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[關鍵詞] MES；質量管理；系統分析
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 15. 030
[中圖分類號] TH186；F273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）15- 0044- 04
1 引 言
美國著名質量管理大師朱蘭指出：“20世紀是生產率的世紀，21世紀是將是質量的世紀”。隨著全球經濟一體化及網絡信息技術的不斷發展，質量管理將進入一個新的發展階段，現代鋼鐵企業質量管理應當融入以信息技術為支撐的先進質量管理理念[1]。鋼鐵企業質量管理主要是指從原料到半成品、產成品各環節的所有質量信息相集成，形成一個完整的質量信息反饋體系，并實現產品質量生產的全程追溯。本文以鋼鐵企業制造執行系統（MES）中質量管理子系統的分析與設計為研究主題，在對國內外已有的鋼鐵企業質量管理系統開發等相關文獻進行研究的基礎上[2-4]，首先根對鋼鐵產品質量特性進行了詳細分析，在此基礎上根據實際需求構建了鋼鐵企業質量管理系統模塊的整體架構，并重點就各子模塊具體功能進行了詳細描述，以期在CIMS環境下通過計算機信息技術來整合企業資源，優化質量管理流程，實現質量信息和數據的共享，實現企業經濟效益和社會效益最大化。
2 鋼鐵產品質量特性分析
鋼鐵產品質量特性大致分為直接質量特性和參數質量特性兩部分。合同規定的客戶需求一般反映的是直接質量特性，包括主質量特性，如鋼號、標準、形狀、規格等；以及輔助質量特性，如交貨狀態、加工用途、冶煉方法、技術條款等。而生產過程中參照的目標是產品的參數質量特性，包括化學成分質量特性，如C、Si、Mn等元素的含量要求；物理質量特性，如形狀、規格、力學性能、高低倍要求等；以及交貨期等時間質量特性。產品質量設計的實質就是將產品的直接質量特性映射為產品的參數質量特性，并將它們分解到各個加工工序中進行控制，作為生產過程控制和質量檢驗的目標以及判定合格與否的依據。具體分類參見圖1。
3 質量管理系統需求分析
鋼鐵生產可分為煉鋼、連鑄、軋制等階段，其在煉鋼連鑄階段是連續的，而在后續軋制等階段是離散的，因此鋼鐵生產是半連續半離散的分階段式生產方式。而從物質上來看，鋼鐵生產過程是從單一鋼水投入經后續不同加工工藝，按用戶合同要求生產出產品性能、規格各異的產品的分解過程，其產品規格雖復雜，但生產工藝卻有著很多的相似之處。基于以上對鋼鐵產品特性及鋼鐵生產流程的了解，其質量管理系統需求應須把握以下幾點[5]：
（1）工序過程質量控制：通過對生產過程各工序過程質量進行控制，以保證產品的最終質量符合用戶要求。
（2）質量檢驗及數據采集：系統在生產過程中各關鍵工序設置質量采集點以采集工序質量數據，并與數據庫中標準數據進行自動對比，并把對比結果實時顯示。
（3）檢（化）驗及質量判定：按照試樣檢驗要求及時為其他工序提供準確的檢驗數據并結合現場檢驗結果對半成品和成品進行綜合判定。
（4）質保書模板設計與應用。
（5）質量控制與生產放行：通過對產品生產質量進行監督控制，對不合格半成品采取封鎖、返修等措施，杜絕不合格半成品不經允許流轉到下道工序或出廠。
（6）產品質量分析與缺陷反查：通過對產品生產過程中各關鍵工序節點采集的質量工藝控制數據、成分物理性能數據、在線檢驗數據及各種標準數據進行綜合分析，找出產品形成缺陷的原因，為改進產品質量提供有力保障。
（7）改判業務處理：對檢驗結果無法滿足訂單要求但符合另外一個牌號標準的產品，系統提供判定順序，指導牌號的改判，要確保改判結果的準確性和改判鋼種的合理性。
4 質量管理系統總體架構設計及各功能模塊分析
4.1 質量管理系統總體架構設計
通過以上對質量管理系統需求的分析，可知質量管理系統總體架構主要包括質量標準管理、產品質量設計、質量采集與檢驗、質量判定管理、質保書管理、質量跟蹤與分析等模塊。具體見表1。
4.2 質量管理系統各功能模塊分析
由表1可知，質量管理系統架構大致分為6個子模塊，其質量管理流程圖（以鋼卷生產為例）如圖2所示。
4.2.1 質量標準管理
鋼鐵企業質量標準管理通常由企業質量標準科在充分考慮并綜合執行國際、國家、鋼鐵行業及客戶特殊要求等基礎上制定，并及時下達至作業部門，制定企業鋼鐵內部標準，控制產品生產質量。具體包括：①國際冶金規范標準；②國家冶金規范標準；③企業內控標準，包括性能控制標準、成分控制標準、外觀控制標準、工藝路線標準、工藝參數標準；④客戶要求標準，即企業根據客戶個性化需求制定生產標準。
系統質量標準冶金規范數據庫是鋼鐵企業技術質量管理部門對管理的所有工序工藝控制參數、檢（化）驗要求等作業指令進行有機歸并后形成的集合，它是合同質量設計的重要的基礎數據來源之一，包括質量判定規范和工藝技術規范管理。其中質量判定規范在ERP，產品工藝技術規范在MES。工藝技術規范是質量管理部門針對每道工序的控制參數、檢（化）驗要求、執行標準等作業指令進行數據合并的集合。企業MES系統提供工藝技術規范的管理功能，包括查詢、增加、修改、刪除等操作。系統建立有化學成分標準庫、機械性能標準庫、高倍和工藝性能標準庫、熱軋工藝狀態庫、熱處理狀態庫等，分別存放著各種限值及判定條件[6]。
4.2.2 產品質量設計
由企業質量設計科根據產品質量標準和客戶合同進行產品質量設計，質量設計人員通過從ERP系統接收過來的客戶訂單進行質量設計，確定該產品在各工藝流程階段需要達到的質量規范和工藝參數表的設定值。如各種文檔控制，各工序加工設定值等。在此后的生產過程中，計算機就按照質量設計輸出的質量標準進行嚴格的質量控制。用戶合同的質量設計過程包括產品質量設計和生產質量設計兩個階段[7]，其具體設計過程包括：
（1）首先，在合同處理時，根據銷售合同中輸入的產品大類、產品名稱、牌號、交貨狀態、質量標準等用戶需求特性，在產品規范庫中查找對應的產品規范碼，再根據產品規范內的具體內容完成合同的產品質量設計。
（2）根據產品規范碼、客戶代碼（CUST_NO）和產品最終用途碼（APN），找到相應的冶金規范碼（MIC）。冶金規范碼是生產質量設計的關鍵。
（3）產品個性化需求由系統根據用戶的不同和使用用途來決定，而所有制造參數由冶金規范碼管理，所以，系統內建立了用戶、使用用途與冶金規范碼的對應表。
（4）對合同進行生產質量設計。以冶金規范碼為關鍵字，并以長度、厚度、寬度等度量型特征屬性及其他特殊要求為次關鍵字，在冶金規范庫中找到相對應的生產路徑（不同路徑用Line-No來區別）和路徑下所有機組的控制規范，該過程實現了對合同產線設計及產線機組制造標準的設計。
（5）對于有多產線路徑的合同，還需要根據實際生產狀況確定主產線，其他生產路徑作為備選的次產線。
（6）產線路徑是產品生產機組的組合，在冶金規范中同樣的產品可以對應幾條生產線路徑，主制程確定時一般主要考慮各產線的物流順暢平衡和生產成本等，在實際生產過程中，計劃員可以進行主次產線的變更，實現柔性生產。
（7）在合同實際制造過程中，當合同的物料進入不同機組計劃執行時，將進行工序分解，自動將前期設計的對應機組制造標準數據下發給相應的PCC計算機，PCC計算機按標準數據進行生產控制。
4.2.3 質量采集及檢驗
質檢部在各分廠設有質量監測站，其主要職能是對該分廠的產品進行在線監測以及對中心實驗室的檢測結果依據標準進行質量判定，對定量結果進行自動判定，對定性結果進行人工判定。其中送來中心實驗室檢驗的對象統稱為委托方，它包括各生產分廠、物供、技術中心、質量部、鋼研所及其他外委單位。送料包括足夠檢驗項目所需的試驗、檢驗卡片（即大票），檢驗卡片上注明委托方、爐號、規格、技術條件等信息。檢驗項目主要包括物理和化學兩大類，其中物理檢驗分為力學性能和高低倍檢驗，化學檢驗分為化學成分和氣體分析檢驗。質量采集取樣委托流程如圖3所示。
4.2.4 質量判定管理
