熱鍍鋅沉沒輥常見問題分析及維護(hù)與改進(jìn)措施

尹紅濱

摘 要：介紹了熱鍍鋅機(jī)組沉沒輥的基本結(jié)構(gòu)，分析了沉沒輥在生產(chǎn)過程中的主要問題，并提出了沉沒輥的維護(hù)與相應(yīng)的改進(jìn)措施，以提高沉沒輥的工作性能和使用壽命，有效改善熱鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：熱鍍鋅;沉沒輥;維護(hù);改進(jìn)

在冷軋熱鍍鋅生產(chǎn)中，機(jī)組的鋅鍋內(nèi)采用的沉沒輥設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要包括沉沒輥、定位輥、穩(wěn)定輥及其橫梁安裝框架機(jī)構(gòu)。沉沒輥橫梁通過固定螺栓和定位銷安裝于鋅鍋上方兩側(cè)的基座上，沉沒輥則浸沒在460℃-600℃的鋅液內(nèi)，并與帶鋼接觸，屬于從動(dòng)輥。由于沉沒輥在鋅鍋內(nèi)長時(shí)間的浸泡和腐蝕，其輥面質(zhì)量逐漸下降，若不及時(shí)更換則會(huì)嚴(yán)重影響鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量。但頻繁更換沉沒輥又必然會(huì)增加機(jī)組的停車次數(shù)，產(chǎn)量降低的同時(shí)，廢次產(chǎn)品大大增加，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。因此，有效延長沉沒輥的使用壽命對于提高熱鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量、增效創(chuàng)收具有重要意義。

1 沉沒輥的結(jié)構(gòu)

沉沒輥與穩(wěn)定輥和定位輥統(tǒng)稱為鋅鍋三大件。沉沒輥機(jī)構(gòu)由沉沒輥裝配體和支撐臂結(jié)構(gòu)兩部分組成，浸沒于鋅液中的沉沒輥懸吊在兩側(cè)支撐臂下端的軸瓦內(nèi)。其中沉沒輥裝配體由沉沒輥輥體、軸承座、軸套、壓環(huán)及石墨密封等組成。沉沒輥直徑通常取600-900mm，早期設(shè)計(jì)時(shí)，為增加設(shè)備的糾偏能力，沉沒輥輥面帶有一定凸度，但這種設(shè)計(jì)容易使帶鋼產(chǎn)生瓢曲缺陷，已被取締。

沉沒輥為從動(dòng)輥，通過輥面與帶鋼表面間的摩擦力驅(qū)動(dòng)。為了避免帶鋼在輥面上滑動(dòng)，需保證兩者之間具有較高的摩擦系數(shù)。但處于兩者之間的鋅液具有良好的潤滑作用，猶如油膜軸承使帶鋼在輥面打滑。因此為了將鋅液和鋅渣及時(shí)擠壓排出，通常在沉沒輥輥面加工排鋅溝槽。比較常見的溝槽型式有環(huán)狀溝槽和雙螺旋溝槽兩種形式。

2 沉沒輥在生產(chǎn)過程中的主要問題

2.1 壽命短

使用壽命短一直以來是沉沒輥的致命缺陷。熱鍍鋅生產(chǎn)工藝一般要求沉沒輥的使用壽命約為15天，但普通沉沒輥的使用周期很難超過10天，尤其是鍍鋁鋅硅的壽命更短。輥?zhàn)虞S套磨損、輥面結(jié)渣、輥面磨損等是沉沒輥使用壽命短的主要原因。其中軸套磨損后將直接導(dǎo)致沉沒輥發(fā)生偏斜、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)不暢，進(jìn)而造成帶鋼跑偏、表面缺陷等問題。由于沉沒輥的使用壽命較短，機(jī)組換輥頻繁，生產(chǎn)效率低下，同時(shí)還會(huì)因停機(jī)換輥產(chǎn)生大量廢次產(chǎn)品，從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 輥面結(jié)渣

