“2018增材制造全球创新大赛”拉开帷幕

8月8日,北京市丰台区人民政府联合北京市科学技术委员会等共同举办的“2018增材制造全球创新大赛”,在北京丰台区汽车博物馆正式拉开帷幕。 3D科学谷根据Yahoo Finance上的数据显示,美国Align Technology(ALGN)公司凭借光固化技术3D打印牙科隐形矫正器以及扫描器,其年收入可达到15亿美元,流通市值达到177亿美元。由此看出3D打印可以“撬动”的应用产业价值远远大于3D打印本身。而根据麦肯锡的研究预测,3D打印应用的市场空间意味着年销售额千亿美元的市场空间。以此发展态势,增材制造(3D打印)作用于应用端的产业化进程需要被长足拉动,由此为应用端的产业升级所带来持续的增长动力。基于此,北京市丰台区人民政府以引领科技创新,发挥3D打印应用到航空、航天、汽车等重点制造及医疗、文化、教育等领域之优势,联合北京市科学技术委员会等共同举办“2018增材制造全球创新大赛”,旨在推进增材制造(3D打印)技术的全方位应用和发展,基于全球共享与连接的机制,加强国际间跨领域、跨学科的合作,推动中国制造业的发展,助力新一轮的科技革命与产业革命。 3D打印技术在应用领域具有重要价值 3D打印在牙科领域的应用已经引起了各方面的重视,SmarTech预计,2017年全球牙科3D打印材料的销售金额达1.479亿美元,其中金属材料为3220万美元,聚合物材料为1.157亿美元;全球牙科3D打印设备的销售金额达1.66亿美元,其中金属设备为6590万美元,聚合物设备为1.001亿美元。根据3D科学谷的市场研究,3D打印隐形矫正器正在形成产业化趋势。借助数字化建模软件和3D打印技术生产的隐形矫正器,是一系列透明、高度定制化并且方便佩戴和摘除的矫正器。患者在牙齿矫正期间,只要每天戴着超过22个小时,每三个星期更换一副新的矫正器,就能够逐渐矫正牙齿。义齿的3D打印在国内也已经涌现了众多的企业。种植牙的3D打印正处在蓄势待发的阶段,2018年全球种植牙的市场规模预计将达到66亿美元,年复合增长率为10%。除了制造最终产品,牙科领域还有需要大量定制化的间接产品,例如牙科模型。这些产品往往对力学性能没有太高的要求,但确是最终产品制造和牙齿修复过程中的有力工具。这类间接应用产品的定制化生产需求推动了塑料3D打印技术在牙科行业的增长与发展。另外,口腔影像技术、三维建模技术、计算机模拟技术与3D打印等数字化加工技术相互衔接、配合,共同构成了手术导板的数字化设计与制造工艺。基于光聚合工艺的DLP3D打印机与生物相容性材料逐渐挑起了手术导板制造的“大梁”。通过数字化技术制造的手术导板,精准地确定了种植体半径、种植深度、倾斜度以及种植体与牙颌窦底距离等关键信息。牙医按照种植导板的“导航”进行操作,不需要反复切开、翻瓣、缝合,缩短了种植手术时间,使手术更加精准,大大减少了患者的痛苦。在这方面,我国已经拥有了不少公司从事牙科间接产品的3D打印,而下一步,如何实现完全数字化的制造将是3D打印进入到产业化应用阶段的助推器。 随着中国模具登上世界竞技舞台,中国的模具质量得到不断的提高,对于3D打印的需求也将越来越大,特别是对于复杂模具来说,使用正确的计算和冷却分析可以极大地优化模具冷却方式,从而缩短模具周期,提高部件质量,特别是在易失真和变形区域。模具随形冷却水路的制造工艺随之而来,3D打印在随形冷却模具制造的市场也正呈现出爆发的态势。 3D科学谷认为,2018年不仅仅迎来了随形冷却模具的3D打印,另一个机遇是快速铸造的应用加速趋势。应对正在爆发的电动车市场,国际上主流企业在中国布局了一系列的电机生产线。以其中的电机壳体为例,3D打印砂模或者3D打印精密铸造模具在用于电机壳体的铸造方面具备明显的应用优势。电动车市场无疑是3D打印真正能大规模进入产业化的一个绝佳应用领域。它为3D打印带来的机遇不仅仅是研发试制、热交换器、汽车内饰、个性化定制这些商业机会,还将进一步打开随形冷却模具的市场机会,并推进快速铸造与3D打印技术的结合。 不仅仅是砂模铸造,3D打印精密铸造也在进行时。由华中科技大学教授张海鸥主导研发的一项金属3D打印技术——“智能微铸锻复合增材制造专利技术”,改变了长期以来“铸锻铣分离”的传统制造历史,在世界上首次实现铸锻一体化3D打印,可以打印出高性能金属锻件。 这一技术颠覆了国外传统机械制造工艺流程和装备,有望变革传统重工业制造方式,大幅度降低成本,提升技术水平,开辟中国领先于世界的绿色智能制造新时代。 当然,3D打印还在很多的应用领域有着突出的优势和应用潜力,诸如在液压件领域,骨科、首饰、发动机、电子及物联网、陶瓷制品、建筑建造、服装服饰甚至餐饮、多材料领域等等。 此外,数字化让3D打印免除基于经验的限制,尤其是熔池的监测,通过感应器获取大量数据,而数字化的好处是能够读取和利用大量的数据,从而智能化地控制3D打印质量。只有通过3D打印可以达到更高的产品质量稳定性和一致性,我们才能真正进入到上升曲线。