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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。
二、辊身断裂
1.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。
2.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45°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。
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。轧机轧辊在工作过程中受力较为复杂,其断裂面形态有多种多样,因此其断
裂形式一般也是由正应力及切应力引起的复合断裂。
三、橘皮纹
在轧辊使用过程中,长时间的使用会导致轧辊表面橘皮的出现(见图1),一
般来说新的轧辊不会出现此类现象。在出现橘皮现象的初期,轧辊表面的橘皮不
是很明显,通过逆光才看的到,表面看来没有尺寸的差异,但随着轧辊的润滑条
件不断的变差、工作过程中的零件磨损,轧辊表面的橘皮现象会逐渐加重,轧辊
表面的也会逐渐变得精细,粗糙度不断的降低,橘皮纹就会出现。如果继续使用,
对要加工的板材的质量等就得不到保障。
四、轧辊表面裂纹和剥落
进行板带材轧制过程中,特别是对硬合金的轧制,要注意板带材的边部、轧
辊表面和支承辊边部相接触的部位,此区域为应力比较集中的区域,当调整板形
增加弯辊力时,这种现象会更加严重。生产的过程中,如果材料的屈服强度小于
应力,在皮下就会出现疲劳裂纹,随着运行时间的不断增强,裂纹累积就会逐渐
变为破碎从而出现剥落。
现场冷轧机工作辊接触应力引发的剥落主要有两个产生原因:接触应力瞬间
过大或者长周期的应力接触。瞬间的接触产生的应力因为最大残余剪切应力在表
皮下引发剥落,当轧机突然的打滑、停机,都会导致超过轧机能承受的最大强度。
这种剪切应力的突然升高可引起表皮下的裂纹瞬时形成。在极个别情况
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