拋丸對中厚板熱處理爐輥面結瘤的影響分析

于剛

摘 ?要：縱觀市面上的熱處理爐型來看，最為主流的仍是輥底式熱處理爐。但從實際應用來看，該爐型普遍存在著輥面結瘤的問題，這也是限制其進一步發展的核心因素。因為結瘤物的高度會超過輥面，導致熱處理后的鋼板中出現壓痕，無法滿足預期需要。根據拋丸技術相關研究結果可以發現，拋丸設備的性能以及丸料選擇同最終的拋丸結果有著密切關聯。本文主要圍繞丸料的直徑參數進行深入剖析，結合生產實踐來劃定中厚板對應的丸料參數。此外，參照丸料循環的基本理論，搭建起行之有效的丸料篩選機制，優化拋丸結果。

關鍵詞：中厚板;熱處理爐;輥面結瘤;拋丸;丸料篩分;除塵

熱處理操作作為金屬加工環節中必不可少的一環。能夠在保證金屬材料組分和結構不出現變化的條件下，對金屬材料的顯微組織進行調整，并優化表面的化學性質。確保金屬材料能夠達到預期的力學要求以及物化特性等。參照近年來的發展可以看出，部分中厚板公司逐步應用先進的軋制和冷卻技術，顯著提升鋼板的性能，彌補傳統工藝技術的不足。但熱處理操作仍然是不可缺少的重要環節，本質上是因為熱處理會提升鋼材的力學性能和物化指標，對實際生產制造起到十分關鍵的影響。本次研究的意義在于探究中厚板熱處理過程中出現結瘤的具體因素，剖析結瘤的變化過程。為更好發揮現有裝置以及工藝體系的作用奠定基礎，并給出相應的指導意見，降低結瘤的可能性，防止中厚板生產由于壓痕造成的報廢情況。

1爐輥結瘤成因分析

根據結瘤的具體區域，結構形態以及組分性質可以發現，結瘤的具體因素是外部氧化雜質進入到爐內。由于生產過程中爐內處于高溫狀態，輥面部分位置會黏著氧化雜質，伴隨爐料的逐步增多，爐內會積聚越來越多的氧化雜質，同時在高溫作用下會進一步附著在輥面上，導致結瘤問題的加劇。由于淬火處理的環境溫度較高，致使輥面附著的氧化雜質會被不斷壓實，最終鋼板上會出現明顯的輥印。此外，根據生產經驗可以看出，爐輥如果存在結瘤問題，板材厚度超過25mm且溫度達到870℃后，輥印就較為明顯。不僅如此，鋼板厚度越大，出現的輥印就會進一步加深。

爐內中出現氧化雜質主要有如下幾個來源：其一是鋼板經由熱軋處理后產生的氧化鐵皮未被拋丸全部去除;其二是拋丸處理后再次受潮引起氧化;其三是鋼板在切割過程中會出現殘渣或氧化鐵皮等。綜合來看，最后一個氧化雜質的來源影響最為嚴重，這是因為爐輥周邊800～1500mm區域內的結瘤問題尤為明顯。

除去外部的氧化雜質以外，出現結瘤問題的原因還可能是爐內構成了氧化環境，生成部分氧化鐵皮，熱處理本質上是利用天然氣和輔助試劑混合以后，通過輻射在管道內完成加熱處理。整體來看，爐體氣密性較優，所以內部含有的氧氣僅會是通過爐門啟閉時混入爐體內部或輔助試劑中殘留的氧氣。因為爐體氣壓為正，且爐門啟閉過程中會排放氮氣，所以氧氣很難混入其中;而輻射管道由于長期運行在高溫環境之中，陶瓷材料可能因為老化等問題出現破裂，造成金屬受熱不平衡出現裂痕等問題，或者因為金屬管道性能不達標產生燒穿現象，導致輔助試劑混入到爐體內部，形成氧化環境。但從實際停爐測定后，并未發現有明顯的管道破損問題，所以排除該原因。

2拋丸工藝對爐輥輥面結瘤的影響

對于拋丸操作的影響來說，可以劃分成單點和整體兩大類。其中造成單點拋丸同預期結果不匹配的原因較多。通常拋丸的潔凈程度和丸料參數有著密切關聯，且丸料飛出速度也會影響到最終效果。由此來說，拋丸處理的效果會受到丸料以及拋丸設備的影響，下面對其展開論述。

2.1拋丸器影響分析

電動機作為拋丸設備運行的動力源，也是丸料速度的供給源。當添加丸料后，分丸輪會隨之啟動，當丸料運行到葉片間時，會在葉輪的推動下，高速飛向鋼板。

拋丸量主要是指單位周期內拋丸設備總共拋出的丸料量。該指標越大，說明拋丸效率越高，且最終的拋丸結果越優良。具體的影響因素有以下幾個方面：電動機實際的運行功率、葉輪的旋轉速度、拋丸設備的組成架構和丸料的添加量等。提高葉輪的運行速度能夠增大拋丸量，但要以提升電動機功率為前提。因此優化拋丸設備的組成結構更加簡便易行。

2.2丸料大小影響分析

當丸料的直徑參數升高后，鋼板的清理效果越好，但如果直徑超出1.6mm后，拋丸效果明顯下滑，同時鋼板粗糙程度難以把控且存在明顯凹痕。由此來說，如果丸料直徑未達到0.5mm時，應當將其歸入到無效部分。當丸料量以及射入速度處于標準范圍內，增大丸料比重，就會獲取到更加優良的拋丸結果。

3改善拋丸效果的措施

期望拋丸設備發揮出應有作用，應當把控好下述幾個方面：其一，優化拋丸裝置的檢修體系。確保丸料循環模塊、清潔模塊以及灰塵處理模塊均處于標準工況。其二，選定最佳的拋丸速率，通常去除鋼板上附著較為緊密的氧化鐵皮時，要將速度參數控制在2m/min左右，這樣能夠保證鋼板在單位時間內經受更為密集的丸料擊打，以此提升拋丸效果。其三，確保丸料量符合預期目標。一旦丸料量無法達到需求后，拋丸結果顯著下滑，所以要確保丸料量始終處于標準范圍內。其四，確保丸料參數滿足需要。一旦丸料質量無法達到處理標準，就會直接影響到最終的拋丸結果。通常選用均勻回火馬氏體結構的丸料，且碳化物指標不得超過3級。其五，選定尺寸最優的丸料，如果丸料尺寸過小，其沖擊力度會明顯不足，同時清理效率嚴重下降，導致鋼板粗糙程度上升。基于實經驗來說，丸料直徑控制在1.2～1.8mm范圍內最佳。其六，經由丸料沖擊后，氧化鐵皮會變成粉末狀，因此要增設除塵系統。確保生產環境滿足要求，防止顆粒物對人體造成不良影響。此外，中厚板的拋丸設備為自動化裝置，操作艙內配備有高效的檢測模塊，能夠對板材參數和位置信息進行實時確認。但如果粉塵堆積過量，就會嚴重影響到自動化性能。

4結語

輥底式熱處理操作出現結瘤問題會直接影響到產品性能，這也是制約企業向前發展的主要問題。本文主要針對輥底式熱處理技術展開論述，探究結瘤的具體因素，給出多項可能原因。根據拋丸原理以及實踐結果選定最佳的丸料參數，以此對拋丸設備進行更好的優化改進。通過對改進設備展開為期一年的測評，可以看出拋丸效果滿足預期目標。

參考文獻

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