300机组500轧机断辊分析及控制措施

摘要：针对300机组生产中500轧机产生断辊的原因进行了分析，采取了相应的控制措施，并取得了良好的效果。

关键词：500轧机；断辊；措施

前言

安钢第一轧钢厂300机组是一个年产量90余万吨的棒材机组，其主要产品有φ22、φ25、φ28、φ30、φ32规格的圆钢、螺纹钢。由于低成本战略的提出以及节能降耗的实际要求，500轧机断辊事故在各类事故中一直占有突出位置，成为影响该机组产能发挥的主要因素。如何控制500轧机断辊，成为当前技术人员的重点工作。

1.断辊原因分析

轧辊是实现轧制过程中金属变形的直接工具。断辊是指在轧制过程中轧件所产生的轧制压力超过了轧辊本身所能承受的强度极限造成的轧辊断裂。造成断辊的原因主要有以下几种：

1.1.轧辊冷却不适当；

1.2.轧辊安装不正确，造成工作时受力不均；

1.3.由于缠辊、喂错孔、多条轧制变形量过大；或轧制温度过低，使变形抗力增加，轧制力超过了轧辊强度极限；

1.4.轧辊内在质量不好，原始应力未消除或存在铸造缩孔；轧辊在某些地方强度低，造成应力集中；

1.5.轧辊刻槽较深，轧辊的工作直径太小，轧辊强度不够；

1.6.堆焊工艺缺陷。

2. 原因分析

根据现场的实际情况，检查轧辊的断裂部位、断口形态及颜色是分析断辊原因的主要方法。热轧棒材轧辊的断口部位、形态及颜色有：

2.1.当轧制温度偏低或压下量偏大使变形抗力增大时，轧辊可能在孔型的工作辊径上折断，这时的断裂口是剪应力断口。剪应力断口为灰白色断口。

2.2.当发生误操作，轧件进入较小规格孔型，轧件进入辊环或缠辊，造成扭转力矩大于轧辊本身强度时，轧辊在辊身与辊径接触处被扭断，这时的断裂口是扭应力断口。扭应力断口为灰白色断口。

2.3.当轧辊磨损不均匀、受不均匀冷却的交变作用，造成局部缺陷并逐渐扩大时，轧辊发生疲劳断裂。断裂部位不一定在轧制道次的孔型内，也可能在相邻孔型内，这时的断裂口为疲劳断口。因疲劳断辊的断口为深褐色断口。

2.4.轧机缺水断辊。当轧机供水不足或缺水造成轧辊局部温度升高，使轧辊局部晶粒粗大，强度降低，造成断辊。当轧机缺水，局部温度升高，使轧辊局部材质晶粒粗大，立即给水后急剧冷却，材质经淬火后晶粒变细，产生拉应力，这时断裂部位在轧机应力集中处。因缺水断辊的断口为深兰色断口。

2.5.因轧辊堆焊质量断辊：①轧辊在多次堆焊使用过程中产生疲劳，疲劳层逐渐由轧辊外层向中心延伸，在堆焊前疲劳层剥不净再次堆焊，使用时疲劳层向内外扩展，使轧辊强度降低造成断辊。②轧辊堆焊热处理工艺过程不合理。轧辊堆焊前的预热过快，堆焊时表面温度较高，在堆焊后的冷却过程中，表面和中心冷却速度不一样，一般表面冷却快而中心冷却慢，因而中心对表面产生拉应力，当组织应力与拉应力相叠加超过金属的强度极限时，轧辊就产生应力裂纹，这种裂纹往往产生在轧机应力集中部位，这种现象叫淬水裂纹敏感。在轧制过程中，冷却水进入裂纹，同时轧机冷却水随轧件进入轧辊，在变形区的高温高压下变成水蒸汽，使轧辊表面磨损和破坏，裂纹逐渐加深，造成断辊。这时的断口为深褐色断口。

3.控制措施

由于造成断辊的原因很多， 且许多原因相互联系，因此单从技术攻关上和管理上是无法彻底解决这些问题的。必须技术攻关和管理双管齐下，解决好生产过程中的每一个环节才能取得好的成效。

3.1.实施均衡生产。为了实施均衡生产，我们首先从严格管理入手，一方面依据现有加热炉的加热能力和轧机的生产能力，通过科学计算，制定出了不同品种规格的时产、班产定额，并合理规定上下限，严格考核；另一方面，根据各品种班、时产定额要求，制定了科学的加热制度，保证加热质量。实践证明，均衡生产制度的推行，使生产处于稳定、有序和可控状态，保证了加热质量，有效的减少了断辊事故的发生。

3.2.提高换辊质量，保证轧制顺行根据公司和厂部计划安排，300机组换辊次数每月达四、五次。如果换辊质量不好，轧机不顺，就不能保证轧钢生产温度制度，导致断辊增多。为此，我们加强了对换辊质量的跟踪考核，扭转了个别班片面追求换辊速度不注意换辊质量的做法，保证了轧制的顺行。

3.3.推行标准化作业，规范操作行为。另外，通过对断辊事故的分析，还发现部分断辊是责任事故造成的，有的是操纵工喂轧双钢、黑头钢、低温钢、不正确操作和喂错孔；调整工压下量调整不均；岗位人员没能看好水管造成轧槽缺水、导卫安装不正确导致缠辊；轧辊安装不正确等。针对这些问题，我们对各岗位的岗位作业制度进行了修改和完善，对四大班职工进行了全面培训，并推行了岗位标准化作业。通过规范操作行为减少了人为责任断辊事故的发生。

4.实施效果

近几年来300机组断辊统计结果见表1：

表1 近几年来300机组断辊统计

由表1可以看出经过一系列的方案实施，效果非常显著，单从轧辊上就可节约200万元。断辊事故的减少，使工艺事故次数、时间大幅度下降，中间废也随着下降，实现了低成本运行，为公司创造了较大的经济效益。

5.结束语

通过以上方案的实施，在安钢一轧厂300机组取得了显著效果，说明分析断辊原因确切，控制措施可行，值得向同行业推广。

参考文献：

[1] 刘文，王兴珍等.轧钢生产基础知识问答.第二版.北京：冶金工业出版社，1994.