冷轧辊耗损原因分析(2)
冷轧辊的失效分析上课讲义

冷轧辊的失效分析冷轧辊的失效分析材料工程1306封骥2013153冷轧辊的失效分析冷轧辊是冷轧机的大宗消耗备品,其能否安全运行将直接影响着轧机的生产率、成材率以及成本控制。
由于冷轧辊从材质、制造工艺、使用、维护及失效等诸方面与热轧辊有着较大的差异,故对初次进行冷轧生产的单位、轧辊管理者及使用者来说,需要掌握冷轧辊的失效机理及预防措施,通过对冷轧辊失效机理的论述及案例的相关分析,提出降低轧辊消耗的预防措施。
失效:金属装备及其构件在使用过程中,由于压力、时间、温度和环境介质和操作失误等因素的作用,丧失其规定功能的现象。
失效分析:对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究,从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施,称为失效分析。
失效分析的一般过程①深入装备失效现场、广泛收集、调查失效信息,寻找失效构件及相关实物证据。
②对失效构件进行全面深入的宏观分析,通过种类认定推理,初步确定失效件的失效类型。
③对失效件及其相关证物展开必要的微观分析、理化检验,进一步查找失效的原因。
④通过归纳、演绎、类比、假设、选择性推理,建立整个失效过程及其失效原因之间的联系,进行综合性分析。
⑤在可能的情况下,对重大的失效事件进行模拟试验,验证因果分析的正确性。
一、冷轧辊失效机理冷轧辊特性:目前冷轧厂常用的冷轧辊材质有高碳铬铝系及高碳铬铝钒系,一般生产工艺过程为电渣重熔或钢包精炼——铸锭——锻造——球化退火——粗加-——探伤——调质——精加工——探伤——工频感应淬火——低温回火——精加工成品。
为确保优良的使用性能,其表层组织要求为细针马氏体、隐针马氏体+少量残余奥氏体+粒状碳化物。
冷轧工作辊工作时要承受高的轧制压力、冲击载荷、疲劳及磨损,需要有足够的强度抵抗大的弯深而均匀的表面硬化层及耐磨层,以获得良好的耐磨性;三是要有优良的表层抗裂性及抗剥落性能。
冷轧辊的失效形式:冷轧工作辊工作时处于复杂的应力状态。
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。
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施

马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施今天,随着工业的发展,越来越多的重要工业用钢,如马钢板材,在冷轧过程中,轧辊是一个非常重要的部件,随着轧辊的日益快速的寿命,轧辊的缺陷也会带来不利影响。
本文将从分析原因和防范措施两方面来探讨马钢冷轧轧辊缺陷的问题,为提高冷轧轧辊的使用寿命和质量提供参考。
一、马钢冷轧轧辊缺陷的分析1、损坏原因由于轧辊会在马钢冷轧过程中长期受到扭矩、温度、压力等不均匀的外界考验,而轧辊中各种元素的问题也会导致轧辊疲劳损坏,从而出现缺陷,如表面裂纹、磨损和烧伤等。
2、实际表现轧辊缺陷以表面裂纹为主,由此可知表面失效正是轧辊缺陷产生的原因之一,根据不同的裂纹形态,可以推断出轧辊的损伤原因,如圆柱形裂纹、锥形裂纹、Y字型裂纹等。
二、马钢冷轧轧辊缺陷的防范措施1、优化轧辊设计优化轧辊设计,使得轧辊具有较大的强度,同时增加轧辊表面的耐磨性,减少轧辊表面的损坏,使轧辊的使用寿命更长。
2、降低轧辊温度应控制轧辊的表面温度,并在较低的温度范围内进行轧制,以减少轧辊表面的烧伤,提高轧辊的使用寿命。
