提高軋輥壽命的軋鋼工藝措施

魯現群 陳士超

【摘?要】軋輥在熱軋帶肋鋼筋的切分軋制過程中經常出現如爆槽、脫落、輥環碎裂、損毀等現象，通過分析，及實際生產實踐（石橫特鋼集團），通過優化冷卻軋輥手段降低運作溫度，并在寬度上對成品輥環進行增加，嚴格篩選制作原材、增加切分楔的使用壽命等等，眾多手段來解決輥環崩壞、爆槽、斷裂等諸多問題，平均提高軋機有效作業率近5%，軋輥損耗降低20個百分點。

【關鍵詞】軋輥;壽命;冷卻裝置;切分軋制;軋輥材質

1前言

直徑6-14毫米規格范圍熱扎帶肋鋼筋是山東石橫特鋼集團的主要產品之一，針對該產品研發設計了多線切分軋制技術，10mm直徑、12mm直徑、14-18mm直徑、20mm直徑產品，相對應的，在工藝上進行五線、四線、三線、兩線切分。在多線切分生產環境中，保持生產穩定性的最重要一環就是盡量的減少更換軋輥的次數，故此，良好的材質、更長的使用壽命對于軋輥來說是重中之重。

2生產中軋輥存在的問題及成因分析

問題一，爆槽、部分脫落使得導致成品報廢。現象：在軋槽的中心部位缺肉或向四周呈放射線狀缺肉。

問題二，輥環碎裂也會導致成品報廢。現象：在相鄰的兩個軋槽中間輥環崩壞碎裂，導致相鄰軋槽不能使用。

問題三，軋槽表面不光滑，出現麻點，不完美的品相會導致產品銷售受損。

問題四，導致更加嚴重堆鋼問題的軋輥損毀，此問題較為嚴峻。

成因分析：

（1）生產過程中軋輥溫度過高，不能及時冷卻會產生上述諸多問題。

（2）對原材料及工藝特點考慮不周，未能正確選擇軋輥材質導致爆槽、部分脫落、損毀等問題。

（3）軋槽間距不足、輥環材質硬度不足均有可能造成輥環損毀。

（4）在修復過程中未能將微裂的軋槽進行足夠到位打磨，導致二次使用時原有裂紋處繼續斷裂，導致爆槽等問題的出現，甚至軋輥損毀。

（5）在前次處理較大料型后，沒有馬上回調壓下量，造成軋輥軋槽連續的過大受力，導致損毀。

（6）軋輥本身出現問題，在生產過程中出現凹凸不平的現象。

（7）不正確的操作也極易出現軋黑鋼、零部件纏軋輥、不良接觸、堆鋼等現象造成軋輥損毀斷裂。

3工藝措施

企業在不斷求索優化工藝的方法，發現離心復合鑄造這項工藝技術的出現替代傳統技術，高速鋼軋輥在使用中，其更耐磨、強度更高等特點優于無限冷硬鑄鐵和高鉻鑄鐵。在優化產品品相、減少軋輥損耗等數據表現上也取得較大的成果。同時，企業也學會對不同產品進行差異化配置。

3.1軋輥冷卻裝置的改進

傳統軋輥冷卻常見問題：

問題一，由于設計之初分析不夠，傳統的一上一下水冷卻裝置均勻供水的設計，不夠合理的結果易導致軋輥周邊水量分布不合理。

問題二，對冷卻水的用量測算分析分配不合理，上下輥冷卻水量1：1的設置使得冷卻效果極易受短板軋輥的影響。

問題三，未能選用更合適的噴水器，缺少適合的設計及配型導致冷卻效率較低。

問題四，對如多切分橫向進程中，諸多水管冷卻效果是否一致、切分楔冷卻等問題，缺少更有針對性、更有效的研究。

針對軋輥冷卻裝置進行改進（圖1）

（1）采用一上二下三個水冷裝置的方式進行組合，上輥出口配一個、下輥進、出口各配一個，并將比例設定為4：6。

（2）用錐形實心噴頭替換原帶孔方盒設計，增加兩排橢圓形水縫，覆蓋寬度為5-8厘米至切分楔處，并以三倍的水量保證切分楔處的水量，用以控制此處溫度，延長其使用壽命。

（3）設置15°-35°的接近切線方向接觸的沖擊角度來對軋輥進行冷卻，避免垂直噴灑帶來的濺水問題。

（4）合理設置噴嘴密度，從剛脫離軋件位置向軋輥圓弧方向由密導梳排列，并逐級減少水量。

（5）嚴密安裝防水部件，如水管周圍安裝固定擋板，在軋機外部進行防水處理等等。

3.2冷卻水參數優化及供水系統的改造

本廠在投產新品棒材車間軋輥的冷卻水壓為0.3-0.5MPa。但在生產過程中因冷卻問題出現各種問題。為此，優化K1-K3架次，用濁中系統供水替換原來低濁系統，換用變頻電機，將水壓調整至0.8MPa并進行自動調整。同時，在每架設備上安裝總表，隨時人工手動調整水壓。

3.3孔型配置優化

以熱軋帶肋鋼筋K1（12毫米直徑）這個常規的成品輥品種為例，設計之初為19毫米的軋槽中心距，中間輥環的寬度則是7.8毫米。但實際應用過程中輥環呈現整塊崩壞的狀況，分析得出其寬度仍然不足、易產生裂紋直至崩壞。調整設計后將中心距增大至22毫米，寬度增加至10.8毫米。

3.4軋輥材質優化

鉻鉬無限冷硬球墨鑄鐵軋輥是石橫特鋼棒材車間一直采用的材質，生產效率較低。通過研究得出高速鋼軋輥用于20號架軋機、19號架軋機使用碳化鎢組合軋輥、15-18號架軋機高硼鋼軋輥，1-14號架軋機則繼續沿用之前的軋輥。

3.5工藝裝置平面配置改型

傳統棒線材生產過程中，軋機配置多為6+6+6（粗軋機、中軋機、精軋機）的組合方式，1架預切分，如此設置軋輥切分楔極易損壞。對此，本廠修改組合為6+6+4+4（粗軋機、中軋機、預精軋機、精軋機），同時，增加一架預切分架次。分擔設備壓力，延長設備使用壽命。

3.6避免不當操作

（1）導衛裝置不可接觸軋槽

（2）遵守軋輥冷卻水相關操作制度

（3）加強檢查力度，任何纏輥事故必須停機，并待冷卻后再停水處理。

（4）嚴格遵照工藝要求，嚴禁料型過大等現象。

（5）軋件頭部必須修剪干凈黑頭等問題。

3.7修復量要到位

在修復過程中務必要講缺陷修復到位，不能留有裂紋，任何裂紋都有可能影響成品質量。

4結語

上述一些列措施極大的延長了軋槽的使用時間，節約大量人力物力，并解決了輥環損毀的問題，同時，冷卻效果的提升也讓爆槽事故發生率接近為零，提高生產穩定性，降低消耗近1/5，年產量增加4萬T，為企業帶來極大的效益。

參考文獻：

[1]陳星，劉新靈，陶春虎，等.軋輥服役損傷行為及失效機制研究[J].失效分析與預防，2018，13（1）：60-66.

[2]趙強.論述高溫重載條件下提高軋輥疲勞壽命的方法[J].科技與創新，2017（12）：51-51.

[3]佚名.軋輥再制造及其表面強化技術的研究進展[J].材料保護，2019，52（2）：119-125.

[4]解寶良.軋輥車間常見軋輥探傷方法淺談[J].科學與財富，2017（15）：208-208，209.

（作者單位：河鋼邯鋼邯寶冷軋廠）