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智庫百科

陽春新鋼鐵高線輥環(huán)炸輥原因分析與控制

摘 要：針對剛投產(chǎn)的陽春新鋼鐵軋鋼廠高線碳化鎢輥環(huán)炸輥現(xiàn)象，通過現(xiàn)場跟蹤，對影響碳化鎢輥環(huán)炸輥的原因進(jìn)行詳盡的分析，采取積極的相應(yīng)控制措施，有效地改善了高速線材的碳化鎢輥環(huán)炸輥事故，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司地處廣東省陽春市，為適應(yīng)市場需要，提高公司生產(chǎn)效益，公司下轄的軋鋼廠高線（規(guī)模為φ5.5~φ16mm高速線材120萬噸） 于2010年12月份正式投入生產(chǎn)。
該高線主要由粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī)組以及精軋機(jī)組等五大部件組成。粗軋機(jī)組按單線布置，其余機(jī)組按雙線布置，共由41架軋機(jī)組成。粗軋機(jī)組共5架（φ550×5），為平平立平立布置。中軋機(jī)組共8 架（φ550×2+φ450×4+φ350×2），為全水平輥軋機(jī)。預(yù)精軋機(jī)組8 架（雙線，每線4架）為二輥懸臂式（φ285×4×2），平/立交替布置。精軋機(jī)組20架（雙線，每線10架），為二輥懸臂式（集體傳動，φ228×5+φ170×5），45°頂交布置。
由于氣候等諸多方面原因，軋鋼廠雙高線的輥環(huán)和錐套受潮、銹蝕，出現(xiàn)輥環(huán)炸輥等問題，為此公司成立了技術(shù)小組。通過現(xiàn)場跟蹤，找出影響輥環(huán)炸輥的原因，并制定相應(yīng)的控制措施，以便解決輥環(huán)炸輥問題，從而達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)營的目的。
 
1、高線主要生產(chǎn)工藝情況
鋼坯先從粗軋機(jī)組進(jìn)去，然后到中軋機(jī)組，再到預(yù)精軋機(jī)組，最后到精軋機(jī)，其主要生產(chǎn)工藝情況如下：
1） 鋼坯在粗軋機(jī)組中單根軋出后，軋件在1#飛剪中分別切去頭部和尾部（事故時(shí)亦可將軋件碎斷），而后與粗軋機(jī)組脫開，由一臺分鋼器導(dǎo)入雙線軋制線中的A線（或B 線）位置，由輥道送入中軋機(jī)組進(jìn)行雙線軋制。粗、中軋機(jī)組內(nèi)部采用微張力控制軋制；
2） 中軋機(jī)組軋出的軋件經(jīng)導(dǎo)槽分線后，先在2#飛剪（雙線） 中分別切去軋件頭部和尾部（事故時(shí)亦可將軋件碎斷），再進(jìn)入預(yù)精軋機(jī)組軋制，在預(yù)精軋機(jī)組各架之間均設(shè)有氣動立式活套，使軋件在此區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無扭、無張力軋制，從而保證進(jìn)入精軋機(jī)組軋件尺寸精確；
3） 軋件出預(yù)精軋機(jī)組后，經(jīng)預(yù)水冷冷卻后，在3#飛剪處切頭、切尾。軋件經(jīng)側(cè)活套進(jìn)入精軋機(jī)組軋制。若軋件在精軋機(jī)組內(nèi)發(fā)生事故，精軋機(jī)組入口處的卡斷剪立即啟動，將軋件切斷，防止后續(xù)軋件繼續(xù)進(jìn)入精軋機(jī)，同時(shí)3#剪碎斷功能啟動，將軋件碎斷；
4） 精軋機(jī)組為頂交45°型的無扭軋機(jī)，10機(jī)架集體傳動、懸臂式碳化鎢輥環(huán)，軋件在精軋機(jī)組之間實(shí)行單線無扭轉(zhuǎn)的微張力軋制，將軋件軋成高尺寸精度、高表面質(zhì)量的線材產(chǎn)品。根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格，軋件在精軋機(jī)組中軋制若干道次。在生產(chǎn)φ5.5～7mm的線材時(shí)，精軋機(jī)組保證終軋速度為95m/s。
 
