精軋機碳化鎢輥環(huán)碎輥原因淺析及相關(guān)改進

張永飛

摘　要：分析我廠造成高速線材精軋機組內(nèi)碳化鎢輥環(huán)碎輥的原因，結(jié)合具體實際情況，提出改進措施。

1、緒論

河鋼集團宣鋼公司二鋼軋廠二高線采用全自動連續(xù)無扭高速軋制工藝，設(shè)計規(guī)模為45萬噸/年，設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為 Φ5.5-16mm熱軋盤條，鋼種主要為普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼等。產(chǎn)線精軋機組采用國產(chǎn)摩根五代機型，10架軋機全部采用碳化鎢硬質(zhì)合金輥環(huán)。在實際生產(chǎn)過程中，由于多種原因，曾多次出現(xiàn)輥環(huán)碎輥現(xiàn)象，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2、輥環(huán)碎輥原因分析

2.1 精軋機組內(nèi)堆鋼

堆鋼時軋件的熱量傳遞到臨近架次的輥環(huán)上，造成輥環(huán)溫度升高，熱應(yīng)力集中，但是在事故處理過程中，輥環(huán)表面溫度快速下降，便易出現(xiàn)輥環(huán)碎輥現(xiàn)象。機組內(nèi)堆鋼的主要原因有以下幾種:

(1)配輥不當(dāng)。摩根高速線材精軋機組采用集體傳動，各機架傳動速比不同，因此要求精軋機在配輥時除了滿足各機架間的齒輪傳動比外，還要求同架次輥環(huán)外徑誤差控制在±0.05mm內(nèi)。否則，軋件在兩機架間產(chǎn)生抖動，最終造成機架間堆鋼。

(2)軋線對中不良。在精軋機組內(nèi)各架間的導(dǎo)衛(wèi)以及機組出口至吐絲機這一段有氣封、水箱、恢復(fù)段、夾送輥等各類導(dǎo)槽，軋件在高速運行過程中受阻就會導(dǎo)致堆鋼現(xiàn)象的產(chǎn)生。

(3)精軋機組導(dǎo)衛(wèi)故障。精軋機組內(nèi)導(dǎo)衛(wèi)軸承油氣潤滑不足或是冷卻不足，導(dǎo)致軸承損壞，導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動不靈活或是卡死、炸裂，形成堆鋼現(xiàn)象。

(4)原料缺陷。原料坯存在缺陷，在精軋機組軋制過程中，由于軋件斷面局部缺陷無法承受正常的壓力變形而產(chǎn)生斷裂，進而形成堆鋼現(xiàn)象。

2.2 輥縫設(shè)定不合理

各架次軋機輥縫應(yīng)嚴(yán)格按照軋制程序表設(shè)計的輥縫范圍進行調(diào)節(jié)，如果某架次輥縫調(diào)節(jié)小于標(biāo)準(zhǔn)甚至接近0mm 時，輥環(huán)間或是輥環(huán)與該架軋機進、出口導(dǎo)衛(wèi)間產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致輥環(huán)應(yīng)力以及表面溫度急劇上升，形成碎輥事故。

2.3 輥環(huán)承受沖擊力異常

(1)精軋機來料尺寸過大。根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格，精軋機來料尺寸必須嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，若料型尺寸偏大，精軋機第一架軋機輥環(huán)承受的沖擊力過大，變形量、軋制力升高，造成精軋機組發(fā)生碎輥現(xiàn)象。

(2)導(dǎo)位安裝不對中。各架軋機導(dǎo)衛(wèi)安裝要求軋件能順利通過導(dǎo)衛(wèi)且不能對輥環(huán)造成沖擊。否則，在每次過鋼時軋件會對輥環(huán)造成異常沖擊力，最終出現(xiàn)碎輥事故的發(fā)生。

2.4 輥環(huán)冷卻效果不好

在實際生產(chǎn)過程中，碳化鎢輥環(huán)的使用周期與表面冷卻效果有著非常密切的聯(lián)系。當(dāng)輥環(huán)表面冷卻不足時，表面溫度異常升高，磨損量和裂紋率將加劇，大大降低輥環(huán)的使用壽命，嚴(yán)重時便會出現(xiàn)碎輥事故。冷卻效果不好的主要原因有以下幾種:

(1)冷卻水壓異常。輥環(huán)冷卻水壓一般要求控制在0.4-0.6MPa之間，若水壓太高，冷卻水易于飛濺，不能及時帶走輥環(huán)表面熱量，影響冷卻效果。若水壓太低，冷卻水無法沖破在輥環(huán)表面形成的蒸氣層，影響冷卻或是水流量相對不足，無法及時帶走輥環(huán)表面熱量，影響冷卻。

