黃春生，匡語唐

（新鋼公司線棒材廠，江西新余 338001）

新鋼高棒1#飛剪曲軸斷裂處置實(shí)踐

黃春生，匡語唐

（新鋼公司線棒材廠，江西新余 338001）

分析新鋼線棒材廠高棒生產(chǎn)線1#飛剪下曲軸裝刀架部分短軸斷裂的原因，制定實(shí)施應(yīng)急處置方案，提出改進(jìn)意見。

飛剪；曲軸；液氮冷裝工藝

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.26

0 前言

新鋼線棒材廠年產(chǎn)能100萬噸高棒的生產(chǎn)線，是在拆除舊線材生產(chǎn)線后建的新線，于2013年9月投產(chǎn)，主要生產(chǎn)設(shè)備均為國產(chǎn)。2013年8月22日，熱負(fù)荷試機(jī)時(shí)1#飛剪下刀架銅套出現(xiàn)燒死現(xiàn)象，此后在試產(chǎn)達(dá)產(chǎn)期間，飛剪故障不斷。2014年2月25日23：08，高棒生產(chǎn)線7H軋機(jī)堆鋼1#飛剪產(chǎn)生事故碎斷，在軸套潤滑條件、剪切負(fù)荷正常情況下，曲軸刀架安裝處出現(xiàn)斷裂（圖1）。為不影響生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)決定甩用該飛剪繼續(xù)生產(chǎn)。組織相關(guān)人員對事故進(jìn)行分析討論，制定應(yīng)急處置方案，盡快恢復(fù)1#飛剪功能，避免因堆鋼損壞其他設(shè)備而導(dǎo)致更大的事故。

圖1 小曲軸斷裂失效

1 曲軸斷裂原因分析

從現(xiàn)場調(diào)查分析來看，曲軸在發(fā)生事故前已經(jīng)存在明顯裂紋，裂紋在短時(shí)間內(nèi)迅速擴(kuò)展、劣化，最后在沖擊載荷作用下斷裂。通過對事故軸的進(jìn)一步檢測分析，可得出結(jié)論：①在金加工時(shí)，曲軸軸肩位存在加工應(yīng)力、未留過渡圓角；②從失效斷面及金相分析來看，鍛壓比未達(dá)到設(shè)計(jì)要求（即鍛壓比≥3），熱處理未達(dá)到預(yù)期效果；③曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，存在死點(diǎn)，導(dǎo)致局部受力過大，沖擊負(fù)載加劇了曲軸失效。

2 斷裂曲軸處置方案

由于事發(fā)突然，臨時(shí)甩掉1#飛剪恢復(fù)生產(chǎn)實(shí)屬非常規(guī)措施。一旦粗軋堆鋼無法碎斷，可能導(dǎo)致沖壞設(shè)備造成較大事故。但是，如果采取堆鋼時(shí)拍急停，又會造成處理堆鋼時(shí)間過長，既浪費(fèi)時(shí)間也浪費(fèi)金屬料，因此要求在3 d內(nèi)采取相對可行的應(yīng)急措施恢復(fù)正常生產(chǎn)。事故當(dāng)天，廠里組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行討論，制定應(yīng)急處置方案。經(jīng)過反復(fù)分析討論、查閱相關(guān)技術(shù)資料后一致認(rèn)為，在短軸斷裂的曲柄上鏜孔，植入1根短軸，可以達(dá)到原設(shè)計(jì)的受力要求。即在短軸斷裂處的曲柄上，鏜1個(gè)直徑190 mm、深135 mm的沉孔，然后將已加工好的短軸采用冷裝工藝植入，實(shí)現(xiàn)過盈配合（圖2）。

圖2 處置方案

該方案得到了制造廠家設(shè)計(jì)人員的確認(rèn)。方案確定后第二天開始實(shí)施，將飛剪整體送到公司機(jī)械制造廠進(jìn)行鏜孔及短軸加工（圖3）。短軸材料為 20CrNiMo，與曲柄采用過盈配合裝配，用液氮冷裝工藝將短軸植入，植入深度135 mm。在曲柄端部結(jié)合處用電焊焊接，然后打磨平滑。整個(gè)處置過程用時(shí)2 d，第三天上線安裝后恢復(fù)正常生產(chǎn)。

圖3 短軸結(jié)構(gòu)

3 效果

2014年2月28日恢復(fù)生產(chǎn)，裝置能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，已完成產(chǎn)量405多萬噸。近幾年實(shí)際生產(chǎn)證明，該處置方案滿足頭尾剪切及碎斷功能，有效規(guī)避了因甩用1#飛剪生產(chǎn)可能造成重大設(shè)備事故的風(fēng)險(xiǎn)，挽回了巨大停產(chǎn)損失，是一個(gè)較為成功的創(chuàng)新成果。

［1］王今先.啟停式曲柄飛剪剪切力能參數(shù)計(jì)算及仿真分析［J］.鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2005，17（1）：38-41.

［2］王海文.軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

［3］鄒家祥.軋鋼機(jī)械理論與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京：中國電力出版社，2009.

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〔編輯 吳建卿〕