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      捆帶使用效果不佳原因分析

      2015-03-20 05:29:36
      關(guān)鍵詞:卡帶鋼質(zhì)板形

      黃 菲

      (武鋼研究院, 武漢 430080)

      鋼質(zhì)捆帶(簡(jiǎn)稱“捆帶”)廣泛用于鋼鐵產(chǎn)品的打捆包裝,是一種具有高附加值和廣闊市場(chǎng)前景的冷軋深加工產(chǎn)品。[1-2]當(dāng)前,鋼材生產(chǎn)呈現(xiàn)連續(xù)化、高速化、自動(dòng)化和規(guī)?;奶卣鳎瑢?duì)捆帶使用性能的要求也日益提高。某客戶外購(gòu)了一批捆帶,在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自動(dòng)打包機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)卡帶現(xiàn)象,導(dǎo)致設(shè)備頻繁死機(jī),嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。受客戶委托,我們對(duì)這批產(chǎn)品進(jìn)行了力學(xué)性能、板形和表面質(zhì)量等方面的檢測(cè)分析,并在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,找到了影響其使用效果的主要原因,并提供了可行的解決措施。

      一、實(shí)驗(yàn)部分

      (一)實(shí)驗(yàn)試樣

      實(shí)驗(yàn)試樣由該客戶提供,實(shí)驗(yàn)前對(duì)其進(jìn)行裁剪,厚度一般為0.9 mm,并清潔表面。

      (二)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

      力學(xué)性能分析在GALDABINI SUN10電子拉伸試驗(yàn)機(jī)(意大利GALDABINI公司)和WJJ-6C機(jī)動(dòng)式彎折試驗(yàn)機(jī)(寧夏青山試驗(yàn)機(jī)有限公司)上完成,表面質(zhì)量分析在D/MAX-2500 PC X射線衍射儀(日本 RIGAKU公司)、QUANTA 400掃描電鏡 (荷蘭FET公司)和TR210手持式粗糙度儀(北京時(shí)代之峰科技有限公司)上完成,板形分析按照GB/T 25820-2010《包裝用鋼帶》的規(guī)定,利用鋼質(zhì)米尺和游標(biāo)卡尺,通過(guò)目視或觸摸的方式進(jìn)行。

      二、結(jié)果與討論

      (一)問(wèn)題描述

      據(jù)客戶反映,這批捆帶(圖1)進(jìn)入自動(dòng)打包機(jī)后,頻繁發(fā)生卡帶現(xiàn)象,致使生產(chǎn)陷入停頓,即使調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)也無(wú)濟(jì)于事。但是,在改用其它廠家生產(chǎn)的同類型產(chǎn)品后,卻沒(méi)有出現(xiàn)類似現(xiàn)象。因此,客戶認(rèn)為打包機(jī)沒(méi)有問(wèn)題,是產(chǎn)品存在質(zhì)量缺陷,因此委托進(jìn)行性能檢測(cè)分析。

      圖1 產(chǎn)品外觀圖

      (二)產(chǎn)品性能分析

      1.力學(xué)性能:力學(xué)性能是影響捆帶使用性能的重要因素,自動(dòng)打包機(jī)對(duì)其主要有兩個(gè)要求:[3]一是強(qiáng)度、塑性和韌性必須控制在合理范圍內(nèi)。技術(shù)協(xié)議只規(guī)定了性能指標(biāo)下限,但多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明,產(chǎn)品強(qiáng)度過(guò)高,由于不易彎折,容易損傷打包機(jī)的機(jī)頭,過(guò)低則容易出現(xiàn)斷帶。與此相反,塑性和韌性太好,捆帶剪切會(huì)變得非常困難;太差也容易斷帶。二是力學(xué)性能必須保持均勻一致。捆帶在自動(dòng)打包機(jī)內(nèi)是高速連續(xù)運(yùn)行,只有力學(xué)性能恒定,才能保證與機(jī)器之間的相互作用力穩(wěn)定,從而順利進(jìn)行打包。(見(jiàn)表1)

