线材轧机精轧辊环碎辊原因分析

高速线材精轧辊环碎辊原因分析与控制
二轧钢厂韩凯祖
前言
高速线材轧机以其精确的孔型设计，合理的张力及活套控制，无扭高速连续轧制方式及足够的轧机刚性和采用小辊径耐磨的碳化钨辊环，保证了产品的断面精度，因其轧制速度较高，生产效率比普通轧机相比有了较大幅度地提高，最终使生产成本大幅度地下降。

高速线材轧机精轧内一般都采用碳化钨为主的硬质合金辊环，碳化钨硬质合金辊环由于具有良好的热传导性能，在高温下硬度下降少，耐热抗疲劳性能好，耐磨性好，强度高等特点，因此被普遍地应用在高速线材轧机的精轧机内使用。

一、碳化钨辊环简介
WC辊环以其高耐磨性和较高抗冲击、耐磨蚀、耐高温性能以及轧制产品质量高等优点被广泛采用。

其粘结剂含量达6%-30%，WC相晶粒达1-20µm，硬度达HV650-1860。

热轧过程中，辊环需承受高温、轧制应力、热腐蚀、冲击负荷等作用，直接影响辊环的耐磨性能，并可造成辊环断裂。

二、造成精轧辊环碎辊原因分析
1.精轧内轧件抖动、堆钢
1.1辊环配辊不好
高速线材轧机对精轧机组内辊环配辊的要求较严格，要满足各架间的齿轮传动比以外，同时不允许任何轧圆辊环外径误差要满足±0.05mm，同时不允许任何轧圆件机架的辊径小于前一架辊径，如果轧椭圆件的辊径大于前一架圆孔辊径，就会使轧件在这两机架间产生抖动，最终造成在这两机架间堆钢，堆钢时轧件的热量被传导到这两架次的辊环上，造成辊环温度升高热应力集中，在突然给水后由于水温与辊环温差较大会导致辊环碎辊。

1.2辊缝设定不好
由于精轧机组内辊环配辊要求较严格，所以就要求操作工要对精轧内各架辊缝的设定要严格按照工艺规程所规定的辊缝值，对精轧内辊缝进行设定，减少各架间由于辊缝设定不好造成的堆钢，减少由于堆钢所造成的对辊环的冲击力、热应力的集中而造成辊环碎辊几率的增加，以确保生产的顺利进行。

1.3进精轧轧件尺寸不好
轧件出预精轧机组后由于尺寸不好，尤其是轧件尺寸过大，常常造成对精轧机组第一架轧机辊环冲击力加大，变形量加大，轧制力升高。

同时，也使精
轧机组前几架轧制力加大并造成轧件在前几架轧机间抖动加大，最终造成精轧机组前几架轧机的辊环碎辊几率加大。

因此，要严格控制进入精轧机的形状及尺寸使其尽可能接近轧制程序所要求的尺寸。

进入无扭精轧机的入口断面尺寸是很关键的，理想情况是它们保持在标准值的1%-1.5%之间。

1.4热疲劳
轧槽使用后产生的微观裂纹会使材料强度明显下降。

这就要求滚环的修磨非常重要，正常使用时的轧槽修磨量，预精轧机为1.2mm，精轧机为0.6mm，如果轧制量过多，加上其他原因极易造成碎辊。

2.导卫安装不对中致使辊环受冲击力过大
精轧内各架导卫的安装都要使轧件能顺利通过导卫并且不能对辊环造成冲击。

因此，在每次更换精轧内导卫后都要用手电筒及小镜子对精轧内各架进出口导卫进行检查，以确保各架导卫安装合适。

如果导卫安装不好，那么在每次过钢时轧件会对辊环造成冲击力，最终造成辊环由于所受冲击力过大导致辊环碎辊，每次在更换精轧内导卫时，及对精轧机进行检查时都要对精轧内各架进出口导卫的对中情况进行检查，以减少由于导卫对中不好所造成的对辊环的冲击力及辊环碎辊的几率。

3.辊环冷却水冷却质量不好
辊环冷却水系统是所有轧制操作的一个重要方面，当使用碳化钨辊环时，对它的要求就显得尤其重要，不充足的冷却将造成辊环槽孔表面的热裂纹加剧和过早的磨损，这将大大降低辊环的使用寿命。

碳化钨辊环很昂贵，所以有效的水冷是很重要的。

为了达到最佳效果，建议水尽可能靠近线材出辊环处，同时辊环孔型的全宽被水覆盖也是很重要的。

辊环冷却水系统水压正常情况下要求0.4~0.6Mpa，如果水压过高或过低都会影响辊环的冷却效果。

当水被喷到槽孔后会弹起来，如果水压高于0.6Mpa，当水被喷到槽孔后会弹起来，造成对辊环的冷却效果不好，使辊环槽孔的热量没有被及时地带走造成辊环碎辊。

如果水压低于0.4Mpa，由于辊环转速较高，辊环冷却水会在辊环槽孔形成一层蒸气层，使辊环冷却水不能冲破在辊环槽孔形成的蒸气层，不能把辊环槽孔的热量及时带走，导致辊环温度升高造成辊环碎辊。

