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。
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6)良好的抗热裂性。高速钢由于其特有的组织特点,能有效的抑制裂纹的形成和扩展。在实际使用中发现,高速钢轧辊的确具有比高铬铸铁轧辊更好的抗热裂性。因此若发生一般的生产事故,可以通过正常磨削量或附加很小的磨削量就可以消除事故带来的影响,使处理过程更为简化,并且也节约成本。
7)良好的耐磨性。与半钢、高铬铸铁和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊相比,高速钢轧辊轧制吨位大幅度提高,F1-F4机架约为10000t,F5机架约为6000t,显示高速钢轧辊具有良好的耐磨性。高速钢轧辊轧制吨位的增加,导致其辊耗明显下降,在相同轧钢条件下,高速钢轧辊的辊耗在F1机架是高铬铸铁轧辊的1/5,F2机架是高铬铸铁轧辊的1/7,F4机架是高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的1/13,F5机架是高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的1/8。
原则上堆焊5~8次报废,实际按照使用,达应力集中疲劳断裂为止。
二、精轧轧辊
1、达到使用极限辊径,参考《轧辊新辊辊径及报废辊径》表。
2、断辊报废。
3、虽然没有达到报废辊径,但是水纹过深,车削后既达到报废辊径。
4、轧辊表面掉块。
在钢铁生产中,对板材厚度提出了更高的精度要求。近年来,因轧辊偏心引起的板材厚度波动已逐渐成为学者们研究的主要内容。影响板带材厚度的因素主要有轧辊受热或磨损发生形变、油膜轴承的油膜厚度变化、轧辊偏心等,其中偏心的影响尤为严重。轧辊偏心是一种高频周期波,它不仅直接造成板厚的周期波动,而且还会间接地引起厚度控制系统中执行机构的误动作,进一步影响轧件厚度。
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