      表1 力學(xué)性能分析

      表2 兩組病例不良反應(yīng)發(fā)生情況表

      表3 表面質(zhì)量分析

      從表1可以看到,產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度、延伸率和反復(fù)彎曲次數(shù)均在技術(shù)協(xié)議規(guī)定和經(jīng)驗(yàn)參考值內(nèi),并且頭部、中部、尾部的力學(xué)性能也幾乎一致。因此,產(chǎn)品的力學(xué)性能可以認(rèn)為是合格的,不是影響其使用效果的主要因素。

      2.板形:板形對(duì)捆帶的使用性能有著顯著影響,具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:[5]一是尺寸規(guī)格。尺寸公差太正,與打包機(jī)口徑不易匹配,自然難以進(jìn)入,因而造成卡帶;而如果公差太負(fù),由于與機(jī)器的結(jié)合性太差,在高速運(yùn)行過(guò)程中容易跑偏,不好控制??偟膩?lái)說(shuō),為了保證設(shè)備能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,捆帶的尺寸還是稍微呈現(xiàn)負(fù)公差比較有利。二是鐮刀彎和彎曲度。側(cè)彎和回彈是最容易出現(xiàn)的兩類板形缺陷,從冷軋的角度來(lái)說(shuō),主要是由熱軋?jiān)虾穸炔痪?、軋制和縱剪工藝不合理以及軋輥工作狀況不佳等原因造成的。其中,鐮刀彎超標(biāo)的產(chǎn)品肯定無(wú)法進(jìn)入自動(dòng)打包機(jī),導(dǎo)致卡帶;而彎曲度超標(biāo)的產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)樾枰^大的力進(jìn)行矯正,會(huì)顯著降低運(yùn)行速度,影響打包效率,并損傷設(shè)備。通常來(lái)講,這兩類缺陷一旦出現(xiàn),將會(huì)十分明顯,肉眼都可以觀察到。三是卷形。自動(dòng)塌卷和松卷主要是由于捆帶在卷取時(shí),卷取張力和卷徑設(shè)置不合理,造成坍塌和松垮。這類缺陷不僅使產(chǎn)品外觀不雅,捆扎鋼卷時(shí)也不易打緊。(見(jiàn)表2)

      從表2可以看到,產(chǎn)品的實(shí)際尺寸都在技術(shù)協(xié)議和經(jīng)驗(yàn)參考值內(nèi)。任意取2 m長(zhǎng)捆帶,與鋼質(zhì)直尺放在同一水平面進(jìn)行目測(cè)對(duì)比,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的側(cè)彎和回彈現(xiàn)象。同時(shí),從圖1可以看到,產(chǎn)品的外觀比較成形,圓形特征明顯,沒(méi)有自動(dòng)塌卷和松卷現(xiàn)象。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō),產(chǎn)品的板形也可以認(rèn)為是合格的,與卡帶現(xiàn)象沒(méi)有直接關(guān)系。

      3.表面質(zhì)量:捆帶表面質(zhì)量與其使用性能息息相關(guān),具體來(lái)說(shuō),有如下幾點(diǎn):[6]一是表面狀態(tài)。由于產(chǎn)品應(yīng)用于高速自動(dòng)打包機(jī),一般是焊接用的發(fā)藍(lán)捆帶。表面應(yīng)該是均勻一致的藍(lán)色,沒(méi)有黃色或紅色的Fe2O3氧化層。這是因?yàn)樵撗趸瘜咏Y(jié)構(gòu)比較疏松,附著力不強(qiáng),鋼帶在運(yùn)行中與打包機(jī)發(fā)生摩擦?xí)r,容易脫落,堵塞通道導(dǎo)致卡帶。二是膜層質(zhì)量。發(fā)藍(lán)膜首先是應(yīng)具有一定的粗糙度。粗糙度太低,產(chǎn)品表面過(guò)于光潔,進(jìn)入打包機(jī)后容易打滑,捆扎不緊。粗糙度過(guò)高,產(chǎn)品與機(jī)器之間的摩擦力也較大,發(fā)生卡帶的頻率也會(huì)大幅增加。其次是應(yīng)有一定的厚度。膜層太薄,產(chǎn)品的耐蝕性較差;膜層太厚,則會(huì)影響焊接性能,并且也會(huì)導(dǎo)致卡帶。再次是要有一定的致密度。膜層缺陷太多,產(chǎn)品容易被腐蝕。最后是要有一定的穩(wěn)定性,不易發(fā)生脫落,否則會(huì)堵塞運(yùn)行通道。三是邊部質(zhì)量。這類缺陷主要發(fā)生在冷軋?jiān)线M(jìn)行分條時(shí),由于剪切工藝不合理及刀刃變鈍所致。產(chǎn)品邊部如果出現(xiàn)裂邊、毛刺和切割不齊等現(xiàn)象,就會(huì)和運(yùn)行通道兩側(cè)發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦,導(dǎo)致阻力急劇加大,極易引起卡帶。(見(jiàn)表3)

