轧辊磨损热凸度及硬度对比分析
3_轧辊的热膨胀和磨损对板形的影响
化学磨损是指在润滑油、工具和轧件材料及环境之间发生了摩擦化 学反应而导致的材料损耗。
热轧过程中的轧辊磨损
在热轧中，工作辊受周期性载荷的作用，伴随有坚 硬的氧化物的研磨和温度的波动。轧辊磨损的原因如 下：
a) 由于轧材与支承辊相接触产生轧辊表面的研磨； b) 轧辊受周期性载荷作用，表层会出现机械疲劳； c) 周期性地受轧材的加热和水雾的冷却导致轧辊表
对1区
δ T1 δt
=
a
δ 2T1 δ z2
+
2htφ ρcπ d
(Ts
− T1 )
−
2hcψ ρcπ d
(T1
− TW
)
对2区
δ T2 δt
=
a δ 2T2 δ z2
−
2hcψ ρcπ d
(T2
− TW
)
在1区和2区交接面的常用边界条件为：
δT1 (w / 2,t ) = δT2 (w / 2,t )
平均温度的函数。
在该模型中，将轧辊分为两个独立的区域，如下图所 示。在1区中，带材和冷却水都参与了热传递。在2区中， 只有冷却水的作用。根据能量守恒定律，当温度呈轴对称 分布且随时间变化时，可得到用柱坐标表示的微分方程。
带钢－轧辊－冷却水系统中的热传递 1-冷却水带走的热量；2-从板坯上吸收的热量；3-轧辊中心线
轧辊热凸度模型
控制方程
在带材宽度范围内(0≤x≤w/2)
d (T − Ta ) dt
=
a
d
2
(T − Ta
dx2
)
−
v
(T
− Ta
)
+
q
cρ
在带材宽度范围外(x>w/2)
《2024年中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》范文
《中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》篇一一、引言在轧制中厚板的生产过程中，轧机工作辊是关键的部件之一，其性能直接影响到产品的质量和生产效率。
工作辊的热凸度和磨损问题一直是轧制行业关注的重点。
本文旨在研究中厚板轧机工作辊的热凸度与磨损现象，分析其产生的原因及影响因素，并提出相应的优化措施，以期为提高轧制质量和生产效率提供理论支持。
二、中厚板轧机工作辊热凸度研究1. 热凸度的产生中厚板轧机工作辊在轧制过程中，由于受到轧制力、摩擦力及热量等因素的影响，会产生热膨胀现象，导致工作辊表面产生热凸度。
热凸度的产生会影响轧制产品的厚度、形状及表面质量。
2. 热凸度的影响因素（1）轧制力：轧制力越大，工作辊受到的压应力越大，热凸度越大。
（2）摩擦力：工作辊与钢板之间的摩擦力会产生热量，进而影响工作辊的温度分布，从而影响热凸度。
（3）工作辊材质及热导率：工作辊的材质和热导率直接影响其传热性能，进而影响热凸度的大小。
（4）轧制速度：轧制速度越快，单位时间内产生的热量越多，热凸度越大。
3. 热凸度的优化措施（1）优化工作辊材质：选用导热性能好的材质，降低工作辊的温度升高。
（2）控制轧制力：根据轧制需求合理控制轧制力，减小工作辊的压应力。
（3）控制轧制速度：在保证生产效率的前提下，适当降低轧制速度，减少单位时间内产生的热量。
（4）加强冷却系统：完善冷却系统，确保工作辊在轧制过程中得到充分的冷却。
三、中厚板轧机工作辊磨损研究1. 磨损的产生中厚板轧机工作辊在长期使用过程中，由于受到轧制力、摩擦力及外界环境等因素的影响，会出现磨损现象。
磨损会导致工作辊表面粗糙度增加，进而影响产品的质量和生产效率。
2. 磨损的影响因素（1）材质硬度：工作辊的硬度直接影响其耐磨性能。
硬度越高，耐磨性越好。
（2）润滑条件：良好的润滑条件可以减小工作辊与钢板之间的摩擦力，从而减轻磨损。
（3）外界环境：如温度、湿度等外界环境因素也会对工作辊的磨损产生影响。
冷轧轧辊热凸度
冷轧轧辊热凸度一、背景介绍冷轧是将热轧板带进行再加工的过程，其目的是通过压制、拉伸、折弯等方式改变其形态和尺寸，以达到特定的机械性能和表面质量要求。
