抛丸对中厚板热处理炉辊面结瘤的影响分析

于刚

摘  要：纵观市面上的热处理炉型来看，最为主流的仍是辊底式热处理炉。但从实际应用来看，该炉型普遍存在着辊面结瘤的问题，这也是限制其进一步发展的核心因素。因为结瘤物的高度会超过辊面，导致热处理后的钢板中出现压痕，无法满足预期需要。根据抛丸技术相关研究结果可以发现，抛丸设备的性能以及丸料选择同最终的抛丸结果有着密切关联。本文主要围绕丸料的直径参数进行深入剖析，结合生产实践来划定中厚板对应的丸料参数。此外，参照丸料循环的基本理论，搭建起行之有效的丸料筛选机制，优化抛丸结果。

关键词：中厚板;热处理炉;辊面结瘤;抛丸;丸料筛分;除尘

热处理操作作为金属加工环节中必不可少的一环。能够在保证金属材料组分和结构不出现变化的条件下，对金属材料的显微组织进行调整，并优化表面的化学性质。确保金属材料能够达到预期的力学要求以及物化特性等。参照近年来的发展可以看出，部分中厚板公司逐步应用先进的轧制和冷却技术，显著提升钢板的性能，弥补传统工艺技术的不足。但热处理操作仍然是不可缺少的重要环节，本质上是因为热处理会提升钢材的力学性能和物化指标，对实际生产制造起到十分关键的影响。本次研究的意义在于探究中厚板热处理过程中出现结瘤的具体因素，剖析结瘤的变化过程。为更好发挥现有装置以及工艺体系的作用奠定基础，并给出相应的指导意见，降低结瘤的可能性，防止中厚板生产由于压痕造成的报废情况。

1炉辊结瘤成因分析

根据结瘤的具体区域，结构形态以及组分性质可以发现，结瘤的具体因素是外部氧化杂质进入到炉内。由于生产过程中炉内处于高温状态，辊面部分位置会黏着氧化杂质，伴随炉料的逐步增多，炉内会积聚越来越多的氧化杂质，同时在高温作用下会进一步附着在辊面上，导致结瘤问题的加剧。由于淬火处理的环境温度较高，致使辊面附着的氧化杂质会被不断压实，最终钢板上会出现明显的辊印。此外，根据生产经验可以看出，炉辊如果存在结瘤问题，板材厚度超过25mm且温度达到870℃后，辊印就较为明显。不仅如此，钢板厚度越大，出现的辊印就会进一步加深。

炉内中出现氧化杂质主要有如下几个来源：其一是钢板经由热轧处理后产生的氧化铁皮未被抛丸全部去除;其二是抛丸处理后再次受潮引起氧化;其三是钢板在切割过程中会出现残渣或氧化铁皮等。综合来看，最后一个氧化杂质的来源影响最为严重，这是因为炉辊周边800～1500mm區域内的结瘤问题尤为明显。

除去外部的氧化杂质以外，出现结瘤问题的原因还可能是炉内构成了氧化环境，生成部分氧化铁皮，热处理本质上是利用天然气和辅助试剂混合以后，通过辐射在管道内完成加热处理。整体来看，炉体气密性较优，所以内部含有的氧气仅会是通过炉门启闭时混入炉体内部或辅助试剂中残留的氧气。因为炉体气压为正，且炉门启闭过程中会排放氮气，所以氧气很难混入其中;而辐射管道由于长期运行在高温环境之中，陶瓷材料可能因为老化等问题出现破裂，造成金属受热不平衡出现裂痕等问题，或者因为金属管道性能不达标产生烧穿现象，导致辅助试剂混入到炉体内部，形成氧化环境。但从实际停炉测定后，并未发现有明显的管道破损问题，所以排除该原因。

2抛丸工艺对炉辊辊面结瘤的影响

对于抛丸操作的影响来说，可以划分成单点和整体两大类。其中造成单点抛丸同预期结果不匹配的原因较多。通常抛丸的洁净程度和丸料参数有着密切关联，且丸料飞出速度也会影响到最终效果。由此来说，抛丸处理的效果会受到丸料以及抛丸设备的影响，下面对其展开论述。

2.1抛丸器影响分析

电动机作为抛丸设备运行的动力源，也是丸料速度的供给源。当添加丸料后，分丸轮会随之启动，当丸料运行到叶片间时，会在叶轮的推动下，高速飞向钢板。

抛丸量主要是指单位周期内抛丸设备总共抛出的丸料量。该指标越大，说明抛丸效率越高，且最终的抛丸结果越优良。具体的影响因素有以下几个方面：电动机实际的运行功率、叶轮的旋转速度、抛丸设备的组成架构和丸料的添加量等。提高叶轮的运行速度能够增大抛丸量，但要以提升电动机功率为前提。因此优化抛丸设备的组成结构更加简便易行。

2.2丸料大小影响分析

当丸料的直径参数升高后，钢板的清理效果越好，但如果直径超出1.6mm后，抛丸效果明显下滑，同时钢板粗糙程度难以把控且存在明显凹痕。由此来说，如果丸料直径未达到0.5mm时，应当将其归入到无效部分。当丸料量以及射入速度处于标准范围内，增大丸料比重，就会获取到更加优良的抛丸结果。

3改善抛丸效果的措施

期望抛丸设备发挥出应有作用，应当把控好下述几个方面：其一，优化抛丸装置的检修体系。确保丸料循环模块、清洁模块以及灰尘处理模块均处于标准工况。其二，选定最佳的抛丸速率，通常去除钢板上附着较为紧密的氧化铁皮时，要将速度参数控制在2m/min左右，这样能够保证钢板在单位时间内经受更为密集的丸料击打，以此提升抛丸效果。其三，确保丸料量符合预期目标。一旦丸料量无法达到需求后，抛丸结果显著下滑，所以要确保丸料量始终处于标准范围内。其四，确保丸料参数满足需要。一旦丸料质量无法达到处理标准，就会直接影响到最终的抛丸结果。通常选用均匀回火马氏体结构的丸料，且碳化物指标不得超过3级。其五，选定尺寸最优的丸料，如果丸料尺寸过小，其冲击力度会明显不足，同时清理效率严重下降，导致钢板粗糙程度上升。基于实经验来说，丸料直径控制在1.2～1.8mm范围内最佳。其六，经由丸料冲击后，氧化铁皮会变成粉末状，因此要增设除尘系统。确保生产环境满足要求，防止颗粒物对人体造成不良影响。此外，中厚板的抛丸设备为自动化装置，操作舱内配备有高效的检测模块，能够对板材参数和位置信息进行实时确认。但如果粉尘堆积过量，就会严重影响到自动化性能。

4结语

辊底式热处理操作出现结瘤问题会直接影响到产品性能，这也是制约企业向前发展的主要问题。本文主要针对辊底式热处理技术展开论述，探究结瘤的具体因素，给出多项可能原因。根据抛丸原理以及实践结果选定最佳的丸料参数，以此对抛丸设备进行更好的优化改进。通过对改进设备展开为期一年的测评，可以看出抛丸效果满足预期目标。

参考文献

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