辊底式热处理炉炉底辊损坏形式分析及处理

2014年4月第43卷第2期总第245期云南冶金YUNNANMETAI工URGYAPR2014V0143NO2SUM245辊底式热处理炉炉底辊损坏形式分析及处理刘伟秦皇岛首秦金属材料有限公司，河北秦皇岛066326摘要辊底式热处理炉炉底辊运行状态的好坏直接影响到到钢板的外观和质量，通过分析炉底辊的损坏形式及原因，采取正确的处理措施，能够有效的延长炉底辊使用寿命，保护钢板的下表面质量，最终达到增收节支的效果。关键词辊底炉；炉底辊；鼓包；断辊中图分类号TG15511文献标识码A文章编号10060308201402008505ANALYSISONDAMAGEFORMSOFTHEBOTTOMROLLEROFROLLERHEARTHHEATTREATMENTFURNACEANDDAMAGETREATMENTUUWEIQINHUANGDAOSHOUQINMETALMATERIALSCO，LTD，QINHUANGDAO，HEBEI066326，CHINAABSTRACTTHEOPERATIONSTATEOFTHEBOTTOMROLLEROFROLLERHEARTHHEATTREATMENTFURNACEDIRECTLYAFFECTTHEAPPEARANCEANDQUALITYOFSTEELPLATEBASEDONANALYSISOFTHEROLLERDAMAGEFORMANDCAUSETHECORRECTTREATMENTMEASURESHAVEBEENTAKENTOEXTENDTHESERVICELIFEOFTHEMILEREFFECTIVELY，PROTECTTHELOWERSURFACEQUALITYOFSTEELPLATE，ANDACHIEVETHEDESIREDEFFECTOFINCREASEREVENUEANDRE。DUCEEXPENDITUREKEYWORDSROLLERHEARTHFURNACE；FURNACEBOTTOMROLLER；BUMP；MILERBREAKAGE1引言随着国内钢铁企业的大规模发展，辊底式连续热处理炉已经越来越多的出现在了中厚板生产线上，成为中厚板生产线的标准配置。辊底式连续热处理炉具备产量高、加热均匀性好、温度控制精度高、燃气单耗低的特点。辊底式连续热处理炉运行时，钢板在炉内完全依靠炉底辊向前运动，为了保证钢板的加热质量，炉底辊均未采用水冷的方式进行冷却，完全依靠本身材质在高温时的强度来保证不会弯曲变形。目前用到的炉辊材质主要有CR25NI35、CR24NI7NRE、CR25NI20、CR28NI48W5等。其中镍、铬市场价格高而且波动比较大，仅炉底辊一项就能够占到辊底炉总造价的25左右。炉底辊的使用情况直接关系到钢板的下表面质量和运行维护成本，因此查明炉底辊损坏原因，采取有效措施，延长其使用寿命是热处理生产组织的重中之重。2炉底辊常见损坏形式及解决办法我公司淬火炉为辊底式热处理炉，于2007年11月份投产，采用辐射管无氧化加热，采用天然气为燃料，最高加热温度为1000C，用于钢板的正火、淬火和回火生产，设计处理钢板厚度规格为5100MM，宽度为4200MM。淬火炉全长58640MM，有效炉长55470NLM，共有101根炉底辊，直径为380MM，设计壁厚25MM，全长6243MM，总重量1709KG，炉辊主要材质为CR25NI35。炉底收藕日期20130620作者简介刘伟1981一，男，河北石家庄人，工程师，从事工作中厚板热处理。85刘伟，等辊底式热处理炉炉底辊损坏形式分析及处理同一般位置的压痕深度相比，鼓包位置的压痕要深02MM以上。