探究冷轧支撑辊和工作辊剥落机理及有效预防措施

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冷轧支承辊剥落原因及对策

1 剥落原因分析
1．1 支承辊剥落的主要形式支承辊剥落主要有两种方式：一种是表面裂纹引起的剥落；一种
是次表层裂纹引起的剥落。 1.1.1 支承辊应力状态分析
在轧制过程中，轧机工作辊与支承辊在接触点会产生局部压扁，此时支承辊主要承受三个应力，如图 1 所示：由轧制力引发的接触压应力 p、与 XY 轴成 45°角的主切应力 τ45 （赫兹应力）、正交切应力 τyx 。
图 1 支承辊应力分布状态
计算公式如下：
1/2
pmax =0.83{[PE1 E2 （d1 +d2 ）]/[（E1 +E2 ）d1 d2 ]} ；
1/2
b=1.52{[Pd1 d2 （E1 +E2 ）]/[（d1 +d2 ）E1 E2 ]} ； τ45 max =0.304 pmax ，位于轧辊表面 0.39b 处； τyx max =0.256 pmax ，位于轧辊表面 0.25 b 处；其中：P 为单位长度轧制力； d1 、d2 为工作辊与支承辊的辊径； E1 、E2 为工作辊与支承辊的弹性模量； 1.1.2 表面裂纹引发的支承辊剥落由于辊型、磨损等多种因素的影响，支承辊表面压应力（p）沿在一定条件下也能引发裂纹，主要通过一下两种方式：
1）瞬时裂纹：当发生断带、打滑、异物压入等事故时，表面正压应力增加的同时最大剪应力急剧升高，当最大剪应力超过轧辊强度时就会在轧辊次表层形成裂纹甚至瞬时剥落。这种瞬时裂纹在支承辊上发生的较少。
2）接触疲劳：由于支承辊使用周期长，在循环应力作用下，应力较高的地方疲劳寿命短，形成疲劳裂纹。这种情况在支承辊上发生较普遍，位置通常是在辊身的凸出部位、支承辊与工作辊边部接触点等应力容易集中的地方。次表层疲劳裂纹形成后，有两张扩展形式：一是，裂纹向表面弥散，形成麻坑状小片剥落，坑底即为裂纹源。这种坑状剥落一般较浅，有时在辊身零散分布，也有的彼此相连成麻坑群，无明显疲劳轨迹；二是，裂纹形成后，向径向、周向扩展，直到周围材料的强度降到大块剥落发生的程度为止，甚至造成整支轧辊报废。这种剥落一般都有明显的疲劳扩展轨迹，但是裂纹源有时随剥落块一起掉落，不易发现。 1.2 我厂支承辊剥落原因分析

浅谈精轧工作辊失效形式及预防措施

浅谈精轧工作辊失效形式及预防措施（郑强）检修中心轧钢维护部摘要：通过对轧辊在生产中发生的各种失效形式进行分析，并作出相应的预防措施。

关键词：裂纹；剥落；断裂前言轧辊是热轧厂生产中最大的消耗性、关键性备件，不仅其消耗量大、价格昂贵，而且其性能和使用情况的好坏，直接影响生产的作业率和成本、产品的产量和质量、辊耗等。

轧辊消耗量是轧钢生产技术经济指标之一，是考核轧钢生产的主要内容。

因此，提高轧辊使用寿命，是轧钢生产提高生产效率、实现增产节约、降低消耗的有力措施。

使用中的轧辊，由于和轧件直接接触引起的接触应力、热应力、剪切应力、残余应力和轧辊本身的制造缺陷等原因，常常在正常使用周期内被迫提前下机，甚至非正常报废，这就需要我们通过各种失效形式做出相应的分析，并加以预防和解决。

