大型底盘吊耳断裂原因分析及预防措施

孙广智　李金良

(中国第一重型集团公司炼钢分厂，黑龙江161000)



大型底盘吊耳断裂原因分析及预防措施

孙广智李金良

(中国第一重型集团公司炼钢分厂，黑龙江161000)

摘要：钢锭底盘在吊运过程中发生吊耳断裂，分析了断裂原因并制定了预防措施，为今后大型底盘吊耳设计积累了经验。

关键词：钢锭底盘吊耳；断裂分析；预防措施

我公司炼钢厂7#真空室浇注了一支真空钢锭，按工艺要求达到热送时间后，在使用专用吊钳夹持钢锭冒口时，发现底盘粘连在钢锭水口端。为防止底盘脱落，放弃使用吊钳脱模热送方案，改为用钢链挂在下部底盘吊耳，通过吊运底盘使钢锭模、钢锭、底盘一同从真空室吊出，放置到炼钢厂北部脱模区，通过气割解决“粘盘”问题。起吊总重量是150 t，在起吊过程中，底盘吊耳突然断裂，整套冶金附具连同钢锭掉入真空室中。

1原因分析

对断裂处取样分析化学成分见表1。从表1可知吊耳材质是特配铸铁，屈服强度为200 MPa。

表1　吊耳断裂处化学成分(质量分数，%)

在断裂吊耳试样上锯切低倍试片和金相试样，金相检验结果如图1、图2所示。

图1　金相试样

图2　低倍试片

观察金相试样和低倍试片可知，吊耳本体存在大量疏松，吊耳组织不均匀，磷共晶量较多、造成材料力学性能降低，组织较硬脆。在断裂吊耳上锯切4个试样做剪切强度试验，试验结果见表2。

表2　剪切强度试验值

因吊耳处存在铸造缺陷，使吊耳剪切强度仅为屈服强度的40%。

利用模拟软件对底盘吊耳进行应力分析，并采用底盘吊耳原始数据，吊耳直径250 mm，吊耳长度350 mm，单吊耳受力75 t，材质为特配铸铁，分析结果如图3所示。

图3　底盘应力分布模拟图

根据模拟结果可知，最大应力出现在吊耳根部，吊耳实际断裂处也在根部，与模拟结果吻合。最大应力为106.6 MPa，已经超过吊耳剪切强度实测值，底盘吊耳会在起吊过程中断裂。

2预防措施

(1)优化吊耳化学成分，适量加入铬、钼、钒等元素，具有细化石墨和强化基体的作用。增加碳和硅含量会使铸铁强度和硬度下降，组织疏松。当碳、硅含量正好使铸铁得到均匀的石墨和珠光体时，铸铁力学性能最佳。

(2)脱模过程中采用吊底盘方式已违反安全生产操作规程，今后应杜绝此现象发生。为防止“粘底盘”现象发生，底盘铺装整体底盘套，采用整体底盘套既有利于提高钢锭质量，又可大大降低 “粘底盘”现象发生。另外多次使用的底盘的“粘底盘”发生概率上升，应坚决予以淘汰。

(3)改进吊耳设计，增大圆柱型吊耳直径和吊耳根部的圆角，设计完成都要经过数值模拟验证。

3结论

通过此次吊耳断裂事故，警示分厂内部必须严格按安全生产规程操作，改进底盘吊耳设计，优化底盘材质并使用整体底盘套。改进后底盘吊耳断裂事故没有再发生，为安全生产提供了有力的支持。

编辑李韦萤

中航检测布局华东检测中心落户卓越锻造公司

12月4日，中航检测卓越检测中心在位于惠山区玉祁镇的中航卓越锻造(无锡)有限公司(以下简称中航卓越)隆重揭牌，该中心是中航工业-中航金属材料理化检测科技有限公司(以下简称中航检测)布局华东的唯一检测中心，也是惠山区一家具有国家资质的第三方检测中心，中心的成立，为无锡基础制造产业转型升级增添了新动力。无锡市、惠山区科技局、市场监管局以及地方政府领导、相关部门、相关企事业单位参加了揭牌仪式。无锡市科技局副局长赵建平、中航检测总经理王林岐共同为中航检测卓越检测中心揭牌。

中航检测和中航卓越同为中航工业中航重机成员单位，前者是整合锻铸优势资源，打造集科研、检测、数据分析、标准制订为一体的理化检测平台。该平台成立以来，整合了中航重机优势检测能力资源，以服务高端产业打造权威第三方检测平台为宗旨，深入推动中航检测的市场化和国际化进程，成为中航集团基础材料研究领域的重要力量，为中航工业的发展做出了重要贡献。中航卓越是中航工业中航重机布局华东的锻造公司。卓越检测中心是中航工业检测第三方服务平台的重要构成，是中航检测布局华东地区的唯一检测中心，是具有第三方检测资质能力的综合检测平台。

近年来，中航卓越在科技创新工作中取得优异成绩，公司先后取得“无锡市特大型环锻件工程技术中心”、“国家级高新技术企业”等认定和荣誉称号，积极申报省市级科研项目并获得资金扶持，为无锡市、区科技创新工作做出了积极贡献。

卓越检测中心的成立，旨在将中航检测能力覆盖到铸锻业务布局华东的中航卓越，是中航重机布局华东的重要一环，也是中航工业军民融合助推地方经济发展的重要举措。中心将以高水平的分析检测能力，完善的质量管理评价体系，积极为无锡、长三角地区乃至更广泛区域客户提供公正、可靠、优质的第三方检测服务，并影响和促进地区企业走技术创新、转型升级的发展道路。同时，为地区特种金属材料检验检测和技术研发创造有力条件，也为无锡地区航空航天、燃气轮机及核电等高端产业发展奠定坚实的基础。

Fracture Reason Analysis and Preventive Measures

for Lifting Lug of Heavy Bottom Frame

Sun Guangzhi, Li Jinliang

Abstract：During the hoisting process, the lifting lug of ingot bottom frame appeared the fracture. Therefore, the fracture reason has been analyzed and the preventive measures has been prepared, so as to gather the experience for designing the lifting lug of heavy bottom frame in future.

Key words：lifting lug of ingot bottom frame; fracture reason analysis; preventive measure

作者简介：孙广智(1972—)，男，工程师，主要研究方向为模铸工艺及设备。E-mail：hujiandong2004@163.com

收稿日期：2015—06—17

中图分类号：TG115.21

文献标志码：B