球墨鑄管生產(chǎn)工藝培訓(xùn)

球墨鑄管生產(chǎn)工藝培訓(xùn)

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--PXL

2014-11-06第一頁，共三十九頁。培訓(xùn)范圍---主要介紹PLXZ6米線生產(chǎn)工藝，兼顧介紹8米線、DIP和MAS工廠一些工藝差異；目標(biāo)---了解球墨鑄管產(chǎn)品基本信息，了解主要生產(chǎn)過程，對(duì)一些關(guān)鍵工藝有個(gè)概念性理解。第二頁，共三十九頁。培訓(xùn)內(nèi)容：鑄管基本信息介紹：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、分類等生產(chǎn)工藝流程：

鐵水的調(diào)質(zhì)、球化孕育離心澆注系統(tǒng)退火插口切環(huán)噴鋅承口打磨、插口校圓水壓測(cè)試壁厚測(cè)試水泥內(nèi)涂水泥養(yǎng)生內(nèi)襯打磨瀝青外涂

第三頁，共三十九頁。鑄管基本信息介紹：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、分類等

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：飲用水管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有：ISO2531（C系列壁厚管，如綠色圣竹管）；EN545（C系列壁厚管）；GB13295（

K系列壁厚管）；澳標(biāo)管AS/NZS2280；污水管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有：ISO7186；EN598分類按尺寸規(guī)格分：PLXZ6米管DN600~DN1000；PLXZ8米管DN1100~DN2000；DIP6米管DN100~DN600；MAS6米管DN100~DN600；按接口形式分：TYT和STDTYTSTD

第四頁，共三十九頁。按水泥類型分：OPC水泥、SRC（抗硫酸鹽水泥）、BFSC（高爐礦渣水泥）和HAC（高鋁水泥—用于污水管）按外涂顏色分：黑色、白色、綠色（圣竹）、藍(lán)色等；紅色—污水管鑄管自身連接方式：承插口相互連接，通過膠圈密封；插口位置設(shè)兩條安裝線是為了利用偏移角調(diào)整管子的相對(duì)位置給予施工一定的靈活性，但如果需要較大角度的轉(zhuǎn)向則需要與管件連接；管子欲留一定的空間，可以承受溫度變化引起的熱脹冷縮，更好地保護(hù)管道。

密封橡膠圈

第五頁，共三十九頁。生產(chǎn)工藝流程

鐵水的調(diào)質(zhì)、球化生鐵來源：9#或10#高爐成分控制：主要控制Si、SMn、P成分，控制流程：右圖生鐵牌號(hào)：基本屬于Q10、Q12運(yùn)輸方式：火車

PLXZ熔煉DIP熔煉第六頁，共三十九頁。調(diào)質(zhì)：根據(jù)電爐內(nèi)鐵水量以及成分，加入Si鐵增硅、加入廢鋼降C，電爐升溫，扒渣（灑聚渣劑--珍珠巖砂造渣）后取樣，直到成分合格，電爐保持出鐵要求時(shí)的溫度，等待出鐵。調(diào)質(zhì)控制文件：

球化前鐵水控制流程：右圖

第七頁，共三十九頁。球化處理：向鐵水中加入一定數(shù)量的球化劑，使鐵水在凝固時(shí)碳以球狀石墨的形式形核和生長(zhǎng)。凝固后鑄鐵的組織中得到球狀石墨的鑄鐵。球化劑成分通常為鎂、稀土鎂合金或含鈰的稀土合金。球化方式：沖入塊狀球化劑（DIP）塊狀球化劑主要成分：Mg,Si,Fe;Mg含量較低約10%，吸收率40~50%，對(duì)鐵水增Si較多，對(duì)鐵水溫降較大，所以對(duì)球化劑球化在出鐵時(shí)的成分和溫度的工藝控制上和喂絲有差異。Mg絲球化（PLXZ&MAS）