2、輥環(huán)炸輥原因分析
出于優(yōu)化成本的考慮，輥環(huán)采用的是硬質(zhì)合金碳化鎢。通過對輥環(huán)炸輥現(xiàn)場進(jìn)行分析后，得出原因如下：
1）由于廣東陽春多濕雨，現(xiàn)場環(huán)境比較潮濕，輥環(huán)和錐套暴露在空氣中受濕氣影響銹蝕，造成輥環(huán)炸輥；
2）軋制時(shí)軋槽表面任一點(diǎn)溫度變化曲線見圖1。從圖1看出，軋槽表面溫度反復(fù)升降，產(chǎn)生交變熱應(yīng)力和熱疲勞裂紋，而且高溫對軋槽表面有熱腐蝕。為防止輥環(huán)破裂，延緩微裂紋的擴(kuò)展，延長輥環(huán)壽命，提高輥環(huán)冷卻的效果非常重要。輥環(huán)冷卻的效果不良，輥環(huán)最高溫度、輥環(huán)本體平均溫度及溫度差△T將進(jìn)一步提高，引起軋槽熱裂紋與熱腐蝕擴(kuò)展加快、降低軋?jiān)鲕堉屏?，甚至?dǎo)致裂紋擴(kuò)大，這是引起輥環(huán)炸輥的主要原因；
圖片

3）軋槽軋制到一定時(shí)間，微裂紋逐步擴(kuò)大、延長和加深，最后造成輥環(huán)炸裂；

4）輥環(huán)的裝配沒到位，造成輥環(huán)錐套與輥軸抱死，錐套損壞，輥環(huán)炸輥；

5）輥環(huán)是一種脆性材料，重量又大，非常容易碰壞。

 

