1、球墨铸管生产工艺培训球墨铸管生产工艺培训 Sourcing dept.-PXL 2014-11-06培训范围培训范围-主要介绍PLXZ 6米线生产工艺，兼顾介绍8米线、DIP和MAS工厂一些工艺差异；目标目标-了解球墨铸管产品基本信息，了解主要生产过程，对一些关键工艺有个概念性理解。培训内容：培训内容：1.铸管基本信息介绍：铸管基本信息介绍：产品标准、分类产品标准、分类等等2.生产工艺流程：生产工艺流程：1)铁水的调质、球化孕育铁水的调质、球化孕育2)离心浇注系统离心浇注系统3)退火退火4)插口切环插口切环5)喷喷锌锌6)承承口打磨、插口校圆口打磨、插口校圆7)水压测试水压测试8)壁厚测试壁厚
2、测试9)水泥内涂水泥内涂10)水泥养生水泥养生11)内内衬打磨衬打磨12)沥青外沥青外涂涂 1.铸管基本信息介绍：铸管基本信息介绍：产品标准产品标准、分类等分类等 产品标准：产品标准：饮用水管执行标准有：ISO 2531（C系列壁厚管，如绿色圣竹管）；EN545（C系列壁厚管）；GB 13295（K系列壁厚管）；澳标管AS/NZS 2280；污水管执行标准有：ISO 7186；EN 598分类分类按尺寸规格分：PLXZ 6米管DN600DN1000；PLXZ 8米管DN1100DN2000；DIP 6米管DN100DN600；MAS 6米管DN100DN600；按接口形式分：TYT 和STDT
3、YT STD 按水泥类型分：OPC水泥、SRC（抗硫酸盐水泥）、BFSC（高炉矿渣水泥）和HAC（高铝水泥用于污水管）按外涂颜色分：黑色、白色、绿色（圣竹）、蓝色等；红色污水管铸管铸管自身连接方式：自身连接方式：承插口相互连接，通过胶圈密封；插口位置设两条安装线是为了利用偏移角调整管子的相对位置给予施工一定的灵活性，但如果需要较大角度的转向则需要与管件连接；管子欲留一定的空间，可以承受温度变化引起的热胀冷缩，更好地保护管道。密封橡胶圈 2.生产生产工艺流程工艺流程 1)铁水的调质、球铁水的调质、球化化生铁来源：9#或10#高炉成分控制：主要控制Si、S Mn、P成分，控制流程：右图生铁牌号：基
4、本属于Q10、Q12运输方式：火车 PLXZ 熔炼熔炼DIP 熔炼熔炼调质：根据电炉内铁水量以及成分，加入Si铁增硅、加入废钢降C，电炉升温，扒渣（洒聚渣剂-珍珠岩砂造渣）后取样，直到成分合格，电炉保持出铁要求时的温度，等待出铁。调质控制文件：球化前铁水控制流程：右图 球化处理：向铁水中加入一定数量的球化剂，使铁水在凝固时碳以球状石墨的形式形核和生长。凝固后铸铁的组织中得到球状石墨的铸铁。球化剂成分通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金。球化方式：冲入块状球化剂（DIP）块状球化剂主要成分：Mg,Si,Fe;Mg含量较低约10%，吸收率4050%，对铁水增Si较多，对铁水温降较大，所以对球化剂球
5、化在出铁时的成分和温度的工艺控制上和喂丝有差异。Mg丝球化（PLXZ&MAS）Mg丝是指用很薄的铁皮包裹颗粒状Mg粉压制成丝状，成分和块状球化剂一样，但是Mg含量更高约30%左右，吸收率高70%，对铁水温度和增Si影响更小，但是系统复杂，对人和设备要求高。球化衰退：主要由铁水“回硫”造成。由于球化铁水停留时间较长，残留镁和稀土逐渐减少，熔渣没有及时扒除，硫还会回到铁水中，发生下列反应：2MgS+O2=2MgO+2S 2Ce2S3+3O2=2Ce2O3+6S 回到铁水中的硫，又再次与镁、稀土发生反应：Mg+S=MgS 2Ce+3S=Ce2S3 这种反应随着铁液停留时间的延长，硫、镁、稀土和空气中
6、的氧循环作用，消耗了大量的镁和稀土，进而引起因残留镁和稀土不足造成球化衰退这种球化衰退除铁水停留时间较长外。还与球化剂中稀土含量较低、或者球化剂加入量偏低有一定的关系，但紧靠增加其加入量也很不可取，这不但增加成本，而且因为镁和稀土残余量高了，气孔、熔渣量和渗碳体都会增加为了控制铁水中残Mg含量，达到理想的球化效果：控制原铁水中S含量及时清渣，减少回S现象减少球化后的铁水等待时间，一般设定球化衰退的时间在20分钟左右，长时间等待的铁水应该回炉再处理。球化质量控制：工厂除了控制铁水成分外，针对原铁水中S含量的不同制定了球化剂的加入量，控制文件和控制流程：孕育剂：在离心浇注时当铁水流经流槽的同时往铁
