光譜磨樣機的一種改造應用方法

郭洪濤,張學東,茹秀麗,路 煒

（河北鋼鐵集團有限責任公司,河北 張家口 075100）

1 存在的問題

現在使用的光譜磨樣機，都是從廠家統一采購的成套設備，在實際應用中。因各種需求不同，存在一些影響使用效果的因素。本文就鋼鐵冶金企業使用要求對光譜磨樣機的改造。

（1）處理問題試樣能力不夠。根據GB/T—20066—2006/ISO 14284—1996《鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》要求，試樣需用120目砂紙打磨，用120目砂紙打磨前，需用40目或80目砂紙初磨，去除表面氧化層和分析缺陷。因光譜磨樣機只具備細磨處理條件，處理問題試樣必須有砂輪機的配合，如果試樣存在角耳等試樣缺陷，40目或80目砂紙對氧化層的處理能力沒有問題，40或80目砂紙處理能力有限，影響工作效率。同時，每臺光譜磨樣機只有兩個磨樣孔，不能安裝超過兩種規格以上的砂紙。

（2）砂紙耗材消耗大。每張80目氧化鋯砂紙，大約可以處理15塊生鐵樣塊，煉鐵高爐一般每爐取4塊樣塊，砂紙的消耗量就非常大了。磨樣手柄位置設計為中位，不能進行調節，砂紙大約三分之一以上的區域沒有有效利用，也是造成材料費用的上升的原因之一。如果只使用120目的砂紙，消耗量將成倍上升，這樣就存在處理能力、試樣要求和材料消耗之間的矛盾。

（3）存在安全隱患。磨樣孔設計太大，磨樣機以1400/分鐘的轉速高速旋轉，如果在磨樣過程中拿樣不穩或用力太大，容易造成機械傷害。

2 改進措施

2.1 改造內容

（1）將粗磨砂紙改為砂輪片。將光譜磨樣機一側的磨樣孔的砂紙去掉，用砂輪片替代，砂輪片厚度為氧化鋁砂紙的12倍左右，且硬度大，這樣就產生了兩個優勢：一是可以直接處理切樣過程中產生的角耳，不再增加砂輪機設備，同時優化了操作流程，提高了工作效率。二是試樣表面的氧化層，可以輕松、快速的進行清理，如果用40目的氧化鋁砂紙打磨，可能需要1-3分鐘，而且效果不一定很好。用砂輪片處理，30秒左右就可以處理氧化層，為進一步試樣處理打好了基礎。砂輪片的選型是此項工作的核心，比如使用MY—400B磨樣機，如果和常用的氧化鋯砂紙不匹配，將造成對下道工序的影響，產生工序劃痕，不能滿足光譜和瑩光分析的要求。

（2）加裝固定擋蓋和磨樣樣塊支架。因磨樣孔太大，不好找到平面，同時與1400/分鐘旋轉砂紙直接接觸，存在安全隱患。在設備改造時加裝了砂輪片固定擋蓋和磨樣樣塊支架，固定擋蓋和磨樣樣塊支架有四個用途：第一，試樣有了固定支架，試樣四周有了固定設施，很容易找平，有利于試樣的品質提高。第二，防止高速旋轉的砂輪片斷裂飛出傷人，能夠起到防護作用。第三，磨樣布點均勻相互找平，砂輪片全部均衡使用；提高砂輪片的使用效率，最大限度地減少了砂輪的局部磨損。此項工作在布點上要根據不同的磨樣機的情況分別設計，是整個設計方案成功與否的重要因素。第四，磨樣布點可以覆蓋全部砂輪片面積，提高了砂輪片的使用效率，節約了材料費用。

（3）設計專用的磨樣樣快手柄。拿樣、制樣、放樣不用手直接接觸試樣，采用專用的磨樣手柄。采用鐵磁吸附式放置試樣，保證了操作時不直接和旋轉砂輪片接觸，彌補了設備自帶磨樣手柄位置缺陷，可以在多個磨樣樣塊支架孔之間隨意選擇，既安全又提高了操作效率。

2.2 改造難度及重點

（1）砂紙改為砂輪片的安裝。砂輪片比砂紙厚很多，無法直接安裝，需要對設備進行改造。改造的重點是固定支架的選擇和設計，同時選用材質、規格適合的砂輪片。比如MY—400B光譜磨樣機，就需要將固定支架的厚度設計在0.86cm左右，既能保證適當的強度，又不影響砂輪片的安裝。固定支架需要提升約17mm左右，作為砂輪片的高度工作空間。電機輸出軸也要進行簡單的再造，否則無法直接安裝砂輪片。

（2）固定擋蓋孔型及滑道設計。孔型設計是整個改造的核心，也是改造是否成功的關鍵環節，針對不同規格的光譜磨樣機，選用不同的孔型設計方案，才能取得預想的效果。滑道設計是孔型設計的輔助方案，是提高工作效率和安全效果的主要環節。

2.3 改造效果

光譜磨樣機改造后，工作流程也相應發生變化，基本上可以不用在購置立式砂輪機，40目的磨樣比例也大為降低，80目磨樣時間縮短。因砂輪對試樣表面的處理能力更強，加快了磨樣速度，試樣規范性得到了加強。

改造后的光譜磨樣機，制作試樣表面更加平坦，在一定程度上克服了切樣時造成的角耳，這在以前是無法克服的；由于手柄的自由使用，減少了試樣抬起時造成的傾角現象。試樣規格的準確性、統一性明顯提高，減少了光譜對比時間。提高了初磨的效率，減少了細磨的工作強度，提高了安全系數，滿足了光譜分析的需求，降低了費用。