拋丸對中厚板熱處理爐輥面結(jié)瘤的影響分析

于剛

摘 ?要：縱觀市面上的熱處理爐型來看，最為主流的仍是輥底式熱處理爐。但從實(shí)際應(yīng)用來看，該爐型普遍存在著輥面結(jié)瘤的問題，這也是限制其進(jìn)一步發(fā)展的核心因素。因?yàn)榻Y(jié)瘤物的高度會(huì)超過輥面，導(dǎo)致熱處理后的鋼板中出現(xiàn)壓痕，無法滿足預(yù)期需要。根據(jù)拋丸技術(shù)相關(guān)研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，拋丸設(shè)備的性能以及丸料選擇同最終的拋丸結(jié)果有著密切關(guān)聯(lián)。本文主要圍繞丸料的直徑參數(shù)進(jìn)行深入剖析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐來劃定中厚板對應(yīng)的丸料參數(shù)。此外，參照丸料循環(huán)的基本理論，搭建起行之有效的丸料篩選機(jī)制，優(yōu)化拋丸結(jié)果。

關(guān)鍵詞：中厚板;熱處理爐;輥面結(jié)瘤;拋丸;丸料篩分;除塵

熱處理操作作為金屬加工環(huán)節(jié)中必不可少的一環(huán)。能夠在保證金屬材料組分和結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)變化的條件下，對金屬材料的顯微組織進(jìn)行調(diào)整，并優(yōu)化表面的化學(xué)性質(zhì)。確保金屬材料能夠達(dá)到預(yù)期的力學(xué)要求以及物化特性等。參照近年來的發(fā)展可以看出，部分中厚板公司逐步應(yīng)用先進(jìn)的軋制和冷卻技術(shù)，顯著提升鋼板的性能，彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝技術(shù)的不足。但熱處理操作仍然是不可缺少的重要環(huán)節(jié)，本質(zhì)上是因?yàn)闊崽幚頃?huì)提升鋼材的力學(xué)性能和物化指標(biāo)，對實(shí)際生產(chǎn)制造起到十分關(guān)鍵的影響。本次研究的意義在于探究中厚板熱處理過程中出現(xiàn)結(jié)瘤的具體因素，剖析結(jié)瘤的變化過程。為更好發(fā)揮現(xiàn)有裝置以及工藝體系的作用奠定基礎(chǔ)，并給出相應(yīng)的指導(dǎo)意見，降低結(jié)瘤的可能性，防止中厚板生產(chǎn)由于壓痕造成的報(bào)廢情況。

1爐輥結(jié)瘤成因分析

根據(jù)結(jié)瘤的具體區(qū)域，結(jié)構(gòu)形態(tài)以及組分性質(zhì)可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)瘤的具體因素是外部氧化雜質(zhì)進(jìn)入到爐內(nèi)。由于生產(chǎn)過程中爐內(nèi)處于高溫狀態(tài)，輥面部分位置會(huì)黏著氧化雜質(zhì)，伴隨爐料的逐步增多，爐內(nèi)會(huì)積聚越來越多的氧化雜質(zhì)，同時(shí)在高溫作用下會(huì)進(jìn)一步附著在輥面上，導(dǎo)致結(jié)瘤問題的加劇。由于淬火處理的環(huán)境溫度較高，致使輥面附著的氧化雜質(zhì)會(huì)被不斷壓實(shí)，最終鋼板上會(huì)出現(xiàn)明顯的輥印。此外，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可以看出，爐輥如果存在結(jié)瘤問題，板材厚度超過25mm且溫度達(dá)到870℃后，輥印就較為明顯。不僅如此，鋼板厚度越大，出現(xiàn)的輥印就會(huì)進(jìn)一步加深。

爐內(nèi)中出現(xiàn)氧化雜質(zhì)主要有如下幾個(gè)來源：其一是鋼板經(jīng)由熱軋?zhí)幚砗螽a(chǎn)生的氧化鐵皮未被拋丸全部去除;其二是拋丸處理后再次受潮引起氧化;其三是鋼板在切割過程中會(huì)出現(xiàn)殘?jiān)蜓趸F皮等。綜合來看，最后一個(gè)氧化雜質(zhì)的來源影響最為嚴(yán)重，這是因?yàn)闋t輥周邊800～1500mm區(qū)域內(nèi)的結(jié)瘤問題尤為明顯。

除去外部的氧化雜質(zhì)以外，出現(xiàn)結(jié)瘤問題的原因還可能是爐內(nèi)構(gòu)成了氧化環(huán)境，生成部分氧化鐵皮，熱處理本質(zhì)上是利用天然氣和輔助試劑混合以后，通過輻射在管道內(nèi)完成加熱處理。整體來看，爐體氣密性較優(yōu)，所以內(nèi)部含有的氧氣僅會(huì)是通過爐門啟閉時(shí)混入爐體內(nèi)部或輔助試劑中殘留的氧氣。因?yàn)闋t體氣壓為正，且爐門啟閉過程中會(huì)排放氮?dú)猓匝鯕夂茈y混入其中;而輻射管道由于長期運(yùn)行在高溫環(huán)境之中，陶瓷材料可能因?yàn)槔匣葐栴}出現(xiàn)破裂，造成金屬受熱不平衡出現(xiàn)裂痕等問題，或者因?yàn)榻饘俟艿佬阅懿贿_(dá)標(biāo)產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象，導(dǎo)致輔助試劑混入到爐體內(nèi)部，形成氧化環(huán)境。但從實(shí)際停爐測定后，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的管道破損問題，所以排除該原因。

