軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修維護(hù)及質(zhì)量控制

王 旭

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

軋鋼棒材是軋制鋼材工業(yè)生產(chǎn)的重要材料，軋鋼棒材技術(shù)是作為生產(chǎn)特種鋼材的核心技術(shù)[1]。結(jié)合多種輔助設(shè)備共同運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量與效率起了很大作用[2]。軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備包括型鋼軋機(jī)、鋼管軋機(jī)等，廣泛應(yīng)用于鋼材生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)[3]。軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備日常維護(hù)能夠降低機(jī)械設(shè)備故障率，增加設(shè)備的使用年限，確保機(jī)械運(yùn)行的安全性[4]。部分鋼材生產(chǎn)企業(yè)對(duì)軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備采取粗放式維護(hù)管理，對(duì)預(yù)防養(yǎng)護(hù)、事后維修的認(rèn)知較淺薄，造成了增加投入成本、浪費(fèi)維修資源等問(wèn)題[5]。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備已無(wú)法滿足企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，對(duì)市場(chǎng)的變化趨勢(shì)不敏感，應(yīng)當(dāng)引入具有先進(jìn)技術(shù)的機(jī)械設(shè)備，提高企業(yè)的生產(chǎn)水平[6]。在工業(yè)中，軋鋼機(jī)械設(shè)備使用受較多因素的影響，例如經(jīng)濟(jì)的不發(fā)達(dá)，無(wú)法引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備資源，致使機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果，甚至造成軋鋼棒材的原材料浪費(fèi)等現(xiàn)象[7]。一些企業(yè)只重視設(shè)備所帶來(lái)的生產(chǎn)效益，采購(gòu)時(shí)僅僅考慮設(shè)備的生產(chǎn)效率，與自身企業(yè)發(fā)展不符，導(dǎo)致采購(gòu)的部分設(shè)備是沒(méi)有必要的，最終造成了經(jīng)濟(jì)損失。軋鋼棒材的質(zhì)量受加熱溫度、與空氣氧化反應(yīng)、化學(xué)成分等影響，降低了機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、均勻性，為軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量控制增加了難度。因此，本文提出了軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修維護(hù)及質(zhì)量控制方法。

1 軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修維護(hù)及質(zhì)量控制方法

1.1 構(gòu)建機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理體系

機(jī)械設(shè)備的高效運(yùn)行需要完善的管理體系作為保障，因此，本文構(gòu)建了軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理體系，明確工作人員的職責(zé)，使機(jī)械設(shè)備合理化運(yùn)行。加強(qiáng)各個(gè)企業(yè)對(duì)軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)管理，確立維修管理人員工作督查的機(jī)制，提高工業(yè)生產(chǎn)對(duì)軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的重視。機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理對(duì)生產(chǎn)的安全性具有重要意義，完善的管理體系能夠提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。定期對(duì)工作人員的維護(hù)維修技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，對(duì)常見(jiàn)機(jī)械設(shè)備故障、故障原因等問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)操作和演練，建立考核標(biāo)準(zhǔn)定期考核。明確機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行強(qiáng)度和時(shí)間，禁止超負(fù)荷運(yùn)行，安排專業(yè)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)與檢測(cè)。選擇部分軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備，定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，找出維護(hù)管理的問(wèn)題，提高工作人員的維護(hù)維修意識(shí)，另一方面通過(guò)檢測(cè)的結(jié)果判斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)不同相應(yīng)作出調(diào)整。降低機(jī)械設(shè)備的故障概率，保證軋鋼棒材的安全性。采用現(xiàn)代化的技術(shù)對(duì)軋鋼棒材的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)管理。提高機(jī)械設(shè)備的使用性能的穩(wěn)定性，將管理和維護(hù)落實(shí)到具體的工作人員，出現(xiàn)問(wèn)題能夠第一時(shí)間了解到設(shè)備的相關(guān)情況。專業(yè)水平、人員配置、機(jī)械設(shè)備的規(guī)劃以及管理體制的共同協(xié)調(diào)是完善的機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理體系的基礎(chǔ)。

1.2 控制氧化鐵皮的形成

在加熱和熱軋過(guò)程中，會(huì)在軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的氧化鐵皮與鋼基界面處發(fā)生反應(yīng)。氧化物質(zhì)的形成會(huì)阻礙鐵離子的擴(kuò)散，使氧化鐵皮在鋼材表面的腐蝕性增強(qiáng)，導(dǎo)致污染物難以去除，影響軋鋼棒材的表面質(zhì)量。

軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸，容易出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。在氧化初期，機(jī)械設(shè)備的鐵原子充足，能夠提供給氧化反應(yīng)所需的化學(xué)元素。氧化反應(yīng)的速率受棒材表面的界面控制，氧化鐵皮的形成速率與時(shí)間呈正比例變化。隨著氧化膜的增厚，棒材界面的鐵離子減少，棒材表面的金屬活度減弱，最終逐漸接近氧化反應(yīng)平衡數(shù)值。具體變化如圖1所示，為棒材設(shè)備氧化鐵皮厚度與時(shí)間的關(guān)系變化圖。

圖1 棒材設(shè)備氧化鐵皮厚度與時(shí)間關(guān)系

由圖1可知，隨著氧化時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，氧化鐵皮厚度變化逐漸減慢。根據(jù)恒溫條件下氧化動(dòng)力學(xué)原理，氧化鐵皮的生長(zhǎng)符合如下方程：