3、均匀保护润滑剂应给轧辊表面均匀的润滑,以确保轧辊的表面,同时保持充足的润滑剂分布,以减少轧辊噪声,平滑运行,减少轧辊磨损损坏,提高轧辊的使用寿命。
4、改善马钢材质应均匀改善马钢坯料的碳素含量,改善马钢冷硬度,使冷轧材料更加均匀,减少冷轧过程中烧伤、磨损等,提高冷轧轧辊使用寿命。
综上所述,马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施应及早采取有效的措施,以提高冷轧轧辊的使用寿命和质量,促进行业的健康发展。
首先,应优化轧辊的设计,降低轧辊温度,提供良好的润滑剂保护,同时改善马钢材质,以改善冷轧工艺,减少轧辊缺陷产生的可能。
浅析冷轧辊表面剥落原因及改善

江苏冶金2001年第3期浅析冷轧辊表面剥落原因及改善王春杰(宝钢集团苏州冶金机器厂苏州市21504)摘要:介绍冷轧辊表面剥落产生的原因,机载轧辊的生产和使用中采取什么措施预防辊面剥落关键词:剥落冷轧辊措施概述:冷轧辊质量直接影响桌冷轧的发展。
因此人们总希望轧辊质量完美无缺,但是由于种种原因,轧辊还会出现各种形式的损坏,其中最常见的损坏形式有三种:辊身断裂、辊面磨损和辊面剥落。
其中辊面剥落是冷轧辊报废的主要形式。
有资料表明,由于辊面剥落引起的轧辊报废占冷轧辊总消耗量的70%以上,所以对辊面剥落的研究与控制显得尤为重要。
造成剥落的原因主要有两种:一是辊面产生裂纹,向内部扩展,最终造成剥落。
一是由辊身淬硬层内部的缺陷起源产生裂纹,并发展到表面引起的剥落。
导致以上两种结果的因素可分为四种:①原材料缺陷造成的剥落;②热处理不当引起的剥落;③冷加工不当引起的剥落④使用不当引起的剥落;现做如下分析:1由原材料缺陷引起的剥落由于冷轧辊工作条件所限,高表面硬度、良好的抗热冲击性、抗剥落性和抗耐磨性是冷轧辊选材的主要标准。
我国高硬度冷轧辊一般选用铬合金高碳锻钢材料,如:9Cr2Mo、9Cr2MoV、9Cr2W等。
铬合金高碳钢在淬火发生相变,有合金奥氏体转变成合金马氏体时,由于马氏体比容大,淬硬部位体积增大,轧辊辊面手内层应力影响,处于压应力的控制之下,表面淬火后,表面已形成马氏体,体积膨胀,而内层心部无此变化,所以表层对辊身有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、碳化物带状、碳化物网状、夹杂缩孔、大块碳化物、中心疏松、白点、过高的S、P、Cu等杂质元素含量等等缺陷,都会使材料的性能下降,硬度降低)很容易产生裂纹,随着这些裂纹的发展延伸会导致辊面剥落,严重者甚至断裂。
2热处理不当引起的剥落2.1 锻后热处理不当和粗加工调质不当一方面锻后热处理不当不能有效防止钢种出现白点,不能实现除氢、碳化物球化的目的,不能有效消除由于锻造变形而产生的应力。
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施

马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
调整轧辊缺陷主要涉及轧辊的设计成形等工艺指标,以满足冷轧要求的功能、精度和
结构。
钢铁厂在设计轧辊时,应当特别注意轧辊成型工艺过程中发生轧辊缺陷。
马钢冷轧
轧辊缺陷的具体表现主要体现在轧辊表面存在肉眼可见的凹凸疵点,局部残余焊料不充分,铸造的物理性能和力学性能较差等问题。
如何防止和减少马钢冷轧轧辊缺陷,目前主要采用如下措施:
首先,应确保轧辊材料的质量。
钢铁厂在选择轧辊材料时应该严格按照要求,以满足
冷轧材料的使用寿命和功能。
同时,轧辊材质的选择也应参考轧制条件,比如速度、温度、能量等参数。
