BD2轧机生产事故原因分析

石春有

(武钢条材总厂大型分厂 湖北 武汉:430083)

1 BD2轧机生产现状

针对BD2区域轧制线上撞击导卫板(俗称打卫板)、断梁等生产事故,我厂通过将整体卫板改为分体卫板和合理分配各孔型的轧制力等方法,事故率有所降低,但打卫板事故仍有发生。要解决BD2打卫板断梁等事故,应标本兼治,在巩固导卫板修磨质量,更进一步合理确定各孔轧制力的情况下,不能忽略一个重要的问题——轧辊孔型。孔型可以决定轧件对卫板的冲击程度。

轧辊孔型相当于一个模具,轧件要在模具中进行复杂的塑性变形,达到断面尺寸的改变,孔型设计的合不合理直接影响到轧件的断面尺寸,同样轧辊车削也影响到轧件的断面尺寸,影响到轧件出孔型的走向。而轧件的走向又直接影响到对轧辊导卫板的冲击程度。所以轧辊孔型在轧制过程中的作用是非常重要的。

2 BD2轧机事故分析

BD2轧辊频繁出现打卫板、断梁、断面尺寸不稳定。与轧辊孔型以及轧辊的车削质量等有很大的关系,轧辊孔型参数不匹配导致打卫板等事故,轧辊车削质量的好坏又直接关系到产品的实物质量。分析如下。

2.1 孔型设计

以P50、P60重轨孔型为例,各孔型斜度比照表见表1。

表1 P50、P60重轨BD2各孔型斜度比照表

2.1.1 梯形孔孔型

梯形孔孔型见图1。从斜度的比照表中看到,梯形孔的P60的侧壁斜度最小,孔型容易磨损,下轧辊容易出现切铁丝。待轧件进入帽形孔时,造成帽形孔铁丝压入。轧件产生扭转,轧件下挖。由于此孔型为斜轧孔型,在轧制过程中轧辊易产生轴向窜动,为了消除轧件出梯形孔时的扭转和解决梯形孔侧壁斜度小及轧辊窜动的问题,将梯形孔目前的斜轧孔型改为直轧孔型,改制后的梯形孔见图2。图2中可看出,此孔型为开口异形,轧辊上下轧槽对称,孔型的侧壁斜度大,侧壁斜度可增大到10%以上,便于轧件脱槽,有利于轧辊孔型恢复。改制后的孔型轧槽底部对称,轧件便于在帽形孔中轧制;而改制前的孔型的底部是斜的,在帽形孔咬入时,轧件东边先于孔型接触,轧件在帽形孔孔型中产生变形不均匀。

2.1.2 帽形孔孔型

P50重轨帽形孔孔型图见图3。

帽形孔的侧壁斜度为3.22～3.72%,由于帽形孔下轧辊轧槽深,压下量大,孔型侧壁斜度小,在轧制时孔型磨损严重,在轧辊车削时,孔型不易恢复见图4。

图1 P60重轨梯形孔

图2 改制后的梯形孔

图3 帽形孔

图4 车削后的2孔

图4中孔型为新轧辊第一次车削后的孔型状况,在孔型两侧壁留下轧痕,再次轧钢时,由于本身孔型侧壁斜度小,再加上孔型没有恢复,产生累计磨损,更加重了轧件不易脱槽,由于帽形轧槽在下辊,所以产生挖头,再加上轧件温度低等其他因素,便易出现打卫板、断梁事故。增大 P50帽形孔侧壁斜度,使轧件便于脱槽,减少轧件对卫板的冲击,另外,帽形孔的下辊轧槽较深,P50、P60轧件出帽形孔孔型时都有不同程度的下挖,为了减少轧件在出帽形孔时下挖的现象,对帽形孔的孔型给一定数量的下压,既增加下辊孔型腰部尺寸,相应减少上辊腰部尺寸,轧制线下移,通过增加斜度和给下压,P50帽形孔状况大大改善,抗事故的能力有了极大提高。

2.2 轧辊车削

轧辊车削在型钢生产中是非常重要的一个环节,BD2轧辊车削质量的好坏直接影响到产品的实物质量,轧辊车削质量的好坏与以下3个方面有关。

3.2.1 样板制作

孔型样板对轧辊车削非常重要,是检查轧辊孔型加工是否合格的一种模具。样板制作的好坏,直接影响到孔型的断面尺寸,决定着轧辊孔型的优良,影响到轧钢的调整,以及产品实物质量的高低。为了确保样板加工不出差错,对轧辊车削的源头——样板制作应给予足够重视。热轧车间和职能部门对制作完的样板进行详细核对认可,职能部门根据每个孔型设计参数的不同,分别下发一张标准为1:1的孔型图(此图要有受控章),作为校对样板的标准,孔型样板制作完毕后,热轧车间设专人检查孔型样板,检查各参数是否与图纸相符,检查认可后,再由职能部门进行最终认可,要有记录和签字。由于孔型样板在轧辊加工中不断的与轧辊接触产生磨损,因此定期对样板进行校核及恢复,对于确保样板质量是非常必要的。

