大型底盤吊耳斷裂原因分析及預防措施

孫廣智　李金良

(中國第一重型集團公司煉鋼分廠，黑龍江161000)

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大型底盤吊耳斷裂原因分析及預防措施

孫廣智李金良

(中國第一重型集團公司煉鋼分廠，黑龍江161000)

摘要：鋼錠底盤在吊運過程中發生吊耳斷裂，分析了斷裂原因并制定了預防措施，為今后大型底盤吊耳設計積累了經驗。

關鍵詞：鋼錠底盤吊耳；斷裂分析；預防措施

我公司煉鋼廠7#真空室澆注了一支真空鋼錠，按工藝要求達到熱送時間后，在使用專用吊鉗夾持鋼錠冒口時，發現底盤粘連在鋼錠水口端。為防止底盤脫落，放棄使用吊鉗脫模熱送方案，改為用鋼鏈掛在下部底盤吊耳，通過吊運底盤使鋼錠模、鋼錠、底盤一同從真空室吊出，放置到煉鋼廠北部脫模區，通過氣割解決“粘盤”問題。起吊總重量是150 t，在起吊過程中，底盤吊耳突然斷裂，整套冶金附具連同鋼錠掉入真空室中。

1原因分析

對斷裂處取樣分析化學成分見表1。從表1可知吊耳材質是特配鑄鐵，屈服強度為200 MPa。

表1　吊耳斷裂處化學成分(質量分數，%)

在斷裂吊耳試樣上鋸切低倍試片和金相試樣，金相檢驗結果如圖1、圖2所示。

圖1　金相試樣

圖2　低倍試片

觀察金相試樣和低倍試片可知，吊耳本體存在大量疏松，吊耳組織不均勻，磷共晶量較多、造成材料力學性能降低，組織較硬脆。在斷裂吊耳上鋸切4個試樣做剪切強度試驗，試驗結果見表2。

表2　剪切強度試驗值

因吊耳處存在鑄造缺陷，使吊耳剪切強度僅為屈服強度的40%。

利用模擬軟件對底盤吊耳進行應力分析，并采用底盤吊耳原始數據，吊耳直徑250 mm，吊耳長度350 mm，單吊耳受力75 t，材質為特配鑄鐵，分析結果如圖3所示。

圖3　底盤應力分布模擬圖

根據模擬結果可知，最大應力出現在吊耳根部，吊耳實際斷裂處也在根部，與模擬結果吻合。最大應力為106.6 MPa，已經超過吊耳剪切強度實測值，底盤吊耳會在起吊過程中斷裂。

2預防措施

(1)優化吊耳化學成分，適量加入鉻、鉬、釩等元素，具有細化石墨和強化基體的作用。增加碳和硅含量會使鑄鐵強度和硬度下降，組織疏松。當碳、硅含量正好使鑄鐵得到均勻的石墨和珠光體時，鑄鐵力學性能最佳。

(2)脫模過程中采用吊底盤方式已違反安全生產操作規程，今后應杜絕此現象發生。為防止“粘底盤”現象發生，底盤鋪裝整體底盤套，采用整體底盤套既有利于提高鋼錠質量，又可大大降低 “粘底盤”現象發生。另外多次使用的底盤的“粘底盤”發生概率上升，應堅決予以淘汰。

(3)改進吊耳設計，增大圓柱型吊耳直徑和吊耳根部的圓角，設計完成都要經過數值模擬驗證。

3結論

通過此次吊耳斷裂事故，警示分廠內部必須嚴格按安全生產規程操作，改進底盤吊耳設計，優化底盤材質并使用整體底盤套。改進后底盤吊耳斷裂事故沒有再發生，為安全生產提供了有力的支持。

編輯李韋螢

中航檢測布局華東檢測中心落戶卓越鍛造公司

12月4日，中航檢測卓越檢測中心在位于惠山區玉祁鎮的中航卓越鍛造(無錫)有限公司(以下簡稱中航卓越)隆重揭牌，該中心是中航工業-中航金屬材料理化檢測科技有限公司(以下簡稱中航檢測)布局華東的唯一檢測中心，也是惠山區一家具有國家資質的第三方檢測中心，中心的成立，為無錫基礎制造產業轉型升級增添了新動力。無錫市、惠山區科技局、市場監管局以及地方政府領導、相關部門、相關企事業單位參加了揭牌儀式。無錫市科技局副局長趙建平、中航檢測總經理王林岐共同為中航檢測卓越檢測中心揭牌。

中航檢測和中航卓越同為中航工業中航重機成員單位，前者是整合鍛鑄優勢資源，打造集科研、檢測、數據分析、標準制訂為一體的理化檢測平臺。該平臺成立以來，整合了中航重機優勢檢測能力資源，以服務高端產業打造權威第三方檢測平臺為宗旨，深入推動中航檢測的市場化和國際化進程，成為中航集團基礎材料研究領域的重要力量，為中航工業的發展做出了重要貢獻。中航卓越是中航工業中航重機布局華東的鍛造公司。卓越檢測中心是中航工業檢測第三方服務平臺的重要構成，是中航檢測布局華東地區的唯一檢測中心，是具有第三方檢測資質能力的綜合檢測平臺。

近年來，中航卓越在科技創新工作中取得優異成績，公司先后取得“無錫市特大型環鍛件工程技術中心”、“國家級高新技術企業”等認定和榮譽稱號，積極申報省市級科研項目并獲得資金扶持，為無錫市、區科技創新工作做出了積極貢獻。

卓越檢測中心的成立，旨在將中航檢測能力覆蓋到鑄鍛業務布局華東的中航卓越，是中航重機布局華東的重要一環，也是中航工業軍民融合助推地方經濟發展的重要舉措。中心將以高水平的分析檢測能力，完善的質量管理評價體系，積極為無錫、長三角地區乃至更廣泛區域客戶提供公正、可靠、優質的第三方檢測服務，并影響和促進地區企業走技術創新、轉型升級的發展道路。同時，為地區特種金屬材料檢驗檢測和技術研發創造有力條件，也為無錫地區航空航天、燃氣輪機及核電等高端產業發展奠定堅實的基礎。

Fracture Reason Analysis and Preventive Measures

for Lifting Lug of Heavy Bottom Frame

Sun Guangzhi, Li Jinliang

Abstract：During the hoisting process, the lifting lug of ingot bottom frame appeared the fracture. Therefore, the fracture reason has been analyzed and the preventive measures has been prepared, so as to gather the experience for designing the lifting lug of heavy bottom frame in future.

Key words：lifting lug of ingot bottom frame; fracture reason analysis; preventive measure

作者簡介：孫廣智(1972—)，男，工程師，主要研究方向為模鑄工藝及設備。E-mail：hujiandong2004@163.com

收稿日期：2015—06—17

中圖分類號：TG115.21

文獻標志碼：B