钢铁生产过程中,热轧机械设备的工况十分恶劣,特别是轧机在工作过程中,轧制冷却水遇到红灼的钢坯迅速雾化,夹带着从钢坯表面脱落的氧化铁粉末向四周喷射,轧辊通过轴承座对机架牌坊造成较大的冲击,使轧机机架牌坊内侧窗口面、机架牌坊底面等均出现不同程度的腐蚀磨损, 使轧机机架与轧辊轴承座间隙难以有效控制管理,时常出现轧机机架与轧辊轴承座间隙超过管理极限值现象。轧机牌坊间隙增大恶化了轧机主传动系统的工作条件,使主传动振动冲击大,钢锭咬入时容易发生打滑,影响到板形的控制,对产品质量造成很大影响。
钢铁生产过程中,热轧机械设备的工况十分恶劣,特别是轧机在工作过程中,轧制冷却水遇到红灼的钢坯迅速雾化,夹带着从钢坯表面脱落的氧化铁粉末向四周喷射,轧辊通过轴承座对机架牌坊造成较大的冲击,使轧机机架牌坊内侧窗口面、机架牌坊底面等均出现不同程度的腐蚀磨损, 使轧机机架与轧辊轴承座间隙难以有效控制管理,时常出现轧机机架与轧辊轴承座间隙超过管理极限值现象。轧机牌坊间隙增大恶化了轧机主传动系统的工作条件,使主传动振动冲击大,钢锭咬入时容易发生打滑,影响到板形的控制,对产品质量造成很大影响。
一、轧机牌坊修复技术的对比
绝大部分轧机牌坊材质为普通铸钢件,在长期服役中窗口表面易受到腐蚀磨损的作用而造成工作条件恶化。通常采用在线机加工的方法对牌坊进行修复,即通过机械加工去除材料,清除牌坊表面受损层找平接触面,扩大的尺寸通过增加衬板厚度来补偿。这种修复方式操作简单方便,但未改变牌坊面的性质,使用一段时间后牌坊表面又会受到腐蚀磨损而失效,而且多次机加工将会对牌坊的强度和刚度产生不利影响。考虑到轧机对刚度的敏感性,可供加工的余量不多,该修复方法只能是权宜之计。采用手工电弧焊可恢复机加工后去除材料扩大的尺寸,但在这样的刚性结构上进行大面积电弧堆焊,可能造成牌坊结构的变形。如果结构发生扭曲,失稳变形这将是致命的,无法再进行矫正,这是工厂生产中决不允许发生的事情。因此该修复方法将带来较大的风险,一般不予采用。
本文采用高分子复合修复材料来解决轧机牌坊磨损,高分子复合修复材料具备优越的粘着力,可以牢固附着在金属基材表面,长期工作而不会脱落;产品自身具有极高的抗压强度,即使在高达1900吨的轧制力作用下,材料也不会损坏;独特的高分子结构赋予材料良好的抗冲击性能,可以吸收轴承座对牌坊的冲击,避免了磨损的产生;同时产品具有良好的耐腐蚀性能,可使牌坊表面免受冷却水的侵蚀。采用美嘉华材料修复轧机牌坊磨损,不用去除材料,不影响牌坊整体强度和刚度,更无补焊热应力造成的变形,为企业很好的解决了多年无法解决的问题。
二、案例背景
某钢铁公司热轧厂可逆式粗轧机在长期服役过程中,轧机牌坊窗口及底部出现严重磨损,磨损深度达6mm,严重影响到板形控制。并且因为磨损使牌坊与衬板、底板间产生间隙,造成腐蚀和磨损的进一步加剧。
设备名称:可逆式粗轧机
设备参数:辊面宽880mm,年产量170万吨
设备价值:数百万元
设备磨损部位:操作侧立柱的下部衬板和底部衬板位置。
修复原因:下轧辊轴承座与两侧牌坊立柱碰撞造成牌坊立柱磨损,轧钢时的下压力造成底板位置磨损;磨损深度:最大磨损深度约3mm;修复数量及尺寸:牌坊立柱2处,每处580mm*1480mm;底部2处,每处400mm*600mm;工作温度:小于50℃;受力情况:两侧牌坊立柱承受钢坯进出时下轴承座的冲击,底板位置承受最大1900吨轧制力。
三、高分子复合修复材料在线修复方案
2011年10月,利用企业停机检修时间,美嘉华2名工程技术人员前往该钢铁热轧厂,指导修复了轧机牌坊磨损,使用效果良好,得到了企业的高度认可。美嘉华技术操作简单不需要专用设备,只需简单准备修复模板、平尺、框式水平仪等相关工具,即开始修复操作,通过试装修复模板并测量、调整、定位;表面处理、调和涂抹材料;安装模板压出配合尺寸、材料固化;拆除模板后修磨表面、再次涂抹材料、安装紧固衬板,用时3天,材料费用几万元就使价值数百万元的设备恢复了运行精度要求。采用高分子复合材料技术操作简单,一般不需要专用设备,而且对于多数设备问题可以现场修复,方便快捷。企业维修人员在美嘉华技术工程师的1至2次指导下,即可掌握。
高分子复合材料是以高分子聚合物、金属或陶瓷超细粉末、纤维等为基料,在固化剂、固化促进剂的作用下复合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料。具备极强的粘接力、机械性能、和耐化学腐蚀等性能,因而广泛应用于金属设备的机械磨损、划伤、凹坑、裂缝、渗漏、铸造砂眼等的修复以及各种化学储罐、反应罐、管道的化学防腐保护及修复。
四、价值评估
五、结语
此类问题现场传统补焊并不能解决而且会对设备造成更严重的损毁;在线机加工只是权宜之计,不能从根本解决问题;报废更换费用高、周期长,几乎不可能实现。采用美嘉华技术产品修复轧机牌坊磨损,不用去除材料、不影响设备强度、不存在补焊热应力影响,在恢复设备运行精度的同时,缩短停机时间、降低维修费用。而且,修复材料可有效保护金属基材不受磨损和腐蚀,避免该问题的再次出现,大大延长设备使用寿命。