铝箔轧机支承辊面啃伤及处理措施

铝箔轧机支承辊面啃伤及处理措施

张铭

【摘要】In order to resoIve the probIems emerged in commissioning of aluminum foiI miI ,the paper analyzed the causes of the formation of roI -bite friction marks and surface cracks in combination with actual production and it put forward targeted soIutions,providing reference for future commissioning.%文章针对铝箔轧机调试过程中出现的问题，结合生产实际，分析了轧辊啃伤和辊面裂纹产生的原因，并提出了解决方案，为铝箔轧机调试过程提供参考。

【期刊名称】《有色金属加工》

【年(卷),期】2015(000)003

【总页数】4页(P41-43,38)

【关键词】轧辊;啃伤;裂纹

【作者】张铭

【作者单位】西北铝加工厂，甘肃陇西 748111

【正文语种】中文

【中图分类】TG333.17

我公司铝箔厂引进的4台铝箔轧机，在设备调试期间，均发生了轧辊啃伤现象。

轧辊啃伤现象主要发生在上支承辊，啃伤部位在传动侧距轧辊边部120～210mm 之间，在支承辊啃伤部位相对应的轴向位置，可见到工作辊表面有点状啃伤(图1)。

从图1可知，上支承辊啃伤发生在轧辊的整个圆周方向上，宽度约10～13mm，啃伤深度约0.5mm。多数啃伤现象是在轧制结束后对轧辊进行检查时发现的，但

有时在更换完新辊，轧机热辊结束后对轧辊进行检查时也会发现轧辊被啃伤。其中一根上支承辊在啃伤后的磨削过程中发现一条长度为40mm的裂纹。频繁的轧辊研伤，给生产运行和轧辊使用均造成了极大浪费。为找到轧辊啃伤的原因，对轧机运行状况进行了分析。

4重不可逆铝箔轧机，工作辊为主动辊，直径Φ260mm；支承辊为被动辊，直径Φ980mm；通过机架下方的压上缸来调整辊缝；”E”型液压块固定在机架上提

供弯辊力。工作辊传动侧和主齿轮箱之间安装万向联轴节用以传递扭矩，万向联轴节在轧辊侧通过轴套在辊颈上移动进行长度补偿。轧机主传动采用直流传动，控制部分使用ABB的ACS800控制器。

轧机的上支承辊由日本某公司提供，轧辊表面硬度为Hs70。其化学成分为

0.68%C，0.32%Si，0.77% Mn，0.0006%S，0.015%P，4.53% Cr，0.54% Mo。上支承辊频繁出现啃伤，肯定在轧机内出现了一些其它影响轧辊转动的因素。对比国内同类生产厂引进的轧机均无类似现象，因此排除轧辊强度和轧机设计结构的影响因素，重点需对轧辊的使用和磨削情况进行分析。

2.1 啃伤部位裂纹检查

根据出厂检验报告，轧辊出厂时表面硬度检测为Hs70-71，表面硬度差符合设计

要求。轧辊的化学成分符合轧辊的材质要求，说明轧辊出厂时是合格的。

为了近一步判断裂纹产生的原因，我们对轧辊表面以及轧辊表面的裂纹周围进行了详细的检测。使用硬度计对裂纹周围的硬度进行检测，发现在裂纹周围有硬度分布不均匀现象，在裂纹下方出现硬度偏软现象。扩大对裂纹周边硬度检测的范围，按照10mm的网状间隔进行检测。通过检测找出软度区域的外轮廓，基本确定出软度区域的范围，裂纹就出现在软度区域的边界上(图2)(HS70-71≈HRC52-53)。

2.2 啃伤痕迹分析

啃伤痕迹均是沿支承辊圆周方向布满，在对应的位置，工作辊表面上有点状啃伤痕迹。通过显微检查，支承辊上的啃伤也是由一连串点状啃伤痕迹组成，相同痕迹重复在轧辊的圆周方向形成啃伤痕迹。

2.3 辊身检查

使用超声波探伤检查结合其它检查手段(表1)，对所有上支承辊进行检测，发现只有编号为No.2的上支承辊辊面啃伤部位有一处裂纹，其它轧辊均没有发现裂纹。轧辊局部出现裂纹通常是因为轧辊表面局部受到瞬间高温影响产生的，因此需要对轧辊使用过程中可能产生的局部过热现象进行分析。

2.4 使用工艺分析

2.4.1 轧辊倒角的影响

表1Tab.1方式操作方法结论超声波检查使用CTS-22探伤仪,探头为斜探头,超声

波探伤裂纹深度。测得裂纹深度约为3mm。磁粉探伤现场使用MTW-1磁膏和清水,按照1%～1.5%的比例制作磁膏溶液。将裂纹处辊面经清洗干净,然后用磁铁对裂纹周围反复摩擦使裂纹周边材料被磁化,之后取取磁膏溶液涂覆在轧辊裂纹周围。可以看到辊面有一条长约45mm的裂纹。着色探伤检查经清洗、渗透和显像后,可根据显现颜色的深浅判断裂纹深度。裂纹长度和形状可清晰的显现出来。侵蚀检测首先将裂纹周围擦伤干净,用酒精反复擦拭轧辊表面以清除残留的油及油脂,充分干

燥后使用97%的纯酒精和3%硝酸混合在一起的溶液对裂纹周围的轧辊表面进行

擦拭,一段时间后,过热的区域可以通过腐蚀反应变为黑色,变黑的越严重,热影响的越严重并且需要磨削的越彻底。由于侵蚀使软度区域的颜色变成了淡黑色,这表明该

区域由于局部热效应而产生了回火。由此证明,轧辊在使用过程中确实受到了局部

高温热影响。

不正确的轧辊倒角会引起轧辊啃伤。在出现故障初期，我们重点关注轧辊倒角，通过调整轧辊倒角的圆弧，使其倒角与辊面之间过渡更加平滑。同时根据啃伤情况对倒角宽度进行调整，将其由原来的100mm调整至180mm，但仍然无法解决轧

辊啃伤问题，由此可知，倒角因素不是引起轧辊啃伤的主要原因。

2.4.2 轧辊使用过程中温度的影响

轧辊表面产生裂纹的另一可能原因是在轧制生产过程中突发火情，此时轧辊温度较高，而轧机在灭火过程中释放低温CO2，轧辊表面受到骤冷骤热的温度变化，引

起轧辊表面组织性能发生变化。

检查表明，轧辊在使用期间未出现过火情。

2.4.3 磨削过程影响

磨削烧伤是引起轧辊表面裂纹的常见原因。轧辊在磨削过程中突然发生吃刀量过大，砂轮和轧辊的接触部位瞬间产生高温，使轧辊表面烧伤引起材料组织性能变化，引起裂纹。

检查磨削记录，没有发现磨削过程中出现异常现象，排除了轧辊在磨削过程中产生磨削烧伤的可能性。

3 原因分析

通过以上检测，我们可以得出两个基本结论：1)轧辊运行过程中受到了不正常的摩擦引起局部啃伤，由于没有及时对啃伤部位进行处理，在轧辊发生相对转动时，啃伤部位不断扩大并扩大至轧辊的整个圆周方向；2)局部产生的裂纹和辊身出现的软度可以判断，轧辊局部过热产生的材料组织性能发生变化。

检查生产记录，出现裂纹的轧辊在轧制过程中无过载现象发生。为此，我们对这一现象做进一步观察。

3.1 轧机打开辊缝时的影响

轧机主传动控制采用ABB 的ACS800控制器，当轧制力降下后，辊缝开始打开，