杜笙离子交换树脂在精糖生产中的应用

第一篇：杜笙离子交换树脂在精糖生产中的应用

离子交换树脂在精糖生产中的应用

原糖回溶糖浆用树脂处理

白糖回溶糖浆用树脂处理

离子交换树脂很善于除去糖液中的各种杂质，特别是有色物质和灰分。

由于树脂的价格较高，树脂与所用设备的投资较大，而且还需要周期性地进行再生处理，使树脂保持良好的性能；如果所处理的物料含杂质较多，就会缩短树脂的工作周期，增大再生费用。因此，它主要用在精炼糖厂中生产精糖及优质糖浆，在一些甜菜糖厂中亦有用以处理清汁或糖浆，但它还较少直接用于甘蔗糖厂。

为延长树脂的工作周期和寿命、降低消耗与成本，糖液在通过树脂柱之前要经过适当的预处理，除去原料中的大部分非糖分，特别是其中对树脂有较大污染的成分(如会堵塞树脂中微细孔道的悬浮物及大分子有机物)。

通常将树脂装于圆筒形的树脂柱中，糖液连续地通过。树脂柱内装载树脂的体积称为床容积(bed volume)，简写为BV。工业用的树脂柱的床容积通常由1～10m3，也有较小或较大的。这是树脂柱的基本单位，它工作时的各种物料量都以BV为单位。例如溶液通过树脂柱的流量速度为2～4BV/h，即每小时通过溶液的体积为树脂床容积的2～4倍。树脂的处理能力亦常以BV为单位计算。

为制造高质量的精糖，使用离子交换树脂除去各种色素与杂质是效果最好也是现今最通用的方法。国外精炼糖厂从50年代已开始使用离子交换树脂对糖液进行高度脱色，初时是在经过骨炭或活性炭脱色之后再通过树脂脱色，以后不少新建或改建的炼糖厂以使用树脂脱色为主。

制造精糖的原料主要有原糖和白糖两类。

国外多数精炼糖厂以原糖为原料。原糖经过蜜洗后回溶成糖浆，经过碳酸法或磷酸法(或兼用阳离子表面活性剂作脱色剂)初步提净，经活性炭处理后再用树脂除去其中残留的色素和无机物，得到很高纯度和很低色值的糖浆。用它煮制精糖时，前三系(或四系)的糖可混合作成品。也有些厂不用活性炭，或用老化的旧树脂作前级处理。

国内的糖厂一般用白糖作原料，回溶后经过隔筛与粗滤器(用石英砂或旧树脂)除去悬浮物，然后用树脂处理，可制得低色值和低灰分的产品。

糖浆的粘度高，通过树脂床的阻力较大，故糖浆的浓度不能过高，如62～68ºBx，并保持72～80℃。国外的大型炼糖厂为减少煮糖时的蒸发水量、加速煮糖过程，减少糖浆浓缩过程中的色值增加，常用三效膜式蒸发罐将糖浆再浓缩至72～75ºBx再煮糖。在精糖生产中应用树脂，主要目的是除去色素，故所用的树脂要有较高的脱色性能。糖液中有色物质的种类很多，大部分是弱酸性的有机物，在水溶液中带负电，但也有部分有色物的酸性和电荷很弱，甚至不带电(或有两性电荷)；它们有部分是高分子量的。因此，通常使用阴离子型强碱性大孔树脂，它们能较好地除去带负电以至不带电的有色物，以及分子量较高的各种杂质，并较耐污染。它们除脱色外，还可吸附除去硫酸根和磷酸根等无机物。这类阴离子树脂以OH－型式运行时，还可除去氯根和硅酸盐

应当先在实验室内进行小型试验，用不同类型的树脂和不同的组合来处理糖液，据此选取适当的树脂品种和组合，以及各项技术条件，作为设计和生产运行的依据。

1、原糖回溶糖浆用树脂处理

国外精炼糖厂早期使用苯乙烯系阴离子树脂。如日本一糖厂日处理原糖400吨，有三个树脂柱，各装5m3强碱性氯型阴离子树脂。回溶糖浆先经过碳酸法清净，63ºBx，73℃，经颗粒活性炭处理后，用树脂处理使色值降低到约0.3ºSt。澳大利亚的精炼糖厂亦用苯乙烯系树脂，两组树脂柱串联，新树脂用在后柱，使用一段时间后转用在前柱，以充分利用其功能。葡萄牙一个精炼糖厂日处理原糖400吨，有三组树脂柱，每组两柱串联，每柱装树脂6m3，都是强碱性大孔阴离子树脂，两组运行，一组再生和备用。回溶糖浆用碳酸法处理后，为65ºBx，70℃，色值平均700IU，进入树脂柱的速度为2BV/h，每工作周期处理40～60BV。脱色率约66%，树脂寿命约122周期。

1980年代后不少精炼糖厂用丙烯酸系阴离子树脂(如Amberlite IRA-958)作前级脱色，糖浆通过它以后再进入苯乙烯系树脂柱。两者均使用大孔强碱性树脂，氯型运行。丙烯酸树脂的脱色能力强，容量大，较耐污染，并较易再生，使用盐水即可将它所吸附的杂质完全洗脱。将它用于第一柱，先除去大部分有机色素(作为粗脱色)；第二柱的苯乙烯树脂则善于除去芳香族有机物，包括一些丙烯酸树脂难以除去的不带电的有色物。这种组合方式的脱色作用比较彻底，并可保护较难再生的苯乙烯系树脂。用旧的苯乙烯树脂亦可移往第一柱继续使用。

