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        連退機組爐輥表面結瘤成因淺析

        2020-09-09

         1 爐輥結瘤成因分析 

        1.1 爐輥結瘤機理 爐輥結瘤的產生主要有兩種機制:一種是爐輥振動和爐輥傳動控制誤差使帶鋼和爐輥之間產生滑動(帶鋼和爐輥之間存在足夠的垂直壓力和切向剪應力),發生機械摩擦作用,在高溫時,帶鋼表面的氧化物、鐵屑等在輥子表面還原和粘結聚集,帶鋼和爐輥之間產生滑動粘著磨損和振動磨損造成帶鋼表面金屬脫落,形成爐輥輥面結瘤;另一種機制是由于輥子本身磨損氧化,輥子表面的氧化物附著聚集形成的[1~2]。 


        1.2 輥面結瘤成因

        1.2.1 連退機組清洗質量對結瘤的影響分析 連續退火機組入口的清洗段主要功能是完成對冷軋軋制過程中的帶鋼表面殘留乳化液或臟污的清洗。清洗不但對成品表面質量有著重要的意義,同時對連續退火爐內的氣氛清潔也有重要意義。 在實際生產中,帶鋼在清洗段清洗質量的好壞,對爐輥結瘤的程度也有一定的影響。清洗質量不佳主要體現在兩個方面:1)軋后帶鋼表面殘留鐵粉清洗不干凈;2)清洗后帶鋼表面殘留的清洗劑未沖洗干凈。其主要化學成分如圖1所示: 圖1 爐輥和爐襯表面殘留物成分分析 從圖中可以看出,na離子與k離子的含量較高,而含k和na的化合物主要來源于清洗段的清洗劑。這就說明在實際生產過程中,清洗段用于清洗帶鋼的清洗劑在清洗結束后未充分沖洗干凈,這些殘留物帶入退火爐,隨著時間的推移,將沉積于爐內爐輥和爐襯表面,久而久之形成”結瘤”。


        1.2.2 帶鋼表面在退火過程中產生的析出物分析 對1#、2#機組的帶鋼表面在退火過程中產生的析出物(以錳元素為例)進行實驗,其結果分析如圖2。 (a)1#機組析出物 (b)2#機組析出物 圖2 帶鋼表面析出物 通過對1#與2#機組帶鋼在退火過程中析出的錳元素的富集測試,均發現在退火過程中,帶鋼表面存在錳元素的富集,這些富集的合金元素在帶鋼與輥面發生相對滑動時,也易于積聚在爐輥表面,進而促使促進爐輥結瘤。 通過以上幾方面分析,爐輥結瘤的主要因素為:帶鋼表面由于清洗不徹底將氧化鐵皮或者堿液等殘留物帶入爐內;帶鋼表面在退火過程中產生的析出物(mn 、si等)也是可能產生結瘤的原因,但這種現象目前尚無明確的改進方向,因為實際生產中帶鋼的化學成分主要由用戶對性能的要求以及一貫制工藝要求決定。 


        2 爐輥結瘤的預防及控制措施 

        2.1 爐輥結瘤的預防措施 根據上述影響爐輥結瘤的原因分析,結合目前各連退機組的控制實踐,預防爐輥結瘤的主要措施總結如下。

        (1)嚴格控制清洗段的工藝流程,確保軋制后帶鋼殘留的乳化液和臟污清洗干凈,同時確保清洗劑殘留在清洗后續的漂洗工序清理干凈,保證爐子入口帶鋼表面的清潔度,減少帶入爐內的帶鋼表面的鐵粉、粉塵和氧化物。 

        (2)嚴格執行爐內升溫制度,在輻射管加熱段,點火燒嘴點火時爐內 氧氣含量控制在≤0.2%,主燒嘴點火時爐內氧氣含量盡量低(一般控制在≤0.1%),以減少爐內帶鋼表面氧化鐵皮的產生量(因氧化鐵皮熱膨脹系數低,在帶鋼通過爐輥傳送過程中,容易從帶鋼表面剝落后粘結到爐輥表面,促使輥面結瘤的產生)。 

        (3)調整爐輥轉速與帶鋼速度,使之同步,避免由于過大的速度差使得帶鋼表面殘留的鐵粉或是氧化物被帶到爐輥上,之后在高溫下又被粘結到帶鋼上。 


        2.2 爐輥結瘤的控制措施 當爐輥結瘤導致的麻點缺陷嚴重地影響機組生產和產品質量時,處理過程非常麻煩,且處理效果不佳。所以對爐輥結瘤的控制重點還是要加強預防。 而一旦出現這種缺陷,在長期的生產實踐過程中,現場操作維護人員也形成了許多寶貴的處理經驗,具體如下。

        (1)對生產計劃進行重新排布,安排過渡料,對爐輥進行修磨,將結瘤在爐輥上的異物打磨掉。 

        (2)當發現嚴重麻點問題時,及時切換對麻點不敏感的用戶產品進行生產,或切換生產不易產生麻點的薄料進行生產,通過這些產品與爐輥表面的作用,減輕或消除麻點的影響。

        (3)當發生嚴重的麻點缺陷,并且無法進行生產時,則果斷停機,進行爐輥更換作業。 


        3 結束語 本文通過各條連退機組的實驗數據,對爐輥結瘤的成因進行了分析,得出爐輥結瘤的主要因素為:由于帶鋼表面清洗不徹底,將氧化鐵皮或者堿液等殘留物帶入爐內;由于鐵粉的粘結性好,高溫高壓段容易結瘤;爐輥材質的不同也對結瘤的發生起著重要作用;2#、3#連退機組高溫段爐輥負載高、負載波動大、負載分配不均勻,冷卻段爐輥室加熱能力不足造成帶鋼在輥室內和輥面之間發生打滑亦是爐輥結瘤的主要因素。


        另外,帶鋼表面在退火過程中產生的析出物(mn 、si等)也是可能產生結瘤的原因。 同時,通過各條連退機組的生產實踐經驗總結出了一些行之有效的預防和控制爐輥結瘤的措施。

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