采用新工藝減少輥壓機備件消耗探討
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論文導(dǎo)讀：薄片線每班的壓輥操作工都要對所生產(chǎn)的薄片用厚薄規(guī)測厚度，測量方法為取一段薄片測量其左段、中段、右段的厚度，以此來調(diào)整二級輥壓機兩壓輥擠壓區(qū)域的間隙使薄片厚度達(dá)到0.12±0.02的工藝要求。⑴、取一段經(jīng)二級輥壓機壓輥旋轉(zhuǎn)一周輥壓后的薄片進(jìn)行測量，最小厚度為0.1mm最大厚度為0.16mm。二、經(jīng)過與相關(guān)科研單位共同研究，我們決定采用HVO/AF多功能超音速火焰噴涂技術(shù)，以微粉級WC-12Co熱噴涂粉末為原料，將壓輥表面噴涂高硬度、高耐磨性和抗腐蝕的WC-12Co金屬陶瓷涂層新工藝，來提高壓輥的抗磨性及抗腐蝕性達(dá)到增加壓輥使用周期減少備件消耗。結(jié)合以上試驗的數(shù)據(jù)，我們認(rèn)為輥壓機壓輥采用HVO/AF多功能超音速火焰噴涂新工藝技術(shù)能徹底解決壓輥使用周期短，降低備件消耗的目的，進(jìn)而保障了薄片絲產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：薄片厚度，輥壓機壓輥，超音速火焰噴涂，金屬陶瓷涂層，備件消耗
1前言
青島卷煙廠制絲車間共有兩條WYP—180（LB18）C型煙草薄片生產(chǎn)線，一級輥壓機、二級輥壓機是薄片線主機設(shè)備之一，它們將混合后的液料與粉料由一級輥壓機壓制成厚度為2mm的預(yù)制薄片，再由二級輥壓機壓制成厚度為0.12±0.02mm的成品煙草薄片，再進(jìn)入圓刀式切絲機切制成薄片絲。
薄片的厚度若超過0.14mm會造成薄片水分超差，薄片經(jīng)過切絲刀時出現(xiàn)并條、鋸齒狀絲團的現(xiàn)象，使薄片絲純度降低（薄片絲純度要求≥99%）。薄片線每班的壓輥操作工都要對所生產(chǎn)的薄片用厚薄規(guī)測厚度，測量方法為取一段薄片測量其左段、中段、右段的厚度，以此來調(diào)整二級輥壓機兩壓輥擠壓區(qū)域的間隙使薄片厚度達(dá)到0.12±0.02的工藝要求。
在實際的生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)每3個月左右薄片會出現(xiàn)超差現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為：
�、�、取一段經(jīng)二級輥壓機壓輥旋轉(zhuǎn)一周輥壓后的薄片進(jìn)行測量，最小厚度為0.1mm最大厚度為0.16mm。
⑵、取一段薄片，測量薄片兩端厚度為0.08mm,薄片中間厚度為0.14mm且中間的薄片易出現(xiàn)斷裂破損現(xiàn)象，在調(diào)整壓輥間隙后薄片中間厚度保持在0.1mm而兩端的厚度達(dá)到0.16mm,薄片兩端厚度超差。這樣因薄片厚度不均勻?qū)е陆?jīng)圓刀切絲刀后切出的薄片絲出現(xiàn)泥團、鋸齒狀絲團現(xiàn)象，使薄片絲純度超標(biāo)（工藝指標(biāo)為99%）。實測純度只能達(dá)到93%～96%，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。
2輥壓機壓輥圓度超差及出現(xiàn)挖心現(xiàn)象原因分析
經(jīng)觀察薄片厚度超差主要是壓輥圓度超差及出現(xiàn)挖心現(xiàn)象導(dǎo)致，而壓輥圓度超差及出現(xiàn)挖心現(xiàn)象是因壓輥擠壓區(qū)壓力較大及液料腐蝕的作用所致。而壓輥失圓及挖心的檢測通過測量輥壓后薄片實際厚度來測得，具體如下：
�、�、壓輥整體圓度超差檢測：經(jīng)測量二級輥壓機壓輥旋轉(zhuǎn)一周輥壓后的薄片，最小厚度為0.1mm最大厚度為0.16mm，因此可判斷為壓輥失圓造成薄片厚度超差。
�、�、壓輥中間位置出現(xiàn)挖心現(xiàn)象：表現(xiàn)為取一段薄片，測量薄片兩端厚度為0.14mm,薄片中間厚度為0.08mm且中間的薄片易出現(xiàn)斷裂破損現(xiàn)象，在調(diào)整壓輥間隙后薄片中間厚度保持在0.1mm而兩端的厚度達(dá)到0.16mm,薄片兩端厚度超差。
3針對薄片超標(biāo)的解決辦法
當(dāng)發(fā)現(xiàn)薄片厚度超標(biāo)時才對壓輥進(jìn)行更換，而壓輥更換需8小時左右才能完成，但這種事后維修的方式顯然不能滿座我們的要求�；蛱崆案鼡Q壓輥，即在壓輥使用70天左右就對壓輥進(jìn)行更換，這樣雖然薄片厚度得到保證但備件費用及維修費用大大增加。論文參考。怎樣既保證薄片厚度又減少更換壓輥頻次降低維修費用成為我們研究解決的重點。