將質檢部在各分廠收集到的質量數據，按編號輸入到計算機內，與系統事先建立的工序放行標準（相應工序牌號產品的化學成分標準庫、物理機械性能和高倍、工藝性能等各質量規范標準庫數據）相對照，判定內容包括：①成分實際判定，對比各階段產品的實際化學成分與標準庫中的成分標準，檢驗其成分實際值是否在標準范圍內；②性能實際判定，對比各階段半成品機械性能實際、工藝性能、表面質量、尺寸規格與各相應的性能標準，檢驗其值是否在標準范圍內。如果以上判定都符合各相應的標準，則相應工序放行通過，進入下一道工序。如不符合放行標準，就要進入質量異常處理，根據異常實際情況的不同，分別進入“判廢”（廢品）、“改判”（不良品）和“返回”（返回品）流程。如果進入“判廢”流程，則終止該在制品的制造流程，將其送入廢品庫。如果進入改判流程，同樣終止制造流程，但該在制品被降級改變牌號或規格，作為可利用材轉入中間產品庫，以便在調配調度時供其他合同使用。如果進入“返回”流程，同樣終止制造流程，但該在制品將返回前面出錯的流程進行返修。此時原合同必須進行重新補料，重新申請材料等等[8]。質量判定流程如圖4所示。
4.2.5 質保書生成及管理
質保書內容需滿足國家法規和訂貨合同要求，主要包括合同相關事項和產品檢（化）驗數據結果，包括：質量證明書標識、產品標識、用戶標識、合同標識、發貨日期、運輸標識、發貨人、審核人、執行標準、批號、爐罐號、牌號、規格、數量、重量、化學成分、物理檢驗等。質保書生成過程如圖5所示。
出廠產品錄入：根據發貨通知單，輸入需要開具質保書的產品相關信息。
出廠產品分析：①對發貨通知單上的產品支數、質量進行有效性校對（主要指定尺及長度要求的鋼管）；②調用化學成分臺賬，檢查化學成分分析結果；③調用機械、工藝、高倍數據臺賬、查驗分析結果；④列出前3項分析不合格的產品，提出警告。
產品質保書信息修改：對錄入或分析結果錯誤的出廠產品信息進行修改。
產品質保書生成管理：①對經過分析質量完全合格的產品自動登記分配質保書號；②按質保書號屏幕顯示質保書；③按開出日期打印質保書；④按質保書號打印質保書；⑤開具的質保書存檔。
4.2.6 質量跟蹤與分析
質量跟蹤主要是針對在制品每道工序的在線和離線質量情況，對其理化性能進行跟蹤和判定，對所有的質量數據以成品材料（捆）為單位，在系統中保留一定的時期，結合物料跟蹤管理模塊，可以對從原料到成品的所有質量數據進行查詢和追溯。目的是為了對產品的質量信息進行分析，找出存在的問題和改進方法，以期對未來產品質量和生產管理水平的提高起到促進作用。
質量分析是將被控變量與預定的質量規范或質量標準給定值進行比較，達到修正質量偏差的目的。通過產品質量分析，及時找出引發質量問題的原因和根源，根據產品的質量狀況制定相應的措施并監督執行，為改進工藝或操作規程提供參考依據。
5 結 論
質量管理是無縫鋼管MES系統的重要組成部分，本文所研究的鋼鐵企業質量管理系統從鋼鐵企業質量管理所面臨的實際問題出發，以先進管理思想和技術理念為指導，以PDCA質量控制為理念，針對鋼鐵企業質量管理流程優化、先進制造管理平臺構建、信息系統集成等問題，建立了覆蓋鋼鐵產品生產全過程的一貫制質量管理架構體系，并重點就各功能子模塊進行了詳細分析及說明。
主要參考文獻
[1]盧曉春，阮鋒.產品質量管理方法研究評述[J].機床與液壓，2004（3）：10-15.
[2]Jitao Fang， Shusong Yu， Xiangqian Ding. Development of MES-based Workshop Integrated Quality Monitoring System[C]. International Conference on Automation and Logistics，Qingdao， China，September 2008：216-220.
[3]段桂江，孫飛，唐曉青.集成質量系統與企業資源計劃系統的多視圖融合機制研究[J].計算機集成制造系統，2005，11（12）.
[4]劉曉冰，劉彩艷，等.基于制造執行系統的動態質量控制系統研究[J].計算機集成制造系統，2005，11（1）：133-135.
[5]徐端，舒真，馮水華.鋼鐵企業質量管理系統研究與開發[J].控制工程，2005，12（6）：557-561.
[6]鄭雯.淺談鋼鐵企業MES質量管理[C].第七屆（2009）中國鋼鐵年會論文集，2009：10-36.
［關鍵詞］熱噴涂 鋁涂層 耐蝕性
［中圖分類號］TB4 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1009－5349（2011）08－0123－01
引言
工業現代化的發展對各種設備零部件表面性能的要求越來越高，因此許多國家都在努力研究各種提高零件表面性能的新技術、新工藝。[1]-[4]本文是運用熱噴涂技術對碳鋼制件表面性能進行改良，以全面提高鋼鐵基材表面的力學性能及耐蝕性能，從而提升制件的使用效益。
一、實驗過程及設備
本實驗采用純鋁線材利用電弧噴涂方法在低碳鋼基材表面獲得鋁涂層，線材尺寸為Φ3mm，其化學成分（質量分數%）和常見物理性能。
將純鋁線材經過預處理噴涂處理涂層后處理，獲得鋁涂層。其中預處理包括表面凈化處理、表面粗化處理和表面活化處理，電弧噴涂的工藝參數。而涂層后處理有封孔處理、重熔處理、強化處理和擴散處理。[5]-[7]
將所獲得涂層后的線材利用JSM―5600LV掃描電子顯微鏡進行厚度測量和相貌觀察，LK―9805電化學分析儀測定極化曲線。
二、實驗結果及分析
（一）涂層的厚度和表面顯微形貌
電弧噴涂獲得涂層的使用性能在很大程度上取決于涂層的化學成分和組織結構。對涂層進行化學成分分析后顯示涂層中主要成分為金屬鋁。進而將經過打磨后的電弧噴鋁試樣在掃描電子顯微鏡下進行高倍放大，在200倍時可以測量出涂層的最大厚度為191μm、最小厚度為167μm，平均厚度為179μm，可以看出涂層的厚度均勻。并在SEM上觀察涂層的表面顯微形貌。由照片觀察到鋁涂層具有層狀結構的特點，涂層表面凹凸不平還存在一定的孔隙，涂層表面組織疏松，起伏較大，存在氣孔。在涂層表面，鋁與空氣中的氧作用生成了亮白色的氧化物。電弧噴涂鋁層的上述組織結構特點是與噴涂層的形成機理密不可分的。
（二）塔菲爾曲線的測定
本實驗是采用恒電位法將使用封孔劑的涂層試樣、基材試樣、未使用封孔劑的涂層試樣進行塔菲爾曲線測定。結果，從圖中可以看出噴鋁涂層的自腐蝕電位有明顯正移趨勢，耐蝕性較好。并且鋁涂層在腐蝕液中，特別是在含氧介質中有較強的自鈍化現象，在涂層表面生成堅固致密的氧化鋁薄膜，能夠阻止涂層進一步腐蝕。由于封孔處理的封孔劑中含有一些未知的元素，會對涂層的自腐蝕電位造成影響，浸泡腐蝕試驗表明封孔處理的鋁涂層其耐蝕性優于未封孔處理的涂層。
三、結論
1.利用電弧噴涂方法可在基材表面獲得鋁涂層，厚度可達到179μm。
2.電弧噴涂鋁涂層具有層狀結構特點，表面存在孔隙；電弧噴涂鋁涂層配合封孔處理，對于提高材料的耐蝕性能是有效的。
【參考文獻】
[1]E.Pfender.Fundamental Studies Associated with the Plasma Spraying Process.Surf.Coat.&Technol.1998(34):8-14.
[2]王新洪,鄒增大,曲化光編著.表面熔融凝固強化技術――熱噴涂與堆焊技術.北京:化學工業出版社,2005.
[關鍵詞]火花直讀光譜儀、故障排除
中圖分類號：TH744 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0074-01
[Abstract]The reasons and solutions for several common breakdowns of spark read-directly spectrometer are proposed in this thesis.