1.裂纹裂纹是轧辊使用中最常见的一种失效形式，又分正常裂纹和非正常裂纹两种。

1.1正常裂纹正常裂纹又叫热裂纹，热裂纹属正常轧制下产生的裂纹，初期呈很细的网状均匀分布在轧辊的整个辊身上，深度较浅。

热裂纹是由于多次温度循环产生的热应力所造成的逐渐破裂，是发生于轧辊辊身上的一种微表面层现象。

此种裂纹是轧制过程中轧辊受接触应力、热应力、剪切应力、残余应力影响，当应力超过材料的疲劳极限时，轧辊表面产生严重应变，逐渐导致热疲劳裂纹的产生。

预防措施：1、合理控制冷却水量和冷却水的分布；2、合理分配各机架轧制负荷；3、合理控制换辊周期；4、合理控制磨削量；1.2非正常裂纹轧制中发生的打滑、粘钢、卡钢、堆钢、甩尾、甚至断水轧制等轧制事故，这些轧制事故会造成轧辊局部温度升高而产生热应力和组织应力，当轧辊应力值超过材料强度极限时便产生热冲击裂纹，形成轧辊辊身表面一条母线上或局部深度和开口度较大的裂纹。

通过修磨，轧辊表面裂纹消除后可以继续使用，但其使用寿命明显降低，并在以后的使用中易出现剥落事故。

预防措施：1、轧制条件应满足轧辊的使用技术要求；2、合理分配各机架轧制负荷；3、提高轧制操作技能，尽量减少打滑、粘钢、卡钢、堆钢、甩尾、甚至断水轧制等轧制事故的发生；4、轧线必须及时把事故原因的信息传递到磨辊间，以便于磨辊间针对事故原因制定有效的对事故轧辊进行严格的超声波、涡流探伤及磨削处理；2.剥落剥落是轧辊使用中比较严重的一种失效形式，是由于轧辊表面裂纹的扩展或轧辊本身内部缺陷造成的。

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。

冷轧轧机支承辊辊面剥落原因与应对策略

世界有色金属 2020年 7月上52机械加工与制造M achining and manufacturing冷轧轧机支承辊辊面剥落原因与应对策略龙再祥（西南铝业集团有限责任公司冷轧厂，重庆　４０００００）摘要：本文对我厂１＃轧机支承辊剥落原因进行了分析，结果表明，疲劳是导致支承辊剥落的主要原因。

由于接触点应力集中导致辊面疲劳裂纹，疲劳裂纹持续发展最终导致剥落。

关键词：冷轧；支承辊剥落；疲劳裂纹中图分类号：ＴＧ３３３．１７文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１３－００５２－２Spalling Failure Analysis and Countermeasure of Back-up Roll for Cold MillLONG Zai-xiang（Ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｍｉｌｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．　ＬＴＤ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｓｐａｌｌｉｎｇ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｈａｄ　ｔａｋｅｎ　ｐｌａｃｅ　ｏｎ　ｂａｃｋ　ｕｐ　ｒｏｌｌ　ｆｏｒ　ｎｏ．１　ｍｉｌｌ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｆａｃｔｏｒｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｐａｌｌｉｎｇ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｍａｉｎ　ｃａｕｓｅｓ　ｆｏｒ　ｒｏｌｌ’ｓ　ｓｐａｌｌｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｆａｔｉｇｕｅ．Ｔｈｅ　ｓｐａｌｌｉｎｇ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｃｋ－ｕｐ　ｒｏｌｌ　ｉｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｃｒａｃｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｌａｙｅｒ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｐｏｉｎｔ．Keywords: Ｃｏｌｄ　ｍｉｌｌ；　Ｓｐａｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｂａｃｋ－ｕｐ　ｒｏｌｌ；　Ｆａｔｉｇｕｅ　ｃｒａｃｋ1 背景西南铝业集团高精板带事业部冷轧板带生产线，有两台1850mm 进口冷轧高速轧机，轧制过程中支承辊除了要承受巨大的轧制力，还要承受由于高速轧制下的转矩，AGC 辊缝调节，弯辊调节，厚差波动，断带挤料，辊型变化等因素均会造成支承辊辊面局部应力集中、与工作辊不同支承辊不具备频繁更换的条件，更换周期可长达一至两个月，易造成辊面疲劳和裂纹导致脱落，严重的情况下无法修复最终造成报废。