冷轧轧辊作为冷轧工艺中最重要的设备之一，对于产品表面质量和尺寸精度有着至关重要的影响。
二、什么是冷轧轧辊热凸度在冷轧过程中，由于受到高强度的压力和摩擦力作用，冷轧轧辊表面会产生一定程度的塑性变形。
而在连续使用后，冷轧轧辊表面会逐渐磨损、变形，进而导致产品表面质量下降。
其中一个重要因素就是冷轧轧辊热凸度。
所谓冷轧轧辊热凸度，指的是在运行过程中，由于受到高温和高压力作用而产生的不均匀热膨胀所导致的凸起现象。
这种凸起分布不均匀，并且随着使用时间增加而逐渐加剧，最终会导致产品表面出现波浪状的凹凸不平，影响产品的表面质量和尺寸精度。
三、冷轧轧辊热凸度的原因冷轧轧辊热凸度的产生是由多种因素共同作用导致的。
以下是一些常见的原因：1. 冷轧轧辊材料和加工工艺：冷轧轧辊通常采用高速钢或硬质合金材料制成，并经过多道工艺加工而成。
如果材料质量不好，或者加工工艺不合理，容易导致冷轧轧辊表面出现不均匀变形。
2. 冷却水温度和压力：在冷却过程中，如果水温度过高或者压力过低，会导致冷却效果不佳，进而影响到冷轧轧辊表面温度分布情况。
3. 轧制参数：包括压下量、带速、张力等参数。
如果这些参数设置不当，则会导致冷轧轧辊表面受到过大的压力和摩擦力作用，进而产生不均匀变形。
4. 轮廓设计：冷轧轧辊的轮廓设计应该合理，否则也会导致轧辊表面出现不均匀变形。
5. 使用寿命：冷轧轧辊使用寿命长了之后，表面磨损和变形会逐渐加剧，进而导致冷轧轧辊热凸度问题的出现。
四、如何检测和纠正冷轧轧辊热凸度为了保证产品表面质量和尺寸精度，需要对冷轧轧辊进行定期检测和修整。
以下是一些常见的方法：1. 热凸度检测：可以使用激光扫描仪等设备对冷轧轧辊表面进行扫描，并通过计算机软件分析得出其热凸度情况。
这样可以及时发现并纠正冷轧轧辊热凸度问题。
工作辊冷却及热凸度控制技术
工作辊冷却及热凸度控制技术1工作辊冷却及热凸度控制技术的作用良好的工作辊冷却及热凸度控制是降低工作辊消耗、控制板形、提高生产收得率的有效措施。
影响工作辊寿命的因素有: 磨损、热裂纹。
工作辊的磨损主要与工作辊的材料及表面温度有关, 而热裂纹主要与工作辊冷却不均、局部急冷、使用不当、设计不合理等因素有关。
通过控制冷却, 改善辊子冷却效果, 防止工作辊出现严重热裂纹, 减少工作辊磨损进而减少换辊次数。
在一个换辊周期里, 使用初期, 中部温度高、两端温度低, 相应在工作辊的辊身方向上产生不同的凸度, 板形易形成中浪; 在后期, 中部的磨损比边部大, 板形就易形成边浪。
辊型决定板形, 通过控制冷却, 可以控制工作辊热凸度, 避免不良板形的产生。
2工作辊冷却及热凸度控制的数学模型2. 1工作辊的温度模型在轧制过程中, 工作辊所产生的热流量主要取决于: 1)接触产生的传导热, 2)相对滑动产生的摩擦热, 3)轧件变形产生的变形热。
工作辊受850～1 050℃的来料轧件热传导接触作用, 其表层瞬时温度可达到400℃以上。
在径向, 热流从工作辊外层向中心传导; 在轴向, 热流从中部向两端传导。
较薄的辊面层在回火的作用下使组织发生变化形成第一种温度梯度; 离开变形区的辊面将热量传至轧辊内部并辐热至空间, 再在冷却水的作用下带走热量, 使该区域的辊面温度急剧降到40～50℃, 形成第二种温度梯度; 之后受轧辊内部的逆向热传导的影响, 使该辊面温度又回到80～90℃。
刚投入使用时(换新辊或停机较长时间), 工作辊是冷的; 开轧以后, 温度逐渐增高; 当轧完20～30 块板后, 工作辊温度达到一个稳态平均值。
通常把工作辊分解成圆柱状辊芯及管状外层, 管状外层的壁厚取决于工作辊的材质和转速。
计算每转的热平衡时, 只考虑外层的温度波动及辊芯由于热量不断更新引起的温度变化。
影响工作辊冷却效率的参数有: 1)喷嘴压力p, 2)喷嘴流量q, 3)喷射角度Β, 4)轧制速度v, 5)喷射高度d,6)工作辊表面温度T s, 7)散射角度。
