DOC 双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计.docx
- 文档编号:5657380
- 上传时间:2022-12-30
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:21.54KB
DOC 双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计.docx
《DOC 双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《DOC 双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
DOC双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计
双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计
78
化学工程与装备
ChemicalEngineering&Equipment
2011年第1l期
2011年U月
双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计
陶锦
(湖北荆大精密钢管实业有限公司,湖北荆州430056)
摘要:
镀铜钢带是制造双层卷焊管的原料.为提高镀铜生产线效率,本文在对传统钢带镀铜生产线上料
和电解除油等方法及装置进行改进的基础上设计了双层卷焊管钢带镀铜生产线,重点研究了双层卷焊管钢
带镀铜工艺流程,分析了生产线设各组成及其特点;基于环境保护需求,提出了双层卷焊管镀铜生产线清
洁化生产方式.
关键词:
双层卷焊管;镀铜;电解;清洁化生产
引言
镀铜钢带主要用于生产各类单层焊管,双层卷焊管(邦
迪管),用其制造的小口径双层卷焊管广泛用于汽车,冷冻
设备和电热电器中制作刹车管,燃料管,润滑油管,加热或
冷却器等….钢带镀铜生产线是指在高精度,冷轧退火钢带
表面镀铜.国外对镀铜技术的研究始于1837年.当时俄
国的雅可比和英国的司本沙等在进行原电池实验时,发现了
镀铜现象,并从l9世纪40年代开始用于生产’.目前国内
应用的主要镀铜工艺是氰化镀铜和无氰镀铜.氰化镀铜具有
镀层结构细致,镀层和钢铁基体结合牢固,对镀前处理要求
不太苛刻,镀液对杂质容忍性强等优点.一直占据电镀领域
的统治地位”.连续镀铜生产线布局主要有卧式和立式两
种,立式连续镀铜生产线是在传统卧式电镀模式上,采用先
进的技术和设各,如导电辊,电源系统,恒张力卷取机等,
具有投资少,见效快等优点啷.
本文设计的双层卷焊管钢带镀铜生产线为立式连续镀
铜生产线,与传统的单线单通道生产线相比,其为双头,双
股直线型生产线,采用单通道,双工作面设备布局形式,其
各股钢带的带速,整流电流和镀液循环系统可单独调节和控
制.因此.该生产线可根据管材规格和生产计划,同时生产
不同钢带宽度,不同镀层厚度的多品种双层卷焊管所需的镀
铜钢带.进而节省劳力.生产操作,管理和维护方便,工作
路径短,设备占地面积小.
l双层卷焊管钢带镀铜生产线工艺分析
双层卷焊管钢带镀铜是指采用氰化物镀铜工艺,快速高
效地在钢带表面镀上一定厚度铜层的工业生产过程.首先将
成品钢带平放于带阻尼刹车的上科装置上,钢带在牵引力的
作用下依次经过碱洗槽,水洗槽,电解除油槽,酸洗槽,预
镀槽,镀铜槽等.使钢带表面均匀镀上一定厚度的铜层.为
避免钢带表面残存水分而出现锈斑,需经过电觚热烘干系
统.以保证镀铜钢带表面在卷曲前充分干燥.
1.1原材料需求分析
镀铜钢带的原材料为外购产品,要求深冲性好,非时效
性高,满足制管工艺性能.外观要求板型平直,无缺边,裂
边,锯齿边,波边,成卷整齐,两侧面平整;表面不允许有
裂纹,折线,疤痕,划伤,孔洞,分层,夹渣等,不得有氧
化,锈蚀;表面涂油时可选用易于用弱碱清洗的非矿物油.
钢带化学成份见表l,钢带机械性能见表2.
表1镀铜钢带化学成份表
表2镀铜钢带机械性能要求表L2双层卷焊管钢带镀铜生产线工艺要求及流程
双层卷焊管制造所需的双面镀铜冷轧钢带的铜镀层主
要起钎焊作用,要求镀层结晶致密,镀层厚度均匀,且与钢
带基体结合牢固;铜镀层纯度越高,钎焊温度越稳定,管材
陶锦:
双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计
焊接质量越好,因此,必须选用优质的铜阳极材料:
镀铜工
艺选型时,镀液不得选用有机溶液配方和有机添加剂,以防
止铜层中有机物夹杂,造成镀层发脆,气泡,制管钎焊层出
现碳化,夹层现象.鉴于上述特殊的工艺要求,本文设计双
层卷焊管钢带镀铜生产线工艺流程如图1所示.其中上卷接
带中的钢带为外购产品,产品性能及规格满足镀铜工艺需
求.
li冷水洗l{镀钢{上卷接带lI
II?
开卷I’
‘
ll洗lI{冷水洗I1袭酌眦l
I
一.
at洗2
图l双层卷焊管钢带镀铜生产线工艺流程图
双层卷焊管钢带镀铜工艺流程是进行设备选型,机组布
局的依据.在生产流程中,上卷接带,开卷,开裁为人工作
业,碱洗,冷水洗,酸洗,预镀,镀铜,表面钝化,烘干,
牵引与成卷为机械化作业.
