許亞軍

摘 要：文章分析了中厚板輥底式熱處理爐輥面結瘤產生的原因，得出爐底輥結瘤主要是氧化鐵皮所引起的，通過采取改善控爐內氣氛、自然降溫實施通爐和改善拋丸效果等一系列措施，有效地控制了爐底輥結瘤的產生，滿足生產需求。

關鍵詞：輥底式熱處理爐；輥面結瘤；氧化鐵皮；輥印

前言

隨著國內鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，對通過熱處理工藝提升鋼板附加值的競爭尤為突出。國內各大鋼廠都建有自己獨立的熱處理車間，大都采用輻射管加熱的無氧化輥底式熱處理爐。熱處理爐爐底輥長期在以工業(yè)煤氣為燃料的高溫（850℃～980℃）環(huán)境下，起著轉動輸送鋼板的作用，會產生大量氧化鐵皮粘附在爐底輥上，對正火鋼板下表面造成摁壓，使下表面形成很多凹坑，形成輥印。嚴重影響到正火鋼板的表面質量，這就需要現(xiàn)場工人不定期的進行砂輥，這樣不但造成了爐底輥的損傷，也加大了職工的工作量，減少了生產時間。

1 概況

安鋼第二軋鋼廠熱處理爐是由引進國外技術設計、制造的一座氮氣保護輻射管加熱輥底式爐，用于6mm～100mm×1600mm～3250mm×6000mm～12500mm鋼板的正火、正火+回火、回火處理，加熱溫度為450℃～980℃，溫差±5℃，主要設備參數(shù)見表1。

表1 熱處理爐主要設備參數(shù)

自2009年投產以來，在生產中時常發(fā)生爐底輥表面形成的結瘤，導致厚鋼板下表面產生輥印（最大深度達1mm左右）而需大面積修磨，甚至報廢，尤其在生產厚規(guī)格鋼板更為嚴重。

2 結瘤形成的原因及分析

通過對爐底輥表面及剝落下來的大量結瘤物觀察發(fā)現(xiàn)，爐底輥表面呈堆積狀的氧化鐵皮，最厚的結瘤物由幾十層氧化鐵皮粘沾而成，厚度可達5mm左右，根據(jù)有關部門檢驗分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分為FeO、Fe2O3、Fe3O4。按照鐵——氧系平衡圖和鋼板表面氧化膜層的結構，結合生產實際可以推斷，爐底輥表面結瘤形成的原因：首先是輥面局部粘附小片氧化鐵皮，隨著裝爐量的增加，帶入爐內的氧化鐵皮也在增加，使輥面氧化鐵皮積累疊加，并在近乎熱熔狀態(tài)下發(fā)生高溫氧化，使輥面渣溜逐步增大。在正火高溫狀態(tài)下，輥面粘附的層狀氧化鐵皮在鋼板的碾壓下，一層一層疊加，變得越來越厚實，較厚鋼板通過時被其自身重量在下表面產生輥印。觀察出爐后鋼板成品輥印情況，容易出現(xiàn)輥印鋼板厚度在25mm以上，爐溫850℃以上。

2.1 拋丸效果不佳造成鋼板下表面氧化鐵皮被帶入爐內是結瘤形成的主要原因

熱處理爐配套的拋丸機采用鋼板移動式拋丸，因受拖動輥影響，鋼板下表面的氧化鐵皮不能完全去除，由于工藝設計部完善，沒有配套的下表面檢查設備，吸附在鋼板下表面的氧化鐵皮不易發(fā)現(xiàn)。另外，拋丸機原設計的機械清掃和風掃也存在缺陷，使拋丸后的氧化鐵皮經磁吸上料不能完全去除，隨鋼板帶入爐內。

2.2 爐內殘氧含量太高，爐內鋼板二次氧化為主要因素

爐內加熱是通過煤氣和助燃空氣混合，在輻射管內燃燒以熱輻射方式進行加熱的。爐膛內充滿氮氣且為正壓，因此爐內氧氣來源一是可能來自進出爐門開啟時進入的空氣，但爐門開啟時會有氮氣自動吹掃，空氣由此進入的可能性極小；二是人孔口密閉不嚴造成空氣進入，但人孔口墊有密封條由螺栓緊固，且外圍打有密封膠，由此進入的可能性也為極?。蝗怯捎诿簹赓|量等影響，輻射管長期在高溫下燃燒，其陶瓷內管質量和使用壽命等原因破碎、斷裂，造成外管直接面對火焰產生裂紋甚至斷裂，使助燃空氣從裂縫處進入爐膛內部造成的氧化氣氛。停爐檢查也驗證了此為主要因素。

