浅谈冷轧轧辊缺陷及处理措施

浅谈冷轧轧辊缺陷及处理措施
摘要：冷轧过程中轧辊对带钢产量、板面质量、吨钢成本消耗三大指标的影响很大。

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。

文章针对某钢不锈钢冷轧现场生产过程中轧辊常见的缺陷，简要的分析了常见轧辊缺陷的产生原因并，提出了处理措施。

关键词：冷轧轧辊；轧辊缺陷；处理措施
某钢冷轧厂在轧机投产初期，轧辊表面缺陷给生产带来极大困扰，很大程度上影响了产品质量和生产节奏。

轧辊表面缺陷主要包括振纹、辊印、刀花、裂纹和剥落，这些缺陷都会对产品表面带来影响。

探究这些缺陷的形成原因和解决方法，对现场的生产有极大的意义。

1 振纹
在带钢的轧制过程中，带钢表面经常会出现一种明暗相间、与带钢运动方向垂直的条纹，这种带钢的缺陷叫做带钢振纹。

实践证明，这种带钢的振纹的产生原因绝大多来自于轧辊，也就是轧辊振纹复制到了带钢表面。

1.1 轧辊振纹的产生原因
轧辊振纹的产生原因以及表现形式主要有以下几点：砂轮主轴振动导致的轧辊振纹，振纹以螺旋形的形式分布在轧辊表面；砂轮形状不良或砂轮脱粒不良引发的轧辊振纹，振纹以螺旋形的形式分布在轧辊表面，通常可以通过轧辊的转速和砂轮的转速来测算振纹的间距再与实际的对照，就能很准确的判断出是砂轮振纹；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。

1.2 轧辊振纹的消除方法
消除轧辊振纹，首先是消除不正常的振源，然后按照振纹的明显程度选择磨削方式。

明显的振纹要从粗磨开始消除，不明显的振纹可以从半粗磨开始消除。

2 辊印
①轧辊辊印的表现形式和产生原因。

轧辊辊印主要表现为辊面针孔、凹痕、压痕和孔洞。

在轧辊表面不规则分布的凹痕，一般呈圆形，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。

预防措施为：鉴别碎片异物来源、清洁机架、改善工艺润滑冷却条件、提高酸洗卷板的表面质量和剪边质量、增加工作辊表面硬度和淬硬深度、合理配置工作辊和中间辊之间的硬度差。

②轧辊辊印的消除方法。

根据辊印的不同程度通过磨削或者车削的方式来去除轧辊辊印。

3 刀花
3.1 轧辊刀花的产生原因
由于轧辊的转速、砂轮的转速、Z轴的纵向移动速度和砂轮的进刀量四者不匹配而引发的刀花；砂轮边部锋利或砂轮边部缺陷而导致的刀花；半精磨磨削道次数不够，没有消除粗磨道次的缺陷而形成的刀花；精磨道次由于载荷过大导致的刀花；轧辊凸度太大也会产生刀花。

3.2 轧辊刀花的预防措施和消除方法
①预防措施。

按照a=合理配置轧辊的转速、Z轴的纵向移动速度、砂轮的进刀量、砂轮的转速。

其中，a为磨削量（mm）；Vw为工件圆周速度（m/min）；Vs为砂轮圆周速度（m/s）；Ap为背吃刀量（mm）；Ds为砂轮直径（mm）；Dw 为工件直径（mm）；m为砂轮圆周单位长度内的有效磨刃点数。

对锋利的砂轮边部进行倒角，对有缺陷的砂轮进行尾座打磨，直到缺陷消失。

根据不同的轧辊类型选择标准的磨削程序，严格按照标准磨削程序磨削，每开始跳转下一个磨削程序时，都要保证上一步磨削的缺陷消除。

在保证半精磨道次的缺陷被消除的前提下，控制精磨道次磨削的道次数和载荷，选择更软的砂轮或者减小砂轮的凸度。

②轧辊刀花的消除方法。

一般采用重复磨削的方法消除轧辊刀花。

4 裂纹
①轧辊裂纹的产生原因。

轧辊在轧制时或较热的轧辊在磨削时，由于局部应力集中，容易产生裂纹；轧机出现断带、绞钢等事故导致裂纹；来料厚度不均导致轧制过程中轧辊受到冲击，使得轧辊短时间内轧制力过大产生裂纹；轧辊的疲劳裂纹。

②轧辊裂纹的消除方法。

为了防止辊因为裂纹引起掉肉或更大缺陷，必须及时处理并保证裂纹去除干净。

磨削时仔细点检轧辊，发现有裂纹应在辊颈端部做好标记，方便下次检查，若裂纹较小，磨削一段时间后肉眼不能确定裂纹是否已磨完，这时需做显像试验或探伤，确定裂纹是否已磨完，若仍存在则继续磨削；若裂纹较大较深，经长时间磨削后仍较明显，可进行定点切入式磨削以判断裂纹的深度。

5 剥落（掉肉）
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。

5.1 轧辊表面剥落
①在轧制时由于断带、甩尾、钢带重叠等而发生的卡钢或打滑，对辊面的接触区域造成热冲击，使辊面产生不同程度的烧伤，导致辊面出现应力集中的因素。

如果作用在轧辊上的轧制应力大于轧辊的抗拉强度，表面裂纹有可能在轧制周期内发生弥散导致轧辊剥落的产生。

②高周期疲劳剥落，表皮下裂纹引发的这种方式，一般在二中间和支撑辊中发生的比较常见，并且通常并没有轧机事故就会发生。

通常而言，这种类型的疲劳断裂被描述为“易碎”型剥落，表明整个过程在轧辊表皮下引发。

应力作用次数是非常重要的，即使低于轧辊材料强度的应力，但是由于反复作用也可导致裂纹引发，即疲劳产生裂纹导致剥落的产生。

由于非常小的裂纹平行分布于轧辊表面的切线上，高周期接触应力的疲劳蔓延可在应力区域内的许多地方发生。

然后重复的循环应力将这些裂纹弥散到表面直到剥落发生。

5.2 轧辊辊端掉肉
轧机止推轴承出现异常导致轧辊辊端掉肉；轧机换辊小车位置不对或出现异常导致在换辊时发生异常情况致使轧辊辊端掉肉；吊运或者其他意外情况，导致轧辊端部撞击受损。

5.3 轧辊剥落的处理方法
轧辊表面剥落采取粗磨+探伤直到缺陷消除，轧辊辊端剥落视情况而言，轻度剥落采用打磨的方式处理，严重剥落，轧辊报废。

6 托瓦印
①轧辊托瓦印的产生原因。

轧辊托瓦印一般存在于直径较小、在磨削时需要轧辊辊身托架支撑的轧辊上，在冷轧厂存在托瓦印的轧辊一般有二十辊轧机的工作辊、一中间、二中间。

托瓦印的产生是由于托瓦不平产生毛刺，托瓦材料中有杂质，或者砂轮磨粒、铁屑以及其他杂物夹杂在托瓦和轧辊之间，在磨削时划伤了轧辊表面而产生的。

②轧辊托瓦印的消除方法。

一般采用垫托瓦纸、半道次磨削或者重复磨削的方式消除托瓦印。

参考文献：
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[2] 刘德富，尹钟大.冷轧工作辊的早期失效及预防措施[J].特殊钢，2003，（6）.
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