制冷工艺论文例1

中图分类号：TQ340.68 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0033-01

油田开发中有着很丰富的伴生气，通过轻烃回收装置的使用能很好的利用这部分天然气资源而获得一定的经济效益。现今国产化装置中存在工艺方案不合理、能耗高以及产品收率低等不足，本文主要是从工艺流程出发，针对伴生气轻烃回收工艺，讨论设备选型和设计以及控制系统等，提出工艺设计的相关思路和原则。

一、回收工艺特点分析

目前对轻烃的回收普遍采用冷凝分离法，制冷工艺主要有冷凝制冷法、膨胀制冷法以及混合制冷法，在工艺上都是通过气体冷凝获得液烃，液烃经蒸馏分离后得到合格产品。其流程组成是由七个单元组成：原料气预处理、增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分流以及产品储配。

一般的伴生气压力低其气质富，由于冷凝分离的工艺要求，需要增压压缩机来对伴生气进行增压，增压值的大小与干起外输压力、分馏塔塔压、制冷温度、产品收率等因素相关。

二、工艺流程优化

工艺流程的优化主要包含了制冷工艺的选择、工艺流程的设计以及工艺参数的优化。

1、制冷工艺的选择

制冷工艺的选择主要是在分析原料气的压力、组成以及液烃回收率等基础上进行的，如果伴生气的处理量较小、组成较富，可通过浅冷回收工艺来对C3+烃类进行回收，制冷工艺一般为冷剂制冷或者为冷剂制冷与节流膨胀制冷相结合。如果伴生气的处理量较大且组成贫，对乙烷的回收就采用深冷回收工艺，制冷工艺多为混合冷剂制冷、复叠式制冷、膨胀机制冷或是冷剂制冷与膨胀机制冷结合的方式。

国内冷剂制冷工艺主要采用丙烷压缩循环制冷，制冷系数较大，所采用的装置所需要的冷量是由外部制冷系统提供，运行过程中可通过调节制冷量来适应原料气的变化。膨胀机制冷的三种方式为透平膨胀机、热分离机和气波机制冷。透平膨胀机因为其质量保证，操作维修方便等优点而被优先选用，而对于无供电条件的地区则有限采用热分离机或气波机制冷。

2、工艺流程的设计

伴生气的轻烃回收工艺流程中主要是由七个单元组成，工艺流程的设计就需要以这七个单元为基础统一组织，保证经济、高效运行。浅冷工艺所需冷量是由外加冷剂制冷提供，改装置运行的主要能耗是对外加冷源和原料气的增压消耗，流程组织中需尽量减少增压能耗和冷损。在冷凝压力一定时，合理匹配气源压力、液烃分馏塔压力、外输压力以及产品收率等来保证最小的增压能耗，同时还需做好低温分离器排除气体的能量回收问题。工艺的设计需要从整个流程综合分析，合理设计增压、制冷、冷凝分离和液烃分馏几个单元，有效利用亚能与外加冷量。

在深冷工艺出于对冷量的要求需采用冷剂制冷和膨胀机制冷相结合的制冷工艺，从整个流程出发来安排原料气是采取先膨胀后增压或先增压后膨胀的方式来获得合适的膨胀比而得到更低的制冷温度与更高的收率。工艺流程的设计需要多使用新技术、新工艺，如液体过冷工艺LSP、气体过冷工艺GSP、直接换热工艺DHX以及混合冷剂制冷工艺等。

3、工艺参数的优化

为保证装置的经济合理运行，就需要制定合理的工艺参数，在伴生气组成一定的情况下，浅冷工艺中主要需要确定的是冷凝温度与压力。

冷凝压力是由气体外输压力决定，如果液烃输送到液烃分流单元需要在自身压力下进行，冷凝压力就需要满足分馏操作的压力要求。冷凝压力是以气体外输压力和液烃分馏操作压力中的高值来确定，如果采用膨胀机制冷，冷凝压力需创造条件来达到一定的膨胀比。在C3+烃类回收装置中，初步确定冷凝压力后，温度的选择在保证C3较高的冷凝率同时也不能使C2有着过高的冷凝率。压力一定时，温度与气体的组成相关，C3+含量较多时的温度较高，反之则低。如果冷凝温度降低会增加C3+的冷凝率，但C2的冷凝率会增加更快，这就耗费了更多的冷量，还需从凝析液中除出，浪费能量造成经济损失。

冷凝温度和压力的确定需要从整个工艺流程出发，综合考虑各单元的能量利用来进行工艺设计。在C3+烃类的浅冷装置中一般C3收率为50～80%比较合适，在深冷装置中一般采取60～85%的C2回收率，最佳产品收率的确定还需进行工艺计算和方案对比来获得。冷凝温度在-20～-35°C时，冷量可通过丙烷冷剂压缩循环制冷来提供，温度低于-35°C时，可采取膨胀制冷，同时也可适当提高冷凝压力来获得更为经济的轻烃回收率。

三、设备选型及设计

工艺流程的设计中的关键问题之一就是设备选型和设计，这也是保证工艺流程实现的基础，选型与设计时应遵循高效、轻便、技术先进且工作可靠等原则。

装置中的气-液分离器如果设计计算和内部结构不合理就会使得气相中携带液滴而造成液烃回收率降低。制冷机、压缩机和膨胀机在设计选型中需与厂家充分协商，提供准确的参数和相关工艺要求，确保正确选型和机组的供货质量。作为主要的能耗部分，选型的合理与否直接决定了能耗的高低。

伴生气一般压力低、气质富，需要进行压缩机增压来适应冷凝分离工艺要求，增压值的大小主要由制冷温度、干气外输压力、分馏塔塔压和产品收率决定。在选用制冷工艺时应精心组织工艺流程，合理利用外冷和内冷，综合分析工艺和参数来获得更好的经济性，设备选型设计主要体现先进技术和高效的原则来提高轻烃回收率。

参考文献

制冷工艺论文例2

水资源是人类赖以生存的珍贵资源，随着近两年我国对于生态环境保护意识的提高，对于工业用水以及污水的排放加强了监督和控制。据统计，用于循环冷却系统的冷却水占据了我国现代化工厂全部用水量的68%-80%，如此庞大的用量和占比也引发了我们对于循环冷却水的处理工艺的思考，在工厂生产的早期由于对于节约用水的要求没有现在这么高，冷却水的处理也比较简单，但是随着工业的发展以及循环冷却系统的引入使得当前的循环冷却水的浓缩倍数大大的增加，为了能够提高当前工业冷却水的使用效率，防治设备受到结垢和侵蚀缩短使用寿命，以及减少污染等需求，必须采取一定的循环水处理工艺。

循环水冷却处理工艺主要类型和应用范围（着重说明一下化学药剂处理、有机磷配方、正磷配方以及无磷配方的特点和应用范围）

循环水处理的工艺类型很多，不同的工艺类型处理的特点和效果也各有不同，循环水处理工艺主要类型有化学药剂处理、静电处理、膜处理、磁化处理和臭氧处理等，由于大多数的企业中采用的是化学药剂处理的方式，化学药剂处理是当前为了避免工业循环冷却水的结垢、腐蚀以及微生物滋生等现象，在循环水冷却处理中加入阻垢剂、杀菌剂、缓蚀剂等化学药剂的主要技术，化学药剂处理是我国目前循环冷却水水质稳定的关键技术。常规的化学药剂处理的药剂配方主要是以磷系为主，在循环水冷却处理工艺中水质化学处理的药剂种类有很多，例如：预膜剂、化学清洗剂、缓蚀剂、混凝剂、消泡剂、杀菌灭藻剂等。在实际的循环水冷却处理工艺当中，药剂的选择一定要注意根据各药剂的化学特性和处理功能，提高多种药剂的协同作用，能够有效的降低药剂的成本，提高水质稳定的效果。

