安徽鑫科新材料股份有限公司(股票代碼:600255)利用上市募集資金建設了一條年產1萬噸高質量錫磷青銅生產線,經過一年多的建設,就順利投產。主體生產設備全部一次試車成功,順利生產出高精度產品。投產10個月,主要技術指標及經濟指標均達到設計要求,投產當年即開始贏利,且產品迅速進入國內高檔用戶市場并出口,得到市場認可,贏得用戶的好評。
一、項目建設的特點
1工藝方案目前高精度、大卷重、高質量銅板帶生產工藝主要有兩種方法,一是熱軋開坯生產工藝;二是水平連鑄供坯冷軋生產工藝。前者采用大容量熔鑄機組鑄成大規格鑄錠,經熱軋開坯、銑面后再冷軋、退火、精整等工序出成品;后者采用水平連鑄直接從保溫爐中引出厚度為15~18mm帶坯,經在線或離線銑面后成卷,再經冷軋、退火、精整等工序出成品。
水平連鑄工藝是70年代國外開發的生產工藝,國內80年代中后期引進,經學習借鑒和自主開發完善,國產化的水平連鑄設備水平迅速提高。
安徽鑫科高精度銅板帶工程項目,即采用水平連鑄供坯冷軋生產工藝方案。具體為經水平連鑄生產出的坯料,通過雙面銑削,銑去表層后,再進行冷軋、退火,最后經清洗、脫脂、鈍化處理后,按用戶要求分切、包裝出廠。它具有占地少、投資省、生產規模適中的優點,尤其適合生產如錫磷青銅等難以進行熱軋開坯合金材料的生產。同時這種工藝可以滿足高精度、大卷重帶材的生產要求。
2主要設備選型根據所制定的工藝方案,主要設備的選型如下:
1)水平連鑄機組一組國產化設備
2)帶坯銑面機組一臺國內外合作制造
3)四輥可逆式粗軋機一臺國產化設備
4)四輥可逆式精軋機一臺國產化設備5)鐘罩式光亮退火爐一組國產化設備6)帶材脫脂清洗機一臺國產化設備7)帶材拉伸彎曲矯直機組一臺國產化設備8)氣墊式連續退火設備一臺國外引進9)剪切設備等一組國產化設備3項目建設的效果
由于該項目的工藝和技術方案確定正確,技術裝備的選型起點高、先進、可靠,再加上項目建設的組織管理水平較高,以及嚴格按照項目設計技術要求和技術規范執行,土建和安裝工程一次驗收合格,所有設備一次試車成功。
項目中的主要設備達到下述產品質量:
水平連鑄坯料:所生產的鑄坯邊部無裂紋、無碎邊,表面無夾渣冷隔、嚴重的偏析等缺陷,帶坯的縱向偏差小于±0.04mm,橫向偏差小于±0.02mm。
冷軋與精軋:帶材表面質量好,表面殘油量低,板型控制良好,厚度精度高。典型的厚度精度指標為:
粗軋:厚度精度:2.0±0.02mm1.0±0.01mm0.5±0.005mm精軋:厚度精度:1.2±0.05mm0.1±0.002mm項目投產后,由于產品精度高、質量好,產品迅速進入高端用戶市場,并在試生產第10個月即達到設計月產目標,投產當年即實現贏利,開創了高精度銅板帶項目建設投資少、見效快的先河。
二、主體設備情況
1熔鑄設備此項目采用的爐組為立式爐型結構,采用矩型大斷面熔溝,方型線圈和水套。設有溫度連續測量并自動控制。在供電方式上,采用單相相連、電容電抗平衡方式,電網平衡好。精心設計的爐子結構,使得銅液溫度的均勻性非常好,爐溫控制誤差小。加之采用優良的石墨結晶器,所生產的鑄坯偏析少,表面光滑。
主要的設備參數:帶坯寬度:300~450mm雙流帶坯厚度:15~18mm成品卷重:6000kg最大鑄造速度:300mm/min通過能力:1000~1500kg/小時2粗軋機主要技術參數1)軋制材料銅及其銅合金2)來料規格最厚16mm最寬450mm卷重6000kg3)成品規格最薄0.5mm4)軋制速度300m/min5)軋制力