我們查閱了相關(guān)資料并與相關(guān)科研單位共同研究公關(guān)。
一、首先我們檢測現(xiàn)用輥壓機壓輥表面材料為合金鑄鐵鑄造而成，壓輥表面淬硬硬度HRC55。
二、經(jīng)過與相關(guān)科研單位共同研究，我們決定采用HVO/AF多功能超音速火焰噴涂技術(shù)，以微粉級WC-12Co熱噴涂粉末為原料，將壓輥表面噴涂高硬度、高耐磨性和抗腐蝕的WC-12Co金屬陶瓷涂層新工藝，來提高壓輥的抗磨性及抗腐蝕性達(dá)到增加壓輥使用周期減少備件消耗。
1、HVO/AF多功能超音速火焰噴涂的工作原理
采用“HVO/AF多功能超音速火焰噴涂”工藝的基本工作原理是：利用煤油為燃料，氧氣為助燃劑，控制系統(tǒng)將煤油和助燃劑以一定的流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能射流霧化混合成可燃混合氣后噴入燃燒室，混合氣經(jīng)火花塞點火燃燒后形成高溫高壓的燃?xì)�，通過拉伐爾噴嘴將其加速到超音速。送粉系統(tǒng)將噴涂粉末從拉伐爾噴嘴的低壓區(qū)送入超音速射流，經(jīng)高溫高速射流軟化及加速后從噴槍噴出，并高速噴向待噴涂工件表面沉積形成涂層。論文參考。
2、涂層性能測試方法與過程
2.1噴涂試樣
我們使用外形尺寸30×20×3的合金鑄鐵2塊，一塊對其噴涂厚度為0.2mm的涂層，另一塊不進(jìn)行噴涂處理，兩者進(jìn)行顯性對比。
2.2噴涂試樣涂層的結(jié)合強度
涂層結(jié)合強度包括涂層與基體之間的結(jié)合強度以及涂層內(nèi)粒子之間的內(nèi)聚強度，它反映了涂層的力學(xué)性能，測試結(jié)果如表一所示。涂層的結(jié)合強度平均值超過70Mpa且斷裂面出現(xiàn)在膠層上，說明涂層的實際結(jié)合強度大于測量值。涂層與基體的結(jié)合界面，結(jié)合界面非常完整致密沒有出現(xiàn)涂層與基體的剝離和微裂紋，而粒子沉積時高速飛行的粒子部分動能轉(zhuǎn)化為熱能，提高了粒子與基體的接觸溫度，促進(jìn)涂層與基體的結(jié)合。
2.3噴涂試樣與未噴涂試樣耐磨粒磨損性能對比
涂層的耐磨粒磨損采用干砂橡膠輪磨損試驗，從噴涂試樣和未噴涂試樣的磨粒磨損對比試驗結(jié)果，可以看出噴涂試樣的耐沖蝕磨損性能大大提高，是未噴涂試樣的6.6倍。論文參考。
結(jié)合以上試驗的數(shù)據(jù)，我們認(rèn)為輥壓機壓輥采用HVO/AF多功能超音速火焰噴涂新工藝技術(shù)能徹底解決壓輥使用周期短，降低備件消耗的目的，進(jìn)而保障了薄片絲產(chǎn)品質(zhì)量。
3輥壓機壓輥噴涂涂層
首先對輥壓機壓輥表面預(yù)處理，它包括表面清潔、表面預(yù)加工、表面粗化。而表面粗化的最好辦法是噴砂處理，使待噴表面達(dá)到RZ70～100μmSa3.0級的狀態(tài)。為達(dá)到滿意的加工效果我們采用兩步法加工，首先使用目數(shù)較低的高硬度砂輪進(jìn)行粗加工，再用目數(shù)較高的高硬度砂輪精加工至工藝要求。
4輥壓機壓輥采用新工藝后的效益
薄片線的四套輥壓機壓輥于2008年12月起使用HVO/AF多功能超音速火焰噴涂新工藝技術(shù)，至目前只有一線二壓壓輥出現(xiàn)一處20×10的涂層磨損，而壓輥整體圓度及挖心現(xiàn)象還未曾出現(xiàn)。也就是說我們噴涂一次壓輥至少可使用18個月，壓輥的使用壽命增加了6倍，這亦與我們前期試驗顯微硬度測試結(jié)果、耐磨粒磨損性能對比相吻合。這不僅僅提高了薄片絲的產(chǎn)品質(zhì)量，備件費用也有了較大的降幅。單次更換輥壓機壓輥費用3.07萬元，每年需更換4次的總費用為12.28萬元。
在此次改造工作中我們學(xué)到了很多新知識、新概念、新思維，更深層次的領(lǐng)略到了科學(xué)實踐觀在實踐中的應(yīng)用，新技術(shù)、新工藝在生產(chǎn)領(lǐng)域中的重要作用與成果，創(chuàng)新為我們帶來了質(zhì)的飛躍。在此我們對在此次輥壓機壓輥采用新工藝新技術(shù)研究過程中提供幫助、指導(dǎo)的相關(guān)科研單位表示衷心感謝。
參考文獻(xiàn)
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⑶王漢功，查柏林.超音速噴涂技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2005.1
⑷蘇新勇：超音速火焰噴涂（HVOF）取代電鍍鉻（EHC）技術(shù)研究及應(yīng)用