[Key words]spark read-directly spectrometer troubleshooting
隨著社會的不斷發展進步，人們質量意識的不斷提高，工企業對材料化學成分的控制要求越來越高，而傳統化學分析方法操作復雜、分析過程時間較長、分析過程中使用的藥品對環境危害較大，不能起到快速指導生產的作用。而直讀光譜分析因具有操作簡單、快速準確的出示測定結果，以及多元素同時分析的特點目前已廣泛用于成分分析方面。尤其是近年來隨著電子技術和高智能技術的發展，新型的、分析速度更快的直讀光譜分析儀器越來越多的投入生產，直讀光譜分析在成分分析領域的地位越來越重要。但是不可避免的人們在光譜的使用過程中會出現一些故障導致試驗無法正常進行。本工作就直讀光譜儀日常使用過程中經常出現的故障及解決方案進行了整理。
1.試驗部分
1.1 設備名稱
火花直讀光譜儀型號：SPECTROMAXx廠家：斯派克公司
電源：95-240V 運行溫度：18-28℃運行濕度：20-80% 無冷凝氬氣進口壓力：7.0bar
1.2 工作原理
將制備好的塊狀樣品在火花光源的作用下與對電極之間發生放電，在高溫和惰性氣氛中產生等離子體。被測元素的原子被激發時，電子在原子內不同能級間躍遷，當由高能級向低能級躍遷時產生特征譜線，測量選定的分析元素和內標元素特征譜線的光譜強度。根據樣品中被測元素譜線強度（或強度比）與濃度的關系，通過校準曲線計算被測元素的含量。[1]
1.3 試驗過程
將制備好的樣品放在火花臺上，用樣品完全蓋住火花臺板的開口部分，放下壓桿。選定合適的工作條件，對樣品進行激發。每個樣品至少激發兩次，判斷測量結果的可接受性，并確定最終報告結果。
2.常見故障及解決方案
2.1 軟件無法正常啟用
正常開啟設備，打開軟件，發現分析界面的程序區域部分空白或者界面正常但是任何操作指令均不執行。出現這種問題很多時候是因為PC和設備連接中斷，按正常關機順序關閉電腦和光譜儀，切斷電源。檢查PC與設備的連接線路并重新連接，按正常順序開啟設備，開啟軟件，故障排除。
2.2 激發斑點異常
在樣品激發過程中經常會有激發痕跡發白的現象，俗稱白點，如果出現白點，該組測試數據無可信度。這時應首先檢查樣品的磨制是否符合要求，經磨制的樣品應表面平整、紋路順同一方向，所使用的磨料粒度在60級到120級較為合適[2]。經磨制好的樣品避免被污染，盡可能在較短時間內完成測試[3]。然后檢查氬氣，確保氬氣的純度達到99.999%，氬氣進口壓力：7.0bar。接下來檢查電極間隙是否合適，用極距規調整電極間隙，如果電極消耗嚴重需要更換新的電極。通過以上操作，故障排除。
2.3 ICAL校準失敗
在進行ICAL校準過程中經常會出現某些波段檢測器數值偏低的現象，這時無法進行下一步操作，同時系統會提示ICAL結果不被接受。這時應從以下幾個方面進行排除：首先按照上述對激發斑點異常故障的排除方法進行操作，然后對光譜儀全面徹底清理，重點是紫外光學入光窗口和空氣光學入光窗口，用丙酮溶液進行清洗或更換。經過以上操作ICAL校準就會順利通過。如果效果仍達不到要求，就需要聯系設備生產商授權的維修人員對設備進行更深一步的檢查。
2.4 激發過程中止
在樣品激發過程中，設備突然停止工作。導致這種現象的原因主要有以下幾種：一、樣品壓桿距離短，不能壓緊樣品，激發過程樣品發生偏離，導致光源及電路板斷路。調節壓桿距離，使其能壓緊樣品。二、所磨制樣品不夠平整激發過程中樣品翹起，導致光源及電路板短路。出現這種現象需要重新磨制悠罰使其足夠平整。三、氬氣進口壓力不足。更換氬氣，調節減壓器，使氬氣進口壓力達到7.0bar。四、電極刷上的金屬絲或專用工裝夾具上由于激發樣品產生的熔融物脫落，脫落物在電極處造成短路（中止前激發聲音異常）。清理火花臺，清潔專用工裝夾具。通過以上操作，故障排除。
2.5 激發過程中死機
在樣品激發過程中狀態欄提示激發完成，但是設備仍處于激發狀態，這時停止快捷鍵失靈。造成這種現象的原因是由于樣品夾與樣品間接觸不良導致測試程序紊亂。這時需要直接關閉等離子體發生器，關閉軟件，按順序開機。
2.6 樣品不能被激發
在氬氣、壓桿距離、電極間隙及樣品激發面的磨制都符合要求的前提下，樣品仍不能被激發，系統界面提示壓桿抬起；或者設備發出安全電路閉合的提示聲音后系統界面仍提示壓桿抬起。導致這一現象的原因有兩點：一、樣品與壓桿接觸面處理不到位，存在氧化皮或其它絕緣涂覆層等導致電路不通；二、排除上述原因后，可能是光源系統的某部件（如繼電器等）損壞，這時需聯系設備廠家更換部件才能排除故障。
參考文獻
[1] GB/T4336-2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）
[2] GB/T20066-2006鋼和鐵 化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法
【關鍵詞】 高壓煤漿泵 曲軸 斷裂
往復式活塞隔膜泵是各類水煤漿氣化系統及大型煤化工成套裝置的核心設備，主要用途是向煤氣化裝置高壓喂送水煤漿料，該設備采用PLC控制的機電一體化，具有高效、節能、性能可靠、連續運轉率高等諸多優點，其設計、制造涉及機械、電子、液壓、橡膠等多學科技術，技術含量高。由于大型水煤漿氣化系統對設備連續長期穩定運行要求很高，普通的往復式活塞泵由于其易損件經不住高粘度和高比重煤漿磨蝕與磨損，致使其連續運轉率無法滿足工藝系統的要求，而往復式活塞隔膜泵采用橡膠隔膜將水煤漿與液力端活塞件隔離，使得活塞免受煤漿的磨蝕與磨損，從而延長了使用壽命，保證了工藝系統的高連續運轉率。因此，煤氣化水煤漿喂料大多數選擇往復式活塞隔膜泵。
由于國產的往復式活塞隔膜煤漿泵從技術水平、性能指標與進口產品比較還有較大差距，所以目前煤化工企業大多選擇進口的往復式活塞隔膜泵，主要有隔膜泵、軟管隔膜泵。
某公司高壓煤漿泵選用軟管隔膜泵，2012年6月至2013年1月，相繼發生兩臺煤漿泵的曲軸斷裂故障，另有一臺煤漿泵在檢查中發現曲軸表面出現長約200mm的裂紋，三臺煤漿泵斷裂和出現裂紋的部位均在同一位置。該曲軸材料G26CrMo4，經鑄造成型和調質處理，斷裂處軸頸350mm。
1 高壓煤漿泵技術參數
如表1，圖1。
2 化學成分分析和力學性能檢測
為分析曲軸斷裂原因，取斷面試樣進行實驗室分析。對其材質、力學性能、顯微組織等進行分析。各項分析結果如下。
通過表2實測化學成分和標準值的對比，曲軸的材質符合要求，但表3中的沖擊功（KU2）試驗結果顯示數據不均勻，差別較大。
3 斷面宏觀分析
曲軸斷裂位置位于軸的結構形狀變化處，該處屬于應力集中程度較大的位置。斷面呈橢圓形，其上可見疲勞裂紋穩定擴展階段形成的弧形線，因此斷裂性質屬疲勞斷裂，形態見圖2、3。由于疲勞擴展條紋的匯集處即為裂源，所以圖2、3中的下方即為裂源位置，與裂源相對的位置為瞬斷區，從圖2、3可以看出，疲勞擴展區占斷口總面積比例較大，超過50%，說明曲軸的斷裂性質為交變載荷作用下的（單向）彎曲疲勞斷裂，且導致斷裂的實際應力（彎曲應力）不大。
4 斷面微觀分析
在裂源處和瞬斷區分別取樣，做顯微組織分析，裂源附近所取樣品，檢驗面上可見明顯的區域成分偏析及鑄造枝晶偏析，形態見圖4，圖5為區域成分偏析交界處的形態。其中一側顯微組織為回火索氏體+鐵素體，屬于調質工藝組織，且基體組織中可見粗大的晶界，形態見圖6。另一側黑色偏析帶區域顯微組織為回火索氏體，也屬于調質工藝組織，基體上可見非金屬夾雜物，形態見圖7。在裂源附近的顯微組織中可見沿晶界形成的組織偏析，形態見圖8，9。同時，在裂源附近還觀察到鑄造冷隔缺陷，形態見圖10，11。在瞬斷區斷口邊緣可見微裂紋，形態見圖12，靠近斷口邊緣，呈線狀偏析帶，形態見圖13，14?；w中也可見非金屬夾雜物，形態見圖15。
5 斷裂原因分析
通過對曲軸斷面試樣的材質、力學性能、顯微組織等分析試驗，可以斷定該曲軸材質符合G26CrMo4要求。
由于曲軸截面尺寸較大，采用的是鑄造成型，通常在鑄造成型時，由于金屬凝固存在一定的液、固相共存區，由于液態金屬中各組分的凝固點不同，因而不可避免的存在結晶的先后次序不同和化學成分的不均勻性，鑄造成型后會使鑄件存在較多的鑄造缺陷，如區域性成分偏析、枝晶偏析、疏松、氣孔、夾雜物、裂紋、冷隔等，鑄造缺陷破壞了鑄件金屬表面及內部的連續性，往往成為應力集中源和斷裂源，因而鑄件的使用范圍存在一定局限性。
由試驗結果知，曲軸材質中可見明顯的區域成分偏析、線狀偏析帶。組織的不均勻性可直接導致性能的不一致，使用過程中引發應力集中，降低鑄件的力學性能、斷裂韌度及抗疲勞性能等。曲軸材質的不均勻性在力學性能檢測檢測結果中也得到驗證，沖擊試驗結果數據不均勻，沖擊功差別較大。
除在曲軸材質中觀察到偏析和不均勻性外，在裂源附近還檢測到對材料性能危害最大的鑄造冷隔缺陷，冷隔缺陷破壞了鑄件組織的連續性與完整性，由于曲軸工作過程中會受到交變載荷的作用，而冷隔缺陷相當于裂紋，交變載荷的作用會使缺陷處形成應力集中，并因疲勞而使缺陷擴大，導致鑄件早期失效。
曲軸均在同一位置發生疲勞斷裂，但是疲勞擴展區的面積超過50%，曲軸三維圖中的另一處曲拐，未出現任何問題。因此可以斷定是曲軸的鑄造工藝存在缺陷。
6 結論和建議
綜合以上結果和分析，曲軸在正常工作狀態會受到交變載荷作用，而斷口附近的成分偏析及鑄造冷隔缺陷惡化了材料的使用性能，加以交變載荷的持續作用，會使缺陷處形成應力集中，誘發疲勞裂紋的形成和擴展，最終導致疲勞破壞的發生。建議：為盡早發現曲軸在使用中產生的裂紋缺陷，應定期對高壓煤漿泵曲軸曲拐等易形成應力集中部位進行表面著色檢測；大型鑄件在鑄造過程中產生的成分偏析、夾渣、氣孔、裂紋、冷隔等缺陷很難避免，建議最好將曲軸材質改為鍛件。
參考文獻：
[1]鋼鐵金相學與熱處理基礎.機械工業出版社.2007.