如果辊环冷却水有问题，例如水喷嘴堵塞或冷却水水量不足，常常导致辊环的热失效，造成辊环内碳化物分散，最终影响辊环的使用寿命。

由于辊环冷却水存在问题必然造成相应架次辊环要比正常温度高，如果这被作为精轧操作工检查的一个方面，精轧操作工在每次停机检查时可以用手对各架辊环表面温度进行检查，用以判定各架辊环冷却水冷却效果。

这样可以及时发现各架辊环冷却水的冷却质量，避免由于冷却水冷
却质量不好造成的辊环碎辊情况的发生。

4.轧辊轴、锥套、辊环安装温度过低
精轧机内各架轧辊箱的轧辊轴是由专用润滑系统供油的，其主要作用除了对精轧机组需润滑部位进行润滑作用外，还对轧辊箱内各个部件起到加热作用，以确保轧辊箱内各部件在适当的温度下持续有效的运行。

此专用润滑系统出油箱时的油温度一般在40℃左右，经过循环后，可使轧辊轴的温度达到25℃左右。

这样在辊环被安装到轧辊轴上时，不致于由于轧辊轴与锥套、辊环温度差较大，造成轧辊轴与锥套、辊环之间应力过大而辊环崩辊。

在开轧之前，由于急于抢产量，而在轧辊轴温度较低的情况急于将辊环安装到轧辊轴上，这样在生产一段时间后由于润滑系统的循环作用造成轧辊轴轴温不断上升，造成轧辊轴热膨胀，致使轧辊轴与锥套、锥套与辊环之间过盈力加大，造成辊环脱落或辊环崩辊情况的发生。

因此，高线轧机来说要对锥套、辊环的存放处要采取适当的保温和取暖措施，如在锥套、辊环的存放间安装暖气，以确保锥套、辊环在预装前达到合适的温度。

避免由于轧辊轴与锥套、辊环之间由于温差较大所造成的崩辊现象。

5.辊环安装问题
辊环安装小车在辊环安装过程中起着重要的作用，如果辊环安装小车存在问题，小车在安装时，其工作压力达不到标准要求，造成辊环与锥套、锥套与轧辊轴之间过盈力不够，在轧制一段时间后，锥套会自动脱落，最终致使辊环崩辊。

在常常出现辊环脱落的情况下，将辊环安装小车的工作压力盲目提高，这种做法也是不可取的。

辊环安装小车压力提高后，使辊环与锥套、锥套与轧辊轴之间过盈力加大，会造成辊环崩辊。

辊环与锥套及机架辊轴之间的装配应严格按要求的压力进行打压，预精轧机压力为50Mpa，精轧为40Mpa ，不能过紧或松动。

上机时严禁用铁锤或其他硬物敲打辊环。

运输、安装过程中严禁辊环的相互碰撞，以防损坏辊环。

6.锥套、轧辊轴磨损严重
锥套、轧辊轴在清洗的过程中，由于没有将其表面的氧化铁皮及浮锈、油污、细小颗粒清洗干净，在锥套及轧辊轴上的氧化铁皮、浮锈、细小颗粒会使锥套和轧辊轴的磨损加速。

而残留在锥套、辊环、轧辊轴上的油污会降低锥套、辊环、轧辊轴之间的摩擦力，最终造成辊环脱落或崩辊。

由于锥套、轧辊轴之间残留有氧化铁皮、细小颗粒，在运行一段时间后会造成锥套、轧辊轴的磨损。

而摩根要求锥套与轧辊轴接触面应达到85%以上，否则，就会使锥套与轧辊轴之间接触面接触不好，使锥套退出，导致辊环崩辊。

因此，要定期用蘸蓝粉对锥套及轧辊轴接触面进行检验，以确保锥套与轧辊轴接触面达到85%以上，避
免辊环崩辊情况的发生。

为减少碎辊，辊环内径表面、锥套和轧辊轴锥头尺寸应符合图纸要求的公差尺寸，确保各接触面接触良好。

锥套磨损到一定程度时就需要修复，以确保锥套接触面良好，其外表面和辊环内孔应密切配合到实际，松到需要的程度，直径上允许紧到0.005m，松到0.035mm，锥套外表面与辊环内孔的紧密配合，能使液压小车的液压推力在锥套外表面和辊环内孔间建立压力而不是膨胀锥套所能消除锥套外表面与辊环内孔间的径向间隙的。

除了以上分析的原因以外，辊环的清洗、安装质量及辊环的搬运以及辊环加工的致密度也是造成辊环碎辊的原因，也应引起高度的重视。

三、控制措施
控制高速区堆钢
①要将导卫对准轧槽，位置固定牢靠，与轧槽保持间隙1～2mm ，以避免对辊环表面及轧槽的不良冲击。

导槽中心线须对应轧制线，避免高速轧件头部受撞击。

②轧件头、尾应切除干净，以免铁皮带入辊槽。

③按规定设置头部未穿水冷却段长度，避开水箱高压水对轧件头部的冲击。

④合理调整料型，特别是小规格线材的生产要严格炉前挑废，减少高速区轧件断线。

⑤控制轧制量定额，以免辊换过度热疲劳。

结束语
二轧厂通过采取上述措施，取得了良好的效果，精轧辊环碎辊大幅度减少，今年上半年出现了4起碎辊事件，下半年没有出现碎辊现象。

随着各项管理规定制度的落实，碎辊现象是可以控制或杜绝的。