循环冷却水处理工艺的日常应用与管理（日常应用与管理在写深入些，对于不同的几种补水水源如何进行调整，保证循环水水质合格。更好的达到节水减排）

循环水的管理工作向来是“一份试剂九分管理”反映了管理在循环冷却水处理工艺中的作用，由于循环冷却水在应用过程中发生了多种变化，因此对于水质的检测与调整是循环冷却水处理工艺管理的重要内容，具体措施为：

1、明确水质标准，严格工艺管理

为了做好循环水的日常管理工作，我们必须明确循环水的质量标准。为此应采取以下几个措施来实现：1、坚持分析监测制度。规定对水质指标作现场分析，再由公司化验室每周抽样一次，其中还包括对当天所留水样的复查，以确保分析的准确可靠性；2、 重视人工可调指标的执行和考核（药剂浓度、余氯、碱度），对关键操作实行工序管理。我们将水处理药剂投加作为工序管理点进行质量管理，以确保药剂浓度指标合格；3、工艺指标合格率、分析差错率及工序能力都纳入考核范围。4、为了保证加药的准确性，我们对加药方法均要作详细规定。对某个系统而言，每提高1mg/L药剂浓度需加多少公斤药剂，以及每补1t水应该加多少药剂，都要经过计算，教给每个操作人员。这样，加入量很准确，不会发生超标或不足。

（我厂药剂是承包商大包，他们采用自动加药，他们通过分析数据进行药剂调节，车间进行监控分析。此段需要改）

2、水质监测与监控（可加入如：浊度、腐蚀速率、沉积速率如何进行控制和管理，着重实际生产，少一些理论最好。如浊度高时，如何处理）

水质监测包含的内容很多分别是：控制钙硬、总碱度，当循环水的浓缩倍数稳定并且不受外界影响的时候，水总碱度直接影响着系统的结垢过程。水的硬度是水中钙离子和镁离子的综合，循环冷却水处理工艺中重要的指标。这两项水质指标的控制对于循环冷却水处理有着非常重要的意义，无论任何工艺类型都需要密切的控制水硬度和总碱度；PH值，根据配方或者其他工艺类型的特点，分析PH的理论值，避免冷却塔中二氧化碳的逸出影响到浓缩的倍数，所以对于Ph值的控制也是循环水处理工艺日常管理中重要的环节；3、总磷、正磷、Cl-离子，总磷的检测和管理工作是为了计算水中有机磷的含量，避免磷超标。磷的主要来源是磷系水稳定控制药剂，而别是在循环冷却水处理的过程中，如果遇到较强的养护剂，会导致部分有机磷失效从而降低循环冷却水处理的效果。而对于Cl-的控制则是为了避免设备受到严重的腐蚀效果，特备是很多不锈钢管道设备对于Cl-的反映十分敏感，必须进行有效的监督和控制；4、泥垢，尽管多种循环水处理工艺都对水中的微生物进行了清理，但是如果满足适当的生长条件，微生物还是会大量的生长，而且卫生的繁衍过程及其迅速。微生物的生长造成的危害特别的大，主要是其生理活动造成的粘泥，如果不加以控制，生物粘泥的处理将非常的麻烦，因此提高对水质中微生物的检测也是非常重要的，是日常管理的核心环节。

3、浓缩倍数与补水（我厂现在是高浓倍运行>8，说明节水及水质质量控制，着重实际生产，少一些理论最好）

循环水的含盐量与补给水含盐量之比为浓缩倍数。这是循环水处理中的一个重要的技术经济指标。控制方法是严禁任意排水，乱接水管，使系统密闭循环。发现漏水及时处理。设计浓缩倍数3.0，在使用初期，热负荷偏低时难以达到，控制在设计指标（浓缩倍数为3.0）。随着系统逐步正常使用，浓度倍数逐步提高达到设计能力时浓缩倍数可达4.0-5.0倍。循环水浓缩倍数即是水质指标也是经济指标，为此我们根据水系统的水量平衡计算出了补水量，即补水量=蒸发量+全排污量。排污量=增发量/（浓缩倍数-1），以上公式我们能够看出，适当的提高浓缩倍数能够减少排污量，这也是循环水处理工艺管理的重点。

结语：

循环冷却水处理的工艺有多重，但是对于水质的处理的目的是一样的，都是为了减少对循环水处理系统设备的危害，提高对水的利用，我们总结了不同的循环冷却水处理工艺以及其应用范围，并对循环冷却水处理工艺日常管理的重点进行了分析，希望能够对该类水处理工艺及其应用提供帮助。

参考文献：

制冷工艺论文例3

 

钢结构由于其优越性，在我国(超)高层建筑中越来越普遍采用。钢结构施工技术含量高，其中焊接是其关键的施工技术之一。焊接质量常常是施工质量控制的难点，特别是在较低温度下焊接施工时，由于环境温度较低，加之高空风速较大，增加了焊接接头的冷却速度，导致焊接裂纹倾向加大甚至出现焊接裂纹。因此我国有关标准、规范规定，在环境温度为O℃以下施焊时，应进行工艺试验，以确定相应的施焊工艺，但具体做哪些工艺试验及如何进行，尚无统一标准和明确规定。本文结合具体工程实例，综合考虑环境温度和风速的影响，对0℃以下高层钢结构焊接施工工艺和质量控制进行了探讨。。

1.工程概况

某大厦是一座多功能、高智能、综合性的高层建筑，由A座、B座和连体群房等组成。其中A座建筑地下4层地上52层，高度200．80m，设计采用内核心筒一外框柱结构体系，±0．000以上采用全钢框架柱梁，金属压型模板和现浇钢筋混凝土楼板；外框架柱为箱型截面，内筒钢骨柱为H型截面，钢梁为I型截面。所用钢材材质为SM490B。根据施工进度和施工地点气象资料，该大厦42F一52F楼层施工时，存在0℃以下焊接施工问题。其焊接接头主要结构形式如下。

A、接头形式箱型柱—柱、材质SM490B、焊件厚度25/mm、焊接方法手式电弧焊、施焊位置横位；

B、接头形式柱—梁、材质SM490B、焊件厚度16.25/mm、焊接方法手式电弧焊、施焊位置平位；

2.冬季焊接施工存在的问题

所用钢材为SM490B钢，属日本钢号(符合JISG3106标准)，其化学成分C≤0.18、Mn≤1.50、Si≤0.55、P≤0.040、S≤0.040

该钢材属于普通低合金结构钢，其CE(IW)=0．43％，焊接时对冷却速度较敏感。当在温度较低的环境下焊接施工而无有效工艺措施时，由于冷却速度较大，有可能出现马氏体淬硬组织，而增大冷裂倾向甚至出现裂纹，故较低环境温度给焊接质量造成不利影响。同时现场的风速较大也是必须考虑的因素，因此必须根据现场情况，通过工艺试验制定相应的工艺措施，以确保施工质量。

3.焊接性试验

为确定SM490B钢在现场条件下焊接时的抗裂性能，模拟现场情况(施焊位置、环境温度、环境风速、冷却方式等)进行斜Y型坡口焊接裂纹试验。

3．1试验内容

试验内容如下。

试验序号1，材质SM490B，板厚25，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度125℃，冷却方式空冷；

试验序号2，材质SM490B，板厚25，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度100℃，冷却方式空冷；

试验序号3，材质SM490B，板厚16，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度100℃，冷却方式空冷；

试验序号4，材质SM490B，板厚16，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度50℃，冷却方式空冷；

确保试验可靠，每一板厚各制备备用试件一套。。

3．2试验方法、评定标准

按《斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》（GB4675.1-84)标准执行。焊接工艺参数为：焊条直径φ4、接电流170±1OA、焊接电压24±2V、焊接速度150±10mm／min。

3．3试验结果

对上述试件取样进行检验，试验序号1，2,4试样未发现任何裂纹，而试样3在焊缝根部和表面均发现裂纹。表明在试验环境条件下，SM490B钢当板厚为25mm时，焊前预热至100℃可避免裂纹产生；当板厚为16mm时，焊前预热至50℃时，可避免裂纹产生，而在环境温度下施焊，不能避免焊接裂纹。