芬兰Porkkala精炼糖厂(日加工原糖700吨)采用这种树脂组合。糖浆首先经活性炭过滤，66～70ºBx，73～77℃，pH7.2～7.4，色值约400IU，再连续顺序通过两个树脂柱。两柱的总脱色率为78～80%，最高可达88%，高于用两个苯乙烯系树脂柱。该厂有６个树脂柱，各装树脂8m3。前柱装丙烯酸系树脂Dolite A172，后柱装苯乙烯系树脂 Duolite A171P(及Amberlite IRA-900)，它们对高分子物质及弱酸性物质都有良好的吸附力。进入树脂柱的糖浆流量为每柱2BV/h，即16m3/h。树脂的再生用碱性盐水，它含NaCl 10%和NaOH0.2%，先入第二柱，再入第一柱，流程与通过糖浆时相反，可较好地洗脱树脂吸附的杂质，再生剂亦得到充分利用。再生液的流速为1.3BV/h。这种组合方法的树脂工作周期和工作寿命都较长。以每m3 树脂能处理的糖液干固物量来计算的树脂寿命，用两个苯乙烯树脂柱的组合为23500吨；而在丙烯酸/苯乙烯树脂组合，前者为28000吨，后者为42500吨。虽然丙烯酸树脂的价格较高，但运行费用和总成本都较低，它亦易于管理。

英国Thames精炼糖厂(年加工原糖超过100万吨，脱色率约60%)、碳酸法澄清和过滤(脱色率50～60%)，然后串联通过两级丙烯酸系树脂柱，再通过苯乙烯系树脂柱。前者每级有５柱，后者有６柱。每柱装载树脂13m3，其直径为3m，总高2.65m。所用的丙烯酸系树脂为IRA958S、AP247a(Bayer产品)、和A860(Duolite产品)，所用的苯乙烯系树脂为Duolite A171S、IRA900C、MSA1(Dow 产品)、MP500A(Bayer产品)等。进入树脂柱的糖浆为62～65ºBx，78～80℃，pH8.2～8.6。糖液通过的流速为2.5～3BV/h。三级树脂柱的总脱色率80～82%，其中丙烯酸系树脂柱的脱色率65～75%。第一级树脂柱的脱色负载率最高，每周期为75000～125000IU·BV，其他两级约为它的1/3～1/2。工作周期时间：丙烯酸树脂40～60小时，苯乙烯树脂48～72小时。再生液为10%NaCl+ 0.2%NaOH。树脂使用寿命，丙烯酸树脂19个月，苯乙烯树脂21～25个月，处理的糖浆量，前者为30000BV，后者为28500BV。

欧洲不少糖厂的糖液脱色用树脂 Asmit295(丙烯酸系)和Asmit 265P(苯乙烯系)，都是强碱性大孔树脂，氯型运行，交换容量较高。

2、白糖回溶糖浆用树脂处理 国内糖厂制精糖用白糖作原料，回溶后经过活性炭或树脂提纯。为达到较完全的特色，宜将糖液串联通过两个脱色柱，可以用颗粒活性炭与树脂组合，也可以用两种树脂组合。

第一级树脂用NaOH溶液再生，然后经酸化调整pH值。第二级树脂则用碱性盐水再生。总之，糖液脱色宜用两柱串联组合，第一级用耐污染、吸附容量大、脱色范围广的树脂，使它起主要的脱色作用，而将较易受污染、但有很强吸附效能的树脂作为第二级，以彻底除去有色物。充分发挥两类树脂的特长，得到较好效果。

大孔型树脂产生交换吸附作用的速度较快，所需时间较短，故物料通过的速度可以较高。但因糖液粘度大，通过树脂柱的阻力较大，在正常的压力条件下的最大流速只约5BV/h。

杜笙Tulsion® A-30 MP

ISO-9001/ISO-14001/OHSAS-18000

丙烯酸大孔强碱性阴离子交换树脂Ⅰ型

Tulsion® A-30 MP 是一款具有季胺官能基的，基于聚丙烯酰胺主体结构的大孔强碱性阴离子交换树脂。Tulsion® A-30 MP由于其本身的无裂纹性质而具有优良的物理特性。由于它具有特殊的物理特性和化学稳定性，因此它使用寿命长，交换能力高，冲洗要求低。且因为其为优良的碱性树脂，因此具有更大的再生效率。Tulsion® A-30 MP 产品广泛应用于制糖工业中糖的脱色问题的解决。例如在应用中色体比较高，则此种树脂可以解决。此种树脂很容易用碱性盐溶液再生。且适合于在广泛的PH范围内和高温条件下使用。

典型特性（TYPICAL CHARACTERISTICS）：

Tulsion® A-30 MP

型式/Type 大孔强碱性阴离子交换树脂/Macroporous strong base anion exchange resin

主体结构/Matrix structure 交联聚丙烯酰胺/Cross linked poly-acrylamide

物理型式/Physical form 含水球状/Moist spherical beads

官能基/Functional group I型季胺官能基/Quaternary Ammonium Type I

离子型式/Ionic form 氯/Chloride 总交换树脂(meq/ml)0.7 meq/ml 目数/Screen size USS(湿)16 to 50 粒度/Particle size(95% minm.)0.3750 g/l