轧辊辊身硬度的软硬不均匀分析
摘 要 ： 造 轧 辊 的辊 身硬 度 是 轧 辊 的 一 个 重 要 技 术 参 数 ， 铸 国标 Ｇ １０ Ｂ ５ ４—２０ ０ ８规 定 ， 轧 辊 检 测 中 每 支 在 轧 辊 应 检 测 １— ２条 母 线 ， 每 条 母 线 至 少 应 检 测 ３个 点 。在 实 际检 测 中辊 身 不 同 点 所 测 的硬 度 值 常 常 且
２ 原 因 分 析
２ １ 非 平衡 态 结 晶 ．
铸造 轧 辊 的辊 身 硬度 是轧 辊 的一个 重要 技 术 参
数， 几乎 所有 的 客 户 均 把 轧辊 辊 身 硬 度 值 作 为 检 验
项 目。铸 铁 轧 辊 国标 Ｇ １ ０ Ｂ ５ ４—２ ０ ０ ８规 定 ， 轧 辊 在
轧 辊辊 身硬 度 软 硬不 均 现 象 ， 过 微 观金 相 组 通 织 分析 ， 为成分 偏析 是主 要原 因 ， 现实生 产 中每 认 而 种 铸件 都是 以一种 非 平衡方 式结 晶 。对于 轧辊 尤其 是 离心 轧辊 ， 凝 固 过程 中 同时 受 离 心力 和 重 力 的 在
检测 中每支 轧辊 应检 测 １— ２条母线 ， 每 条母 线 至 且 少 应检 测 ３个点 。在 实 际检 测 中辊 身 不 同点所 测 的 硬 度值 常 常不 同 ， 般 浮 动 值 为 ± ＨＳ 有 时 偏 差 一 ２ Ｄ，
可 高 达 ８ Ｄ， 至 １ Ｈ Ｄ 以上 ， 种 现 象 业 内 称 ＨＳ 甚 ０Ｓ 这
ＹＳ Ｓ ＡＢＯＵＴ Ｉ
ＨＡＲＤＮＥＳ Ｓ ＤⅡ ＥＲＥＮＣＥ ＯＶＥＲ ＲＯＬＬ ＯＤＹ Ｂ ｇ ｈ ｎ Ｌ ａ ｑａ ｇ Ｍｅａ ｕｇｃ ｌ ｏｌ ｏ ， ｔ． Ｔ ｎ ｓ ａ ， ｅ ｅ， ６ ３ ０ Ｔ ｎ ｓ ａ ｉｎ ｉｎ ｔ ｌｒｉａ Ｒ ｌ Ｃ ． Ｌ ｄ ， ａ ｇ ｈ ｎ Ｈ ｂ ｉ ０ ３ ０ ） ｌ
950精轧工作辊磨损及热膨胀的研究张辉侯建民李庆
950精轧工作辊磨损及热膨胀的研究张辉侯建民李庆发布时间：2023-06-23T09:47:44.600Z 来源：《中国科技信息》2023年7期作者：张辉侯建民李庆[导读] 在950热轧带钢生产中，一套新的轧辊上机生产后，在轧制生产过程中，轧辊会产生磨损，同时由于带钢与轧辊间的热量传递，轧辊的温度会逐渐升高，产生热膨胀，随着生产的进行，轧辊磨损和若膨胀对轧制参数设定精度的影响将越来越大，如果忽略这一影响，将对轧机的轧制稳定性和热轧产品的质量造成很大的影响，从而影响到整个生产的成材率和产品合格率。
山东泰山钢铁集团有限公司热轧部摘要：在950热轧带钢生产中，一套新的轧辊上机生产后，在轧制生产过程中，轧辊会产生磨损，同时由于带钢与轧辊间的热量传递，轧辊的温度会逐渐升高，产生热膨胀，随着生产的进行，轧辊磨损和若膨胀对轧制参数设定精度的影响将越来越大，如果忽略这一影响，将对轧机的轧制稳定性和热轧产品的质量造成很大的影响，从而影响到整个生产的成材率和产品合格率。
关键词：磨损量膨胀模型1 前言950热轧带钢原数学模型无轧辊磨损和轧辊热膨胀模型，模型中没有考虑轧辊磨损和热膨胀的影响，因此，原模型的设定精度较低，精轧头部厚度命中率只能达到72％左右。
由此引起产品不合格率占据产量的0.03%,废钢占产量的0.18％，随着新产品的开发，用户对产品质量的要求越来越高，同行间的市场竞争越来越残酷，只有不断改善产品质量，提高产品合格率和成材率，才能提高产品的市场竞争力。
因此，在过程计算机控制环节上，必须对过程计算机的设定模型进行不断的完善，使模型设定精度进一步提高，才能提高产品质量，生产出高精度、高质量产品，进一步降低生产成本，开发轧辊磨损和轧辊热膨胀模型及其应用就是提高模型设定精度的重要工作之一。