Mg絲是指用很薄的鐵皮包裹顆粒狀Mg粉壓制成絲狀，成分和塊狀球化劑一樣，但是Mg含量更高約30%左右，吸收率高〉70%，對(duì)鐵水溫度和增Si影響更小，但是系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)人和設(shè)備要求高。第八頁，共三十九頁。球化衰退：主要由鐵水“回硫”造成。由于球化鐵水停留時(shí)間較長(zhǎng)，殘留鎂和稀土逐漸減少，熔渣沒有及時(shí)扒除，硫還會(huì)回到鐵水中，發(fā)生下列反應(yīng)：2MgS+O2=2MgO+2S2Ce2S3+3O2=2Ce2O3+6S回到鐵水中的硫，又再次與鎂、稀土發(fā)生反應(yīng)：

Mg+S=MgS2Ce+3S=Ce2S3這種反應(yīng)隨著鐵液停留時(shí)間的延長(zhǎng)，硫、鎂、稀土和空氣中的氧循環(huán)作用，消耗了大量的鎂和稀土，進(jìn)而引起因殘留鎂和稀土不足造成球化衰退這種球化衰退除鐵水停留時(shí)間較長(zhǎng)外。還與球化劑中稀土含量較低、或者球化劑加入量偏低有一定的關(guān)系，但緊靠增加其加入量也很不可取，這不但增加成本，而且因?yàn)殒V和稀土殘余量高了，氣孔、熔渣量和滲碳體都會(huì)增加為了控制鐵水中殘Mg含量，達(dá)到理想的球化效果：控制原鐵水中S含量及時(shí)清渣，減少回S現(xiàn)象減少球化后的鐵水等待時(shí)間，一般設(shè)定球化衰退的時(shí)間在20分鐘左右，長(zhǎng)時(shí)間等待的鐵水應(yīng)該回爐再處理。第九頁，共三十九頁。球化質(zhì)量控制：工廠除了控制鐵水成分外，針對(duì)原鐵水中S含量的不同制定了球化劑的加入量，控制文件和控制流程：孕育劑：在離心澆注時(shí)當(dāng)鐵水流經(jīng)流槽的同時(shí)往鐵水中加入一定量的孕育劑，孕育劑中含大量細(xì)小的非金屬夾雜物，是石墨析出的核心，有效促進(jìn)石墨化。孕育劑類型：工廠主要用Si-Fe系，

Si-Fe-Ca系，Si-Fe-Ba系。孕育劑加入量和扇形包鐵水溫度控制文件：第十頁，共三十九頁。離心澆注系統(tǒng)