水力特性（HYDRAULIC CHARACTERISTICS）： Tulsion® A-30 MP

测试（TESTING）：

Tulsion® A-30 MP 离子交换树脂的抽样和测试是按标准的测试程序，即ASTMD7330，1998.包装（PACKING）： Tulsion® A-30 MP Super Sack 1000 lit Super Sack 35 cft MS drums 180 lit.MS drums 7 cft

HDPE lines Bags 25 lit.HDPE lines Bags 1 cft

第二篇：变压吸附装置在聚氯乙烯树脂生产中的应用

变压吸附装置在聚氯乙烯树脂生产中的应用

摘要新疆中泰化学西山事业部从2008年投用变压吸附装置，并在2009年9月根据生产需要对装置进行了的改造。本文中对其改造后的运行情况及经济效益作一介绍。

关键词 聚氯乙烯 变压吸附 应用

变压吸附装置作为节能环保装置，在聚氯乙烯生产中已得到普遍应用。该装置能将排空废气中的原料气及产品通过变压吸附的原理回收利用，起到降低生产成本、环保排放的作用。

新疆中泰化学西山事业部是应用电石法生产聚氯乙烯树脂，现有氯乙烯生产装置为配套年产17.5万吨PVC，其中变压吸附装置为年产20万吨PVC配套装置，包括变压吸附、变压制氢装置，于2007年4月开工建设，于2008年5月开车全部投入正常使用。本文主要围绕变压吸附装置进行论述。

一、变压吸附在生产工艺中的应用

变压吸附装置是从氯乙烯精馏尾气中分离乙炔、氯乙烯并加以回收利用，净化后的气体再送入变压制氢装置，进行氢气的回收，其他气体排空。

变压吸附技术原理是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附组分的吸附量增加、减压下吸附量减小的特性，将原料气在一定压力下通过吸附剂床层，原料气中的高沸点组分乙炔、氯乙烯及二氧化碳等被吸附剂选择性吸附，低沸点组分氮气、氢气作为净化气送入后续变压制氢装置。然后在减压下解析被吸附的组分乙炔、氯乙烯及二氧化碳等，解析气（含有乙炔、氯乙烯）回收利用，同时使吸附剂获得再生，以利于下一次吸附分离。

二、变压吸附装置原有工艺流程及存在问题

1原有工艺流程。来自精馏岗位的氯乙烯精馏尾气在05 MPa~0.55MPa压力和低温下经总阀通过装置开停车连锁系统控制，原料气送入原料气预热器加热至25℃~60℃，经流量计计量后进入由四个吸附塔和中间罐组成的变压吸附系统中。原料气经进口阀进入吸附塔中正处于吸附步骤的吸附塔，在此，氯乙烯、乙炔被吸附，在吸附塔出口得到净化气。逆放步骤的解析气经管线送往二级混合脱水石墨冷处，逆放结束后，进入抽空及抽空冲洗步骤，该步骤得到的抽空气（解析气）经真空泵后冷却器冷却后送往碱洗塔，回收氯乙烯、乙炔。然后该吸附器进入压力均升、终充步骤，终充结束后，该吸附器进入下一次吸附。当解吸气分析含氧>3%时，打开现场排空阀，含氧合格时进入混合脱水或碱洗塔。

2.原有装置存在的问题。(1)逆放气对系统的影响。变压吸附逆放步骤的解析气，主要含量为乙炔。操作人员根据后台转化器出口检测样，调整配比值。而此部分解吸气不经过流量计，直接送入二级石墨冷却器，并且气体为间歇性送入，会对即时的后台转化器出口检测样造成影响，影响操作人员的判断，造成配比不当，对生产装置运行构成不利影响，并会增大后续精馏系统负荷，产生一系列的波动。另因二级混合脱水处压力较高，变压吸附真空泵负荷较大易出现电机超载情况，对装置平稳运行构成不利因素。(2)抽真空对系统的影响。由于抽真空中仍含有40%左右的乙炔气，其进入系统后未进行转化全部进入精馏和尾气回收系统，随着时间的推移该部分乙炔气会在精馏和尾气回收系统内不断进行叠加，造成精馏和尾气回收系统负荷不断增大，最终无法正常运行，因此将抽空气进行排空。

三、对变压吸附工艺装置的改造

1．回收管路改造。因考虑逆放气对系统的影响，将原来送入二级石墨冷却器处的逆放气和送入碱洗塔处的抽空气，均改至乙炔升压机进口处。将逆放气和抽空气改送入乙炔升压机处后，首先，以前不经过流量计的乙炔气，现在经过乙炔流量计，避免了对氯乙烯生产配比值的影响；其次，逆放气间歇性的压力波动不会对系统造成影响了，通过升压机后的压力平稳；再次，将原先排空的抽空气送入系统，减少了原料气的浪费，有效降低了生产成本。

