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        結(jié)晶器和彎曲段輥?zhàn)釉诰€使用周期的延長

        2011-12-08 06:46:14王國靖張玉鏡
        中國設(shè)備工程 2011年9期
        關(guān)鍵詞:輥面輥?zhàn)?/a>板坯

        王國靖,張玉鏡

        (河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司第一鋼軋廠,河北 唐山 063016)

        一、概述

        唐鋼1700熱軋帶鋼生產(chǎn)線板坯連鑄機(jī),設(shè)計(jì)板坯寬度850~1 500mm,板坯厚度150~180mm,板坯正常定尺長度為15 000mm,正常工作拉速1.1~2.3m/min。2005年7月投產(chǎn),年產(chǎn)合格板坯230萬t。該連鑄機(jī)一直以低碳鋼(冷軋料) 為主,進(jìn)入2010年以來,由于鋼材市場疲軟,市場競爭激烈,品種鋼(汽車板、家電板、石油管線鋼等)的研發(fā)及批量生產(chǎn)成了主要目標(biāo),但是結(jié)晶器寬邊足輥積渣、粘渣造成死輥,彎曲段輥?zhàn)颖砻孢^熱、發(fā)黑、粘渣、死輥造成鑄坯表面縱向凹陷、裂紋等缺陷,嚴(yán)重影響了鑄坯質(zhì)量。

        二、改造方案

        根據(jù)結(jié)晶器足輥彎曲段自由輥組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(見表1)進(jìn)行了如下改造。

        1.工藝參數(shù)優(yōu)化

        根據(jù)下線設(shè)備輥面過熱、發(fā)黑的現(xiàn)象,研究探索對連鑄機(jī)開澆給水時(shí)間進(jìn)行模擬跟蹤,把開機(jī)給水由引錠跟蹤的1 200mm縮短至960mm,使結(jié)晶器足輥水量加大20%。

        表1 結(jié)晶器足輥、彎曲段自由輥組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表

        2.對弧精度的提高

        將足輥對中精度由±0.10mm提高至0~+0.10mm,彎曲段自由輥對弧精度由±0.10~±0.15mm提高至±0.10mm,輥面圓跳動(dòng)≤0.2mm,輥縫精度控制在0.3~0.5mm。經(jīng)過試驗(yàn),下線設(shè)備輥面過熱、發(fā)黑有所緩解,彎曲段自由輥黑輥由前五排變?yōu)槿?,但是結(jié)晶器、彎曲段輥面粘渣現(xiàn)象,過鋼量仍然偏低,結(jié)晶器足輥過鋼量僅為18 750~26 250t就報(bào)廢,彎曲段在線過鋼量僅為21 000t左右必須下線拆檢,進(jìn)行輥?zhàn)颖砻娴奶幚淼?,?yán)重制約了生產(chǎn)。

        3.輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)的改進(jìn)

        由于連鑄輥軸承長期工作在高溫環(huán)境下,受熱膨脹,間隙過小,勢必影響到軸承的正常游隙,按照表2對軸承位配合公差進(jìn)行優(yōu)化,改進(jìn)后軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好,很少出現(xiàn)塌輥、死輥現(xiàn)象。

        表2 連鑄輥軸承位改進(jìn)前后配合公差

        結(jié)晶器足輥、彎曲段φ150mm自由輥在線使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)遠(yuǎn)端甘油點(diǎn)的甘油凝固,造成輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)不靈活或死輥的現(xiàn)象。用加大遠(yuǎn)端甘油孔直徑(φ7mm改為φ9mm);φ12mm改為φ14mm的方法,來提高遠(yuǎn)端甘油點(diǎn)的出油量,并控制近端甘油點(diǎn)的出油量,使設(shè)備的運(yùn)行效果較好。

        4.硬面技術(shù)處理

        連鑄輥既要有高強(qiáng)度,又要有高柔韌性,還要具有高的耐磨性以及抗氧化性。42CrMo鍛件做母體,鍛出比不小于1.5,鍛造后經(jīng)過正火處理,確保晶粒的細(xì)小均勻,粗車后超聲波探傷必須滿足Ⅱ級探傷要求。

        (1)為了使連鑄輥具有良好的力學(xué)性能和焊接性能,按照表3中化學(xué)成分要求,S、P、C含量取下限。

        表3 42CrMo鍛件化學(xué)成分的要求%

        (2)探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化。

        ①探傷鍛件的晶粒度不低于5級,且級差不大于1級。鍛造后進(jìn)行合理的正火處理,不得有過熱和過燒現(xiàn)象。

        ②探傷鍛件材料中的夾雜物采用GB10561-2005的評級圖,A、B、C和D四類夾雜物均不大于2級。

        ③超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)必須符合JB/T5000.15-2000,判斷標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級以上。

        (3)輥?zhàn)渝懠{(diào)質(zhì)和焊接回火優(yōu)化(見圖1、圖2)。

        通過熱處理工藝的改進(jìn),連鑄輥的硬度由過去的40HRC提高到現(xiàn)在的42~47HRC,芯軸的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了950~1 050MPa。

        (4)堆焊材料的優(yōu)化。

        由于連鑄輥的材質(zhì)是42CrMo,含C量較高,在42CrMo鋼上堆焊一層含C量較低、塑性較好、有一定抗壓強(qiáng)度的耐磨合金過渡層10Mn2焊絲+431焊劑,然后使用堆414N的1Cr13NiMo焊絲和260焊劑,加入N元素,提高焊絲的活性,達(dá)到在焊接過程中自行消除焊接應(yīng)力,提高堆焊層的耐磨性能、耐冷熱疲勞性、抗高溫氧化性和沖擊韌性,提高連鑄輥的綜合性能,延長使用壽命的目的。

        5.輥?zhàn)颖砻嫘螤畹膬?yōu)化

        從現(xiàn)場實(shí)際觀察和分析看,結(jié)晶器足輥及彎曲段前五排輥在澆鋼過程中過熱,輥面冷卻不好,排渣不暢,容易在輥面上粘渣,當(dāng)粘渣累積到一定量后,造成輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn),繼而粘渣擠壓鑄坯造成鑄坯表面縱向凹陷、窄邊鼓肚、縱裂等缺陷?;谶@些原因,將輥?zhàn)颖砻嫔霞庸こ龅染嗟膎條排渣凹槽。經(jīng)過試驗(yàn)效果良好,于是在設(shè)計(jì)連鑄機(jī)上普遍使用凹槽輥,現(xiàn)在改進(jìn)后的結(jié)晶器足輥的壽命是原來光輥的5倍以上,彎曲段在線由原來的7天已提高到15天,并準(zhǔn)備進(jìn)一步提高在線使用周期。

        三、實(shí)施效果

        通過上述措施的探索,結(jié)晶器足輥過鋼量由改造前26 250t報(bào)廢提高到現(xiàn)在的26 250t的五倍以上;彎曲段自由輥由改造前7天下線拆檢到現(xiàn)在的15天下線對弧檢測后繼續(xù)使用五次以上。

        由于有了高精度設(shè)備的可靠依托,唐鋼第一鋼軋廠品種鋼種增加了管線鋼、焊瓶鋼、汽車大梁鋼、超低碳鋼等,在激烈的市場競爭中成為唐鋼的創(chuàng)效亮點(diǎn)。

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