大型底盤(pán)吊耳斷裂原因分析及預(yù)防措施

孫廣智　李金良

(中國(guó)第一重型集團(tuán)公司煉鋼分廠，黑龍江161000)

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大型底盤(pán)吊耳斷裂原因分析及預(yù)防措施

孫廣智李金良

(中國(guó)第一重型集團(tuán)公司煉鋼分廠，黑龍江161000)

摘要：鋼錠底盤(pán)在吊運(yùn)過(guò)程中發(fā)生吊耳斷裂，分析了斷裂原因并制定了預(yù)防措施，為今后大型底盤(pán)吊耳設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鋼錠底盤(pán)吊耳；斷裂分析；預(yù)防措施

我公司煉鋼廠7#真空室澆注了一支真空鋼錠，按工藝要求達(dá)到熱送時(shí)間后，在使用專用吊鉗夾持鋼錠冒口時(shí)，發(fā)現(xiàn)底盤(pán)粘連在鋼錠水口端。為防止底盤(pán)脫落，放棄使用吊鉗脫模熱送方案，改為用鋼鏈掛在下部底盤(pán)吊耳，通過(guò)吊運(yùn)底盤(pán)使鋼錠模、鋼錠、底盤(pán)一同從真空室吊出，放置到煉鋼廠北部脫模區(qū)，通過(guò)氣割解決“粘盤(pán)”問(wèn)題。起吊總重量是150 t，在起吊過(guò)程中，底盤(pán)吊耳突然斷裂，整套冶金附具連同鋼錠掉入真空室中。

1原因分析

對(duì)斷裂處取樣分析化學(xué)成分見(jiàn)表1。從表1可知吊耳材質(zhì)是特配鑄鐵，屈服強(qiáng)度為200 MPa。

表1　吊耳斷裂處化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

在斷裂吊耳試樣上鋸切低倍試片和金相試樣，金相檢驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1　金相試樣

圖2　低倍試片

觀察金相試樣和低倍試片可知，吊耳本體存在大量疏松，吊耳組織不均勻，磷共晶量較多、造成材料力學(xué)性能降低，組織較硬脆。在斷裂吊耳上鋸切4個(gè)試樣做剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　剪切強(qiáng)度試驗(yàn)值

因吊耳處存在鑄造缺陷，使吊耳剪切強(qiáng)度僅為屈服強(qiáng)度的40%。

利用模擬軟件對(duì)底盤(pán)吊耳進(jìn)行應(yīng)力分析，并采用底盤(pán)吊耳原始數(shù)據(jù)，吊耳直徑250 mm，吊耳長(zhǎng)度350 mm，單吊耳受力75 t，材質(zhì)為特配鑄鐵，分析結(jié)果如圖3所示。

圖3　底盤(pán)應(yīng)力分布模擬圖

根據(jù)模擬結(jié)果可知，最大應(yīng)力出現(xiàn)在吊耳根部，吊耳實(shí)際斷裂處也在根部，與模擬結(jié)果吻合。最大應(yīng)力為106.6 MPa，已經(jīng)超過(guò)吊耳剪切強(qiáng)度實(shí)測(cè)值，底盤(pán)吊耳會(huì)在起吊過(guò)程中斷裂。

2預(yù)防措施

(1)優(yōu)化吊耳化學(xué)成分，適量加入鉻、鉬、釩等元素，具有細(xì)化石墨和強(qiáng)化基體的作用。增加碳和硅含量會(huì)使鑄鐵強(qiáng)度和硬度下降，組織疏松。當(dāng)碳、硅含量正好使鑄鐵得到均勻的石墨和珠光體時(shí)，鑄鐵力學(xué)性能最佳。

(2)脫模過(guò)程中采用吊底盤(pán)方式已違反安全生產(chǎn)操作規(guī)程，今后應(yīng)杜絕此現(xiàn)象發(fā)生。為防止“粘底盤(pán)”現(xiàn)象發(fā)生，底盤(pán)鋪裝整體底盤(pán)套，采用整體底盤(pán)套既有利于提高鋼錠質(zhì)量，又可大大降低 “粘底盤(pán)”現(xiàn)象發(fā)生。另外多次使用的底盤(pán)的“粘底盤(pán)”發(fā)生概率上升，應(yīng)堅(jiān)決予以淘汰。

(3)改進(jìn)吊耳設(shè)計(jì)，增大圓柱型吊耳直徑和吊耳根部的圓角，設(shè)計(jì)完成都要經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證。