其次,选择合适的轧辊成形工艺来减少缺陷。
无论是采用成型机还是手工操作,在轧
辊成形工艺的过程中,应坚持微小改变原则,尽量保持轧辊的精度,并观察成形过程中产
生的残余焊料,从而减少轧辊缺陷。
同时,搭配合理的润滑来提高轧辊耐磨性。
轧辊运行中,要保证轧辊机体和轴承各部
件能正常润滑。
正确的润滑模式和润滑油定期更换,可减少机械式的磨损,减轻轧辊的磨耗,有效的防止轧辊缺陷的产生。
此外,保证轧辊安装对接质量也是必不可少的一环。
钢铁厂在轧辊的安装时,应确保
轧辊的质量,安装的时候要避免过度的倾斜、圆弧不平等现象,并且在安装时尽量减少人
工操作,以免造成损伤。
总之,轧辊缺陷的具体归因原因无法一概而论,要想减少马钢冷轧轧辊缺陷,就需要
从多个角度出发,避免在设计、选择材料、工艺成形、安装对接过程出现现象,做到安全
结构、成本有效,提高轧辊的品质和可靠性。
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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冷轧辊损耗原因分析
来源:冶金工业出版社专题:制辊技术点击数:253发布时间:2010-11-17
【概述】中国辊业网汇聚了海量花辊,胶辊,托辊,轧辊信息,为了让大家了解更多轧辊信息,我们整理了冷轧辊损耗原因分析一文,仅供参考。
目前冷轧辊的消耗可分为:正常磨削、异常磨削、剥落(疲劳剥落和脆性剥落)、断辊。
A正常磨削磨削的目的有两个:一个是去除轧辊在轧制过程中的疲劳层(加工硬化层);另一个是去除轧辊表面缺陷,如凹坑、拉毛印等。
磨削量太大会缩短轧辊的使用时问,而太小则会因轧.....
中国辊业网汇聚了海量花辊,胶辊,托辊,轧辊信息,为了让大家了解更多轧辊信息,我们整理了冷轧辊损耗原因分析一文,仅供参考。
目前冷轧辊的消耗可分为:正常磨削、异常磨削、剥落(疲劳剥落和脆性剥落)、断辊。
A正常磨削磨削的目的有两个:一个是去除轧辊在轧制过程中的疲劳层(加工硬化层);另一个是去除轧辊表面缺陷,如凹坑、拉毛印等。
磨削量太大会缩短轧辊的使用时问,而太小则会因轧辊表面质量欠佳而影响板材表面质量,因此,每次磨削量应等于轧辊表面缺陷深度和疲劳层厚度二者中的较大者。
此外,对于平整机组磨削还要根据产品的要求保证轧辊的凸度和粗糙度。
B异常磨削经过正常磨削后,在检查中发现轧辊仍有裂纹或软点,就要加大磨削最,直至轧辊符合使用要求,这样就造成了异常磨削,有时这种磨削的量很大,减少了轧辊的使用时间。
严重时即使磨削到轧辊的报废尺寸,缺陷仍然存在,直接导致轧辊报废。
软点其实是由于轧辊内部材料的组织发生了变化而使得硬度降低的一种现象。
由于碳化物分布不均匀、晶界变异及残余奥氏体的数量与分布状态等,导致轧辊硬度变化,检测时以软点的形式表现出来。
通过磨削只能去除较浅的,对较深的软点是无法通过磨削来消除。
C剥落a裂纹的成因由于冷轧辊具有很高的耐磨性和极小的塑性变形,因此,要求冷轧辊表面有较高硬度和较深的硬化层。
冷轧薄板厂常用冷轧辊的材质是5Cr,经表面淬火和回火后得到HSD96的表面硬度,轧辊表面非常硬而脆,同时热稳定性差,具有很高的开裂敏感性。
轧辊的热冲击强度、抗拉强度和接触疲劳强度等性能直接影响轧辊的使用质量。
轧辊使用过程中,遇到断带和异物进入等事故时,轧辊表面就受到热冲击,而且此类故障目前无法完全避免,所以耐热冲击性能成为冷轧辊的最重要特性之一。
冷轧辊的抗拉强度与硬度有很大关系,低于肖氏硬度65时,光滑材料的抗拉强度随硬度成比例增长,高于肖氏硬度65时,光滑材料的抗拉强度要远远大于有裂纹材料的抗拉强度。