“地條鋼”是國家對這種非法生產建筑用偽劣鋼坯和鋼材的一種形象而通俗的提法。
建筑用鋼材大都來自正規鋼材生產廠家，特別是像武鋼、鞍鋼、包鋼等特大型鋼鐵企業生產的建筑用鋼材，在這樣的建筑里人們可以安居樂業。但是，每年上千萬噸用“地條鋼”鋼坯生產的螺紋鋼、圓鋼同時也流入到一些房地產開發商手里，被用在混凝土建筑之中。用“地條鋼”這樣的劣質鋼材做鋼筋的房子，將使房子的安全系數大大降低，當洪水、地震等自然災害降臨時，房子將會在瞬間倒塌使你失去生命或健康，這絕不是危言聳聽。
煉鋼是個極其復雜的物理化學反應過程，現代化煉鋼廠都有一套完整的冶煉工藝，熔化、脫氧反應、還原反應等等都由計算機進行控制，完全可以保證煉出的鋼水有極少的氣體和雜質，嚴格的化學成分和冶金質量。通常情況下，在冶煉的復雜操作之后，鋼水還要在鋼包中鎮靜10分鐘，讓鋼水中的氣體和雜質、硫磷等有害物質充分上浮到鋼液的上部，澆注后把這部分鋼水倒掉。即便在傳統工藝中的鋼水要澆注成鋼錠，在鋼錠最后凝固的上部也積聚了較多的氣體和夾雜物，開坯時這部分鋼錠也要被切掉。所以，真正的煉鋼廠，一爐鋼水的成材率也就80％。
現代化鋼廠的軋機通常采用縱列式排列，最多有20多架軋機縱向排列，軋制線全長可達400米。鋼水直接澆注成鋼坯，鋼坯不用落地，從軋制線的第一臺軋機進去，連續穿過不同尺寸的軋機，從最后一臺軋機出來時就是所要求的鋼材了，這是一種連續快速節能生產過程，煉鋼、拉坯、加熱、軋制的參數完全受計算機控制，可見現代化鋼材生產實現了機械化、自動化、信息化，省時、省力、節省能耗，有效保證了鋼材的質量。
相比之下，“地條鋼”生產高能耗、劣質量、重污染，完全背離我國發展循環經濟，建設節約型社會的戰略構想。
高能耗?！暗貤l鋼”是國家對這種非法生產建筑用偽劣鋼坯和鋼材的一種形象而通俗的提法。這種鋼材的生產是以廢鋼為原料，采用半噸或250千克等爐型的工頻感應爐或中頻感應爐將廢鋼熔化冶煉成鋼水，鋼水倒入在地上用型砂做成的方型截面長條狀的模子里，凝固后得到一根根條狀鋼坯。工頻感應爐或中頻感應爐是一個超高能耗的設備，每噸鋼耗電高達700～800千瓦小時，是電弧爐、轉爐等現代煉鋼設備的幾倍。這種中、小型生產用感應爐早已被現代化鋼廠所淘汰，只是在稀有金屬精煉中使用。
“地條鋼”生產窩點往往私拉亂接電線，生產都靠偷盜電力進行，據電力部門測算，僅一臺感應爐給國家造成的損失每月就達幾十萬元。
劣質量。“地條鋼”的生產使用的是潮濕的原材料，沒有脫氧脫硫工藝操作，在冶煉中沒有任何化學成分分析，廢鋼熔化后直接在暴露在空氣中的砂型中澆注成“地條鋼坯”。因此，在這樣的“地條鋼坯”里，除硫等雜質含量高外，最大的質量問題是鋼中氣體含量太高，把它摔斷，在斷面上我們會看到很多蜂窩狀的小氣泡。造成這些氣泡的原因除了在熔化中產生的氣體沒有排除，在砂型澆注中潮濕的砂型遇熱后又會使氣體進入鋼中。就是這樣的地條鋼鋼材的“成材率”竟是100％，而其廢品率也幾乎是100％,它把在冶煉中產生的氣體、雜質和各種有害物質統統留在鋼材之中。這樣的鋼材其延展性差，力學性能差異大，易產生脆性斷裂(報道中稱在運輸中曾因顛簸造成鋼筋斷裂)。在建筑中使用，會嚴重影響結構的承載力及抗震性能，大大降低建筑物的安全性，甚至會造成垮塌等事故。
重污染?！暗貤l鋼”生產沒有任何除塵設備，生產工藝落后，原材料未經處理，熔煉過程中廢氣廢渣直接排放，周圍空氣中彌漫著令人窒息的氣味，造成環境的嚴重污染。另外，生產工人文化素質低，沒有經過任何技術培訓，不懂鋼的冶煉工藝，沒有脫氧、還原、去處雜質等基本煉鋼操作常識，當然也沒有任何鋼材質量檢驗設備。
關鍵詞：化工生產；壓力容器；防腐；方法
中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A
壓力容器是一種特種設備，在化工生產中具有重要的作用。但是在實際操作過程中，由于受到諸如介質、溫度以及壓力等操作條件的影響，使得壓力容器會產生損傷和腐蝕，由于受到金屬腐蝕就導致了實際的生產中系統的正常運轉受到嚴重的影響。從而導致了壓力容器失去應有效應甚至是遭到破壞而引發化工生產鏈爆炸，不但會造成財產損失，同時還會使得人員生命遭受威脅。因而對化工生產中壓力容器的腐蝕現象進行防護變得十分重要。文章主要從現代石油化工生產中實際遇到的問題出發，對生產工作中常見的金屬腐蝕現象以及成因進行了分析，并提出了相關措施對壓力容器所受到的腐蝕進行預防和治理，用以保證石油化工產業鏈的完整，以及生產系統的正常運行。
1 金屬腐蝕現象成因
金屬出現被腐蝕現象主要是由于鑄造壓力容器的金屬中含有的合金以及金屬和雜質，這些內在因素同外在的溫度、溶液濃度以及壓力、液體流速等外在條件相互作用下產生復雜作用的結果。
1.1 金屬自身原因
金屬會受到腐蝕首先應當考慮金屬自身所具有的化學性質，一些化學性質較活躍的金屬較易受到腐蝕。通過大量的研究對比，以及對生產實踐經驗的總結，壓力容器受到腐蝕的速度同其中所含有的合金量有著密不可分的聯系，而金屬中所含有的雜質會加速這種腐蝕速度。另外，壓力容器表面的金屬狀態以及晶型對容器受腐蝕作用有著巨大的影響，容器表面越光滑，受到的腐蝕作用越小，相反則會容易受到腐蝕；對容器表面加設氧化膜則能夠提高容器的耐腐蝕度。
1.2 外界環境影響
化工生產中一定會存在很多具有腐蝕性的物質，酸類物質、堿類物質以及鹽類物質，包括水、氧都是具有腐蝕性的介質，而這些組成了壓力容器的外部環境。金屬材料在腐蝕介質的抗性上都有著一定的范圍，所以，壓力容器在使用時，需要充分考慮到外部環境介質的化學成分以及介質濃度、種類、酸堿度以及其中的水分含量、氧含量、雜質含量等。
2 預防措施
2.1 防腐設計應用
化工壓力容器的制造以及容器的設計都需要依照相關規定具有相應的資格才能進行，目前的化工壓力容器制造設計單位都是定點單位。在對容器進行設計時要對急速腐蝕現象予以防備，避免設備的應力集中，并對缺口或者縫隙進行消除，以免腐蝕介質的聚集，并時刻關注容器金屬的結構和組織。在設計容器時，要嚴格按照相關規定中的要求進行主體材料的選擇，并需要注意主體材料同介質之間的作用關系。
2.2 緩蝕劑應用
緩蝕劑能夠有效的減緩腐蝕現象的發生速度以及降低腐蝕程度，具有較高的經濟效益以及抗腐蝕效果，是壓力容器抗腐蝕性能提高中最有效也是應用最廣的技術之一。緩蝕劑實質是一種化學混合物，被應用在金屬表面后，能夠有效減緩甚至是防止腐蝕現象的發生。緩蝕劑的一般用量為千萬分之幾，有些則提高至千分之幾，而根據不同的需求，在某些情況下提高至百分之幾。根據實際使用可以得出以下結論，在金屬材料中加入微量該化學混合物就能夠有效將介質對金屬的腐蝕度降低或者降至零，同時還會保持金屬的物理性能不變。
2.3 電化學法
電化學保護法是根據電化學原理在金屬設備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法，主要有以下兩種：
2.3.1 犧牲陽極法
