爐臺承重板作為罩式退火爐的重要設(shè)備,它的穩(wěn)定運行對生產(chǎn)安全有著重大的影響。文章從工作環(huán)境、受力情況、安裝精度及位置、材質(zhì)等方面入手,運用有限元法,分析了承重板出現(xiàn)裂紋的原因,探討了設(shè)備修復(fù)方法及注意事項,提高了設(shè)備的使用壽命,降低了設(shè)備維護成本。承重板裂紋修復(fù)方案確定后,共完成8件承重板的修復(fù)工作。修復(fù)后使用時間最長的承重板已使用一年以上,使用效果良好,承重板板面平整無變形,無裂紋再繼續(xù)產(chǎn)生。承重板裂紋修復(fù)方案對類似工況及結(jié)構(gòu)工件的維護方法、檢查方式都有借鑒作用,為維修人員能更迅速、高效地查找出現(xiàn)故障的原因提供了參考。
罩式退火爐一般采用爐群化生產(chǎn),而爐臺承重板是罩式退火爐的關(guān)鍵設(shè)備。受退火生產(chǎn)工藝的影響,爐臺承重板在生產(chǎn)周期內(nèi)將承受反復(fù)交變的熱應(yīng)力[1],如果出現(xiàn)問題將對生產(chǎn)穩(wěn)定和機組運行安全造成重大影響。某鋼鐵公司冷軋廠在罩式退火爐群承重板投用1~2年后,部分承重板開始出現(xiàn)裂紋,并且裂紋長度隨生產(chǎn)次數(shù)增加而不斷增長。當(dāng)承重板的裂紋長度增長到一定程度時,承重板將可能出現(xiàn)局部嚴(yán)重變形、塌陷等故障,屬于安全生產(chǎn)的嚴(yán)重隱患,因此應(yīng)該強制報廢。但是,由于爐臺承重板備件成本較高且數(shù)量較多,如果全部更換將導(dǎo)致退火爐芯軸報廢,從而造成較大的浪費。因此,需要對爐臺承重板斷裂部分的原因進行分析,制定修復(fù)方案,并針對后續(xù)爐臺承重板全新備件的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)提出改造方案,才能更有效且低成本地解決該問題。
裂紋原因分析
在整個退火生產(chǎn)周期過程中,承重板主要在高低溫不斷交變的工作環(huán)境下承受鋼卷的壓力,經(jīng)檢測判斷產(chǎn)生裂紋的原因為:承重板結(jié)構(gòu)設(shè)計的缺陷和承重板選用材質(zhì)耐熱性偏低。
承重板結(jié)構(gòu)形狀影響
爐臺承重板裂紋出現(xiàn)位置均處于同一位置并均布,同時裂紋在出現(xiàn)后往中部擴展過程中,均經(jīng)過承重板上安裝定位孔位置。安裝定位孔為沉孔結(jié)構(gòu),并處于懸空狀態(tài),底板未支撐該部位,在90~100 t鋼卷壓力下,易產(chǎn)生應(yīng)力集中,形成薄弱點。從出現(xiàn)的初始位置來看,裂紋均從承重板懸空處邊緣出現(xiàn),見圖1。