導(dǎo)語：透析熱軋窄帶鋼粗軋機(jī)軋輥的斷裂及預(yù)防一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：根據(jù)我廠熱軋窄帶鋼粗軋機(jī)組軋輥的使用情況，分析了軋輥斷裂的主要原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：熱軋窄帶鋼軋機(jī)；斷裂；預(yù)防措施

1.前言

萊鋼軋鋼廠500mm熱帶是一條全連續(xù)熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，具有軋機(jī)精度高、檢測系統(tǒng)完善等特點(diǎn)。整條生產(chǎn)線共有十六架軋機(jī)，分粗軋機(jī)組和精軋粗軋兩部分，粗軋部分由八架軋機(jī)組成，布置形式為立、平、立、平、平、立、平、平；精軋部分由八架軋機(jī)組成，布置形式為立、平、平、平、平、平、平、平。

粗軋機(jī)組軋機(jī)較多，因此軋輥消耗較大，同時(shí)為了提高軋機(jī)的生產(chǎn)率，已進(jìn)行了大量的嘗試來改善設(shè)備性能和軋制工藝，特別對(duì)粗軋機(jī)軋輥的斷裂做了許多有益的研究，但是軋制條件變得愈加苛刻，并且隨著產(chǎn)量的不斷增加，軋輥斷裂現(xiàn)象還時(shí)有發(fā)生，不但造成經(jīng)濟(jì)上的直接損失，還由于斷輥停產(chǎn)，減少了產(chǎn)量，增加了熱軋廢品，增加了能源消耗，因而增加了總成本。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅粗軋輥斷裂年損失約40萬元，停產(chǎn)時(shí)間約17萬元，利潤約30萬元，綜合經(jīng)濟(jì)損失年平均約87萬元，約占總成本的0.54%。因此研究軋輥斷裂的原因，并采取有效的預(yù)防措施，對(duì)降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益有非常重要的意義。本文根據(jù)實(shí)際綜合情況做了具體研究并采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。

2.軋輥斷裂的原因

軋輥是軋機(jī)的重要組成部分，熱軋時(shí)軋輥承受各種載荷及在復(fù)雜的條件下工作，如果再加上操作不當(dāng)往往會(huì)造成軋輥斷裂。斷輥的原因很多，下面從軋輥斷裂的部位來具體分析。

2.1.在軋輥輥身處斷裂

從斷裂現(xiàn)象看斷裂部位絕大多數(shù)在輥環(huán)處，斷裂截面為不規(guī)則的斜面或垂直截面。斷輥原因有以下幾個(gè)方面：

2.1.1.軋輥質(zhì)量(1)粗軋平輥機(jī)組為二輥軋機(jī)，工作輥與高溫板坯直接接觸，并承受各種載荷，因此要有良好的耐熱性，如果軋輥輥身硬度隨軋輥溫度升高而降低的幅度較大時(shí)，說明軋輥的耐熱性較差，將嚴(yán)重影響軋輥的整體性能。(2)從軋制條件看要求軋輥還應(yīng)具有良好的耐磨性和適當(dāng)?shù)挠捕群蛷?qiáng)度。軋輥周期承載引起的表面層機(jī)械疲勞，軋輥表面經(jīng)受軋件的周期加熱及冷卻水的周期冷卻而出現(xiàn)的熱疲勞，都將引起軋輥的磨損并出現(xiàn)熱裂紋。輥身硬度與輥身的抗熱裂紋性成反比，輥身硬度越高，耐磨性越好，但其耐抗熱裂紋性能越脆弱。一般來說軋輥的耐磨性及輥面硬度與輥身沿直徑方向的硬度差有關(guān)，因此希望沿軋輥直徑方向的硬度差越小越好，并且硬度適中。

2.1.2.軋制條件(1)軋輥承受各種載荷：A：液壓裝置加在兩端的軋制壓力。B：軋件變形時(shí)的反作用力。C：承受冷熱作用下的交變載荷。軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)一周的溫度波動(dòng)如圖1-1所示。

D：軋件咬入軋機(jī)時(shí)的沖擊載荷、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的扭拒力及軋輥與軋件、軋輥之間的摩擦力。E：軋輥受沖擊時(shí)彈跳所產(chǎn)生的力。2)軋輥局部過載或受不均勻載荷。A：較低的鋼溫。B：由于調(diào)整不當(dāng)軋制中心線較大偏移而引起軋制力分布不均，或壓下量分配不合理，有的機(jī)架負(fù)荷過大。C：由于軋件頭部缺陷而導(dǎo)致纏輥。

D：有異物帶入軋輥。

在實(shí)際軋制過程中低溫鋼的軋制較常見，對(duì)軋輥的損壞也最大。由于軋件頭部鋼溫偏低加上冷卻水的作用，軋件頭部在咬入軋輥時(shí)對(duì)軋輥的沖擊相當(dāng)大，如果軋件整體溫度偏低，軋件塑性下降，變形抗力增加，將可能導(dǎo)致斷輥。低溫軋制的現(xiàn)象有五種：第一種是加熱爐違反加熱規(guī)程，大火急火加熱，鋼坯受熱不均勻，燒透性差，致使表面和內(nèi)部溫差大，或在縱向上由于爐道產(chǎn)生的水印，鋼溫較低。第二種軋機(jī)能力比加熱爐能力大，有時(shí)生產(chǎn)節(jié)奏過快，加熱爐滿足不了生產(chǎn)要求而軋制低溫鋼。第三種是在軋制過程中由于軋線上出現(xiàn)的各種故障影響了正常軋制，此時(shí)的加熱爐處于保溫狀態(tài)，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)升溫時(shí)間不足而開始軋制。第四種由于爐門的保溫能力較差致使靠近爐門的鋼坯溫度較低，開軋時(shí)軋輥及軋線設(shè)備比正常軋制時(shí)的溫度偏低因而軋輥的承載很大。第五種是加熱爐裝鋼坯時(shí)冷熱坯混裝，熱坯達(dá)到軋制溫度開軋，而夾雜在其中的幾支涼坯還沒達(dá)到工藝所要求的溫度，導(dǎo)致低溫軋制。