因将逆放气和抽空气送入乙炔升压机处后，会影响原料气乙炔的纯度；同时，逆放气和抽空气中的二氧化碳，会增加清净中和塔的洗塔频次，造成30%液碱用量上升。

通过对改造前后乙炔气纯度的数据收集对比，原料气乙炔纯度变化不大，只是略有下降，对整个生产系统不会构成影响。

通过统计氯乙烯车间，2009年上半年30%碱耗为6.251kg/t.pve，而2010年上半年碱耗为6.394kg/t．pvc，碱耗并没有太大变化，因为原先送入混合脱水处的逆放气，其中二氧化碳进入了氯乙烯工序的碱洗塔，同样消耗30%液碱，因此，改造后的30%碱耗并未增加。2．对变压吸附装置填料污染后置换程序的改造。(1)将变压吸附装置按正常停车操作进行停车。(2)将尾冷排气口改至两位阀进行排空处理，并且关闭变压吸附装置原料气进口处现场球阀，即KV11阀前现场球阀。(3)将变压吸附装置、变压制氢装置进行泄压，变压吸附装置吸附塔及中间罐压力由P2218调节阀处进行泄压；变压制氢装置吸附塔压力由出口调节阀及KV8B阀进行泄压，泄压过程中要求缓慢泄压，同时微开排空管处充N2阀。(4)变压吸附装置吸附塔及中间罐压力泄完后，由KV11阀前导淋接N2气管置换4个吸附塔，同时需将预热器热水循环阀开至最大，用热N2气对变压吸附装置4个吸附塔逐台进行置换，每个塔充N2至0.25MPa时切至下一个吸附塔，并将充好压力的吸附塔由P2218调节阀泄至OMPa，将4个吸附塔轮流置换3遍后，吸附塔在置换最后1遍时将塔内压力泄至0.05 MPa，通知对4个吸附塔进行取样分析塔内乙炔、氯乙烯、氢气、氧气含量。(5)待分析结果出来后，选择1台吸附塔内乙炔、氯乙烯、氢气含量最低的塔作为置换变压制氢吸附塔的通道使用，同时需要求变压吸附塔内分析结果符合动火标准。

四、改造后的主要成本情况

在电石法聚氯乙烯生产中，主要原材料电石所占成本比重最高，因此电石单耗的水平直接决定着生产成本的控制。

通过数据统计分析，2010年上半年电石耗明显低于2009年上半年，降低约23kg/t．pvc，除去其他生产装置优化改造，变压吸附排空管路改造所带来的经济效益也是非常显著的。

变压吸附管路改造后，将原本进行排空的抽空气（主要组分为氯乙烯、乙炔）进行了回收利用。

根据数据统计，原料气流量为lO01m3／l1，而排出的净化气流量为288m3/h，即回收气体流量为713m3／l1，按照全年运行8000小时计算，可回收气体5704000m3，根据氯乙烯合成反应：

C2H2+HCl=C2H3 Cl 其中抽空气的体积约占25%，即855600m3氯乙烯，折合聚氯乙烯树脂约710吨，按照电石采购价格3000元／t计算，全年可节约资金213万元。

五、结束语

国内现有聚氯乙烯生产企业正利用地区资源优势，由内地沿海地区向西部转移。在新疆这一市场竞争日趋激烈的今日，如何能提高生产装置运行效率，降低生产成本成为了企业永远不变的追求，只有越来越精细的管理，对生产工艺的钻研，才能在市场中永远具有更强的竞争优势。

第三篇：计算机辅助设计在材料生产中的应用

计算机辅助设计在材料生产中的应用

学 专 姓

院

材料科学与工程 称

防腐131班

名

蓝 文 程

计算机辅助设计在材料生产中的应用

摘要

计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作,简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

随着现代计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）在生产中的应用日益广泛，本文主要从计算机辅助设计在材料生产中的应用等方面阐述了其在材料计中的显著优势，并对目前国内企业产品开发过程三维CAD系统应用现状和存在问题进行了分析。

关键词：计算机辅助设计 三维CAD 应用 绪 论

开始于上世纪50年代后期的计算机辅助设计技术，从最初的仅仅被简单的作为图板的替代品到70年代的二维制图过度到三维建模再到现在的集产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能CAD技术，计算机辅助设计经历了一个漫长又曲折的发展历程。在今天，CAD技术越来越广泛的用于生产中。CAD技术从二维CAD向三维CAD的过渡

2.1 CAD简介

计算机辅助设计是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于材料、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Computer Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡。三维设计软件具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形，工程数据库的管理，生成设计文件等功能。三维CAD技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率得以迅速提高。我国CAD技术的研究、开发和推广已取得较大进展，产品设计已全面完成二维CAD技术的普及，结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度、提高经济效益起到了明显的作用。有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。随着市场经济的逐步深入，市场竞争日趋激烈，加强自身的设计能力是提高企业对市场变化和小批量、多品种

要求的迅速响应能力的关键。2.2 三维CAD的优势

首先CAD技术以实用的零件实体建模优势和简便的产品造型修改和实体装配图的生成被用在机械设计的多个方面设计软件为三维建模提供了多种工具，包括最基本的几何造型如球体、圆柱等，对简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供了草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本上都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。

企业生产的产品往往是按系列区分，各系列中每一代产品与上一代产品之间的区别较小，也许只是增加了一个功能部件或是产品造型尺寸上有所改动。三维CAD可以方便地修改一些参数就能达到设计师更改造型的目的。三维CAD在建模中一般使用参数化建模，整个建模的步骤和产品的外型尺寸被参数化，这些参数是与产品的造型直接关联的。若要对尺寸或造型进行局部的更改，只需要更改相关参数，整个造型将被自动更新。这样不仅大大减少了设计人员的工作量，还保证了产品外造型的延续性。

