中厚板热处理机组抛丸机故障分析与改进

文章出处：本站编辑：抛丸机发表时间：2015-09-14 09:55:13

摘要：针对中厚板热处理机组抛丸机主要故障进行了分析，提出了相应的设备改进措施。通过更新新箱体、加装高压风装置、调整抛射角度、散化弹丸分离等改进措施后，有效降低了抛丸机故障，满足了热处理生产需求。

0、前言：

国内钢铁企业热处理生产线绝大部分均采用进口抛丸机，国内抛丸机的技术水平与国外同行相差甚大，甚至是质的差距。安钢中厚板热处理线配套的抛丸机组采用国产设备，同样存在着故障率高，抛丸质量差等等“通病”，高频率的设备故障，高强度的抢修作业、高消耗的备件材料费用，严重制约着热处理线的生产效率和产品效益。通过不断设备改造和摸索，有效缓解了高发的故障对热处理钢板生产的影响，备件、材料费用骤减，工人劳动强度明显下降，工作积极性提高，抛丸机工作效率得到了保障。

1、设备概况：

钢板热处理生产线是安钢集团公司3500 mm炉卷机组和2800 mm中厚板机组的后续生产线，主要目的是进一步扩大公司板材产品品种范围、提高产品档次，提升盈利水平，增强企业的市场竞争力。品种涉及锅炉容器板、桥梁板、高强板、低合金和船板等5个系列，40多个牌号的正火和回火板。抛丸机作为热处理线的第一道工序，直接影响热处理产品的产量和质量。

2、抛丸机组成参数：

抛丸机主要部件包括:抛丸器、抛打室、清理室、室内输送辊道与进出料输送辊道、弹丸循环系统、吹扫机构、除尘系统和电气控制系统。主要设备参数见表1.

3、主要故障及原因分析：

安钢中厚板热处理线配套的抛丸机自2009年投产以来，一直是热处理生产的薄弱环节，因抛丸机导致停产的情况时有发生，严重影响了热处理线的生产效率、工人的劳动积极性和产品效益。高频率的设备故障，高强度的抢修作业、高消耗的备件材料费用。在及时解决了“三高”的前提下，仍然无法保证抛丸后钢板的表面质量，并且抛打室上、下室体板出现严重的“下陷”变形。下沉量达到25 mm之多，根本无法满足热处理线的生产需要，造成了大量的不合格产品和协议材。

3. 1、抛打室箱体震动大：

抛打室就如同人的胸腔，其正常与否直接影响整台抛丸机的工作效果。因为抛打室在设计时没有充分考虑其八个抛丸器的工作震动负荷，经常与抛丸器产生共振。这种非正常震动的出现是导致抛打室箱体撕裂、抛丸器叶片打碎、护板断裂、室体护板击穿、抛头轴承高温烧毁、室体辊折断、抛头漏丸粒、抛头皮带断裂等事故的直接原因。这些故障的发生带来一系列问题:①更换备件，提高生产成本，加重维修工的劳动强度。②影响大量生产时间，降低抛丸机的工作率。③造成大量丸粒堆积，污染而无法回收利用等等。

3.2、清丸不彻底：

清扫区是清扫被抛丸后的工件表面丸粒和灰尘的区域。被抛丸后的工件表面会残留有丸粒和灰尘，如不清理干净，一是会带进系统循环使用的丸粒，影响抛丸;二是会因为工件表面不干净会增加丸粒损耗，三是不干净钢板通过炉底辊时会在炉底辊表面生产渣瘤，四是矫直时会有丸粒压入钢板表面，产生质量缺陷和异议。在清扫区内设有刮板、清丸滚刷和清扫风机。来对平直钢板表面进行三级清理。但是对于回火挽救材瓢曲板的抛丸处理，三道清理工序过后还会有丸粒在钢板表面残留。

3. 3、抛丸器安装位置不当：

抛丸器为抛丸机核心部件，是对工件进行抛丸处理的关键部分，工件处理的质量好坏和工作效率主要取决于抛丸器。本系统要求处理钢板速度为1 m/min一6 m/min，工作制为24 h。因此对抛丸器的要求非常高。本抛丸器为电机直联，配用45 kW变频调速电机，采用双轮、丸粒加速器(工作效率和工作质量是普通的1.5倍以上)，但是抛丸器抛丸速度1750转/min，抛射角不可调整，抛丸器是用电焊直接焊在箱体之上，极易与箱体产生共振。因此本抛丸在生产过程中一旦共振震动较大，叶片、护板打碎就会发生，而且造成连锁反应，导致8个抛丸器全部报废。

