對(duì)提高馬鋼四鋼軋中包蓋使用壽命的思考

榮長(zhǎng)計(jì)

(馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)分公司 安徽馬鞍山 243000)

在鋼鐵行業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，以鋼結(jié)構(gòu)制造及其他生產(chǎn)單位常用備件制作為主的我廠也同樣面臨著巨大的挑戰(zhàn)。我廠與馬鋼四鋼軋有著長(zhǎng)期備件合作關(guān)系，其中最為頻繁的是中包蓋的制作。為降低中包蓋更換頻率，提高生產(chǎn)效率，如何提高中包蓋的使用壽命已迫在眉睫。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

以四鋼軋為切入點(diǎn)，對(duì)其包蓋的破損形式，以及其實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行全面的掌握，特采取實(shí)地調(diào)研的方式進(jìn)行研究分析，結(jié)果顯示，其破損形式包括如下三種：

第一，金屬邊框出現(xiàn)燒蝕；

第二，邊框出現(xiàn)彎曲，發(fā)生形變；

第三，耐火澆注料覆蓋層出現(xiàn)剝落。

其中，第一、第二種屬于最為主要的兩種破損形式，具有伴生出現(xiàn)的特點(diǎn)。第三種通常在邊框局部開始出現(xiàn)剝落，然后不斷進(jìn)行拓展，最終導(dǎo)致包蓋耐火澆注料覆蓋層全部剝落。因?yàn)槠浯蠓秶l(fā)生剝落，一方面造成包蓋無(wú)法良好地進(jìn)行保溫，基于此對(duì)其它保溫防護(hù)性能產(chǎn)生影響；另一方面，造成澆鑄口出現(xiàn)堵塞。

2 原因分析

就中包蓋而言，其自身就屬于一種損耗品，從其使用壽命來(lái)看，大概在4到5個(gè)月之間。從其使用工藝來(lái)看，以及考慮其若干種破損形式，再結(jié)合包蓋使用的具體工藝要求及工作環(huán)境 ，以及我廠現(xiàn)階段的技術(shù)能力等相關(guān)因素，盡可能延長(zhǎng)其使用壽命，延長(zhǎng)期為1到2個(gè)月。我廠特地生產(chǎn)三套中包蓋進(jìn)行驗(yàn)證，采取對(duì)比分析的方式，對(duì)其實(shí)效進(jìn)行驗(yàn)證。

以上述三類破損形式為切入點(diǎn)，一一對(duì)其破損機(jī)理作出全方面的探討分析：

1.金屬邊框的燒蝕，特別是與包蓋相連接的邊界處，出現(xiàn)了相對(duì)明顯的燒蝕情況；通過(guò)實(shí)際跟蹤可知，高溫氧化熔蝕是導(dǎo)致出現(xiàn)該種破損形式的原因。就中包蓋而言，實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)槌霈F(xiàn)變形、塞棒，以及沒有對(duì)燒嘴口進(jìn)行嚴(yán)密密封，造成包蓋在進(jìn)行澆鑄及烘烤過(guò)程中，其邊沿部分和沒有嚴(yán)密密封的部分出現(xiàn)串氣，以及發(fā)生冒火的情況，溫度極高的廢氣及燃燒火焰對(duì)包蓋邊框進(jìn)行直接性沖刷。此外，在高溫鋼水的輻射作用下，就包蓋工作面而言，其溫度在短時(shí)間內(nèi)直線上升，導(dǎo)致處于外露狀態(tài)的邊框下表面由于高溫的作用而出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化情況。因?yàn)楦邷厝畚g的原因，再加上氧化鐵皮發(fā)生剝落的影響，導(dǎo)致金屬邊框被嚴(yán)重?zé)g。綜上所述，該種破損形式而言，其屬于在高溫條件下不斷熔蝕及化學(xué)腐蝕的過(guò)程。