該方法是用電極電勢比壓力容器中被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，將其固定在被保護金屬上，形成腐蝕電極，被保護金屬作為陰極而得到保護。犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用于保護工業用水中的各種金屬設備、構件和防止巨型設備如貯油罐以及石油管路的腐蝕。
2.3.2 外加電流法
該方式是通過附加電池的方式，將保護金屬作為另一個電池的陰極，同附加電極一通，在外加直流電作用下使得被保護金屬得到有效保護。該方式主要用于保護土壤以及河水中的金屬不受外界環境腐蝕。
2.4 表面覆蓋法
在金屬表面覆蓋致密的保護層，使金屬跟周圍介質隔離，這是一種普遍采用的防護方法。如在壓力容器鋼鐵表面涂油漆、覆蓋搪瓷等物質，使鋼鐵制品不與空氣或水接觸，或在鋼鐵表面鍍上一層其他金屬，如Zn、Sn、Cr、Ni等這些金屬能被氧化而形成一層致密的氧化物薄膜，阻止水和空氣等對鋼鐵的腐蝕。
3 設備的維護和管理
石油化工生產中壓力容器發生腐蝕的因素多種多樣，因此防腐蝕措施也具有多樣性，每一種都是具有針對性的，具有一定條件以及適用范圍。對于腐蝕體系不但要考慮到期抗腐蝕效果，同時應當考慮施工的難易程度以及防腐蝕操作的經濟效益，在實際的操作中有可能同時施用幾種方式進行保護。對于壓力容器的腐蝕抗性的提高是一方面，另一方面則是對設備的維護。生產企業需要根據相關規定嚴格執行壓力容器的使用規章制度，按照檢修規定對設備的檢修取樣定期進行，充分掌握容器的運行缺陷以及腐蝕狀況，在檢修時發現的問題要及時補救，從而避免由于腐蝕而造成設備的壽命縮短，以此保證壓力容器在生產系統中得以安全運行。壓力容器在運行中對其安全性影響最大的便是應力腐蝕，想要解決該類問題需要對其發生的破壞原因進行查明，充分分析、研究后采取針對性的措施進行防范才能夠制止、消除該類腐蝕破壞保證設備運行的穩定。
結語
腐蝕現象在化工安全生產中對壓力容器的破壞威脅極大，只有對腐蝕發生的原因充分了解，且對腐蝕狀態進行研究，才能有效提出解決方案。有條件的地方還能夠通過定期取樣或者掛片分析的方式對壓力容器進行研究、分析，以此有效防范容器腐蝕現象的發生，確保生產安全。
參考文獻
【關鍵詞】鐵礦石；元素；檢驗
隨著經濟不斷的發展，社會地位不斷的提高，鋼鐵材料已經成為了國家發展不可缺少的資源，鋼鐵工業對鋼鐵材料的冶煉是對材料合理利用的主要環節。人們的生活的方方面面都離不開結構材料和一些功能性材料。我國各個行業的發展，比如、交通、電力等很多行業都離不開鋼鐵材料。隨著我國經濟不斷的發展，國內市場對鋼鐵材料的需求量不斷的增大，但是鋼鐵中的一些元素的含量在一定程度上超過了國家標準含量，所以，在國際貿易中，對鐵礦石中各種元素的檢測成為了一個非常重要的環節，它是衡量鐵礦石質量的一個最重要的指標。所以，運用一種快捷、安全的檢驗方法是鐵礦石檢測人員共同的一個目標。
1.我國鐵礦石常見元素檢驗的現狀
我國鐵礦石檢測實驗室最多的是由三氯化鈦的還原法對鐵礦石中元素的鐵的含量進行檢測，這種檢測的方法叫做化學法，這種化學法對鐵礦石中元素檢測的同時由波長色散X熒光光譜進行測定鐵礦石中硅、鈣和錳等元素的含量，對幾種元素的檢測方法叫做X熒光光譜檢測方法。在對鐵礦石中各種元素檢測的同時還可以檢測出全鐵的含量，這樣的好處是，在每一個檢測中都會得到兩個鐵含量數據，這兩個數據在數據值上差異性非常小，但也有一小部分差異很大，實驗室采用的檢驗方法要根據鐵礦石的不同進行選擇，因為，我國把化學法來作為常用方法，它起到了一個中心的作用，很大一個原因是由我國鐵礦石結構的特點來選擇的，根據鐵礦石不同的結構特點來選擇檢驗的方法，做到合理、科學。中國的鐵礦石的分布比較分散、儲存面積比較小、不同地方品質不穩定。和國外的有很多的差異性，國外鐵礦石分布位置非常集中、儲存面積比較大、品質相對我國非常穩定。
隨著我們經濟不斷的發展，檢驗實驗室的技術發展以及對其宣傳服務不斷擴大，大大增加了實驗室檢驗元素的業務量，使之有充分的資源可以進行檢測，我國實驗室每年需要檢測幾千批的業務，增加了檢測的數據。隨著我國對鐵礦石元素檢測的不斷增加，化學法檢測的時候要對樣品進行烘干，在烘干的每一個流程都需要人為手工操作，整個流程在進行的過程中，一方面，進行操作的工作人員全面對每個環節做到完善，長期如此，人員的身體得不到好的休息，處于負荷狀態，很有可能導致工作的質量下降，在對其檢測方面，極有可能會出現一些周期性的問題。另一方面，在運轉的過程中，水、電的消耗和一些化學物資的使用，使一定范圍內的 環境受到很大程度的影響和破壞，于此同時廢氣和廢棄水得不到很好的處理。所以，提高檢測效率是非常重要的，能夠使檢測數據更加精確。我國實驗室對鐵礦石的檢測已經運行了很多年的時間，已經掌握了很多檢測經驗和大量的檢測數據，這些數據是根據化學法和X熒光光譜法得出，通過分析這些數據尋找X熒光光譜法能夠代替化學法的新方法，這樣做的好處是，可以節約大量的人力和財力，還能夠減少對環境的污染。
2.鐵礦石元素的兩種檢驗方法
2.1 X熒光法檢驗原理和檢驗步驟
X熒光光譜法原理：首先用無水四硼酸鏗作溶劑，以硝酸鋰為氧化劑，溴化鋰為脫劑制備試料片，然后測出鐵元素中的X射線熒光光譜強度值，使其和元素含量之間形成一個定量關系。計算出鐵元素在鐵礦石中的含量。
在X熒光光譜實驗中用的試劑和儀器分別是：蒸餾水、鹽酸、無水四硼酸鋰、硝酸鋰、溴化鋰和氣體。用到的儀器：X射線熒光光譜儀。
X熒光法檢測的主要檢測步驟是：
（1）無水四硼酸鏗作溶劑，以硝酸鋰為氧化劑，溴化鋰為脫模劑，幾種溶液相互融合，使其進行充分的反應。
（2）在對鐵礦石檢測前需要對鐵礦石樣品進行稱重、融化、澆鑄、制標準試料片。
（3）鐵礦石樣品準備完畢之后，用X射線熒光光譜對其進行分析。
（4）對產生的數據進行處理，一般情況下取一個標準試料片，把試料片放到X熒光光譜儀上面，進行重復多次對其檢測，然后記錄數據。制作一個標準試料片只要消耗一定量的無水四硼酸鋰、硝酸鋰、溴化鋰。
2.2化學法檢驗原理與檢驗步驟
化學法檢測原理：標準樣品用酸對其進行分解或者酸化的方式處理，鐵元素用氯化亞錫進行充分的還原，最后一小部分剩余的鐵用三氯化鋰進行還原，在用重鉻酸鉀溶液對剩余的還原劑進行充分氧化和滴定還原后的鐵元素，最后由標準樣品消耗的重鉻酸鉀溶液進行計算樣品中全鐵的含量。
檢測中用到的試劑和材料分別是：試劑，鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、氫氟酸、焦硫酸鉀、氫氧化鈉、過氧化鈉等。儀器設備：剛玉增禍、鉑柑禍、滴定管、天平等。
化學法檢測的主要檢測步驟是：
（1）使用氯化亞錫溶液、高錳酸鉀、重鉻酸鉀標準溶液幾種溶液相互融合，使其進行充分進行反應。
（2）用酸或者堿對標準樣品進行充分分解。
（3）對分解后的標準樣品用重鉻酸鉀溶液對其滴定。
（4）對產生的數據進行處理，在實驗中需要配置兩份標準樣品溶液和一份空白溶液。
3.結束語
