铸铁轧辊断裂
轧辊爆裂原因
轧辊爆裂是轧制生产中常见的一种失效形式，可能会导致严重的生产事故和经济损失。
以下是几种可能导致轧辊爆裂的原因：
1. 轧辊材质不适：轧辊材质应该具有高的强度、韧性和耐磨性。
如果材料不符合轧辊的使用要求，则会引起轧辊疲劳失效和裂纹扩展，导致轧辊爆裂。
2. 轧辊表面缺陷：轧辊表面缺陷、裂纹、凹坑等缺陷也可能导致爆裂。
这些缺陷将在轧制过程中扩展并使轧辊破裂。
3. 轧辊使用过程中温度过高：过高的轧辊表面温度会使轧辊产生变形和热疲劳裂纹，最终导致轧辊爆裂。
4. 轧辊使用寿命过长：轧辊在使用过程中会不可避免地出现疲劳损伤和磨损，长期使用可能导致轧辊的强度减小，出现裂纹和爆裂。
5. 非正常操作：轧辊在使用过程中需要严格遵循规定的操作程序和参数范围。
如果操作不当，例如过多受力或者运转速度过快，就有可能导致轧辊疲劳损伤和爆裂。
综上所述，预防轧辊爆裂需要严格控制轧辊的材质、缺陷、温度、使用寿命和操作规范，定期检测和维修轧辊以及合理调整轧制过程参数等措施。
热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法探究
热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法探究热轧轧辊在钢铁生产中起着至关重要的作用，是完成金属板材加工的重要设备之一。
在使用过程中，热轧轧辊剥落或断裂的现象时有发生，给生产带来了严重的影响。
针对这一问题，本文将从热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法进行探究，以期为相关企业提供参考。
一、热轧轧辊剥落或断裂的原因1. 设备质量不达标热轧轧辊作为重要的设备之一，其质量必须达到相应的标准。
如果生产厂家在生产过程中使用了劣质的材料或者工艺不合格，就会导致轧辊的质量不达标，容易出现剥落或断裂的现象。
2. 设备磨损严重长时间的使用会造成轧辊表面的磨损，特别是在高温、高压力的环境下，磨损会更加严重。
一旦轧辊表面磨损过度，就会影响其正常的工作状态，进而产生剥落或断裂的风险。
3. 工艺参数设置不当热轧轧辊在使用过程中，需要根据所加工金属的性质和厚度等因素设置相应的工艺参数，如温度、压力等。
如果工艺参数设置不当，就会导致轧辊在工作过程中承受过大的压力或温度，从而容易出现剥落或断裂的情况。
4. 操作不当操作人员在使用热轧轧辊的过程中，如果操作不当，容易对设备造成损坏。
比如在装卸轧辊时使用不当的工具或方法，会导致轧辊受力不均，从而产生损坏的可能性。
5. 周期性检修不足热轧轧辊作为重要设备，需要定期进行检修和维护工作。
如果企业在这方面投入不足，就会导致轧辊出现各种问题，包括剥落或断裂现象。
二、预防方法探究1. 选购正规厂家生产的轧辊企业在选购热轧轧辊时，应该选择质量可靠的正规厂家生产的产品，避免使用劣质轧辊。
2. 定期维护检修企业应该对热轧轧辊进行定期的维护检修工作，包括表面磨损的修复、工艺参数的调整和润滑等工作，以确保轧辊处于最佳的工作状态。
3. 合理设置工艺参数在使用热轧轧辊时，企业应该合理设置工艺参数，根据加工的金属材料性质和厚度等因素进行调整，避免出现过大的压力或温度对轧辊造成损坏。
4. 加强操作培训企业应该加强对操作人员的培训，提高其对热轧轧辊设备的操作技能和安全意识，避免因为操作不当对轧辊造成损坏。
高镍铬离心复合铸铁轧辊辊身裂纹的防止
高镍铬离心复合铸铁轧辊辊身裂纹的防止高镍铬无限冷硬铸铁轧辊由于其良好的耐磨性、抗粘性、抗热裂性和抗剥落性，被广泛的应用于型钢、线材、棒材和带钢的热连轧机用辊。
目前，国内外几乎所有热轧带钢连轧机精轧后段工作辊，甚至部分精轧前段工作辊仍然采用高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。
标签：高镍铬；铸铁轧辊；裂纹；防止高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的生产方式主要有底漏法、冲洗法、离心复合法、CPC连续浇注法、电渣重熔法等，而离心复合铸造法由于工艺简单，在保证铸造质量的同时，又能极大节约铁水和合金，因此被广泛应用于高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的生产。
