带钢厂精轧F2减速机设备事故分析案例(交宋春华帮助发表)

带钢厂精轧F2减速机设备事故分析案例

一、事故概况

2015年1月10日13:51下午第一支钢经过精轧（见图1）第2架轧机时，操作台发现有断续卡阻异常现象，在过钢后停机检查，原以为可能是支承辊卡住，却发现传动F2减速机在冒烟，发现该F2减速机高速断多齿，开盖后发现低速齿轮也有断齿。因没有新备件，抢修时不得不使用过去下线的一对旧F2齿轮副，至1月10日23:38恢复生产，停产近10小时，按公司BDG05003（第3版））设备故障与事故管理制度认定为三级以上设备事故。

图1 1150热轧带钢厂精轧八机架连轧

二、原因分析

1、基础数据：

1.1带钢厂原设计轧制宽度950mm，筹建后改轧宽度1150mm，除辊身改长外，其他基本不变，精轧系统为八机架连轧，其中2架的JP2四辊轧机参数：直流4000KW电动机。GI ICL19￠320×380/￠400×540鼓型联轴器, 1600减速机。速比i＝3.769 GI ICL20￠360×550/￠400×540鼓型联轴器，600齿轮机座，SWC490WH型万向轴。

2.2工艺

从工艺看，F2压下量2015年比2013-2014年多0.4mm。

图2 精轧工艺（2015年）

图3 精轧工艺（2013-2014年）

2、从过钢电流方面图4看，第2架时间在51分之52分之间电流波动值最高峰达6760A左右数次，比2013-2014工艺第5点电流最高值高760A。查供电所高压变频SVG/SVC停投未造成电流波动影响。

3、从轧制力方面：事故时F2传动侧及操作

侧轧制力达885T，恢复生产后的第一支钢

轧制力为721T。

4、从辊缝方面：事故时F2辊缝设定值与实

际值相差不多，其中传动侧8.62mm，操作

侧9.12mm；恢复生产后的第一支钢的辊缝

设定值与实际值也相差不多，但传动侧抬高

至9.28mm，操作侧9.90mm；

图4 电流

事故时比2013-2014年工艺规定辊缝小了1.88至2.38mm。该项请带钢厂予以注意并讨论修正！

5、从钢坯材料方面：查精轧换辊记录见图5，班生产原始记录见图6及图7，事故前系丙班，规格为宽度730*2.5mm，于1月10日7:00-8:00改为BJ4钢种，规格为1015*2.6mm，在1#加热炉内，10:40分第一支开轧，此时F2的辊缝传动侧9.98mm，操作侧辊缝10.01mm，至事故时，中间停了两次，11:50-12.17处理加热炉空煤换向故障，12:36-12：56处理F6烧辊换辊，至事故前BJ4共轧29支,发现事故时第30支钢为J4钢种！请注意事故时传动侧的辊缝比此时小了1.36mm！

图 5 精轧换辊记录图6 班生产原始记录1

图7 班生产原始记录2

6、检测事故后下线的齿轮齿面及其硬度对比原设计图纸方面：发现高速小齿轮（图8）齿面硬度HRC59左右，共26齿断了4齿,见图9，

齿面光滑，磨损极少，无点蚀现象；而低速大齿轮(图10)齿面硬度HRC27左右，断了半齿多，见图11，齿面麻点多，点蚀及磨损严重！高低速齿轮啮合硬度相差悬殊！个人认为高低速齿面硬度匹配不合理，此热轧精轧机组常超负荷，带有重载冲击性特点，高低速齿轮齿面硬度最好选择中硬偏软齿面，如选择HRC30左右，根据速比高速齿面硬度最好比低速齿面高出HRC5-10。

图8 高速人字齿轮

图,9 高速齿轮电机侧断齿

图10 低速人字齿轮

图11 低速齿轮电机侧断半齿

7、齿轮材质及结构方面：采用手持合金分析仪，测得下线的F2低速齿轮成份Fe98.25，Cr0.9，Mn0.6, Mo0.016;高速小齿轮成份Fe98.0，Cr0.97，Mn0.55, Mo0.144，Ni0.08，判定低速大齿轮是原筹建投产的整体铸造的，按原图纸低速大齿轮材质为ZG40Mn2，高速ZG42CrMo。注意2011年3月宝钢入股前后更换的“巢湖巨力”供应的F1-F7共七架新高低速齿轮（箱体利旧）镶嵌及其图纸与公司资

料室档案原图纸不一致，材质与结构均有区别，尤其图纸齿面的硬度

在制造过程中中间有变更，后期更改的图纸可能与现场实物不符，其中大齿轮非整体制造，齿圈为镶嵌式。

8、从润滑油及其减速机投入使用历史资料方面：

8.1八机架精轧连轧减速机采用两个油站集中大润滑，两个油站总容量最多可装约400桶170kg齿轮油。为320中负荷工业齿轮油L-CKC，事故后，油品检测结果：待定！

8.2从下线的齿面外观观察：发现低速齿轮麻点、磨损及凹坑（见图12），是由于长期重复过载及润滑不良引起。但高速齿面非常光滑无此现象（见图13），是因齿面硬度过高，长期受到重载冲击及与大齿轮齿面硬度不匹配，产生裂纹并延伸后脆性折断。

图12 低速齿面图13 高速齿面

8.3追溯F2刚采购回来

的齿面（见图14），为

2010年11日11日采购

回来于2011年1月22

日上线，发现只生产两个

月，齿面点蚀严重见（图

15），于2011年11月

30日，发现F2高速断多

齿报告（见图16），就

把巢湖巨力的大齿轮下

线，又将原筹建的低速大

齿轮换上，至事故时该齿图14 低速新齿图15 投用两个月后低速齿轮副共运行三年零1个月

左右。

8.4曾经2012年8月10日检测的油质有问题图17。320#的40度℃运动粘度只有152mm2/s。加剧了对低速齿轮的磨损。已经影响齿轮有两年左右了，前些天上海宝钢油脂首席刘仁德建议改成L-CKD320重负荷齿轮油与本人前年提出的意见相同。

图16 F2断齿报告图17 油脂检测报告

三、结论及对策措施：

3.1带钢厂1150热轧F2减速机断齿事故，主要原因是长期重复过载，长期润滑不良，次要原因是工艺辊缝压下量过大，事故导火索是在半天时间内轧制经历了三个钢种规格。

3.2严格控制钢坯入精轧的温度，注意辊道冷却水影响热坯，包括审查粗轧区的保温罩作用，合理调整工艺和生产计划，避免短时间内发生较大波动的交变轧制力，准确调整辊缝，加强检修安装精度。

3.3将润滑油L-CKC改成320L-CKD重负荷工业齿轮油并定期检测，参考执行国家换油标准。

3.4事故后应仔细检查整个F2传动端，包括万向轴、二重齿轮箱等受到的连带影响，防止其他设备事故的发生。

3.5因目前上线的是旧的高低速齿轮副，低速齿点蚀及磨损严重，高