李连胜，杨德印，郑首忠
(邯郸钢铁股份有限责任公司中板厂，河北邯郸056015)
摘要：针对影响钢板表面质量的两要素进行了技术创新，即用高强度、高耐磨性、抗腐蚀型堆焊复合矫直辊替代了传统的整体锻造矫直辊，排除了钢板表面的压痕缺陷；应用新型密封技术、新型自润滑材料和密封可靠的锥阀式卧式三柱塞高压水泵液力端等技术，改进了三柱塞高压水泵应用于浊循环水除鳞，使钢板表面麻点缺陷明显减少，取得了增产增效、节能降耗的优良效果。
关键词：钢板；表面质量缺陷；堆焊复合矫直辊；卧式三柱塞高压泵
中图分类号：TG335．5文献标识码：B文章编号：1003-9996(2006)05-0058-03
Equipment Innovation to Improve the Surface Quality of Plate
LI Lian-sheng，YANG De—yin，ZHENG Shou—zhong
(Handan Iron＆Steel Co．，Ltd．，Handan 056015，China)
Abstract：Technique innovations were carried out which were aimed at the two main influence factors on surface quality of plate．The traditional whole forging straighting roll was replaced by the high strength．wearable and anticorrosion welding—up composite straighting roll，and the ident defect of plate surface was eliminated．Meanwhile，the pock marling defect was obviously decreased by applied new seal technology，self-lubricant material and taper valve type horizontal three-pistons high pressure water pump，etc．，which were applicable to sewage descaling．
Key words：plate；defect of surface quality；welding-up composite straighting roll；horizontal three-pistons high pressue water pump
1前言
2003年以前，邯郸钢铁股份有限责任公司中板厂因钢板表面质量不稳定，影响了船板、容器板等高附加值产品的正常生产，仅2002年生产的船板、容器板，因表面压痕和麻点缺陷改判量即达796t。为此，对影响钢板表面质量的因素进行了分析，得出其主要影响因素有二：一是矫直辊表面产生的微凸起硬点、粘结的氧化铁皮等缺陷造成钢板表面压痕量较大，在生产过程中需经常停机修磨矫直辊(2002年停机磨辊1835min)。二是高压水除鳞水泵泄漏严重、故障高、作业率低，除鳞压力达不到工艺要求，致使钢板表面易产生麻点、压入氧化铁皮等缺陷。为此，在改进矫直辊材质和提高除鳞水泵压力等方面进行了技术革新，从而提高了钢板表面质量，为提高高附加值产品产量提供了保证。
2研制高强度、高耐磨性、抗腐蚀型堆焊复合矫直辊
中板厂矫直机原用矫直辊材质为60CrMnMo，其整体锻造后表面经淬火处理。材质的选择主要以满足辊面高硬度、高耐磨性等要求为主。由于矫直辊合金元素含量低，因而生产过程中常出现辊面工作层高温硬度、强度下降，不具有抗高温氧化和耐腐蚀性能，耐磨性差，磨掼陕，辊面淬火层易出现龟裂、掉块、微凸起硬点及粘结氧化铁皮等现象，造成钢板表面压痕等缺陷，并且换辊周期短，磨削量大，使用成本高。
因此，改变矫直辊制造工艺、采用高合金焊接材料堆焊矫直辊是解决问题的途径，确定工作层焊接材料和焊接工艺成为关键。经多次试验，采用了具有高强度、高耐磨性、抗腐蚀型中厚板堆焊复合矫直辊。选用了合金结构钢42CrMo锻钢为母材制作辊身芯轴，在辊面上单边堆焊10mm厚的工作层，工作层熔敷焊接材料选用了4Crl3Ni2M02W。通过一系列焊接工艺技术保证手段，满足了对辊身高强度和提高辊面高温硬度、耐磨性、抗腐蚀和抗蠕变的不同性能要求。具体表现在：
(1)辊身母材与辊面工作层选用了不同材质，满足了对辊身、辊面的不同性能要求。
