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槽钢剪切工艺优化

问题分析

安阳钢铁股份有限公司***轧钢厂中400mm机组是以生产中号角钢和槽钢为主的型材机组，年产量65万吨，其中槽钢产品规格为638～1208，产量约占总产量的25%。成品槽钢的分段作业采用1台400t冷剪机进行。槽钢剪切质量对后续工艺，特别是焊接质量影响较大，若剪切断口处存在塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷，则会使槽钢对接时存在较大缝隙，影响焊接质量，特别是强度指标，从而造成较大的安全隐患。
采用模拟溶液研究了阴离子乳化沥青在盐溶液中的粒径分布波动及聚沉情况.通过CaCl2溶液和螯合剂调控CA浆体中乳化沥青的破乳程度,研究了破乳行为对CA浆体流变性能的影响.结果表明:CA浆体中的阳离子对阴离子乳化沥青的聚沉破乳具有明显促进作用,阳离子价态越高、浓度越大、混合时间越长,阴离子乳化沥青聚沉破乳就越剧烈;水泥水化释放的阳离子促使阴离子乳化沥青聚沉破乳,增加了CA浆体流变时浆体的内摩擦,从而使CA浆体流变性能下降.

安钢垂400mm机组随生产节奏和产量的提高，上述剪切缺陷越来越突出，剪切质量内控达标率仅为94.2%。而且剪刃的使用寿命越来越短，平均每班更换一次，造成生产成本和职工劳动强度增加。针对这些问题，从工艺、技术和操作上进行了认真分析，并提出了相应改进措施，取得了较好效果。
为了获得稀硫酸侵蚀水泥砂浆的作用机制,用稀硫酸分2批对水泥砂浆进行了长期浸泡试验,***批试验浸泡溶液的pH值分别为3.0,3.5,4.0,第2批试验浸泡溶液的pH值为1.5～2.9.在浸泡过程中实时记录浸泡溶液的pH值变化,并用0.125mol/L的稀硫酸及时滴定以保持其pH值.运用边界层理论,获得了耗酸速度的侵蚀模型,试验表明该模型在多数pH值下拟合效果较好,但在pH值为2.3～3.5时,拟合效果较差.

1、工艺原因

该机组的设计能力为20万t/a，但现在的产量达到了60万t/a，冷床区生产能力不足的问题很突出，与生产角钢相比，槽钢的冷却速度较慢，从而造成剪切时槽钢温度较高，极易出现塌肩、毛刺、撕裂等缺陷，并且对剪刃寿命的影响较大。
展开了干法脱硫粉煤灰路用性能的试验研究.结果表明:干法脱硫粉煤灰与石灰的配伍性差,而与水泥的配伍性良好;以水泥、干法脱硫粉煤灰为胶结料的稳定碎石具有足够的力学强度和水稳定性,可满足公路基层的要求,且施工性良好,拌和后8 h内碾压成型几乎不影响其力学强度.

2、剪刃设计原因

槽钢剪刃设计的基本依据是槽钢成品孔型形状，如图1所示(以100#槽钢为例)。这种设计在剪切过程中易出现以下问题：一是槽钢两肩部与其他部分相比，相对较厚，所需剪切力也较大，剪刃磨损较快，剪刃使用一段时间后。这一部分相对磨损量大，致使肩部间隙较大，易出现塌肩现象；二是槽钢两腿与腰部处相比，由于剪切角度的影响，当剪刃磨损后，在剪切两腿时，剪切量变小，腿部剪切由通常的剪断变成了撕断，槽钢腿端面极易出现毛刺；三是上、下剪刃腿部斜度与槽钢成品孔型基本一致，这样在剪切时腿部基本同时受力，剪切力较大，剪刃磨损较快，一方面腿端剪切压痕严重，另一方面剪刃老化后，极易出现槽钢剪切部分撕裂、毛刺较多的现象。后两点是影响槽钢剪切质量的主要原因。

改进措施
为经济便捷地对膨胀型饰面防火涂料进行防火性能检测,设计了1种简易的防火性能测试装置.在一些简化假设的基础上,针对该测试方法,提出了1个包含6个关键变量的传热数学模型.***:6个关键变量中,反映外炭化层隔热能力以及热源综合影响的参数i值对防火涂料防火保护时间的影响最为关键.利用曲线拟合,获得i值的计算公式,并通过测试起始涂覆厚度不同的1组透明饰面型防火涂料样品,估算出了该防火涂料的i值.

