安徽鑫科新材料股份有限公司(股票代码:600255)利用上市募集资金建设了一条年产1万吨高质量锡磷青铜生产线,经过一年多的建设,就顺利投产。主体生产设备全部一次试车成功,顺利生产出高精度产品。投产10个月,主要技术指标及经济指标均达到设计要求,投产当年即开始赢利,且产品迅速进入国内高档用户市场并出口,得到市场认可,赢得用户的好评。
一、项目建设的特点
1工艺方案目前高精度、大卷重、高质量铜板带生产工艺主要有两种方法,一是热轧开坯生产工艺;二是水平连铸供坯冷轧生产工艺。前者采用大容量熔铸机组铸成大规格铸锭,经热轧开坯、铣面后再冷轧、退火、精整等工序出成品;后者采用水平连铸直接从保温炉中引出厚度为15~18mm带坯,经在线或离线铣面后成卷,再经冷轧、退火、精整等工序出成品。
水平连铸工艺是70年代国外开发的生产工艺,国内80年代中后期引进,经学习借鉴和自主开发完善,国产化的水平连铸设备水平迅速提高。
安徽鑫科高精度铜板带工程项目,即采用水平连铸供坯冷轧生产工艺方案。具体为经水平连铸生产出的坯料,通过双面铣削,铣去表层后,再进行冷轧、退火,最后经清洗、脱脂、钝化处理后,按用户要求分切、包装出厂。它具有占地少、投资省、生产规模适中的优点,尤其适合生产如锡磷青铜等难以进行热轧开坯合金材料的生产。同时这种工艺可以满足高精度、大卷重带材的生产要求。
2主要设备选型根据所制定的工艺方案,主要设备的选型如下:
1)水平连铸机组一组国产化设备
2)带坯铣面机组一台国内外合作制造
3)四辊可逆式粗轧机一台国产化设备
4)四辊可逆式精轧机一台国产化设备5)钟罩式光亮退火炉一组国产化设备6)带材脱脂清洗机一台国产化设备7)带材拉伸弯曲矫直机组一台国产化设备8)气垫式连续退火设备一台国外引进9)剪切设备等一组国产化设备3项目建设的效果
由于该项目的工艺和技术方案确定正确,技术装备的选型起点高、先进、可靠,再加上项目建设的组织管理水平较高,以及严格按照项目设计技术要求和技术规范执行,土建和安装工程一次验收合格,所有设备一次试车成功。
项目中的主要设备达到下述产品质量:
水平连铸坯料:所生产的铸坯边部无裂纹、无碎边,表面无夹渣冷隔、严重的偏析等缺陷,带坯的纵向偏差小于±0.04mm,横向偏差小于±0.02mm。
冷轧与精轧:带材表面质量好,表面残油量低,板型控制良好,厚度精度高。典型的厚度精度指标为:
粗轧:厚度精度:2.0±0.02mm1.0±0.01mm0.5±0.005mm精轧:厚度精度:1.2±0.05mm0.1±0.002mm项目投产后,由于产品精度高、质量好,产品迅速进入高端用户市场,并在试生产第10个月即达到设计月产目标,投产当年即实现赢利,开创了高精度铜板带项目建设投资少、见效快的先河。
二、主体设备情况
1熔铸设备此项目采用的炉组为立式炉型结构,采用矩型大断面熔沟,方型线圈和水套。设有温度连续测量并自动控制。在供电方式上,采用单相相连、电容电抗平衡方式,电网平衡好。精心设计的炉子结构,使得铜液温度的均匀性非常好,炉温控制误差小。加之采用优良的石墨结晶器,所生产的铸坯偏析少,表面光滑。
主要的设备参数:带坯宽度:300~450mm双流带坯厚度:15~18mm成品卷重:6000kg最大铸造速度:300mm/min通过能力:1000~1500kg/小时2粗轧机主要技术参数1)轧制材料铜及其铜合金2)来料规格最厚16mm最宽450mm卷重6000kg3)成品规格最薄0.5mm4)轧制速度300m/min5)轧制力
