1780 Phân tích nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa cho sự bong tróc của các lô dự phòng trong quá trình cán nóng liên tục

Tóm tắt: Phân tích quá trình bong tróc và mẻ của cuộn dự phòngs ở các cạnh của cuộn dự phòngs của máy phay thô nóng song song Angang năm 1780 đã được tiến hành. Người ta tin rằng sự cứng hóa khi làm việc, sự mài mòn không đều, các vết nứt nhỏ do mỏi và thiết kế vát mép bên của con lăn không hợp lý là những lý do chính gây ra tình trạng bong tróc của con lăn. Dựa trên các điều kiện sử dụng thực tế, các phương pháp sử dụng và bảo dưỡng hợp lý và các biện pháp phòng ngừa được đề xuất.

Từ khóa: cán nóng; cuộn dự phòng; bong tróc; vết nứt nhỏ do mỏi

Giới thiệu

Trong bốn cao máy cán Đối với sản xuất thép tấm và thép dải, các lô làm việc tiếp xúc trực tiếp với phôi cán, gây ra biến dạng dẻo của phôi cán, liên quan chặt chẽ đến chất lượng bề mặt và hình dạng của phôi tấm và thép dải. Lô dự phòng chịu hầu hết mô men uốn, ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất ổn định, đặc biệt là hình dạng mặt cắt ngang của phôi tấm và thép dải. cuộn dự phòng đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sản xuất. Một mặt, chu kỳ thay thế của lô dự phòng tương đối dài, đặc biệt là khi xảy ra tai nạn, ảnh hưởng lớn đến dây chuyền cán; mặt khác, chi phí sản xuất lô dự phòng cao. Mỗi lô có thể tốn hơn một triệu nhân dân tệ. Khi xảy ra tai nạn lô dự phòng, đường kính của lô đỡ bị mất, gây ra tổn thất kinh tế lớn. Ngay sau khi hoạt động cán nóng liên tục năm 1780 của Công ty TNHH Sắt thép An Dương được đưa vào hoạt động, một vụ tai nạn nghiêm trọng đã xảy ra trong đó đầu lô đỡ của máy cán thô bị rơi ra. Bài viết này phân tích lý do tại sao lô đỡ bị bong ra và kẹt, và thực hiện các biện pháp cải thiện và phòng ngừa tương ứng theo cách có mục tiêu.

Tình hình cơ bản của cán nóng liên tục năm 1780

Dây chuyền cán nóng liên tục 1780 là một trong những dây chuyền sản xuất quan trọng trong kế hoạch chiến lược điều chỉnh cơ cấu sản phẩm của Anyang Iron and Steel. Trong giai đoạn đầu tiên, 2 lò nung dầm di động, 1 máy cán thô đảo ngược bốn cao với các con lăn đứng, 1 máy cắt bay, 7 máy cán hoàn thiện bốn cao liên tục và 2 máy cuộn sẽ được xây dựng, với sản lượng hàng năm là 175 triệu tấn. Trong giai đoạn thứ hai, một lò nung dầm di động, một máy cán thô hai con lăn và một máy cuộn sẽ được xây dựng, với sản lượng hàng năm đạt 3,5 triệu tấn và một đơn vị san lấp và cuộn có sản lượng hàng năm là 800.000 tấn sẽ được bổ sung. Bố trí quy trình được thể hiện trong Hình 1. Các điều kiện cán của dây chuyền cán được thể hiện trong Bảng 1.

Lò nung số 1-3 (dự phòng); Lò nung số 2-2; Lò nung số 3-3; Máy tẩy cặn thô 4; Máy nghiền trục đứng 5-R1 (dự phòng); Máy nghiền trục đứng 6-R1 (dự phòng); Máy nghiền trục đứng 7-R2; Máy nghiền thô bốn tầng 8-R2; Vỏ cách nhiệt phôi trung gian 9; Máy cắt bay 10 đầu; Máy nghiền trục đứng 11-F1E; Máy nghiền trục đứng 12-Máy cán hoàn thiện bảy giá đỡ; 13—Phòng đo lường; 14—Làm mát dòng chảy tầng; 15—Máy cuộn số 1; 16—Máy cuộn số 2; 17—Máy cuộn số 3 (dự phòng); 18—Máy đóng kiện số 1; 19—Máy đóng kiện số 2; 20—Máy đóng kiện số 3 (dự phòng); 21—Dây chuyền kiểm tra tháo cuộn; 22—Máy đóng kiện số 4; 23—Máy phun số; 24—Dầm đi bộ kho

Hình 1 Sơ đồ quy trình cán nóng liên tục (hộp chấm bi biểu thị thiết bị dự trữ)

Bảng 1 Tổng quan về 1780 trục cán nóng liên tục

Bóc các cạnh của R2 cuộn dự phòng của nhà máy thô

Lô dự phòng nơi đầu lô bị bong ra là lô dự phòng dưới của máy cán thô R2. Tổng cộng đã cán 114.000 tấn thép. Khối cạnh xảy ra ở một đầu của mặt truyền động của thân lô. Hướng chu vi gần 1000mm, chiều rộng trục là 200mm và hướng xuyên tâm là 90mm. Sau khi ra khỏi máy, độ cứng của bề mặt lô được đo và tối đa là HS71.2.

