800軋機(jī)樹脂主瓦燒損事故原因分析與改進(jìn)

王芝，劉鐵軍

（湖南華菱湘鋼棒材廠，湖南 湘潭 411101）

1 概述

800 軋機(jī)是我廠二棒生產(chǎn)線開坯機(jī)粗軋機(jī)，連鑄坯料有300×430、240 方、150 方，開軋溫度1050℃左右。經(jīng)加熱達(dá)到在爐時(shí)間和出鋼溫度的鋼坯由出爐輥道和輸送輥道送入800 軋機(jī)進(jìn)行粗軋開坯。800 軋機(jī)采用二輥可逆式粗軋機(jī)，孔型系統(tǒng)選用箱型孔型系統(tǒng)，根據(jù)軋制規(guī)格和半成品的尺寸選用不同的原料斷面和軋制道次，原料斷面適應(yīng)性強(qiáng)，軋制道次和壓下量可靈活多變。

800 軋機(jī)軋輥軸的軸頸主瓦，選用材質(zhì)為加入了石墨的布基酚醛樹脂復(fù)合材料。在軋制矩形坯430×300mm 時(shí)，800 主瓦磨損最快，軋制150 方坯時(shí)磨損速度稍慢。2011～2013年，特別是2013年，一年內(nèi)800 主瓦出的磨瓦燒瓦事故達(dá)到30 次，均造成了被迫停機(jī)搶修，每次停機(jī)事故時(shí)間在一個(gè)小時(shí)左右。國內(nèi)多家軋鋼廠開坯機(jī)已采用滾動(dòng)軸承，而我廠由于各方面原因，一直沿用樹脂瓦滑動(dòng)軸承。軸承是設(shè)備的心臟，所以對樹脂瓦主瓦的維護(hù)及降低事故顯得非常重要。

2 主瓦事故原因分析

發(fā)生多起磨瓦燒瓦事故后，召開多次事故分析會(huì)。通過各專業(yè)技術(shù)人員頭腦風(fēng)暴，進(jìn)行事故原因分析總結(jié)，得出之前的磨瓦翻瓦事故主要原因如下：

（1）供水膠皮水管偏軟，容易呈“V”形堵塞。

（2）供水膠皮水管未綁好，在軋制中掉落，且未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（3）供水管道支路多，機(jī)架輥和主傳動(dòng)軸供水共用，造成主瓦水壓不足。

（4）主瓦水槽結(jié)構(gòu)不合理，供水管噴淋的冷卻水不能進(jìn)入到主瓦中心。

（5）主瓦材質(zhì)有改變，耐磨性石墨量降低。

（6）軋輥輥頸部位變得粗糙，相互影響惡性循環(huán)。

綜合以上原因，主要是主瓦磨損部位進(jìn)水量不足，水膜難以形成，存在干磨現(xiàn)象，造成輥頸部位局部溫度急劇升高，轉(zhuǎn)動(dòng)到非主瓦接觸部位又與大量冷卻水接觸，存在局部激冷，產(chǎn)生表面微裂紋，摩擦中使輥頸變得粗糙形成惡性循環(huán)，主瓦磨損加劇。

3 改進(jìn)措施

針對水量不足的因素，對現(xiàn)場供水系統(tǒng)提出了幾條改進(jìn)措施。

（1）改變供水膠管的材質(zhì)，由普通輸水管改為硬厚的高壓膠管，避免“V”形堵塞。

（2）保證計(jì)算水管長度，不被軋輥收放輥縫時(shí)扯開。綁雙道鐵絲防止水管掉落。

（3）主瓦單獨(dú)供水，避免水管支路對水壓的影響。改進(jìn)后，主瓦水壓穩(wěn)定在3.2～4.0bar。

（4）主瓦接觸面水槽改進(jìn)，第一次試驗(yàn)由“芯部無槽”改為“有周向三槽”；第二次試驗(yàn)，改為“X 型槽”；第三次試驗(yàn)，增加“中心孔”供水，改善中心部位水流量。

