連續(xù)熱鍍鋅爐輥結(jié)瘤的預(yù)防

供稿|王明順，艾厚波 / WANG Ming-shun, AI Hou-bo

作者單位：本鋼板材股份有限公司冷軋薄板廠，遼寧 本溪 117000

內(nèi)容導(dǎo)讀熱鍍鋅生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工序眾多，產(chǎn)生缺陷的部位及類(lèi)型也千差萬(wàn)別，其中生產(chǎn)線的核心設(shè)備退火爐產(chǎn)生的缺陷在處理和解決過(guò)程中比較困難。分析其主要原因是作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，處理起來(lái)需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)。文章簡(jiǎn)述了退火爐設(shè)備維護(hù)的重要性，列舉了因日常維護(hù)不到位導(dǎo)致的爐內(nèi)氣氛異常、爐內(nèi)設(shè)備損傷嚴(yán)重對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響的實(shí)例，分析了預(yù)防爐內(nèi)缺陷的產(chǎn)生原因及后續(xù)的解決方法，對(duì)熱鍍鋅生產(chǎn)具有良好的指導(dǎo)和借鑒作用。

在連續(xù)熱鍍鋅帶鋼生產(chǎn)中，退火爐作為整條機(jī)組產(chǎn)線的核心，該崗位的操作工常被定為“關(guān)鍵崗”，由此說(shuō)明連續(xù)退火爐在鍍鋅機(jī)組中的地位是不可替代的。由于連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜，產(chǎn)品缺陷也多種多樣，其中處理起來(lái)最為困難的當(dāng)屬發(fā)生在爐輥結(jié)瘤而產(chǎn)生的硌印或劃傷。由于作業(yè)環(huán)境惡劣，且不可直觀觀察，因而導(dǎo)致處理過(guò)程異常困難，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)線的連續(xù)性運(yùn)行影響很大，所以工藝執(zhí)行及退火爐的日常維護(hù)就顯得尤為重要。本文著重介紹設(shè)備維護(hù)對(duì)設(shè)備壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

爐輥結(jié)瘤的原因

爐輥結(jié)瘤一般發(fā)生在改良森吉米爾法的臥式爐中，主要是由于配置的連續(xù)鍍鋅機(jī)組清洗段的能力相對(duì)薄弱。退火爐內(nèi)具有NOF段明火段加熱，帶鋼表面的殘油等雜質(zhì)可以被火焰燒掉，但當(dāng)帶鋼表面含有殘油殘鐵混合物時(shí)，就會(huì)粘附在爐輥上導(dǎo)致結(jié)瘤。這種缺陷發(fā)生輕微時(shí)，可以根據(jù)爐輥轉(zhuǎn)速的不同進(jìn)行在線摩擦處理，嚴(yán)重時(shí)需要停機(jī)換輥或打磨處理。目前，新建的連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組一般采用美鋼聯(lián)法的立式爐，很少會(huì)發(fā)生爐輥結(jié)瘤的情況(圖1)，因?yàn)榕c之搭配的都有強(qiáng)大的預(yù)清洗工藝：堿浸、堿刷、電解、水刷、漂洗等，能夠保證進(jìn)入爐內(nèi)帶鋼表面的清潔性。但立式爐由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輥?zhàn)訑?shù)量多，對(duì)日常維護(hù)的精度和質(zhì)量提出了更高的要求。改良森吉米爾法與美鋼聯(lián)法生產(chǎn)線的主要區(qū)別見(jiàn)表1。

圖1 罕見(jiàn)的立式爐爐輥結(jié)瘤

爐體密封的影響

熱鍍鋅退火爐內(nèi)，一般通入氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w，俗稱(chēng)保護(hù)氣體。爐內(nèi)處于還原性的氣氛中，在帶鋼進(jìn)入爐內(nèi)退火的過(guò)程中，帶鋼表面的氧化鐵被還原成海綿狀純鐵，進(jìn)入鋅鍋，完成鍍鋅的過(guò)程。而如果爐內(nèi)氣氛遭到破壞，除了保護(hù)氣體外，混入空氣，將導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)的露點(diǎn)、氧含量等關(guān)鍵的工藝參數(shù)發(fā)生變化。一般是由爐蓋等的密封不良、爐鼻子軟連接法蘭、風(fēng)機(jī)與爐體銜接的法蘭以及爐輥軸承端蓋密封不良等原因引起(圖2)。

