不銹鋼帶光亮退火馬弗結(jié)構(gòu)優(yōu)化

摘 要：分析連續(xù)光亮退火爐馬弗在高溫中使用出現(xiàn)的主要缺陷形式及對(duì)應(yīng)的原因。針對(duì)各類缺陷形式，制定出合理的改進(jìn)方案，延長(zhǎng)馬弗使用壽命，提高設(shè)備有效作業(yè)率，降低生產(chǎn)加工成本。

關(guān)鍵詞：弗爐;高溫蠕變;結(jié)構(gòu)

不銹鋼光亮退火采用氨分解氣氛，在退火時(shí)該氣氛在1080℃高溫中可對(duì)奧氏體不銹鋼板材進(jìn)行保護(hù)，使板面具有良好的光亮、無(wú)氧化效果。馬弗是確保氣氛純度的重要設(shè)備，馬弗主要有兩種形式，一種是臥式連續(xù)爐，一種是立式連續(xù)爐。柳鋼中金950mm不銹鋼冷連軋機(jī)組配套8條雙帶臥式光亮退火爐，其生產(chǎn)的不銹鋼板具有良好的耐蝕性、高低溫性能、良好工藝性能，在建筑物的內(nèi)外裝飾、衛(wèi)生設(shè)備、儀器儀表等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。8條光亮退火機(jī)組由三個(gè)廠家提供設(shè)備，于2018年7月陸續(xù)投產(chǎn)，三家設(shè)備廠商提供的光亮退火馬弗，均出現(xiàn)較為嚴(yán)重的塌陷問(wèn)題，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響，如何快速高效的改善設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，是企業(yè)目前亟待需要解決的。

一、原因及分析

1、馬弗異常更換原因分析

1.1高溫蠕變引發(fā)的缺陷

如圖1所示，馬弗分為預(yù)熱段與加熱段，預(yù)熱段溫度控制在720℃，加熱段各溫區(qū)溫度控制在1080℃，由于預(yù)熱段使用溫度相對(duì)較低，通常情況下預(yù)熱段的使用壽命是加熱段壽命的2倍。通過(guò)對(duì)5條馬弗的檢查，其中2條因預(yù)熱段受加熱段塌陷嚴(yán)重影響無(wú)法分切利用，需要整條馬弗更換，其余3條切預(yù)熱段2M左右，加熱段全部更換。馬弗采用厚度為8mm的東方特鋼310S制作，整段更換與部分更換兩者維護(hù)費(fèi)用相差15萬(wàn)元，所以在使用維護(hù)中應(yīng)盡量避免整段更換。全新馬弗拱頂距離底面高度為680mm，馬弗拱頂距離石墨輥上表面距離為270mm。在使用溫度下長(zhǎng)期運(yùn)行，高溫蠕變會(huì)引起馬弗塌陷，兩端均有氣缸拉伸高溫蠕變的馬弗，通過(guò)拉伸減緩馬弗拱頂下塌的趨勢(shì)，但隨著使用時(shí)間的增漲，塌陷的馬弗拱頂造成帶鋼上表面劃傷從而引起鋼卷質(zhì)量缺陷，塌陷始于預(yù)熱段尾端終于加熱段中段，具體塌陷位置曲線如圖1中3所示，測(cè)量馬弗塌陷變形的最嚴(yán)重的地方變形拱頂距離底面最低處為400mm，如圖2所示。

1.2 兩立面鼓包

在馬弗拱頂塌陷的同時(shí)，兩立面在兩條筋板之間出現(xiàn)鼓包，最大鼓包高度約為50mm，同時(shí)發(fā)現(xiàn)部分焊接模壓筋板與馬弗間的焊道開(kāi)裂，測(cè)量裂開(kāi)焊道長(zhǎng)度為60-70mm。在馬弗使用末期未能提供良好的支撐。立面的變形導(dǎo)致石墨輥軸承座的安裝精度逐漸降低，變形最嚴(yán)重的兩條馬弗使用末期共計(jì)出現(xiàn)4次軸承卡死，3次軸承位機(jī)封擠出。但在馬弗變形中未見(jiàn)開(kāi)裂或燒穿現(xiàn)象。