3結(jié)論

通過(guò)此次吊耳斷裂事故，警示分廠內(nèi)部必須嚴(yán)格按安全生產(chǎn)規(guī)程操作，改進(jìn)底盤(pán)吊耳設(shè)計(jì)，優(yōu)化底盤(pán)材質(zhì)并使用整體底盤(pán)套。改進(jìn)后底盤(pán)吊耳斷裂事故沒(méi)有再發(fā)生，為安全生產(chǎn)提供了有力的支持。

編輯李韋螢

中航檢測(cè)布局華東檢測(cè)中心落戶卓越鍛造公司

12月4日，中航檢測(cè)卓越檢測(cè)中心在位于惠山區(qū)玉祁鎮(zhèn)的中航卓越鍛造(無(wú)錫)有限公司(以下簡(jiǎn)稱中航卓越)隆重揭牌，該中心是中航工業(yè)-中航金屬材料理化檢測(cè)科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱中航檢測(cè))布局華東的唯一檢測(cè)中心，也是惠山區(qū)一家具有國(guó)家資質(zhì)的第三方檢測(cè)中心，中心的成立，為無(wú)錫基礎(chǔ)制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)增添了新動(dòng)力。無(wú)錫市、惠山區(qū)科技局、市場(chǎng)監(jiān)管局以及地方政府領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)部門(mén)、相關(guān)企事業(yè)單位參加了揭牌儀式。無(wú)錫市科技局副局長(zhǎng)趙建平、中航檢測(cè)總經(jīng)理王林岐共同為中航檢測(cè)卓越檢測(cè)中心揭牌。

中航檢測(cè)和中航卓越同為中航工業(yè)中航重機(jī)成員單位，前者是整合鍛鑄優(yōu)勢(shì)資源，打造集科研、檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析、標(biāo)準(zhǔn)制訂為一體的理化檢測(cè)平臺(tái)。該平臺(tái)成立以來(lái)，整合了中航重機(jī)優(yōu)勢(shì)檢測(cè)能力資源，以服務(wù)高端產(chǎn)業(yè)打造權(quán)威第三方檢測(cè)平臺(tái)為宗旨，深入推動(dòng)中航檢測(cè)的市場(chǎng)化和國(guó)際化進(jìn)程，成為中航集團(tuán)基礎(chǔ)材料研究領(lǐng)域的重要力量，為中航工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。中航卓越是中航工業(yè)中航重機(jī)布局華東的鍛造公司。卓越檢測(cè)中心是中航工業(yè)檢測(cè)第三方服務(wù)平臺(tái)的重要構(gòu)成，是中航檢測(cè)布局華東地區(qū)的唯一檢測(cè)中心，是具有第三方檢測(cè)資質(zhì)能力的綜合檢測(cè)平臺(tái)。

近年來(lái)，中航卓越在科技創(chuàng)新工作中取得優(yōu)異成績(jī)，公司先后取得“無(wú)錫市特大型環(huán)鍛件工程技術(shù)中心”、“國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)”等認(rèn)定和榮譽(yù)稱號(hào)，積極申報(bào)省市級(jí)科研項(xiàng)目并獲得資金扶持，為無(wú)錫市、區(qū)科技創(chuàng)新工作做出了積極貢獻(xiàn)。

卓越檢測(cè)中心的成立，旨在將中航檢測(cè)能力覆蓋到鑄鍛業(yè)務(wù)布局華東的中航卓越，是中航重機(jī)布局華東的重要一環(huán)，也是中航工業(yè)軍民融合助推地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。中心將以高水平的分析檢測(cè)能力，完善的質(zhì)量管理評(píng)價(jià)體系，積極為無(wú)錫、長(zhǎng)三角地區(qū)乃至更廣泛區(qū)域客戶提供公正、可靠、優(yōu)質(zhì)的第三方檢測(cè)服務(wù)，并影響和促進(jìn)地區(qū)企業(yè)走技術(shù)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展道路。同時(shí)，為地區(qū)特種金屬材料檢驗(yàn)檢測(cè)和技術(shù)研發(fā)創(chuàng)造有力條件，也為無(wú)錫地區(qū)航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)及核電等高端產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

Fracture Reason Analysis and Preventive Measures

for Lifting Lug of Heavy Bottom Frame

Sun Guangzhi, Li Jinliang

Abstract：During the hoisting process, the lifting lug of ingot bottom frame appeared the fracture. Therefore, the fracture reason has been analyzed and the preventive measures has been prepared, so as to gather the experience for designing the lifting lug of heavy bottom frame in future.

Key words：lifting lug of ingot bottom frame; fracture reason analysis; preventive measure

作者簡(jiǎn)介：孫廣智(1972—)，男，工程師，主要研究方向?yàn)槟ｈT工藝及設(shè)備。E-mail：hujiandong2004@163.com

收稿日期：2015—06—17

中圖分類號(hào)：TG115.21

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B