特厚板坯連鑄機(jī)輥系和軸承座水道銹垢分析及對策

樊星辰

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

0 前言

某廠的3號(hào)連鑄機(jī)是由西門子奧鋼聯(lián)設(shè)計(jì)研發(fā)，作為世界上最厚的直弧型板坯連鑄機(jī)之一，結(jié)晶器在線調(diào)寬、噴嘴3D自動(dòng)調(diào)節(jié)、采用結(jié)晶器液面自動(dòng)控制、扇形段遠(yuǎn)程自動(dòng)輥縫調(diào)節(jié)、動(dòng)態(tài)二冷配水以及動(dòng)態(tài)輕壓下等國際先進(jìn)技術(shù)，充分實(shí)現(xiàn)高效、可靠生產(chǎn)高品質(zhì)特厚板坯。其產(chǎn)品規(guī)格：厚度 250、300、350和 400 mm，寬度1600～2400 mm，年產(chǎn)量110萬噸，主要品種為裝甲艦艇板海洋平臺(tái)及船用鋼、軍工板、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼等特殊用途的產(chǎn)品［1］。

該特厚板坯連鑄機(jī)扇形段輥系在線連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長，平均過鋼量超過100萬噸。在對扇形段的關(guān)鍵部件下線維修進(jìn)行解體檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸承座水道和輥系水道均有不同程度的銹垢現(xiàn)象。軸承座水道的生銹腐蝕嚴(yán)重影響了對軸承的水冷效果，會(huì)導(dǎo)致軸承座局部漏水，甚至導(dǎo)致軸承由于過熱、潤滑不好而損壞［2］；輥系水道結(jié)垢則導(dǎo)致輥系水冷效果嚴(yán)重減弱，嚴(yán)重影響輥系的有效使用壽命［3］。因此，有必要對輥?zhàn)蛹拜S承座水道銹垢進(jìn)行分析和提出解決辦法。

1 輥?zhàn)蛹拜S承座水道銹垢現(xiàn)象

為了更好的分析輥系及軸承座水道銹垢成因，對不同尺寸的輥系進(jìn)行拆解和測量、對軸承座進(jìn)行切割解體，并測量銹垢層的厚度。

（1）圖1為φ270 mm輥系軸承座，段號(hào)B1－2／2，過鋼量66萬噸。其水路設(shè)計(jì)間隙4 mm，銹垢層厚度0.5 mm。銹垢僅存在于水路內(nèi)圈，外圈無銹垢現(xiàn)場。

（2）圖 2為 φ300 mm輥系軸承座，段號(hào)HS4，過鋼量160萬噸。其水路設(shè)計(jì)間隙5 mm，銹垢厚度0.8 mm。銹垢僅存在于水路內(nèi)圈，外圈無銹垢現(xiàn)場。

（3）圖3為φ270 mm輥系輥套，段號(hào)B3－6／1，過鋼量100萬噸。其水孔直徑16 mm，銹垢厚度0.5 mm。

（4）圖4為φ270 mm輥系心軸，段號(hào)B3－6／2，過鋼量80萬噸。其水孔直徑φ16 mm，銹垢厚度0.5 mm

圖1 φ270 mm輥系軸承座銹垢情況

圖2 φ300 mm輥系軸承座銹垢情況

圖3 φ270 mm輥系輥套銹垢情況圖

圖4 圖1 φ270 mm輥系芯軸銹垢情況圖

2 輥?zhàn)蛹拜S承座水道銹垢分析

2.1 材質(zhì)分析

軸承座本體材質(zhì)為Q345D，平均的氧化速度約為0.3～0.4 mm／年。軸承座蒙皮（水道外圈）材質(zhì)為不銹鋼，表面基本沒有銹跡和水垢。輥套材質(zhì)25CrMo、輥?zhàn)有据S材質(zhì)為42CrMo，屬耐熱鋼，其抗氧化性能一般，長期在水浸的環(huán)境中容易生銹。

2.2 水質(zhì)分析

表1為某廠3＃連鑄機(jī)設(shè)備內(nèi)冷水水質(zhì)報(bào)告，其中樣品1取自設(shè)備水進(jìn)水總管路，樣品2取自設(shè)備水回水總管路。通過對水樣的分析，可以看出設(shè)備機(jī)冷水水質(zhì)無異常，滿足工藝要求。