沉沒輥在工作一段時(shí)間后，常會(huì)在輥面黏附一層不規(guī)則的鋅渣，其主要成份為Fe2Al5。這是由于在鋅液中含有少量的鋁和鐵，鐵與鋅發(fā)生反應(yīng)形成鐵鋅合金，與鋁發(fā)生反應(yīng)則形成Fe2Al5。由于鋅液密度為6.8kg/dm3，F(xiàn)e2Al5密度為4.2kg/dm3，F(xiàn)e2Al5會(huì)上浮形成表渣;當(dāng)鍍鋁鋅硅時(shí)鍍液密度較小，為3.7kg/dm3，F(xiàn)e2Al5就會(huì)下沉形成底渣。這些渣附著到沉沒輥上便會(huì)在輥面形成結(jié)渣。因此，普通沉沒輥上線連續(xù)使用5天左右，便會(huì)在帶鋼鍍層表面產(chǎn)生輕微壓痕，并隨時(shí)間逐漸惡化，10天以上時(shí)，就會(huì)因產(chǎn)品表面質(zhì)量達(dá)不到要求而更換沉沒輥。實(shí)踐證明，在鍍鋁鋅硅時(shí)，沉沒輥結(jié)渣速度較快，兩周后輥面結(jié)渣厚度可達(dá)10-20mm，但相對于鍍鋅時(shí)輥面結(jié)渣層較薄，也較為均勻。

2.3 輥面缺陷

沉沒輥使用的工藝特點(diǎn)要求輥面具有很高的表面質(zhì)量。當(dāng)沉沒輥輥面質(zhì)量較差時(shí)，鍍鋅產(chǎn)品表面易出現(xiàn)渣滓、溝槽痕跡等質(zhì)量缺陷。在沉沒輥材質(zhì)不斷改進(jìn)的同時(shí)，其表面處理技術(shù)也在不斷改進(jìn)。熱鍍鋅用沉沒輥常采用WC-Co、3%-9%B+Mo、Cr+W+Mo等涂層，并進(jìn)行涂層的封孔處理。但在噴涂前必須首先消除沉沒輥的輥面缺陷或選擇無輥面缺陷的輥體進(jìn)行表面處理。尤其是奧氏體不銹鋼材質(zhì)的沉沒輥，因其塑性變形性能好，因此經(jīng)車削等機(jī)械加工后容易掩蓋原有輥面缺陷，通常采用噴砂處理可檢查這些缺陷。

3 沉沒輥的維護(hù)與改進(jìn)措施

3.1 改進(jìn)材質(zhì)

優(yōu)質(zhì)的沉沒輥應(yīng)具有耐磨性好、抗腐蝕性能強(qiáng)、表面粗糙度適中及良好的尺寸熱穩(wěn)定性。較早的沉沒輥軸套及輥身均采用0Crl3Nil3或類似耐熱不銹鋼類似的材質(zhì)，耐磨性較差。改進(jìn)后，軸套材料采用高鈷合金，輥身采用316L+Ti，不但能有效降低輥面結(jié)渣，且具有良好的熱穩(wěn)定性和耐磨性，顯著提高了沉沒輥的使用壽命。

3.2 沉沒輥軸套的改進(jìn)

當(dāng)原料板形較差時(shí)，特別是帶鋼浪形嚴(yán)重時(shí)，沉沒輥表面與帶鋼不能均勻接觸，使得帶鋼張力不均，從而易發(fā)生跑偏現(xiàn)象，沉沒輥及帶鋼均會(huì)因帶鋼軸向滑動(dòng)而被劃傷。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)沉沒輥兩側(cè)軸端間隙過大，沉沒輥產(chǎn)生徑向跳動(dòng)。通過改進(jìn)軸套減小軸端間隙，這一問題得到有效控制。

3.3 提高沉沒輥裝配精度

沉沒輥的裝配精度將直接影響結(jié)構(gòu)的受力情況，在進(jìn)行沉沒輥裝配時(shí)，應(yīng)在專用安裝調(diào)整架上進(jìn)行，并嚴(yán)格控制裝配精度。

3.4 降低輥面結(jié)渣的影響

目前的技術(shù)還不能徹底解決輥面結(jié)渣，可通過以下措施降低輥面結(jié)渣的危害：①沉沒輥的一個(gè)使用周期內(nèi)，須遵循帶鋼先寬后窄的原則;②采用刮刀以人工或自動(dòng)的方法將輥面凸起的結(jié)渣刮掉;③嚴(yán)格控制鍍液的溫度范圍，正常生產(chǎn)時(shí)波動(dòng)不宜超過±2℃，減少輥面結(jié)渣;④根據(jù)現(xiàn)場使用情況制定合理的沉沒輥更換周期;⑤沉沒輥輥面做噴涂處理，噴涂金屬陶瓷碳化鎢。

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