8000kn6)轧辊规格φ360/φ800×600mm粗轧机结构特点在机型设计上,该机型吸取了国外粗轧机的优点,并针对本项目轧制材料的具体要求进行了优化设计,采用一台开卷箱进行厚带开卷,薄带开卷机进行薄带开卷,左右卷取机采用大小卷筒的方式,在厚带状态即进行可逆张力轧制方式。大直径毂轮可避免带材表面因塑性变形而产生的表面裂纹,改善带材质量,张力轧制可改变轧材应力状态,因而增大轧材从开轧到第一次退火前的变形程度,减少了能耗。
为了保证轧机的轧制质量,本轧机着重从以下几个方面进行了精心的设计:
1)确保轧机有良好的机械传动精度,这是成品精度控制的基础。必须有一个高精度机械传动系统,包括使用高精度四列短圆柱轴承、良好的工作辊、支撑辊及其轴承座,传达齿轮箱的机械精度等,此外还包括机前及机后装置、左右卷取机的机械制造精度以及安装精度等。
2)提高自动化轧制水平,提高生产率。为了极大地减少生产辅助时间,减少对人工操作的依赖度,该轧机设有包括上卷的自动控制、轧制过程的自动控制(包括根据工艺需要可进行过头、留头轧制的选择,以及自动轧制、自动停车、轧制参数自动给定等),还有为了缩短检修时间而采用快速换辊、自动轧制线调整等。
3)加强除油。采用真空抽吸装置对带材进行除油,严格控制带材的残油量。
4)有多种控制手段确保带材精度。为了实现高精度厚度及板型控制,设有完善的控制手段,包括:
agc控制:可实现位置控制、辊缝控制、压力控制、厚度预控、厚度监控、轧机刚度补偿等。
正、负弯辊控制:可实现连续控制,无过渡死区。
手动板型控制:通过轧辊倾斜控制、正负弯辊控制及轧辊分段冷却控制可对板型进行控制。
智能化:有完善的故障报警和诊断,以及质量统计分析及报表,有助于生产管理。
产品精度以下是随机抽取的产品厚度精度统计值,由agc系统给出:产品名义厚度 m m
误差 μm 所占百 分比%
4.2 ±5以内 75
±8以内 99
2.6 ±3以内 63
±5以内 90
±8以内 99
1.4 ±2以内 71
±3以内 86
±5以内 98 0.76 ±2以内 82
±3以内 94
±5以内 98 这些数据说明该轧机的精度已达到国际先进水平。
3精轧机主要技术参数1)轧制材料铜及其铜合金2)来料规格最厚2mm最宽450mm卷重6000kg3)成品规格最薄0.1mm4)轧制速度480m/min5)轧制力
4000kn6)轧辊规格φ150/φ550×600mm精轧机结构特点该精轧机采用一台开卷机,左右卷取机,可逆式张力轧制方式,设计特点、控制水平和粗轧机基本相同,所不同的是该轧机采用全油润滑方式,在agc的控制功能上增加了张力agc、速度agc控制等方式,以提高轧制薄带的控制能力。
产品精度以下是随机抽取的产品厚度精度统计值,由agc系统给出:产品名义厚度 m m
误差 μm 所占百分比%
1.4 ±2以内 71
±3以内 86
±5以内 980.65 ±2以内 90
±3 94
以内
±5以内 980.13 ±1以内 93
±2 98
以内
±3以内 990.1 ±1以内 93.7
±2 96.8
以内
±3以内 99.2三、结束语国产铜带轧机经历了近20年的发展,技术水平已经得到了很大的提高,而其中所用的关键控制系统———agc控制系统,也经历了20多年的发展,已可以担当生产高精度板带的控制任务。
实践证明,芜湖鑫科铜板带项目取得了巨大成功,该项目的工艺和技术方案确定正确,技术装备的选型起点高、先进,国产铜板带加工设备虽然仍存在不足之处,但正在赶上世界先进水平,并且完全可以满足我国生产高精度铜板带的需要。
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