4.焊接工艺性能试验

4．1试验内容

试验内容如下：

试验序号1，材质SM490B，板厚25，焊接位置横位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

试验序号2，材质SM490B，板厚25，焊接位置平位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

试验序号3，材质SM490B，板厚16，焊接位置平位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

焊接工艺参数为：焊条直径φ4、焊接电流160～170A、焊接电压23～24V、焊接速度150 mm／min、焊接过程中注意层间温度不低于预热。

为确保试验可靠，每一板厚各制备备用试件一套。

4．2试件的形状和尺寸

试件的形状和尺寸如图所示。

工艺试验试件形状和尺寸

4．3试验方法、步骤

1)在试件上打上钢印，作好标记。

2)测定施焊环境温度、湿度及施焊处风速，并作记录。

3)上述施焊环境符合要求后，进行焊接试验，当需要预热时用氧一乙炔焰加热至规定温度。

4)由持证焊工按拟定的焊接工艺施焊试件。

4．4试样检验殛结论

1)试验检验及合格标准按《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708-92)执行。

2)所焊试样经上述检验，均满足标准要求，拟定的焊接工艺合格。同时序号1较之序号2冲击性能有所改善，表明石棉保温的后热措施有效。

5.冬季焊接施工措施

以上述评定合格的焊接工艺为依据，制定冬季焊接施工工艺，并采取以下工艺施工。

1)焊接前对焊工进行冬季焊接施工技术培训，使焊工明确冬季焊接工艺，严格按工艺纪律施工。

2)焊接前，每天由专职焊接管理人员测定环境温度及风速，并随时注意天气变化。

3)雨、雪天禁止施焊。。当环境温度低于试验温度时禁止施焊。

4)注意冷空气对焊件表面对流散热的影响。当风速大于5m／s时，禁止柱一梁焊接施工，否则须搭设防风棚，当风速大于2 m／s时，箱型柱一柱焊接须搭设防风棚(防风棚应可靠，采用四面围帆布挡风，并且顶部来风处也应遮挡)。

5)预热用2～4把燃气烘枪烘烤。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的2倍，且不应小于100mm。预热温度用测温笔在距焊缝中心50 mm处测量，达到规定的温度后方可进行焊接作业。

6)每条焊缝应一次焊完，中途不得中断，如因意外原因(如停电、下雨、下雪等)中断，应及时采取后热、缓冷措施。重新施焊前应对已焊焊缝进行检查，且焊前需按规定进行预热。

7)箱型柱一柱对接时由两名焊工对称施焊，并根据现场情况安排一名焊工辅助施工，如领取焊条、层问烘烤、中途接换焊接等，以确保层间温度和连续施焊。

8)箱型柱一柱对接焊接完成后，立即存焊缝区上下250mm范围内用厚30mm的石棉包裹三层，以减缓接头冷却速度。

6.实际结构的焊接

按上述工艺对实际的柱一柱、柱一粱接头进行焊接，所有焊接接头焊后经100％超声波探伤和磁粉探伤，未发现裂纹。焊缝按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB 11345—89)标准检验，I级焊缝一次合格率达99．8％。证明拟定的工艺试验方案和焊接工艺合理。

参考文献

[1] GB 50205—2001.钢结构工程施工质量验收规范[s]．

制冷工艺论文例4

 

1. 引言目前,全连续冷轧是目前主流的钢铁冷轧加工工艺。通常，连轧机组的带钢入口速度在100米/分~250米/分的水平，出口速度为700米/分~1800米/分,所以在对过程自动化在整个冷连轧机组自动控制系统中的地位和分工，分析过程自动化系统特点和应具有的功能的基础上，构建一个高效的过程自动化系统具有特别重要的意义。

2． 冷连轧工艺过程和控制过程典型的酸洗冷连轧工艺过程如图2.1所示,并给出了轧机组的完整控制流程。论文大全。 机组设备主要由开卷机、焊机、入口活套、酸洗槽，矫直机，出口活套，张力棍、五机架、和卷取机组成。

。论文大全。

图2.1冷连轧工艺控制流程图

冷连轧的最大特点是省却了频繁的穿带和甩尾操作，因此大大地增加了纯轧制时间和生产能力。连轧机组的特点决定了它的控制和调节是人力所不能及，必须依赖于计算机自动控制系统才能实现全连轧生产。而实现连续轧制生产必须构建一个能够精确的设定，材料跟踪和实时控制的综合自动化控制系统。

3． 连轧机的过程自动化系统的任务和结构3.1任务从图2.1可以看出,过程自动化系统(二级)的功能分为两大部分: 1. 数据交换和数据管理和2. 工厂控制以及工厂监控操作的人机界面.系统任务是:1.可重复生产的设定点预测;2.生产支持;3.质量保证;4.用户参数确定;5.所有工艺参数归档,为工艺人员提供工艺支持。

3.2 配置方案图 3.1：多辊连轧机的过程自动化系统

如图3.1所示,操作系统是微软的WINDOWS2000 Server,中心数据库是ORACLE WIN2003, 网络采用了快速以太网, 骨干网的拓普结构,server-client架构. 数据存储采用了磁盘阵列. RAID1 管理模式 为提高系统的可靠性兼顾经济性,采用了冷备服务器的方案.开发语言为C++.net.

3.3 软件方案 根据过程控制系统的功能,可以得到其软件控制系统由各个功能模块有序地彼此协调地构成。见图3.2.其中最主要的模块是: 材料跟踪，轧制道次计算和动态变规格, 这三者起到了协调和核心的作用。论文大全。各个模块的功能解释如下：

1． 材料跟踪模块：精确地感知带钢在轧机中的瞬时位置与适时地启动相应的程序工作，如设定值计算，收集生产数据，显示材料流动和输出生产记录，协调每个钢卷的生产流程。材料跟踪从钢卷应答开始，至钢卷离开出口段称重结束。

2. 道次计算模块：根据钢卷数据选择标准轧制规范，准备模型参数和进行工艺控制参数的设定计算，并适时地把设定值传送到基础自动化系统。这些参数的预测是连轧机过程自动化系统的核心任务，通常实现参数预测必须建立准确的轧钢参数预测智能模型基础上。道次计算模块由轧制指导，设定值计算，设定值输出，测量值收集，测量值处理，自学习和自适应7个子模块组成。

3. 动态变规格模块: 作用是带钢还在以一定速度运行时规格变换的轧制过程。工艺要求轧机在极短时间内平稳连续地实行两种不同轧制规程的过渡，使过渡段厚度不合格长度减到最小，同时在规格变化前后轧制正常。动态变规格模块必须在轧制力变化不超出范围的情况下，计算出变规格焊缝在过渡段上的最佳位置和过渡段的特征参数，使轧制动态切换的过程和过渡段的位移成比例地完成。

4. 结束语

结合连续冷轧工艺对过程控制系统提出了控制要求，具体分析了过程控制的主要任务:材料跟踪，道次计算和动态变规格，并给出了过程控制系统的总体结构.由于轧钢的过程又是一个复杂的，非线性的，强耦合的过程，尤其是在连轧机组的运行中,必须依赖计算机控制系统, 按照功能和需求构建的过程控制系统可靠性高、易维护、操作灵活、控制精度高、软件系统完善, 在全球多条连轧机组的实际应用效果证明控制指标是世界一流的,达到产品质量的稳定和高水平,保证机组发挥最大的能效的目的。

参 考 文 献

[1] 孙一康，带钢冷连轧计算机控制. 北京:冶金工业出版社，2002.