3、技術(shù)改進(jìn)和過程控制
3.1 根據(jù)地理位置選擇輥環(huán)牌號
根據(jù)粘結(jié)相的含量、種類和化學(xué)成分，WC晶粒大小，材料的孔隙度，碳的含量，顯微組織結(jié)構(gòu)和晶粒形貌等原材料差別及制備工藝的不同，可以設(shè)計(jì)出不同牌號的輥環(huán)。不同牌號的硬質(zhì)合金輥環(huán)，其硬度和強(qiáng)度有別，適用于不同機(jī)架，要正確選擇。
輥環(huán)的硬度和耐磨性來源于碳化鎢，而韌性和強(qiáng)度則依賴于粘結(jié)相金屬。粘結(jié)相含量高，韌性和強(qiáng)度好，抗沖擊和熱裂紋能力好，適用于軋制力大和軋機(jī)精度要求較差的前面機(jī)架；碳化鎢含量高，硬度和耐磨性好，韌性和強(qiáng)度相對較差，適用于軋制力小，軋機(jī)精度高的后面機(jī)架，可保證成品尺寸精度。
根據(jù)廣東陽春的地理位置，選擇YGR系列硬質(zhì)合金輥環(huán)，該系列各牌號合金均加入Ni、Cr元素，可以顯著地改變硬質(zhì)合金在700～1000℃時(shí)暴露于空氣中的抗氧化性，在酸性溶液中的抗腐蝕能力也相應(yīng)提高，還可改善硬質(zhì)合金的高溫性能，使合金具有高的抗熱裂紋和耐腐蝕能力。適于PH≤7.2的微酸性環(huán)境和在高的軋制速度下使用。
3.2 加強(qiáng)對冷卻水的監(jiān)管
冷卻水是輥環(huán)的生命，針對現(xiàn)場的實(shí)際情況，要求對冷卻水做到以下幾點(diǎn)監(jiān)管：
1）水量及水壓：槽寬小于0.5″水量控制在18m³/架·小時(shí)以上，槽寬0.5″～1.0″水量控制在20.5m³/架·小時(shí)以上，槽寬1.0″～1.5″水量控制在22.7m³ /架·小時(shí)以上，槽寬1.5″～2.0″水量控制在25m³ /架·小時(shí)以上。加強(qiáng)水閥的點(diǎn)檢，保證冷卻水管噴頭處水壓要求在3～7bar。
2）水中固體粒子的含量，冷卻水中的固體粒子在軋制時(shí)如同磨料的作用，對輥環(huán)中粘結(jié)相（鉆或鎳鉆） 有磨蝕作用，由于軋制速度高、軋制壓力大，這種作用是嚴(yán)重的。它將使軋槽的微裂紋較快的擴(kuò)大和延長。因此，每月要求流體對水質(zhì)進(jìn)行送檢，保證冷卻水的質(zhì)量。
3）加強(qiáng)點(diǎn)檢，作業(yè)車間停軋、檢修，必須有專門的崗位人員對水管進(jìn)行檢查，并保證冷卻水管對正軋槽。
3.3 確定合理的軋制過鋼量
一般來說，軋槽微裂紋達(dá)到0.2~0.4mm 時(shí)就應(yīng)進(jìn)行下線修磨，這種裂紋深度被認(rèn)為是較安全的，這時(shí)的軋制量是較合適的，通常為下列范圍：
1、2 架 1800～2500 噸
3、4 架 1800～2500 噸
5、6 架 1500～2000 噸
7、8 架 1500～2000 噸
9、10 架 600～1000 噸
3.4 嚴(yán)格控制過程質(zhì)量
軋輥錐套和上機(jī)組裝要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)工藝要求的精度進(jìn)行，軋輥與機(jī)架輥軸及錐軸套之間要求合適的配合，不能過緊或松動。鑲套輥的合金與鋼套之間的間隙應(yīng)適當(dāng)，使鋼套與合金之間有一定間隙填充粘結(jié)劑。
在軋輥錐套和上機(jī)組裝時(shí)，輥、軸、套的裝配面要用清洗劑擦洗干凈，面無油、無銹及其它雜物，在裝配時(shí)嚴(yán)禁用鐵錘敲打和其他重器敲擊，以防裝配面損壞。
下線后必須對錐套進(jìn)行檢測，不能滿足要求的錐套進(jìn)行報(bào)廢處理。軋輥在開箱后的檢查、加工、入庫、上機(jī)、下機(jī)、修磨等應(yīng)單個(gè)放入堅(jiān)固木盒或有堅(jiān)固隔板的大木箱，每格放置一個(gè)，進(jìn)行搬運(yùn)轉(zhuǎn)移。修磨加工時(shí)也應(yīng)分開存放，不可挨個(gè)重迭或接觸。
 
4、結(jié)論
技術(shù)組從硬質(zhì)合金輥環(huán)牌號，冷卻水，軋制過鋼量以及輥環(huán)過程質(zhì)量等這四個(gè)方面著手，結(jié)合現(xiàn)場情況開展了一系列工作，制定了非常有效的控制措施，成功解決了輥環(huán)炸輥問題，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)營。該方法亦可為類似輥環(huán)炸輥問題提供一定的技術(shù)參考。
針對上述工作，提出若干需要注意的地方：
1） 選取硬質(zhì)合金輥環(huán)牌號時(shí)，要結(jié)合地理位置，避免輥環(huán)銹蝕。
2） 要保證冷卻水質(zhì)量，避免輥環(huán)受到磨蝕。
3） 控制軋制過鋼量，使軋槽微裂紋深度在安全區(qū)域內(nèi)。
4） 合理使用輥環(huán)，注意維護(hù)及保養(yǎng)。
2023/11/03 16:06:36 482 次