（5）改進(jìn)主瓦的材質(zhì)，增強(qiáng)耐熱耐磨性能。在原來基礎(chǔ)上，加入鉬酸改性，生成鉬酚醛樹脂。另外，查閱國內(nèi)論文，針對現(xiàn)場工況，采用硼改性方法的效果應(yīng)該更佳，但是價(jià)格高，目前暫未采納。

（6）粗糙輥頸堆焊處理，粗糙度由Ra12.8 達(dá)到了Ra1.6。

4 措施實(shí)施

通過上面提到的6 條改進(jìn)措施的實(shí)施，都取得了一定的效果，減少了磨瓦燒瓦事故的發(fā)生，但改進(jìn)措施的核心是主瓦冷卻水槽的改進(jìn)。故本文接下來重點(diǎn)介紹主瓦水槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即改進(jìn)措施5。

圖1 改進(jìn)前的主瓦三維圖示

2012年以前，沿用初始設(shè)計(jì)，無頂部芯部水槽，只有開放式的噴水水管噴射冷卻水。存在頂部中心高熱情況，容易發(fā)生樹脂主瓦粘著燒瓦、主瓦翻出的事故。即使在正常情況下，每塊主瓦在線過鋼量也只有8000～10000t，軋輥上下線頻繁，800 換輥檢修次數(shù)多，月產(chǎn)量低。

圖2 第一次改進(jìn)的三維圖示

圖3 第二次改進(jìn)的主瓦三維圖示

圖4 第三次改進(jìn)的主瓦三維圖示

2012年第一次改進(jìn)試驗(yàn)，由“芯部無槽”改為“有周向三槽”。雖然頂部有少量的冷卻水被轉(zhuǎn)動(dòng)的輥頸帶上去，大大降低了燒瓦和翻瓦事故，但是改進(jìn)后不到一年，由于周向水槽所形成的水路成環(huán)條狀，造成輥頸出現(xiàn)環(huán)線條狀銹跡和凸起筋，瓦的磨損速度加快很大。造成2013年磨瓦事故，出現(xiàn)到不可控制的地步。現(xiàn)場因磨瓦速度快，臨時(shí)換輥或者換瓦座工作增多，工人勞動(dòng)強(qiáng)度增大，改進(jìn)不成功（圖2）。

2013年第二次改進(jìn)試驗(yàn)，改為“X 型槽”。此后兩年時(shí)間內(nèi)，降低了磨瓦速度，翻瓦事故也進(jìn)一步減少。但是出現(xiàn)輥頸容易發(fā)熱磨損，輥頸部位出現(xiàn)整區(qū)磨損凹陷。輥頸變小后，造成軋制精度低，輥頸都需堆焊磨光滑加強(qiáng)后才能正常使用（如3）。

2016年第三次試驗(yàn)，增加“中心孔”供水，增大中心部位水流量，此次改進(jìn)方式一直沿用至今。改進(jìn)后磨瓦速度進(jìn)一步降低，對輥頸表面粗糙的適應(yīng)性增強(qiáng)。輥頸本身的磨損速度也降低不少，輥頸不堆焊也能正常使用，過鋼量30000t 也不需要換瓦，這個(gè)數(shù)據(jù)在原基礎(chǔ)上提高了兩倍（圖4）。

5 結(jié)語

現(xiàn)場故障處理及預(yù)防，需要有針對性地進(jìn)行分析改進(jìn)。通過對800 主瓦供水工況的改進(jìn)，取得了很好的效果。幾次改進(jìn)后，燒瓦、翻瓦、磨瓦事故得到了有效控制。即便對于輥頸粗糙的軋輥，磨損也比較緩慢，在一個(gè)軋制上線周期內(nèi)（過鋼量30000t）可以不用換瓦，大大降低了換輥次數(shù)，給生產(chǎn)高產(chǎn)量提供了基礎(chǔ)。