[2] 张大志等，基于遗传算法的冷连轧参数优化设计系统. 上海金属[J]2000(11):25-30

制冷工艺论文例5

关键词：螺纹钢盘条；降锰；生产工艺；控轧控冷

中图分类号：TG33 文献标识码：A

螺纹钢盘条是由高速线材轧机生产线生产的热轧带肋钢筋，交货状态为盘条，以小规格为主。HRB400螺纹钢盘条强度高、握紧力优于HRB235、HRB300光圆钢筋，深受用户欢迎，市场需求量非常大。为降低企业成本，北营公司轧钢厂通过对轧制工艺的研究，采用控轧控冷工艺，降低锰含量，同时保证螺纹钢盘条的强度和韧性，满足标准要求，进而降低成本。

1 HRB400螺纹钢盘条的工艺流程

北营轧钢厂有四条高速线材生产线，生产能力350万吨，均可生产高强度螺纹钢盘条，现以一高线为主。一高线年产能50万吨，主要设备及工艺流程如下：

连铸钢坯（热装和冷装）推钢式加热炉加热出钢机出炉出炉辊道运输粗轧机组（6架）1#剪（切头，事故碎断）中轧机组（4架）预精轧机组（4架）预水冷箱2#飞剪（切头、事故碎断）精轧机组（10架）三组水冷箱及均温段夹送辊吐丝机延迟型斯太尔摩运输线（下有10台风机，上有保温罩）集卷站集卷P/F钩式悬挂运输机（散卷冷却）打包称重挂标签入成。

2 降锰方案

根据对HRB400螺纹钢盘条的生产经验，北营轧钢厂参照现行标准要求，制定了下述表1的成分设计方案。

3 试验过程

3.1 常规轧制

国标GB1499.2-2007中要求，HRB400的屈服强度不小于400Mpa，抗拉强度不小于540 Mpa，根据此次螺纹钢盘条降锰的试验步骤，批量组织了两批不同成份的方坯，即高锰和低锰成份的坯料。通过常规的轧制方法轧制，高锰成份的螺纹钢盘条平均强度为438Mpa，锰平均含量为1.32%。 低锰成份的螺纹钢盘条平均强度为423 Mpa，锰平均含量为1.06%。

3.2轧后控冷工艺轧制

轧后控冷工艺是利用轧后钢材的余热给予一定的冷却速度，控制其相变过程，不用热处理，控制冷却的目的就是要模拟一个铅浴淬火过程，使线材得到具有良好综合机械性能的索氏体组织。

线材的轧后控制冷却分为水冷段的强制冷却和空冷段的相变冷却两个阶段。控制冷却工艺由水冷区和空冷区构成，线材经水冷却至一定的温度后，进行吐丝，使直条线材形成散圈状分布在风冷线上，进行风冷。本文是通过常规工艺轧制后，采用控轧控冷工艺小批量试制了低锰成份的螺纹钢盘条，并与原工艺高锰螺纹钢盘条进行比较。

3.2.1 加热温度控制

加热炉的加热温度和加热时间，可影响钢坯的组织和性能。而加热温度对组织性能的影响则不是由于对终轧温度的影响造成的，而是由于不同的加热条件引起了轧后线材冷却过程中组织转变机理的变化。根据HRB400螺纹钢盘条的特性，北营轧钢厂在生产实践中将加热炉的温度控制在1050-1150℃，开轧温度控制在950-980℃。

3.3.2 轧制温度控制

精轧是盘条进行塑性变形的最后阶段，在这一阶段，奥氏体产生再结晶过程，奥氏体再结晶形核的多少与轧制温度有关，入精轧温度越低，再结晶形核越多，这有利于盘条最终组织索氏体或珠光体的细化，从而提高盘条的韧性和强度。所以，在工艺条件允许的条件下，适当降低入精轧温度，将入精轧温度设定在830℃左右。

3.3 控轧控冷系统

（1）精轧前预水冷水箱1组，长度8m，恢复段长度12m，水箱降温能力100℃；

（2）精轧后控冷水箱3组，每组长度8m，恢复段长度8m，每组水箱降温能力100℃；

（3）斯太尔摩控制冷却线、10台大风量风机、保温罩、风门及佳灵装置。

3.4 吐丝温度控制

吐丝温度是控制相变开始温度的关键控制点。冷却段数的数量直接影响着吐丝温度的高低，进而影响奥氏体的晶粒尺寸。

轧件在出精轧后，由奥氏体向其它相转变前，奥氏体会进行回复、再结晶以及晶粒长大过程，且这一过程与温度和时间有直接关系。控制吐丝温度也就是控制这一过程的温度，温度越高，时间越长，奥氏体晶粒也就越大。因此，吐丝温度也就影响着盘条发生相变前的奥氏体晶粒的大小。为确定合适的吐丝温度，我们做了大量试验，试验结果表明:随着吐丝温度的升高，强度指标上升;吐丝温度下降，塑性指标上升；根据试验结果，我们选择了810℃-850℃的吐丝温度。

3.5 冷却速度控制

冷却速度的控制主要是控制冷却风机和辊道速度。而辊道速度则决定于线还间距、直径和轧件的速度。这里我们主要控制线还的间距，而线环间距与盘条的直径有关，而这个间距的距离则决定冷却的效果。经过生产实践证明，在快速冷却时，冷却辊道的速度使相邻盘条环间距大于40mm时，可获得细珠光体所需要的冷却速度。

而当环间距为40mm时，相邻两条盘条的热量互相影响很小，冷却速度主要由风机的风量控制。40mm的间距值是标准型冷却工艺参数―辊道速度的控制界限值。此外，各段的辊道速度应逐渐增加，使盘条的搭接点错开，消除热点影响，提高同圈强度的均匀性。防止在较低冷却速度下产生先共析Fe3C，不利于拉拔。

冷却过程控制参数如表2所示。

4 轧制结果

此次采用控轧控冷工艺批量轧制了300吨Ф8mm、HRB400螺纹钢盘圆，平均屈服强度为472Mpa，平均Mn含量为1.08%，具体成份及性能如表3、表4所示。

根据此次轧制的数据分析，目前轧钢厂一高线降Mn最低可以达到1.05左右%，相比原成份1.35%，降低了0.30%。屈服强度平均值474Mpa，抗拉强度平均值646 Mpa，屈服强度比常规轧制成份提高了36Mpa，尺寸符合标准要求，并且达到了抗震级别要求。

5 工艺改进

根据现有工艺及设备，为保证控制轧制温度和冷却工艺，本次轧制共采取了以

下措施：

（1）中轧11#出口加冷却水管，使用前后钢表面温度相差20℃

（2）更换1-4#水冷箱加强冷却能力。

（3）精轧奇架次增加冷却水路，采用末端压力1.0MPa：使用前后精轧出口成品表面可减少轧制温升20-30℃，吐丝温度降低10-15℃。

（4）盘圆出口空过导槽改为水冷导槽。

（5）增加1#风机风量。

6 结论

通过采用控轧控冷工艺，使晶粒细化和组织细化，提高了螺纹钢条圆强度和韧性，获得了高屈服强度和抗拉强度，并且效果明显，强屈比达到了抗震钢筋要求，有效降低了合金使用成本和资源消耗，为增加企业经济效益，为下游用户减少成本，有利于经济建设和社会的长远可持续发展。

参考文献

[1] 孙明荣.攀钢线材厂优质硬线的开发[J].四川冶金.2002（5）.40-42.

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[3] 刘云旭.金属热处理原理[M].第1版.北京：机械工业出版社，1981.325.

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[5] 曹树卫.棒线材控制轧制和控制冷却技术的研究与应用[J].河南冶金，2005（6）：23-24.