实体装配不仅能让设计人员直观地看到各零件装配后的状态，还可以测量各零件之间的空间大小，方便零件的布置。在装配完成后，零件可以被隐藏或设置成半透明的状态，方便设计人员观察内部结构。此外，在装配状态下，软件提供的标准件库，也方便了设计人员对标准件型号的选择。装配状态下的干涉分析也是常用的功能，计算机通过计算各装配零件的体积的大小和位置来确定是否有相交的部分，并确定各零件是否干涉，自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉的尺寸。方便设计师修改产品设计尺寸。

另外随着技术发展，为了减轻人工劳动强度，提高产品的精度，制造行业装备从普通机床逐步到数控机床和加工中心，模具激光快速成型技术（RPM）等，几乎应用到整个制造行业。这些数控加工装备基本都具有与各三维设计软件的接口。当产品模型在三维CAD软件中完成后，再由CAD软件模拟出加工刀具路径，随后生成数控语言，通过接口输入数控设备中，再由数控设备按照模拟出的加工路径加工产品。

2.3 CAE简介

CAE是三维CAD软件的重要模块，CAE功能包括工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学、运动学仿真等。CAD技术在建模模块完成产品造型后，才能由CAE模块针对设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性进行分析。CAE技术在我国也得到了广泛应用，以汽车制造业为例，国内多家主车厂和汽车设计公司在使用三维CAD软件完成新车型的设计后，进行CAE分析，如干涉检查、钣金成型分析、塑料件拔模角分析、车身强度刚度的测试，在车窗、车门、雨刮器等运动部件上广泛采用CAE模块中的运动仿真功能，计算出零件的运动轨迹，以及零部件在运动中的状态，为设计人员提供直观的参考。这些分析工作大大提高了新车型的可靠度，缩短了新车型的开发周期，减少了返工，节约了研发成本。采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能通过快速重构，得到一种全新的机械产品，大大提高了工作效率。

3计算机辅助设计在材料加工中的应用

材料加工CAD技术是传统材料加工技术与计算机技术、控制技术、信息处理技术等相结合的产物，是材料加工和技术进步和标志。材料加工CAD又可分为铸造成形CAD、塑性成形CAD、焊接成形CAD、注射成型CAD以及模具CAD等几个方面：

3.1 铸造成形CAD

包括铸造工艺CAD以及铸造工装（模具/模板）CAD。前者的主要功能有铸造浇注系统设计，冒口补缩系统设计，冷铁的设计，砂芯的设计，铸造分型面的确定，加工余量的确定，起模斜度的确定，开放浇注系统库、冒口库、冷铁库、芯头库的建立，工艺图的标注与打印等，可以实现铸造工艺的快速准确设计。另外，基于有限分析的优化技术在CAD系统配套使用，例如充型过程模拟、凝固过程模拟、应力应变分析、微观组织模拟等，为制定合理的铸造工艺起到了有力的指导作用。

铸件弃型流动与凝固过程数值模拟在短短十余年的发展过程中，由二维到三维，由简单到复杂，由工作站到微机，由实用化到商品化，为铸造生产提供越来越重要的指导作用。华中科技大学推出的商品化三维模拟软件华铸CAD。这些铸造模CAD软件在铸造生产中取得了显著的效益。已覆盖了铸钢、球墨铸铁、灰铸铁、铸铝和铸铜等各类铸件，大到一二百吨，小到几千克，无论是解决缩孔和缩松，还是优化浇冒口结构，提高生产效率，改进浮渣等方面，都发挥了明显的作用。

3.2 塑性成形CAD

包括冷冲模、冲裁模、弯曲模、拉伸模以及锻造模设计CAD。随着工业技术的发展，产品对模具的需求愈来愈多。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品及时更新换代和提高质量的要求。因此，国外先进工业国家对模具CAD/CAM技术的开发非常重视。早在20世纪60代的初期，国外一些飞机和汽车制造公司就开始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。各大公司都先后建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具的设计与制造。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。日本丰田汽车公司于1965年将数控用于模具加工。20世纪80年代初期开始用覆盖件冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADET软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送入计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕

上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。美国的Diecomp公司开发的计算机辅助级进模设计系统PDDC，可以完成冷冲模设计的全过程，包括从输入产品和技术条件开始设计出最佳样图，确定操作顺序、步距、空位、总工位数，绘制带料排样图，输入模具装配图和零件图等，比传统设计提高功效8倍以上。在优化设计方面，利用有限元技术的应力应变分析在塑性成形CAD中已获得较为普遍应用。

我国模具CAD/CAM的研究与开发始于20世纪70年代末，发展也很迅速。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普遍冲裁模、级进模、汽车覆盖模、辊锻模、锤锻模和注塑模等CAD/CAM系统。但直到现在有些系统仍处于试用阶段，尚未在生产中推广应用。为迅速改变我国模具生产的落后面貌，今后应继续加速模具CAD/CAM的研究开发和推广应用工作。

3.3焊接成形CAD 目前，在焊接结构生产的各个环节中计算机得到广泛应用。90年代初，国际焊接学会将这类应用概括为“计算机辅助焊接技术”（CAW）。现在CAW已不限于焊接结构和接头的计算机辅助设计、焊接工装计算机辅助设计、焊接工艺计算机辅助计划、焊接工艺过程计算机辅助管理等以计算机软件为主的许多方面，而且还涵盖了焊接过程模拟、焊接工艺过程控制、传感器以及生产过程自动化等与计算机应用有关的方面。

