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浅析轧辊的修复方法和断裂原因
发布时间:2018.09.18    新闻来源:河南省金星轧辊有限公司   浏览次数:

轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。

轴承位磨损高分子复合材料修复方法:

具有超强的粘着力,优异的抗压强度、耐磨性和抗腐蚀性等综合性能,冷焊修补方法:冷焊机是利用电火花高频放电原理对金属表面进行无热堆焊,因而在修补轧辊砂眼、划伤等缺陷过程中不变形、不退火、不咬边和残余应力,不改变金属组织状态。修复精度高,涂层厚度从几微米到几毫米,可对金属工件出现磨损、划伤、针孔、裂纹、缺损变形、硬度降低、沙眼、损伤等缺陷进行沉积、封孔、补平等修复功能,只须打磨、抛光,也可进行车、铣、 刨、磨等各类机械加工,以及电镀等后期加工。

轧辊断裂原因

一、脆性断裂,此类轧辊断口形状较为平整,断口周围辊身表面较为齐整;

二、韧性断裂,此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状,断口附近的辊身均成粉碎状破碎。

将二者比对发现,此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。

其产生原因与轧辊本身残余应力,轧制时机械应力以及轧辊热应力有关,特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却,冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力,当较大的热应力,机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。例如,轧辊表面和芯部间的温差在70℃时轧辊会增加100MPa的纵向热应力,温差越大,增加的热应力越大。与产生脆性断口的轧辊相比较,产生韧性断口的轧辊的芯部材料韧性更好,更不容易出现断裂。

导致轧辊失效的应力共有四种:

一、制造过程中的残余应力;

二、轧制过程中的机械应力;

三、轧制过程中轧辊的组织应力;

四、轧辊内外温差造成的热应力。

如果是因为制造残余应力过大产生断裂,断辊通常发生在轧辊初始上机使用的前几次,且为开轧的前几块轧材。此次断裂的轧辊已经上机轧制了四次,工作层消耗了14mm,因此不应是因制造残余应力形成的断裂。

如果是因为机械应力产生的断裂,需要很大的机械应力。经粗略计算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力最大的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实际轧制和断辊情况来看,不是由于机械应力造成辊身断裂。

对组织应力影响最大的就是外层组织中残余奥氏体含量。残余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,由于奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀,会致使轧辊的工作层产生更大的压应力,芯部产生更大的拉应力,芯部应力一旦超过材料的强度,必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件,一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用。该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%,故组织应力可以忽略不计。

轧辊断裂也可能与温度不均匀造成的热应力有关。轧辊在上机使用过程中,由于与轧材的紧密接触,轧辊表面温度迅速上升,而轧辊芯部的温度上升较慢,这时轧辊面和轧辊芯部之间的温差处于最大值,温差引起的轧辊热应力也处于最大值。如果轧辊的热应力和轧辊的残余应力相叠加,并且超过了轧辊芯部的强度极限时就可能发生轧辊断裂的事故。

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