2.2.軋輥在輥身與輥徑處的斷裂

這種斷裂方式占軋輥斷裂的百分之七十左右，這種斷裂除含有上述原因外，一般屬于疲勞斷裂，軋輥輥身與輥徑的交接處所受的彎曲應(yīng)力最大，也是應(yīng)力集中的區(qū)域，對(duì)裂紋和缺口非常敏感。這些裂紋和缺口包括軋制過程中軋輥磨損產(chǎn)生的熱裂紋及車痕、鑄造和冶金缺陷。軋制過程中產(chǎn)生的熱裂紋及其車削后殘留的裂紋是導(dǎo)致斷裂的主要因素。

2.2.1.軋制過程中在變形區(qū)內(nèi)軋輥跟軋件接觸，由于單位軋制壓力和鋼溫都很高，且輥面受到交變的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用，在軋輥的工作層內(nèi)產(chǎn)生了交變熱應(yīng)力，并且這種應(yīng)力在冷熱條件下交替變化。軋輥的屈服點(diǎn)隨著軋輥溫度的升高而迅速降低，當(dāng)輥面的合成應(yīng)力超過了降低后的屈服點(diǎn)時(shí)，輥面局部發(fā)生微塑性變形，經(jīng)過一定時(shí)間后，輥面就會(huì)出現(xiàn)微裂紋。周期性的循環(huán)又促使軋輥內(nèi)的裂紋持續(xù)發(fā)展。

2.2.2.裂紋不斷延伸的一個(gè)主要原因是冷卻水滲透到裂紋內(nèi)，并受熱變成蒸汽體積增大，對(duì)裂紋繼續(xù)破壞加大。同時(shí)，在變形區(qū)內(nèi)軋件與的軋輥接觸摩擦力方向改變及各種外力的作用，所有這些因素多次反復(fù)變化，導(dǎo)致裂紋不斷擴(kuò)展，軋輥的承載能力逐漸下降，直至無法承載負(fù)荷而突然斷裂。

2.2.3.裂紋產(chǎn)生以后，重新上機(jī)使用前，為了減少軋輥消耗，在車削時(shí)裂紋一般清除不徹底，但使用時(shí)的換輥周期同軋輥完好時(shí)周期一樣，致使殘余的裂紋繼續(xù)擴(kuò)展。

2.2.4.為了延長軋輥使用壽命，采用堆焊方式修補(bǔ)，由于補(bǔ)焊不良或多次補(bǔ)焊造成表面應(yīng)力集中，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。

3.減少或預(yù)防軋輥斷裂的措施

3.1.根據(jù)軋制鋼種、規(guī)格和設(shè)備的工藝參數(shù)選擇合適的制造廠家，保證軋輥質(zhì)量。軋輥要有合適的硬度、耐磨性、耐熱裂紋性，并根據(jù)實(shí)際使用情況適當(dāng)增大輥身與輥徑結(jié)合處的強(qiáng)度，以防止軋輥大面積剝落甚至斷裂。

3.2.實(shí)行軋輥入廠檢驗(yàn)制度，對(duì)新進(jìn)的軋輥?zhàn)屑?xì)檢查尺寸是否合理，硬度是否合適并檢測徑向硬度是否均勻，進(jìn)一步作內(nèi)部組織探傷，發(fā)現(xiàn)問題立即停止使用，并和制造單位磋商解決。

3.3.在生產(chǎn)中正確執(zhí)行加熱和軋制操作規(guī)程，嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律。軋制過程中根據(jù)軋機(jī)實(shí)際運(yùn)行的情況選擇合理的工藝參數(shù)，避免軋輥局部或個(gè)別軋機(jī)載荷過大。

3.4.根據(jù)實(shí)際情況執(zhí)行合理的換輥周期，加強(qiáng)軋輥的整備工作，提高操作水平，盡量避免人為失誤。

3.5.確定合理的冷卻水系統(tǒng)，根據(jù)軋制要求選擇合適的噴嘴形狀和噴水部位，并保證冷卻水的壓力、流速、水量、水溫、水質(zhì)以及冷卻水管的暢通，為軋輥創(chuàng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境。

3.6.新材質(zhì)軋輥的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用：由于目前使用的球墨鑄鐵輥，承受彎曲應(yīng)力的能力較差且強(qiáng)度較低，經(jīng)過與軋輥廠家的探討，高鉻鋼材質(zhì)的軋輥具有良好的耐熱性、耐磨性、咬入性能，且在中寬帶使用效果較好，已與廠家聯(lián)系定作準(zhǔn)備試用，另外高鉻鋼軋輥還具有良好的堆焊性能可重復(fù)利用。

4.效果檢驗(yàn)

通過以上措施的實(shí)施，取得了明顯效果，斷輥次數(shù)降低了60%，減少了停機(jī)時(shí)間，為帶鋼車間完成104萬噸的產(chǎn)量目標(biāo)作出了貢獻(xiàn)。