同时鼓包极易被钢板边部划伤，可以说出现鼓包后，压坑划伤、弯曲变形、断辊出现的几率也会大大增加，尤其是对钢板下表面质量而言，鼓包的危害是最大的，鼓包产生的原因如下211炉底辊与钢板的温差以炉温900C为例，人炉的钢板温度均为常温，而预热段炉炉底辊的温度则是在870OC左右。人炉钢板和炉底辊的温差很大，当钢板接触炉底辊时，炉底辊表面温度剧烈下降，此时炉底辊表面产生了温度不均的现象，由于热胀冷缩的原因，炉底辊接触钢板的部分产生收缩，而未接触钢板的部分仍然不变，容易导致炉底辊产生鼓包J。212超负荷运转当连续生产超过设计厚度规格的厚板时极容易出现炉底辊鼓包，如连续生产厚度超出设计厚度规格以上的钢板时，会引起炉底辊鼓包。超厚的钢板已经超出了炉底辊的设计负载，会引起炉底辊长时间处于弯曲状态产生疲劳，变形突起部分无法回缩从而形成鼓包。213铸造质量问题当炉底辊铸造质量较差，薄厚不均，存在严重的疏松缺陷及沿晶界腐蚀裂纹，长期工作在高温状态下，炉内气体沿内壁疏松和腐蚀裂纹往里渗透，随着沿晶破坏区的扩大壁厚有效面积减少，导致减薄位置的变形而形成鼓包J。214解决方法针对以上问题，首先应尽量避免生产厚度超规格的钢板，如不可避免则应安排好生产计划不能够长时间连续大规模生产超厚钢板。第二是要合理的设定炉温温度梯度，如将预热段温度设定为750OC，然后依次增加至900OC来缓解人炉钢板与炉底辊温度相差过大的问题。第三要对加工制造过程进行监督避免出现加工质量问题。第四可以采用壁厚加厚的炉底辊，加厚厚度至少为10MM以上，也可以先将预热段后部及加热段更换为壁厚加厚的炉底辊。经试验，在相同的使用条件之下，经过一年的使用期之后除正常磨损之外，厚壁辊基本上没有变化，没有出现鼓包的趋势，而薄壁辊则不同程度的出现了轻微鼓包的现象，直径在5080MM，高度在1MM左右，表面粒子被全部磨平。经过两年的使用期之后，厚壁辊表面的粒子一部分被磨平，表面出现了压坑，仍没有出现鼓包的趋势，而薄壁辊的鼓包则出现了扩大的现象，直径扩大至在100150MM，高度增加到2MM左右，部分鼓包边缘被钢板边部划伤。实验表明在相同的使用条件下，增加炉底辊壁厚可以有效延迟炉底辊出现鼓包的时间。22弯曲变形由于炉底辊未采取冷却措施完全依靠材质本身在高温时的特性和不停的转动来保持其在高温时负重不发生弯曲变形，但是在高温时如果炉底辊停转超过20MIN也会发生弯曲变形。当炉底辊弯曲变形后会有很大的安全隐患，弯曲变形后的炉底辊不可能保持相同的转动频率，因此各辊道面标高会不在同一基准线上，造成各个辊道载重不均，有可能仅两根变形严重的辊道就将整个钢板托起，导致其严重超载，超载会使辊道出现裂纹直至断裂。炉底辊弯曲变形和表面鼓包还会影响正常的物料跟踪，辊道弯曲变形使辊道负载增大，引起辊道电机过载报警，造成影像和实际钢板位置产生偏差，导致炉内钢板跑偏。跑偏后的钢板会直接撞击炉墙，将炉墙耐材全部损坏，此时只能够停炉处理。引起炉底辊弯曲的原因如下J221长时间停转长时间停转必然会导致炉底辊的弯曲，停转的原因主要有大面积停电、联轴器断裂、润滑不到位导致炉底辊轴承抱死三个原因。炉温在900左右时，停转超过20MIN左右，就可以导致炉底辊弯曲变形，弯曲量最大可以达到5MM以上，直至炉底辊报废。222超载当连续生产超过设计厚度规格的厚板时会导致炉底辊弯曲，如连续生产厚度大于100MM以上的钢板时，会引起炉底辊弯曲变形。223解决方法超载是炉底辊大量弯曲的主要原因，个别炉底辊弯曲的原因主要还是联轴器断裂和润滑不到位，因此在ET