Xét theo hình thái của mép bị gãy của con lăn dự phòng, nguồn gốc của vết nứt xuất hiện trên bề mặt con lăn, và không thấy tạp chất hoặc khuyết tật giãn nở nguồn nứt nào ở các bộ phận khác. Xét theo hiện tượng này, tổn thất thịt ở bộ phận này chủ yếu là do các vết nứt nhỏ do mỏi gây ra do ứng suất cạnh quá mức. Các vết nứt nhỏ do mỏi là do sự giãn nở vết nứt do tải trọng va đập xen kẽ thường xuyên gây ra.

Hiệu suất kiểm tra tại nhà máy của cuộn dự phòng được thể hiện ở Bảng 2.

Hình 2 Ảnh chụp hiện tượng bong tróc của cuộn dự phòng trong nhà máy thô

Bảng 2 Các thông số kiểm tra hiệu suất con lăn hỗ trợ

Phân tích nguyên nhân gây bong tróc cạnh

Hiệu ứng làm việc cứng

Con lăn dự phòng luôn duy trì tiếp xúc lăn với con lăn làm việc có độ cứng cao và bề mặt con lăn chịu ứng suất tiếp xúc định kỳ. Ứng suất tiếp xúc lăn định kỳ tạo ra lớp làm cứng trên bề mặt con lăn dự phòng. Khi giá trị ứng suất tăng theo mức độ làm cứng và ứng suất lăn vượt quá giới hạn chảy của vật liệu, các vết nứt nhỏ sẽ xuất hiện và sau đó mở rộng gây ra bong tróc.

Tác động của sự hao mòn không đều

Sự mài mòn bề mặt của cuộn dự phòng không đồng đều, lớp tôi luyện phân bố thành từng dải. Độ cứng và trạng thái ứng suất khác nhau giữa các dải khác nhau. Nếu quá tải trong quá trình cán, chẳng hạn như lô cán bị bong tróc, quấn lô, kẹt thép, trượt và các tai nạn cán khác, nhúng vảy oxit sắt, xói mòn nước làm mát bề mặt lô, v.v., ứng suất cắt cục bộ của lô dự phòng sẽ tăng lên và biến dạng. Các vết nứt siêu nhỏ dưới da được tạo ra ở đáy của lớp tôi luyện, và các vết nứt siêu nhỏ phát triển từ bên trong ra bên ngoài bề mặt lô, gây ra tình trạng bong tróc và rơi ra.

Trước khi xảy ra hiện tượng bong tróc, loại vết nứt siêu nhỏ này rất khó phát hiện trong quá trình sử dụng lô và không thể nhìn thấy vết nứt mở rộng. Nếu những vết nứt siêu nhỏ dưới da này không được phát hiện và loại bỏ trong quá trình mài lô ngoại tuyến, các vết nứt sẽ phát triển nhanh chóng khi sử dụng lại, lan đến bề mặt lô và gây ra hiện tượng bong tróc.

Tác động của lỗi sản xuất

Trong quá trình sản xuất, có những khuyết tật như tạp chất phi kim loại hoặc nếp gấp ở lớp làm việc của thân trục lăn. Có sự tập trung ứng suất ở các góc nhọn. Sau một thời gian sử dụng nhất định, các vết nứt nhỏ sẽ xuất hiện và mở rộng theo hướng khuyết tật và ứng suất, cuối cùng gây ra hiện tượng bong tróc.

Hiệu ứng của việc vát mép bên cuộn

Để kiểm soát hình dạng tấm, các con lăn uốn thủy lực đã trở thành một trong những thiết bị cần thiết trong các nhà máy cán thép tấm và thép dải. Trong quá trình cán, dưới tác động của lực uốn con lăn, ứng suất tiếp xúc ở hai đầu con lăn dự phòng và con lăn làm việc tăng nhanh. Khi vượt quá giới hạn chảy của vật liệu, biến dạng dẻo xảy ra và nhiều biến dạng xen kẽ sẽ tạo ra các vết nứt nhỏ. Sự lan truyền vết nứt sẽ khiến các đầu bị bong ra.

