冷轧辊耗损原因分析(2)

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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