宜操作參數。
1.3濕法混合工序。維生素B12添加劑的載體一般是玉米淀粉,或者根據客戶要求使用碳酸鈣、磷酸氫鈣、甘露醇作為載體。將玉米淀粉置于混合顆粒機中,然后根據客戶要求的維生素B12含量,加入訂單含量的維生素B12液體,攪拌10分鐘出料,得維生素B12添加劑濕物料后卸出。
1.4干燥工序及工藝創新。維生素B12添加劑從混合顆粒機出來后,一般水分在25%以上。所以離開混合顆粒機后的維生素B12添加劑顆粒必須干燥,去除維生素B12添加劑部分水分。維生素B12添加劑的干燥通常分為兩步進行:熱風干燥,冷風干燥。通過沸騰干燥機進行干燥,以進風口溫度120℃~130℃的熱空氣干燥物料。120℃~130℃范圍內沸騰干燥機干燥效率高,且維生素B12添加劑物料不易焦化。熱風干燥使維生素B12添加劑物料水分降至14%~18%。待出風口溫度到從60℃上升到80℃時,將進風口溫度設定為40℃,繼續引風40分鐘后停引風機,卸出干燥維生素B12添加劑物料。調節原料水分,也是調節維生素B12添加劑產品密度的重要措施之一。威可達公司科研人員認為,減少維生素B12添加劑水分的汽化程度,可以使維生素B12添加劑產品密度增高。在螺膛處調節溫度,加溫促使水分汽化,維生素B12添加劑產品密度下降;在螺膛處用冷卻水降溫,減少汽化強度,可以使維生素B12添加劑產品密度增加。所以可以根據客戶的需求,進行維生素B12添加劑干燥程度的控制。
1.5后處理工序、干混合工序及終篩分。檢查振動篩狀態和篩網情況,根據客戶需要選擇相應目數的篩網,將維生素B12添加劑干物料加入到振動篩內,干物料經粉碎后同篩下的粉末一同混合,混合得維生素B12添加劑中間體。將維生素B12添加劑中間體置于錐形混合機中,根據客戶訂單的要求,加入固體維生素B12配方,攪拌30分鐘后,從混合機底部接出維生素B12添加劑混合后物料。將混合好的成品粉劑,根據客戶需求,使用相應篩網目數的振動篩進行篩分,去除雜物。
1.6包裝及包裝前后的質量控制創新。根據包裝規格,準確稱量維生素B12添加劑并復核,無誤后按包裝要求進行包裝,即雙層聚乙烯袋扎口及鋁箔袋熱封。打包工序對于維生素B12添加劑質量的控制,是至關重要的。無論維生素B12添加劑前序的所有生產工序是否符合維生素B12添加劑加工要求,對維生素B12添加劑打包環節都應該加大力度進行監控。質檢員要對維生素B12添加劑產品進行仔細的檢查,如果發現維生素B12添加劑質量問題,需要及時反饋給維生素B12添加劑生產線上的生產者或控制者,以便對維生素B12添加劑生產工藝進行改進,以保證維生素B12添加劑產品質量。在維生素B12添加劑打包時,當標簽被加入并封口后,必須保證維生素B12添加劑沒有生產失誤問題,維生素B12添加劑粒度符合要求,B12有效含量指標檢測合格,維生素B12添加劑包裝重量在誤差規定范圍之內。
2維生素B12添加劑生產工藝中的質量控制創新
2.1提高與完善維生素B12添加劑設備的性能。機電設備對維生素B12添加劑產品質量有著直接影響。所以混合顆粒機、沸騰干燥機、封口機等設備,決定了維生素B12添加劑產品外觀、均勻度以及封口的好壞。所以在維生素B12添加劑生產設備的管理上,必須責任到人,加強維生素B12添加劑生產設備的維修與維護,提高與完善維生素B12添加劑生產設備的性能,使維生素B12添加劑生產設備能夠有效的投入高質量的維生素B12添加劑生產中。在維生素B12添加劑生產中,要嚴格按照維生素B12添加劑生產工藝要求進行生產。在維生素B12添加劑生產中,要進行合理工藝設計和工藝參數的選擇避免在維生素B12添加劑生產中發生設備故障,減少加工過程物料殘留,更好地生產出合格維生素B12添加劑產品。
1.1成分控制
