加工锻钢冷轧辊时出现的问题及解决方案
轧辊破坏常见原因分析及对策
轧辊破坏常见原因分析及对策蔡秀丽李伟薛春福(承钢集团燕山带钢有限公司,河北承德 067002)摘要：轧辊破坏乃至断裂，会给企业生产造成极大的损失，本文结合我厂实际描述了几种常见的轧辊破坏形式，并给出了相应解决办法。
关键词：轧辊破坏现象描述解决办法1前言承钢热带厂1997年建成投产，生产至今已有10余年，在生产初期经常出现轧辊热裂纹、掉肉、局部破坏、外层剥落、甚至轧辊断裂等事故，轧辊发生故障后一般都需要做换辊处理，不仅增加了岗位作业人员的劳动量，而且降低日历作业率，造成废钢，影响成材率，影响轧机产量，同时更造成巨大的经济损失。
通过几年的摸索，对轧辊常见破坏形式进行归纳总结，并给出相应的解决办法。
2轧辊常见破环形式及对策2.1轧辊断裂2.1.1热应力断裂2.1.1.1现象描述此类断裂多发生在粗轧机，一般在粗轧换辊后开轧10块钢以内，寒冷的冬季出现的几率更大一些。
轧辊辊身断层呈径向，起源位于或接近轧辊轴线，断裂面与轧辊轴线垂直，一般发生在辊身中部，如图1所示。
图1：热应力断裂断面形状2.1.1.2轧辊破坏原因这种热应力断裂与轧辊表面和轴心处的最大温差有关。
过高的温差通常是由于轧辊表面温度升高过快造成的，产生的原因有，轧制过程中轧辊冷却水不足甚至中断，或者轧制钢开始时轧制节奏太快，轧制量过大造成的。
有资料表明，在辊役刚开始的临界轧制状态下，辊身表面与轴心之间70℃的温差就可沿轴向产生110Mpa的附加热应力。
一旦辊芯中总的轴向拉伸应力超过了材质的极限强度，就会导致突然的热应力断裂破坏。
以我厂为例，生产初期，有一次正值寒冬腊月，室外温度-20℃，厂房内温度较低，备辊正处在风口上，轧辊上线前没有预热，仅烫辊4块，在烫辊效果不好的前提下，温度较低的冷却水很快浇凉辊面，在轧制中与红钢接触，轧辊处于冷热交替中，内外表面温差大。
断辊后约10分钟，用手摸断辊边缘，触觉为凉辊，带钢轧制部位的轧辊表面微温，轧辊断口内触觉发凉。
冷轧工作辊裂纹及剥落原因及预防
图 4 表层裂纹引起的剥落 海滩痕
图 3 机械裂纹
预防机械裂纹的措施有 3 个。1）确保带钢表面清洁无 异物，减少杂物介入。2）提高轧材表面质量，减少氧化皮残 留。3）加强乳化液检测系统和平衡过滤系统的点检。总之， 通过控制酸洗原料、乳化液指标、轧辊冷却等，可以减少轧 制过程中出现打滑、辊印、局部热擦伤等缺陷，提高板材表 面质量，减少轧机事故停机，同时降低辊耗。
一般情况下，打滑、粘钢等轧制事故，会引起辊身一条 母线上或者辊身局部区域内深度和开口都较大的裂纹，一旦 发生该类事故，则必须马上停止轧制，将轧辊换下，并对事 故辊进行严格的超声波、涡流探伤和磨削处理，必须保证表 面裂纹完全消除，并利用超声波探伤，检测轧辊内部的情况。
伤。4）对每支磨削完成的轧辊采用涡流探伤或表波探伤进行 检测，要确保每支要上机的轧辊不存在任何导致疲劳剥落的 可能性。
１．２ 热裂纹
在生产过程中由于辊面局部温升快，最高温度超过轧辊 材质热处理工艺的最终回火温度，冷却后相当于再次回火， 表面硬度下降形成软点区，由于其与周边热膨胀系数不同， 这部分应力叠加，导致薄弱环节产生细小的网状裂纹 [1]。一 般情况下网状裂纹深度较浅，约 1.2 mm 以下（如图 2 所示）。 虽然这些裂纹深度浅，但是如果不及时处理和维护，在后期 的生产轧制中，受到外力、热应力等综合影响，很容易发展 成为如辊面粗化、辊面小掉肉等缺陷，严重时会引起辊面剥 落或断辊，所以一旦发现该类缺陷，在使用过程中重点关注 并及时处理。
２．２ 材质缺陷引发的剥落
在制造轧辊的过程中，一些不规则的材料在坯料内有 可能成为轧辊内部残留的夹杂物。这些夹杂物可能是耐火材 料、残渣，也可能是坯料本身的的局部偏析和孔隙等 [3]。这 些内部缺陷，在轧辊使用过程中，都可能成为应力集中的根 源，最终将导致轧辊辊身剥落严重，甚至会出现断辊。轧辊 表层下缺陷引发的剥落，大部分在断裂面上呈现出类似鱼眼 纹，很容易进行辨别，如图 5 所示。可以看出该疲劳是从单 点开始蔓延的，并产生波浪状近似椭圆形的疲劳痕迹。这种 疲劳痕迹只有内部材料缺陷引发的迹象，并没有任何其它剥 落的源头。
分析冷轧轧辊的失效及维护
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林 炳松
工业技、
分 析 冷 轧 轧 辊 的 失 效 及 维 护