7、水中加入一定量的孕育剂，孕育剂中含大量细小的非金属夹杂物，是石墨析出的核心，有效促进石墨化。孕育剂类型：工厂主要用Si-Fe系，Si-Fe-Ca系，Si-Fe-Ba系。孕育剂加入量和扇形包铁水温度控制文件：2)离心浇注系统离心浇注系统 上行下行孕育剂6米线离心机主要工作流程米线离心机主要工作流程：扇形包铁水准备就绪给出指令离心机在上限位操作工下达浇注指令管模开始提速、扇形包开始翻包流槽探头感应到铁水并开始随流加入孕育剂、开始喷管模粉承口探头感应到铁水+延时主机开始下行到达扇形包切换包位置扇形包回翻并停止加入孕育剂主机继续下行到零位停止喷粉，流槽完全退出冷却，管模降速(切换新流槽同时刷旧流槽)，
8、安装砂芯 扒管（主机上行）主机达到上限位(承口补粉)等待下一个循环开始等待下一个循环开始主机上下由位置编码器控制离心机控制界面信息离心机控制界面信息：6米和米和8米线离心机浇注上的差异：米线离心机浇注上的差异：运动形式上：6米线是离心机运动，流槽不动，拔管主要靠离心机上行；8米线离心机不运动，流槽运动，拔管主要靠拔管钳下行。8米线比6米线多一个湿喷工艺，8米管模在浇注前先湿喷，湿喷主要成分是硅藻土和膨润土加水的混合物，在管模内壁形成一层薄膜，目的保护管模，同时使铁水温降减慢减少渗碳体形成加入铝粒：斜流槽和流槽涂刷完毕,扇形包浇铸之前加入，减少承口夹杂冷却方式：6米线管模几乎是泡在水里，在浇注中
9、铁水温降快，渗碳体形成多，退火时间长；而8米线是喷水冷却，铁水温降慢几乎没有渗碳体生成，退火时间短6m离心机8m离心机离心机部分系统介绍（离心机部分系统介绍（数据采集、扇形包扇区及曲线板、水冷却系统）：数据采集系统：离心机操作系统除了ASAP系统外，另一个重要功能就是数据的收集，对每支管子的基本信息，设置的参数，操作指令、主机位置、扇形包状态以及对应的时间点等等进行记录；这些数据实时收集在离心机电脑内，离心机电脑每隔半小时又将这些数据传送到IT部门服务器，工艺、生产人员可通过访问服务器下载数据分析各种数据，甚至可以还原生产情况；下图为8m工艺人员所用自动分析工具界面ASAP系统简介：是离心机自
10、动浇注的一个算法系统，是对各个离心浇注参数一个理论上的优化模拟，它的理想状况是拉出壁厚稳定均匀的管子，目的是为做省铁同时减少废品率扇区 2扇区 3扇取 1扇形包扇区及曲线板：一个扇形包一次兑满铁能浇注几支管子就需要在ASAP系统中设置几个翻包角度，一个翻包角度就是一个扇区；曲线板：也叫等速板，曲线板可以把液压的缸的匀速直线运动转换成扇形包的匀速转动，即让扇形包在翻转过程中保证铁水均匀的流出，保证每个扇区铁水等量，方便控制管重和做省铁指标。曲线板可以根据扇形包连杆结构计算出来，曲线设计是否合理可以用简易方法来验证。水冷却系统：8米线和6米线离心机在冷却方式上有所差异，8米线是喷洒在管模上冷却，6
11、米线是侵泡式整支管模在水中冷却；6米线的冷却方式能让离心成型的铁水更快的冷却下来。冷却水系统：均是用循环冷却水，主要依靠冷却塔冷却，根据需要补充少量主管道新水。下图是8m离心机水冷系统目的：为了促进渗碳体和珠光体的分解，获得铁素体的基体组织参数：根据规格大小设置链速，PLXZ 6米一般在0.830.9米，温度设置及控制如下：3)退火退火下线隔离并通知生产经理Quarantine product and inform production manager下线隔离并通知生产经理Quarantine product and inform production manager下线隔离并通知生产经理Qu
12、arantine product and inform production manager下线隔离并通知生产经理Quarantine product and inform production manager下线隔离并通知生产经理Quarantine product and inform production manager下线隔离并通知生产经理Quarantine product and inform production manager可接受下限 acceptablel low可接受下限 acceptable low可接受下限 acceptable low可接受下限 acceptable
