800軋機樹脂主瓦燒損事故原因分析與改進

王芝，劉鐵軍

（湖南華菱湘鋼棒材廠，湖南 湘潭 411101）

1 概述

800 軋機是我廠二棒生產線開坯機粗軋機，連鑄坯料有300×430、240 方、150 方，開軋溫度1050℃左右。經加熱達到在爐時間和出鋼溫度的鋼坯由出爐輥道和輸送輥道送入800 軋機進行粗軋開坯。800 軋機采用二輥可逆式粗軋機，孔型系統選用箱型孔型系統，根據軋制規格和半成品的尺寸選用不同的原料斷面和軋制道次，原料斷面適應性強，軋制道次和壓下量可靈活多變。

800 軋機軋輥軸的軸頸主瓦，選用材質為加入了石墨的布基酚醛樹脂復合材料。在軋制矩形坯430×300mm 時，800 主瓦磨損最快，軋制150 方坯時磨損速度稍慢。2011～2013年，特別是2013年，一年內800 主瓦出的磨瓦燒瓦事故達到30 次，均造成了被迫停機搶修，每次停機事故時間在一個小時左右。國內多家軋鋼廠開坯機已采用滾動軸承，而我廠由于各方面原因，一直沿用樹脂瓦滑動軸承。軸承是設備的心臟，所以對樹脂瓦主瓦的維護及降低事故顯得非常重要。

2 主瓦事故原因分析

發生多起磨瓦燒瓦事故后，召開多次事故分析會。通過各專業技術人員頭腦風暴，進行事故原因分析總結，得出之前的磨瓦翻瓦事故主要原因如下：

（1）供水膠皮水管偏軟，容易呈“V”形堵塞。

（2）供水膠皮水管未綁好，在軋制中掉落，且未被及時發現。

（3）供水管道支路多，機架輥和主傳動軸供水共用，造成主瓦水壓不足。

（4）主瓦水槽結構不合理，供水管噴淋的冷卻水不能進入到主瓦中心。

（5）主瓦材質有改變，耐磨性石墨量降低。

（6）軋輥輥頸部位變得粗糙，相互影響惡性循環。

綜合以上原因，主要是主瓦磨損部位進水量不足，水膜難以形成，存在干磨現象，造成輥頸部位局部溫度急劇升高，轉動到非主瓦接觸部位又與大量冷卻水接觸，存在局部激冷，產生表面微裂紋，摩擦中使輥頸變得粗糙形成惡性循環，主瓦磨損加劇。

3 改進措施

針對水量不足的因素，對現場供水系統提出了幾條改進措施。

（1）改變供水膠管的材質，由普通輸水管改為硬厚的高壓膠管，避免“V”形堵塞。

（2）保證計算水管長度，不被軋輥收放輥縫時扯開。綁雙道鐵絲防止水管掉落。

（3）主瓦單獨供水，避免水管支路對水壓的影響。改進后，主瓦水壓穩定在3.2～4.0bar。

（4）主瓦接觸面水槽改進，第一次試驗由“芯部無槽”改為“有周向三槽”；第二次試驗，改為“X 型槽”；第三次試驗，增加“中心孔”供水，改善中心部位水流量。

（5）改進主瓦的材質，增強耐熱耐磨性能。在原來基礎上，加入鉬酸改性，生成鉬酚醛樹脂。另外，查閱國內論文，針對現場工況，采用硼改性方法的效果應該更佳，但是價格高，目前暫未采納。

（6）粗糙輥頸堆焊處理，粗糙度由Ra12.8 達到了Ra1.6。

4 措施實施

通過上面提到的6 條改進措施的實施，都取得了一定的效果，減少了磨瓦燒瓦事故的發生，但改進措施的核心是主瓦冷卻水槽的改進。故本文接下來重點介紹主瓦水槽的結構設計，即改進措施5。

圖1 改進前的主瓦三維圖示

2012年以前，沿用初始設計，無頂部芯部水槽，只有開放式的噴水水管噴射冷卻水。存在頂部中心高熱情況，容易發生樹脂主瓦粘著燒瓦、主瓦翻出的事故。即使在正常情況下，每塊主瓦在線過鋼量也只有8000～10000t，軋輥上下線頻繁，800 換輥檢修次數多，月產量低。

圖2 第一次改進的三維圖示

圖3 第二次改進的主瓦三維圖示

圖4 第三次改進的主瓦三維圖示

2012年第一次改進試驗，由“芯部無槽”改為“有周向三槽”。雖然頂部有少量的冷卻水被轉動的輥頸帶上去，大大降低了燒瓦和翻瓦事故，但是改進后不到一年，由于周向水槽所形成的水路成環條狀，造成輥頸出現環線條狀銹跡和凸起筋，瓦的磨損速度加快很大。造成2013年磨瓦事故，出現到不可控制的地步。現場因磨瓦速度快，臨時換輥或者換瓦座工作增多，工人勞動強度增大，改進不成功（圖2）。

2013年第二次改進試驗，改為“X 型槽”。此后兩年時間內，降低了磨瓦速度，翻瓦事故也進一步減少。但是出現輥頸容易發熱磨損，輥頸部位出現整區磨損凹陷。輥頸變小后，造成軋制精度低，輥頸都需堆焊磨光滑加強后才能正常使用（如3）。

2016年第三次試驗，增加“中心孔”供水，增大中心部位水流量，此次改進方式一直沿用至今。改進后磨瓦速度進一步降低，對輥頸表面粗糙的適應性增強。輥頸本身的磨損速度也降低不少，輥頸不堆焊也能正常使用，過鋼量30000t 也不需要換瓦，這個數據在原基礎上提高了兩倍（圖4）。

5 結語

現場故障處理及預防，需要有針對性地進行分析改進。通過對800 主瓦供水工況的改進，取得了很好的效果。幾次改進后，燒瓦、翻瓦、磨瓦事故得到了有效控制。即便對于輥頸粗糙的軋輥，磨損也比較緩慢，在一個軋制上線周期內（過鋼量30000t）可以不用換瓦，大大降低了換輥次數，給生產高產量提供了基礎。