圖2 氧化鐵在溫度影響下等溫變化

根據(jù)圖2可以獲取到加熱后氧化鐵的等溫變化，具有不穩(wěn)定性。氧化鐵皮與化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合力較小，通過(guò)除鱗水浸泡可以起到相應(yīng)的去除效果。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，采取相應(yīng)的措施嚴(yán)格控制軋鋼棒材氧化反應(yīng)，降低其氧化反應(yīng)發(fā)生的概率，減少機(jī)械設(shè)備應(yīng)氧化反應(yīng)形成的故障問(wèn)題。

1.3 改善軋鋼棒材表面損害質(zhì)量

在軋鋼棒材的工業(yè)生產(chǎn)中，工藝操作不當(dāng)會(huì)造成棒材表面出現(xiàn)橢圓形的疤痕，影響棒材的正常使用。棒材表層隨著疤痕的出現(xiàn)，表面受損的面積將會(huì)擴(kuò)大。對(duì)軋鋼棒材表面損害進(jìn)行改善，通過(guò)分類處理方法，挑選出適用于工業(yè)生產(chǎn)的合格軋鋼棒材。結(jié)合現(xiàn)代工藝技術(shù)對(duì)棒材表面的受損部分，進(jìn)行打磨處理。軋鋼棒材表面受到外力的作用，在內(nèi)部及外部會(huì)產(chǎn)生故障，因此，在生產(chǎn)中要注意周圍的環(huán)境，避免摩擦破壞的出現(xiàn)。平整度較差的軋鋼棒材會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡造成表面凹凸不平，降低了棒材的使用性能。運(yùn)用正確的方式進(jìn)行棒材冶煉處理，確保軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程合理化。

基于上述，在軋鋼棒材的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保持棒材生產(chǎn)環(huán)境的良好，對(duì)改善棒材表面的損害質(zhì)量，定期對(duì)受損棒材進(jìn)行維護(hù)維修。

1.4 優(yōu)化軋鋼棒材的軋線輸送設(shè)備

軋鋼棒材的軋機(jī)入口軌道較長(zhǎng)，軌道長(zhǎng)度約為185米，軌道過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致棒材的運(yùn)行較為困難，棒材表面造成質(zhì)量下降的概率增大。將軋鋼棒材的軋鋼線劃分為多個(gè)軌跡控制區(qū)，棒材的整個(gè)運(yùn)送軌跡能夠?qū)崿F(xiàn)分段控制。軋鋼棒材能夠隨著運(yùn)輸方向的改變而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，調(diào)整功能導(dǎo)輪的輥道組，達(dá)到所有軌跡都能得到控制的目標(biāo)。控制棒材的輸出高度，調(diào)節(jié)軋機(jī)各個(gè)區(qū)域的中心曲線運(yùn)動(dòng)，減少對(duì)軋鋼棒材的摩擦，避免棒材表面凹凸不平現(xiàn)象。群板裝置是棒材生產(chǎn)的主要的裝置，由于生產(chǎn)過(guò)程中的不確定性，導(dǎo)致對(duì)軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生劃傷。群板裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行，隨著軋線輸送速度的不斷提高，棒材的軋線輸送設(shè)備至關(guān)重要。根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度調(diào)整啟動(dòng)輔助缸的壓力，對(duì)易損壞部件及時(shí)做出定期更換，完成對(duì)軋鋼棒材機(jī)械軋線輸送設(shè)備的優(yōu)化。

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了驗(yàn)證本文提出的軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修及質(zhì)量控制方法的有效性，設(shè)計(jì)了缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)棒材，直徑為30mm，長(zhǎng)度為650mm，表面粗糙度3.45，在棒材兩端打上平底孔，使得平底孔的直徑為0.45mm，長(zhǎng)度為8.5mm。本次實(shí)驗(yàn)采用型號(hào)為524-1.453*10的超聲換能器，分別用作棒材內(nèi)部和表面缺陷質(zhì)量控制的檢測(cè)。棒材的表面質(zhì)量控制性能參數(shù)如表1所示。

表1 棒材表面質(zhì)量控制性能參數(shù)

由表1可知，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取到軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的表面質(zhì)量控制性能參數(shù)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，將超聲換能器的聚焦法配置到棒材設(shè)備表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同陣元棒材的維修維護(hù)及質(zhì)量控制檢測(cè)。

2.2 結(jié)果分析

將傳統(tǒng)的軋鋼棒材質(zhì)量缺陷圖像采集方法作為對(duì)照組，本文提出的軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修及質(zhì)量控制方法作為實(shí)驗(yàn)組，將兩種方法對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修及質(zhì)量控制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如表2所示。

表2 兩種維修及質(zhì)量控制結(jié)果對(duì)比

由表2可知，本文提出的維修及質(zhì)量控制方法對(duì)于軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備內(nèi)部缺陷與表面缺陷的維護(hù)具有較高的檢出率，能夠及時(shí)對(duì)棒材的缺陷進(jìn)行維護(hù)維修，對(duì)于棒材機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量衰減控制較傳統(tǒng)方法相比高出17.04%，證明本文提出的方法在設(shè)備的維修維護(hù)與質(zhì)量控制方面，更加具有優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)軋鋼棒材機(jī)械設(shè)備的維修維護(hù)及質(zhì)量控制方法進(jìn)行了研究，根據(jù)軋鋼棒材的機(jī)械性能，設(shè)計(jì)了維修維護(hù)及質(zhì)量控制方法。較傳統(tǒng)的質(zhì)量缺陷圖像采集方法相比，對(duì)于棒材內(nèi)部及表面缺陷具有較高的檢出性，能夠更好地實(shí)施維修措施，有效地控制了棒材的質(zhì)量衰減，延長(zhǎng)了軋鋼棒材的使用年限，降低了經(jīng)濟(jì)成本。