‘ 福趁明光断型材料有: 通过对冷轧轧辊的失效的原因进行分析， 提出冷轧轧辊使用、 维护的预防措施以提高轧辐的利用率 ， 降低轧辊消耗. 关锐词 冷轧辊 裂纹 剥落 硬度 软点 淬硬层 中图分类号: TG33 文欲标识码: A 文班编号:1672- 3791(2007)08(b卜0016- 0 1 延伸会导致辊面剥落、严重者甚至断裂。 过度变形的地方先进行矫正， 在过焊缝时， 轧 2 .2 .2 热处理不当引 起的剥落 机要低速运转 ， 防止焊缝不平对轧辊表面的冲 冷轧辊辊面硬度是冷轧辊的一项重要技 击。 术指标一 方面冷轧辊辊身在用感应加热进行 (3)保证轧机的冷却和润滑系统正常工作. 连续淬火过程中， 由于操作不当 ， 有时会产生 轧机在轧制过程中会产生大t 的热I ， 而且轧 程度不同的螺旋软带.具有不均匀的组织和硬 辊和带钢之间也有很大的章擦力， 如果没有足 度、这种不均匀性， 在轧辊使用过程中， 将会 够的冷却和润滑能力 轧辊表面和带钢的温度 因局部应力集中而使辊面出现裂纹， 进而导致 就会迅速升高， 这样就很容易 产生热划伤和粘 辊面剥落. 另一方面， 提身的硬化层应有一定 连。因此要保证冷却液的压力，浓度和流t . 的深度， 硬化层和次层之间的硬度下降应平 (4)预热冷轧辊,消除应力。新冷轧辊投人 缓。若辊身的硬化层较浅. 当次层较深， 即硬 使用前和每次磨削后使用时 先在60℃的乳化 度下降平缓时， 还有一个足够强度的次层支持 液中预热4 一6 小时(在110 - 110℃ 的机油中 证 生产 需 要. 硬化层工作. 如果次层较浅. 即硬度下降过 预热 4 - 6 h ) 。 可以消除大部分的表面应力. 快， 由于这时次层强度低， 轧辊在工作发生弹 轧辊上机后， 轧制速度要缓慢增加以对轧银预 2 轧辊的失效原因分析 性有曲变形时会发生塑性变形而导致硬化层 热。 2. 1 裂纹的原因 凹陷和凸起， 从而产生裂纹而导致剥落。 (5)正确磨削。每次磨削要保证轧辊表面 由子冷轧辊具有很高的耐磨性和极小的 2 . 2. 3 使用不当引起的剥落 的加工硬化层完全去除 ， 同时要保证所需要的 塑性变形， 因此， 要求冷轧辊表面有较高硬度 轧辊在使用过程中， 由于不可避免的轧钢 光洁度， 刚换下的轧辊要在应力消除后再进行 和较深的硬化层。明光冷轧厂采用冷轧辊的 特别是由于轧材断带、甩尾，重盛等而 工。 材 质是9Cr,Mo, 经表 火和回 后得到 事故， 面淬 火 将使辊面接触带受到局部 (6)要确保所有的轧辊有适度的工作最， 新 HS96 的表面硬度， 轧辊表面非常硬而脆， 同时 发生的卡钢或打滑 ， 滑动磨擦的同时作用， 使 旧轧辊要交替使用. 尽量给轧辊较长的时效 热德定性差， 具有很高的开裂敏感性。轧辊的 过载热冲击，温升 、 辊面产生不同程度的烧伤 如同磨削烧伤造 时间. 以保证轧辊有足够的时间使应力自 然消 热冲击强度、抗拉强度和接触疲劳强度等性 烧伤特别严 除。 能直按影响轧辊的使用质且。轧辊使用过程 成的破坏一样. 会导致辊面剥落。 重时， 造成烧伤深度不能磨净， 导致轧辊报废。 (， )加强对事故辊的探伤检测. 目 前所用 中， 遇到断带和异物进人等事故时， 轧辊表面 的裸伤手段有涡流 磁粉和超声波探伤， 前两 就受到热冲击， 而且此类故陈目前无法完全遴 2 .3 断辊的原因 断辊是轧辊的致命破坏形式 ， 主要产生部 种主要检测表面缺陷， 超声波探伤可以发现内 免， 所以耐热冲击性能成为冷轧辊的最重要特 位是辊颈和辊面。产生断辊的主要原因是: 性之一 。 部的缺陷。根据实际情况， 采取不同的探伤方 (1)使用不当。在一般情况下， 断辊的原因 法或几种探伤方法相结合进行检测， 确保轧辊 断带或粘辊是由于钢带在工作辊之间产 是机械过载或操作不当， 如压下力过大、冷却 的 质t . 生大I 堆积， 严重时会使轧辊局邹受较大压 力， 导致带钢和辊面产生焊合， 这就使轧辊表 掖 中断等操作失误。 (2)制造缺陷。 浇铸时有大量的夹杂物、 缩 4 结语 面经受了热冲击， 轧粗的损伤程度决定于事故 孔存在， 热处理时工艺不对 ， 造成残余应力控 的严重程度. 产生裂纹的因泰取决于轧辊的性 冷轧辊的消耗分正常和异常两种情况， 轧 当工作应力和残余应力综合作用超过 辊的管理工作主要是合理配置辊 ， 降低异常损 能和使用条件， 轧辊本身制造缺陷引起的裂纹 制不均， 耗.加强日 常管理， 对卒故辊要重点服踪检测. 出现在轧辊内部， 而操作不当在表面和次表层 抗拉极限时 则可能引起轧辊断裂。 (3)设计和加工不当。在冷轧辊的设计和 产生 裂纹 。 同时 ， 要结合原材料和设备状况合理选择轧制 加工中， 截面尺寸发生变化的部位， 必须有足 2.2 侧落的原因分析 工艺和参数， 尽垦减少轧机事故、 以减少因事 够的圆角， 防止应力集中。 故造成的轧辊损伤 ， 有利于减少异常辊耗。 2. 2. 1 由原材料缺陷引起的剥落 (4)辊面和辊颈的硬度相差过大。 由于冷轧辊工作条件所限， 高表面硬度， (5)辊颈的直径太小 .强度不够。 良好的杭热冲击 ， 性 抗剥落性和耐磨性是冷轧 参考文献 辊选材的主要标准， 我国高硬度冷轧辊一般均 川 刘永全.钢的热处理， 北京:冶金工业出版 3 预 防措施 社. 选 铬 金 碳 钢 料 如 Cr 2 ， 用 合 高 锻 材 ， :9 Mo 根据以上分析， 为了防止因缺陷而造成轧 [2」王廷薄.金属塑性加工学， 北京:冶金工业 9Cr2 MoV, 9Cr,W等 铬 金 碳 在 . 合高钢淬 辊报废， 减少非正常辊耗应采取以下预防措 火发生相变 ， 由合金奥氏体转变成合金马氏体 出版社 . 