二、方案及改進(jìn)措施

在馬弗使用過(guò)程中未出現(xiàn)燒穿，本文就不做講解分析。通過(guò)對(duì)重點(diǎn)缺陷原因分析并針對(duì)的提出改善方案，延長(zhǎng)馬弗是使用壽命，確保產(chǎn)品質(zhì)量和降低設(shè)備維護(hù)成本。針對(duì)馬弗塌陷改善如下：

2.1 馬弗連接方式

將預(yù)熱段與加熱段焊接連接方式改為對(duì)夾連接箱式，改后結(jié)構(gòu)如圖3所示。采用20mm厚的鋼板制作連接套，通過(guò)連接箱將預(yù)熱段與加熱段分離，可有效阻隔加熱段馬弗頂下塌傳導(dǎo)至預(yù)熱段。馬弗與端面法蘭焊接采用雙面焊接，確保在后續(xù)馬弗更換時(shí)，預(yù)熱段只需檢查焊縫是否存在焊縫開(kāi)裂，無(wú)需將預(yù)熱段部分切除，減去連接套的制作費(fèi)用后還能，降低維護(hù)成本2-3萬(wàn)元左右。原設(shè)計(jì)將軸承座焊接與馬弗上，馬弗兩立面面隨高溫蠕變導(dǎo)致兩側(cè)軸承座在垂直方向的變形，為避免在馬弗使用末期出現(xiàn)軸承位精度跑偏導(dǎo)致輥輪卡死等異常，現(xiàn)將軸承座改焊接在連接箱上，由于內(nèi)膽與外殼之間填塞有保溫材，外殼的溫度相對(duì)較低，且由于外殼采用20mm的厚板，相對(duì)變形較小，大大改善了因馬弗變形導(dǎo)致的石墨輥卡死，減少停機(jī)維護(hù)時(shí)間。

2 .2 加熱段焊接吊頂

在13.05米長(zhǎng)的馬弗加熱段上共計(jì)焊接31條模壓筋板，筋板采用厚度6mm的東方特鋼310S模壓制作，在馬弗上焊接間隔距離為400mm。沿帶鋼方向算第2條起，每間隔三條模壓筋板安裝一套，共計(jì)加裝6套吊頂，吊頂所用拉桿為M30*1000的310S雙頭牙螺桿，其頂部穿過(guò)保溫材固定于爐頂鋼構(gòu)處，可以防止馬弗蠕變產(chǎn)生的塌頂。

2.3 焊接調(diào)整

用ER309焊絲，選用脈沖焊機(jī)并用97.5%Ar+2.5%CO2混合氣體保護(hù)焊，CO2在焊接時(shí)能參與一定的反應(yīng)，可以去除焊接中產(chǎn)生的氫成份，而Ar的隔離保護(hù)作用要好于CO2，使焊接飛濺更小，焊縫更均勻，并有助于提高焊縫強(qiáng)度。馬弗及連接套均采用滿焊焊接，模壓筋板采用間斷焊接，焊道長(zhǎng)度120mm，在有吊頂?shù)奈恢每蛇m當(dāng)將焊縫的長(zhǎng)度延長(zhǎng)至160mm，可以有效防止焊道在使用過(guò)程中裂開(kāi)。

三、結(jié)論

經(jīng)過(guò)多年的臥式光亮退火爐馬弗使用和維護(hù)管理，積累了一定的工作經(jīng)驗(yàn)和失效問(wèn)題的處理方法，但未來(lái)需要在馬弗維護(hù)使用中不斷研究、探索新出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步延長(zhǎng)光亮爐馬弗使用壽命，提高設(shè)備有效作業(yè)率，降低生產(chǎn)加工成本。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：何秋陵（1986-），男，畢業(yè)于湖北汽車工業(yè)學(xué)院，廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司柳鋼中金頂鋒公司，主要從事冷軋機(jī)電設(shè)備管理工作。