樊煒凱

（山東鋼鐵萊蕪分公司板帶廠，山東 濟南 271104）

由于軋輥在運轉(zhuǎn)時受到較大的沖擊荷載與軋壓制力，因此，對軋輥的抗疲勞強度以及耐磨損性能要求較高，尤其近年來隨著市場對軋鋼產(chǎn)品需求量的逐年增加，導(dǎo)致軋鋼生產(chǎn)工序中輥耗過大，進而增加了生產(chǎn)投入成本。在這種形勢下，如何提高軋鋼生產(chǎn)率，減少軋輥更換頻率，延長軋輥使用壽命，已成為冶金行業(yè)普遍關(guān)注的焦點問題。

1 軋輥在生產(chǎn)中存在的問題與原因分析

1.1 存在的問題

在生產(chǎn)過程中，軋輥較為常見的問題是爆槽、掉肉、輥環(huán)崩裂、軋槽出現(xiàn)麻點以及軋輥斷裂等。其中，爆槽、掉肉常常表現(xiàn)為軋槽中心部位出現(xiàn)不規(guī)則掉塊或者沿軋槽橫向或者周向線狀掉塊，出現(xiàn)這一問題，將直接影響軋鋼的產(chǎn)品質(zhì)量，使軋鋼成品成為廢品。輥環(huán)崩裂表現(xiàn)為相鄰兩個軋槽之間的輥環(huán)崩裂，造成與之相鄰的軋槽無法繼續(xù)使用，也容易使軋鋼成品變?yōu)閺U品。軋槽出現(xiàn)麻點雖然對軋鋼產(chǎn)品性能不會產(chǎn)生影響，但是會由于成品表面質(zhì)量問題而直接影響產(chǎn)品銷路。而軋輥斷裂，將造成嚴重的堆鋼故障，進而影響整個生產(chǎn)流程。

1.2 原因分析

產(chǎn)生上述問題的主要原因包括人為操作不當、冷卻效果較差、忽略軋材生產(chǎn)工藝要點以及軋輥自身的質(zhì)量問題等。不充分或者不適當?shù)睦鋮s容易在軋輥表層內(nèi)引起巨大的熱梯度，導(dǎo)致加速產(chǎn)生軋輥剝落的熱應(yīng)力，如果軋輥溫度過高，也會對軋輥的強度與耐磨性能造成影響，進而使軋輥產(chǎn)生爆槽、掉肉、燒裂甚至斷輥問題。如果在生產(chǎn)過程中，不考慮軋材與生產(chǎn)工藝特點，選擇軋輥材質(zhì)不恰當，或者由于人為操作失誤，出現(xiàn)軋件纏輥及堆鋼等現(xiàn)象，也會產(chǎn)生爆槽、掉肉與斷輥問題。

在實際生產(chǎn)作業(yè)當中，由于冶金鋼材料中常常含有SiO2、Al2O3或者硅酸鹽等脆性夾雜物，這些夾雜物的存在極易對軋輥的使用壽命造成嚴重影響，并且根據(jù)夾雜物的數(shù)量、大小、類型的不同，對軋輥壽命的影響程度也不盡相同。通常情況下，夾雜物越多、尺寸越大，危害性就越大，其中尤以棱面鋒利的夾雜物危害性最大。

2 延長軋輥使用壽命的工藝措施

2.1 改進軋輥冷卻裝置

為了提高冷卻水的利用效率，增強冷卻水的冷卻效果，可以采取改進軋輥冷卻裝置性能的方法，延長軋輥的使用壽命。過去，在設(shè)計軋輥冷卻裝置時，并未綜合考慮沿軋輥圓周方向的水量分布情況，只是遵循均勻供水的原則，配置上下兩套水冷裝置，這種設(shè)計方法，缺少對上下軋輥冷卻水需求量的準確判定與分析，導(dǎo)致冷卻效果不盡人意。因此，在原有軋輥冷卻裝置的基礎(chǔ)上，可以采取以下改進措施，使水冷裝置的各方面性能得到進一步優(yōu)化。

首先在上輥出口側(cè)配置一個水冷裝置，在下輥進口與出口側(cè)各配置一個水冷裝置，遵循上一下二的組合原則，使上下輥裝置的供水量比例為4：6。然后將方盒帶孔的軋槽冷卻裝置改為實心錐形噴嘴，并在切分楔位置增設(shè)兩排橢圓形水縫，使切分楔位置的水量是其它位置的三倍，以增強切分楔位置的冷卻效果。為了防止濺水量過大，應(yīng)將噴嘴的噴水方向?qū)堓伒臎_擊角度控制在15°～35°之間，使軋輥與冷卻水接近呈切線方向接觸，避免噴嘴向軋輥表面垂直噴水。另外在布置噴嘴時，應(yīng)當遵循由密到疏的原則，確保軋輥在脫離軋件位置后及時得到最高強度的冷卻，再沿著軋輥圓弧水量循序遞減[1]。最后在冷卻水管周圍用擋水板加以固定，以防止軋槽冷卻水噴濺到軋鋼機外。通過對軋輥冷卻裝置的改進，使軋輥工作時的溫度大幅降低，對保護軋輥部件，延長其使用壽命起到起到積極的助推作用。

2.2 精選材，促質(zhì)量

過去，生產(chǎn)和制作軋輥往往采用鉻鉬無限冷硬球墨鑄鐵材料，這種材料的穩(wěn)定性較差，尤其是中精軋架次每個軋槽的軋制量相對較低，極易影響軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量。因此，經(jīng)過大量的生產(chǎn)現(xiàn)場實驗表明，利用高速鋼材質(zhì)、碳化鎢組合材質(zhì)以及高硼鋼材質(zhì)制作的軋輥，穩(wěn)定性較高，使用壽命長，耐磨性能好，并且能夠大幅提升軋鋼成品質(zhì)量。