这里,前置反馈像3D打印设备的大脑,“告诉”打印机如何做避免错误。利用所能得到的最新信息,进行认真、反复的预测,把计划所要达到的目标同预测相比较,并采取措施修改计划,以使预测与计划目标相吻合。这也恰恰说明了,发展3D打印的关键是数字双胞胎、前置反馈算法、仿真这些软实力,这些才是3D打印能够获得生命力的基础,也是3D打印能够与应用端结合的催化剂。 “2018增材制造全球创新大赛”正是聚焦于这些应用领域和更具潜力的拓展空间,旨在挖掘作用于这些领域中的增材制造(3D打印)新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品,具体包括进入中试或已通过中试阶段,即将投入应用、生产的新产品、新工艺;助力传统产业升级,或有助于发展新兴产业的增材制造技术和项目;具有未来前景的创新技术和科研课题;国际和国内范围内首次发布的技术成果; 3D打印软件开发与应用; 3D打印柔性制造设计与产品;融合增材制造技术的跨领域先进技术、产品和项目等,展现并论证其优势和性能,从而加深增材制造技术在全行业的推广应用,提高产业化的进程,完善生态体系的搭建,链接全球化的市场。 国际技术和国内市场联合发展 英国皇家工程院院士、曼彻斯特大学先进激光工程中心主任李琳认为,3D打印作为新的制造技术,在欧洲和美国发展都很快,一是技术工艺本身已经与前几年相比不可同日而语,速度、精度、强度都有了非常大的改进,一些新的工艺、材料、商业模式不断涌现;二是应用越来越广,尤其是在航空航天和军工领域,在医疗康复和教育领域几乎全覆盖。在3D科学谷看来,国内的3D打印应用与国外相比可以说是冰火两重天,一部分原因是国内进入到3D打印应用领域的不少企业几乎没有制造业基础,只是盲目的追逐风口,以轻量级、无基础的情况进入到3D打印领域。再加上缺乏对市场需求的深入理解,缺乏搭建好的技术平台,想要实现3D打印与应用的结合是非常具有挑战的。因此应该更多地与国际3D打印技术不断进行融合,吸收先进的经验,建立交流与合作的机制,将3D打印推向发展的前端。基于这样的理念和目标,“2018增材制造全球创新大赛”也在面向国际征选增材制造优质项目,建立对话与合作,推动中国制造业的发展。 大赛推动科技成果转化 “2018增材制造全球创新大赛”旨在挖掘进入中试或已通过中试阶段,即将投入应用、生产,或形成新产品、新工艺,助力传统产业升级亦或者有助于发展新产业的增材制造技术和项目,经过权威论证,面向社会、企业、投融资机构等,由政策引领、企业选择、资本助力、社会认同,共同推动切实有效的科技成果转化,将3D打印推向主流技术和主流装备,推动产业升级,托起科技强国的明日之星。
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发布时间:2020-05-15

用高温断面收缩率来测定钢的脆性区

使用书本的脆性区温度范围,局限大,错误高。要求使用比较简单的办法测定钢的脆性区。使用高温拉伸试验测定脆性区,相对简单。 通过试验发现,当钢温度在600-900℃之间时,其存在第三脆性区,高温热塑性急剧下降,这与奥氏体晶粒、析出物和晶界位置的先共析铁素体有关。避免在第三脆性区矫直,可以有效避免表面横裂纹的发生。 1971年,Adams提出了用断面收缩率(RA)来表示热塑性的高低。断面收缩率是指材料在拉伸断裂后,断面最大缩小面积与原断面面积的百分比,由以下公式计算: RA=(A0-A1)/ A0 (1) 式(1)中:A0为试样原始截面积,mm2;A1为试样拉断后颈缩处的截面积,mm2。 采用GLEEBLE 2000D热模拟试验机,该试验机由加热系统、力学测试系统、计算机控制系统以及数据采集和处理系统等几个部分组成。试样通过低频电流进行加热;力学测试系统可以对位移、载荷等参数进行监测;计算机控制系统采用闭环控制,可以实现温度及力学参数的精确控制。 力学性能测试试样取自现场的连铸板坯,试样的尺寸为Φ10mm×110mm,两端带有螺纹。安装试样前,首先采用高压电弧焊接机在试样中间部位焊上铂-铑热电偶,然后套上一个长为30mm、直径约10.2mm的石英管,以支撑熔融部位试样。试样安装好之后,通入氩气,然后按照预定的方案控制试样温度。 中碳钢、低碳钢和中碳含Nb钢,以RA≤40%为脆性区间标志,则当温度≥850℃时,所有钢种的面缩率均在40%以上。当面缩率高于40%时,钢的高温延塑性较好,表面横裂纹的发生率还将大大降低。 可以由此来确定最低拉速。如当拉速≥0.6m/min时,铸坯表面温度基本上保持在850℃以上,从不同钢种的高温热塑性曲线上可以看出,当温度≥850℃时,钢的面缩率均在40%以上,因此,0.6m/min是使得铸坯表面温度高于850℃、铸坯表面面缩率在40%以上的最低拉速。当拉速提高至0.6m/ min以上时,表面横裂纹的发生率将大大下降。 通过高温延塑性测定,当温度在850℃以上时,中碳钢、低碳钢和中碳含Nb钢的面缩率均在40%以上,850℃是分界点;对表面横裂纹分析发现,裂纹为沿晶脆裂,避开第三脆性区矫直是降低表面横裂纹发生率的重要手段之一。