表1 設(shè)備內(nèi)冷水水質(zhì)報(bào)告

2.3 銹垢成分分析

表2為軸承座及輥系內(nèi)銹垢成分分析報(bào)表，其中全鐵含量占54.9%，遠(yuǎn)高于含量1.55%的CaO，說明銹垢成分主要為鐵銹，水垢含量可忽略。銹垢成分分析與水質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告中水的總硬度值不高于0.4 mmol／L相吻合，即軟水結(jié)垢量極低，基本可忽略。銹垢成分分析和軸承座蒙皮內(nèi)側(cè)無銹無垢情況吻合，蒙皮材質(zhì)為不銹鋼，長期經(jīng)歷機(jī)冷水沖刷后并無結(jié)垢現(xiàn)象。

表2 銹垢成分分析報(bào)表計(jì)

3 輥系及軸承座水道除銹垢對策

3.1 水沖洗輥系及軸承座

先對輥系進(jìn)行沖洗，輥系清理后，安裝在試水工裝上，將輥?zhàn)铀h(huán)的進(jìn)、出口接專制的單管路法蘭，使所需清洗的輥系成為獨(dú)立的閉路循環(huán)系統(tǒng)，并要求清洗過程始終使設(shè)備清洗液為全滿狀態(tài)和無氣堵現(xiàn)象。

先沖洗的目的是沖出所清洗的輥系中的雜質(zhì)金屬氧化物、疏松的污物及部分沉積物，并對臨時(shí)管線的接點(diǎn)、法蘭、等進(jìn)行檢查，出現(xiàn)問題可在加藥前及時(shí)處理，為下道工序的酸洗除垢效率和質(zhì)量做好準(zhǔn)備工作。

3.2 輥系酸洗除銹垢

根據(jù)表2對銹垢成分的分析，可以發(fā)現(xiàn)，銹垢的主要成含 Fe2O3、CaCO3、MgCO3，可用一定配方的酸液進(jìn)行除垢清洗，其反應(yīng)方程式為：

酸洗是化學(xué)清洗中最重要的一步，它關(guān)系到結(jié)垢的效果。某廠整體清洗劑采用的是獲得國家科委二等獎(jiǎng)的LAN－826高精設(shè)備水系統(tǒng)緩蝕清劑，加4%～5%濃度的酸洗液進(jìn)行循環(huán)清洗，進(jìn)口端酸洗液濃度保持3.5%左右，在保持連續(xù)有足夠的清洗能力的同時(shí)，避免洗液和水垢發(fā)生激烈反應(yīng)產(chǎn)生過量氣體混合物噴出，出口端酸洗液經(jīng)過設(shè)備內(nèi)的水垢反應(yīng)消耗，每三十分鐘分析化驗(yàn)，使清洗液的濃度控制在3.5%左右，當(dāng)清洗液濃度在定時(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定，最后消耗誤差為0.5%時(shí)，即為清洗終點(diǎn)，這時(shí)對設(shè)備內(nèi)清洗液進(jìn)行置換排放，使PH值達(dá)到4～5左右的工藝要求，再進(jìn)行酸堿中和處理處理，最后用“鈍化預(yù)膜劑”進(jìn)行鈍化處理，來提輥系的的耐腐蝕性能。

將酸洗后的輥系拆解，車掉輥套端面焊接堵，檢查輥系水路酸洗后的情況，測量輥套水孔直徑，與設(shè)計(jì)值對比。

3.3 軸承座除銹垢垢

軸承座清洗方案與輥系清洗方案相同，工裝依據(jù)軸承座圖紙制作，檢測原則與輥系檢測相同。

4 效果分析

（1）通過酸洗除垢的方法清洗和軸承座，使得軸承破損報(bào)廢大大降低，年均可降低55%。

（2）通過酸洗除垢的方法清洗扇形段輥系，扇形段輥系組裝速度大大提高，并且是扇形段的在線使用壽命大大提高，為提高連鑄機(jī)的作業(yè)率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）酸洗后進(jìn)行的預(yù)膜鈍化處理，能極大的減緩水道的銹蝕結(jié)垢速度。

5 結(jié)語

通過分析連鑄機(jī)輥系及軸承座水道形成銹垢的原因，并對銹垢、水質(zhì)等進(jìn)行分析，利用酸洗工藝可以極大的去除銹垢，除垢率達(dá)到原水垢覆蓋面80%以上。進(jìn)而降低軸承等備件費(fèi)用，延遲扇形段在線使用壽命，該經(jīng)驗(yàn)方法可供其他連鑄機(jī)借鑒。

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