      從表3可以看到,發(fā)藍(lán)膜的粗糙度和厚度均在經(jīng)驗(yàn)參考值內(nèi)。因此,可以認(rèn)為發(fā)藍(lán)膜的膜層質(zhì)量是合格的。

      圖2 產(chǎn)品表面XRD衍射分析圖

      圖3 發(fā)藍(lán)膜表面形貌圖

      從圖2可以看到,產(chǎn)品表面除了Fe的固有特征峰外,只有很強(qiáng)的Fe3O4衍射峰,說(shuō)明生成了一層較為單一的氧化膜,這與圖1中產(chǎn)品的外觀顏色相一致。從圖3可以看到,膜層的致密度比較高,缺陷較少。反復(fù)彎曲5次或者用白紙使勁擦拭表面后,膜層很穩(wěn)定,沒(méi)有脫落。但是,在用手觸摸產(chǎn)品的邊部時(shí),感覺(jué)不是十分光滑,容易刮傷或刺傷手指,導(dǎo)致出血。因此,可以大致判定邊部質(zhì)量缺陷是導(dǎo)致卡帶現(xiàn)象的主要原因。

      (三)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)跟蹤

      為了證實(shí)檢測(cè)分析所得到的初步結(jié)論,專門到廠家進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)跟蹤。結(jié)果發(fā)現(xiàn),冷軋?jiān)显诩羟蟹謼l時(shí),部分產(chǎn)品邊部出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,裂邊、毛刺和切割不齊現(xiàn)象十分明顯(見(jiàn)圖4),卷取后混雜在整個(gè)大卷中,引起卡帶。

      圖4 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況圖

      (四)解決措施

      這批捆帶產(chǎn)品由于邊部質(zhì)量缺陷導(dǎo)致使用時(shí)出現(xiàn)卡帶,建議生產(chǎn)廠家及時(shí)更換新的剪切刀刃并調(diào)整間隙,同時(shí)在生產(chǎn)線上增設(shè)去毛刺裝置。此外,對(duì)發(fā)往客戶的問(wèn)題產(chǎn)品重新進(jìn)行打磨處理,再次投入使用后,若無(wú)明顯改善,建議判廢。

      三、結(jié)論

      針對(duì)某捆帶產(chǎn)品在使用過(guò)程中出現(xiàn)卡帶現(xiàn)象,對(duì)其力學(xué)性能、板形和表面質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)分析,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況,發(fā)現(xiàn)邊部質(zhì)量缺陷是引起卡帶的主要原因。建議生產(chǎn)廠家更換剪切刀刃并調(diào)整間隙,增設(shè)去毛刺裝置,對(duì)已發(fā)往客戶的問(wèn)題產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)處理。

      [1]陳聶超,張寅.我國(guó)鋼質(zhì)捆帶行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].軋鋼,2008(5):39-42.

      [2]馬列,沈瑩峰.鋼質(zhì)捆帶生產(chǎn)新技術(shù)[J].軋鋼,2003(4):25-26.

      [3]黃菲,胡敏,鄭華,張萬(wàn)靈,劉吉斌,匡偉,余曉靜.高強(qiáng)捆帶生產(chǎn)的質(zhì)量控制[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011(1):11-15.

      [4]GB/T 25820-2010,包裝用鋼帶[S].

      [5]傅作寶.冷軋薄鋼板生產(chǎn)(第2版)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:179-184.

      [6]黃菲,陶軍暉.影響捆帶表面質(zhì)量的因素分析[J].襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013(6):14-17.

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