Biện pháp đối phó

Tăng cường đánh giá chu kỳ thay thế con lăn

Xưởng cán thép và xưởng mài lô đã lập hồ sơ sử dụng lô hoàn chỉnh, lưu giữ hồ sơ chi tiết về tình trạng sử dụng và mài trực tuyến của từng lô, thực hiện nghiêm ngặt hệ thống thay lô cho các loại lô, kiên quyết chấm dứt hiện tượng lô không sử dụng được. Phòng kỹ thuật đánh giá việc thực hiện hệ thống thay lô. Chu kỳ thay lô đã điều chỉnh được thể hiện trong Bảng 3.

Bảng 3 Chu kỳ thay thế cuộn

Tăng cường phát hiện sự cứng hóa bề mặt làm việc của cuộn dự phòng thân hình

Sau khi lô dự phòng ra khỏi dây chuyền sản xuất, độ cứng của bề mặt lô được kiểm tra và ghi lại để xác nhận độ cứng tăng lên và độ cứng không đồng đều. Sau khi mài xong, hãy kiểm tra lại độ cứng của bề mặt lô để đảm bảo lớp tôi cứng do gia công đã được loại bỏ hoàn toàn. Giá trị độ cứng không được vượt quá giá trị độ cứng khi máy được sử dụng lần cuối. Trong thời gian sử dụng lô hỗ trợ sau này, hãy sử dụng khoảng cách giữa các lần thay lô làm việc để phát hiện giá trị độ cứng bề mặt của lô dự phòng. Nếu phát hiện bất kỳ bất thường nào, vui lòng tham khảo ý kiến kỹ thuật viên kịp thời để xác nhận xem lô có cần thay thế hay không.

Tăng lượng nghiền một cách thích hợp cuộn dự phòng

Vì trục dự phòng có tuổi thọ trực tuyến tương đối dài, nên lớp mỏi phải được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình mài. Trong sản xuất thực tế, thông qua kiểm tra và thăm dò, trục dự phòng cán thô và cán hoàn thiện thường được sử dụng trong một chu kỳ và sau khi loại bỏ độ mòn, lớp mỏi khoảng 0,5 đến 1 mm được xử lý để giảm vết nứt mỏi và kéo dài tuổi thọ của trục. Sau khi mài, hãy nhấn mạnh vào thử nghiệm dòng điện xoáy.

Tối ưu hóa việc vát mép ở phần cuối cuộn dự phòng thân hình

Vát mép ban đầu của trục dự phòng là 150mm×1.0mm, quá nhỏ. Sau khi điều chỉnh, vát mép của trục dự phòng là 200~250mm×1.5mm. Chiều dài vát mép được thay đổi mỗi lần khi mài. Chiều dài vát mép là 200mm và 250mm, xen kẽ; hình dạng vát mép là hình dạng chuyển tiếp trơn tru.

Thêm thiết bị phát hiện khuyết tật siêu âm

Máy mài chỉ được trang bị thiết bị phát hiện lỗi dòng điện xoáy, không thể phát hiện và định vị các lỗi sâu. Không thể tiến hành kiểm tra hiệu quả và toàn diện đối với các cuộn mới nhập vào nhà máy. Không thể tìm thấy các lỗi ẩn trong các cuộn mới nhập vào nhà máy và cũng không thể tiến hành kiểm tra chuyên sâu các cuộn có lỗi ra khỏi dây chuyền sản xuất. Sau khi nộp đơn xin mua máy dò lỗi siêu âm, chúng tôi có thể tiến hành kiểm tra toàn diện các cuộn mới nhập vào nhà máy và tiến hành kiểm tra tập trung các cuộn ra khỏi dây chuyền sản xuất.

Phần kết luận

Việc sản xuất lô dự phòng trọng lượng nặng đòi hỏi phải sử dụng thiết bị chuyên dụng quy mô lớn, dẫn đến chu kỳ sản xuất dài và chi phí mua sắm cao. Nó cũng có đặc điểm là tuổi thọ dài, chi phí sử dụng cao và tổn thất lớn sau khi hỏng hóc bất thường. Phải chú ý nghiêm ngặt đến việc sản xuất và sử dụng lô dự phòng. Tiếp xúc lăn dài hạn giữa lô dự phòng và lô làm việc dễ gây ra vết nứt mỏi trên bề mặt lô và sự mở rộng của các vết nứt nhỏ cuối cùng sẽ dẫn đến bong tróc lô. Phát hiện và theo dõi độ cứng bề mặt của lô dự phòng, thiết kế vát thân lô dự phòng hợp lý, điều chỉnh hợp lý chu kỳ thay thế lô và bổ sung các thiết bị kiểm tra không phá hủy siêu âm để phát hiện có thể ngăn ngừa sự xuất hiện của tình trạng bong tróc lô dự phòng và kéo dài tuổi thọ của lô dự phòng.