但是，在离心铸造过程中，由于离心机的震动，金属型的激冷作用等因素，通过离心铸造生产的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊容易出现裂纹，如图1所示，为离心机震动过大导致打箱后的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身表面出现轴向裂纹，该轧辊直接报废。
因此，研究分析高镍铬无限冷硬离心复合铸造轧辊辊身裂纹产生原因，找出相应应对措施，控制和减少辊身裂纹的产生，对提高高镍铬无限冷硬铸铁轧辊产品合格率具有重要意义。
1 裂纹产生原因研究高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身裂纹形貌特征，分析轧辊离心复合铸造工艺参数，综合考虑各方面因素，得出高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身裂纹产生原因主要有以下因素：1.1 化学成分高镍铬无限冷硬铸铁轧辊外层材质为高镍铬无限冷硬铸铁，芯部材质为球墨铸铁，由于两种材质收缩系数不同，且芯部球墨铸铁在凝固后期还有石墨化膨胀现象，因此这直接决定离心复合铸铁轧辊本身具有一定的裂纹倾向。
高镍铬无限冷硬铸铁轧辊外层化学成分中，碳、铬、钼等三种元素的波动对轧辊裂纹产生有较大影响。
碳作为铸铁组织中碳化物和石墨的主要形成元素，当铁水中硅、铬的含量一定，且冷却速度一定时，随着碳含量的增加，铸铁基体组织中碳化物的含量也会相应增加，大量的碳化物，会使辊身组织的脆性增加，容易产生裂纹。
1.2 涂料因素为了保证外层铁水同辊身金属模之间不发生粘接，方便脱模，并减少铁液对金属模的热冲击，在辊身金属模内壁会挂涂一层2mm左右厚度涂料。
热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法探究
热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法探究热轧轧辊作为热轧设备中重要的组成部分，其质量直接影响到产品质量和生产效率。
在生产中，往往会出现轧辊剥落或断裂的情况，造成了生产效率低下和安全隐患，因此研究热轧轧辊剥落或断裂的原因及预防方法具有重要的实际意义。
1. 轧辊表面损伤导致轧辊剥落或断裂在轧辊使用过程中，出现轧辊表面损伤容易导致轧辊剥落或断裂。
这种损伤包括表面裂纹、划痕、磨损、腐蚀等，这些损伤会进一步扩大，最终导致轧辊剥落或断裂。
轧辊材质好坏直接影响到轧辊的使用寿命和质量。
如果轧辊的材质不够坚固耐用，那么在热轧过程中会出现轧辊变形、疲劳、裂纹等问题，将极大影响热轧产品质量。
热轧设备的操作不规范也容易导致轧辊剥落或断裂。
例如温度控制不当、轧辊调整不到位等等，都会在热轧过程中产生不同程度的影响，最终导致轧辊剥落或断裂。
热轧工艺参数是热轧过程中必须严格控制的参数，如果热轧工艺参数不合适将会直接影响到轧辊的寿命和使用效果。
例如，轧制过程中的拉伸率、轧制力、速度等参数不合适，都将导致轧辊剥落或断裂。
1. 轧辊材质的优化优化轧辊材质可以提高轧辊的抗拉、抗压、抗疲劳等性能。
特别是在硬度和韧性之间的平衡上，选择合适的轧辊材料可大大提高轧辊的使用寿命。
2. 加强对轧辊的检测热轧轧辊在使用过程中应每隔一些周期对轧辊进行检测，及时发现轧辊损伤和裂纹等问题并进行处理，避免因轧辊的损坏而影响到生产和产品质量。
3. 热轧设备的维护针对热轧设备操作不规范等问题，应加强设备维护，保持轧辊的良好状态。
定期做好轧辊的维护与更新，及时清理轧辊附着的物质，避免附着物进一步侵蚀轧辊表面。
4. 控制热轧工艺参数对于热轧工艺参数不合适问题，应严格控制热轧温度、轧制力、速度等参数。
调整工艺参数能够有效避免轧辊的剥落或断裂。
总之，对于热轧轧辊剥落或断裂问题，合理地选择轧辊材质，加强轧辊的检测和维护，规范热轧设备操作，严格控制热轧工艺参数，是预防轧辊剥落或断裂的有效方法。
