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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