上行下行孕育劑6米線離心機(jī)主要工作流程：扇形包鐵水準(zhǔn)備就緒給出指令離心機(jī)在上限位操作工下達(dá)澆注指令管模開始提速、扇形包開始翻包流槽探頭感應(yīng)到鐵水并開始隨流加入孕育劑、開始噴管模粉承口探頭感應(yīng)到鐵水+延時(shí)主機(jī)開始下行到達(dá)扇形包切換包位置扇形包回翻并停止加入孕育劑主機(jī)繼續(xù)下行到零位停止噴粉，流槽完全退出冷卻，管模降速(切換新流槽同時(shí)刷舊流槽)，安裝砂芯扒管（主機(jī)上行）主機(jī)達(dá)到上限位(承口補(bǔ)粉)等待下一個(gè)循環(huán)開始主機(jī)上下由位置編碼器控制第十一頁，共三十九頁。離心機(jī)控制界面信息：第十二頁，共三十九頁。6米和8米線離心機(jī)澆注上的差異：運(yùn)動(dòng)形式上：6米線是離心機(jī)運(yùn)動(dòng)，流槽不動(dòng)，拔管主要靠離心機(jī)上行；8米線離心機(jī)不運(yùn)動(dòng)，流槽運(yùn)動(dòng)，拔管主要靠拔管鉗下行。8米線比6米線多一個(gè)濕噴工藝，8米管模在澆注前先濕噴，濕噴主要成分是硅藻土和膨潤(rùn)土加水的混合物，在管模內(nèi)壁形成一層薄膜，目的保護(hù)管模，同時(shí)使鐵水溫降減慢減少滲碳體形成加入鋁粒：斜流槽和流槽涂刷完畢,扇形包澆鑄之前加入，減少承口夾雜冷卻方式：6米線管模幾乎是泡在水里，在澆注中鐵水溫降快，滲碳體形成多，退火時(shí)間長(zhǎng)；而8米線是噴水冷卻，鐵水溫降慢幾乎沒有滲碳體生成，退火時(shí)間短6m離心機(jī)8m離心機(jī)第十三頁，共三十九頁。離心機(jī)部分系統(tǒng)介紹（數(shù)據(jù)采集、扇形包扇區(qū)及曲線板、水冷卻系統(tǒng)）：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：離心機(jī)操作系統(tǒng)除了ASAP系統(tǒng)外，另一個(gè)重要功能就是數(shù)據(jù)的收集，對(duì)每支管子的基本信息，設(shè)置的參數(shù)，操作指令、主機(jī)位置、扇形包狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)等等進(jìn)行記錄；這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集在離心機(jī)電腦內(nèi)，離心機(jī)電腦每隔半小時(shí)又將這些數(shù)據(jù)傳送到IT部門服務(wù)器，工藝、生產(chǎn)人員可通過訪問服務(wù)器下載數(shù)據(jù)分析各種數(shù)據(jù)，甚至可以還原生產(chǎn)情況；下圖為8m工藝人員所用自動(dòng)分析工具界面ASAP系統(tǒng)簡(jiǎn)介：是離心機(jī)自動(dòng)澆注的一個(gè)算法系統(tǒng)，是對(duì)各個(gè)離心澆注參數(shù)一個(gè)理論上的優(yōu)化模擬，它的理想狀況是拉出壁厚穩(wěn)定均勻的管子，目的是為做省鐵同時(shí)減少?gòu)U品率第十四頁，共三十九頁。