3.4、弹丸循环不畅：

抛丸机正常作业弹丸为循环使用，在对钢板表面抛打的过程中，大量的氧化铁皮粉尘混入循环弹丸中造成弹丸含灰量大，而弹丸循环系统中分离器螺旋靠近提升机料斗一侧，弹丸流量很大且由于含灰原因散化程度低，极易将抛丸器的弹丸管道和出灰口堵塞造成弹丸循环不畅。

4、改进措施：

4. 1、设计更换新箱体：

为了彻底解决箱体震动大的难题，自己设计制造了一部厚重结实的新箱体，改造后的抛打室钢板厚度由原来的12 mm加厚到25 mm，并采用高强度的AH80DB板为材料，以加大其自重，防止不必要的震动，并且在地脚处加焊加强筋，大幅度提高箱体的稳定性。对箱体内414块室体护板从新布置找平，防止室体护板因震动而开焊、震裂。

4. 2、加装高压风装置：

在抛丸机吹扫室内加装了一步高压风吹扫装置，在抛丸机输出辊道上加装一套清丸滚刷，通过双重吹扫和刷丸，如图1所示。这个双保险使钢板表面不再有丸粒残留，既提升抛丸质量，又保护了炉底车昆和矫直辊。

图1改造前后清理室示意图

4. 3、抛丸器抛射角做到可调整:

重新设计箱体上的8个抛丸器固定方式，由焊接到箱体上改为螺丝固定到箱体上，并在固定处加装减震垫，这样不但可以实现减震效果，还可以随时通过调整，改变抛丸器的抛射角，达到提高抛丸质量的目的。操作人员在巡检时一旦发现抛丸器震动异常，就可以通过调整抛射角，来降低抛丸器的震动幅度，不与箱体产生共振。改造后的角度更平稳、可靠、丸粒更多的打在钢板上(如图2所示)。

图2抛射角调整前后示意图

4. 3、增设弹丸散化分离设备：

在分离器螺旋靠近提升机一侧与弹丸管道进口间增设一个V型筛网和振动设备。V型筛网的筛网一面对分离器螺旋出来的弹丸进行筛选，筛选后的弹丸流入抛丸器管道进口，尘灰落在V型筛网钢板的另一侧，利于除尘系统将筛分出来的尘灰及时排除。振动设备电机带动偏心轮旋转，偏心轮带动筛网平行移动，增强其过滤效果，以达到防止循环弹丸结团，增强散化弹丸的作用来保障弹丸循环的连续性。

5、改进效果：

通过对中厚板热处理机组抛丸机高发故障和抛丸效果不佳问题的技术改进，强化将弹丸以很高的速度和一定的角度抛射到钢板表面，确保抛丸机在高载荷条件下，各部件的疲劳强度得到大幅度改善，实际运行情况表面效果良好，使抛丸机的工作效率得到保障。

1)改善动态特性起到抛丸机运行减振效果，避免机械设备产生较大的动载荷和噪声，把有害的机械振动的影响减到最小，从而增强了机械设备的工作性能和使用寿命[3]。以前的多发事故，如叶片打碎、护板断裂、轴承高温烧毁、室体辊折断、抛头漏丸粒、抛头皮带断裂、抛打室箱体开裂、各个螺旋折断等明显减少，既提高了抛丸机的作业率，提高了产品质量，保证了热处理线生产的顺行。

2)确保抛丸的清理恒定一致的同时，被抛丸清理的钢板表面也没有残余丸料豁着，避免了粉尘到处飞扬或滞留在机器内，影响了设备的运行。同时作为钢板热处理炉炉底辊的保障设备，不但可以保证钢板的下表面质量，减少热处理后钢板(特别是,40 mm厚规格)的下表面辊印的形成，产生质量异议，而且可以降低热处理炉炉底辊的结瘤量，延长炉底辊的使用寿命。

3)抛丸器的选用及布置更为合理，提高了弹丸的利用率和劳动生产率，保证了钢板表面的清理效果，提高了清理效率，获得了满意的清理质量，还减少了对室体护板的磨损。

4)极大降低了抛丸机故障率、减低了备件、材料费用、减少职工的劳动强度，保障了热处理线的稳定顺行。通过故障统计对比及备件消耗可以更直观的反应出实际情况(见表2) 。

表2故障统计对比及备件消耗情况

6、结语：

通过对中厚板热处理机组抛丸机故障进行分析和技术改进，解决了安钢热处理钢板生产的瓶颈环节，使抛丸机在安钢中厚板热处理线生产中，发挥了巨大的作用。钢板表面经过抛丸，使之获得均匀一致的金属光泽，以提高钢材的涂饰质量与防腐效果。采取低投入的设备改造，有效的保障了设备的高效率运行、降低了备件、材料成本的投入。有效实现了低成本运行，在同类型热处理生产线中进行推广，对国内抛丸机行业的持续发展，都具有积极的意义。

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本文来源青岛万彩网抛丸机：http://wernerluetkemeier.com/news/1201.html

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