2 轧辊磨损及热膨胀模型2.1 影响轧辊磨损及热膨胀的主要因素轧辊的磨损除了与轧制压力、轧制带钢长度、轧辊直径等因素有关外，还与轧辊自身的材质有很大的关系，轧辊的磨损快慢与轧辊的耐磨性有非常密切的关系，而耐磨性主要取决于轧辊材质。
轧辊的热凸度
轧辊的热凸度轧辊的热凸度，在轧制工艺中起着非常重要的作用。
热凸度是指轧辊工作温度下，轧辊经过大量的轧制工作后，其表面出现凸起或下凹的状态。
热凸度的大小和分布对轧制工艺的控制和产品质量的稳定性有着直接的影响。
轧辊的热凸度主要是由轧辊在工作温度下的热膨胀引起的。
在轧制过程中，轧辊表面受到了高温和高压的作用，表面温度会迅速升高，而内部温度则较低。
由于轧辊处于非均匀的温度分布下，产生了热应力，导致轧辊发生热弯曲，从而产生热凸度。
热凸度的存在对轧制工艺有着重要的意义。
首先，热凸度会导致轧件表面的变形不均匀，造成轧件的尺寸和形状的不稳定。
这对于要求较高尺寸精度的产品来说是一个严重的问题。
其次，热凸度还会导致轧件的厚度分布不均匀，从而影响轧件的质量和性能。
最重要的是，热凸度还会增加轧机的运行负荷，降低轧机的生产效率和寿命。
为了控制和减小轧辊的热凸度，需要从以下几个方面进行改进和优化。
首先，通过选择合适的轧辊材料和热处理工艺，提高轧辊的抗热变形能力。
其次，采用合理的轧机工艺参数，如轧辊的轧制压力、轧制速度和辊缝的调整等，来减小热凸度的产生。
同时，通过轧辊的温度控制和冷却方式的优化，来降低轧辊表面温度的差异性，从而减小热凸度的发生。
此外，轧辊的热凸度还可以通过定期的轧辊磨削和修复来进行控制。
磨削可以去除轧辊表面的凸起部分，使轧辊恢复到较好的工作状态，从而减小热凸度的影响。
定期的轧辊维护和保养也是保证轧辊热凸度控制有效的关键措施。
总的来说，轧辊的热凸度对于轧制工艺和产品质量的稳定性有着重要的影响。
通过选择合适的轧辊材料和热处理工艺，以及优化轧机工艺参数和冷却方式，可以控制和减小热凸度的产生。
定期的轧辊磨削和维护也是保证轧辊热凸度控制有效的重要手段。
只有在对轧辊热凸度有全面的认识和有效的控制下，才能实现轧机高效稳定的生产和优质产品的制造。
热连轧机轧辊热凸度变化分析
α—热膨胀系数，其中半钢辊 α=0.000013， 铸铁辊 α=0.000011。
表 1 沿工作辊辊身温度分布测量
图 1 精轧 F1-F6 机架工作辊热凸度啮合图
2.2 轧辊热凸度变化分析 工作辊热凸度从表 1 和图 1 中看出，沿辊身中
点向两侧的变形对称性不是很好，主要原因是精轧 工作辊因带钢温度传递而使表面温度增加，尤其是 经过精轧前三架轧机的带钢温度高，造成轧辊表面
2017 年第 2 期
新疆钢铁
总 142 期
热连轧机轧辊热凸度变化分析
马占福
（新疆八一钢铁股份有限公司）
摘 要: 研究分析了热轧轧辊温度分布及热凸度变化规律。试验结果表明，轧辊的热凸度变化明显受冷却条
件及设备的影响，通过对轧机部分冷却集管和水嘴的改造，调整了冷却水在辊面的分布，使轧辊热凸度变化有
了显著改善；经过一个轧制生产的周期，轧制带钢卷数与热凸度的变化规律中，F1 工作辊的热凸度最大，F6 工
数据，测量起点从轧辊传动侧端部开始，由传动侧到
操作侧，辊身均匀划分 15 个点，沿辊身测得的温度
值见表 1。将测得的轧辊温度数据带入轧辊热凸度
计算公式（1）。计算出工作辊实际热凸度值，同时进
行统计分析，得到精轧 F1～F6 机架上下工作辊热凸 度啮合图，见图 1。
△ =φ （ - center edge）α
图 2 轧制计划编排模式及生成热凸度曲线图
1 前言
热轧板形控制技术中，轧辊热凸度变形直接影 响带钢的板形，其主要原因是在轧制过程中高温带 钢的热量和形变产生的热量都容易使轧辊受热而 温度升高；而轧辊冷却水、周围空气和与轧辊接触 的零部件则使轧辊温度降低。因轧辊的加热和冷却 使温度沿辊身长度分布不均，呈现中部温度高、两 端边部温度低的状态，由于中部与边部温度偏差造 成轧辊热膨胀不同，表面温度分布的不均匀导致轧 辊产生热凸度。