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发布时间:2020-05-15

这十七种危化品运输,安全操作规程一定要知道

一、烧碱运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装烧碱前,先检查车况,保证车况良好。 ③ 装车人员必须穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。 ④ 搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏,避免产生粉尘,避免与酸类接触,严禁与酸类混装。 ⑤ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中受潮。 ⑥ 卸车后,及时清理车上残余的烧碱,避免飞扬。 ⑦ 身上沾上烧碱,先清扫,再用大量清水冲洗。 二、硫酸运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装硫酸前,先检查车况和酸罐阀门,保证车况和阀门良好,并将阀门关好。 ③ 装酸过程中,密切注意装酸情况,防止溢酸。 ④ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。 ⑤ 卸车时,将酸管捆绑牢固,防止酸管脱落,酸液溅出伤人。 ⑥ 卸车后,将阀门关好。 ⑦ 身上沾上硫酸,用大量清水冲洗。 三、汽柴油运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装汽柴油前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装车人员必须穿油手套,穿防静电鞋。 ④ 装车前,必须将静电接地装置连好。 ⑤ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装油情况,防止溢油。 ⑥ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。 ⑦ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将油管捆绑牢固,防止油管脱落,造成油品外泄。 ⑧ 身上沾上汽柴油,用大量清水冲洗。 四、二硫化碳运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装汽柴油前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装车人员必须佩戴自吸过滤式防毒面具半面罩,戴化学安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴乳胶手套。 ④ 装车前,必须将静电接地装置连好。 ⑤ 装酸过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装酸情况,防止溢酸。 ⑥ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。 ⑦ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将管道捆绑牢固,防止管道脱落,造成二硫化碳外泄。 ⑧ 身上沾上二硫化碳,用大量清水冲洗。 五、液化气运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装液化气前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装车前,必须将静电接地装置连好。 ④ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装车情况,防止超压。 ⑤ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中液化气外泄。 ⑥ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将气管捆绑牢固,防止气管脱落,造成液化气外泄。 六、液化气罐运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装液化气前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装卸车时必须要轻装轻卸,防止气罐爆炸。 ④ 装车后,必须将液化气罐固定好,防止运输过程中气罐倾倒。 七、盐酸运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装盐酸前,先检查车况和酸罐阀门,保证车况和阀门良好,并将阀门关好。 ③ 装车人员必须穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。 ④ 装酸过程中,密切注意装酸情况,防止溢酸。 ⑤ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。 ⑥ 卸车时,将酸管捆绑牢固,防止酸管脱落,酸液溅出伤人。 ⑦ 卸车后,将阀门关好。 ⑧ 身上沾上盐酸,用大量清水冲洗。 八、液氩运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况,保证车况良好。 ③ 装车时,加强通风,防止人员窒息,不要接触液氩和通液氩的管道,严防冻伤。 ④ 装盛液氩的罐车避免接触明火、高温,防止罐车爆炸。 ⑤ 卸车时,加强通风,防止人员窒息,不要接触液氩和通液氩的管道,严防冻伤。 九、沥青运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装沥青前,先检查车况和阀门,保证车况和阀门良好。 ③ 装车前,必须穿工作服,戴防护手套。 ④ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装车情况,防止沥青溢出。 ⑤ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中沥青外溢。 ⑥ 卸车时,严禁吸烟等明火,将管道捆绑牢固,防止管道脱落,造成沥青外泄。 十、电石运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况和排气管的阻火装置,保证车况和排气管的阻火装置良好。 ③ 装车人员必须穿化学防护服,戴橡胶手套。 ④ 装车时,电石桶应轻装轻卸,不得从滑板滑下或在地面滚动,防止撞击摩擦产生火花而引起爆炸着火。 ⑤ 电石桶在搬运过程中,应采取防潮措施,如发现桶盖不严密或鼓包等现象,应打开桶盖放气后,再将桶盖盖严。严禁在雨天装卸电石。 ⑥ 装车后,必须将车辆密封,防止电石吸潮。 十一、工业萘运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况和排气管的阻火装置,保证车况和排气管的阻火装置良好。 ③ 装车人员必须佩戴过滤式防毒面具半面罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴防化学品手套。 ④ 装车时,轻装轻卸,防止包装及容器损坏,远离火种、热源,工作场所严禁吸烟,防止引起火灾。 ⑤ 工业萘避免与氧化剂接触,车上严禁与氧化剂混装。 ⑥ 运输时,运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏,应防曝晒、雨淋,防高温中途停留时应远离火种、热源。 ⑦ 车辆运输完毕应进行彻底清扫。 十二、天然气运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装天然气前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装车前,必须将静电接地装置连好。 ④ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装车情况,防止超压。 ⑤ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中天然气外泄。 ⑥ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将气管捆绑牢固,防止气管脱落,造成天然气外泄。 十三、乙炔运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 车辆装乙炔前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装、卸车时,必须要轻装轻卸,防止气罐爆炸。 ④ 装车后,必须将乙炔瓶固定好,防止运输过程中气瓶倾倒。 十四、瓶氧运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况、排气管的阻火装置和静电接地装置,保证车况、排气管的阻火装置和静电接地装置良好。 ③ 装车人员必须穿工作服,穿防静电鞋。 ④ 装、卸车时,必须要轻装轻卸,防止气瓶爆炸。 ⑤ 装车后,必须将气瓶固定好,防止运输过程中气瓶倾倒。 十五、三氯硅烷运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况和排气管的阻火装置,保证车况和排气管的阻火装置良好。更多油品资讯油品信息调油技术请关注公众号油品圈。 ③ 作业人员戴化学安全防护眼镜,戴防化学品手套。 ④ 装车时,必须将静电接地装置连好,保持车辆周围干燥。 ⑤ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装油情况,防止三氯硅烷溢出。 ⑥ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。 ⑦ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将管道捆绑牢固,防止管道脱落,造成三氯硅烷外泄。 ⑧ 运输时,运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备运输过程中,应防曝晒、雨淋,防高温中途停留时应远离火种、热源。 ⑨ 身上沾上三氯硅烷,用大量清水冲洗。 十六、液氯运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况,保证车况良好。 ③ 装、卸车时,必须要轻装轻卸,防止液氯罐爆炸。 ④ 装车后,必须将液氯罐固定好,防止运输过程中液氯倾倒。 ⑤ 身上沾上液氯,用大量清水冲洗。 十七、甲醇运输安全技术操作规程 ① 驾驶人员、押运人员必须经过专门培训,持证上岗,严格遵守操作规程。 ② 装车前,先检查车况和排气管的阻火装置,保证车况和排气管的阻火装置良好。 ③ 装车人员戴化学安全防护眼镜,戴橡胶手套,穿防静电工作服。 ④ 装车前,必须将静电接地装置连好,保持车辆周围干燥。 ⑤ 装车过程中,严禁吸烟等明火,密切注意装油情况,防止甲醇溢出。 ⑥ 装车后,必须对车辆密封,防止运输过程中抛洒。运输时,运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备运输过程中,应防曝晒、高温中途停留时应远离火种、热源。 ⑦ 卸车时,必须将静电接地装置连好,严禁吸烟等明火,将管道捆绑牢固,防止管道脱落,造成甲醇外泄。 ⑧ 身上沾上甲醇,用肥皂水和清水冲洗。
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发布时间:2020-05-15

创新重器助高线轧机升级换代

由哈尔滨哈飞工业有限责任公司、江苏永钢集团有限公司、北京科技大学、天津市先导倍尔电气有限公司(以下分别简称哈飞、永钢、北科大、先导倍尔)协作攻关研发的达到国际先进水平的双机架减定径机组,于2015年12月8日在永钢一次试产成功,至今已运行近3年,取得了明显效果:终轧温度由950℃降到850℃以下,细化了晶粒,提高了产品性能;终轧速度由85m/s提高到105m/s,生产效率提高20%;尺寸精度由±0.25mm提高到±0.10mm;穿水后盘条表面不生锈;达到了降本增效和升级换代的目的。      据哈飞双机架减定径机组项目第一完成人丁长文总工介绍,该机组共有六大创新点。  创新点一:结合国情领先国际的新潮设计      该项目结合国情,因地制宜并创新地提出了双机架双档调速减定径机组技术的设计思想,制造了国内首套双机架减定径机组并在永钢成功应用,实现了低成本、高精度的线材轧制。      在国内近500条高速线材生产线中,90%的产品规格为?准5.5mm~?准16mm,双机架两档变速完全能满足上述产品的连轧工艺要求。国外4机架减定径机组为9档以上变速,结构复杂,技术和功能过剩,故障率高,价格昂贵。双机架两档减定径机组与4机架多档减定径机组相比,技术上同属于第六代水平,但成本更低,价格只相当于后者的1/5,轧制速度可达105m/s,完全满足轧制C级以上精度产品的要求。  创新点二:传动结构简化      现代高速线材正沿着增加轧机小时产量、提高轧机利用系数、无扭/微张力组合以及提高产品尺寸精度、表面质量和组织性能的方向发展,为此,该项目自主研发了增强型和自定心新型辊箱、顶交45°传动方式、新的高承载能力的齿制形式和高速密封结构的传动箱,以及新型迷宫式高速密封结构、双档高速变速箱等。      其在结构上设计单一增速机构,简化了传动结构,提高设备可靠性,简化操作,便于维护使用。国外减定径机是由一台交流电机通过1套含有多个离合器的齿轮箱驱动2架230mm减径机和2架150mm定径机组成。其双模块减定径机总体结构为4道次两个模块,由两个电机分别驱动两个变速箱,采用电气连锁实现速度匹配。这样的传动结构都相对复杂,特别是多档离合结构利用率较低。同时,国外设备的双电机输入依靠电气连锁来进行速度匹配的模式,对自动化控制精度及孔型工艺方案精度等要求较高。国内这一项目采用的是一台电机通过变速箱直连传动箱的传动结构,变速箱仅带有一个离合装置,产品规格和轧制速度分为高低两档,能轧制规格为?准5.5mm~?准16mm的产品,完全可以满足轧制工艺要求。该项目设计的结构相对简单实用,品种规格及轧制速度匹配简单、合理,且可靠性高。      