制冷工艺论文例6

一、引言

粗苯是在煤热解过程中的粗煤气中的产物，是在脱氨之后的焦炉煤气中所回收的笨系化合物。粗苯轻于水，但不溶于水，是淡黄色透明的液体。加工粗苯最常用的方法就是洗油吸收法，生产工艺较为复杂。粗苯主要应用于深加工制笨、二甲苯、甲苯等宝贵的有机化工原料。在粗苯的生产工艺中，存在一定的问题，影响回收效率。

二、粗苯生产流程

焦炉煤气经过硫胺工段后，进入冷却塔，经过直接水冷作用，将煤气温度降低到27摄氏度左右，并依次进入到三个保持串联的钢板网洗笨塔，洗笨贫油经由洗笨塔顶部喷入，按照洗笨塔的前后顺序同煤气逆流接触，经过第一个洗笨塔底部的富油，一部分富油送入洗萘塔内，另一部分和洗萘塔中返回的含有萘的富油进行混合，之后进入到蒸馏工序。

富油首先进入到油气换热器内，同脱笨塔顶的粗苯蒸汽间接换热到70℃-80℃，然后进入到油油换热器，和脱笨塔底部的热贫油换热到120℃-130℃，换热达到温度要求后，进入到脱水塔内进行脱除水份的操作，用泵将脱水之后的富油送入到管式炉的辐射段和对流段，待富油加热到180℃左右之后，1%的富油进入到再生器中，通过中压汽间接加热，并利用直接蒸汽来蒸吹，位于再生器的顶部的蒸出气体进入到脱笨塔，再生器下部排出的其他残渣流入到残渣槽内。脱笨处理之后的热贫油，经过油油换热器和冷富油进行换热后，进入到贫油冷却器中，将其冷却到30℃左右后送回到第三个串联的洗笨塔中来循环使用。

粗苯的蒸汽和富油换热完成后，经过冷凝冷却器的全冷凝，之后进行油水分离，将粗苯流入到中间槽内，利用回流泵，抽出一部分送入到脱笨塔顶部做回流。部分打入两笨塔来生产轻笨和重笨。从管式炉加热之后的富油中引出约1%至2%的富油进入到再生器中。生产中的残渣定期排放到残渣槽内，并和溶剂油仪器输送到焦油工段。

三、粗苯生产工艺存在的问题。

（一）贫油进入到一段冷却器中的温度过高，会导致一段冷却器的结垢严重，降低一段冷却器的冷却效果。经过一段冷却器的冷却处理后，贫油的高温依然高达52℃左右，同时也增加了二段冷却器的运转负荷。

（二）循环洗油恶化严重，导致洗笨塔运行阻力增大，同时也降低了洗笨的效率。在生产过程中，单纯依靠增加洗油消耗，循环洗油指标好转不大，经过化验后，进厂洗油270℃的前馏出量约为75%至80%，能够满足生产的需要。可以分析为，造成洗油严重的主要原因是洗油生产厂家在劣质的洗油中加入了某种添加剂，导致虽改善了270℃前的馏出量，但无法满足生产工艺的需要。

（三）富洗含水量较高，水中的腐蚀介质含量较高，加剧了热油管线和相关设备的腐蚀。导致循环油中含有水的主要原因为：

1.硫胺生产出现非正常状况，煤气经过饱和器之后含氨量增加，从而导致洗油含有水分的腐蚀介质升高，主要为氨升高。2.洗涤部分的油封上的水进入到地下放的空槽后，经过液下泵抽送到富油之中，导致富油含水。3.洗萘富油的温度和煤气温度的波动较大，无法保证油温能够超过煤气进口温度的2至3℃，容易导致洗萘富油含水。4.各类油泵或备用泵的轴亚盖冷却水和填料位置的滴油混合，进入到放空槽后被打入到循环系统中，从而导致富油含水。5.生产用的煤气或蒸汽压力波动较大或压力较低时，难以维持正常的生产，造成油系统空循环运转，最终导致油含水量超高。

（四）洗油质量不稳定且消耗量过大。洗油中含有酚成分较高，导致洗油质量变差；洗油再生器设计采用连续排渣，当焦油精制停建时，洗油残渣无法排出，因而改用间歇排干渣，显然这样的排渣设计有失合理，无法使洗油的高沸点成分能够有效排出，加大分子量和粘度，减少了300℃的前馏出量。另外，生产不稳定，被煤气带走的洗油数量大，空循环较多，出现跑冒漏等问题，导致消耗量增加。

四、解决粗苯生产工艺的相关措施。

（一）停用或改善洗萘塔

洗萘塔影响因素较多，导致洗萘塔的操作条件恶化，从而导致富油含水量过多，加剧腐蚀和造成提取萘油较为困难。针对此种情况，要停用洗萘塔，对鼓冷工段进行改造。采用横管冷却器冷却处理后的轻质焦油和氨水混合液，进入到直冷却塔中进行冷却洗萘的方法，将直冷却塔的煤气温度控制在20℃左右。

（二）增设油水分离器

由于冷却各类运转的油泵轴亚盖的压盖和水露出的油滴是混合后进入地下放空槽内的，之后才被打入到富油系统中。油水混合液中的水分较大，其混合液的油水比例约为1：20，为了解决洗涤部分地下放空槽中含水量过多的问题，可取消轴亚盖的冷却水，但同时要确保油泵运转正常。

（三）增加萘沉淀槽

生产粗苯的生产工艺中，脱萘工艺也存在问题。为了减少萘进入粗苯回收系统的机会，要将终冷煤气冷却系统改变成为终冷洗萘工艺，通过工艺改善，将萘在进入粗苯前洗涤下来，减少煤气系统中的萘堵塞问题，来保证煤气终冷却塔的正常运行。

五、结束语

粗苯生产工艺中存在较多问题，针对存在的具体问题，采用相应的处理措施，优化生产工艺，改善生产技术，改进生产措施，提高粗苯质量，进而提高粗苯生产效率和经济效益。

参考文献：

[1] 陈其军 Chen Qijun 粗苯生产工艺问题分析及解决措施探讨 [期刊论文] 《天津冶金》 -2008年2期

[2]李振华 粗苯生产工艺的优化 [会议论文] 2004 - 河南省第四届青年学术年会

制冷工艺论文例7

中图分类号：TE43 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0148-01

天然气深冷处理的原料气主要来自于油田伴生气，通常含有较多的中间和重组分，尤其是H2S和CO2等酸性气体组分含量的多少，直接影响深冷装置的轻烃收率。然而随着开采的不断深入，近年来油田伴生气中二氧化碳的含量不断升高，以大庆油田为例，与20世纪80年代初相比，油田各区块伴生气CO2含量升高了16至33倍，平均含量已达5%左右。由于CO2与水能生成碳酸，不仅会给深冷处理装置尤其是管线带来腐蚀，而且还会降低天然气热值，导致深冷处理工艺的制冷温度达不到设计工况，更有甚者还会造成深冷装置脱甲烷塔顶部、节流阀出口等处冻堵，严重影响轻烃收率。因此，采取有效工艺措施消除CO2含量升高带来的负面影响业已成为深冷处理工艺急需解决的重要课题。

1 伴生气CO2含量升高对深冷处理产生的影响

1.1 深冷处理装置的轻烃收率降低

根据油田实际生产经验，当伴生气中CO2含量超过1.5%（mol）时，深冷装置脱甲烷塔顶部、节流阀出口易发生冻堵，通常为了防止冻堵造成机组憋压停机，只能提升脱甲烷塔温度，从而导致负温不足，达不到设计工况，不仅会降低轻烃收率，还会影响深冷装置的平稳运行。

从理论上来说，从CH4-CO2体系V-L-S平衡线图中可以查阅到CH4-CO2体系气固平衡点温度约为-91℃（3%CO2、1.3MPa工况下），这说明如果伴生气中CO2含量超过3%，那么为了杜绝CO2凝华而发生冻堵的现象，脱甲烷塔塔顶负温必须保持在-91℃以上。在此基础上，根据实验室模拟该工况下深冷处理工艺计算结果显示，在压力恒定的情况，原料气中CO2含量超过3%，实际塔顶负温必须控制在-93℃，才能最大限度地确保装置不发生冻堵。可见，无论是理论查询还是模拟工况，都表明随着CO2含量的升高，塔顶负温也必须随之升高才能有效降低装置冻堵的风险，而目前大多数深冷装置塔顶实际设计操作温度为-98℃左右，因而随着负温的提升，从理论上讲必然会导致轻烃收率的下降。