20世纪80年代提出了计算机集成制造系统的概念。可以认为，CIMS是从订货到加工、直至发货的全部过程的各个步骤都可以从计算机中及时得到必需的信息集成系统。焊接CIMSA系统，自20世纪90年以来在造船、桥梁、建筑、汽车等行业中得到了一些应用。以船舶生产为例，设计人员首先要根据设计标准和用户要求进行初步设计，然后在对结构强度、刚度分析的基础上，还要考虑制造能力，再进行分段的详细设计。这些工作可运用CAD、CAE等软件来实现。焊接生产的计划管理与装配焊接过程设计，则通过计算机的CAPM和CAPP系统来实现。

3.4 注射成型CAD 包括产品图模具型腔图的尺寸转换、标准模架与典型结构的生成、模具零件图和总培育图的生成、模具刚度与强度校核、设计进程管理、模具成本分析与计算等。注射模工艺分析已成熟的商品化软件，可以预测注射成型流动和保压阶段的压力场、温度场、应

力应变场和凝固层的生成，从而有效地指导实际生产。

在西方先进工业国家，注射模CAD/CAE/CAM技术的应用已非常普遍。公司之间模具订货所需的塑料制品资料已广泛使用电子文档，能否具有接受电子文档的模具CAD/CAM系统已成为模具企业生存的必要条件。当前代表国际先进汪洋的注射模CAD/CAE/CAM的工程应用具体表现在如下方面：

（1）基于网络的模具CAD/CAE/CAM集成化系统开始使用。英国Delcam公司在原有软件DUCT5的基础上，为适应最新软件发展及实际需求，向模具行业推出了可用于注射模CAD/CAM的集成化系统。该系统覆盖了几何建模、注射模结构设计、反求工程、快速原型、数控编程及测量分析等领域。系统的每一个功能既可独立运行，又可通过数据接口作集成分析。

（2）微机软件在模具行业中发挥着越来越重要的作用。在90年代初，能用于注射制品几何造型和数控加工的模具CAD/CAM系统主要是在工作站上采用UNIX操作系统开发和应用，如在模具行业中应用较广的美国Pro/E、UGII、CADDS5，法国CATIA、EUCLID和英国的DUCT5等。随着微机技术的飞速进步，在90年代后期，基于Windows操作系统的新一代微机软件，如Solid Works、Solid Edge、MDT等崭露头角。这些软件不仅在采用NURSB曲面三维参数化特征造型等先进技术方面继承了工作站级CAD/CAM软件的优点，并且在Window风格、动态导航、特征树、面向对象等方面具有工作站级软件所不能比拟的优点，深得使用者的好评。

（3）模具CAD/CAE/CAM系统的智能化程度正逐步提高。当前，面向制造、基于知识的智能化功能现已成为衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。许多软件都在智能化方面做了大量的工作。如以色列Cimatron公司的注射模专家系统，能根据脱模方向优化成分模面，其设计过程实现了加工参数的优化等，这些具有智能化的功能可显著提高注射模的生产率和质量。

（4）三维设计与三维分析的应用和结合是当前注射模技术发展的必然趋势。在注射模结构设计中，传统的方法是采用二维设计，即先将三维的制品几何模型投影为若干二维视图后，再按二视图进行模具结构设计。这种沿袭手工设计的方式已不能适应现代化生产的集成化技术的要求，在国外已有越来越多的公司采用基于实体模型的三维模具结构设计。与此相适应，在注射过程模拟软件方面，也开始由基于中性层面的二维分析方工式向基于实体模型的三维分析方式过渡，使三维设计与三维分析的集成得以实现。

参考文献

[1]王先逵．计算机辅助制造[M].北京：清华大学出版社，2008 [2]蔡汉明，陈清奎．机械CAD/CAM技术[M].北京：工业出版社，2005 [3]姚英学，蔡颖.计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2002 [4]唐承统, 阎艳.计算机辅助设计与制造[M].北京：北京理工大出版社，2008 [5]刘德平，刘武发.计算机辅助设计与制造[M].北京：化学工业出版社，2007 [6]李超.CAD/CAM实训—CAXA软件应用[M].北京：高等教育出版社，2003 [7] Zeid，Ibrahim.CAD/CAM theory and practice[M]: McGraw-Hill College,1991 [8]Brahim Rekiek,Alian Delchambre.Assembly Line Design[M].Springer,2006

第四篇：精益生产管理在炼钢生产中的应用论文

1精益生产管理体系概念

精益生产管理(LeanProduction，LP)是继单件生产方式和大量生产方式之后，在丰田汽车公司诞生的全新生产方式，其核心是精益，即“完善、周密、高品质、高效益”之意。精益生产是“一种以客户需求为拉动，以消灭浪费和不断改善为核心，使企业以最少的投入，获取成本和运作效益显著改善的一种全新的生产管理模式”。精益生产管理体系以5S管理及全员改善为基础，以准时化(JIT)和自动化作为两大支柱，以最大限度及时满足市场多元化的需要为宗旨，以最短的开发周期、最低的消耗、最低的价格向社会提供高质量的产品，不断降低成本，将企业的生产运作转变到精益生产的轨道上来，从而最大限度地为企业增加利润和效益。