(2)辊面堆焊工作层材质的有效合金含量高达20％，在高温、水冷条件下长期运行，耐高温、耐磨损、耐腐蚀、防蠕变、防粘结等性能得到明显提高，具有二次硬化倾向，在使用过程中硬度不但不降低，反而提高HRCA～7，并促使辊面硬度均匀化，避免了微凸起硬点的出现，耐磨性提高。
(3)复合堆焊工艺保证了矫直辊对焊接质量和技术性能的要求，不仅保证了辊面堆焊的合金层不脱层、不掉皮，而且克服了整体锻造矫直辊辊面淬火工作层易脱落、掉块等缺陷。
(4)以42CrMo锻钢为母材制作矫直辊的芯轴，经调质处理后，具有高强度和较高的抗疲劳断裂性能。
(5)当堆焊工作层磨损后，可进行重新堆焊，实现了复合矫直辊的修复再生，使成本降低。
3实施卧式三柱塞高压泵技术改造
中板厂高压水除鳞系统安装了5台(用3备2)3W．1BZ2型卧式三柱塞高压泵(以下简称高压泵)作为主动力源。3W-1BZ2型卧式三柱塞高压泵原设计输送介质为乳化液，对介质的各项性能指标要求较高，在使用浊循环水钢板除鳞系统中，普遍存在泄漏严重、设备故障率高、维修费用高、能耗高、作业率低和除鳞压力不能满足工艺要求等弊端。针对其存在的问题，进行了以下技术创新。
3．1采用新型密封技术和新型自润滑材料等措施
高压泵动力端原存在2个主要问题：一是柱塞采用填充四氟填料与钢质巴氏合金内衬导向套密封结构，密封填料硬度高、无润滑，巴氏合金导向套采用注油器注油、润滑可靠性低，常发生密封和润滑失效、划伤柱塞杆故障，造成高压水内泄漏，输出压力降低；二是原设计连杆小头瓦由锡青铜制作，常因泄漏的高压水进入曲轴箱使润滑油乳化，造成润滑不良，发生“抱死”故障，成为动力端故障的主要原因。为此，研制应用了自润滑、高强度仿纶与碳素纤维混编的密封填料替代原柱塞密封；将导向套改为自润滑含油尼龙导向套；将连杆小头材质由锡青铜改为含硫轴承钢；同时对其结构和装配精度进行改进，提高了润滑与密封的可靠性，使用寿命由原来的1周提高到半年，且保证了高压泵的工作压力和工作效率。
3．2采用锥阀式卧式三柱塞高压水泵液力端技术
高压泵原液力端结构如图1所示，其存在的主要问题是：进、排液阀阀座与泵体液压工作腔圆柱型结构密封不可靠，内泄漏严重；高压水严重冲刷泵体工作腔和阀座，泵体和进、排液阀寿命低；进液阀和排液阀采用平面阀结构，对水质要求较高，使用浊循环水时密封不严，密封面冲刷严重，磨损快，寿命低；阀板与压盖经常发生液压“卡死”故障，阀杆常发生断裂故障；阀杆与压盖的四瓣式锁卡联结螺母故障高。据统计，液力端故障约占高压泵故障的90％左右。
针对原液力端存在的问题，研制出一种“密封可靠的锥阀式卧式三柱塞高压水泵液力端”替代原液力端，其结构如图2所示。
该系统的特点是：
(1)将传统的进、排液阀阀座与泵体液压工作腔的圆柱面间隙配合改为锥面加O型密封圈的配合。对阀座锥面与泵体工作腔锥面进行研磨，用煤油作不少于5min渗漏试验，排除了液力端高压水内漏严重、泵体和阀座损坏频繁、泵压力和流量低、容积效率低等缺陷，提高了容积效率和寿命。
(2)将传统的进、排液阀板与阀座平面密封结构改为阀芯与阀座锥面密封结构，锥面阀芯与阀座不易积留水中杂质，降低了对水质的要求，使用浊循环水，密封可靠。
(3)将易发生液压“卡死”故障的进、排液阀板与压盖的圆柱形滑阀结构改为锥阀结构，消除了液压“卡死”故障。
(4)将传统的阀杆、四瓣式锁卡螺母、压盖装配固定弹簧的方式改为压盖固定弹簧方式，简化了阀弹簧固定方式，排除了传统结构中阀杆和四瓣式锁卡螺母故障高易造成弹簧失效的缺陷，提高了液力端寿命。
(5)将传统的多孔进排液改为单孔进排液，在增加通流面积、提高压力流量的同时，使阀弹簧受力更合理，延长了弹簧的使用寿命。
(6)取消了故障率较高的零件，通过提高零件制造的技术要求，使得锥阀式卧式三柱塞高压水泵液力端具有结构简单、运行可靠的特点。
4结语
(1)用堆焊复合矫直辊替代整体锻造矫直辊，解决了因矫直辊表面缺陷造成钢板表面压痕的难题。
(2)自2004年矫直辊改进后从未发生过船板、容器板等高附加值产品生产中需停机磨辊的现象。
(3)矫直辊一次修磨期的矫直产量由30万t提高到45万t，提高了矫直辊的使用寿命，年节约一次换辊时间24h(该矫直机无快速换辊装置)。
(4)用锥阀式卧式三柱塞高压水泵液力端替代原液力端后，高压水除鳞系统的作业率和压力可满足产品工艺要求，大大降低了钢板表面麻点等质量缺陷，提高了钢板表面质量和兑现率。
(5)由改造前的3台高压泵减至l台高压泵运行即可满足生产要求，年降低设备电耗289万kW·h。
特别关注