从生产实际来看，通过对大庆油田某深冷处理装置2013年上半年运行数据的分析，可以发现当操作人员为了避免冻堵而将塔顶负温控制在-92℃左右的两个月中，当伴生气中CO2含量由1.5%上升至2%时，轻烃收率平均值由79.89%下降至72.64%，由此可见，为了保证CO2含量升高时深冷装置的平稳运行，提升脱甲烷塔塔顶负温势必会对轻烃收率带来负面影响。

1.2 对关键设备和管线造成危害

伴生气中CO2含量过高导致冻堵时，势必会大幅度增加脱甲烷塔顶和塔底之间的压差，进而造成深冷处理装置的关键设备——压缩机组和膨胀机出口压力升高，甚至憋压停机，而即便没有明显冻堵现象的出现，CO2含量增高也会导致输气管线不畅，同样会引发管线气量波动和装置压力升高，既影响了深冷装置的安全平稳运行，同时也给关键设备带来了损坏的风险。此外，在深冷工艺处理的过程中，伴生气中的CO2和水容易生成碳酸，而生成碳酸的量和伴生气中CO2含量成正比，因而，随着CO2含量的不断升高，对深冷处理装置管线腐蚀的强度也就越来越大。

2 消除CO2含量升高负面影响的工艺改造措施

从上文分析中可知，伴生气中CO2含量的升高，不仅会影响轻烃收率，腐蚀管线，而且会给深冷处理装置关键设备的平稳运行带来风险隐患，因此必须采取有效对策加以控制。总的来说，消除CO2含量升高负面影响应当以冻堵预警、脱除CO2和解冻三方面工作为主，这也是天然气深冷处理装置工艺优化改造的重点内容之一。

2.1 安装冻堵预警装置

为了避免CO2含量升高引发冻堵进而导致装置憋压停车，应当对深冷装置工艺流程进行改造，加装冻堵预警装置，通过冻堵预警装置内含的CO2分析仪来实时监测上游输送至装置入口处的伴生气中CO2含量，并根据此数据和脱甲烷塔操作压力来预算产生装置冻堵的温度范围，将计算结果与脱甲烷塔的实际负温进行对比，如果脱甲烷塔实际负温在冻堵温度范围内，则发出报警信号。这样操作人员接到信号后，便可以及时调整工艺运行参数，例如提升脱甲烷塔负温等，从而有效预防装置冻堵的产生。采取此种方式进行深冷装置工艺改造难度小、投资少，但是由于脱甲烷塔负温调整需要以牺牲轻烃收率为代价，且轻烃收率并不能一味地降低，尤其是当CO2含量超过3%至5%后，并不能从根本上解决冻堵的问题，仍需采取脱除CO2的工艺措施。

2.2 加装CO2脱除装置

由于通过冻堵预警装置报警来调整负温必然要降低轻烃收率，而可牺牲轻烃收率也是在合理范围内才可接受，因此冻堵预警装置并不能从根本上解决CO2含量过高给深冷装置平稳运行带来的隐患，要做到有效防止，必须在深冷装置中加装脱碳工艺装置。

目前普遍采用的脱碳工艺主要包括物理吸收、化学吸收和膜分离三类，各适用于不同的深冷处理工况：物理吸收法是利用物理溶剂在高压和低温的环境下将CO2从伴生气中解脱出来而不发生性质上的变化，进而降低原料气CO2含量的一种工艺方法，然而由于环丁砜、聚乙二醇二甲醚、甲醇等典型的物理溶剂对天然气中的重烃有较大的溶解度，因而该方法通常用于重烃含量不高的原料气脱碳处理，具有一定的局限性；化学吸收法较物理吸收法相比净化度更高，而且有效避免了物理溶剂再生程度有限的问题，通常采用乙醇胺为主化学溶剂在吸收塔内吸收原料气中的CO2成为富液，然后进入解析塔加热分离出CO2，尽管该方法工艺成熟且分离程度高，但是当原料气中CO2含量超过20%时，该方法能耗太高，无形中增加了产品的成本。此时，应当选择常温下进行、适应性强且能耗低的膜分离技术，例如在深冷装置中加装分子筛来分离水和CO2。

综合上述三种方法，目前油田各处理厂应当根据自身的生产工况，当原料气CO2含量在 3%～20%时，建议采用化学吸收法进行脱CO2；当CO2含量超过20%时，建议采用膜分离工艺。

2.3 设置解冻管线

由CO2含量过高导致深冷处理装置冻堵通常发生在温度最低处，通过一条解冻管线将温度较高的原料气（25℃）引至低温冻堵位置（-100℃）。此种方法在大庆天然气分公司红压深冷首先投入试用。实践证明，该解冻措施十分有效。使用原料气作为解冻气，既避免了在系统中混入其他组分，也省去了装置停机后再间接加热解冻的繁琐步骤。

制冷工艺论文例8

中图分类号：TG142 文章编号：1009-2374（2016）30-0071-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.30.034

新钢冷轧连退1550mm连续退火线在投产后开发深冲板初期，用户用DC06冷轧板冲压件加工时，部分产品存在应力集中区局部开裂现象，开裂件比例～0.1%，如图1所示：

冲压开裂位置在冲压件的应力集中位置，裂纹角度与轧向～45°方向，冲压件其他位置未出现冲压裂纹。由于开裂样件带回不便，回厂后重点对本厂生产的DC06退火卷进行三个方向性能对比分析，关注退火卷纵向、横向、45°方向性能的均匀性，改善45°方向、纵向r值和延伸率指标。对此，我们对DC06冶炼材质成分、热轧、冷轧的退火工艺进行了分析，与国内品牌DC06样板进行检测比较分析，本文侧重于退火板的金相和性能分析，找出热轧、冷轧工艺的改进措施，改善退火卷性能均匀性。

1 DC06退火板横向、45°、纵向三个方向测试的r、A80、Rp0.2性能对比

1.1 r值

图中数据横向r值最高，纵向r值波动偏大，45°方向r值偏低。

附：r值的定义：塑性应变比，在单轴拉伸应力作用下，试样厚度方向真实塑性应变和宽度方向真实塑性应变比：

r=εb/εa

式中：

εb――厚度方向真实塑性应变

εa――宽度方向真实塑性应变

1.2 延伸率A80值

1.3 屈服强度 Rp0.2值

1.4 金相

1.4.1 DC06样板相图。

1.4.2 金相组织及晶粒度

2 国内某冷轧品牌产品DC06的样板分析

2.1 DC06的样板力学测试

2.2 某冷轧品牌产品DC06金相分析

3 分析与讨论

3.1 金相组织及晶粒度

相图比较，我厂DC06的金相组织与国内某品牌DC06均为铁素体+析出物，DC06晶粒度以7.0～8.5级合适，我厂DC06晶粒度不均匀，且钢卷的带头、带尾晶粒偏细。

晶粒度不均匀主要与热轧的工艺制度相关，加热、终轧、卷取温度。

带头、带尾晶粒与卷中间比偏细，与热轧终轧至卷取之间钢带的的冷却有关，使用“U”冷却可避免这一问题。

3.2 力学性能

我厂的DC06性能判定标准如表3，力学性能按横向性能判定，检测样板的性能均在判定标准范围内（见图2～图4），但在使用时其冲压性能与国内的品牌产品有差距。横向、45°方向、纵向力学性能（见图2～图4），相差较大，对深冲性能产生影响。

45°方向塑性应变比r值和延伸率A80比横向、纵向低，屈服强度偏高，在冲压件加工时，45°方向的应力集中区域首先产生开裂。

其中r值是衡量冷板深冲性能的重要指标，{1 1 1}晶面平行于板轧面的比例较高，方向为主滑移方向，则r值高、Δr低，板材的抗厚度减薄能力强，深冲性能好，各向异性小。