2精益生产在不锈钢制造企业炼钢生产中的应用

如何将其应用到不锈钢制造企业炼钢生产之中呢?笔者提炼出一些方法将精益生产运用到不锈钢制造企业炼钢生产的生产体系中，希望将炼钢生产的生产管理水平进一步提升。

2.1现场管理方面

不锈钢制造企业炼钢生产一般存在的问题主要体现在管理架构及职责存在的不足、生产现场管理不细致、现场管理人员不知道管理的重点、现场5S及目视化管理较差等方面。运用精益生产中的标准化作业、看板及目视化管理等工具可对以上问题进行改善。

2.1．1优化组织结构

①根据不锈钢制造企业炼钢生产的职能定位，具体优化不锈钢制造企业炼钢生产的组织构架。②通过系统梳理，明晰确定职责归属，从而形成明确的科室职能定位和书面的科室职责描述。③对生产现场作业人员进行定岗定编。④根据生产现场作业人员定编数量及生产工艺，考虑管理幅度，测算基础管理人员数量及管理等级，从而设计生产现场组织架构。

2.1．2可视化管理

可视化管理是利用各种视觉感知信息来组织各类活动，达到提高效率的一种科学的管理方法，目的就是把潜在的活动或异常现象明显化，变成一看就明白的事实。可视化管理的特点是公开化和透明化，尽可能地将管理者的要求和意图让大家看得见，增加工作人员之间的交流，提高效率可视化管理的主要手段有:挂牌、看板、信号灯、提醒板、流程图等。

2.1．35S管理

1)通过营造整齐清洁的工作环境让员工充满信心，同时也让顾客对你充满信心。2)物品摆放有序，不用到处寻找来节约时间，提高效率。3)通过清扫、清洁不断改善环境，避免设备损坏，提高产品品质。4)保障安全生产。5)减少人员、设备、时间等的浪费，从而降低生产成本。6)通过实施改善建议提案，增加组织活力。7)缩短作业周期，确保交货期。

2.2计划管理方面

1)生产计划的主要指标。①生产任务与生产能力之间的平衡。②生产任务与劳动力之间的平衡。③生产任务与物资供应之间的平衡。④生产任务与生产技术准备的平衡。⑤生产任务与资金占用的平衡。2)生产计划的安排标准。①产量任务的确定。②生产计划的编制。③生产进度的安排。④生产任务的安排。

2.3设备管理方面

当前，困扰炼钢生产的设备管理有四大问题:①设备管理、操作、维修人员流失严重，导致大量无一定工作经历的人员上岗操作。②设备陈旧、老化加快，导致设备的事故隐患不断和维修成本增加。③设备档案不齐全，设备管理者、使用者对设备使用寿命无法控制，安全隐患较多。④不重视设备的维修保养，设备带病运转、缺零少件、拆东墙补西墙现象普遍，不能发挥全部机械设备的效能。为此，笔者认为就在企业炼钢生产系统引入TPM体系，通过完善设备日常点检、建立设备维修档案、预检预修制度的实施等一系列措施，由事后维修体系逐渐转变为预防主要的管理体系，设备管理体系如图1。

2.4质量技术管理方面

现在不锈钢制造企业炼钢生产在质量管理方面主要存在的问题是:以处理质量事故为主，缺少对生产过程的质量控制措施。对这种问题的改善思路是由处理质量问题的事后管理，转变为监控生产过程的预防管理;主要利用样本数据(采样和各种参数记录)等，通过使用质量管理统计控制方法对生产过程的变动进行监控与分析，对异常的发生做到事先预知，防止质量异常的发生。其中，统计控制是应用数据统计技术对质量各阶段进行的评估和监测，以保持质量管理过程的稳定性。主要措施是:①在炼钢生产通常设立“质检科”，并按车间分设“质检组”来负责质量管理。质量监督控制是根据质量标准对生产全程进行的质量检查、评定;质量改进是对生产过程影响产品质量的各因素进行完善和整改。②实行全面质量管理，从质量管理工作程序入手，实行质量控制。计划阶段包括四个步骤:分析现状，找出质量问题;分析质量问题，找出影响质量因素;根据影响因素制定措施，提出改进计划，并预计计划效果;实施阶段是根据预计目标和措施，有组织的执行和实现质量控制;检查阶段是对计划执行情况进行检验，并发现不足之处;处理阶段包括两个步骤:总结成功经验和失败教训，并将成功经验进行标准化，提出失败的预防措施。对未能解决的问题应转入下一个循环环节，作为下期考虑的目标。

2.5安全管理方面

企业炼钢生产炼钢生产危险系数高，事故发生机率大，所以所有制造型企业炼钢生产都将安全管理放在重要位置，因一旦发生安全事故，企业炼钢生产的安全成本将不可估量，公司的效率和社会效应都会有很大的影响，可见安全管理的重要性。笔者通过在企业炼钢生产安全管理方面的经验，结合精益思想理念整理出如下5个方面的实施思路:①通过对生产现场作业人员每一步作业步骤进行详细调研与分析，并充分考虑作业过程中在人、机、料、法、环各方面存在的危险、有害因素，最终制定《现场危险分析报告》。②在调研、分析过程中充分参考了工艺人员的意见与建议，防止产生遗漏和错误。③在调研过程中对生产现场需要的改善的问题点进行总结，从而制定了《现场改善点明细》;通过对现场中存在的问题进行改善，可以进一步消除安全隐患，提升生产安全管理水平。④加强并完善对象消防器材的管理。包括:消防器材管理台帐(名称、标号、区域、负责人、确认人等信息)、现场实施定置化管理及目视化管理。⑤制定安全周报，宣传安全环保知识。从思想意识方面稳固改善效果，将安全理念深入每一个员工的心里面。