1.3双层卷焊管钢带镀铜生产线关键工序
(1)电解碱洗
电解碱洗是指依靠电解作用,强化钢带表面的除油效
果,加快除油速度,以防止铜镀层与钢带结合不牢,双层管
制造过程中管材表面出现铜层起皮和嚣钢,管材内部钎焊层
出现夹层和虚焊等缺陷,从而避免出现大量残次废品,汽车
管刹车性能减弱和漏油漏气等潜在危害.电解碱洗液采用新
型节能环保的常温无磷电解除油剂配制,溶液的操作温度
低,蒸发量小,工作环境好,生产能耗低,褒水污染搀放物
少.
(2)镀铜
采用”高浓,高速,高温”的氰化镀铜工艺,在钢带两
面快速均匀地镀上厚度均匀的铜层.以作为双层卷焊管制
造中的钎焊层.镀液工艺配方采用国外同类生产线的同一配
方,组分物质仅有氰化亚铜,氰化钠,碳酸钠和少量氢氧化
钠,具有槽液成分简单,操作维护方便,镀铜结晶细致,与
基体结合力好,镀液分散能力和深度能力高等特点.
(3)钝化
钝化液组分物质采用苯并三氮唑有机钝一
1
.
F
h——一—一——一—一
…E—==二.二=_二一I_.….一…,………一.一一
‘——
一————一
一
_
5
l-上辩装置2.导向辊3.对焊机碾洗檀s.拉辩机6-电解豫油装置7_水洗柑水洗檀羁藏穗括l0-永洗檀
I1.中和糟l2-水洗糟I3-导电辊l4.预镀槽Is-电镀槽I~-.S洗擅I7.钝化槽l冲洗槽l9.水洗糟2供千机2l前取帆
幽2双层卷焊管铡带镀铜生产线布局求_虑豳
陶锦:
双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计
双层卷焊管钢带镀铜生产线是指采用鲁【化物镀锕工艺.
快速高效地在钢带表面镀上一定厚度铜层的工业生产作业
线.根据工艺流程.该生产线主要设备有开卷机,备镀洗槽
体,烘干机,成卷机等,其中上料装置和电解除油装置是在
传统钢带镀铜生产线上料和电解除油装置的基础上进行改
进的.双层卷焊管钢带镀铜生产线示意图如图2所示.
2.1双层卷焊管钢带镀铜生产线关键设备
(1)上料装置
上料装置属于加工行业的辅助设各,用于在生产中安置
并释放板材卷料.由于常用装料架安放板材卷料不便.对卷
料撑紧度的调节也很麻烦,因此本文设计了一种安放简便,
对卷料撑紧度调节方便的开卷装置,只需单手操作即可,结
构简单,使用便捷.其结构简图如图3所示.
支撑板
一lI
委8齿轮箱
图3上料装置结构简图
电解,从而除去油污.基于生产场地需求.该装置以钢带和
电解液为导体.两端安装钢板作为电极,采用阴极电解,阳
极除油方法实现镀铜在线电解除油工艺.其结构图如图4
所示.
1
卜整流器;2一钛阳极板;3一不锈钢阴极板;4一钢带
图4电解除油装置结构示意图
2.2双层卷焊管钢带镀铜生产线主要技术指标及其参数
双层卷焊管钢带镀铜生产线主要技术指标包括钢带宽
度,钢带厚度,生产速度,镀层厚度,带卷内径和带卷外径
等.具体指标如表3所示.
表3双层卷焊管钢带镀铜生产线主要技术参数
(2)电解除油装置
电解除油装置将需电镀的钢带作为电解池的阴极或阳3双层卷掉管钢带镀铜生产线废水处理系统
极,在直流电的作用下,使置于其中的碱性溶液中钢带进行
碱废水酸废水
:
I
I:
酸碱中和池;!
:
l
三废处理站
:
I:
l:
I
..一.一..一.一.一..-.一..-.一.一..一..-..一
l.….-..一.~.一..-..一..一
图5双层卷焊管钢带镀铜生产线废水处理系统图
双层卷焊管钢带镀铜生产线采用电镀工艺,电镀废水的
水质复杂,成分不易控制,且其关键工序——镀铜采用的是
氰化电镀,在钢带镀后清洗水中含有毒性很强的氰化钠和氰
化亚铜,因此必须对生产线排放的清洗水进行处理并达标后
方能捧放.本文采用了”一水多用”方法处理双层卷焊管钢
带镀铜生产线废水.水洗后的镀液通过循环泵排入碱洗池或
者酸洗池中,以达到清水循环利用,节约水资源的目标.酸
洗槽,碱洗槽和电镀槽排出的废液基于综合处理方法,将废
液排入三废治理站的酸碱中和池中,进行净化处理;将有毒
废液经化学处理,使其达到国家排放标准后排出.其中,净
化处理是基于生产需求和国家环保政策,引进了一套全自动
废水处理装置实现的,该装置集机械搅拌,投料反应,絮凝
沉淀和过滤除渣于一体,设各的集成化和自动化程度高,可
实现无人管理.该装置处理后的废水的出水水质分别为:
Cu
——
.5mg/1,CN-—.o.3rag/1,PH=6~9,完全能够达到国
家规定的废水排放标准.双层卷焊管钢带镀铜生产线废水处
陶锦:
双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计81
理系统圈如图5所示.