针对上述3个问题，分别采取了相应措施。

1、针对冷床冷却速度慢的问题，在冷床区增加了水雾风机来提高冷床区的冷却速度，又在剪机***个倍尺处增加了一组水雾喷头，降低槽钢剪切部分的温度，从而避免了因钢温高而造成的剪切缺陷。

2、针对槽钢剪刃设计存在的问题，结合生产实际情况，将剪刃设计为图2所示的形状(以100#槽钢为例)。上剪刃宽度由100mm改为99mm，减少上剪刃在左右方向的间隙，改善槽钢两角部的剪切质量；下剪刃两角部圆弧尺寸由R8mm改为R7mm，提高两角部的剪切重叠量，改善槽钢肩部剪切质量；下剪刃上边宽度由79mm改为80mm，下边宽度由97mm改为94mm，使下剪刃腿端斜度小于槽钢成品孔型斜度，这样在腿部剪切时，腿部上、下方向上不会同时受力，从而减少剪切力，改善剪切质量。
对由干混蒸汽法制得的普通硅酸盐水泥硬化浆体及其性能进行了随蒸压温度和蒸压时间变化的研究.得到硬化浆体的抗压强度、表观密度、水灰比、非蒸发水与水泥比、氢氧化钙含量和水化程度均随着蒸压温度的提高和蒸压时间的延长而提高.在***阶段蒸压温度为140℃和蒸压时间为3 h与***阶段蒸压温度为213℃和蒸压时间为9 h的条件下,硬化浆体试样的抗压强度达到120 MPa,非蒸发水与水泥质量比为0.134,氢氧化钙含量为23.9%(质量分数),水化程度测定值为60%.

3、通过对各规格槽钢实际剪切质量和剪切间隙进行数据回归分析，制定了每种规格的剪切间隙规范，具体为：63#槽钢为0.20～0.30mm、80#槽钢为0.20～0.35mm、100#槽钢为0.25～0.35mm，120#槽钢为0.25～0.40mm，并做出厚度为0.20～1.00mm的不同垫片。每次更换剪刃时，先测量间隙，再选择相应的垫片，确保剪切间隙控制在工艺要求范围内。
为研究沥青路面半刚性基层的温度效应,建立了水泥稳定碎石室内温度变形试验方案和现场温度变形检测方案,通过温度应变系数来研究半刚性基层的室内温度变形特征,分析半刚性基层现场温度应变随季节变化规律,得到其施工完成初期温度变形特点.研究半刚性基层内不同位置现场温度应变系数的变化规律,得到半刚性基层的应变状态.结果表明:现场约束状态下半刚性基层横向温度应变系数比纵向温度应变系数大;沥青面层施工温度对半刚性基层应变产生重大影响,季节温度变化导致半刚性基层应变接近极限应变水平.

进出口情况

我国槽钢的进口量大于出口量。分单纯性进口及随同成套工程引进进口等两个渠道。近年我国沿海几大港口（大连、天津、秦皇岛、连云港等）在新建、扩建油、煤、粮等大宗进出口商品自动装卸工程中，随着主体设备引进的同时，大型槽钢的进口量也在增加。主要生产国家和地区为日本、俄罗斯、西欧。出口槽钢主要输往港澳地区。
通过快速氯离子扩散试验测试了不同矿物掺和料高性能混凝土和普通混凝土的电通量,分析计算了氯离子扩散系数和钢筋锈蚀的临界氯离子浓度;利用边界元法计算了普通混凝土和高性能混凝土的服役寿命.结果表明:基于边界元法的氯离子扩散场计算长度理论及数值分析模型能很好预测混凝土的服役寿命.三掺粉煤灰、硅灰和矿渣高性能混凝土其耐久性优于单掺粉煤灰高性能混凝土,具有抗氯离子扩散能力.

外观要求

槽钢的表面质量及几何形状的允许偏差在标准中有具体规定。一般要求表面不得存在用上有害的缺陷，不得有***的扭转，规定槽钢波浪弯（镰刀弯）的允许值及各规格槽钢面形状的有关参数（h，b，d，t等）的数值、允差值。槽钢几何形状不正确的主要表现是：角、腿扩及腿并等。

主要产地

我国的槽钢主要是由唐钢、包钢、山钢、黄特、马钢、宝得、宣钢、日钢等几家钢厂生产。
采用混凝土早期自收缩测量系统研究了粉煤灰掺量及水胶比对自密实混凝土早期自收缩的影响,并通过硬化混凝土孔隙结构测定仪和压汞仪研究了自密实混凝土的微观孔结构.结果表明:粉煤灰的掺入能降低自密实混凝土早期的自收缩,且随粉煤灰掺量的增加,减缩效果更为***;随着水胶比的降低,自密实混凝土的自收缩逐渐增大;自密实混凝土早期自收缩与其微观孔结构关系密切,自密实混凝土自收缩主要是因孔径为0~50 nm的孔隙量的增加而造成的.
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采用比等效导热相等法则,把颗粒改性复合材料导热系数求解问题转化为含有单个颗粒立方单元体的导热系数求解.通过在单元体中定义复合体,计算出复合体的导热系数.在此基础上分别采用串、并联模型,推导出颗粒改性复合材料导热系数计算公式.采用本方法的计算结果与文献报道的实验数据进行了对比,表明本方法计算结果比Luikov算法及***的Maxwell-Eucken模型更为***,与实验数据吻合较好,从而为颗粒改性型复合材料导热系数计算提供了一种简单、可靠的方法.