13、 low可接受下限 acceptable low可接受下限 acceptable low正常范围 normal 正常范围 normal 正常范围 normal 正常范围 normal 正常范围 normal 正常范围 normal 可接受上限 acceptable high可接受上限 acceptable high可接受上限 acceptable high可接受上限 acceptable high可接受上限 acceptable high可接受上限 acceptable high下线隔离并通知生产经理和质量经理 Quarantine product and inform production
14、manager and quality manager下线隔离并通知生产经理和质量经理 Quarantine product and inform production manager and quality manager下线隔离并通知生产经理和质量经理 Quarantine product and inform production manager and quality manager下线隔离并通知生产经理和质量经理 Quarantine product and inform production manager and quality manager下线隔离并通知生产经理和质量经理 Q
15、uarantine product and inform production manager and quality manager下线隔离并通知生产经理和质量经理 Quarantine product and inform production manager and quality manager7009809808007507006509609607807006806309509507606806605209109107206005804509009007005805604005006007008009001000入口inlet保温一段soak1保温二段soak2缓冷一段slow co
16、ol 1缓冷二段slow cool 2出口outlettemp.6 6米米退火炉管子温度曲线退火炉管子温度曲线Pipe temperature profilePipe temperature profile 切环对象：做金相样环：每球化包最后一支浇注的都要切环看金相组织控制长度：8米线每次均切；其它原因切环：如插口尺寸偏小，插口内衬原因等4)插口切环插口切环目的：防腐，最重要的电化学防腐手段防腐原理：Zn比Fe电位低，失去电子形成阳极而被腐蚀形成Zn氧化物，该氧化物致密且不易溶解形成一层保护膜附着在管壁上，又进一步地减少电化学和微生物的腐蚀雾化原理：正负电极的两锌丝在大电流低电压的作用下，燃烧
17、于端部的电弧将均匀送进的锌丝熔化，并被压缩空气吹成细小的熔融颗粒，被吹到管外壁并吸附在管壁上。5)雾化喷锌雾化喷锌管外壁送丝系统喷锌标准：130g/m2;200g/m2;400g/m2;标准检测：米拉实验；锌丝材质：纯Zn丝、Zn-Al合金（Al含量约15%），锌丝直径3.954mm喷锌吸收率：指在单位时间内喷在管壁上的锌重所占总的喷出去的锌重的百分比；吸收率影响因素：在同种管径下主要因素是管温、喷嘴到管壁之间的距离、雾化效果（与压缩空气压力有关，颗粒越细越易被除尘系统吸走而吸收率低）、除尘风力大小、管壁表面（表面粗糙越易吸附，喷锌标准越高吸收率也越高）；不同管径所对应吸收率：普通锌丝对小口径