4总结
本文基于双层卷焊管锅带镀铜工艺和传统钢带镀铜生
产线,改进并设计了双层卷焊管钢带镀铜生产线,具体表现
为:
(1)改进后的电解除油装置能很好解决镀铜生产线中除
油装置占用面积大的问题,从而节约空间和材料;
(2)废水
处理系统采用循环装置,使得可用槽液循环利用,大大降低
能耗.该生产线改进和完善了传统生产线存在的闯题,进一
步保证了生产线的安全,稳定,高效运行.
参考文:
瓤
[1]付胜良.精密镀铜钢带电镀工序工艺特点分析[J].黑
龙江冶金,1997
(1):
18-19.
[2]赵红.粱秀云.钢带铰铜生产线设备安装工法[J].
(上接第%页)
安装.1999(10):
8-10.
[3]王树森.无氰镀铜工艺研究[D].大连:
大连海事大学.
2009.6.
[4】陈春成.碱性无氰镀铜新工艺[J].电镀与环保.
2003(4):
10—11.
[5]王平,程淑英,赵国庆,等.立式连续钢带镀铜生产
线[J].轧钢.1992(3):
42-44.
[6]王荆.冷轧生产线钢卷包装机组监控系统设计及研究
[D].重庆:
重庆大学.2o07.5.
[7]刘万里.电镀工艺加工过程中的清洗[J].洗净技术,
2004,2(8):
5-13.
[8]胡延平.电镀行业发展与实施清洁生产[C]//2002北
京电镀行业清洁生产研讨会论文集.2002.
[9]朱立群.清洁生产与电镀技术发展[C]//贵阳电镀协会
成立二十周年年会论文集.20o4.
通过上表分析过程可知,这套熔盐供热系统主要危险来
自各种原因引起的熔盐炉干烧熔盐盘管,可能造成设备损
毁.因此,需要采取的保护措施有:
(1)控制室内对D的熔盐炉出口温度(TI402)设置
超温声光报警信号.
(2)控制室内对熔盐泵的出口流量(FI401)设置低流
量报警信号.
(3)控制室内设置熔盐泵的跳闸报警信号,熔盐炉操
作室设置跳闸联锁停炉措施.
值得指出的是,某化工厂的熔盐供热系统设置了上述第
(1)项的超温报警.并在控制室设置了泵的电流指示信号,
但由于这些报警信号非声光信号而未能引起操作人员的注
意.从而造成烧坏炉体和盘管的生产事故,造成30多万元
的直接经济损失.
4H』0P分析要点
(1)分析人员应非常熟悉工艺过程,了解设备或管道
内的物料及其运行状态.清楚各种工艺参数,以及设备的结
构等.
(2)分析节点应覆盖所有的PID工艺参数和所有的设
备,设施.并关注其中的重要节点.
(3)应清楚每个节点的分析结果,足正常调整的过程.
还是可能直接引起火灾,爆炸,急性中毒等严重后果.对于
能引起严重后果的节点,应采取冗余的安全措施及清晰的报
警信号.
(4)分析节点比较丰富,除了对温度,压力,流量等
基本节点外.对塔类设备,还应分析到泄漏,静电后果,对
换热器应分析内漏后果,对泵应分析跳闸的后果,对管道应
分析相逆的后果,对大机组应分析联机运行控制系统.
5小结
当代科学技术进步的一个显着特征是设备,工艺和产品
越来越复杂,过去仅靠经验来防止事故发生已不能满足现代
化生产的需要.卧Z0P分析法以其系统化,具体化的安全分
析过程,被广泛应用于初步设计,制造安装,生产操作,技
术培训等各个阶段.
使用HAZOP分析方法.要求分析人员清楚了解生产工
艺,这可能会涉及企业的技术秘密问题另外该方法分析过
程更侧重于生产操作和工艺参数的调整,这也是某些情况下
第三方安全评价机构不太适用的原因.但对企业自身的工艺
安全管理(比如稳定操作,安全培训,隐患捧查等)来说,
则非常适用,因此已成为某蝗大型企业HSE管理体系的重要
方法和PslI(工艺安全管理)的重要手段.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- DOC 双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计 双层 卷焊管钢带 镀铜 工艺 分析 生产线 设计