馬鋼120t轉(zhuǎn)爐爐下軌道故障分析與研究

王軍

摘 要：我廠煉鋼區(qū)域現(xiàn)有3座120噸轉(zhuǎn)爐，其爐下都有較長的鋼水罐車軌道，軌道型號為QU120，供鋼包車、渣罐車運輸鋼水鋼渣使用。爐坑軌道一旦出現(xiàn)故障就會直接影響轉(zhuǎn)爐鋼水運輸，造成停產(chǎn)，同時軌道更換頻繁，既加大了維修成本又制約了生產(chǎn)。因此要節(jié)約成本，就要提高轉(zhuǎn)爐爐坑軌道的使用壽命。通過對馬鋼一鋼軋120t轉(zhuǎn)爐爐坑軌道故障的分析，進而制定防范措施，降低軌道故障率，提高轉(zhuǎn)爐爐坑軌道的使用壽命。

關(guān)鍵詞：軌道；斷裂；措施

1 轉(zhuǎn)爐爐坑軌道問題現(xiàn)狀概述

目前，在煉鋼車間轉(zhuǎn)爐下的鋼包車軌道基礎(chǔ)多數(shù)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)、預(yù)埋地腳螺栓，并仍采用螺栓壓板聯(lián)結(jié)固定鋼軌的方式。

由于部分基礎(chǔ)可能會出現(xiàn)細石混凝土找平層施工質(zhì)量較差，表面平整度超差嚴(yán)重等情況，軌道與找平層之間有較大縫隙，導(dǎo)致軌道壓板不能有效地阻止鋼軌側(cè)向位移，加上鋼包車車輪為內(nèi)側(cè)帶緣，致使生產(chǎn)過程中鋼包車經(jīng)常容易掉道。另外，由于在煉鋼生產(chǎn)及運輸過程中鋼水鋼渣經(jīng)常容易灑在軌道上，將外露螺栓、螺帽、壓板等粘住造成軌道熱膨脹，清理鋼渣時往往將這些壓板部件損壞。螺栓和壓板都失去作用，從而造成鋼軌位移、斷裂；而更換鋼軌時，可能由于局部已沒有軌道螺栓而無法固定，給使用和維修造成諸多不便。據(jù)統(tǒng)計，2013年轉(zhuǎn)爐區(qū)域3座120噸轉(zhuǎn)爐爐坑軌道經(jīng)常斷裂影響生產(chǎn)順行。由于轉(zhuǎn)爐爐坑軌道故障造成事故事件一共發(fā)生26起，其中軌道斷裂21起，變形5起，更換軌道136米。

基于上述原因，本次研究的目的主要是提高轉(zhuǎn)爐爐坑軌道的使用壽命，降低軌道斷裂故障率，改善鋼包車及渣罐車作業(yè)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，穩(wěn)定生產(chǎn)順行。

2 轉(zhuǎn)爐爐坑軌道斷裂原因分析

2.1 鋼軌受到急劇熱脹冷縮

軌道受到長期急劇熱脹冷縮，是導(dǎo)致鋼軌斷裂的主要原因。在煉鋼生產(chǎn)及出鋼、倒渣過程中鋼水、鋼渣經(jīng)常容易灑落在軌道上，鋼軌此時突然受到幾百度的高溫，會產(chǎn)生熱膨脹，再加上操作人員在爐坑內(nèi)打水降溫，產(chǎn)生持續(xù)低溫且溫差大，鋼軌內(nèi)應(yīng)力增大，表面材質(zhì)會發(fā)生改變，出現(xiàn)細小裂紋，經(jīng)過車輪重復(fù)荷載作用，逐步發(fā)展成一個疲勞源，并不斷向軌頭內(nèi)部擴展，使鋼軌的有效截面很快削弱，以至最后發(fā)生斷軌。

2.2 現(xiàn)場軌道接縫的焊接強度低

我廠轉(zhuǎn)爐爐下軌道現(xiàn)場施工焊接主要采用鋁熱焊。鋁熱焊焊接方法因其具有設(shè)備簡單、焊接作業(yè)效率高、操作簡便等特點，被廣泛應(yīng)用。但由于各工序間相互影響程度密切，特別是在低溫環(huán)境下焊接鋼軌時，使得焊接接頭的質(zhì)量難以控制。鋼軌焊接接頭的質(zhì)量優(yōu)劣，直接影響著鋼包車軌道的安全。大部分有缺陷的鋼軌焊縫其強度不能承受降溫所產(chǎn)生的溫度拉力，在冬季鋼軌內(nèi)部強大的溫度拉力作用下焊縫被拉開。特別是鋁熱焊縫，質(zhì)量受操作工藝優(yōu)劣影響較大，難免發(fā)生斷軌事故。