3结语

不锈钢制造企业炼钢生产通过实施精益生产管理，可以优化组织体系，完善作业的标准化，生产现场管理水平有明显的提升，设备的可开动率及维修成本有显著的效果、安全管理体系更加完善、安全隐患明显降低，产品质量有所提升，从而消除了生产人员浪费作业的现象，减少了附加作业及作业人员的数量，达到降低制造成本，大幅度地提高现场人员的作业效率，从而达到提高企业炼钢生产生产效率的目的。

第五篇：波尔多液在果树生产中的应用

波尔多液在果树生产中的应用

波尔多液是由硫酸铜、石灰和水配制成的天蓝色悬胶体，其有效成分是碱式硫酸铜，是一种常用的保护性杀菌剂，具有药效持久、耐雨水冲刷、原料便宜、病菌不易产生抗性等优点，被广泛应用于果树病害防治。但如果配制、使用不当，也会给果树生产造成损失，因此，使用时应注意一些事项。1 波尔多液的成分

波尔多液成分为硫酸铜、石灰和水，因喷施对象不同，硫酸铜和石灰的比例不同，根据二者比例，波尔多液可分为等量式（1：1）、倍量式（1：2）、半量式（1：0.5）、少量式（1：0.25～0.4）和多量式（1：3～4）五种。波尔多液中硫酸铜越多，石灰越少，杀菌力越强，抵抗雨水冲刷力越弱，残效期越短;反之，杀菌力越弱，抵抗雨水冲刷力越强，残效期越长。2 波尔多液的配制方法 2.1 两液法

用一半水溶解硫酸铜，一半水溶解生石灰，然后将二者同时倒入第三容器，边倒边搅拌。2.2 稀铜浓灰法

用大量水溶解硫酸铜，少量水溶解石灰，再将稀硫酸铜缓缓倒入浓石灰中，边倒边搅拌。质量好的波尔多液应呈悬胶体状态，天蓝色，微碱性，PH值7.5左右。3 配制时注意事项 3.1 选择优质的原料

石灰要选用色白、质轻、块状的优质生石灰，若用消石灰，用量要增加30%；硫酸铜要选用蓝色、有光泽的硫酸铜结晶体,含有红色或绿色杂质的粉末状硫酸铜不能使用。3.2 选择合适的容器

配制波尔多液时不能使用铁、铝等金属器皿，以免发生置换反应，可选用木制或水泥等非金属器皿。

3.3选择正确的配制程序

配制波尔多液时，两液温度不能高于气温；用稀铜浓灰法配制时，严禁将浓石灰倒入稀硫酸铜中，否则，易产生药害。另外，波尔多液要随配随用，不可久置，更不能过夜。无论用哪种方法配制波尔多液，都要将硫酸铜和石灰溶解后的残渣过滤干净，以免发生药害。4 使用时注意事项

4.1 根据树种、品种选择合适的波尔多液配方比例

在各类果树中核果类、柿、苹果、梨等对铜离子较敏感，其中柿最敏感，应选用多量式高倍波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：3～4:400～600;苹果、梨一般用多量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：3:200～250；枣树上用倍量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：2:150～200；苹果中的金冠、红玉、乔纳金使用波尔多液易产生果锈；桃、李、杏等核果类果树生长期不能使用波尔多液，否则导致早期落叶；葡萄对石灰较敏感，一般用半量式或少量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：0.5～0.7:200～240。

4.2 根据果树生育期、天气状况确定是否使用波尔多液

波尔多液为保护性杀菌剂，应在果树发病前喷施，在果实采收前20-25天停止施用，以免污染果面；幼果期不能使用，可用锌铜波尔多液代替，其配比为硫酸锌：硫酸铜：石灰:水为0.5：0.5：1:180～200；有雾天气、或叶片上露水未干时、或雨前不能使用，夏季应在晴朗天气、下午5时以后喷施。4.3 注意药剂的合理混用

波尔多液为碱性农药,不能与克螨特、多菌灵、托布津、三氯杀螨醇、代森铵、代森锌、代森锰锌、甲霜灵、杀螟松等绝大多数农药混用；不能与防落素、赤霉素、多效唑、2,4-D、矮壮素、乙烯利等植物生长调节剂混用；不能与硼砂(酸)、磷酸二氢钾等叶面肥混用。与上述药剂和肥料交替使用如间隔期过短,会发生反应而降低药效或完全失效。波尔多液能与0.2%～0.3%尿素混用,但应随配随用；与马拉硫磷、对硫磷、水胺硫磷、杀螟硫磷混用时，也应随混随用；还能与敌百虫混用。4.4 一旦产生药害，及时挽救

苹果中的金冠、红玉、乔纳金幼果期使用易产生果锈，误喷后应立即喷施防锈灵解救；若喷后遇雨，应在雨后加喷一次稀石灰水；如已产生药害，首先要进行叶面喷肥或喷施植物生长调节剂，浓度低于常规浓度，要立即浇水施肥，中耕松土，为根系创造良好的土壤环境，增强根的吸收能力，并且在秋季增施优质有机肥。