时， 由于马氏体比容大， 淬硬部位体积增大， 轧 施: [3] 赵家骏， 魏立群.冷轧带钢生产问答.北京: (1)冷轧辊不能在有表面裂纹的状态下使 辊辊面受内层拉力影响， 处于压应力的控制之 冶金工业 出版社. 下， 表面淬火后， 表层已形成马氏体， 体积膨 用。当轧恨轧制一定数I 的带钢后， 表面有可 [4〕任喜来.冷轧辊的失效形式及分析.轧钥， 胀， 而内层心部无此变化， 所以， 表层对辊身有 能出现轻微的裂纹 ， 如不及时发现和修磨， 就 2002. 119(3) . 会导致轧辊的表面剥落.影响产品质t . 这就 一个使体积扩大的拉力、这个拉力在金属强 度薄弱区(如:皮下杂质、皮下气泡. 碌化物带 要求轧机操作工人要及时检查， 按规定进行换 状、 碳化物网状、夹杂缩孔、 大块碳化物. 中 辊。 (2)采用合理的轧祠工艺. 要合理选择轧 心硫松、白点、过高的S, P , Cu 等杂质元素 含f 等等缺陷， 都会使材料的性能下降， 强度 制力、张力和压下f . 尽1 7 免轧机事故， A 如 降低。 )很容易产生裂纹， 随着这些裂纹的发展 带钢打滑和断带等。轧机操作工人应将带钥 ，前言 福建省明光新型材料有限公司年产20 万 吨冷轧钢带项 目 是三钢劳动服务公司金属深 加工的重点项 目， 也是2005年福建省孟点建设 项目， 该项目于2005 年8 月29 日一期工程竣 工投产。在轧机所有部件中轧辊是非常重要 的部件， 轧辊在工作中承受高的轧制压力、冲 击载荷、疲劳和磨损等， 因此冷轧辊的消耗非 常大. 本文旨在对冷轧辍的失效的原因进行 分析， 提出预防措施， 以加强轧辊的维护管理， 提高轧辊利用率， 降低辊耗， 提高产品质I , 保 L 16 科 技资讯 S CIEN & TECHN CE OLOGY IN O ATION F RM
冷轧生产企业轧辊缺陷产生原因及防范措施
冷轧生产企业轧辊缺陷产生原因及防范措施轧辊是轧钢生产中的一种大型工具，其性能与质量将直接影响轧机产量和产品质量，其消耗在轧钢生产中占很大比例。
因此，轧辊的使用与管理在冷轧的生产中至关重要。
本文所列舉的冷连轧机为四机架六辊UCM（Universal Crown Mill）轧机，设计产量为152.8万t，其技术从国外成套引进，是目前国内装备水平较高的冷轧机之一。
自投产以后，多次与国内外的轧辊专家进行了技术交流，以提高轧辊的使用和管理水平。
研究冷轧辊缺陷产生的原因，并采取相应的具体措施，以便降低轧辊消耗，对降低成本和稳定生产有着重要的意义。
1冷轧辊缺陷的主要形式当前我们所使用轧辊来自于日立金属、美国电钢、英国轧辊、中国一重、邢台轧辊和常冶轧辊等几家轧辊生产制造厂，其材质为3Cr，5Cr和4CrMo锻钢。
目前出现的轧辊缺陷按照所产生的形态可以分成软点、剥落（爆辊）和内部裂纹等三大类。
1·1 轧辊软点轧辊表面的某些地方会显示出比轧辊表面其它地方硬度值变化较大情况。
通常这些软点区域的硬度值要比基体材料的硬度低20HS。
一般情况下软点区域用肉眼是分辨不出来的，但是经过硝酸酒精腐蚀以后，就会显示出来，呈现一片暗色区域（见图1所示）。
在某些情况下，软点疵瑕也可以保持有硬化情况和回火色（兰色/棕色）。
1·2 轧辊剥落轧辊剥落就是指轧辊辊身的某个区域从辊身上分离出来的现象。
剥落按照产生的原因不同可分成下述几类。
1.2.1 轧辊表面剥落轧辊表面剥落可通过裂纹表面的“破损”轨迹来鉴别。
这种疲劳“破损”轨迹的显著特征是具有典型疲劳痕（海滩纹见图2所示）或在疲劳裂纹面上的“扇形”裂纹流线。
疲劳“破损”轨迹蔓延的方向与轧制时轧辊旋转的方向相反。
1.2.2 接触应力引发的剥落由于轧机的负荷以及轧辊在接触点上的局部挤压，造成的最大组合剪切应力（通常称作“赫兹应力”）位于轧辊表面之下的某个较小区域中。
多处的裂纹可以引发并在赫兹应力超过轧辊的抗拉强度时，在表面之下位置发生弥散，导致剥落的产生，这会通过两种模式发生。
浅谈轧辊磨削加工中的常见问题及处理方法
（ ３ ） 中心 孔 脏 了。 中 心孔 如果 光 洁 度 很 低 ， 加 Ｔ 中很 容 易使 中 心孔 和 顶 尖 的 配 合 面上 出现 铁 屑 沫 ，使 顶 尖 中 心 相对 轧 辊 轴 线 偏 移 造 成 轧 辊跳 动 ，而 大 量 的 热 ， 磨 削 热 使 轧 辊 热胀 ， 在 加
心孑 Ｌ， 对 中心 孔 有 问题 的 ， 用 刮刀 、 油 石 自己 处理 一下 ， 处 理 不好 的 就要 上 车床 修 中心孔 。 （ ２ ） 调 整 轧 辊 顶 紧 力 。 轧 辊 加 Ｔ 过 程 中 经 常 检 查 顶 尖 的 松 紧程 度 ， 避免 顶 尖 松动 引起 椭 网。 （ ３ ） 中心 孑 Ｌ 脏 了， 可松 一 下 顶 尖 ， 多加一些机油 ， 将 脏 东 西 冲 掉 。如 果 还 不 行 就 要 卸 下 轧 辊 ， 将 中心 孑 Ｌ 擦 干 净 后
因 此 ， 总 结 轧 辊 磨 削 加 工 中 常 见 问 题 的 处 理 方 法 显 得