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。

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。

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。

冷轧辊剥落原因分析

失效分析冷轧辊剥落原因分析李秀芬(邢台机械轧辊(集团)有限公司理化检测中心,邢台054025)摘　要:Cr3锻钢冷轧工作辊在冷处理过程中,辊身端部发生剥落。

通过化学成分、显微组织和断口形貌的检验分析,认为电渣重熔时钢锭内部产生的夹渣使得轧辊在淬火过程中形成裂纹,在随后的冷处理时裂纹失稳扩展造成轧辊剥落。

关键词:冷轧辊;剥落;断口分析;夹渣中图分类号:TG 333.17 文献标识码:B 文章编号:100124012(2003)0420203203SPALL IN G ANAL YSIS OF CO ID ROLLL I Xiu 2fen(Xingtai Machinery &Milling Roll (Group )Corporation Testing Center ,Xingtai 054025,China )Abstract :This paper analyses the cause of spalling of Cr3cold rolling forged steel work rolls by means of chemicalcomposition analysis ,microstructure examination and SEM photograph.The result shows that inclusions formed in the in 2gots during electro 2slag remelting process cause the rolls crack during quenching ,and then spalling happens because of un 2stable expansion of crack while soon afterwards subzero cooling.K eyw ords :Cold roll ;Spalling ;Fractography ;Inclusion1　引言我公司生产的1DO G 55045211号冷轧辊在冷处理时辊身端部发生剥落,剥落后的轧辊形貌见图1。

冷轧工作辊疑难工序研究与解决措施

出两Ｖ形铁制造精度低是主要原因。产生超差原因是综合的，其中，动力头误差和测量合并产生０．Ｏ１毫米误差，两ｖ形铁距离Ｌ大多为２米，见图１、图２低加工精度Ｖ形铁做支承其辊轴倾斜度ａ＝（Ｏ．２＋０．０２５）／２０００＝０．０００１１２５，加工长２００扁司产生的偏差为０．０００１１２５Ｘ２００＋０．０１＝０．０２２５，两面偏差为０．４５０
簪
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图４Ｖ型铁数控￣ｊｎ－ｒ方式
图３辊颈大小不一。用Ｖ型铁固定方式
Ｌｊ一
两Ｖ形铁有０．２毫米高度差，粗磨辊颈外圆公差０．０６，在两ｖ形铁会产生０．０２５毫米极限误差，最终推
精磨超精磨前要修正研磨中心孔，因为中心孑Ｌ是工作辊工艺基准，中心孔失圆磨成的辊身辊颈也失圆，
Ｌ］：序是一项造成尺寸精度超差。这就是低加工精度两Ｖ形铁做支所以在精磨超精磨前要修正研磨中心孑非常重要工序，它的加工的精度决定了精磨超精磨承在龙门铣上铣扁司经常产生精度超差的原因。
摘要：对冷轧工作辊扁司精度较高，辊颈大小不一产生加工扁司超差及淬硬中心孔修正等疑难工序进行分析，提出解决问题措施．对完成工艺工作有实际指导意义。关键词：提高基准精度中图分类号：ＴＧ１５５．１６文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１４）０１－０２７６－０２

