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2018-09-10 次阅读 行业新闻

钢包滑板常见的裂纹是怎么形成的,如何预防

滑板在使用后会产生不同方向和大小不等的裂纹。裂纹的产生限制了滑板的使用寿命,也降低了使用的安全性,因此,耐材和冶金研究人员希望通过各种措施来降低裂纹的危害。根据滑板的使用经验,总结了裂纹产生的原因及改善措施,在实际使用中,滑板裂纹情况得到明显改善。
1、放射状裂纹
滑板使用时,当高温钢水通过滑板铸孔时,铸孔与滑板四周之间形成极大的温度梯度,在铸孔四周产生热应力。当热应力超过滑板极限强度时,就会形成以铸孔为中心的放射状裂纹,这种裂纹表现为在滑板铸孔周围形成的“米”字形裂纹,如图1中的第1类裂纹。这类裂纹经常出现且很难控制,当此类裂纹产生后,钢水、熔渣和氧气在裂纹处扩散、聚集、渗透,加剧了化学侵蚀。但由于这类裂纹不通过滑板的滑道等关键区域,在裂纹较轻微时,对滑板的使用不会造成太大的影响。对滑板采取钢箍热嵌的方法,可以控制裂纹的扩展,并维持滑板的完整性。
2、沿滑板长度方向的裂纹
裂纹的扩展取决于滑板的形状及在机构中的顶紧方式。采用两端顶紧方式的滑板在横向两侧外缘处及纵向滑动方向上存在一定的拉应力集中。这种出现在滑动方向上的拉应力,是导致滑板使用中出现纵向裂纹,并推动裂纹扩大的主要因素,对滑板寿命和使用安全性极其不利。而锥形滑板采用四角对角线加压固定方式,使滑板在纵向上的拉应力大幅降低,极大的减轻了滑板沿滑动方向上产生裂纹的可能性,有利于提高滑板的使用安全性和使用寿命。
3、由机构平整度引起的滑道横裂纹
滑道横裂纹在机构使用的后期容易出现,当机构不平导致在滑板中出现横向裂纹。这种裂纹一般发生在滑道的中间部位,裂纹大多表现为明显的横断。此种裂纹发生在滑板的核心部位,即滑道区域,如图1中第3类裂纹。这类裂纹在使用中可能引起滑板板面之间窜钢现象,在滑板的使用中严禁出现此种裂纹。
4、复合滑板材质匹配产生的裂纹
现在市场上有很大比例的复合滑板,针对滑板在使用过程中不同部位的要求,进行不同的复合设计,不仅能发挥复合材料的优势,还能在一定程度上降低成本。但在复合滑板使用过程中,如果工作面材质与滑板非工作面材质之间的热膨胀性匹配不好,将会导致在其界面处由于热应力而产生裂纹,特别是铸孔周围更易产生裂纹,如图1中第4类裂纹,这种裂纹严重时可引起滑板和水口之间的窜钢现象,引发事故的发生。
5、板面与子母口处的裂纹
带子母口的滑板在使用后子母口边沿位置经常可见圆环状裂纹,如图1中第5类裂纹。在生产中,子母口与工作面的接触部位是一个薄弱环节,在这个部位容易形成裂纹缺陷[6],而且在使用过程中,此处也会产生应力集中,所以容易出现裂纹。这类裂纹由于发生在铸孔的周围,在滑板使用中可能引起沿滑板子母口的渗钢事故。
6、热修操作产生的裂纹
在热修安装下水口中,由于下水口安装过紧导致滑板裂纹问题。此类裂纹主要表现为沿滑板子母口部位裂纹明显,向外一直延伸到滑板宽度的两边,直至滑板横断,如图1中第6类裂纹,这类裂纹严重的可引起滑板之间的窜钢。
针对各种裂纹产生的原因,从工艺、操作等方面简单介绍了限制和减少裂纹的措施,以达到滑板的X使用性能。
1、提高滑板材质的抗热震性
实践证明,通过降低滑板材质的热膨胀系数和弹性模量,改善抗热震性,能有效缓解热应力对滑板的损毁,也能降低裂纹的危害。
2、对滑板形状和顶紧方式进行优化
对滑板形状和顶紧方式进行优化,特别是有限元法的利用。如增加铸孔两侧宽度,减少其它部位宽度,进行水滴状直线圆弧形连接,可使优质耐火材料充分使用,有利于减少热应力集中。针对滑板由于和机构配合而产生的纵裂纹,根本解决措施是改进滑板和机构的配合,如由点接触更改为线接触,由线接触更改为面接触等都可以大大减少这类裂纹的产生。
3、优化机构的平整度
当发现由于是滑动机构不平整产生的裂纹时,需要对机构的平整度进行检测,如果滑板和机构是刚性接触时,可考虑在结合面添加缓冲物,如陶瓷垫等来缓解。在现场操作中需要注意用压缩空气仔细吹扫滑板槽、装配面、滑动小车、框架和机构底座等部位,并在滑板安装后用手轻按滑板,看其是否有晃动,利用这些方式来判定滑板和机构的配合,确认滑板和机构的配合是否平整。
4、调整滑板材质
对于滑板材质不同引起的裂纹,可以通过调整泥料结合的方式等措施来减少裂纹的产生。例如可以在泥料结合部位使用特殊加料筒使两种泥料交错结合,增大界面面积和结合力,如图1和图2所示。还应特别注意两种材质的热膨胀的匹配。
5、滑板板面和子母口裂纹的改进
针对滑板板面和子母口处产生的裂纹,可以从以下几个方面进行改善。一方面可以通过在压制过程中改善泥料的流动性,如调整子母口边缘的斜度等来减少裂纹的产生。另一方面可以通过精密计算泥料的堆积密度,并使用工具使压制后的滑板子母口和板面密度差较小来减少裂纹。再者也可考虑通过模具的强度等来减少裂纹的产生。
6、下水口紧固程度
在热修中紧固下水口产生的裂纹,可以通过改变操作习惯进行。下水口的紧固并不是越紧越好,而是要恰到好处,由于滑板和水口中间有1~2mm的火泥量,在打紧下水口旋套的过程中,不要使全力,当锤子落到旋套上有一点反弹的时候证明下水口已经旋紧了,这点对热修现场的实际操作经验要求比较高。

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