(2)冷卻水噴嘴或管路出現(xiàn)異常。在實際生產(chǎn)過程中，常常會由于冷卻水噴嘴或管路出現(xiàn)異常，導(dǎo)致輥環(huán)冷卻失效、表面溫度異常升高，最終形成碎輥事故。其中主要原因有以下幾種:①冷卻水管路有破損，存在跑冒現(xiàn)象。冷卻水在到達輥環(huán)之前被大量分流，致使輥環(huán)表面無法達到預(yù)期冷卻效果，最終形成事故。②冷卻噴嘴堵塞。由于冷卻水水質(zhì)較差，部分雜質(zhì)在冷卻噴嘴處堆積，導(dǎo)致冷卻水無法正常噴到輥環(huán)表面，影響冷卻效果。③冷卻噴嘴偏移。由于安裝技術(shù)水平低或是在事故處理過程中，將冷卻噴嘴的位置偏移，冷卻水無法對輥環(huán)的高溫區(qū)域進行冷卻，以致輥環(huán)溫度升高，最終形成事故。

2.5 輥環(huán)安裝及拆卸溫度不符合要求

安裝過程中，安裝軸與錐套、輥環(huán)的溫差應(yīng)當(dāng)控制在15度左右。否則，安裝軸與錐套、輥環(huán)的溫差過大，熱膨脹量存在較大差異，一是導(dǎo)致輥環(huán)與錐套之間過盈力異常，錐套易自動脫落;二是輥環(huán)溫度較低，在打壓過程中，輥環(huán)內(nèi)部應(yīng)力集中，在生產(chǎn)過程中伴隨溫度升高，導(dǎo)致應(yīng)力加劇形成碎輥事故。此類問題在冬季生產(chǎn)過程中尤為突出，所以必須采取保溫等措施進行有效控制。

2.6 輥環(huán)安裝的工作壓力不標(biāo)準(zhǔn)

輥環(huán)安裝時，其工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)要求，造成輥環(huán)與錐套之間過盈力不夠，錐套出現(xiàn)脫落，最終導(dǎo)致碎輥事故發(fā)生。相反，裝輥壓力設(shè)定大于標(biāo)準(zhǔn)，會使輥環(huán)、錐套以及安裝軸之間過盈力異常偏大，造成碎輥或是拆輥時無法拆除被迫碎輥。

2.7 輥環(huán)、錐套或安裝軸表面有雜物

在輥環(huán)安裝過程中，未將輥環(huán)、錐套或安裝軸表面存在的氧化鐵皮、浮銹等雜質(zhì)進行徹底清潔，導(dǎo)致三者之間的磨擦力降低，輥環(huán)出現(xiàn)打滑或脫落現(xiàn)象，最終造成碎輥事故。

2.8 錐套、安裝軸表面磨損嚴(yán)重

錐套、安裝軸經(jīng)長期使用，表面會出現(xiàn)一定磨損，但是當(dāng)錐套與安裝軸的接觸面小于80%時，錐套與安裝軸間將無法達到預(yù)期的過盈力，便易于出現(xiàn)退出、打滑等現(xiàn)象，最終形成碎輥事故。

3、相關(guān)改進措施

(1)在日常生產(chǎn)過程中，按照各項標(biāo)準(zhǔn)要求，加強在線工藝監(jiān)督，減少精軋機組內(nèi)的事故發(fā)生率。

(2)定時對料型尺寸的控制情況進行檢查，確保各架軋機頭、中、尾料型尺寸控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

(3)利用每次停機，檢查各架次軋輥冷卻水系統(tǒng)，確保輥環(huán)表面冷卻效果達到標(biāo)準(zhǔn)要求。

(4)安裝前對輥環(huán)與安裝軸的溫度進行監(jiān)測，確保溫差控制在合理范圍之內(nèi)，特別在冬季生產(chǎn)過程中，對上線前的輥環(huán)進行保溫處理。

(5)制定合理的精軋輥環(huán)安裝工作壓力，并對換輥小車定期維護和保養(yǎng)，確保每次輥環(huán)的安裝壓力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

(6)輥環(huán)安裝過程中，必須將輥環(huán)內(nèi)表面、錐套內(nèi)外表面以及安裝軸表面進行徹底清理，確保表面清潔干凈。

(7)定期對錐套、安裝軸進行檢驗，確保接觸面達到80%以上。

4、結(jié)論

通過對輥環(huán)碎輥原因的分析及采取相應(yīng)的控制措施，在實際生產(chǎn)過程中收到了很好的效果，有效降低了碎輥事故的發(fā)生率，減少非計劃停機時間，提高了生產(chǎn)作業(yè)率。

來源：《科技風(fēng)》2019年第06期

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