重负荷砂轮爆片的原因分析及预防措施

薛峰

（山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂技术质量科）

摘　要：砂轮片是磨削加工中Z主要的一类磨具，也是修磨机的重要工作部件，它直接与连铸坯接触，因安装、操作等原因引发砂轮爆片事故。本文主要通过对爆片事故的现场取证，分析事故原因，采取相应措施，取得的明显效果。

修磨机是用于对连铸坯表面缺陷进行磨削的设备，台车载着连铸坯往返运行，重负荷砂轮片安装在磨头上，随着磨头高速运转、完成进给运动，这两个运动组合在一起便能对整个连铸坯表面进行修磨，消除表面缺陷，提高连铸坯表面质量。砂轮片是修磨机的重点工作部件，被修磨的连铸坯的温度是300~700 ℃，磨削深度是0.5~2 mm，工作过程振动大，磨削线速度达80 m/s。由于砂轮各部温度差异大，又因安装、操作、设备和砂轮本身质量等问题，造成了砂轮爆片的故障，同时也会对人身、设备造成一定的伤害，本文对此类故障进行了原因分析，采取了预防措施，并取得明显效果。

1　安装原因

纸垫飞或纸垫破损严重；卡盘螺丝松或卡盘螺丝未全部安装；砂轮内圈或砂轮与卡盘结合处明显打滑。

1.1 安装方法存在的问题

1）紧固螺栓锁紧力矩不均匀，造成砂轮受力不匀，使砂轮倾斜、松动，与砂轮卡盘发生相对转动，直至发热爆片。

2）长期性的螺栓锁紧力矩不均匀，会导致砂轮卡盘的磨损，这种状态下即使合格砂轮、正确安装也有爆片可能，形成设备隐患。

1.2 预防措施

1）使用力矩扳手紧固螺栓，保证锁紧力矩均匀。

2）紧固螺栓时要沿对角线依次锁紧，防止产生倾覆力矩。

3）安装时确认纸垫完好，如有破损应更换备用的完好纸垫。

4）砂轮使用过程中利用清渣、上下料等间隙时间，对砂轮及卡盘进行检查，排查因修磨振动导致卡盘螺丝松动等隐患。

5）砂轮安装后用粉笔在法兰和砂轮上划条直线，磨削后检查直线是否对齐以判断砂轮是否打滑。

6）要定期检测砂轮卡盘与压盘之间的平行度，当大于0.1 mm时，要禁止使用，进行修复。

2　设备原因

设备故障突然停机或异常行走，或设备出现明显异常（轴承断、螺丝断、卡盘坏、磨头跳、磨头漏油等），导致砂轮与铸坯或设备发生碰撞，砂轮产生局部缺损，发生爆片。

2.1 爆片的原因分析

2.1.1 砂轮不同部位的温度分布

在磨削过程中，砂轮外圈直接接触连铸坯进行修磨，产生大量热量，温度上升Z快，内部温度依次降低；在上下料过程中，砂轮得到冷却，外圈温度下降快。

2.1.2 砂轮爆片的原因

砂轮不同部位的温度分布不匀，同一部位在不同时间的温度变化也很大，由设备原因使砂轮失去平衡，瞬间将产生很大的内应力，当这一内应力大于砂轮磨料之间的粘合力时，将使磨料颗粒间撕裂，而且裂纹将不断延伸，直至砂轮爆片。

2.2 预防措施

1）点检员加强日常对修磨机设备的检查，消除可能存在的隐患。

2）修磨工利用清渣、吊斗子等设备停机的间隙时间，对磨头、卡盘等进行排查。

3）修磨过程中发现异响，应立即停机，检查设备，防止发生爆片事故。

3　操作原因

砂轮边缘磕碰状掉块；砂轮侧面有接触铸坯痕迹；修磨铸坯有打边或打角现象。

3.1 爆片的原因分析

砂轮与连铸坯发生碰撞，导致砂轮局部缺损，发生爆片。

3.2 预防措施

1）精细操作，修磨边角部位重点关注，及时调整长度补偿值。

2）修磨边角部位减小压力，调整减压系数或持位压力至正常修磨压力的90%~95%左右。

3）连续出现铸坯测长不准确时，及时反馈设备人员进行处理。

4）确保程序的联锁保护功能。

4　砂轮质量原因

砂轮由根部彻底损坏；钢圈断裂。

4.1 爆片的原因分析

1） 砂轮加固层与使用层之间粘合性较差，或砂轮本身存在裂纹，使用过程中从根部裂开，发生爆片。

2）钢圈强度不够，在发生爆片，时钢圈断裂，没有起到防止破片飞散的作用。

4.2 预防措施

1）砂轮使用前检查砂轮，发现有裂纹或沾水沾油或明显磕碰痕迹的，停止使用。

2）搬运及安装过程中平稳运送砂轮，避免发生撞击和跌落。

3）修磨铸坯应控制磨前温度，按要求进行晾温，避免砂轮不耐高温发生爆片。

5　预防措施的效果

采取各项预防措施前后，各种类型故障次数的对比见表1。

从表1可以看出：不同类型的“年均故障次数”升降呈现明显差异，砂轮爆片故障明显减少，但是涉及砂轮本身质量问题引起的故障次数明显增多。因此今后提高砂轮的质量成为下一步工作的重点，同时要合理控制砂轮的库存量。

（来源：山西冶金）