2.3 外力及維護上的原因

軌道日常的維護也非常重要。如轉(zhuǎn)爐掉落下來的大塊鋼渣直接砸在軌道表面上，造成軌道表面剝離和掉塊；另外，大型裝載機在清理轉(zhuǎn)爐爐坑內(nèi)渣滓時，將軌道壓板部件損壞，造成軌道位移等，都會嚴(yán)重影響鋼軌使用壽命。

3 防止轉(zhuǎn)爐爐坑軌道斷裂的改善措施

3.1 爐坑軌道安裝的規(guī)范要求

首先將鋼軌調(diào)直，按軌道中心線位置擺放好鋼軌，再加壓板側(cè)向固定，軌道中心線位移偏差≤±5mm。軌道找正后應(yīng)把緊所有連接螺栓并無松動現(xiàn)象。在全部施焊過程中，須隨時用直鋼板尺檢查鋼軌接頭的變形情況，隨時調(diào)整接頭的墊起高度和松緊壓板來控制鋼軌接頭的焊接變形。在施焊前固定鋼軌端頭時，兩根鋼軌端頭之間是上寬下窄，以軌底間隙為標(biāo)準(zhǔn)，不得小于12mm也不易過寬，一般控制在12～14mm范圍內(nèi)。每個鋼軌接頭的焊接工作應(yīng)連續(xù)進行，以使鋼軌端頭保持有較高的溫度。如因故中途長時間停焊時，在再次焊接前須重新進行預(yù)熱。鋼軌接頭不宜在低溫環(huán)境內(nèi)進行焊接工作，如在冬季施工時，應(yīng)采取措施使鋼軌接頭在施焊與熱處理過程中，避免急劇冷卻現(xiàn)象。鋼軌焊接接頭已回火并冷卻到大氣溫度以后，對軌頭的頂面及兩側(cè)面的焊縫應(yīng)進行磨平處理。墊板與基礎(chǔ)及軌道與墊板之間接觸面積應(yīng)大于60%局部間隙不應(yīng)大于1mm，達不到必須進行研磨。

3.2 彈性扣件的應(yīng)用

由于重軌剛度和底板剛度相結(jié)合將使軌道剛度增大，過大的軌道剛度又會惡化輪軌動力相互作用關(guān)系。只要車輪踏面或軌道上有微小的不圓順或不平順，都會引起動力作用的增長，這些動力又隨著鋼包車的行駛而急劇增長。因此，設(shè)法降低重軌軌道剛度是十分必要的。

為到達此目的，可以采用一種彈力壓板扣件。彈力壓板又叫彈力固定裝置，是一種固定鋼軌的小型器具，和壓軌器用途一樣，區(qū)別在于它是扣在鋼軌上，而壓軌器是焊接在鋼軌上的，它是由扣板和彈條組合成一套。

除應(yīng)用彈性扣件外，還間隔使用軌道擋鐵，防止軌道位移。軌道唐氏壓板、彈力壓板和擋鐵，三種部件交叉應(yīng)用，增強了軌道彈性有效地減小輪軌系統(tǒng)振動強度，效果明顯。

3.3 預(yù)留軌道端頭接縫

考慮到軌道材質(zhì)有熱脹冷縮效應(yīng)，在兩根軌道的接頭處，預(yù)留有一定的熱膨脹間隙。兩根軌道接頭處的間隙預(yù)留為5～7mm（夏季）、8～10mm（冬季），接頭上下、左右錯位不超過1mm。軌道與軌道之間用QU120起重軌魚尾板聯(lián)接。

3.4 加強爐坑軌道維護作業(yè)

定修停爐時間，定期檢查軌道及軌道壓板件。同時加強軌道維護作業(yè)，及時清理爐坑內(nèi)渣子，保持軌道及兩側(cè)清潔，注意清理時避免損壞軌道壓板。加強在線鋼包車、渣罐車掃軌器的應(yīng)用。

4 效果與結(jié)論

2013年全年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析：1號至3號轉(zhuǎn)爐共發(fā)生爐坑軌道斷裂或變形故障26次，更換QU120軌道共約136米，其中大部分集中在2013年2月至5月共12次。

2014年元月至5月份的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：1號至3號轉(zhuǎn)爐共發(fā)生爐坑軌道斷裂或變形故障3次，更換QU120軌道共約23米。

通過以上措施的改造，爐下軌道故障率明顯降低，減少了因更換軌道導(dǎo)致停爐、檢修，同時改善了鋼包車及渣罐車作業(yè)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，保證生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

參考文獻

[1]邢東方，王曄霞，張成竹，等.延長轉(zhuǎn)爐爐下道軌壽命問題分析[J].萊鋼科技，2013（4）：47-48.