有本文可以看出，很多國家對鐵礦石中元素檢測采用最多的方法就是X射線熒光光譜方法，這種方法的檢測主要注重的是方法原理分析，不斷改進已有方法使之達到檢測結果精準的要求，在進行評定的時候，一般情況下是用極少量的標準液對檢測方法進行一個合理的評定。由于實驗中的鐵礦石和標準樣品下的鐵礦石不管是在形狀、化學成分等一些方面都有非常大的差別，所以，X射線熒光光譜測定方法在檢驗過程中對精密度的檢驗還不是非常的精確，通過整理在實驗中化學法和X射線熒光光譜法對鐵礦石檢測中積累的大量數據，然后對這些數據進行統計分析，通過分析比較出兩種檢測方法的差異，找到兩者之間的關聯，可以在很大程度上減少檢驗中投入的人力、財力，并且還能大大減少對環境的污染，使人們的生活更加愜意，為我國鋼鐵事業產生更多的經濟效益。
【參考文獻】
[1]任春生，付冉冉，王艷，廖海平，鮑惠君.談進口鐵礦石中的有害元素[J].金屬礦山，2007，04：6-8.
[2]代建云，劉淑波，朱敏，鄺佩琴.職業中毒中常見元素檢驗的分析與評價[J].中國工業醫學雜志，2002，06：376-377.
[3]鐘瑩，蔡志群，王成云，王樓明，陳智，李大光，張在鴻.進口鐵礦石中有毒有害元素對環境安全影響的研究[J].廣州化工，2006，03：64-67.
[4]王衛忠.鐵礦石中全鐵含量的檢測方法對比研究[D].南京理工大學，2012，03：2-3.
[關鍵詞]赤鐵礦 球團 磁鐵礦 熱工參數 焙燒
[中圖分類號] P611.5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-7-32-2
0前言
燒結礦、球團礦、天然塊礦是當前高爐煉鐵的原料。含鐵品位高的天然塊礦日趨減少，因此利用富礦粉或精礦生產的燒結礦、球團礦成為當前高爐煉鐵的主要原料。
球團礦具有強度好、粒度均勻、形狀規則、含鐵品位高、還原性好等優點，在高爐冶煉中可起到增產節焦、改善煉鐵技術經濟指標、降低生鐵成本、提高經濟效益的作用，被認為是實現高爐爐料結構優化所必需的優質爐料 。為適應鋼鐵工業快速發展、高爐精料技術和合理爐料結構的要求，近年來，球團礦作為優質原料得到青睞和高度重視，一些鋼鐵廠對球團礦的入爐比例逐漸提高，其需求量也隨之增大。
為了進一步滿足市場的需要，導致了球團原料由單一向的多元化發展，除了立足于本原再磨再選的鐵精礦外，還需尋求低廉的外購礦。當前，大量外購礦主要是赤鐵礦，由于赤鐵礦在球團焙燒過程中所需的固結溫度較高，從而導致生產出強度較高的球團礦增加了難度，而且由于其預熱球強度也較低，導致在豎爐中產生大量粉末，易在高溫下發生粘結造成結圈，影響爐況，導致球團質量不合格。因而本文研究了配加赤鐵礦對磁鐵礦球團質量及熱工制度的影響，以期在保證球團礦質量和降低生產成本的情況下，滿足市場需要。
1原料性能和研究方法
1.1原料性能
試驗所采用的含鐵原料為磁鐵精礦、外購赤鐵礦。其鐵精礦的化學成分分析結果如表1所示。
根據表1可看出，磁鐵礦的鐵品位在62%以上，FeO含量高，其含有害雜質少，酸性脈石含量較高，屬于優質磁鐵礦。外購礦赤鐵礦品位分別為58.68%，FeO含量較低，而與磁鐵礦相比，有害雜質S和As的含量較高。
鐵精礦的粒度特性見表2，從鐵精礦粒度組成可知，原有磁鐵礦的粒度比較細，小于O.074mm粒級均超過90%以上，小于O.043mm粒級也達到了75%以上，從粒度上完全滿足球團對原料的要求，而外購赤鐵礦由于產地不穩定，粒度也隨著其波動，小于O.074mm粒級約在44%左右，總體粒度較粗。為了從粒度上完全滿足球團對原料的要求，這給配料也帶來了一定的難度。
造球粘接劑采用膨潤土，各項性能均滿足鐵礦球團用膨潤土的質量指標要求。
1.2研究方法
全部含鐵原料均在堆場自動風干，然后按質量比例配加鐵精礦和適宜膨潤土混勻，并使其水分約低于生球水分，然后造球。生產出不同粒度的生球，然后經過調整豎爐熱工參數生產球團。生球制備采用實驗室圓盤造球機，其直徑為1000mm，調節適宜轉速和傾角度，生成Φ10-14mm生球，將同數量的生球分別裝在鐵籠中并標記。采用12M2豎爐生產，主要通過調節燃燒室溫度、爐蓖溫度及冷卻風的大小。球團礦在ZQYC—智能抗壓測量儀上測定抗壓強度，并檢測成品球團礦的冶金性能。其球團工藝流程圖如圖1所示。
磁鐵礦、赤鐵礦、膨潤土配料混勻制球生球篩分豎爐焙燒預還原球團
1.3球團固結機理
磁鐵礦的焙燒固結形式，磁鐵礦球團在氧化氛圍中焙燒時，當加熱到200—300℃，由磁鐵礦粒表面和裂縫中時開始氧化形成Fe2O3微晶。溫度達到800℃時，顆粒表面完全氧化成Fe2O3。當磁鐵礦球團在氧化氛圍中焙燒時，氧化過程由表向內推進，當溫度達到1000℃時，磁鐵礦基本氧化成Fe2O3，并形成微晶鍵。在適宜焙燒制度下，部分殘留的磁鐵礦繼續氧化，而已氧化的赤鐵礦晶粒擴散增強，并生成結晶和聚晶長大，顆粒間的孔隙率下降，球體積縮小，其各顆粒連成一個致密的整體，從而使球的強度大大提高。
赤鐵礦的焙燒固結形式，赤鐵礦球團在氧化氣氛中焙燒時，主要是靠加入的膨潤土粘連劑與赤鐵礦形成CaO·Fe2O3·SiO2而使生球固結，生成這些化合物的過程在溫度達到1000℃-1200℃即完畢。
2試驗結果及分析
通過各物料品位的理論計算及工藝要求，配加不同比例的鐵精礦與粘接劑。生球制備條件為混合料水分約為8.5%，造球時間為13min左右，確保生球落下強度均大于4次/0.5m，生球抗壓強度大于10N/個。試驗主要從球團的冷態機械強度和冶金性能兩個方面來考察赤鐵礦對以磁鐵礦為主生產的球團質量的影響。
2.1配加赤鐵礦對磁鐵礦球團強度的影響
在配加不同比例赤鐵礦的生球分別裝入鐵籠內并標記，通過12m2豎爐焙燒球團，主要采取以下方案進行投籠實驗。通過改變爐篦溫度、豎爐燃燒室溫度和冷卻風量等熱工參數。各參數詳見表3
通過調整熱工參數，都有一定的改善效果，5的效果最為明顯，可以配加高達50%的赤鐵礦，焙燒球強度都高于于2500N/個以上，在各影響因素中以提高焙燒溫度對提高焙燒球強度的效果最顯著。
磁鐵礦中配加一定量的赤鐵礦，在預熱過程中磁鐵礦將迅速氧化成Fe2O3并形成顆粒之間的粘結相，同時，磁鐵礦氧化生成的Fe2O3晶粒表面原子具有較高的遷移能力，促進相鄰顆粒之間形成晶鍵，能夠滿足預熱球強度。
在該預熱焙燒制度條件下，單一的赤鐵礦焙燒球團中Fe203結晶細小、松散，Fe203再結晶也只有部分開始互連，部分Fe203呈單獨粒狀處于初晶態，鈣鐵橄欖石也呈細粒狀，結構松散，欠致密，因而焙燒球團礦的強度較低，如要進一步提高強度，需提高焙燒溫度或延長焙燒時間；而全磁鐵礦焙燒球團中，FeO氧化較完全，新生的Fe203較粗大，與原生的Fe203緊密連接在一起，Fe203結晶優良，構成互連晶的高強度結構。
因此，配加赤鐵礦對磁鐵礦為主的球團，在焙燒溫度適當提高的情況下，可提高球團的生產率和球團氧化球團強度。
2.2配加赤鐵礦對磁鐵礦球團冶金性能的影響
配加赤鐵礦對磁鐵礦球團冶金性能的影響。配加赤鐵礦后，球團礦的低溫粉化性能變差，但還原度和還原膨脹性能均有所改善。
對配礦方案的球團礦所作的礦相分析表明，磁鐵礦球團礦的球團金屬相除含有赤鐵礦（Fe203）以外，還含有一定量的磁鐵礦（FeO），粘結相中鈣鐵橄欖石（CaO·FeO·SiO，）的含量較高。由于在900℃時微量的CO就能使Fe203還原，而Fe3O4 還原所需的CO含量較高，即Fe203比Fe3O4易還原，另外鈣鐵橄欖石液相也是一種難還原的礦物。