6082鋁合金型材的力學性能要求很高,其抗拉強度σb≥320MPa。Mg2Si含量從0.5%增加至1.0%時,合金的抗拉強度可提高一倍,繼續提高Mg2Si含量可使抗拉強度進一步提高,但是合金的淬火敏感性和擠壓變形抗力也隨之增加,故Mg2Si含量宜控制在1.3%~1.5%。另過剩Si對合金的強度提高有很大幫助,但同時也會增加脆性,降低合金的擠壓塑性,一般過剩Si含量控制在0.2%~0.4%為宜。6082合金還需添加一定量的Mn元素,以提高合金的再結晶溫度,阻礙擠壓時發生再結晶或再結晶晶粒長大,細化晶粒。但Mn含量過高會增加合金的淬火敏感性,同時會形成粗大的含Mn第二相,降低其對再結晶過程的抑制作用,還會影響到合金鑄造性能,隨著Mn含量增加其粘度增大,流動性下降,因此Mn含量應控制在0.4%~0.6%的范圍內。
1.2鑄造生產工藝
由于6082合金的特點是含難熔金屬Mn,Mn的存在易引起晶內偏析及固液區塑性降低,導致抗裂能力不足,故熔鑄工藝主要注意兩點:第一,選擇合適鑄造溫度,溫度過高會使液穴加深,溫度梯度加大,導致鑄造應力增加,產生鑄造裂紋;溫度過低將降低金屬流動性,易產生冷隔、夾渣、不易于氣體逸出,因此熔煉溫度應控制在730~750℃內,且攪拌均勻保證金屬完全熔化、成分均勻;第二,控制鑄造速度,鑄造速度較高,會使液穴加深,延伸到結晶槽之外,易形成中心裂紋,同時鑄造凝殼層變薄,偏析瘤加大;鑄造速度較低,同液穴在結晶槽之內,易產生表面裂紋及冷隔等缺陷;鑄造速度也要適當降低,控制在80~100mm/min內。
2均勻化生產工藝
2.1鑄態組織
合金鑄態金相顯微組織可知合金的鑄態組織主要由樹枝狀α(Al)固溶體、骨骼狀非平衡共晶相β(AlMnFeSi)和晶界組成。樹枝狀晶晶內偏析嚴重,成分不均勻,晶界處的骨骼狀非平衡共晶對合金的塑性有不利影響,鑄態合金必須進行均勻化處理才有良好的擠壓性能。
2.2均勻化
均勻化保溫后的冷卻速度對型材的最終力學性能有重要影響,隨著冷卻速度提高,型材力學性能逐漸升高。當冷卻速度低于100℃/h時,抗拉強度只有180MPa,遠低于工業型材的要求;當冷卻速度為200℃/h時,抗拉強度可達到300MPa,基本滿足工業型材的要求,冷卻速度繼續提高,抗拉強度還有一定幅度的提高。均勻化后,冷卻速度不僅對鑄錠的組織產生影響,也對擠壓在線熱處理后型材的組織產生重要影響。鑄棒經過擠壓在線熱處理時,由于擠壓變形熱的作用,合金溫度可以上升至強化相的固溶溫度,但由于持續時間很短(一般只有幾十秒),鑄棒緩慢冷卻產生的粗大析出相來不及充分固溶,型材冷卻后固溶體的過飽和度不足,甚至還有粗大析出相在基體中分布嚴重消弱了時效處理后型材的力學性能;而鑄棒快速冷卻產生的細小顆粒狀彌散分布則可以快速充分固溶,型材冷卻后得到過飽和固溶體,對強化合金起到主要作用。經過這些變化,6082合金擠壓性能得到很大改善,晶內偏析消失降低了擠壓時金屬流動的不均勻性,提高了擠壓型材的表面光潔度;組織中片狀粗大Al-Fe-Si相的轉變和細化減輕了型材表面裂紋傾向,改善了合金的可擠壓性,提高了擠壓速度。為保證擠壓型材有足夠高的力學性能,合理的均勻化工藝為:2.5h升溫至580℃,保溫1h,然后降溫至570℃,保溫8h,均勻化后冷卻速度≥200℃/h。
3擠壓生產工藝
3.1鋁棒溫度
6082合金變形抗力大,強化相Mg2Si的含量較高,鋁棒溫度要求盡量高一些,但是溫度過高則型材側邊出現裂紋的傾向增加,不利于提高擠壓速度,生產效率較低。所以鋁棒溫度一般控制在470~500℃為宜。
3.2擠壓速度
6082合金中Si含量較高,除與Mg元素以1∶1.73的比例形成強化相Mg2Si以外,還含有大概0.3%的過剩Si,導致合金的脆性明顯增加。擠壓速度提高以后,很容易在型材的側邊出現裂紋現象,所以擠壓速度一般選擇在10~15m/min,寬展擠壓取下限。
3.3淬火生產工藝