扇區(qū)2扇區(qū)3扇取1扇形包扇區(qū)及曲線板：一個(gè)扇形包一次兌滿鐵能澆注幾支管子就需要在ASAP系統(tǒng)中設(shè)置幾個(gè)翻包角度，一個(gè)翻包角度就是一個(gè)扇區(qū)；曲線板：也叫等速板，曲線板可以把液壓的缸的勻速直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成扇形包的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，即讓扇形包在翻轉(zhuǎn)過程中保證鐵水均勻的流出，保證每個(gè)扇區(qū)鐵水等量，方便控制管重和做省鐵指標(biāo)。曲線板可以根據(jù)扇形包連桿結(jié)構(gòu)計(jì)算出來，曲線設(shè)計(jì)是否合理可以用簡(jiǎn)易方法來驗(yàn)證。第十五頁，共三十九頁。水冷卻系統(tǒng)：8米線和6米線離心機(jī)在冷卻方式上有所差異，8米線是噴灑在管模上冷卻，6米線是侵泡式整支管模在水中冷卻；6米線的冷卻方式能讓離心成型的鐵水更快的冷卻下來。冷卻水系統(tǒng)：均是用循環(huán)冷卻水，主要依靠冷卻塔冷卻，根據(jù)需要補(bǔ)充少量主管道新水。下圖是8m離心機(jī)水冷系統(tǒng)第十六頁，共三十九頁。目的：為了促進(jìn)滲碳體和珠光體的分解，獲得鐵素體的基體組織參數(shù)：根據(jù)規(guī)格大小設(shè)置鏈速，PLXZ6米一般在0.83~0.9米，溫度設(shè)置及控制如下：退火第十七頁，共三十九頁。切環(huán)對(duì)象：做金相樣環(huán)：每球化包最后一支澆注的都要切環(huán)看金相組織控制長(zhǎng)度：8米線每次均切；其它原因切環(huán)：如插口尺寸偏小，插口內(nèi)襯原因等插口切環(huán)第十八頁，共三十九頁。目的：防腐，最重要的電化學(xué)防腐手段防腐原理：Zn比Fe電位低，失去電子形成陽極而被腐蝕形成Zn氧化物，該氧化物致密且不易溶解形成一層保護(hù)膜附著在管壁上，又進(jìn)一步地減少電化學(xué)和微生物的腐蝕霧化原理：正負(fù)電極的兩鋅絲在大電流低電壓的作用下，燃燒于端部的電弧將均勻送進(jìn)的鋅絲熔化，并被壓縮空氣吹成細(xì)小的熔融顆粒，被吹到管外壁并吸附在管壁上。霧化噴鋅管外壁送絲系統(tǒng)第十九頁，共三十九頁。噴鋅標(biāo)準(zhǔn)：130g/m2;200g/m2;400g/m2;標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)：米拉實(shí)驗(yàn)；鋅絲材質(zhì)：純Zn絲、Zn-Al合金（Al含量約15%），鋅絲直徑3.95~4mm噴鋅吸收率：指在單位時(shí)間內(nèi)噴在管壁上的鋅重所占總的噴出去的鋅重的百分比；吸收率影響因素：在同種管徑下主要因素是管溫、噴嘴到管壁之間的距離、霧化效果（與壓縮空氣壓力有關(guān)，顆粒越細(xì)越易被除塵系統(tǒng)吸走而吸收率低）、除塵風(fēng)力大小、管壁表面（表面粗糙越易吸附，噴鋅標(biāo)準(zhǔn)越高吸收率也越高）；不同管徑所對(duì)應(yīng)吸收率：普通鋅絲對(duì)小口徑DN100~200吸收率約在30~40%；而大孔徑管DN800~DN1400吸收率能到60%~70%；計(jì)算公式：現(xiàn)場(chǎng)需要測(cè)量單位時(shí)間出絲能力，噴槍移動(dòng)速度（可間接測(cè)量），米拉測(cè)試，管徑。霧化噴鋅第二十頁，共三十九頁。噴鋅操作界面：

