水-火矫正加热炉出钢托臂弯曲变形的实践(金相图).doc

水-火矫正加热炉出钢托臂弯曲变形 潘大辉 （宝钢德盛不锈钢有限公司） 摘要 本文主要针对热轧厂加热炉出钢托臂可能被回炉坯等因操作不当或限位失灵等发生撞击后弯曲变形，利用火与水进行矫正的真实案例分析，也适用于类似大型钢梁弯曲变形矫正技术。 关键词 托臂 大梁立柱 弯曲变形 火焰矫正 0 前言 类似H型钢结构在冶金行业设备设施等及行车制作和钢结构厂房建筑中被广泛作为立柱、大梁、托臂、支撑件等应用，有的长度达10米以上，重量数吨。目前，国内外尚未制定统一的国际或国家标准来矫正因各种原因产生的弯曲或扭曲变形，一般凭经验通过具体问题具体分析进行实施，其中采用水-火控制技术使其产生反向变形被认为操作施工简便，能够快速达到矫正目的。本文重点结合热轧厂加热炉出钢托臂H型大梁弯曲变形水-火矫正操作技术及实践经验进行分析： 1、水-火矫正钢结构变形的以往经验总结 1.1钢结构中由于实际变形的工件种类繁多及其复杂，包括被焊接、被撞击、疲劳超负荷、设计强度不足等，常用机械矫正或局部加热机械锤击等，有一定经验情况下采取以下三种火焰矫正方法1：（1）线状加热法；(2)点状加热法；（3）三角形加热法。以工件材质低碳钢为例: 低温矫正??????500度～600度?????冷却方式：水 中温矫正??????600度～700度?????冷却方式：空气和水 高温矫正??????700度～800度?????冷却方式：空气 图1 变形形式与矫正方案 包括矫正工件上下产生拱度同时侧面弯曲，以及捆绑斜拉矫正发生扭曲的工件,见图1。 1.2根据铁碳金相平衡图，一般工件受火焰加热达到500℃以内，金相组织未改变2，但要注意可能造成塑性下降，加热过程中切忌一边加热一边浇水或遇冷。 1.3当工件某局部被加热至500℃-720℃，水冷后其珠光体和铁素体产生再结晶，晶粒变细，硬度强度变高，也可以用于消除工件焊接后变形或热轧后的残余应力。 图2铁碳金相图中的PS线727℃左右温度用于本文所述的水-火矫正变形温度。 1.4加热至720℃-850℃时，工件显示鲜亮红色，水冷后将产生析出细晶粒的铁素体与未融入奥氏体的大晶粒铁素体并存，工件的塑性变形或抗拉强度下降。对含碳大于0.35%钢及低合金高强度钢（如Q345\Q500)工件不能采用高温矫正。 图2 铁碳金相图 1.5加热至850℃-950℃时，冷却时，析出微细晶粒的铁素体及奥氏体全部成为微细晶粒的珠光体，已经严重相变，注意工件变形严重！ 2、水-火矫正加热炉出钢托臂弯曲变形 图3 加热炉外观 图4 托臂 根据已经矫正数根的热轧厂加热炉（图3）出钢托臂（图3）经验来看，按尺寸10400*550*180mm,材质ZG270-500，重量5T计算，变形主要发生托臂靠近头部区域，因受到回炉坯的撞击等，产生“工”字型侧弯，加上托臂头部下方的辊道冷却水长时间喷到已经侧弯的位置，将造成加速变形，出钢托臂严重变形后其底部的齿条啮合无法传动，必须进行更换。针对如此厚壁且分隔有筋板及固定有齿条部件等，可以快速利用水-火技术矫正的，实例操作如下： 2.1选取平地，工件头尾附近各垫高200左右，按工字摆放安全防侧翻，“工”字上横线平面上画中心线，工件两端中线处焊接两小段￠15*200圆钢左右进行拉线，测量中心线与拉线发生的偏移值。 2.2吊放工件将工字放倒，水平仪垫平，按彩虹弯上拱度凸度在上面摆放，在最大变形处画出倒三角形火焰区域，如图4最大变形量h=70mm，上表面火焰区域宽度取b=130mm左右。与该位置相邻两侧各500mm位置作为下两次矫正点。 2.3在最大变形处两侧各施压约工件总量的一半左右任何重物，最大变形处底部地面垫上10mm钢板作为测量基面，也能防止火焰对地面造成喷溅），测出工件变形处最低点的高度h。 2.4选取四把射吸式焊炬H01-30A，300以上大的割炬也可以，四个人按画好线的倒三角形分区成四部分同时加热,每人保持自己区域内均匀加热，枪炬的运动稍快往复移动，保证画线的倒三角火焰区域整体均匀受热！ 2.5获得加热区域内基本一致的温度或加热均匀性很重要，加热至约720℃左右，当用测温枪测定到达此温度或肉眼观察艳红色时候，瞬间快速全部停止加热及快速浇水，同步随时快速测出工件变形处最低点高度的变化，并控制冷却时间，如：计划分三点矫正，争取做到第一点矫正下降最大变形量的60%左右，左右两点矫正后继续使第一点各下降20%左右。如对于出钢托臂最大变形处偏移只有h=30mm左右，可直接计划选择一个矫正点，一次性矫正下降30mm，仅矫正一个点就可以投入生产使用。 3、注意事项 3.1水-火矫正工件的变形，重点在于控制水冷大小及时间，水