冷轧工作辊表层剥落的分析

技术改造与改进
・
第２卷２１年第３总第１７８００期（４期）
技术改造与改进・
冷轧工作辊表层剥落的分析
全婉秋 ’ 杨福臻栗露。吴尚立。
（．钢职工大学１鞍
摘
２鞍钢工程质量监督站．
３鞍钢设备检修协力中心．
鞍山ｌ４０）０１１
栏目编辑：王先强
一
火温度层次时，．０ｍ０１．ｍ处约６０５６ｍ处约 —２０ ℃，￣ｍ２０；这些不同的层次中，别转变为改造与改进因素是轧辊钢的化学成分和最终热处理。（）１抗热裂的轧辊钢：长期以来，工作辊常用９ｒＭ钢。为提高工作辊的抗热裂能力，％Ｃ２ｏ以２ＣＮｏ为基础，究增加Ｃ，ｏ量和添加ｓ， — 钢研ｒＭ含ｉｃ，Ｖ等的作用，ｏｗ，得到了几种抗热裂钢。试验表明，在轧辊钢中，增加Ｃ含量或添加Ｃ和ｓ等，ｒｏｉ经过适当热处理，以强化基体组织，可提高回火抗力，亦即提高马氏体分解的温度，又减小其体积收缩，而提高抗热冲击裂纹的能力。从（）顾抗热裂性与耐磨性的强韧化处理。２兼工作辊常用的是２ｒＭｏ，终热处理对这种％Ｃ－钢最钢制工作辊的抗热裂性有很明显的影响和决定性的作用。一个共同性的经验是，降低工作辊最用终热处理后表层硬度的方法，以有效提高工作可辊的抗热裂性（图１，工作辊的耐磨性变坏见）但（图２。针对这种情况，该根据使用条件的不见）应同，用相应表面硬度和硬化层深度的工作辊（选见图３。例如，）对平整轧机选用表面硬度大于或等于Ｈ１０Ｓ０的高硬度辊（曲线１，）对一般的冷连轧机选用表面硬度为Ｈ９— ６Ｓ４９的深硬辊（曲线２，）而对高速冷连轧机选用表面硬度为Ｈ９的深硬辊（Ｓ０曲

冷轧轧辊缺陷及预防措施

冷轧轧辊缺陷及预防措施摘要：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。

本文介绍了冷轧生产中冷轧辊的主要消耗类型，着重分析了冷轧辊产生剥落和断辊的原因及预防措施。

关键词：冷轧辊；磨削；剥落；断辊；措施冷轧金属产品用途非常广泛，在冷轧生产过程中冷轧工作辊的消耗在生产成本中所占的比例达到25%左右。

冷轧生产企业要想取得良好的经济效益：一方面要生产适销对路的高附加值产品；另一方面要降低生产成本。

因此，降低冷轧轧辊的消耗是冷轧生产企业取得良好经济效益的重要手段之一。

在冷轧生产过程中，冷轧辊的消耗可分为三类：（1）磨削，即经过一段时间轧制后的磨削加工量，（2）剥落，又叫剥层、掉皮；（3）断辊。

1、轧辊的磨削磨削主要分为正常磨削和异常磨削。

1.1正常磨削磨削的目的有两个：一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的缺陷，如凹坑、拉毛印等。

磨削量太大会缩短轧辊的使用时间，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，磨削还要保证轧辊的凸度和粗糙度。

1.2异常磨削经过正常磨削后，在检查中发现轧辊仍有裂纹或者软点，就要加大磨削量，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，缺陷依然存在，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。