8000kn6)軋輥規格φ360/φ800×600mm粗軋機結構特點在機型設計上,該機型吸取了國外粗軋機的優點,并針對本項目軋制材料的具體要求進行了優化設計,采用一臺開卷箱進行厚帶開卷,薄帶開卷機進行薄帶開卷,左右卷取機采用大小卷筒的方式,在厚帶狀態即進行可逆張力軋制方式。大直徑轂輪可避免帶材表面因塑性變形而產生的表面裂紋,改善帶材質量,張力軋制可改變軋材應力狀態,因而增大軋材從開軋到第一次退火前的變形程度,減少了能耗。
為了保證軋機的軋制質量,本軋機著重從以下幾個方面進行了精心的設計:
1)確保軋機有良好的機械傳動精度,這是成品精度控制的基礎。必須有一個高精度機械傳動系統,包括使用高精度四列短圓柱軸承、良好的工作輥、支撐輥及其軸承座,傳達齒輪箱的機械精度等,此外還包括機前及機后裝置、左右卷取機的機械制造精度以及安裝精度等。
2)提高自動化軋制水平,提高生產率。為了極大地減少生產輔助時間,減少對人工操作的依賴度,該軋機設有包括上卷的自動控制、軋制過程的自動控制(包括根據工藝需要可進行過頭、留頭軋制的選擇,以及自動軋制、自動停車、軋制參數自動給定等),還有為了縮短檢修時間而采用快速換輥、自動軋制線調整等。
3)加強除油。采用真空抽吸裝置對帶材進行除油,嚴格控制帶材的殘油量。
4)有多種控制手段確保帶材精度。為了實現高精度厚度及板型控制,設有完善的控制手段,包括:
agc控制:可實現位置控制、輥縫控制、壓力控制、厚度預控、厚度監控、軋機剛度補償等。
正、負彎輥控制:可實現連續控制,無過渡死區。
手動板型控制:通過軋輥傾斜控制、正負彎輥控制及軋輥分段冷卻控制可對板型進行控制。
智能化:有完善的故障報警和診斷,以及質量統計分析及報表,有助于生產管理。
產品精度以下是隨機抽取的產品厚度精度統計值,由agc系統給出:產品名義厚度 m m
誤差 μm 所占百 分比%
4.2 ±5以內 75
±8以內 99
2.6 ±3以內 63
±5以內 90
±8以內 99
1.4 ±2以內 71
±3以內 86
±5以內 98 0.76 ±2以內 82
±3以內 94
±5以內 98 這些數據說明該軋機的精度已達到國際先進水平。
3精軋機主要技術參數1)軋制材料銅及其銅合金2)來料規格最厚2mm最寬450mm卷重6000kg3)成品規格最薄0.1mm4)軋制速度480m/min5)軋制力
4000kn6)軋輥規格φ150/φ550×600mm精軋機結構特點該精軋機采用一臺開卷機,左右卷取機,可逆式張力軋制方式,設計特點、控制水平和粗軋機基本相同,所不同的是該軋機采用全油潤滑方式,在agc的控制功能上增加了張力agc、速度agc控制等方式,以提高軋制薄帶的控制能力。
產品精度以下是隨機抽取的產品厚度精度統計值,由agc系統給出:產品名義厚度 m m
誤差 μm 所占百分比%
1.4 ±2以內 71
±3以內 86
±5以內 980.65 ±2以內 90
±3 94
以內
±5以內 980.13 ±1以內 93
±2 98
以內
±3以內 990.1 ±1以內 93.7
±2 96.8
以內
±3以內 99.2三、結束語國產銅帶軋機經歷了近20年的發展,技術水平已經得到了很大的提高,而其中所用的關鍵控制系統———agc控制系統,也經歷了20多年的發展,已可以擔當生產高精度板帶的控制任務。
實踐證明,蕪湖鑫科銅板帶項目取得了巨大成功,該項目的工藝和技術方案確定正確,技術裝備的選型起點高、先進,國產銅板帶加工設備雖然仍存在不足之處,但正在趕上世界先進水平,并且完全可以滿足我國生產高精度銅板帶的需要。
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