尤为重要。
划痕 、 研伤 （ 磨 床 主 要 靠 中心 孔 定 位 ， 它 质 量 的好 坏 对 轧 辊 的磨 削 质量 起 关键 作 用 ） 。 （ ２ ） 顶 尖 顶 的松 。 一种 情 况 是 一 开 始 顶 的 就 松 ， 磨 削
中 心孔 研 了 ， 造 成 轧 辊轴 颈 椭 圆 。
处理 方 法 ：
因受 磨 削 热 的影 响 ， 待 轧辊 降到 原 来 温 度 后 ， 尺 寸公 差 将 要缩小 Ｏ ． ０ １ ～ ０ ． ０ ６ ａｍ， ｒ 轧辊 因超 差 造 成废 品 。处 理 方 法 如
下 ：
（ １ ） 修 中心孑 Ｌ 。磨 削前 先 把 巾心 孔擦 干 净 检查 一 遍 中
１ 概 述
锻钢轧辊缺陷产生的原因及对策
锻钢轧辊在轧制中出现问题的原因及对策目录页数1. 引言 42. 轧辊表面迹象A. 夹杂5~6B. 橘皮状轧辊表面7~8C. 辊印9~12D. 软点13~18E. 热裂纹i. 热轧机工作辊19ii. 冷轧机工作辊20~273. 剥落A. 表面迹像28~46B. 表皮下引发i. 与材质有关47~49ii. 接触应力a. 一般机理50~52b. 冷轧机工作辊53~61c. 热轧机工作辊62~64d. 支撑辊65~704. 辊颈断裂A. 表面迹像71~72i. 辊颈应力计算73~77B. 表皮下引发i. 轧辊设计或材料质量78~81C. 辊颈修复82~85D. 瞬时发生i. 深置缺陷86~87ii. 轧机过载88~905. 辊身断裂A. 疲劳--- 深置缺陷91~93B. 瞬时i. 轧机过载94~95ii. 深置缺陷96~976. 轧辊检测98A. 涡流探伤99~100B. 表面波超声波探伤101~105C. 着色渗入探伤106~108D. 刻蚀探伤109~111E. 磁粉探伤112~113F. 硬度检验114~1187. 轧辊处理和储存1198. 轧辊各部位的英文名称120~121引言在轧钢生产中的轧辊性能及质量直接影响轧机产量和产品质量。
因为轧辊采购费用在轧钢厂生产成本中占有较大比重，也是影响轧制成本的重要因素。
本书的目的是针对锻钢轧辊在轧制中可能出现的相关问题，并就问题的类型，特徵，样例（照片，图解），产生机理及预防措施等进行分析。
仅供有关人员参考。
锻造轧辊的无损探伤（NTD）对轧辊生产厂家和轧辊用户都非常重要。
轧辊生产厂家在轧辊热处理以及随后的精加工之前用NDT无损探伤，来确认轧辊的表面和内部是否合格。
轧辊用户(轧辊车间)利用NDT无损探伤确保研磨切削部分满足进一步使用之前的轧辊表面要求。
NDT 无损探伤以及其应用，可以作为最佳化轧辊维护过程的管理方法之一。
轧辊的处理和储存也是轧辊问题发生的因素。
冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施!
冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施!许崇山"常州宝菱重工机械有限公司#江苏常州$%&’%()摘要*介绍了轧辊表面缺陷的表现形式#提出了减少和预防轧辊缺陷的措施+关键词*轧辊,冷轧,预防措施中图分类号*-.%/$0/引言冷轧过程中#轧辊对带钢产量1板形质量1吨钢成本消耗三大指标的影响很大2%#$3+冷轧轧辊使用过程中的缺陷#会造成批量产品质量降级甚至报废#造成成材率降低#且可能导致相关设备损坏+因此#国内各冷轧生产厂家都非常注重对轧辊使用的研究#致力于有效降低冷轧轧辊的消耗2$4/3+本文从轧制工艺对轧辊的客观要求出发#从加强轧辊检测1完善轧辊磨削及装配工艺1改善轧制工艺条件1优化轧制工艺参数等多方面提出了轧辊缺陷的预防和消除措施+5轧辊缺陷表现形式及预防措施根据实际生产现场使用情况#轧辊缺陷主要划分为表面缺陷1剥落缺陷和断裂缺陷三大类263+575轧辊表面缺陷表现形式及预防措施轧制过程中#轧辊表面缺陷会明显地转移到带钢表面#直接影响到成品板带的表面质量+常见的轧辊表面缺陷原因分析及预防措施如下*%7%0%轧辊表面夹杂物在轧辊表面用肉眼或借助低倍放大镜可观察到的形状不规则的夹杂物2&3#长度一般在’7’84899范围内+预防措施*控制冶炼锻造加工及热处理等原始状态的关键参数#降低轧辊表面夹杂物的尺寸和数量+%7%7$轧辊表面桔皮轧辊超期服役1在工艺冷却润滑条件相对较差的环境下较长时间工作时#辊身表面会出现粗糙不均的:木纹;状结构#外观形状很像:桔子皮;2&3+有时轧辊过量磨削后也会出现这种特征+预防措施*改善轧制润滑条件#阻碍轧辊表面桔皮缺陷的发展#或适当增加锻造比1合理地缩短轧制周期+%7%7&轧辊表面印痕主要表现为辊面针孔1凹痕1压痕和孔洞#在轧辊表面不规则分布的凹痕#一般呈圆形2&3#最大直径可达&99#深度可达’7’<99#表面状态或轧辊的纹理通常保留在凹痕内#一般是由一些碎片"异物)进入咬入区或轧辊间相互接触摩擦造成的+预防措施*鉴别碎片异物来源1改善工艺润滑冷却条件1提高酸洗卷板的表面质量和剪边质量1增加工作辊表面硬度和淬硬深度1提高工作辊和中间辊和支撑辊之间的硬度差+%7%7=轧辊表面热损伤主要表现为软点和压痕#轧辊表面某个局部区域硬度比正常值低+特殊情况下#热损伤可引起轧辊表面局部的高硬度和回火色+轧辊工作期间#当局部温度超过轧辊制造时的回火温度#辊面便会发生热损伤#受损伤区域的硬度下降+预防措施*避免引发热损伤的一些潜在热源的发生#如磨床砂轮冲刀1轧制时的断带1打滑1轧制事故"缠钢1粘钢)1冷却不均匀1轧制产品规格变化1冷却液温度1轧制速度的变化等#有效降低轧辊表面产生热损伤的几率+对于存在引发热损伤问题几率较高的轧制环境#应当考虑使用硬度较低的轧辊+第&6卷第=期$’’(年<月现代冶金>?