通过磨削支撑去除较浅的，对较深的软点是无法通过磨削来消除的。

2、轧辊的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。

轧辊剥落为轧辊的首要损坏形式，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。

冷轧支承辊剥落原因分析及对策

ｒｅｓｕｌｔａｎｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓ（ＨｅｒｔｚｉａｎＳｔｒｅｓｓ）ｉｓｌｏｃａｔｅｄａｔａｓｈｏｒｔｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｌｏｗｔｈｅｒｏｌｌｓｕｆｒａｃｅ．Ｃｒａｃｋｓａｔｍｕｌｔｉｐｌｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｃａｎｉｎｉｔｉａｔｅａｎｄｐｍｐ￣ａｔｅｔａ
扩展最终产生剥落
【关键词】冷轧；支承辊；剥落；赫兹应力；疲劳裂纹
ＳｐａｌｌｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｏｆＢａｃｋ－ｕｐＲｏｌｌｆｏｒＣｏｌｄＭｉｌｌ
在冷轧带钢生产过程中．虽然支承辊没有与带钢直接接触．但带钢对冷轧工作辊的巨大轧制力．大部分都传递到支承辊上．并且支承辊要承受很大的弯曲应力，更换周期也长，疲劳硬化、应力集中、轧制事故等都容易导致其辊面剥落、辊肩脱落等事故的发生。支承辊制造成本高．采购周期长．发生剥落事故不仅会增加生产成本，而且极大影响轧机的正常生产。因此．研究支承辊剥落原因，及时发现裂纹、预防剥落有着重要的意义。济钢冷轧是国内引进的第一套双机架（四辊）可定条件下也能引发裂纹，主要通过一下两种方式：逆轧机．采用德国ｓｍｓ的ＣＶＣ技术．投产两年后轧机支承辊正常生产１）瞬时裂纹：当发生断带、打滑、异物压入等事故时，表面正压应情况下辊身频繁出现剥落事故力增加的同时最大剪应力急剧升高．当最大剪应力超过轧辊强度时就会在轧辊次表层形成裂纹甚至瞬时剥落这种瞬时裂纹在支承辊上发１剥落原因分析生的较少。１．１支承辊剥落的主要形式２）接触疲劳：由于支承辊使用周期长，在循环应力作用下，应力较支承辊剥落主要有两种方式：一种是表面裂纹引起的剥落；一种高的地方疲劳寿命短，形成疲劳裂纹。这种情况在支承辊上发生较普是次表层裂纹引起的剥落。遍．位置通常是在辊身的凸出部位、支承辊与工作辊边部接触点等应１．１．１支承辊应力状态分析力容易集中的地方。次表层疲劳裂纹形成后，有两张扩展形式：一是，在轧制过程中．轧机工作辊与支承辊在接触点会产生局部压扁，此裂纹向表面弥散．形成麻坑状小片剥落．坑底即为裂纹源。这种坑状剥时支承辊主要承受三个应力，如图１所示：由轧制力引发的接触压应力落一般较浅．有时在辊身零散分布，也有的彼此相连成麻坑群，无明显ｐ、与ｘＹ轴成４５。角的主切应力（赫兹应力）、正交切应力。疲劳轨迹：二是，裂纹形成后，向径向、周向扩展，直到周围材料的强度降到大块剥落发生的程度为止．甚至造成整支轧辊报废。这种剥落一般都有明显的疲劳扩展轨迹，但是裂纹源有时随剥落块一起掉落，不

探究冷轧支撑辊和工作辊剥落机理及有效预防措施(全文)

探究冷轧支撑辊和工作辊剥落机理及有效预防措施引言轧辊是轧钢生产的重要工具,价格非常昂贵,尤其是冷轧板带用的锻钢支撑辊及工作辊。

近年来,各轧钢厂为提高产量和减少换辊周期, 广泛使用价格更贵、硬度更高及淬硬层更深的高合金辊。

因此,减少轧辊的早期失效及降低生产成本显得日益重要。

在冷轧板带生产过程中,轧辊处于复杂且不断变化的应力状态。

轧制负荷引起的支撑辊与工作辊间的接触应力、带钢跑偏断带以及肋浪粘钢造成的机械及热冲击容易使轧辊损坏。

轧辊损坏的形式主要为剥落,因此,探究轧辊剥落机理以便早期发现裂纹和预防剥落是延长轧辊使用寿命的有效途径。

1、冷轧技术概述钢材是国民经济的各个领域中的十分重要的材料,它被广泛应用于机械工程、电机工程、建筑、金属制品、汽车、运输、家用器具等各个行业。

20XX年以来,全球对钢材的需求量除了在经受金融危机时出现负增长以外均保持持续增长状态。

20XX年全球范围内粗钢产量11.65亿吨,ZG达到5.68吨,ZG在全球钢材市场上的产量及消费量表现出强劲的态势。

冷轧是指金属进行礼制变形时的温度在再结晶温度以下,实际一般是指带钢在室温下进行轧制加工而不加热。

利用冷轧技术生产的带材和钢板精确度高,而且性能优良,其主要特点为轧制温度低,可以获得精确的尺寸和均匀的厚度,可以获得很薄的带材,这是热轧技术无法做到的;冷轧产品具有很好的力学性能和工艺性能,可以获得优越的表面质量,可以幸免热轧生产的带钢具有的缺陷,并且可以操纵带钢的表面粗糙度,以满足不同的用户需求,也可以满足下一道工序的加工需求;并且可实现高速轧制,具有很高的生产效率。