配加赤鐵礦對磁鐵礦的成品球團還原粉化程度。由于Fe2O3比Fe3O4易還原，在500～600℃區間。單一磁鐵礦，由于FeO在此溫度區間較難還原，還原速度降低，球團本身強度也較高；而加入赤鐵礦的球團還原速度快，在還原過程中FeO還原時發生晶形變化，加之球團本身強度較低，導致還原粉化程度加大；當提高焙燒溫度以后，可大大改變還原粉化程度。
3結論
（1）磁鐵礦中配加一定量的赤鐵礦可以滿足預熱球團和焙燒球團的強度的要求。
關鍵詞鹽漬土;工程性質;工程危害;防治
Abstract: With the rapid development of China's economic construction, saline in the eastern coastal and western land area construction projects carried out widely, saline soil engineering hazard is becoming increasingly prominent, the characteristics, causes, classification of saline soil and its harm to the construction of the one were expounded, introduces the current research situation of saline soil foundation the three line of defense, the Countermeasures of saline soil engineering hazard elaborated with examples of petrochemical engineering design, in order to promote the in-depth study on this issue and engineering application
Key words saline soil engineering properties; engineering; harm; prevention
中圖分類號：TU71
概況
世界上許多國家和地區均有分布，前蘇聯情況較為突出，在中東尤其阿拉伯海灣及紅海的周邊地區分布廣泛的石膏土，據相關資料統計全世界鹽漬土面積計約897.0萬平方公里，約占世界陸地總面積的6.5%，占干旱區總面積的39%。鹽漬土在我國分布十分廣泛，如西北的青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古等省的有大面積的內陸鹽漬土分布，在華北及東部沿海地區則有濱海鹽漬土分布，中國鹽漬土面積約有20多萬平方公里，約占國土總面積的2.1%。
圖-1世界鹽漬土分布圖
圖-2中國鹽漬土分布圖
鹽漬土與其他特殊土如多年凍土、膨脹土和濕陷性黃土等相比，有其特殊性和復雜性，除具有溶陷性外，還具有鹽脹性和腐蝕性，對工程建設危害較大。近年來，隨著石油化工、公路、鐵路等部門在鹽漬土地區的工程建設日益增多，我國已經制定一些適合鹽漬土地區的設計規定，并開展了必要的研究，確保工程建設的安全、經濟、合理。目前，我國的《巖土工程勘察規范》、《石油化工鋼儲罐地基與基礎設計規范》、《公路路基設計規范》、《鐵路路基設計規范》等中都納入了有關鹽漬土的內容?！尔}漬土地區建筑規定SY/T 0317-2012》總結了鹽漬土地基勘察與評價、設計、地基處理、施工和質量檢查與維護方面的內容，較為全面的反映了我國在鹽漬土方面的實驗研究水平。鹽漬土工程性質和工程處理等方面，還有有待于進一步完善和發展，在實踐中積累更多有益的經驗。
鹽漬土的工程性質
鹽漬土的定義
國內外有關鹽漬土含鹽量的與含鹽類標準的規定不同。前蘇聯曾用鹽漬土中的易溶鹽和中溶鹽的界限含鹽量標準分別為0.5%和5%；我國《鐵路工程土工試驗規程》（TB10102-2004）中的鹽漬土的界限含鹽量標準是易溶鹽含量為0.5%；《鹽漬土地區建筑規范》（SY/T 0317-2012）規定，鹽漬土是不同鹽堿化土的總稱，特指易溶鹽含量大于或等于0.3%并具有溶陷、鹽脹或腐蝕等工程特性的土；我國《巖土工程勘察規范》（GB50021-20012009年版）規定，巖土中易溶鹽含量大于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性時，應判定為鹽漬巖土。
2.鹽漬土的主要特點
1）鹽漬土的氣相、液相、固相三相組成中，液相含有鹽溶液，固相含有結晶鹽，其相轉變堆土的大部分物理指標和力學指標均有影響，強度指標明顯降低。
2）鹽漬土地基浸水后產生溶陷，地下水位較深時更易溶陷。
3）某些鹽漬土（如含硫酸鹽的土）地基，在溫度或濕度變化時，會產生體積膨脹，對建、構筑物和地下設施造成危害。
4）鹽漬土中的鹽溶液會導致建筑物和地下設施的材料腐蝕，包括原材料含水腐蝕和地下含鹽水侵蝕。
3.鹽漬土的成因
鹽漬土的成因由當地的地形、氣候和水文地質等自然因素決定，人類活動也會使本來不含鹽的土層產生鹽漬化，生成次生鹽漬土。鹽漬土的含鹽成分主要來源于三方面：巖石中鹽類的溶解，工業廢水的注入和海水的深入，鹽的遷移和在土中的重新分布，則是靠水流（地表水和地下水）和風力完成。
4.鹽漬土的分類鹽漬土的分類方法很多，但分類原則都是根據鹽漬土本身的特點，如含鹽量的性質、含鹽量的多少、鹽在水中的溶解的難易程度、鹽漬土的地理條件等，在工程上一般按照其對工程的影響進行分類，常見分類表-1，表-2，表-3
表-1 鹽漬土按含鹽化學成分分類
注：表中c(Cl-)為氯離子在100g土中所含毫摩數，其他離子同。
表-2 鹽漬土按含鹽量分類
表-3 鹽漬土按鹽的溶解度分類
三、鹽漬土的工程危害與防治
1．鹽漬土的工程危害
鹽漬土對工程建設的危害是多方面的，由此造成的經濟損失也十分巨大。由于鹽漬土具有溶陷性、鹽脹性、腐蝕性，其危害一般因為此三種特性造成。由于不同地區鹽漬土的成因、組成和特性不同，所以不同地區的鹽漬土的工程危害表現不同，如地下水位埋深較深的干旱地區，地基溶陷性較明顯，而腐蝕現象并不嚴重；以含硫酸鹽為主的鹽漬土地區其鹽脹性造成的危害較大；而對地下水位較高的鹽湖和濱海地區，其危害主要表現為對基礎等于鹽漬土接觸的地下設施的腐蝕作用。
鹽漬土對地基溶陷的工程危害主要表現在當鹽漬土地區建、構筑物的地基遭到水的浸入時，建筑物除自身荷載產生地基沉降外，還將產生因為鹽漬土的溶陷而引起的附加沉陷（圖1），具有溶陷性的鹽漬土地基一旦浸水，土中可溶鹽溶解，結構強度喪失，地基承載力下降并產生較大沉降，工程實踐和試驗表明，在砂類土中尤為明顯。鹽漬土地基的溶陷對石油化工工程中的塔器、罐、井、池類等構筑物影響較大，工程設計中應高度重視。
圖-3鹽漬土地基浸水溶陷引起的建、構筑物基礎的沉降曲線[4]
鹽漬土鹽脹與一般膨脹土的最大區別在鹽漬土是因為是失水或因溫度降低導致的鹽類結晶膨脹，硫酸鹽漬土和亞硫酸鹽鹽漬土地區容易發生鹽脹。在溫度和濕度變化比較大的土層范圍內，地下水位以上的鹽漬土層表現明顯的鹽脹性。