该机组的新型辊箱在结构设计上做了重大突破,对轧辊轴与油膜轴承间隙进行了优化设计,在新型偏心套、护帽、锥套、辊环等工艺件结构上进行了创新设计,在锥套、面板、密封件等常用易损件材质上进行了重大改进。      为该机组设计的新型传动箱,集成45°一体化传动箱体,齿轮设计上采用新制式弧齿锥齿轮,传动精度高、承载能力强;传动轴结构为简支梁而不是悬臂梁方式,有较大的抗变形力和刚度。      在该机组的两档高速增速箱里,研制者创新设计了液压驱动的两组齿轮轴串和一组花键式离合器,通过液压缸控制离合器不同的位置实现不同组齿轮的啮合,从而可满足轧制工艺的不同速比的要求。需要变速时,液压缸带动拨叉动作,电机在5r/min工况,拨叉带动花键套与不同齿轮花键组啮合,实现自动变速。由于增速箱输出轴转速较高,研制者创新设计了新型迷宫式组合密封,该密封在转速3000r/min以上时仍运行可靠、无泄漏。  创新点三:传动方式独特      该机组采用顶交45°传动方式、新的高承载能力的齿制形式和高速密封结构的传动箱。考虑高速、重载、重心低、结构紧凑等传动因素,该机组在其传动箱上创新设计了45°轴串齿轮啮合。以前第五代轧机45°传动是将精轧机大底座安装面设计制造成45°,各轧机安装上面,这种形式在轧机安装时会形成安装间隙,与制造公差等因素交织在一起造成高速运转时传动不稳定、设备震动大。新型传动箱将第五代轧机大底座和锥箱合二为一设计成45°一体化传动箱体,各带有齿轮的轴串装配其上从而实现45°传动,减少了中间安装因素造成的公差积累,传动精度更高。该机组还对高速齿轮多采用格里森齿制的传统设计进行了突破,创新设计了新制式弧齿锥齿轮,其传动精度高,承载能力强,可靠性高。齿轮、轴串动平衡齿轮采用分体和组合整体二次动平衡,满足高速旋转的要求,齿轮和动平衡精度均采用最高等级。  创新点四:传动设备新颖      研制者为该机组自主研发了增强型和自定心新型辊箱,高速辊轴轴串装配结构,设计了自定心式装配形式,极大地减小了因装配及使用不当产生不平衡质量而引起的设备稳定性问题。机组辊箱采用插入式结构、悬臂辊环,箱体内存有偏心套机构用来调整辊缝。偏心套内装有油膜轴承与轧辊轴,在悬臂的轧辊轴端用锥套固定辊环。轧机在105m/s轧制时,轧辊轴转速达9000r/min以上,高速轴的动平衡精度对设备运行稳定性有极大的影响。该项目高速辊轴轴串各件均采用了G1级的动平衡工艺,同时在轴串装配结构上均采用了自定心式的装配配合结构,不仅解决了动平衡稳定性问题,而且简化了拆装操作,提高了使用维护效率。      为实现控制轧制和控冷轧制,研制者为该机组设计了新型辊箱。由于轧制过程中轧辊轴的变形是导致辊箱烧毁的因素之一,新辊箱在结构设计上做了重大改进,其中,通过计算机有限元载荷计算分析,将轧辊轴油膜轴承辊径合理加大以增强刚性,减少弹性变形;在新型偏心套结构上与第五代结构形式比较进行了创新和改进,在叉耳与滑块配合公差、精度、轴承部位等方面进行优化设计,保证辊缝间隙、油膜轴承与轧辊轴之间间隙灵活、合理,辊缝跳动小,油膜承载力强。护帽、锥套、辊环等工艺件的反复安装、拆卸,容易造成间隙过大破坏其动平衡,影响轧机传动和轧制精度,为此,研制者在设计上考虑了上述综合因素,设计锁紧套,增加锥套与辊环之间的压力。同时,锥套和护帽之间采用锥面配合形式,容易定心,拆装方便,可靠,有力保证了轧机传动和轧制精度。对于锥套、面板、密封件等常用易损件,研制者将其材料设计为适合轧钢工况的不锈钢材料,延长其使用寿命。  创新点五:新型孔型系统      研制者为该机组设计了新型的“8+2”模式的孔型系统,实现了大压下量的低温轧制,产品性能和表面质量显著提高。该项目在孔型设计上采用了线材传统的、共用性大的椭圆—圆孔型系统,由于该项目采用的是230mm辊箱,最大轧制力为330kN,具有较大的压下率,轧件断面可灵活地进行适量调整,从而大大简化了粗轧、中轧、预精轧和精轧机组的孔型系统。同时,该机组可直接调用精轧机组成品孔型,对其余精轧孔型进行架次微调就可进行生产,工艺成熟,入门简单,投产快。      这种成熟简便的工艺孔型系统对于该项目的推广,以及对于用户的顺利投产及后期的维护使用都是十分有利的。简单实用也是该项目的一个重要特性。  创新点六:低压交流变频传动      该机组控制系统实现了690V、2500kW电机低压交流变频传动控制系统在冶金轧钢领域的首次应用,为国内外首创在减定径机传动控制系统上开发应用低压变频系统,亦可用其替代国外垄断进口的中压3300V变频系统,并完全可以扩展至其他应用场合。      该项目采用低压AC690V控制方案,投资成本约为进口中压方案的1/2,性能相当。区别于常规的中压AC3300V控制方案,该方案采用高性能复杂应用多机传动、模块化传动装置的低压AC690VS120变频器,结构简单,维护方便,S120变频器在国内已广泛应用,很多技术人员已经熟悉,比较容易掌握,故障诊断方便,能很快找出问题。      该控制方案缩短了整套设备的供货周期,S120变频装置由国内成套组装,供货周期3个月,而常规中压控制方案使用的变频装置为全进口设备,订货周期在半年以上。      