2、冷轧支撑辊轴承的力学分析2.1、轴承的失效形式轴承的常火效形式命内的疲破坏命期外的失效,其中寿命内的疲劳点蚀、剥落、塑性变形、磨损与胶合。

轴承的非常失效形式发生在寿命期内,可能会出现在滚子、内圈、外圈滚道或保持架上具体表现形式为破裂、取性变形或烧独等。

（此处需要修改，语句不顺）2.2、轴承的失效机理图1 轴承的运动及受力从运动学原理上分析,轴承的失效可能源于内倒随捉轴的高速旋转,或滚子高速自转和公转。

冷连轧工作辊表面剥落原因分析

2020年第3期冷轧轧辊是冷连轧机组重要大型零部件，其制造工艺相对复杂且工作环境恶劣，承受摩擦、热应力、冲击等应力作用，在使用过程中可能会产生断裂、剥落、磨损等，进而失效，增加耗材成本并影响生产，造成经济损失。

某公司不锈钢生产线在正常轧制生产过程中冷连轧工作辊突然表面剥落，造成故障停机，严重影响了正常生产。

本文以该冷连轧工作辊剥落样品为分析对象，通过宏观断口、光谱成分测定、硬度、金相组织、扫描电镜等理化检测手段，结合日常使用状况，分析探讨轧辊表面剥落原因。

理化检验结果剥落块断口观察对轧辊剥落块进行宏观形貌分析（见图1）。

剥落块上存在典型的疲劳断口特征，中心圆圈区域能观察到明显的贝纹线，是疲劳扩展区的重要特征；贝纹线圆心处为疲劳源，是疲劳裂纹的萌生区，可以看出疲劳源位于轧辊内部而非表面；外圈区域所占面积最大，宏观形貌呈放射线状，是瞬时断裂区。

结构材料与机械零件失效案例中，疲劳破坏有别于静载破坏，大多是在无预警且不可预期的情况下发生，失效前外观没有明显的征兆，损伤严重。

使用扫描电镜观察疲劳源区域发现，存在直径约50μm 颗粒状夹杂物，EDS 结果显示其含有Ca 、K 、O 、Mg 、Al 、Si 等元素（见图2），为大颗粒氧化物混合型夹杂物。

化学成分在剥落块上切取试样进行光谱成分分析，该轧辊材质为8Cr3NiMoV 。

检测结果见表1，除Cr 元素略低于下限，其它成分均在标准GB/T1299-2014范围内。

使用洛氏硬度计测试剥落块硬度，硬度（HRC ）值达到64.5，且试样上各位置较均匀，符合标准要求。

冷连轧工作辊表面剥落原因分析廖耀俊，赵贤平（技术中心）a 剥落块全貌b 疲劳源与扩展区图1轧辊剥落块宏观形貌技术论坛482020年第3期金相观察使用线切割机在疲劳源处截取金相试样，经测量，疲劳源距轧辊表面约8mm ；制样抛光后，利用ZEISS Imager.A1m 金相显微镜、ZEISS EVO18扫描电子显微镜等仪器进行观察分析。

工作辊表面氧化膜剥落的原因及预防

些，粗糙表面吸附的氧浓度不同造成了氧化膜的
ＲＥＡＳＯＮＯＦＯＸ Ⅱ）ＡＴＩｏＮＦ】ＭＳＰＡＩＪ．ＤＧ
ＯＮＷＯＲＫＧＲＯＩ．Ｉ．ＥＲＳＵＲｆ ’ ＡＣＥＡＮＤｒｒＳＰＲＥＣＡＵＴＩＯＮ
ＺｈｅｎＴｏｎｇｘｕｎ
（Ｎｏ．１ＳｔｅｅｌＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌ，ＴａｎｇｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙ，ＨｅｂｅｉＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅ —
总第２１ｔ期２０１３年第７期
河北冶全
ＨＥＢＥｌＭＥＴＡＬＬＵＫＧＹ
ＴｏｒａｌＮＯ．２１１２０１３，Ｎｕｍｂｅｒ７
工作辊表面氧化膜剥落的原因及预防
甄同勋（河北钢铁集团唐钢公司第一钢轧厂，河北唐山０６３０１６）
Ｂａｓｅｄｏｎｓｉｔｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｔｏａｆｆｅｃｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｐａｌ－
传动侧明显有氧化膜脱落现象，并且比上工作辊的氧化膜剥落严重。轧辊氧化膜剥落的遗传性强，前