2.3 高溫正火情況下，更易形成結瘤

通過檢修進爐可以看出，正火工藝停爐后結瘤嚴重；低溫回火工藝后停爐后，爐底輥基本沒有結瘤情況。

3 減少與控制輥面結瘤采用的措施

3.1 改善拋丸效果

一是通過改善下表面拋丸器拋射角度，有效增加更多丸粒拋向鋼板表面；二是將拋丸鋼板運行速度設定為2m/min，鋼板表面單位面積上在單位時間內接受丸粒的打擊密度就能增加；三是淘汰原設計使用的鋼絲切丸，選用粒度直徑Φ1.6、硬度為HRC50的水淬式鋼丸。另外，增加拋丸后在線刷輥或人工清掃來彌補原設計的機械清掃和風掃存在的缺陷。通過以上方法拋丸質量有所好轉，等級可達到Sa2.0。

3.2 在線監(jiān)控爐內氣氛，發(fā)現(xiàn)波動及時處理

增設爐內微量氧在線分析儀，隨時監(jiān)測爐膛內氧氣含量，當發(fā)現(xiàn)爐內氧氣含量突破臨界值時，立即關停，進行對比檢查并更換破損輻射管。通過在爐膛內設置2～4個監(jiān)測點，縮小了檢查范圍，提高了排除故障的速度。當出現(xiàn)氧含量較高但輻射管燃燒正常時，可增加入爐氮氣流量，清洗沖刷爐內氣氛，降低氧含量。另外，還需定期檢查輻射管燃燒質量，及時調整空煤比，保障輻射管內燃燒均勻，避免燒裂、燒穿輻射管，延長輻射管壽命。

但如何更為迅速準確檢查判斷破損輻射管，或有效地實施輻射管負壓狀態(tài)下工作，避免空氣進入爐膛內，還需進一步實驗和探索。

3.3 合理配置自然降溫實施通爐

在自然降溫以進行停爐檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)大部分渣溜已從輥面脫落，少量粘附于輥面的結瘤物也已變得疏松。這是由于爐底輥與結瘤物的材質完全不同，二者的物理性能和線膨脹系數(shù)不同所致。疏松的結瘤物受到輕微的撞擊，就會脫落。采用在爐溫自然降至500℃～550℃和350℃～400℃，分兩次使用冷鋼板連續(xù)快速循環(huán)進爐實施通爐，對結渣物進行撞擊，最好的通爐應該是專門定做加工的下表面刻有“S”槽的專用較厚鋼板。

3.4 優(yōu)化熱處理生產工藝，實現(xiàn)正火、回火工藝交替生產

以往的措施表明，采用自然降溫實施通爐，可以有效防止輥面結瘤物的形成，但由于熱處理爐的保溫性非常好，自然降溫速度緩慢，實施通爐后，再提溫生產，熱處理爐生產效率受到影響。而回火生產爐溫低，由于低溫回火鋼板表面強度較高，可以起到冷鋼板通爐效果，提高熱處理爐生產效率，使輥面結瘤物對鋼板下表面質量的影響相對小，這一點在實際生產中得到了印證。因此，在人工進爐消除輥面結瘤物后，先進行正火生產，在同一工藝溫度下先裝較厚鋼板，再裝薄鋼板，當裝爐量達到一定數(shù)量后，降溫進行回火生產2～3個班后，提溫再進行正火生產。以上模式可以重復，直到輥面結瘤惡化，安排停爐處理。

4 效果分析

4.1 有效減少與控制爐底輥結瘤的形成

4.2 鋼板表面質量得到提升，異議質量未見發(fā)生

4.3 延長爐底輥使用壽命

在不停爐情況下消除了結瘤，減少了熱處理由于升降溫造成爐底輥冷熱膨脹次數(shù)，延長使用壽命。

5 結束語

采取上述措施后，有效地減少了鋼板輥印的產生，2014年（1～9月份）年與2012年、2013年比較，熱處理爐生產效率得到了提升；同時減少了輥印修磨量，降低了工人的勞動強度。但是，要徹底解決熱處理爐的結瘤問題，還有待于新型爐底輥和輻射管的研制，以及對拋丸機的改造。

參考文獻

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