鹽漬土的腐蝕性危害最大，在工程建設中相當普遍。鹽漬土中的鹽的腐蝕主要為氯鹽和硫酸鹽腐蝕。土中氯離子對金屬有強烈的腐蝕作用，尤其鋼鐵；而硫酸鹽對混凝土、粘土磚等的腐蝕作用很強，對金屬液有一定的腐蝕作用，進行工程建設時必須把解決腐蝕問題放到重要位置，并對其腐蝕機理、主導影響因素等有明確的認識和分析，通過合理的防腐蝕措施，達到使建筑物和各種地下設施安全使用和耐久性的目的。
鹽漬土的防治
對于鹽漬土地區的地基基礎及其他與鹽漬土接觸的地下建構筑物的防治措施應因地制宜、區別對待并采取相應的設計措施，構筑鹽漬土地區的防水措施、地基基礎措施和結構措施三道防線。防水措施包括場地排水、地面防水、地下管溝和集水井的敷設，檢漏井、防（檢）漏溝的設置以及地基中隔水層的設置等；鹽漬土的三性都與水有關，防水是最基本的要求。地基基礎措施包括：消除或減小溶陷性的各種地基處理方法和穿透鹽漬土土層的各種類型深基礎等措施；結構措施包括加強結構整體性、減少建筑物不均勻沉降或使其適應地基變形的各種措施。
四、工程實例
現結合新疆維吾爾自治區某化工項目的建、構筑物的工程設計為實例，論述鹽漬土地區建（構）筑物應采取的防治措施。
1、工程場地概況及鹽漬土地基評價
建設場地位于天山北麓，準噶爾盆地南緣，屬中溫帶大陸性干旱與半干旱氣候，深居亞歐大陸腹地，地表鹽漬化現象顯著。擬建場地整平前為荒地和農田為主。根據詳細勘察資料，在在鉆探深度范圍內土層分布穩定，較有規律，自上而下依次為：第四紀全新統（Q4）陸相沉積層：①粉土、②粉土、③粉土、④粉土、⑤粉土、⑤1粉土、⑥粉土、⑦粉土、⑧粉土，各土層天然承載力特征值200kPa左右，比較穩定。擬建場地主要建構筑物為塔、爐、容器等設備基礎，鋼結構設備構架及變配電室等。
據巖土工程詳細勘探資料及地基土壤易溶鹽分析報告揭示，建設場地淺層地基土（5m深度以上）的易溶鹽含量一般大于0.3%，判定為鹽漬土，按含鹽化學成分分類，場地土一般為氯鹽漬土，局部為亞氯鹽漬土；按含鹽量分類，表層場地土一般為中鹽漬土，表層以下場地土屬弱鹽漬土。場地土的含鹽量變化規律為隨深度增加逐漸降低。
建設場地鹽漬土具有輕微溶陷性、輕微鹽脹性和中~強腐蝕性；地下水穩定，上層滯水埋深為1.8～4.5m，潛水埋深8.5～12.2m。其鹽漬土的特征如下：
溶陷性：根據在探井中所取的原狀土試樣進行的溶陷性試驗結果，所有土樣的
溶陷系數δ均小于0.01，所以本場地的鹽漬土為非溶陷性土。因此，除采取一般排水措施和結構措施外，可不考慮地基溶陷性。
鹽脹性：建設場地地基土所含鹽分以氯鹽為主，硫酸鹽含量低，根據在探井中
所取的原狀土試樣進行的溶陷性試驗結果，所有土樣的Na2SO4含量均小于1%，可不考慮地基土的鹽脹性。
建設場地內建構筑物基礎埋深均大于1.5m（超過標準凍深為1.5m）。因此除采取一般排水措施和結構措施外，建（構）筑物基礎可不考慮鹽脹性。但地面、散水等均做卵石緩沖層。
腐蝕性：第①層深度3.0m以上的地基土對混凝土結構具中等～強腐蝕性；對鋼
筋混凝土結構中鋼筋具強腐蝕性，對鋼結構具強腐蝕性。第②層深度3.0m～6.0m的地基土對混凝土結構具弱～中等腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中鋼筋具中等～強腐蝕性，對鋼結構具強腐蝕性。
2、本工程鹽漬土防治措施
根據詳勘報告揭示，本工程鹽漬土主要特性及工程危害為腐蝕性危害，不考慮溶陷性及鹽脹性。目前尚無的關于鹽漬土的腐蝕性防護的專門技術規范，本工程設計以《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）和《混凝土結構耐久性設計規范》（GB/T50476-2008）為基礎，根據建設場地建構筑物特點和場地條件，采取以腐蝕防護為重點的防止鹽漬土工程危害措施，并應考慮建構筑物的腐蝕環境、地基基礎設施的安全等級、設計使用年限、經濟合理性、耐久性等因素提出綜合防治措施。
建設場地地基基礎等地下建構筑防腐蝕設計遵循以下原則：
a）立足基礎和其他設施的自身建筑結構材料具有良好的抗腐蝕能力；
b）必要時考慮采取材料表面防護措施，如涂防腐層、隔離層等；
c）對重點部位和重要的構筑物應加強防護。
本工程主要建、構筑物基礎等具體采取以下防腐蝕措施：
對于一般淺基礎可以采用換填法，將基礎底部及四周換填無腐蝕性填土（由于建設場地周圍沒有無腐蝕性土來源，此措施未實施，）；
一般基礎和基礎梁可采用混凝土內摻防腐劑；
對上部荷載較小的一般建、構筑物，采用強度等級不低于C25的毛石混凝土或素混凝土基礎，防止氯鹽對鋼材的腐蝕；
當上結構荷載較大采用鋼筋混凝土基礎時，強度等級不低于C40；
鋼筋混凝土基礎墊層采用150mm厚摻外加劑的C25混凝土或100mm厚瀝青混凝土；
鋼筋混凝土基礎等地下構筑物增加保護層厚度；
基礎外表面涂層，對于素混凝土基礎側面又加設防腐蝕涂層；對于鋼筋混凝土基礎采用基礎表面涂刷采用環氧類或聚氨酯類瀝青1mm；
鋼筋混凝土基礎及其他地下構筑物根據其腐蝕環境添加鋼筋阻銹劑；
對于處于干濕交替位置的基礎等地下構筑物加強基礎防護措施；
對于高聳的塔器、煙囪等對承載力要求較高的建構筑物，采用樁基礎，需采取如下措施: 預制鋼筋混凝土樁的混凝土的強度等級不應低于C40，水灰比不應大于0.4，抗滲等級不應低于S10；鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于45mm；混凝土灌注樁的混凝土強度等級不應低于C35（宜為C40），水灰比不宜大于0.45（宜為0.40），抗滲等級不應低于S8（宜為S10）；鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于55mm（宜為70mm）?；炷林袚饺雽O42- 、Cl- 均有足夠耐蝕性的外加劑?；炷翗渡淼姆雷o應符合《工業建筑防腐蝕設計規范》( GB 50046-2008)表4.9.5的規定。灌注樁成孔采用泥漿護壁，泥漿制作應采用清潔水，嚴禁采用現場高含鹽的地下水制作。清孔過程中，應不斷置換泥漿，直至澆筑水下混凝土。
施工圖階段的防水措施，如排水、地下管溝等本文從略。
此外，施工階段防水、防腐蝕措施也應加強，使用階段應加強管理，本文從略。
結束語
綜上所述，鹽漬土因其成因、組成和特性不同，在不同地區的鹽漬土的工程危害也不同，在鹽漬土地區進行工程建設時，應充分了解鹽漬土的危害機理和特征，從勘察、設計、施工、使用管理各階段，大力開展調查研究和實驗分析，采取相應的防治措施和保障制度，綜合運用多種手段，不斷把科學成果運用于工程實際中，確保工程建設的安全、經濟、合理。
參考文獻：
鹽漬土地區建筑規范，SY/T 0317-2012，中國石油天然氣集團公司，石油工業出版社
巖土工程勘察規范，GB50021-2001（2009年版）
長期浸水引起石膏土CBR減小，[伊拉克]S.S.拉索克 O.A.伊爾雅拉比，榮亞紅譯，水利水電快報，200年3月，第21卷，第6期。
我國鹽漬土的成因及分布特征，溫利強，合肥工業大學碩士學位論文，2010.03
中國西北地區鹽漬土分布及危害，溫利強、楊成斌、李士奎等，工程與建設，2010年05期