技术辊压机辊套疲劳剥落机理分析

技术辊压机辊套疲劳剥落机理分析前言辊压机是水泥厂普遍采用的预粉磨系统，它由两个速度相同，作相对运动的辊子所组成。

物料由上部喂入辊间的缝隙内，在双辊间受到挤压（挤压力一般认为可达300MPa），所以辊压机主要以挤压破碎为主，起预破碎和预磨损的作用，其磨损属于高应力三体磨粒磨损，其工作原理如图1所示。

辊压机的耐磨性主要是依靠条纹层来保证的。

图 1 辊压机工作原理对于立磨、辊压机等耐磨堆焊工件尤其是辊压机在使用过程中经常会出现表面剥落掉块的情况，深度和面积不定，这都属于疲劳破坏的范畴。

疲劳破坏是由于在零部件的局部高应力区，较弱的晶粒在变应力的作用下形成微裂纹，然后发展成宏观裂纹，裂纹继续扩展最终导致疲劳破坏。

所以辊面除了保证耐磨以外，也要考虑抗疲劳剥落能力，因此辊压机辊面的材料必须有良好的塑韧性。

1 辊套疲劳失效分析目前已知的材料疲劳极限得出了一个经验公式：σ-1=0.5σb————————————（1-1）σ-1——材料的疲劳极限σb——抗拉强度极限辊压机在正常使用情况下，其辊面所受到的挤压力范围是50-300MPa，一般情况下应该在200MPa左右，显然这个工作压力远低于辊压机常用的母体材料42CrMo钢(σb=1080MPa，σ-1≈540MPa)的疲劳极限，而辊压机的表面堆焊材料的疲劳极限更是远高于这个数值，以这个标准推论，辊压机只会发生磨损，不会发生疲劳剥落。

而实际情况往往是在距辊面20-30mm的位置发生疲劳剥落。

这一方面是条纹层的裂纹向下延伸，到达最大剪切应力的深度，而疲劳，另一方面就是在辊压机运行过程中出现意外情况而引起辊面压力在某处某时超过了材料的强度极限或在相当长的时间内超过了疲劳极限而使材料在最大剪切深度处产生了微裂纹。

辊压机的疲劳剥落是由循环变应力、拉应力、和塑性应变同时作用而造成的。

循环变应力使裂纹形成，拉应力使裂纹扩展，塑性应变影响整个疲劳过程。

如三者缺一，则疲劳不可能形成及扩展。

冷轧六辊可逆轧机工作辊辊面剥落失效分析

《装备维修技术》2021年第8期—53—冷轧六辊可逆轧机工作辊辊面剥落失效分析刘建龙张迎宾（邯钢集团衡水薄板有限责任公司，河北衡水 053000）引言：金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，该公司冷轧厂是将2-3mm 之间的热轧卷板按照不同的压下率分成多个道次进行可逆轧制，最终通过压上缸作用到支撑辊辊系、中间辊辊系、工作辊辊系将热轧卷板轧薄。

在冷轧生产过程中，轧辊是至关重要的生产工具，因其轧制压力大、速度高，因此要求轧辊必须具有高耐磨、高韧性及抗冲击性能。

轧钢过程中，轧辊处于复杂的受力状态，需要承受上百吨的轧制力。

在轧制过程中轧辊的损伤失效是普遍存在的现象，其中包括勒辊、咯辊造成的辊面裂纹、辊面爆辊造成的剥落、辊颈断裂等形式。

其中，辊面剥落是一种非常严重的事故，不但会使轧辊提前报废退出使用，令轧辊消耗骤然上升，还会造成轧机断带故障，产生废品，断带堆钢还会对轧机设备造成严重冲击，增加了轧机设备维修成本消耗，不利于轧机稳定、高效生产。

