大直径热轧夹送辊堆焊修复技术.docVIP

大直径热轧夹送辊堆焊修复技术 李春波 （湖南湘船重工有限公司，长沙） 摘要：针对大直径热轧夹送辊使用时间短，堆焊修复困难，本文详细介绍了采用药芯焊丝埋弧表面堆焊技术，可修复各类型大直径热轧夹送辊，堆焊修复该类辊的堆焊技术要求、堆焊材料的选择、堆焊修复制造工艺的特点及流程，有效提高了热轧夹送辊的质量和使用寿命。 关键词：大直径，热轧夹送辊，堆焊修复 0 前言 随着钢厂热轧板带轧机向大型化、高速化、自动化方向发展，相应对热轧夹送辊的要求也越来越高。夹送辊质量的好坏直径影响着钢胚的质量。由于热轧夹送辊的工作温度在550~750℃，且承受较大的压力，辊表面容易出现凹坑、龟裂、粘钢、剥落等现象，因此要求热轧夹送辊能够 (1) 具有较高的抗压强度和良好的刚性，足以承受高轧制力和峰值负荷； (2) 具有良好的韧性，以避免断辊、辊身裂纹和表面剥落； (3) 辊面有良好的耐磨损性能和抗疲劳性能，以降低辊耗； (4) 辊面具有均匀的组织和硬度，使得全辊面具有均匀的耐磨损性； (5) 具有良好的耐蚀性，以抵抗热轧过程中高温与润滑或冷却媒介的腐蚀。 基于以上特性要求，热轧夹送辊辊面硬度应达到55~60HRC，以及兼有良好的耐磨性和较好的机械性能。 使用大直径热轧夹送辊的热轧板带轧机主要有：宽带钢热连轧机、薄板坯（连铸）连轧机、中厚板轧机、宽厚板轧机等，其热轧夹送辊是各生产线上的重要备品备件之一，每个轧钢厂每年都要消耗大量该类轧辊，由于消耗量大，且轧辊价格昂贵，轧辊质量的优劣，不仅直接影响其使用寿命，而且对钢材的质量、生产率和生产成本都有很大影响。采用药芯焊丝埋弧堆焊方法修复的热轧夹送辊，特别是大直径热轧夹送辊，不但修复成本低，而且能提高轧辊使用寿命，降低轧辊耗量。因此，对热轧夹送辊进行表面堆焊修复，进一步提高其性能和使用寿命显得十分重要。 1 埋弧堆焊技术要求 对于大直径热轧夹送辊，埋弧堆焊修复的一般技术要求有： (1) 堆焊层应满足特定的化学成分的要求； (2) 堆焊层应具有适宜的金相组织（包括基体组织和碳化物）； (3) 堆焊层要具有较高的抗剥落性能、良好的耐磨损性能和抗疲劳性能； (4) 堆焊层应有一定厚度（不小于5mm）； (5) 堆焊层应有良好的可加工性能； (6) 连续埋弧堆焊作业中，焊材工艺性能优良，焊渣具有良好的脱渣性（指不粘渣、自动脱渣）； (7) 具有较高的（堆焊、加工）生产效率，同时要求使用后能多次堆焊修复； (8) 堆焊层经热处理后的硬度及硬度均匀性满足热轧夹送辊技术要求； (9) 堆焊层中不得有裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷。 (10) 堆焊修复后的大直径热轧辊，其上机使用寿命不得低于原辊。 2 堆焊设备和辅助装置 由于大直径热轧夹送辊表面堆焊修复量大，一次堆焊焊丝在300Kg以上，连续堆焊时间长，这样就对堆焊设备及辅助 堆焊修复大直径热轧夹送辊，堆焊专用设备和辅助装置应具备以下设备能力要求： 2.1 大型轧辊堆焊专用设备要求 (1)工件转动及支撑系统确保辊子实现轴向不窜动的稳定匀速旋转运动，并且转速要无级连续可调； (2) 采用单丝双机头（条件允许，可采用3～6个机头）同时施焊，各机头轴向移动应单独控制，并在堆焊作业时，做到同步、稳定、可靠。机头移动采用交流变频调速，调速范围满足堆焊夹送辊连续转动参数要求； (3) 机头的垂直升降，调整过程须平稳，提升高度范围满足堆焊夹送辊参数要求； (4) 由于连续堆焊作业时间长，要求整个堆焊系统各个部分都要保持稳定、可靠，不出任何故障。 2.2 大型轧辊堆焊辅助装置要求 辅助系统中必须有电加热（或燃气加热）及保温罩装置，目的是为了确保夹送辊堆焊作业过程中的层间温度要求，这一点对于大直径热轧夹送辊的堆焊修复尤其重要。另外为了满足长时间的连续埋弧堆焊作业需求，应配备焊剂自动送给装置。 3 堆焊修复工艺 3.1 堆焊材料的选择 3.1.1 针对热直径热轧辊的不同材质（50CrMo、70Cr3Mo、30CrMoV）以及轧制的特性要求，可选用马氏体系不锈钢或耐磨性、强韧性和热稳定性好的Cr-Mo-V（或Cr-Mo-W-V-Nb）低碳热工具钢成分的埋弧堆焊用药芯焊丝材料进行堆焊修复。 由于热直径热轧夹送辊母材的含碳量或合金含量过高，为确保母材和堆焊金属之间的良好冶金结合，即保证二者具有强韧性俱佳的结合性能，推荐先使用低碳抗压强度较高的焊丝材料进行过渡层堆焊（堆焊层数不少于2层）。为进一步降低母材和堆焊层界面的脆化以避免夹送辊使用过程中产生局部剥落，在过渡层材料堆焊前，可先实施打底层材料的堆焊（对于直径大于1m的热轧夹送辊推荐使用）。 为满足大