@A B C>A D E F F G B H IJ?F0&6K?0=L G H0$’’(!收稿日期*$’’(M’/M%8作者简介*许崇山"%(6%N)#男#工程师+电话*"’8%()<&$8<=//#%&6’%8’&&$6!"!"#轧辊表面热裂纹轧辊表面热裂纹又称应力裂纹$外观上看$热裂纹的形状有沿轧辊轴向的小裂纹%!&&’和龟裂纹两种$冷轧轧辊出现较多的是沿轧辊轴向的小裂纹(通常热裂纹发生在因断带或轧辊粘钢引起的轧辊热损伤最严重的区域内$有时候由于中间辊或支撑辊表面剥落也会引起轧辊表面裂纹(预防措施)避免热损伤和热冲击可以有效降低辊面形成热裂纹缺陷的几率(*"+轧辊剥落缺陷表现形式及预防措施轧辊剥落的起因不一定都来自热损伤和热裂纹区$辊面任何应力集中点都有可能产生疲劳裂纹$如轧辊印痕,清除不彻底的表面裂纹,擦伤等(轧辊剥落按照剥落发生的起始部位划分$可以分为表面起源诱发的轧辊剥落,轧辊材质缺陷引起的次表层剥落,接触应力引起的次表层剥落(!"-"!表面剥落表现为剥落断口有明显的疲劳带$可以通过断口上存留的像沙滩花纹样的延性疲劳纹和扇形断口流线的疲劳带来识别$一个疲劳带的长度范围小到几厘米,大到沿轧辊圆周方向数圈(预防措施)尽量避免轧辊产生应力集中和轧制过载.制定合理的轧辊磨削工艺$保证消除干净上一轧制周期产生缺陷.轧辊磨削后进行涡流探伤和超声波探伤(!"-"-轧辊材质缺陷引起的次表层剥落断口上存在同心疲劳花样%/鱼眼0形状’123$疲劳起自一个点,有疲劳纹,呈椭圆形传播$疲劳纹只与材料内在的缺陷有关(这种疲劳花样不能与表面起源的疲劳相混淆$表面起源的疲劳伴随有疲劳破坏带(预防措施)尽量减少钢锭中的参杂物(!"-"2接触应力引起的次表层剥落由于轧制载荷的作用$在变形区内轧辊会发生弹性压扁$最大剪应力位于辊面下的次表层位置(当剪应力超过轧辊的抗剪切强度时$裂纹在次表层萌生并扩展(预防措施)避免因杂质通过辊缝引起最大综合剪应力超过轧辊本身抗剪切强度.保证轧辊足够的磨削量.缩短轧制周期$减少轧辊应力循环次数.降低轧制力以降低最大综合剪切应力.改进辊身肩部倒角及半径$以减少辊身边缘的应力集中.避免轧制事故如带钢与轧辊间打滑,高速轧制时断带粘钢等(*"4轧辊断裂缺陷表现形式及预防措施!"2"!辊颈断裂辊颈断裂一般表现为疲劳断裂和脆性断裂两种形式(%!’疲劳断裂疲劳断裂按照诱因可分为表面起源,次表面起源和辊颈修复三种形式(表面起源诱发的辊颈疲劳断裂(轧辊有多个起源于表面的棘轮状标记$当采用工作辊传动方式轧制时$工作辊辊颈承受较大的扭转力矩$同时受轧制压力和弯辊力的合力作用$承受一定的弯曲应力$如果施加在辊颈上的合力超过材料的抗拉疲劳强度$周向表面裂纹就会形成$严重时导致辊颈疲劳断裂(次表面起源引起的辊颈疲劳断裂(次表面诱发的辊颈疲劳断裂是从一个材料质量缺陷点%深层固有缺陷’上萌生$或从轧辊结构的某一部分萌生$以椭圆形式从源点开始扩散$可以通过断口上次表层存在的椭圆形疲劳花纹%/鱼眼0形状’来识别(辊颈修复引起的辊颈疲劳断裂(断口上有多个从表面萌生的疲劳/棘轮0标记(轧制过程中会出现工作辊的轴承故障$严重时甚至出现工作辊的轴承抱死$对轧辊辊颈造成一定的修复损伤(前期修复的区域有很大的疲劳倾向(通常修复包括焊接和去掉轧制隐患的挖槽$如果焊缝,母材界面和挖槽的区域接近或处于辊颈上应力高的部位%如辊身5辊颈的圆弧’$集中应力容易超过材料的拉伸疲劳强度(预防措施)避免轧制过程中出现轧辊轴承抱死故障.设计辊型$避免应力集中.提高轧辊材料强度以阻止裂纹的萌生和扩展.设计辊颈时$考虑辊颈所承受的弯曲和扭转载荷$以避免裂纹萌生和扩展.提高轧辊材料强度以阻止裂纹的萌生和扩展.局部修复如焊接界面,凹槽要远离圆弧或辊颈上的应力集中区.使用过程中适当控制道次压下量$降低工作辊承受的扭转力矩(%-’脆性断裂与疲劳断裂产生原因不同$脆性断裂大多是由材质缺陷和轧制过载引起的(轧辊材质缺陷引起的辊颈脆性断裂起源于内部单独一点$断裂不呈现任何疲劳痕迹%疲劳辉纹’(在结晶凝固时$夹杂物%耐火材料,熔渣,局部偏析,疏松等’有可能残存于钢锭中$造成轧辊工作时产生应力集中(轧制过载引起的辊颈断裂一般发生在横向剪切面%呈6#7角’$由表面一点萌生$流线从源点出发$覆#第6期许崇山)冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施盖整个断口!