造成轧辊辊面剥落的因素有很多，包括轧辊的磨削、事故辊的处理方式、轧制规格的道次分配、换辊周期、工艺润滑等。

按剥落的形式划分，冷轧辊的辊面剥落分为辊面裂纹和轧辊坯料内部缺陷引起的剥落。

随着冶金技术、设备的不断发展创新，冷轧辊坯料生产过程中又有先进的探伤工艺辅助，冷轧辊辊身的内在晶粒组织缺陷、夹杂物得到了可靠的控制。

因此，一般冷轧辊的表面剥落事故还是使用过程中造成的。

近几年来，冷轧产品尤其是镀锡基板，对其性能指标硬度、屈服强度、平整度、粗糙度等提出了更高的要求。

面对如此严格的产品要求，轧辊在使用过程中面临严峻的挑战，轧辊的规范化使用及轧辊准备工序的磨削维护管理必须严格执行，如：轧机工序按规定周期换辊，不得超时使用等。

因此，对轧辊辊面剥落失效进行全面深入的分析有深远的意义，不但可以减少断带事故，提高产品合格率，还可以降低轧辊的非正常消耗和轧机设备维修成本。

1基本情况调查1.1辊面剥落外形特征该公司冷轧厂轧机为单机架六辊可逆轧机，在2020年上半年期间发生多次工作辊辊面大面积剥落事故，其中一支工作辊，该轧辊轧制时长5小时，过钢量约65吨，当前辊身直径287mm，正常报废尺寸为270mm，辊面剥落区域沿轴向约400mm，周向约150mm，深度已到淬硬层与芯部的过渡区域，剥落处位于轧辊辊身中间位置。

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。

工作辊辊身剥落失效分析乔坚

工作辊辊身剥落失效分析乔坚摘要：介绍了热轧带钢轧辊常规使用与维护技术要求，分析轧辊在使用过程中出现的剥落失效形式的特征及产生的原因，并给出合理的纠正与预防措施，避免类似事故再次发生，以减小轧辊失效带来的损失。

关键词：工作辊使用探伤剥落失效分析一、轧辊的使用与维护技术要求轧辊在轧制服役过程中与高温的材料接触，及要求承受轧制压力、扭曲力作用，还要承受机械冲击，机械磨损与热作用。

各种因素综合作用一旦处理不当，极容易引发轧辊疲劳，导致轧辊失效发生。

新轧辊使用初期的综合性能最佳，轧材质量最稳定。

轧辊配对使用时，要严格遵循上、下辊直径偏差在0.05-0.15mm，在这种状态下，能够减轻带材对轧辊的瞬时冲击过大，保护辊面不受伤，导致辊面产生微裂纹。

轧制冷却水要均匀、连续、足量对轧辊进行有效冷却，常规热轧带钢轧机冷却水量应维持在400-600m³/h。

轧辊在轧制服役过程中，轧辊表明温度应控制在55℃以下为佳。

异常情况下，高铬镍铸铁轧辊辊面温度最高不得超过60℃。

镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊面温度最高不得超过65℃。

辊温过高，辊面容易出现热疲劳或改变辊形曲线。

每次轧辊上机前辊面各种缺陷（主要是龟裂纹）去除掉。

即使无龟裂纹，也要将辊面的疲劳层去除。

轧辊上机一次使用与修复（包括磨损、疲劳层去除与辊形修复）的磨削总量一般为0.35-0.6mm为宜。

正确合理使用轧辊，建议轧辊每次上机轧制轧材总量一般在1800-2400t为宜（按轧制长度标定，每轧制40-60km换辊一次）。

过量轧制，将导致轧辊过度磨损和微裂纹加深，增大二次磨削量，轧辊消耗增高的同时，也会造成板材质量（粗糙度、平整度、尺寸精度、厚度偏差）的严重下降。

二、轧制事故处理及轧辊维护当轧制过程中冷却水系统发生故障或出现轧制事故时，为避免形成较深的龟裂纹，尽快关闭冷却水流；轧辊下机后要进行全方位质量检查，将龟裂纹等缺陷彻底磨削掉。

轧辊严谨激冷、激热。

下机轧辊应首先存放在缓冷坑（或冷却装置）慢慢冷却，待轧辊彻底冷却至室温后在进行磨削，否则磨削出的轧辊曲线不真实。