轧辊产生微裂纹原因
微裂纹产生的原因：1）、振动。
离心铸造轧辊时，铸型在离心机上高速运转，所以存在较大振动。
合金含量高的铁水较容易产生偏析，且振动越大偏析现象越明显。
由于高镍铬铁水是在直接激冷下凝固的，加之铁水的合金化程度高，因此，沿辊身界面工作层内柱状晶比较发达，并且有明显方向性，进而力学性能也呈现方向性。
振动使工作层内的组织沿力学性能较差的方向产生裂纹。
２）、冷型原因。
离心铸铁轧辊所用的冷型材质通常是灰铸铁，工作时受到激冷激热，在冷型的内表面容易产生龟裂。
冷型内表面产生的裂纹后会使轧辊在凝固过程中，冷却不均匀，从而使轧辊辊身表面产生裂纹。
３）、涂料原因。
起调整冷速，防止铁水激冷的涂料，如果厚度不均或局部脱落，使浇注时产生冷热不均现象，增加了裂纹产生的倾向，缩短轧辊寿命。
４）、化学成分。
化学成分的波动会使辊身产生裂纹，较显著的影响元素有碳、铬、钼。
碳含量高时，生成大量的碳化物，使辊身脆性增加，容易产生裂纹。
而W(Cr)＞1.8%，W(Mn)＞0.6%时，极易形成成分过冷，进而导致辊身晶体呈枝晶状长大，微裂纹产生的诱因加大。
微裂纹防止措施：1）、定期对离心机进行调整，对磨损过度的冷型和离心机及时进行更换，以减小生产中的振动。
２）、计算调整冷型转速。
采用适用的计算转速的重力系数转速计算公式计算转速。
成分偏析严重，有微裂纹产生时，应适当提高冷型转速。
3）、涂料应采用喷涂或滚涂，避免易导致脱落的刷涂；同时注意涂料使用的的搅拌充分均匀。
４）、严控轧辊化学成分，控制W(Ｃ)：3.0－3.5%；W(Cr)：1.6－1.8%；W(Mn)：0.2－0.6%。
轧辊断裂
轧辊断裂时轧辊损坏的一种严重形式，而且处理时间长，影响生产。
轧辊断裂的原因有两种：一种内在原因，由于轧辊本身的内在缺陷造成，如夹杂等造成断裂；另一种是外在原因，由于轧制工艺条件和使用造成，如超载等造成断裂。
具体分析：
１残余应力及热冲击断裂。
轧制开始，轧辊与高温轧件接触，在轧制过程，轧辊表面温度高，而芯部温度低，在芯部产生合成拉应力，当超过极限时，芯部产生裂纹和断辊。
避免这种断裂，轧辊使用时应预热轧辊，并保持良好的冷却条件，严禁闭水轧制，降低内外层温度梯度；普通轧辊使用前应用半年左右时效期，以降低轧辊内应力，使用后的热轧辊应及时缓冷避免再生热应力。
２疲劳裂纹扩展为断裂。
轧辊上的裂纹受弯曲应力的作用，会沿着一条较深的裂纹扩展，继续轧制裂纹会迅速扩展，达到极限，会发生断辊，预防该问题，最重要的是保证轧辊有一定的重车量，并采取必要的检测手段，并对轧辊滚压强化进行表面处理，提高轧辊疲劳强度。
３其它原因。
如夹杂、非正常组织、残余奥氏体量过高、偏析等。
预防以上问题，应采用高质量的轧辊，并对采用的轧辊提出夹杂、非正常组织、残余奥氏体、偏析等方面的量化具体要求。
４使用原因。
轧制钢类强度过高，或低温钢、黑头钢等易造成事故。
另一方面，轧制盲目加大压下量以减少道次，闭水轧制后，过快给冷却水，或冷轧薄板时，轧辊压靠力过大，扭矩大于轧制力矩，启动轧机可能扭断轴头。
故而，制定操作规程时应充分考虑各种诱因，制定明确到位，同时操作人员应严格遵守标准化操作。
（。
轧辊失效方式及其原因分析
轧辊失效方式及其原因分析轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。
热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。
如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。
轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。
任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。
因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。
1 、轧辊剥落(掉肉)轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。
轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。
1.1 支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。
支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力。
在离接触表面深度为 0.786b 处 ( b 为接触面宽度之半 ) 剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。
疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在 Z 为 0.5b 的交变剪应力层处。
该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。
此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。
周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。
在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。
另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。
若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。
支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。
轧辊失效形式
铸轧辊失效的形式：①热龟裂；②裂纹扩展快；③表面局部塑形变形；④断裂。
在轧制中，裂纹扩展速度快，有时纵向裂纹长300mm，深2-4mm，是辊套过早的失效，原因是：辊套热处理工艺不合格，内部较大的残余应力为消除，在轧制过程中，受铝液热应力与辊芯内冷却水冷应力的交替作用，加速了裂纹的生成和扩展。
辊套的正常失效按下公式计算:有效厚度=（Dmax-Dmin）/2 Dmax为铸轧辊的最大的外径，Dmin为最小外径，每次车磨4mm左右，直至有效厚度接近于零，此辊套就认为失效为重新更换。
辊芯失效形式：①水槽阻塞；②水槽破裂，辊芯的材质：42CrMo 辊芯硬度HB在500左右。
调质硬度范围为2000MPa＜HB＜4000MPa辊套：需具有良好的导热性，线性膨胀系数及弹性模数小，较高的抗拉强度、屈服强度及硬度，较好的耐热性、抗热疲劳及热变形等。
辊套粗糙度Ra为0.8-1.2μm。
辊套硬度HB为370-400左右，目前国内使用的辊套材质为PCrNi3Mou和32Cr3Mo1V钢。
冷却说的要求：水硬度：硬度总和不大于7. PH值：6-8 水压：0.4-0.6MPa悬浮物：不大于50PPM 水温：一般控制在15-28℃辊芯辊套热装时温度的计算：t=I/αD内·C 式中：I=σ+Δminσ-过盈量；Δmin-热装的最小间隔；α材料线膨胀系数过盈量配合量的经验公式为：过盈量一般为铸轧辊辊径的0.09%-0.11%。
辊芯尺寸在φ500mm-φ700mm，过盈量（mm）=辊芯尺寸x1/650辊芯尺寸在φ700mm-φ850mm, 过盈量（mm）=辊芯尺寸x1/700 当传递的轧制力矩一定时，辊套越薄，需要的过盈配合量越大。
辊套越薄所能产生的过盈压力越小，传递的轧制力矩越小。
对新辊（包括重新研磨的辊）进行热处理，首先用无水乙醇擦掉七表面的油污，后用自行配制的腐蚀溶液（只要成分是硝酸）均匀涂抹与辊面，待接近干燥，用清水洗净，此时辊面呈亮黑色，在轧辊完全干燥后，用800″砂纸沿轧制方向用力将其面的黑色物质打磨去掉。
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瑞浦科技轧钢部断辊分析报告
事故经过
2015年1月24日丙班轧制规格为Φ5.5，钢种为304B，在早晨7:15左右，发现13#轧机下辊开裂严重，上辊有细小裂纹，且裂纹都为外径环形裂纹。