内部断口在外观上是典型的韧性断裂!断裂源不显现任何疲劳特征"疲劳辉纹#$预防措施%严格控制冶炼过程&减少残存夹杂物&改进热处理工艺&增加辊颈材料强度$’()(*辊身断裂"’#次疲劳断裂疲劳从一个单一点萌生!形成一个伴有疲劳辉纹的椭圆形花纹$深层固有缺陷导致的辊身断裂的危害极大!在轧制状态下!轧辊可能沿轴向完全爆裂或者断裂成几大段$次表层应力集中使局部应力超过疲劳强度!疲劳裂纹萌生并扩展!周围材料的强度逐渐降低到发生疲劳的强度!断裂的最后阶段是瞬时的$预防措施%轧辊磨削后进行超声波探伤!进行检测并跟踪使用情况!及时防止该类缺陷造成的严重事故的发生$"*#脆性断裂辊身脆断是由轧制过载引起的瞬间辊身断裂!一般发生在横向剪切面上"与轴向成+,-角#!断裂裂纹在表面应力最高的一点萌生!在横向剪切面上径向&圆周方向扩展!内部断口在外观上是典型的韧性断口$发生轧制事故时!辊身突然承受很大额外应力!一旦超过辊身材料强度!很容易发生脆断$预防措施%在生产过程中应尽量避免事故的发生.在冶炼过程中要严格控制夹杂物的含量$/应用实例某厂01六辊可逆冷轧机组由于轧辊的使用方法不当!在试生产阶段!出现了大量的轧辊质量缺陷!严重影响了轧后带钢表面质量和板形质量$为此通过轧辊检测设施"包括磁粉探伤&便携式轧辊表面硬度检测仪&超声波控伤等#进行了轧辊缺陷检测!并采取了相应的预防措施$/(2减少轧辊表面缺陷轧辊表面缺陷产生后不断向辊身渗透是导致轧辊裂纹&轧辊剥落和轧辊断裂的主要原因$为此对表面软点&粘结&裂纹等表面缺陷的轧辊进行了深度磨削!把表面缺陷除净后再磨掉3(’344!然后放置*天左右!再进行探伤等轧辊表面检查合格后上机$图’为改进前后轧辊表面缺陷产生几率的对比!由图’可知!改进后轧辊的换辊周期有所延长$/(/预防轧辊剥落通过对正常轧辊疲劳程度变化规律的分析!确卷图!为换辊周期与各种轧辊缺陷发生几率的关系曲线"从左至右分别为换辊周期与表面缺陷#曲线$%&与表面裂纹#曲线’%&与轧辊剥落#曲线(%发生几率的关系曲线)当换辊周期达到带长*+,-以上"橘皮&印痕&热划伤等轧辊表面缺陷产生的几率开始升高"当换辊周期达到带长$.+,-以上"轧辊裂纹产生的几率迅速升高"当换辊周期超过’++,-"轧辊剥落产生的几率超过了带长’+/)为了降低轧辊裂纹&轧辊剥落等缺陷的发生几率"换辊周期应控制在$!+0$.+,-之内)为解决工作辊边部应力集中区剥落问题"对中间辊&支撑辊的两个肩部分别设计加工大圆弧类型复合倒角"降低了轧辊边部因应力集中导致的剥落)123预防轧辊断裂避免工作辊轴承抱死和瞬间过载是预防轧制状态下的工作辊辊身和辊颈断裂#除轧辊本身材质缺陷外%的主要方法"主要措施有以下几点4#$%轧辊轴承及轴承室应定期清洗"保证轴承室的清洁和润滑油路畅通5#’%轴承外套定期倒面"保证磨损均匀)正常情况下"一套四列短圆柱轴承的使用寿命为.06个月"轧制带钢总长度约为7+++0.+++万-"轴承外套倒面时间周期为’个月"每次沿周向旋转*+85 #(%选用进口密封件"保证轴承室密封良好"防止乳化液进入轴承室5#!%对轧机工作辊轴承润滑方式进行改进"改双轴承座并联油雾润滑为单独润滑"降低工作辊轴承故障发生频率和工作辊辊颈断裂事故5 #7%减少轧制状态下的瞬间过载对工作辊的冲击"充分利用轧机的断带保护功能#过负载卸荷和辊缝快速打开%"并以主电机额定电流为负荷上限"减少过负荷冲击造成的轧辊剥落和断辊事故)3结论预防轧辊缺陷的主要措施有4#$%在轧制过程中尽量避免和减少轧制事故5#’%轧辊磨削加工后进行超声波探伤"及时发现轧辊缺陷5#(%改进轧机的工艺润滑及冷却条件5#!%改善酸洗卷板的表面质量"可以有效控制轧辊表面缺陷的产生5#7%制定科学合理的轧辊使用周期&磨削工艺和辊型优化&减少辊面应力过分集中5#.%完善轧辊装配工艺&减少轧制过载"可以有效降低轧辊断裂)参考文献49$:刘以宽"汪光然"严家高;轧辊失效分析9<:;轧钢"$**("#$%4(+=(!;9’:刘德富"尹钟大;冷轧工作辊的早期失效及预防措施9<:;特殊钢"’++("’!#.%4((=(7;9(:陈联满;轧辊辊颈断裂分析9<:;理化检验物理分册"’++$"(>#>%4(+7=(+6;9!:任喜来;冷轧辊的失效分析及其修复9<:;轧钢"’++’"$*#(%4!7=!>;97:?@AB C"DE F G H@CC"I@F J;K L@M;N E O K P O H P M M F E Q@ R P M S H P M M E Q T-E M ME Q@F L K K MU M@Q L V P U K H@L E P Q W K H F X F -@Q X O@R L X H K9<:;Y Q T E Q K K H E Q TZ@E M X H K B Q@M A F E F"’+++">#$%477=.>;9.:B[K W K S P\?Z"]K M P L L E^K L P<;Z@E M X H K@Q@M A F E FP OO P H T K S@Q SE Q S X R L E P QG@H S K Q K SF L K K M R P M S_P H,H P M M F 9<:;Y Q T E Q K K H E Q T Z@E M X H KB Q@M A F E F"’++!"$$#!%4!>7=!6!;9>:杨利坡"周涛"彭艳"等;‘\可逆冷轧机轧辊失效分类及预防9<:;冶金设备"’++7"$7!#.%4$=.;>第!期许崇山4冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施。
