新鋼高棒1#飛剪曲軸斷裂處置實踐

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線1#飛剪下曲軸裝刀架部分短軸斷裂的原因，制定實施應急處置方案，提出改進意見。

飛剪；曲軸；液氮冷裝工藝

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.26

0 前言

新鋼線棒材廠年產能100萬噸高棒的生產線，是在拆除舊線材生產線后建的新線，于2013年9月投產，主要生產設備均為國產。2013年8月22日，熱負荷試機時1#飛剪下刀架銅套出現燒死現象，此后在試產達產期間，飛剪故障不斷。2014年2月25日23：08，高棒生產線7H軋機堆鋼1#飛剪產生事故碎斷，在軸套潤滑條件、剪切負荷正常情況下，曲軸刀架安裝處出現斷裂（圖1）。為不影響生產，當時決定甩用該飛剪繼續生產。組織相關人員對事故進行分析討論，制定應急處置方案，盡快恢復1#飛剪功能，避免因堆鋼損壞其他設備而導致更大的事故。

圖1 小曲軸斷裂失效

1 曲軸斷裂原因分析

從現場調查分析來看，曲軸在發生事故前已經存在明顯裂紋，裂紋在短時間內迅速擴展、劣化，最后在沖擊載荷作用下斷裂。通過對事故軸的進一步檢測分析，可得出結論：①在金加工時，曲軸軸肩位存在加工應力、未留過渡圓角；②從失效斷面及金相分析來看，鍛壓比未達到設計要求（即鍛壓比≥3），熱處理未達到預期效果；③曲柄連桿機構設計不合理，存在死點，導致局部受力過大，沖擊負載加劇了曲軸失效。

2 斷裂曲軸處置方案

由于事發突然，臨時甩掉1#飛剪恢復生產實屬非常規措施。一旦粗軋堆鋼無法碎斷，可能導致沖壞設備造成較大事故。但是，如果采取堆鋼時拍急停，又會造成處理堆鋼時間過長，既浪費時間也浪費金屬料，因此要求在3 d內采取相對可行的應急措施恢復正常生產。事故當天，廠里組織相關技術人員進行討論，制定應急處置方案。經過反復分析討論、查閱相關技術資料后一致認為，在短軸斷裂的曲柄上鏜孔，植入1根短軸，可以達到原設計的受力要求。即在短軸斷裂處的曲柄上，鏜1個直徑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，實現過盈配合（圖2）。

圖2 處置方案

該方案得到了制造廠家設計人員的確認。方案確定后第二天開始實施，將飛剪整體送到公司機械制造廠進行鏜孔及短軸加工（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。在曲柄端部結合處用電焊焊接，然后打磨平滑。整個處置過程用時2 d，第三天上線安裝后恢復正常生產。

圖3 短軸結構

3 效果

2014年2月28日恢復生產，裝置能正常運轉，已完成產量405多萬噸。近幾年實際生產證明，該處置方案滿足頭尾剪切及碎斷功能，有效規避了因甩用1#飛剪生產可能造成重大設備事故的風險，挽回了巨大停產損失，是一個較為成功的創新成果。

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

［2］王海文.軋鋼機械設計［M］.北京：機械工業出版社，1983.

［3］鄒家祥.軋鋼機械理論與結構設計［M］.北京：中國電力出版社，2009.

TG315.5

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〔編輯 吳建卿〕