如图所示：
13H-6下辊 13H-6上辊
轧辊断裂面
轧辊信息
实际过钢量：360吨（钢种为200Cu、304HC和304B吨，要求单槽过钢量为1000吨）厂家：北京首钢京顺轧辊有限公司
辊型：Φ550*700*1865
材质：NiCrMo无冷球(Ⅱ)（铸铁轧辊）
报废直径：470mm
使用外径：487.8mm，一次直径车削量为7mm
厂家提供硬度：61-62HS
实际测量硬度：63HS（使用便携式硬度仪）。
裂纹情况
裂纹主要分布为沿外圆直径环绕轧辊一周，少量分布沿断口处沿轴向分布。
无明显的因缩孔产生的凹坑和掉块等铸造缺陷，裂口为撕裂的断口，无明显的收缩塑性变形，断裂面有发亮区域，且表面光滑。
轧槽表面无明显的热裂纹，周围无烧伤裂纹。
轧制信息
13#轧机在轧制断辊时的电流曲线：
如图，12#、13#、14#轧机电机的电流波动较大，在6:58左右13#轧辊断裂
可能原因分析
1.开轧温度偏低
换槽后的轧制钢种为200Cu、304HC和304B，要求开轧温度为：1220±20℃，调阅加热炉均热段的温度曲线，如下所示：
均热段温度曲线
如图，加热炉均热段温度均保持在1220℃左右，符合加热工艺的要求温度，且轧制过程中钢坯无长时间停顿，所以可以排除开轧温度低的原因。
2.轧辊含夹渣物或气泡等铸造缺陷
观察轧辊断口可以排除因轧辊可能含有的夹渣物、缩孔等铸造缺陷造成断辊的可能性。
3.坯料尺寸与压下量
在304HC换钢种到304B时中轧区域有一次调料，在2#飞剪处取样检验12#出口的料形尺寸为48.4*48，符合生产要求，即13#轧机入口的料形尺寸符合要求，无巨大变化。
13#轧辊断裂下线时的辊缝为3.54mm,轧制表的标准辊缝为5.5mm,
因304B钢种宽展系数较大，所以辊缝会有所减小，且加上辊缝对轧槽磨损的弥
补，所以该辊缝是合适的，坯料尺寸过大和压下量过大造成断辊的可能性可以排
除。
4.热裂纹
由轧辊信息卡片显示轧辊以前并没有发生过缺水造成的热裂纹，在轧辊车削时也没有发现有细小的裂纹（该裂纹一般是由热裂纹在车削遗留下的细小裂纹），且由缺水造成的热裂纹以轴向裂纹为主，此次裂纹为径向为主，所以可以排除因细小裂纹和轧辊冷却效果不好产生断辊的可能性。
5.内应力
由于轧辊铸造冷却过程中会因冷却速度不同形成较大的铸造残余应力，如果新辊马上上机使用，容易导致铸轧辊应力断裂，新轧辊一般会放置一段时间，最好要一年以上，即进行自然时效处理，可以使铸轧辊残余应力在自然存放的长时间过程中得到松弛或部分消除。
若轧辊因内应力而断裂，则在轧辊开始使用时就应经开始有裂纹，而不是在多次使用之后出现，如果内应力比较小，在辊径减少到一定程度，轧辊会断裂，所以不能排除因为内应力产生开裂的可能性。
6.金属疲劳
金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。
轧辊断口图片
金属疲劳一般会有从疲劳源向外扩散的波浪形温度，但在此次轧辊上没有明显的纹路，但是从断面的出有一些发亮的区域，且发亮的区域表面光滑不像是一般的裂纹，更像是有类似缓慢的蠕动痕迹产生的塑性变形，在对断面的亮点扫描电镜，没有具体的发现，亮点处平整，更像是挤压和摩擦造成的，不是金属疲劳源，所以排除是金属疲劳造成断辊的可能性。
7.设备因素
在拆卸后检查轧机，没有轧机设备损坏，所以排除轧辊安装等设备因素。
总结
此次事故可以排除轧辊硬度、轧制温度、铸造缺陷、孔型压下量和热裂纹设备安装等因素，金属疲劳基本可以排除，所以此次轧辊断裂更倾向于时轧辊的内应力。
预防措施
1.在采购回来的轧辊露天自然放置至少1年以上，通过自然时效减小或消除轧辊在
铸造过程中产生的内应力，要求厂家提该轧辊否认供铸造加工生产日期。
2.保证轧辊上线前辊面没有砂眼、裂纹等缺陷，若有裂纹建议做好标记不予使用（特
别是在使用过程中有过产生裂纹的轧辊，车削深度可以加大，本措施已经采用）。
3.保证轧辊在轧制过程中的良好冷却效果。
4.但针对金属疲劳没有很好的办法（因为影响的因素太多），只能是考虑更换不同厂
家不同材质的轧辊（本厂已经不在购买北京京顺的Φ550型号的轧辊）。
2015年1月26日
瑞浦科技工艺科。