6082合金強化相Mg2Si的含量較高(一般在1.3%~1.5%),要使其完全固溶,須保證型材出口溫度(淬火溫度)在固溶度曲線以上,否則由于固溶不充分,降低冷卻后的過飽和度,進而影響時效后的力學性能。反應了出口溫度對力學性能的影響,可以看出,隨著出口溫度的升高,合金的力學性能逐漸提高,當出口溫度達到550℃時,抗拉強度達到峰值345MPa,而當出口溫度低于500℃時,抗拉強度只有275MPa。為得到較高的力學性能,型材出口溫度應大于530℃。由于合金中含有Mn元素,促進晶內金屬間化合物形成,對淬火性能有不利影響,導致6082合金淬火敏感性增加,要求淬火冷卻強度大且冷卻速度快。本試驗中所提到的6082鋁合金工業型材,由于對表面質量有特殊的要求,不能使用水淬進行冷卻,而是采用強風淬進行冷卻,這就在一定程度上限制了冷卻速度。淬火冷卻速度越高,強化相Mg2Si越來不及析出,固溶體的過飽和度也就越高,對時效后型材的力學性能越有利。
4時效生產工藝
合金經過擠壓在線熱處理后,只是得到溶質為Mg2Si的過飽和固溶體,此時的力學性能遠不達標,必須進行時效處理,使過飽和固溶體分解,在基體中沉淀析出細小彌散分布的強化相,以顯著提高合金的力學性能。合理的時效工藝既要保證產品性能,又要考慮生產效率及生產成本,經過反復試驗證明,時效溫度175~185℃,保溫時間6~7h,為6082型材最佳時效工藝,時效后抗拉強度σb≥320MPa,延伸率δ≥10%。
5結論
為了讓纖維的牽伸度達到縮率的要求,牽引工作應當在超過纖維與玻璃臨界溫度的環境中進行,而且要保所有絲束要在同一溫度下進行。(1)熱板溫度設定熱板溫度對毛條縮率有重要影響,在實驗中如果熱板溫度不足,纖維在未達到實驗要求的溫度時而被拉伸,纖維中的大分子在未伸展開的情況下就被拉斷了;如果熱板溫度過高,會使一些纖維的形變難以回復,增加了縮率損失。經過大量的實驗,最終發現當熱板的溫度處于180攝氏度時最好。此外電熱板的間隙也會影響纖維的加熱效果。SEYDEL860型多區拉斷機屬于接觸式電熱板,其間隙的最佳距離在0.2毫米到0.5毫米之間。間隙過大會影響加熱效果,而間隙太小則會出現夾絲、擠絲的現象。從熱板中出來的纖維溫度應該在100度以上,而且絲束上下兩端、兩側的溫度要一致。在把絲束送進熱板部位時,要調整好集束架的張力,讓所有絲束均勻分布[2]。(2)熱牽伸倍數通常情況下,熱牽伸倍數為總牽伸倍數的25%~28%比較合適。如果熱牽引倍數太高,不但會使絲束提前斷裂,對毛條率帶來影響;而且有可能繞輥,影響生產效率。如果倍數小了,纖維中的大分子不能有效伸展,導致毛條的縮率難以達到相應的要求。而且在設置牽引值時應當把原料的質量考慮在內。(3)保證良好的冷卻效果為了達到更好的拉斷絲束效果,提高出條質量,絲束在進入再割區時要進行充分的冷卻,保證冷卻用水的出水溫度不超過21度。條子在通過卷曲輪以后要在冷卻輸送帶上多停留一會,對送進條筒的高縮條也要及時的進行冷卻,筒中條子的溫度不能超過60度。分別從筒中上、中、下三個部位取樣,它們的縮率不能有偏差。為了達到更好的散熱效果可以采用多種散熱方法,比如讓筒的周圍充滿小孔,先在空桶的中央放一根管子,等筒滿了以后,再把管子抽出來,從而增加散熱通道。
2.再割區隔距
出于對后紡加工的考慮,要將毛條的纖維長度控制在合理的范圍之內。腈綸絲束經過預拉斷區和主拉斷區的拉斷處理后,大多數的纖維已經被拉成了短纖維,但是還有一小部分長纖維存在,所以要通過再割區將這一小部分長纖維進一步拉斷。通過對再割區隔距的調整,可以將毛條中最長纖維的長度控制在合理范圍之內。需要指出的是對待不同的原絲,再割區的隔距也有所不同,比如用濕法制作的腈綸,其前后再割區的距離為110毫米或者120毫米,而本實驗中的干法腈綸的再割區隔距應為115毫米或者125毫米。經過這種工藝調整后,取樣分析纖維長度的均方差和離散系數等有關數據,發現兩者都比較合理,而且主體長度和主體基數也在正常范圍之內,尤其是長毛率、短毛率等指標均到達優質產品的標準[3]。
3.梳理制條工藝的選擇
由于干法腈綸的截面是犬骨狀的,所以它不像圓形截面的纖維那樣,可以緊緊的“靠”在一塊,它會顯得更加蓬松。經過試驗發現,如果采用腈綸濕法的梳理工藝來梳理干法腈綸,就比較容易出現繞梳箱、堵塞喇叭口的現象,同為2000米長的條子,干法腈綸在筒中的堆積高度要比濕法腈綸高出30厘米。所以我們對梳理工藝進行了調整,結果發現在兩道針梳機喂入纖度和梳理區的拉伸倍數都小于濕法腈綸的時候,梳理效果會比較好。
4.結論