冷轧薄带的时候出现的问题
冷轧薄带过程中可能出现的问题及其原因和解决方案可以包括以下方面：1. 厚度问题：厚度超差，这类问题出现的原因可能是轧辊磨损导致轧制压力分布不均匀，或是设备精度不够，导致轧制时张拉力不稳定。
解决方案包括定期更换轧辊，维护和检修设备以提高精度，或是采用高精度的人工修磨方式来保证张拉力的稳定性。
2. 板型问题：如波浪弯、镰刀弯、瓢曲度等板型问题，可能是由于轧机设计不科学、轧制力波动大、原料板形不好等原因导致的。
解决办法包括优化轧机设计，提高设备稳定性，以及使用合理的原料和工艺手段，同时加强带钢表面的检查和修磨工作。
3. 表面质量问题：冷轧带钢的表面质量不佳，可能是由于轧机调整中凸度过大、板形控制不当、来料表面缺陷较多等原因导致的。
解决方法包括调整凸度以控制带钢平直度，适当调整压下量、退火温度等因素以改善带钢表面质量，或是定期对表面检查和修磨设备进行维护。
4. 尺寸精度问题：冷轧薄带的尺寸精度问题可能是由于设备精度不够、操作不当、原料问题等原因导致的。
解决办法包括提高设备精度，优化操作工艺，选择合适的原料和处理方式等。
5. 生产效率问题：冷轧薄带的生产效率低下，可能是由于设备故障、操作不当、原料问题等原因导致的。
解决办法包括定期维护和检修设备，提高操作技能和工艺水平，选择合适的原料和处理方式等。
此外，还有一些其他可能出现的问题及其解决方案：1. 带钢跑偏：这可能是由于纠偏装置失灵、调整螺丝松动、导尺板磨损等原因导致的。
解决办法包括定期更换和修复纠偏装置，调整调整螺丝，更换或修复导尺板等。
2. 硬度超差：这可能是由于退火工艺不适当导致的。
解决办法是优化退火工艺，确保带钢的硬度达到要求。
3. 裂纹、划伤等严重缺陷：这可能是由于原料选择不当、检查不严格等原因导致的。
解决办法包括选择质量好的原料，加强带钢表面的检查和清理工作，以及发现缺陷时及时处理。
总之，要解决冷轧薄带过程中出现的问题，需要综合考虑设备精度、原料质量、工艺调整等多个因素，同时加强生产过程中的监控和管理，确保生产过程的稳定性和产品质量。
浅析冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施
浅析冷轧机轧辊缺陷表现形式及预防措施摘要：在冷轧轧辊使用的过程中，如果轧辊本身存在缺陷，会导致质量降级，甚至产品直接报废，严重时将导致轧机断带、堆钢，此类事故处理时间长，严重影响轧机生产效率。
目前我国很多的生产厂家对轧辊出现的缺陷问题非常的重视，他们通过对轧辊的研究，力图有效的降低轧辊的消耗，保证轧机产能和成材率。
本文就冷轧机轧辊常见的缺陷问题进行分析，提出了具体的问题的预防措施。
关键词：冷轧机；轧辊缺陷；表现形式；预防措施某钢冷轧厂在轧机投产初期，如果轧辊表面出现缺陷，会给整个生产带来很大的困扰，对产品的生产节奏和质量都有一定的影响。
一般来说轧辊的表面缺陷包括很多种，包括振纹、螺旋纹、刀花、裂纹等，以上缺陷对产品的表面都有一定的影响。
一、振纹进行带钢轧制的过程中，在带钢的表面，经常有一种与带钢运动方向垂直、明暗相间的条纹出现，这种现象就叫做带钢振纹。
通过多次的实践我们发现，产生的振纹多数原因是由于轧辊的原因，轧辊的振纹复制在了带钢的表面。
1.轧辊振纹的产生原因一般来说，轧辊的振纹产生是有其自身的原因的，进行生产的过程中，砂轮主轴的不断振动会导致轧辊振纹的产生，此时产生的振纹呈螺旋状，在轧辊的表面分布；砂轮脱粒不良、砂轮形状不良也可能导致轧辊振纹的出现，呈螺旋状，分布在其表面；通常情况下，我们可以通过对砂轮和轧辊的转速对振纹的间距进行测算，然后与实际存在的进行相互比较，这样对砂轮振纹就可以进行准确的判断，由于轧辊托架（托瓦）的接触不良引发的轧辊振纹，振纹以平行于轧辊母线的形式分布在轧辊表面；由于尾座顶尖形状不良而引发的轧辊振纹，振纹的分布是平行于轧辊母线的；因头架转动不良引发的轧辊振纹，振纹的分布是平行于轧辊母线的；砂轮头架的振动和床头箱的振动之间产生共振引起的轧辊振纹，以平行于母线的形式分布在轧辊表面。
2.轧辊振纹的消除方法对轧辊振纹进行消除，首先对不正常的振源要进行消除，对振纹的明显形式进行分析，选择合适的磨削方式，对明显的振纹要从粗磨开始，不明显的则从半粗磨开始。
冷轧辊常见缺陷及产生原因是什么
冷轧辊运行中常见的缺陷及产生原因如下：
格坑。
带钢焊缝质量不好，或表面有异物。
粘辊。
局部压下量过大，断片、堆钢、折叠，带钢板形不好或辊身表面硬度低。