18、DN100200吸收率约在3040%；而大孔径管DN800DN1400吸收率能到60%70%；计算公式：现场需要测量单位时间出丝能力，喷枪移动速度（可间接测量），米拉测试，管径。5)雾化喷锌雾化喷锌喷锌操作界面：5)雾化喷锌雾化喷锌PLXZ，DIP和MAS喷锌方式差异：驱动轮转动PLXZ 6M&8M：喷枪不动，管子旋转，管子被小车托着直线移动，喷枪不动DIP&MAS：喷枪做直线运动，管子仅仅旋转，不做直线移动，这种方式下容易出丝不稳，断丝断弧，损伤喷枪顶尖驱动轮转动承口打磨：目的是清理承口内砂芯残渣、毛刺、铁渣，保证承口d3,d2,d5相关尺寸尺寸检查：d3 通规、止规，板规检查d2,d5承口
19、富锌涂刷：对承口打磨所有位置和承口端面均需均匀涂刷富锌涂料。6)承承口打磨、插口校圆口打磨、插口校圆插口校圆：D4 通规、止规检查管子插口尺寸，对于椭圆管需要通过整圆机来人工校圆；6米线只需要检查插口就可以了，而8米线承口插口都要检查并消除椭圆管。6)承承口打磨、插口校圆口打磨、插口校圆管子插口木块液压装置液压装置管子承口、插口6米整圆设备8米整圆设备水压测试：所有管子必须通过标准要求的最小压力、保压15秒的水压试验，任何水压试验不合格的管子必须判废。饮用水管标准：ISO2531，EN545 and GB 13295.7)水压测试水压测试水压工艺流程：所有的产品标准内都规定了管壁标准壁厚和最小
20、壁厚，壁厚测量目的是检验壁厚是否达到了标准要求的最小壁厚，同时也为做省铁提供参考。8)测厚测厚计算方法：开始发射声波时间t1;声波到达管壁上表面并被反射回去t2;到达管壁下表面再被反射回去t3,根据声波在不同介质中转播速度的不同来计算壁厚。测厚原理：探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度.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内壁一般来说系统会选择第2第4个波计算出一个厚度超声波探测仪壁厚曲线：测厚仪小车沿着管壁上行走，测到整支管子的壁厚点，再通过系统过滤后生产壁厚曲线并模拟计算管重；9)水泥内涂
21、水泥内涂水泥内涂：目的：保护铸管及饮用水水泥类型：OPC普通水泥、SRC（抗硫酸盐水泥）、BFSC（高炉矿渣水泥）和HAC（高铝水泥用于污水管）内涂料配比：由水泥C、砂S、水W按一定的比例混合。如6米线推荐配比比例塌落度测试：即流动性测试，DN100-DN400规格管推荐控制在95-105mm，DN500-1000规格控制在90-100mm之间；减水剂：目前常用在SRC、BFSC 内涂上，目的是减少混料阶段的用水，特别像BFSC水泥有反水现象，在离心内涂后流挂会很严重，使用减水剂会明显减少流挂以及在养生后的起壳、气泡现象。水泥砂浆混料系统，以DIP为例：离心涂衬：混好的水泥砂浆通过布料小车均匀
22、布到管内，砂浆在离心力的作用下完成最初的成型。6米线离心涂衬示意图如下：挡轮工艺点23个/支管子在驱动托轮的驱动下旋转，在托轮偏向角度的作用下管子向承口方向移动，依靠承口端面上的工艺点撞击挡轮，反复撞击来达到内衬的震实效果；内衬在离心力的作用下均匀分布到管壁并脱出部分水。偏向角度铁水泥内衬形貌结构-光学显微镜 DIP小线是液压驱动，下图是DIP大线涂衬，驱动轮在承口，皮带驱动PLXZ 8M线涂衬机，涂衬工艺完全不同于6米线，管子在涂衬中被2根皮带悬空驱动实现离心涂衬，依靠3个敲击臂敲打管身达到震实的效果，这种工艺完全不受椭圆管的影响，不会出现内衬起壳，气泡等缺陷10)水泥水泥养生养生饮用水管：
23、水泥涂衬后进入养生池升温，促进水泥水化反应，快速强化的过程称为养生工艺污水管HAC水泥：管子在送入养生池之前，用10S厚的塑料薄膜严密封住管承插口11)内衬内磨内衬内磨目的：对于DN400以上管子，均需要内磨，磨掉表面的流挂、浮灰层，减少因为浮灰层、砂浆层、骨料层不同收缩比引起的起壳现象，同时也使内衬更美观。12)沥青外涂沥青外涂沥青与锌之间具有很好的粘合性，给管道与外界筑起了一道完整的保护屏障；锌还会通过沥青媒介作用，促使锌盐的转变以及自我愈合性的迁移，进一步扩大了防护能力。喷漆之前管子预热，预热炉：温度控制在100-150喷漆标准：70um和100um喷漆后进入烘干炉烘干，温度需达到60-75,8米线通过浸泡在热水池内预热DIP和8米线喷漆后均无烘干，在环境温度下干燥