2.從包蓋邊框彎曲變形破損形式看，從現(xiàn)場(chǎng)跟蹤可知，其亦屬于漸變過(guò)程的一種。之所以會(huì)出現(xiàn)包蓋變形的問題，一個(gè)重要因素是，在高溫條件下對(duì)包蓋進(jìn)行吊裝的影響；在高溫環(huán)境當(dāng)中，因?yàn)榘w金屬邊框強(qiáng)度相對(duì)較為低下，其包蓋4個(gè)角當(dāng)中，設(shè)置了4個(gè)吊裝點(diǎn)，對(duì)包蓋進(jìn)行吊裝的過(guò)程中，在其重力的作用下，其重力載荷會(huì)施加到4個(gè)角的鋼絲繩當(dāng)中，此時(shí)，包蓋工作面(也就是正面)處于受拉狀態(tài)，背面處于受壓狀態(tài)，導(dǎo)致包蓋出現(xiàn)了形變。

對(duì)中包進(jìn)行澆鑄及烘烤過(guò)程中，因?yàn)榘w燒嘴孔、邊框和塞棒沒有進(jìn)行嚴(yán)密的密封，溫度極高的廢氣對(duì)包蓋進(jìn)行直接沖刷，導(dǎo)致包蓋無(wú)法均勻受熱，這是造成包蓋出現(xiàn)變形的重要因素之一。

3.就第三種破損形式來(lái)看，通過(guò)分析可知，和包蓋出現(xiàn)的變形之間具有相互促進(jìn)的關(guān)聯(lián)性。因?yàn)樵撈茡p形式通常具有突發(fā)性的特點(diǎn)，往往是，表面裂紋并非很大的時(shí)候，卻出現(xiàn)了局部，或者是大范疇剝落的情況，所以，從該形式來(lái)看，其有著隱蔽性的特點(diǎn)；分析指出，在高溫條件下對(duì)包蓋進(jìn)行吊裝時(shí)，由于變形的原因而造成耐火澆注料覆蓋南承接拉力，造成其出現(xiàn)裂紋，因?yàn)樽冃蔚脑颍瑢?dǎo)致覆蓋層發(fā)生了剝落的情況。

因?yàn)閯兟涞脑颍瑢?duì)其保溫性產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致包蓋在烘烤及使用過(guò)程中，總體溫度在短時(shí)間內(nèi)直線上升，就包蓋金屬邊框而言，其受力及受熱情況不斷惡化，包蓋變形越來(lái)越嚴(yán)重。從上可知，對(duì)包蓋使用壽命產(chǎn)生影響的因素多種多樣，且不同因素彼此之間也會(huì)產(chǎn)生影響。

3 對(duì)策

就上述三類破損形式而言，給出如下應(yīng)對(duì)策：

1.為進(jìn)一步提升覆蓋層和包蓋金融結(jié)構(gòu)二者之間相結(jié)合的強(qiáng)度，對(duì)原包蓋的錨固件進(jìn)行處理，選擇V形代替原來(lái)的Y形，同時(shí)在金融邊框當(dāng)中，設(shè)計(jì)若干規(guī)格不一的通孔，以對(duì)二者的結(jié)合情況進(jìn)行改善，同時(shí)對(duì)包蓋總體承載情況進(jìn)行提高改善，盡可能避免包蓋出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。

2.就由于在高溫條件下進(jìn)行吊裝而導(dǎo)致出現(xiàn)的變形彎曲問題，對(duì)包蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，不再沿用目前的平面式結(jié)構(gòu)，而設(shè)計(jì)成凹面結(jié)構(gòu)，基于此對(duì)包蓋承載情況進(jìn)行改善，避免包蓋出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。

原結(jié)構(gòu)與改進(jìn)結(jié)構(gòu)的斷面如以下圖1和圖2所示：

圖1 原包蓋斷面結(jié)構(gòu)圖

圖2 試驗(yàn)包蓋截面結(jié)構(gòu)圖

新型中包蓋設(shè)計(jì)圖與實(shí)物如圖3所示：

圖3 新型中包蓋設(shè)計(jì)圖與實(shí)物如

4 結(jié)語(yǔ)

我們制作的三套中包蓋現(xiàn)已投入生產(chǎn)使用，使用中發(fā)現(xiàn)該三套包蓋較以往的有明顯性能提升，金屬邊框變形、燒蝕及澆注料覆蓋層的剝落問題都有了明顯改善。原包蓋使用壽命一般在4-5個(gè)月左右，經(jīng)過(guò)改進(jìn)，可以提高1-2個(gè)月左右，深得業(yè)主的好評(píng)。

[1] 楊維纮.力學(xué)與理論力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社.2008

[2] 王維邦.耐火材料工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社.2005.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.GB 50205-2001.