3.2.2 程序编制

数控车床对编制程序的要求非常严格。程序编制的好坏直接影响到孔型加工的成败,编制的程序须经专业人员专人审核后才能使用。否则程序错误造成孔型挖刀、孔型车废、轧辊返工、车削量增加等,无谓增加轧辊消耗,给生产带来极大损失。为避免编程中的错误或减少差错,在编制车削程序时,最好由两人进行编制,编制好的程序进行相互校对。这样做基本可以控制编制车削程序中出现的差错,为轧钢提供符合孔型设计的轧辊。对编制程序要有详细记录,作为贯标的一个内容,车削程序车间技术组应有备案。

3.2.3 轧辊加工

对使用后的轧辊孔型在车削前,应该用孔型样板检查孔型磨损情况,根据磨损情况确定轧辊车削量。由于不同轧辊材质不同,轧辊辊径大小不一,孔型侧壁斜度不同,在轧机上的磨损也不一致,不是任何轧辊都能按一个不变的15mm～19mm车削量进行加工,就能恢复孔型的。以P50重轨2X11轧辊为例,此轧辊是 P50的第一次车削,车削量为15mm,车削后的轧辊的孔型见图5。

图5 P50重轨2X11轧辊

从图中可看出,2、3孔的斜壁均留有轧痕,实际要恢复的部位,没有得到加工。没有消除轧痕的孔型再次轧钢时,轧辊轧痕部位由于面积小,与轧件接触时会产生挂蜡现象,不利于轧件在孔型中的脱槽,轧痕会迅速扩大,产生累计轧痕,使孔型断面发生了改变,轧件表面出现轧痕缺肉粘铁皮。由于轧件有轧痕,加快了万能轧机UR和UF轧辊磨损,使得目前UR和UF轧辊的车削量增加。轧件中的轧痕经过在孔型中若干道次的轧制,最终压入轧件表面,形成产品表面缺陷,出现铁皮压入和麻点等。由于轧辊轧痕未消除,增加了轧钢的磨轧辊次数,占用了轧制时间,使轧辊的累计磨损增大,给下一次轧辊车削又带来了难度。

轧辊车削量的确定,应该随着轧辊孔型的逐渐展宽相应有所增加。既可以保证轧辊的车削质量,又便于轧钢调整保证产品质量。对轧辊孔型轧痕严重,通过孔型展宽无法恢复的,要进行处理,不能直接用于轧钢。在车床上进行打磨(目前的轧辊是在轧机上打磨),在车床上便于操作,修磨时间短,修磨效果好。修磨后的孔型便于轧件脱槽。孔型的磨损不会加快。对孔型的下次车削也有好处,也可降低辊耗。

对车削后的轧辊孔型应有专人检查认可,对车削后的轧辊孔型应有记载,各个孔型的头部和腿部展宽状况要分别详细记录,给轧钢调整提供依据。孔型的展宽应有明确的规定,对孔型的展宽的规定进行细化,制定出可操作的车削技术标准。

2.3 轧辊质量

完善轧辊的验收制度,对新来的轧辊要有合格证,并要求轧辊厂家对轧辊的硬度要有严格的检测(检测点要抛光)。真实的反映轧辊硬度。目前提供BD2轧辊的厂家有五家,使用的轧辊材质有两种(合金铸钢和合金球铁),实际上五个厂家,提供的同种材质轧辊的化学成分合金含量存在较大差异,生产厂家通过不同的加工工艺生产的轧辊在组织、力学性能等方面必然存在差异,为轧辊的正常使用与维护带来许多不便。

为了真实的反映出各个轧辊厂家的轧辊质量,应当建立轧辊使用档案,对每次轧辊轧制量和轧辊孔型磨损情况及车削量进行详细记载,从轧辊开始使用到报废进行全程跟踪,从而分析出各个厂家轧辊的优劣,为今后选择优质轧辊提供依据。

4 结束语

综合上述,要使轧钢操作标准化,首先要完善孔型设计,规范图纸修改程序,对目前使用的图纸进行一次清理和校对。要对轧辊的各个环节进行严格控制,使其处于受控状态。使样板制作标准化,采取有效措施确保样板和车削程序无差错。恢复样板检查制度。尽快编制出轧辊车削技术标准,轧辊车削程序化,对有轧痕的轧辊在上轧机前进行修磨处理。总之,各项工作做到细化,落到实处,增强责任心, BD2问题一定能得到很大的改观。