2拋丸工藝對爐輥輥面結(jié)瘤的影響

對于拋丸操作的影響來說，可以劃分成單點(diǎn)和整體兩大類。其中造成單點(diǎn)拋丸同預(yù)期結(jié)果不匹配的原因較多。通常拋丸的潔凈程度和丸料參數(shù)有著密切關(guān)聯(lián)，且丸料飛出速度也會(huì)影響到最終效果。由此來說，拋丸處理的效果會(huì)受到丸料以及拋丸設(shè)備的影響，下面對其展開論述。

2.1拋丸器影響分析

電動(dòng)機(jī)作為拋丸設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力源，也是丸料速度的供給源。當(dāng)添加丸料后，分丸輪會(huì)隨之啟動(dòng)，當(dāng)丸料運(yùn)行到葉片間時(shí)，會(huì)在葉輪的推動(dòng)下，高速飛向鋼板。

拋丸量主要是指單位周期內(nèi)拋丸設(shè)備總共拋出的丸料量。該指標(biāo)越大，說明拋丸效率越高，且最終的拋丸結(jié)果越優(yōu)良。具體的影響因素有以下幾個(gè)方面：電動(dòng)機(jī)實(shí)際的運(yùn)行功率、葉輪的旋轉(zhuǎn)速度、拋丸設(shè)備的組成架構(gòu)和丸料的添加量等。提高葉輪的運(yùn)行速度能夠增大拋丸量，但要以提升電動(dòng)機(jī)功率為前提。因此優(yōu)化拋丸設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)更加簡便易行。

2.2丸料大小影響分析

當(dāng)丸料的直徑參數(shù)升高后，鋼板的清理效果越好，但如果直徑超出1.6mm后，拋丸效果明顯下滑，同時(shí)鋼板粗糙程度難以把控且存在明顯凹痕。由此來說，如果丸料直徑未達(dá)到0.5mm時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其歸入到無效部分。當(dāng)丸料量以及射入速度處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，增大丸料比重，就會(huì)獲取到更加優(yōu)良的拋丸結(jié)果。

3改善拋丸效果的措施

期望拋丸設(shè)備發(fā)揮出應(yīng)有作用，應(yīng)當(dāng)把控好下述幾個(gè)方面：其一，優(yōu)化拋丸裝置的檢修體系。確保丸料循環(huán)模塊、清潔模塊以及灰塵處理模塊均處于標(biāo)準(zhǔn)工況。其二，選定最佳的拋丸速率，通常去除鋼板上附著較為緊密的氧化鐵皮時(shí)，要將速度參數(shù)控制在2m/min左右，這樣能夠保證鋼板在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)受更為密集的丸料擊打，以此提升拋丸效果。其三，確保丸料量符合預(yù)期目標(biāo)。一旦丸料量無法達(dá)到需求后，拋丸結(jié)果顯著下滑，所以要確保丸料量始終處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其四，確保丸料參數(shù)滿足需要。一旦丸料質(zhì)量無法達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)直接影響到最終的拋丸結(jié)果。通常選用均勻回火馬氏體結(jié)構(gòu)的丸料，且碳化物指標(biāo)不得超過3級。其五，選定尺寸最優(yōu)的丸料，如果丸料尺寸過小，其沖擊力度會(huì)明顯不足，同時(shí)清理效率嚴(yán)重下降，導(dǎo)致鋼板粗糙程度上升。基于實(shí)經(jīng)驗(yàn)來說，丸料直徑控制在1.2～1.8mm范圍內(nèi)最佳。其六，經(jīng)由丸料沖擊后，氧化鐵皮會(huì)變成粉末狀，因此要增設(shè)除塵系統(tǒng)。確保生產(chǎn)環(huán)境滿足要求，防止顆粒物對人體造成不良影響。此外，中厚板的拋丸設(shè)備為自動(dòng)化裝置，操作艙內(nèi)配備有高效的檢測模塊，能夠?qū)Π宀膮?shù)和位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)確認(rèn)。但如果粉塵堆積過量，就會(huì)嚴(yán)重影響到自動(dòng)化性能。

4結(jié)語

輥底式熱處理操作出現(xiàn)結(jié)瘤問題會(huì)直接影響到產(chǎn)品性能，這也是制約企業(yè)向前發(fā)展的主要問題。本文主要針對輥底式熱處理技術(shù)展開論述，探究結(jié)瘤的具體因素，給出多項(xiàng)可能原因。根據(jù)拋丸原理以及實(shí)踐結(jié)果選定最佳的丸料參數(shù)，以此對拋丸設(shè)備進(jìn)行更好的優(yōu)化改進(jìn)。通過對改進(jìn)設(shè)備展開為期一年的測評，可以看出拋丸效果滿足預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] ?許亞軍. 減少輥底式熱處理爐輥面結(jié)瘤的措施[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，000（002）：36-36，37.

[2] ?覃永國，沈敏，羅立飛，等. 輥底式熱處理爐輥面結(jié)瘤分析與對策[J]. 工業(yè)爐，2015，37（004）：29-31.

[3] ?付強(qiáng). 氮?dú)獗Ｗo(hù)熱處理爐爐輥結(jié)瘤原因分析及改進(jìn)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，000（017）：53-53.