4 改进措施及效果

从改善DC06退火卷的金相组织，晶粒均匀化，提高性能稳定性，以减少性能各向异性等实施改进。

4.1 改进措施

4.1.1 热轧：热轧精轧F7的压下率：13%～17%，避开临界变形区，采用较低的钢坯加热温度，开轧温度：1000℃～1050℃，热轧终轧温度：900℃～930℃，在略高于Ar的单相区轧制，终轧后快冷，卷取温度：730℃～750℃，以利热轧得到细小弥散均匀的铁素体晶粒和析出物、Ti化合物等粗大的组织，有利于r值提高和塑性的改善，形成{1 1 1}织构。

带头、带中、带尾的晶粒度差，热轧终轧至卷取采用“U”形冷却工艺。

适当了提高卷取温度，使再结晶温度下降，r值提高，但卷取温度高于770℃，由于热卷堆放保温，容易产生表层晶粒长大（如图7）和较厚氧化铁皮。

4.1.2 酸轧：DC06冷轧压下率的提高，形变能提高，有利于提高r值，受酸轧允许热卷最大厚度的限制，酸轧压下率≥70%～85%，条件允许，压下率最好控制在77%～80%。

4.1.3 连退：采用较高的退火温度，加热段/均热段板温：840℃，有利于提高r、n值，稳定工艺速度，以保证性能的稳定性；采用大辊径平整工作辊，降低平整延伸率至0.4%以下，有利于提高r、n值；选择合适的酸轧、平整工作辊的粗糙度，深冲板板面粗糙度目标值：1.2±0.2μm，提高冲压变形时板表面油层的吸附力。

4.2 效果

措施实施后，提高了DC06退火卷的性能稳定性，性能各向异性减小，金相组织如图8，晶粒均匀度提高。

冲压加工图1产品未出现角部开裂，DC06深冲板由最初的试用，转为批量订单，随着用户的拓展，深冲冷轧板成为冷轧厂目前的主导产品。

参考文献

制冷工艺论文例9

1 概述

无缝钢管为原料生产轴承套圈是上世纪50年代后期，1953年鞍钢三大工程之一，鞍钢无缝厂-Φ140自动轧管机组（苏联援建）投产，当时在我国是先进、唯一的无缝钢管厂家。由于建国后大规模经济建设，钢管需求量极大，远远满足不了市场需求。作为当时急需的航空机构管、石油用管、枪炮军用及一般结构管都是这套Φ140机组来生产。由于轴承钢工艺要求特殊，热处理复杂，受设备所限，在1955年后，轴承钢管生产量较少，主要用于军工等要害部门。鉴于轴承钢管产量低、周期长、工艺复杂、热处理设备要求高等特点，至今鞍钢已经不再生产轴承钢管。1956年后，成都钢管厂建成Φ216、Φ318周期轧管机，包钢Φ400，到1958年全国建成40余套Φ76小型无缝机组，80年衡阳建成Φ108三辊穿轧机组，随后大冶（黄石）、天津Φ250等大型国有企业相继建成投产，为我国无缝钢管蓬勃发展打下基础。

2 GCr15钢的特点及冶炼要求

滚铬15钢（GCr15）至今为国内外公认的标准牌号轴承钢，为什么常用不衰呢？我们可从它的牌号和化学成份中得到答案，见下表1

从表1看出：它含碳量在1%左右，含Cr量在1.5%左右，含P.S量≤0.025（属于优质钢），所以GCr15钢准确说叫高碳低合金优质铬钢。

其特点：

①用高碳（1%）增加硬度和耐磨性；②用铬（1.5%）增加强度和耐腐蚀性；③加热时要防止脱碳：钢管内、外表面每边总脱碳层深度应符合高碳铬轴承钢标准（GB/18254-

2002）见表2。④非金属夹杂物和碳化物不均性等要求应符合GB/T18254-2002的规定。特别是P.S含量尽量少。因为P易造成冷脆，而S易造成热脆。

3 GCr15工艺要点与理论分析

目前，我国应用最多、最广的轴承钢管，仍旧是Φ114以下的中小轴承用管，多用穿-拔（冷拔）工艺完成，而大规格轴承管可用Φ170～Φ460Assel机组热轧生产工艺完成。

本文主要用穿-拔（冷拔）工艺生产GCr15的工艺要点加以阐述和理论分析。

3.1 加热工艺

①加热速度。GCr15属于高碳低合金铬钢，导热性差。因此，加热速度不易快，要缓慢加热，确保加热不均匀性。一般使用10～11min/cm速度最佳。②温度。GCr15为高碳（1.0%）属于过共析钢。在Fe-C平衡相图中固熔区较窄，为防高温（上限）脱碳和下限抗力大、塑性差等综合考虑，用下表加热工艺，见表3。

3.2 穿孔工艺

①确保穿后温度在1110～1140℃；穿后温度=出炉温度+（10～30℃）。②顶前压下量=4～7%；一般在5%左右为宜，所以顶前压下量太大易出现内折，顶前压下量易弓顶杆，顶头磨损快（阻力大）。③椭圆度系数。穿孔一般钢椭圆度系数控制在1.03～1.18，因为GCr15变形抗力大，椭圆度系数大易产生内折，椭圆度系数小易包顶头、弓顶杆，所以椭圆度系数控制在1.1左右为最好。④调整与操作要过硬。

3.3 冷拔（轧）工艺

3.3.1 工艺过程。原料――检查（修磨等）――锤头

――退火――矫直――打捆――酸洗――水洗――高压水冲洗――中和――磷化处理――皂化――拔管（冷轧）――中切（过长）――重锤头――退火――矫直――打捆重复――成品热处理（淬火、回火）――矫直―切定尺――检查（超声、涡流）――火花与光谱分析――入库。

①原料（热穿毛管）

管料外径与壁厚要比成品稍大些

例如：外径D料≥D成+（5～30）mm

壁厚S料≥S成+（0.5～1.5）mm

②冷拔（轧）

GCr15钢管分为普通与高精密两种钢管。前者用在一般轴承上，后者用在精密轴承上。

一般轴承管用穿-拔工艺即可。

精密轴承管用穿-轧（冷）工艺来生产。

3.3.2 冷拔（轧）工艺要点。①冷拔。由于GCr15系高碳低合金钢变形抗力高、塑性差，所以冷拔工艺最好采用短顶头拔制，尽量少用空拔。

a短顶头拔制

中式（圆柱形）顶头：因为管与顶头间摩擦大，所以变形量小，一般每道次延伸系数μ=1.4～1.6。

优点：减径量大，吃肉面在外部，所以外表面光洁，多用在头几道次上。

苏式（锥形）顶头：该顶头摩擦比中式还大，所以变形量更小μ=1.3～1.4。

优点：吃肉面在内，所以内表面光洁多用在中间和成品道次上。

b空拔

因外表与外模接触面而内表无顶头约束，所以空拔变形不均严重，易产生内应力，延伸不能太大μ=1.4～1.6，故GCr15钢管尽量少用空拔，如用可在成品道次上拔一道次μ≤1.4。

②冷轧。冷拔主要是减径其次是减壁。而冷轧相反，冷轧主要是减壁其次是减径。所以轧-拔配合时钢管冷加工最佳选择。目前，常用的冷轧管机有二辊和多辊式两种：

我国标号为：二辊式LG 小型：LG30、55

中型：LG80、120、150、200

大型：LG450

多辊式LD 小型LD8、15、30

中型LD60、90、120

冷轧特点：a因变形力学图示要好于冷拔，所以可提高金属塑性，有利于轧抗力大、难变形的GCr15。b二辊道次变形量：相对变形量≤80%，μ≤5；多辊道次变形量：相对变形量≤50%，μ≤2。

所以对GCr15钢精轧管头几道轧制在LG上，后几道（成品道）用LD轧制更好。光洁度可达>？荦8（LG>？荦5），由冷拔（轧）工艺过程可见，除关键的拔（轧）外就是拔（轧）后中间退火和成品热处理了。