裂纹。
粘辊等过热缺陷造成局部压下过大，冷却不好，轧辊表面杂物粗大。
勒辊。
辊身两端压下不一致，带钢浪形、跑偏、辊身表面硬度低。
大面积带状剥落。
由于轧辊辊身有微裂纹，在循环轧制应力的作用下，经过二次疲劳裂纹的发展造成。
掉肉。
辊身表面有微裂纹，辊身表层局部严重过热，辊身表层有大夹杂物等缺陷在轧制应力作用下，经疲劳裂纹发展成掉肉。
辊身两侧环状裂纹。
轧制时，两端压下严重不均，轧辊淬火质量不好。
工作辊轴承抱辊。
轴承润滑不好，未及时加油，轴承密封不好，辊身两端压下严重压偏。
断辊。
轧辊内部残余拉应力大，轧辊中心有裂纹等缺陷，辊身两端压下严重。
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加工锻钢冷轧辊时出现的问题及解决方案
锻钢冷轧辊作为轧制冷轧板和有色金属的一种重要工具，其具有较高的硬度、强度和良好的塑性、抗冲击韧性。
故对锻钢冷轧辊的切削加工就成了难题。
我国华菱超硬通过对锻钢冷轧辊性能的了解及大量的实践，最终研制出可高效加工锻钢冷轧辊的立方氮化硼刀具BN-S20材质，使难加工问题得到解决。
一、锻钢冷轧辊难加工的原因
随着汽车、石化、建筑、铁路等行业的迅速发展，冷轧板的需求量不断上升，由于冷轧辊属于消耗品，故常采用9Cr2Mo、86CrMoV7、Cr3、Cr5、Cr8 等作为主要冷轧辊材质。
并且冷轧辊需进行热处理，粗加工由于硬度不高易加工，难加工的主要是调质后的半精加工和精加工，调质易产生变形，硬度也得到提供，切屑更难断。
故在进行半精加工和精加工中常出现刀具不耐磨或挖刀问题。
二、加工锻钢冷轧辊时出现的问题及解决方案
在锻钢冷轧辊的生产过程中，存在两大问题：一是刀具磨损快；二是扎刀。
下面就针对以上两大问题分别作出解决方案
1、刀具磨损快的原因及解决方案
刀具磨损快主要有两个原因：一是刀具材料的选择；二是切削参数的选择。
先来说一下刀具材料的选择。
目前，加工锻钢冷轧辊的刀具材料有硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具，硬质合金刀具由于其本身刀体的硬度在HRC71-76之间，对于HRC40以上的淬火钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，这就是很多机械厂家说硬质合金刀具磨损快的原因；陶瓷刀具脆性大，这就是在加工过程中老崩刀的原因，故陶瓷刀具只适合小吃刀深度小进给量的精加工工序；而立方氮化硼刀具就不同了，立方氮化硼刀具的硬度平均在HRC98.5左右，是加工黑色金属领域最耐磨的刀具材料，比较适合加工HRC45以上的高硬度锻钢冷轧辊。
经过论证，CBN刀片的寿命一般是硬质合金刀片和陶瓷刀片的几倍到几十倍，就以华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20材质为例，它不仅可以断续切削淬硬钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，做到了耐磨性与抗冲击性的完美平衡。
刀具磨损之二的原因在于切削参数的选择：(1) 切削速度Vc与刀具耐用度的关系最大，与断续切削、机床刚性有关，保持机床稳定。
切削速度不宜高, 一般采用观察切削颜色和刃口温度的方法，刃口呈大红色，切屑呈紫红色，说明切削速度偏高；( 2) 吃刀深度ap 与工件余量有关；( 3) 进给量f和切削速度配合。
加工锻钢冷轧辊时, 只要利用好机床本身所固有的条件, 通过改善立方氮化硼刀具的几何角度, 切削刃口状态, 优化切削参数就可以稳定加工锻钢冷轧辊。
三、华菱超硬加工锻钢冷轧辊的刀具材质及加工效果
（1）以加工瑞典锻钢冷轧辊（硬度HRC67）为例：BN-S20材质数控刀片的切削深度4-7mm，线速度90m/min，寿命是国外某品牌CBN刀具寿命的2.5倍。
（2）车削修复9Cr2Mo冷轧工作辊时，采用BN-S20材质，同样可以取得很
好的效果，刀具寿命是国内CBN刀具寿命的4倍以上，且在车削修复冷轧辊时，遇到皲裂部位不崩刀，保证了CBN刀具使用的安全性和经济性。
注意：(1) 采用华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20材质，选择合理的刀具角度可以缩短锻钢冷轧辊的加工时间，提高生产率。
立方氮化硼刀具BN-S20材质在超硬刀具材质对比中，韧性最好，可以采用0.2*20度的倒棱下进行轻快切削，并可以修复锻钢冷轧辊的不规整表面。
(2) 选择合理的刀具角度和切削参数（以车代磨或以车代粗磨淬火钢冷轧辊），正确的操作可以解决锻钢冷轧辊机加工时的扎刀问题。
四、总结
随着轧钢厂的产量逐渐上升，对轧辊的性能也逐渐要求严格，这无异是给机械制造商制造问题，工件难加工一直寻找不到合适的刀具材料，一度影响机械制造业的发展，这对于刀具行业来说是一个挑战兼机遇，只要研制出高硬度、高质量、高效率的刀具材料或刀具材质，就能更好的推动机械制造业的发展。