材料当中的非金属夹杂将极大地降低抗拉强度。
所以轧辊应具有较好的表面粗糙度和纯度,不能在有表面裂纹的状态下使用。
断带或粘辊时由于钢带在工作辊之间产生大量堆积,严重时会使轧辊局部受较大压力,导致带钢和辊面产生焊合,这就使轧辊表面经受了热冲击。
轧辊的损伤程度决定于事故的严重程度,在较轻情况下,表面只是局部回火,形成软点;严重时,轧辊表面回火发生在较大的深度处并可能形成裂纹。
这是由于轧辊表面在断带时因受热冲击而发生塑性变形,残余应力从压应力变为拉应力,同时在回火过程中发生体积收缩而使拉应/。
增大造成裂纹。
产生裂纹的因素取决于轧辊的性能和使用条件,轧辊本身制造缺陷引起的裂纹出现在轧辊内部,而操作不当在表面和次表层产生裂纹。
不同方法制造的轧辊对裂纹的敏感性也不同。
某公司冷轧薄板J‘现有锻钢辊和铸钢辊两种,锻钢辊组织致密度高,非金属夹杂分布均匀,而且表面和心部组织差别不大,在接近报废尺寸时仍有很好的致密组织。
铸钢辊在铸造时金属凝固的形核过程中夹杂物集中在晶界和枝晶间,而且越往心部组织越疏松,易出现裂纹。
锻钢辊一旦剥落,发生的面积较大,属于突发性脆性剥落,即爆辊。
铸钢辊则是疲劳剥落,小面积剥落。
b剥落发生的原因(1)爆辊,爆辊是由于轧辊表面或亚表层有裂纹存在,在交变载荷的作用下,裂纹向淬硬层的内部延伸至淬硬层与基体结合部位,随后沿结合层扩展,即裂纹亚稳扩展,最后裂纹失稳扩展而导致大面积脆性剥落即爆辊。
表面裂纹主要是疲劳裂纹。
轧辊在轧制过程中受到表面的接触应力,接触应
力分解为压应力和切应力。
压应力作用在轧辊的表而,最大切应力作用在轧辊的内部,在接触中心下1.56a 处(a为接触面宽),其大小为0.304P(P为单位长度上的载荷)。
如果在该区域有晶界或非金属夹杂物等缺陷,在脉动循环切应力作用下(方向与接触面成45。
角),会导致裂纹的产生,这就是亚表层裂纹产生的原因。
(2)轧辊内部质量不均匀,含有夹杂物或辊内晶粒错位。
在长时问轧制后由于轧辊与带钢边缘接触部位产生较大的切应力,表面会出现疲劳现象,发展下去会造成疲劳剥落。
导致轧辊内部晶粒错位变异的主要原因是:1)轧机事故引起。
当轧辊出现粘辊时,瞬时的压力升高会使轧辊表而出现凹坑或突起,在交变应力作用下极易产生小面积剥落;2)加工事故引起。
轧辊磨削时由于大进给量或操作失误,会造成轧辊表面烧伤,虽然表面没有烧痕,但在磨削液作用下,对轧辊近表面局部区域的影响相当于二次淬火,从而引起晶体变异;3)如果轧制力过大,轧辊长时间在超过许用应力状态下工作,易产生疲劳损伤。
(3)如果轧辊存在前次未磨削尽的微裂纹,再次使用时裂纹会扩展导致剥落。
(4)工作辊和支承辊在工作过程中,由于在交变接触应力长期作用下,两者表面因疲劳损伤,导致局部区域产生微裂纹,严重时产生小片或小块状剥落。
D断辊断辊是轧辊的致命破坏形式,主要产生部位是辊颈和辊面。
产生断辊的主要原因是:(1)使用不当。
在一般情况下,断辊的原因是机械过载或操作不当,如压下力过大、冷却液中断等操作失误。
(2)制造缺陷。
浇注时有大量的夹杂物、缩孔存在,热处理时工艺不对,造成残余应力控制不均,当工作应力和残余应力综合作用超过抗拉极限时,则可能引起轧辊断裂。
(3)设计和加工不当。
在冷轧辊的设计和加工中,截面尺寸发生变化的部位,必须有足够的圆角,防止应力集中。
(4)辊面和辊颈的硬度相差过大。
(5)辊颈的直径太小,强度不够。
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