3.4 热处理工艺

GCr15为高碳低合金铬钢，为了能够满足轴承套圈的硬而不脆、强度高、耐磨、耐腐蚀、耐用等特点，必须采用较高的热处理工艺。

3.4.1 穿后在线正火（常化）处理。为防止碳化物沿晶缓慢析出，而锤头后，喷水雾化处理。

目的：防止网状组织出现，降低晶界强度。

正火温度：900～920℃，时间30～40min后，待毛管颜色变褐黑色放入料槽中，保证雾化均匀。

3.4.2 球化退火。为了消除正火后的片状组织，球化处理后圆球状的珠光体组织，即得到细而均匀的球粒状组织，为淬火处理创造条件。

球化退火温度：780～800在辊底箱状炉或连续炉上进行。

球化退火时间：辊底炉20～24小时；连续炉12～14小时。

由于辊底炉操作麻烦、晶粒不均匀难免，且时间长，所以除小厂子使用外，基本已经淘汰；连续炉投资大、占地广（一般炉长80～120米），但因机械化、自动化水平较高，电脑控制、加热时间短、加热均匀等优点而广为应用。

3.4.3 淬火。淬火温度：820～840℃，油淬成细针状马氏体；Rc=64～85；时间：2.5小时。

3.4.4 回火（套圈）。回火温度：150～170℃，组织：极细回火马氏体。

回火时间：2小时左右，Rc=61～65。

3.4.5 组织。GCr15经上述热处理后，其组织应满足：a低倍组织。经酸侵的试样应无缩孔裂纹，皮下气泡、过烧、白点及有害夹杂。b高倍（显微）组织。钢管的球化退火显微组织应在2～4级别范围内。

4 结论

①GCr15钢管虽然塑性差、变形抗力大，生产难度大，但只要严格按照上述工艺要点去做，是完全可以正常生产的。②GCr15的关键是热处理，特别是球化处理，最好在100米左右的连续炉中处理为佳。③雾化冷却在生产线上，锤头后及时进行，确保冷却均匀。

参考文献：

[1]金如崧.论无缝钢管生产重组与连轧管厂的技术改造[J].宝钢技术，2001（04）.

[2]胡占元，袁明，著.热处理基本知识[M].冶金出版社，1964年.

制冷工艺论文例10

1.工艺设备概况

带钢经过冷轧变形后，内部发生晶粒的扭曲和破碎，导致加工硬化和残余应力的产生，通常还需要经过退火处理。退火是将带钢加热到适当的温度，然后经过一段时间的保温，并按规定的速度进行冷却，以此来获得良好的工艺性能及使用性能。对冷轧卷的退火属于再结晶退火，在这一过程中带钢的内部组织将经过回复、再结晶、晶粒长大等三个主要过程。

为了完成上述工艺过程，通常采用连续退火炉对带钢进行热处理。卧式连续退火炉一般由预热段、加热段(包括加热段和保温段)、冷却段等构成。预热段一般为不供热段，主要利用从加热段流过来的高温烟气对带钢进行预热。根据带钢表面质量和加热速度的要求，加热段可以选用明火焰直接加热和辐射管间接加热两种方式。整个加热段内划分为数个独立控制区域，每一控制区域的烧嘴或辐射管可以进行单独控制。冷却段分为缓冷段和快冷段，缓冷段通常采用气体喷射冷却方式，快冷段一般采用水雾冷却和水喷射冷却，使带钢达到工艺要求的冷却速度。

除上述主要工艺段之外，在炉子入口段一般都设有事故冷却段，在断带事故发生时用于冷却从炉子入口端回退的带钢。在预热段，还设有余热回收装置，用于对烟气余热的多级回收。高温烟气首先用来预热助燃空气，而后与带钢干燥用空气进行热交换，使最终排烟温度进一步降低。在最终冷却段后还设有带钢干燥段，利用热空气对带钢进行干燥。

2.工艺设备发展

总体上看，卧式炉内主要热过程可分为加热和冷却。加热方式主要有直接加热和间接加热两种。在直接加热过程中，热源与带钢直接接触，尽管这种方式加热效率很高，但对带钢表面质量的影响较大。而在间接加热方式下，热源与带钢非直接接触，故不会对带钢表面质量造成影响。

目前应用于板带退火过程的其它加热方法有电阻加热、盐浴加热等。而一些研究结果表明快速加热可以使板带具有超高塑性，为其它一些快速加热方法在板带退火过程中的应用提供了理论依据。例如：激光照射加热、等离子流加热和电容储能加热等。

退火过程中的另外一个关键点就是冷却方式的选取及控制。传统用于带钢快速冷却的方式主要有高速气体喷射冷却、辊冷技术、气-水双相冷却技术和水冷技术等。

除了上述冷却方式之外，新发展的一些工艺具有更高的表面质量以及低的能耗。如全空气悬浮冷却技术，由于带钢在冷却过程中不与炉辊接触，可以大幅提高带钢的表面质量。比利时冶金研究中心(CRM)开发的强紊流辊冷技术(HTRC)，相比传统喷射冷却能耗大幅降低。今后连续退火设备将朝着机组高速度、带钢高质量、控制智能化、低能耗和低污染的方向发展。

3.模型研究进展

由于连续退火工艺过程复杂，包括预热、加热、均热、缓冷和快冷等一系列热过程，涉及的传热方式和传热机理差异也很大，同时由于生产过程频繁变化，过于简化模型难以反映系统的动态特性，而复杂模型又难以满足实时性要求。目前国内外有关带钢连续退火机组热过程数学模型，广泛应用的主要有两类：一类是利用现场数据进行模型关键参数估计的系统辨识模型，另一类是依据经典传热方程建立的传热机理模型。两种模型各有长处。

带钢退火过程传热模型是依据传热学、流体力学和燃烧学等相关基础理论并经过严密的数学推导而建立起来的。关于传热机理模型的研究，最具有代表性的是两类模型，即：带温跟踪模型和带温分布模型。

加热段的求解方法有区域法、热流法和蒙特卡洛法等。区域法的主要思想是将炉膛划分为若干区域，并假定各区域内温度均匀，从而建立各区域间辐射传递方程进行求解。假想面等效黑度法将辐射管和炉墙对带钢的辐射等效为假想灰平面对带钢的辐射，大大简化了辐射管炉内辐射传热的计算。蒙特卡洛法利用统计思想，将表面发射的辐射能看成许多能束组成，并对能束进行跟踪统计得到两辐射表面间的传递系数。求解带钢冷却过程的换热系数，目前主要利用传热反问题的方法解决。

国外有报导的文献对于数学模型的研究较少，在对模型的求解上，采用的方法主要是利用商业软件。例如利用COMSOL软件建立连续退火炉内三维有限元带温模型，并利用MATLAB软件建立了一维和二维有限差分模型；利用商业软件Ansys计算模拟预热炉中带钢温度和应力分布耦合模型，并在模型中加入炉辊温度平衡方程，经过模拟研究发现锥形炉辊容易导致带钢宽度方向上严重的温度分布不均，从而引起带钢屈曲；这些研究成果也为国内今后的退火炉数学模型的建立及求解提供了新的选择和思路。

4.自动控制系统研究进展

4.1基于带钢数学模型的控制策略

20世纪90年代末，川铁开发出了一套复杂的带钢温度控制模型，通过带速与炉温的匹配来实现优化控制。国内学者开发了基于带钢全炉温度模型的混合控制仿真模型，开发了连续退火炉炉温优化仿真系统，以连续退火炉数学模型为依据，采用了炉温启发式优化策略，该算法主要由滚动优化和启发式参数调整规则构成。

4.2基于智能优化技术的控制策略

智能优化技术不需要对被控对象建立复杂的物理模型，能够针对不确定的系统特性建立控制模型。随着智能技术的不断发展，越来越多的智能技术融入到控制理论中，如专家系统控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法、人工免疫等控制算法。这些控制方法在退火炉等工业炉窑控制中也逐步得到了应用。

5.结论