该机组使用S120变频器,调节精度、动态性能均高于传统的LCI方案,与国外最高端的中压SM150变频器性能相当。  该机组选用低压S120系列变频器,对供电开关柜、整流变压器、变频装置、电动机、电缆进行综合考量,整体成本较中压方案大大降低。      S120变频功率单元在国内生产,因此功率单元备件供应价格较低且周期短。成套装置的其余辅助元器件均为通用器件,均为国内生产,后期备件更换替代容易。而进口装置许多辅助元器件也是进口的,备件价格十分昂贵,供货周期很长。      该产品通用、灵活而模块化,调试简单快速,自动组态,易于被技术人员掌握。      该技术解决了生产中的关键问题。生产中,双机架减定径机与精轧机之间的电气协调控制对连续顺行轧制极为关键,可以说是最重要的控制环节,主要靠以下措施保证:   S120变频功率单元在国内生产,因此功率单元备件供应价格较低且周期短。成套装置的其余辅助元器件均为通用器件,均为国内生产,后期备件更换替代容易。而进口装置许多辅助元器件也是进口的,备件价格十分昂贵,供货周期很长。      该产品通用、灵活而模块化,调试简单快速,自动组态,易于被技术人员掌握。      该技术解决了生产中的关键问题。生产中,双机架减定径机与精轧机之间的电气协调控制对连续顺行轧制极为关键,可以说是最重要的控制环节,主要靠以下措施保证:      一是硬件保证:自动化PLC及操作站、传动变频器、网络通信等优化配置,保证了整体协调性、快速性。      二是设备、电控柜、电机、编码器、电缆线路等的正确安装和接线作业,保证了电机抗震动和抗干扰的稳定运行要求。      三是成熟、经验化的传动变频器调试优化方法,保证了传动装置动态特性要求,达到快速性和稳定性的统一。      四是软件控制程序和控制算法保证了出口速度的精确计算、速度给定精度、动态速度补偿精确和方便的工艺参数修改、存储和调用窗口。      五是灵活的操作台操作、手动速度干预和上游机架间的级联速度配合,短时间内进行有效的速度调节,保证轧制节奏。
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发布时间:2018-07-05

添加B对硬化的影响

高强度低合金钢既可以用于摩天大楼和大跨度桥梁,也可以用于管线管、超大型船只、近海岸压力容器等。然而,为了制造这些设备,要求所使用的低合金钢需同时满足高的强度和冲击韧性以及良好的焊接性能。运用TMCP,硼元素可以用来代替碳和其他合金元素来增强强度,即使加入少量的硼(100ppm以下)也能够影响钢的微观结构和机械性能。由于微量硼的控制和检测技术的发展,在钢中加入硼元素开始受到重视。 硼可以通过晶界偏聚增强钢的淬透性,还可以在晶界析出或者影响碳化物和其他析出物的析出速率。实验证明,硼的偏析最初是增加的,然后随着热输入的增加而减小。 众所周知,即使作为合金元素的硼的少量添加也可以通过偏析增加钢的淬透性。尽管硼含量非常低,但在非常缓慢的冷却速率条件下,如2℃/s和1℃/s,马氏体可以形成。 焊接热输入是各种焊接参数中非常重要的因素,因为热循环,如焊接过程中的加热和冷却速度,都由热输入决定。因此,焊接的微观结构和机械性能可以受到热输入的极大影响。此外,热输入可以影响硼偏析,因为硼偏析行为由热循环决定。不管外部应力如何,晶界处的硼偏析水平最初增加,然后随着热输入的增加而减小。这意味着最高水平的硼偏析可能发生在中间热输入处,即存在临界热输入。研究认为,这样的结果是由于硼在非平衡晶界偏析之后随着在高温下暴露时间的增加而反向扩散导致的。换句话说,非平衡偏析最初可能发生在低热输入处。然后随着冷却速率的降低和高温下暴露时间的增加,空位硼络合物的扩散时间增加可以提高硼偏析的水平。最后,由于临界热输入后硼浓度的差异,偏析的硼原子可以从晶界扩散到晶粒内部。 根据以往的研究,硼可以有效地抑制铁素体相的形成。淬透性只能受到硼晶界偏析的影响。随着硼的添加,淬透性增加,并且基于铁素体结构的粒状贝氏体相被有效地抑制。因此,尽管在缓慢的冷却速率,如5℃/s和2℃/s条件下冷却,但在较低温度下仍主要观察到马氏体和贝氏体铁素体之类硬度更高的相。 由于添加硼而引起的机械性能演变的研究主要是通过考虑微观结构关系进行的。一些研究人员也研究了由于硼偏析对晶界和晶粒内部的影响,通过这些工作揭示了非平衡偏析行为。晶界处由于硼偏析而引起的晶界强化。这些结果也与以前的研究结果一致。尽管硼偏析水平较低,马氏体相的强化效果也高于贝氏体相。在存在贝氏体相的情况下,尽管由于非常缓慢的冷却速率而产生硼偏析,但是在晶界处可以形成无铁素体的第二相。因此,由于在晶界处存在无铁素体的第二相,因此硼偏析的强化效果降低。
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发布时间:2020-05-15