霧化噴鋅第二十一頁，共三十九頁。PLXZ，DIP和MAS噴鋅方式差異：驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)PLXZ6M&8M：噴槍不動(dòng)，管子旋轉(zhuǎn)，管子被小車托著直線移動(dòng)，噴槍不動(dòng)DIP&MAS：噴槍做直線運(yùn)動(dòng)，管子僅僅旋轉(zhuǎn)，不做直線移動(dòng)，這種方式下容易出絲不穩(wěn)，斷絲斷弧，損傷噴槍頂尖驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)第二十二頁，共三十九頁。承口打磨：目的是清理承口內(nèi)砂芯殘?jiān)?、毛刺、鐵渣，保證承口d3,d2,d5相關(guān)尺寸尺寸檢查：d3通規(guī)、止規(guī)，板規(guī)檢查d2,d5承口富鋅涂刷：對(duì)承口打磨所有位置和承口端面均需均勻涂刷富鋅涂料。承口打磨、插口校圓第二十三頁，共三十九頁。插口校圓：D4通規(guī)、止規(guī)檢查管子插口尺寸，對(duì)于橢圓管需要通過整圓機(jī)來人工校圓；6米線只需要檢查插口就可以了，而8米線承口插口都要檢查并消除橢圓管。承口打磨、插口校圓管子插口木塊液壓裝置液壓裝置管子承口、插口6米整圓設(shè)備8米整圓設(shè)備第二十四頁，共三十九頁。水壓測(cè)試：所有管子必須通過標(biāo)準(zhǔn)要求的最小壓力、保壓15秒的水壓試驗(yàn)，任何水壓試驗(yàn)不合格的管子必須判廢。飲用水管標(biāo)準(zhǔn)：ISO2531，EN545andGB13295.水壓測(cè)試水壓工藝流程：第二十五頁，共三十九頁。所有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)都規(guī)定了管壁標(biāo)準(zhǔn)壁厚和最小壁厚，壁厚測(cè)量目的是檢驗(yàn)壁厚是否達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求的最小壁厚，同時(shí)也為做省鐵提供參考。測(cè)厚計(jì)算方法：開始發(fā)射聲波時(shí)間t1;聲波到達(dá)管壁上表面并被反射回去t2;到達(dá)管壁下表面再被反射回去t3,根據(jù)聲波在不同介質(zhì)中轉(zhuǎn)播速度的不同來計(jì)算壁厚。測(cè)厚原理：探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭通過精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測(cè)材料的厚度.第二十六頁，共三十九頁。第一次回波第二次回波第三次回波…第N次回波管子外壁管子內(nèi)壁一般來說系統(tǒng)會(huì)選擇第2~第4個(gè)波計(jì)算出一個(gè)厚度第二十七頁，共三十九頁。超聲波探測(cè)儀第二十八頁，共三十九頁。壁厚曲線：測(cè)厚儀小車沿著管壁上行走，測(cè)到整支管子的壁厚點(diǎn)，再通過系統(tǒng)過濾后生產(chǎn)壁厚曲線并模擬計(jì)算管重；第二十九頁，共三十九頁。水泥內(nèi)涂水泥內(nèi)涂：目的：保護(hù)鑄管及飲用水水泥類型：OPC普通水泥、SRC（抗硫酸鹽水泥）、BFSC（高爐礦渣水泥）和HAC（高鋁水泥—用于污水管）內(nèi)涂料配比：由水泥C、砂S、水W按一定的比例混合。如6米線推薦配比比例塌落度測(cè)試：即流動(dòng)性測(cè)試，DN100-DN400規(guī)格管推薦控制在95-105mm，DN500-1000規(guī)格控制在90-100mm之間；減水劑：目前常用在SRC、BFSC內(nèi)涂上，目的是減少混料階段的用水，特別像BFSC水泥有反水現(xiàn)象，在離心內(nèi)涂后流掛會(huì)很嚴(yán)重，使用減水劑會(huì)明顯減少流掛以及在養(yǎng)生后的起殼、氣泡現(xiàn)象。第三十頁，共三十九頁。水泥砂漿混料系統(tǒng)，以DIP為例：第三十一頁，共三十九頁。離心涂襯：混好的水泥砂漿通過布料小車均勻布到管內(nèi)，砂漿在離心力的作用下完成最初的成型。6米線離心涂襯示意圖如下：擋輪工藝點(diǎn)2~3個(gè)/支管子在驅(qū)動(dòng)托輪的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，在托輪偏向角度的作用下管子向承口方向移動(dòng)，依靠承口端面上的工藝點(diǎn)撞擊擋輪，反復(fù)撞擊來達(dá)到內(nèi)襯的震實(shí)效果；內(nèi)襯在離心力的作用下均勻分布到管壁并脫出部分水。偏向角度鐵水泥內(nèi)襯形貌結(jié)構(gòu)-光學(xué)顯微鏡第三十二頁，共三十九頁。DIP小線是液壓驅(qū)動(dòng)，下圖是DIP大線涂襯，驅(qū)動(dòng)輪在承口，皮帶驅(qū)動(dòng)第三十三頁，共三十九頁。PLXZ8M線涂襯機(jī)，涂襯工藝完全不同于6米線，管子在涂襯中被2根皮帶懸空驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)離心涂襯，依靠3個(gè)敲擊臂敲打管身達(dá)到震實(shí)的效果，這種工藝完全不受橢圓管的影響，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)襯起殼，氣泡等缺陷第三十四頁，共三十九頁。水泥養(yǎng)生飲用水管：水泥涂襯后進(jìn)入養(yǎng)生池升溫，促進(jìn)水泥水化反應(yīng)，快