圖2 典型的立式退火爐爐體密封性檢測(cè)

表1 改良森吉米爾法與美鋼聯(lián)法生產(chǎn)線的主要區(qū)別

當(dāng)爐內(nèi)混入空氣時(shí)，帶鋼在高溫含氧的情況下容易發(fā)生氧化，產(chǎn)生氧化鐵皮。這種氧化鐵皮薄而輕，如果氧化嚴(yán)重或在一定的條件下從帶鋼表面剝離，容易掉落在輥?zhàn)优c帶鋼之間(圖3)，經(jīng)過(guò)碾壓粘附在輥面，或者隨著帶帶鋼入鋅鍋，對(duì)鋅鍋內(nèi)成分造成影響。

圖3 爐體密封性差開(kāi)爐后爐內(nèi)有大量氧化鐵皮

爐區(qū)設(shè)備維護(hù)的影響

除了爐體密封部位以外，爐區(qū)周邊的設(shè)備維護(hù)也十分重要，尤其是與爐膛相連接的管道、軸承等設(shè)備部件，在發(fā)生故障或異常時(shí)會(huì)直接將爐外的空氣、油脂等物質(zhì)帶入到爐內(nèi)(圖4)。

通過(guò)排查分析，引起圖4潤(rùn)滑油泄漏至爐內(nèi)的因素主要有：(1)密封圈老化，密封效果不良，日常點(diǎn)檢維護(hù)不到位；(2)注油過(guò)多且溢流孔用螺絲密封，使多出的潤(rùn)滑油無(wú)法及時(shí)排出，受熱膨脹后從而泄露至爐內(nèi)(圖5)。

圖4 爐輥軸承密封損壞導(dǎo)致潤(rùn)滑油泄露至爐內(nèi)

圖5 爐輥軸承注油孔故障而引起的潤(rùn)滑油泄漏

對(duì)于連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組，如果要處理退火爐設(shè)備故障，就需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)并開(kāi)爐作業(yè)，因而對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏和合同按期交付都存在很大的影響，對(duì)大型鋼廠來(lái)說(shuō)，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

爐輥結(jié)瘤的預(yù)防和處理

結(jié)瘤的影響

帶鋼在爐內(nèi)完成退火的過(guò)程中，需要與爐內(nèi)每一根輥?zhàn)影l(fā)生接觸，要求輥面粗糙度均勻性一致，且無(wú)明顯損傷。一旦爐輥輥面發(fā)生結(jié)瘤，意味著表面存在凹凸不平，輕微的會(huì)對(duì)帶鋼表面產(chǎn)生色差，嚴(yán)重的會(huì)對(duì)帶鋼產(chǎn)生硌印缺陷，經(jīng)過(guò)鍍鋅后不能完全遮蓋甚至經(jīng)過(guò)光整后缺陷仍清晰可見(jiàn)(圖6)。爐輥結(jié)瘤不但對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，在處理過(guò)程中也會(huì)對(duì)爐輥輥面造成損傷，同時(shí)停爐處理也會(huì)破壞生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)奏。

圖6 產(chǎn)品表面缺陷

預(yù)防手段

(1)保證預(yù)清洗各工序的工藝穩(wěn)定性：保證刷輥有效投入、電導(dǎo)率穩(wěn)定、電機(jī)極性切換正常、磁過(guò)濾器正常投入等，最終達(dá)到出清洗段的帶鋼潔凈；

(2)日常對(duì)爐區(qū)點(diǎn)檢和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，停機(jī)檢修后進(jìn)行必要的爐體側(cè)漏、氮?dú)獯祾叩拳h(huán)節(jié)，保證爐內(nèi)無(wú)氧化環(huán)境；

(3)爐輥軸承注油按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，杜絕過(guò)多注油或日常維護(hù)不到位；

(4)按照檢修周期開(kāi)爐檢查，對(duì)爐內(nèi)輥面及周邊設(shè)備進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理，避免問(wèn)題惡化。

結(jié)束語(yǔ)

退火爐作為連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組中的核心設(shè)備，是包含著機(jī)械、液壓、電氣、儀表、檢測(cè)等多專(zhuān)業(yè)設(shè)備的大型綜合系統(tǒng)，因此對(duì)退火爐的日常維護(hù)和檢修提出了更高的要求。退火爐的裝備水平和維護(hù)水平在一定程度決定了連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組的產(chǎn)品定位和用戶(hù)群體，也決定了機(jī)組的未來(lái)走向。