2.3 優(yōu)化孔型配置

以常規(guī)的熱軋帶肋鋼筋品種為例，直徑為12mm，初始軋槽中心距為19.0mm，中間輥環(huán)寬度為7.8mm，經(jīng)過現(xiàn)場實驗驗證，輥環(huán)的寬度與實際生產(chǎn)需求不相匹配，寬度的理論設(shè)計值較小，軋輥在持續(xù)運轉(zhuǎn)時，極易產(chǎn)生裂紋，進而造成輥環(huán)崩裂。因此，應(yīng)當對孔型配置的中心距與輥環(huán)寬度等參數(shù)進行優(yōu)化，即將軋槽中心距設(shè)計為22.0mm，中間輥環(huán)寬度則變?yōu)?0.8mm，輥環(huán)寬度的增加降低了軋輥在疲勞狀態(tài)下發(fā)生裂紋的幾率，進而延長了軋輥的使用壽命。

2.4 嚴格執(zhí)行生產(chǎn)標準，修復(fù)量精準到位

如果修復(fù)量不到位，軋鋼成品軋槽就會出現(xiàn)裂紋缺陷，繼而嚴重影響軋鋼成品質(zhì)量。因此，切分軋輥成品架次的車削量必須嚴格遵照生產(chǎn)標準，使修復(fù)量精準到位，比如以直徑為12mm的熱軋帶肋鋼筋為例，成品軋輥的車削量必須達到6mm，在保證車削量滿足設(shè)計要求的情況下，假若在生產(chǎn)過程中，個別軋槽仍然存在裂紋，則可以確定此類軋槽已不具備加工和使用價值。

2.5 調(diào)整冷卻水參數(shù)，改造供水系統(tǒng)

針對成品軋輥因冷卻不均而導(dǎo)致輥環(huán)掉塊或者爆槽現(xiàn)象，可以對軋輥的冷卻水管路進行改造和優(yōu)化，將濁低系統(tǒng)供水改為濁中系統(tǒng)供水，水泵的電機替換成變頻電機，同時，將水壓提升到0.8Mpa，并且結(jié)合生產(chǎn)流程，能夠自動調(diào)整水壓。比如可以在軋機供水總管上面增裝水壓表，操作人員根據(jù)水壓表示數(shù)，以手動調(diào)節(jié)的方法，將水壓控制在標準范圍內(nèi)，這樣既能夠保證冷卻效果，而且也節(jié)省了大量水資源[2]。

2.6 優(yōu)化工藝裝置平面配置

軋機裝置配置多為6架粗軋機+6架中軋機+6架精軋機的形式，預(yù)切分架次通常為1架，在這種配置形式下，軋輥切分楔極易勞損，軋制量也僅為3000t～4000t。因此，應(yīng)當對工藝裝置平面配置進行改型，精軋機與中軋機的數(shù)量不變，將預(yù)精軋機調(diào)整為4架，精軋機調(diào)整為4架，預(yù)切分架次由1架增至2架。改型后的工藝裝置減少了切分壓力，使切分壓下量呈現(xiàn)均衡分布態(tài)勢，不僅提高了單槽軋制量，而且也延長了切分楔的使用壽命。另外，飛剪的數(shù)量由3臺增至4臺，同時在4架精軋機組前設(shè)置了1次切頭，這就使軋件頭部對軋輥的沖擊破壞力大大減少。

2.7 遵照工藝流程，避免人為失誤

由于人為操作失誤的主觀原因?qū)е萝堓亯勖s短的情況也時有發(fā)生，因此，在實際生產(chǎn)當中，操作人員應(yīng)做到以下幾方面。其一是避免導(dǎo)衛(wèi)裝置與軋槽直接接觸，并嚴格執(zhí)行軋輥冷卻水的開關(guān)制度，避免換孔后頭部無水過鋼現(xiàn)象的出現(xiàn)。其二是進一步加大日常巡檢力度，如果在巡檢過程中，發(fā)現(xiàn)纏輥故障，應(yīng)當立即采取停機處理措施，當纏輥料溫度與室溫接近時，方可對廢鋼進行處理。其三是嚴格遵照生產(chǎn)工藝流程，在保證軋件料形的同時，防止單架次料形過大的現(xiàn)象，與此同時，操作人員在軋鋼機運轉(zhuǎn)前，先行清除軋件頭部黑頭，以防出現(xiàn)過黑鋼的情況。

3 結(jié)語

通過采取上述工藝措施，經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場實踐證明，徹底解決了輥環(huán)掉塊的問題，降低了操作工人的生產(chǎn)勞動強度，節(jié)省大量的人工投入成本，而且軋鋼機的有效作業(yè)率也提升4.8%以上，以直徑為12mm的鋼筋為例，負偏差率由5.5%提升至6.0%，輥耗降低20%，年度增產(chǎn)能力也超過4萬t以上。由此可見，提高軋輥的使用壽命不但能夠提質(zhì)增效，而且也能夠促進企業(yè)經(jīng)濟效益的大幅提升。隨著軋鋼工藝的日漸純熟，軋輥的使用壽命也逐步得到延長，在這種利好形勢之下，軋鋼產(chǎn)品的市場占有率必將實現(xiàn)質(zhì)的跨越，對促進冶金工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展也將起到推波助瀾的作用。