安全长寿是炼铁之本 ——刘世聚谈豫兴顶燃式热风炉短焰无爆震燃烧技术

由河南省豫兴热风炉工程技术有限公司(以下简称豫兴公司)研发的顶燃式热风炉短焰无爆震燃烧技术,已在全国160多座顶燃式热风炉上得到应用,并取得良好的使用效果,受到用户欢迎。 据豫兴公司董事长刘世聚介绍,目前,顶燃式热风炉已成为我国炼铁高炉配套的主流热风炉技术。人们通过大量高炉换代大修以及对其配套的热风炉的停炉检修、大修实践发现,预燃室燃烧器的损坏成为高发案例。其所造成的危害主要有以下几点:使煤气和空气混合更差,排放污染更严重,风温降低更多。预燃室燃烧器喷嘴的移位、断裂、剥落,造成煤气吃进量减少,严重影响风温和热风炉的整体寿命。 安全控制在氮气吹扫程序 不可停用或关闭 据介绍,顶燃式热风炉的预燃室是输送煤气和空气预混燃烧的腔室结构,煤气和空气在其中瞬间快速预混点燃并进入燃烧室中燃烧。当设定的煤气、空气混合燃烧时段结束,预燃室燃烧器煤气环道还残存大量未燃煤气。当转换为送风时,在压力作用下,假如煤气阀门关闭不严漏风,就会有大量的高温高压空气进入环道,导致未燃煤气与压进煤气环道中的高温空气快速点燃爆炸。因此,关闭阀门时就必须启动惰性的氮气气体对环道残存的未燃煤气实施稀释和冲压吹扫,才可开始安全送风。在送风转换为燃烧时,煤气环道内又残存大量高温高压空气,仍然必须启动氮气吹扫程序进行稀释和冲压吹扫,才可开始安全送煤气燃烧。这个程序谓之安全操作程序,其氮气量不足或压力不够以及煤气阀门损坏和老化,都是存在的安全隐患。无论如何,安全操作是一切工作的重中之重。除此之外,燃烧爆震对预燃室的损坏就是结构缺陷造成,应予以优化改进。 三种燃烧技术孰优孰劣? 目前,顶燃式热风炉有长焰混合燃烧、短焰混合燃烧、无焰混合燃烧3种形式。爆震燃烧是否与这3种燃烧技术有关联呢?刘世聚对此进行了分析。 长焰混合燃烧器特征:预燃室腔壁面煤气、空气上单排下单排分层设置或上两排下两排数层分层设置,预混旋流混合燃烧(文中图1是2500m3高炉配套的分层预混旋流混合燃烧使用4年煤气喷嘴移位实况,图2是该燃烧器更换煤气喷嘴增加限位卡扣砌筑又使用4年后的损坏情况,图3是在交错短焰设置喷孔排的上面又增加了单排煤气喷孔,使其形成长短焰混合型燃烧,照片反映交错排喷孔完好,而上面单排煤气喷孔损坏的情况),混合均匀程度一般,燃烧火焰长,废气成分中一氧化碳含量高,空气过剩系数大,一般为1.1~1.2,风温相对低。缺点是预燃室燃烧和送风温差大,预燃室结构稳定性差。由于混合不好,造成点火混合浓度延时而爆震燃烧频繁损坏煤气喷嘴的事实,说明较大破坏力的爆震燃烧存在。 短焰混合燃烧特征:预燃室腔壁面煤气、空气左右交错设置旋流混合燃烧(见图3下排煤气和空气交错排列喷孔),混合相对均匀,火焰较短,燃烧相对较完全,风温相对较高,空气过剩系数小,一般为1.05~1.06,废气量小,排放比较环保。设置特点为煤气和空气细分为多股小股流按1∶1比例喷入燃烧室后实现交错混合燃烧,弱化了爆震强度,不回火,不爆震,预燃室燃烧和送风温差小,预燃室结构相对稳定长寿。与长焰混合燃烧技术相比较,其优越特性突出。 无焰混合燃烧特征:预燃室腔壁面设置为煤气和空气先混合预燃烧后火焰从一个共用喷嘴喷出再燃烧的结构(图4中每一个方孔都是煤气和空气混合燃烧后喷出火焰的共用喷孔,回火爆炸状态实况),混合均匀、燃烧完全,通过窥视孔看不到混合燃烧火焰的焰苗,风温较高、空气过量系数为1.02,排放环保,特点是煤气和空气分为多股小股流一对一先混合燃烧后喷出火焰再燃烧。缺点是控制不好易回火造成燃烧室崩塌(见图5),预燃室燃烧和送风温差大,预燃室结构稳定性差。 短焰燃烧技术优势凸显 实践证明,介于长焰和无焰之间的短焰混合燃烧技术,是相对安全且环保、节能、无爆震、无回火条件发生的高效混合燃烧技术。 该技术是按照1:1比例在预燃室腔壁面设置煤气、空气同一水平高度交错设置旋流混合燃烧(见图3下排煤气和空气交错排列喷孔)技术。其克服了长焰和无焰两种燃烧器混合燃烧的弊端,燃烧无爆震,不回火,预燃室温差小,介于高温和低温之间的预燃室温度结构稳定,不易损坏。其煤气、空气喷出就立即进入旋流混合高浓度燃烧着火状态。其将煤气和空气采用多孔细股流切割细分,可使爆震燃烧强度减弱,稳定煤气喷嘴结构,使顶燃式热风炉结构完美,达到真正的长期稳定、高风温运行的目的。 刘世聚表示,豫兴公司参与了150多座450m3~2500m3高炉配套煤气、空气分层设置预混旋流长焰燃烧顶燃式热风炉煤气喷嘴损坏大修的案例研究(图1、2),建设的160多座短焰燃烧技术的顶燃式热风炉取得了良好的使用效果(图3的下排交错喷孔)。实践表明,短焰燃烧技术是综合了长焰和无焰技术的优点,并克服了两者的缺陷,彻底减弱和避免爆震和回火爆炸的领先的燃烧技术,是现阶段和今后一段时期应大力推广的节能、环保、高效、高风温长寿前沿技术和发展方向。
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