马钢120t转炉炉下轨道故障分析与研究

王军

摘 要：我厂炼钢区域现有3座120吨转炉，其炉下都有较长的钢水罐车轨道，轨道型号为QU120，供钢包车、渣罐车运输钢水钢渣使用。炉坑轨道一旦出现故障就会直接影响转炉钢水运输，造成停产，同时轨道更换频繁，既加大了维修成本又制约了生产。因此要节约成本，就要提高转炉炉坑轨道的使用寿命。通过对马钢一钢轧120t转炉炉坑轨道故障的分析，进而制定防范措施，降低轨道故障率，提高转炉炉坑轨道的使用寿命。

关键词：轨道；断裂；措施

1 转炉炉坑轨道问题现状概述

目前，在炼钢车间转炉下的钢包车轨道基础多数为现浇钢筋混凝土基础、预埋地脚螺栓，并仍采用螺栓压板联结固定钢轨的方式。

由于部分基础可能会出现细石混凝土找平层施工质量较差，表面平整度超差严重等情况，轨道与找平层之间有较大缝隙，导致轨道压板不能有效地阻止钢轨侧向位移，加上钢包车车轮为内侧带缘，致使生产过程中钢包车经常容易掉道。另外，由于在炼钢生产及运输过程中钢水钢渣经常容易洒在轨道上，将外露螺栓、螺帽、压板等粘住造成轨道热膨胀，清理钢渣时往往将这些压板部件损坏。螺栓和压板都失去作用，从而造成钢轨位移、断裂；而更换钢轨时，可能由于局部已没有轨道螺栓而无法固定，给使用和维修造成诸多不便。据统计，2013年转炉区域3座120吨转炉炉坑轨道经常断裂影响生产顺行。由于转炉炉坑轨道故障造成事故事件一共发生26起，其中轨道断裂21起，变形5起，更换轨道136米。

基于上述原因，本次研究的目的主要是提高转炉炉坑轨道的使用寿命，降低轨道断裂故障率，改善钢包车及渣罐车作业环境，降低生产成本，稳定生产顺行。

2 转炉炉坑轨道断裂原因分析

2.1 钢轨受到急剧热胀冷缩

轨道受到长期急剧热胀冷缩，是导致钢轨断裂的主要原因。在炼钢生产及出钢、倒渣过程中钢水、钢渣经常容易洒落在轨道上，钢轨此时突然受到几百度的高温，会产生热膨胀，再加上操作人员在炉坑内打水降温，产生持续低温且温差大，钢轨内应力增大，表面材质会发生改变，出现细小裂纹，经过车轮重复荷载作用，逐步发展成一个疲劳源，并不断向轨头内部扩展，使钢轨的有效截面很快削弱，以至最后发生断轨。

2.2 现场轨道接缝的焊接强度低

我厂转炉炉下轨道现场施工焊接主要采用铝热焊。铝热焊焊接方法因其具有设备简单、焊接作业效率高、操作简便等特点，被广泛应用。但由于各工序间相互影响程度密切，特别是在低温环境下焊接钢轨时，使得焊接接头的质量难以控制。钢轨焊接接头的质量优劣，直接影响着钢包车轨道的安全。大部分有缺陷的钢轨焊缝其强度不能承受降温所产生的温度拉力，在冬季钢轨内部强大的温度拉力作用下焊缝被拉开。特别是铝热焊缝，质量受操作工艺优劣影响较大，难免发生断轨事故。

2.3 外力及维护上的原因

轨道日常的维护也非常重要。如转炉掉落下来的大块钢渣直接砸在轨道表面上，造成轨道表面剥离和掉块；另外，大型装载机在清理转炉炉坑内渣滓时，将轨道压板部件损坏，造成轨道位移等，都会严重影响钢轨使用寿命。

3 防止转炉炉坑轨道断裂的改善措施

3.1 炉坑轨道安装的规范要求

首先将钢轨调直，按轨道中心线位置摆放好钢轨，再加压板侧向固定，轨道中心线位移偏差≤±5mm。轨道找正后应把紧所有连接螺栓并无松动现象。在全部施焊过程中，须随时用直钢板尺检查钢轨接头的变形情况，随时调整接头的垫起高度和松紧压板来控制钢轨接头的焊接变形。在施焊前固定钢轨端头时，两根钢轨端头之间是上宽下窄，以轨底间隙为标准，不得小于12mm也不易过宽，一般控制在12～14mm范围内。每个钢轨接头的焊接工作应连续进行，以使钢轨端头保持有较高的温度。如因故中途长时间停焊时，在再次焊接前须重新进行预热。钢轨接头不宜在低温环境内进行焊接工作，如在冬季施工时，应采取措施使钢轨接头在施焊与热处理过程中，避免急剧冷却现象。钢轨焊接接头已回火并冷却到大气温度以后，对轨头的顶面及两侧面的焊缝应进行磨平处理。垫板与基础及轨道与垫板之间接触面积应大于60%局部间隙不应大于1mm，达不到必须进行研磨。

3.2 弹性扣件的应用

由于重轨刚度和底板刚度相结合将使轨道刚度增大，过大的轨道刚度又会恶化轮轨动力相互作用关系。只要车轮踏面或轨道上有微小的不圆顺或不平顺，都会引起动力作用的增长，这些动力又随着钢包车的行驶而急剧增长。因此，设法降低重轨轨道刚度是十分必要的。

为到达此目的，可以采用一种弹力压板扣件。弹力压板又叫弹力固定装置，是一种固定钢轨的小型器具，和压轨器用途一样，区别在于它是扣在钢轨上，而压轨器是焊接在钢轨上的，它是由扣板和弹条组合成一套。

除应用弹性扣件外，还间隔使用轨道挡铁，防止轨道位移。轨道唐氏压板、弹力压板和挡铁，三种部件交叉应用，增强了轨道弹性有效地减小轮轨系统振动强度，效果明显。

3.3 预留轨道端头接缝

考虑到轨道材质有热胀冷缩效应，在两根轨道的接头处，预留有一定的热膨胀间隙。两根轨道接头处的间隙预留为5～7mm（夏季）、8～10mm（冬季），接头上下、左右错位不超过1mm。轨道与轨道之间用QU120起重轨鱼尾板联接。

3.4 加强炉坑轨道维护作业

定修停炉时间，定期检查轨道及轨道压板件。同时加强轨道维护作业，及时清理炉坑内渣子，保持轨道及两侧清洁，注意清理时避免损坏轨道压板。加强在线钢包车、渣罐车扫轨器的应用。

4 效果与结论

2013年全年的统计数据分析：1号至3号转炉共发生炉坑轨道断裂或变形故障26次，更换QU120轨道共约136米，其中大部分集中在2013年2月至5月共12次。

2014年元月至5月份的统计数据：1号至3号转炉共发生炉坑轨道断裂或变形故障3次，更换QU120轨道共约23米。

通过以上措施的改造，炉下轨道故障率明显降低，减少了因更换轨道导致停炉、检修，同时改善了钢包车及渣罐车作业环境，降低生产成本，保证生产稳定顺行。

参考文献

[1]邢东方，王晔霞，张成竹，等.延长转炉炉下道轨寿命问题分析[J].莱钢科技，2013（4）：47-48.