尹紅濱

摘 要：介紹了熱鍍鋅機組沉沒輥的基本結構，分析了沉沒輥在生產過程中的主要問題，并提出了沉沒輥的維護與相應的改進措施，以提高沉沒輥的工作性能和使用壽命，有效改善熱鍍鋅產品質量。

關鍵詞：熱鍍鋅;沉沒輥;維護;改進

在冷軋熱鍍鋅生產中，機組的鋅鍋內采用的沉沒輥設計，其結構構成主要包括沉沒輥、定位輥、穩定輥及其橫梁安裝框架機構。沉沒輥橫梁通過固定螺栓和定位銷安裝于鋅鍋上方兩側的基座上，沉沒輥則浸沒在460℃-600℃的鋅液內，并與帶鋼接觸，屬于從動輥。由于沉沒輥在鋅鍋內長時間的浸泡和腐蝕，其輥面質量逐漸下降，若不及時更換則會嚴重影響鍍鋅產品表面質量。但頻繁更換沉沒輥又必然會增加機組的停車次數，產量降低的同時，廢次產品大大增加，嚴重影響經濟效益。因此，有效延長沉沒輥的使用壽命對于提高熱鍍鋅產品質量、增效創收具有重要意義。

1 沉沒輥的結構

沉沒輥與穩定輥和定位輥統稱為鋅鍋三大件。沉沒輥機構由沉沒輥裝配體和支撐臂結構兩部分組成，浸沒于鋅液中的沉沒輥懸吊在兩側支撐臂下端的軸瓦內。其中沉沒輥裝配體由沉沒輥輥體、軸承座、軸套、壓環及石墨密封等組成。沉沒輥直徑通常取600-900mm，早期設計時，為增加設備的糾偏能力，沉沒輥輥面帶有一定凸度，但這種設計容易使帶鋼產生瓢曲缺陷，已被取締。

沉沒輥為從動輥，通過輥面與帶鋼表面間的摩擦力驅動。為了避免帶鋼在輥面上滑動，需保證兩者之間具有較高的摩擦系數。但處于兩者之間的鋅液具有良好的潤滑作用，猶如油膜軸承使帶鋼在輥面打滑。因此為了將鋅液和鋅渣及時擠壓排出，通常在沉沒輥輥面加工排鋅溝槽。比較常見的溝槽型式有環狀溝槽和雙螺旋溝槽兩種形式。

2 沉沒輥在生產過程中的主要問題

2.1 壽命短

使用壽命短一直以來是沉沒輥的致命缺陷。熱鍍鋅生產工藝一般要求沉沒輥的使用壽命約為15天，但普通沉沒輥的使用周期很難超過10天，尤其是鍍鋁鋅硅的壽命更短。輥子軸套磨損、輥面結渣、輥面磨損等是沉沒輥使用壽命短的主要原因。其中軸套磨損后將直接導致沉沒輥發生偏斜、振動、旋轉不暢，進而造成帶鋼跑偏、表面缺陷等問題。由于沉沒輥的使用壽命較短，機組換輥頻繁，生產效率低下，同時還會因停機換輥產生大量廢次產品，從而帶來巨大的經濟損失。

2.2 輥面結渣

沉沒輥在工作一段時間后，常會在輥面黏附一層不規則的鋅渣，其主要成份為Fe2Al5。這是由于在鋅液中含有少量的鋁和鐵，鐵與鋅發生反應形成鐵鋅合金，與鋁發生反應則形成Fe2Al5。由于鋅液密度為6.8kg/dm3，Fe2Al5密度為4.2kg/dm3，Fe2Al5會上浮形成表渣;當鍍鋁鋅硅時鍍液密度較小，為3.7kg/dm3，Fe2Al5就會下沉形成底渣。這些渣附著到沉沒輥上便會在輥面形成結渣。因此，普通沉沒輥上線連續使用5天左右，便會在帶鋼鍍層表面產生輕微壓痕，并隨時間逐漸惡化，10天以上時，就會因產品表面質量達不到要求而更換沉沒輥。實踐證明，在鍍鋁鋅硅時，沉沒輥結渣速度較快，兩周后輥面結渣厚度可達10-20mm，但相對于鍍鋅時輥面結渣層較薄，也較為均勻。

2.3 輥面缺陷

沉沒輥使用的工藝特點要求輥面具有很高的表面質量。當沉沒輥輥面質量較差時，鍍鋅產品表面易出現渣滓、溝槽痕跡等質量缺陷。在沉沒輥材質不斷改進的同時，其表面處理技術也在不斷改進。熱鍍鋅用沉沒輥常采用WC-Co、3%-9%B+Mo、Cr+W+Mo等涂層，并進行涂層的封孔處理。但在噴涂前必須首先消除沉沒輥的輥面缺陷或選擇無輥面缺陷的輥體進行表面處理。尤其是奧氏體不銹鋼材質的沉沒輥，因其塑性變形性能好，因此經車削等機械加工后容易掩蓋原有輥面缺陷，通常采用噴砂處理可檢查這些缺陷。

3 沉沒輥的維護與改進措施

3.1 改進材質

優質的沉沒輥應具有耐磨性好、抗腐蝕性能強、表面粗糙度適中及良好的尺寸熱穩定性。較早的沉沒輥軸套及輥身均采用0Crl3Nil3或類似耐熱不銹鋼類似的材質，耐磨性較差。改進后，軸套材料采用高鈷合金，輥身采用316L+Ti，不但能有效降低輥面結渣，且具有良好的熱穩定性和耐磨性，顯著提高了沉沒輥的使用壽命。

3.2 沉沒輥軸套的改進

當原料板形較差時，特別是帶鋼浪形嚴重時，沉沒輥表面與帶鋼不能均勻接觸，使得帶鋼張力不均，從而易發生跑偏現象，沉沒輥及帶鋼均會因帶鋼軸向滑動而被劃傷。經分析發現沉沒輥兩側軸端間隙過大，沉沒輥產生徑向跳動。通過改進軸套減小軸端間隙，這一問題得到有效控制。

3.3 提高沉沒輥裝配精度

沉沒輥的裝配精度將直接影響結構的受力情況，在進行沉沒輥裝配時，應在專用安裝調整架上進行，并嚴格控制裝配精度。

3.4 降低輥面結渣的影響

目前的技術還不能徹底解決輥面結渣，可通過以下措施降低輥面結渣的危害：①沉沒輥的一個使用周期內，須遵循帶鋼先寬后窄的原則;②采用刮刀以人工或自動的方法將輥面凸起的結渣刮掉;③嚴格控制鍍液的溫度范圍，正常生產時波動不宜超過±2℃，減少輥面結渣;④根據現場使用情況制定合理的沉沒輥更換周期;⑤沉沒輥輥面做噴涂處理，噴涂金屬陶瓷碳化鎢。

參考文獻：

[1]孫煥德，楊曉芳.熱鍍鋅機組沉沒輥軸套磨損理分析[J].寶鋼技術，1997（5）.

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