《提高冷轧辊的使用率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高冷轧辊的使用率（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提高冷轧辊的使用效率扌商 要：本文介绍了冷轧薄板厂使轧辊的主要失效形式，分析了轧辊的断裂和裂纹产生原因，提出 了具体改进措施。关键词：轧辊失效硬度1前言随着市场的发展，客户对冷轧薄板的质量要求不断提高，生产厂家必须适应市场的需求，生产更高 质量的产品以满足用户的需要。在轧机所有备件中，轧辊是非常重要的备件。轧辊在工作中要承受高的 轧制力、冲击载荷、疲劳和磨损等，因此冷轧辊的消耗非常大。统计资料表明，在冷轧生产过程中冷轧 辊的消耗在生产成本中所占的比例达25%左右。冷轧薄板厂要想取得更好的经济效益，一方面要生产 适销对路的高附加值产品，另一方面要降低生产成本。因此，提高轧辊的使用效率是取得良好经
2、济效益 的重要手段之一，也是本文阐述的主要内容。2轧辊磨削设备及轧制产品2.1磨削设备鄂钢采用MK8463/5000-H数控轧辊磨床用于加工冷轧板带生产线中的工作辊、支承辊修磨加工。 机床可磨削圆柱形、具有中凸（凹）要求的任意曲线的辊面以及圆锥形的辊面等。可磨削正弦及抛物 面曲线辊面、辊面端部倒角。机床总体布局如图1：iw瞪赭 轉 録 歸金林誉 mi 村嫦图12.1.1机床主要技术规格参数见表1最大磨削直径最小磨削直径（在最大砂轮情况下） 顶尖距工件最大重量中凸（凹）量（半径方向） 中心架支承直径范围 头架顶尖移动量 尾架顶尖移动量 Z轴一拖板纵向移动速度 X轴一砂轮架横向进给速度 X1轴一测
3、量臂调整速度 数控最小分辨率（U轴） 数控最小分辨率（U1轴） 数控最小分辨率（X1轴） 数控最小分辨率（X轴） 数控最小分辨率（Z轴） 工件转速（无级） 砂轮规格 砂轮最大线速度（恒线速） 冷却液箱流量 电机总功率 头架电机（西门子） 砂轮架电机（西门子） 机床总重量2.1.2机床工作精度标准1.圆柱面磨削见表2 630 mm 100 mm5000 mm6000kg1.5 mm根据工件要求定150 mm500 mm105000 mm/min12000 mm/min01000 mm/min0.00001mm0.0001mm0.0001mm0.0001mm0.0005mm880 r/mine 7
4、50 X 100 X e 305 mm 50m/s300L/min约 120kW22kW30kW55t表2圆度0.002mm辊形误差0.002mm表面粗糙度Ra0.32 p m圆度纵截面上直径一致性表面粗糙度W0.002mm0.002/1000 mmWRa0.2 p m2中凸（凹）面磨削（半径上的中凸（凹）量为0.1mm。磨削技术要求见表3。 表3在托架支承磨削轧辊时，为了保证磨削精度，轧辊的托架支承面（即基准圆，或支承颈）的圆度、 纵截面直径一致性和同心度必须小于或等于轧辊的磨削精度要求，并且表面粗糙度须好于 Ra0.8p m。上述精度在一定的条件下（温度梯度变化量2C/mh；低频震动10H
5、Z时W 3p m）,选用双方确认 的轧辊，可不做精度考核。2.2探伤设备对轧辊表面质量的自动检测，可以采用涡流（ET）、磁粉及超声（UT）技术。涡流探伤以其特有 的优点，已被广泛运用于生产实践，可检测轧辊表层由于制造工艺造成的或由于使用中承受复杂的应 力与应变而生成的各种裂纹及材质结构变化。我们使用的超声波探伤主要性能见表 4：表4 CTS-9003型超声波探伤的主要性能工作频率：0.5 15MHz工作方式：单、双增益范围0.0 110.0dB工作频率2.5MHz声速的范围1000 15000m/s ；增益以底波100%为准（增 益衰减，探伤仪有增益 dB刻度，也有衰减dB刻 度的，作用都是一
6、样的， 都是改变放大量。dB刻 度值增大，放大量降低的 就是衰减dB，dB刻度值 增大，放大量提咼的就是 增益dB）检测范围：0.0 10000mm （钢 纵波）；检波的方式：正向、负向、全波；报警可选进波报警，失 波报警等发射强度强、弱声速的调整表面波声速2920m/s注：工作方式为单抑制（090%）不影响线性增益。2.3轧制产品见表5表5成品厚度（mm）坯料厚度（mm）压下率%0.603.5082.860.403.0086.670.483.0084.000.352.7587.270.402.7585.450.322.7588. 360.302.5088.000.302.0085.000.2
7、52.0087.500.251.8086.110.201.8088.891.804.5060.00钢级：CQ （普通商用）、DQ （冲压）、DDQ （深冲）2.4乳化液见表6项目使用范围极限值浓度35%一PH值5.5 6.757电导率W 200 p s / cm400 p s / cm铁皂W 0.3 %0.5 %铁含量100mg / L200mg/L游离脂肪酸3 10%灰份1000mg / L1500mg/L皂化值160198mgK0H / g氯含量30mg / L50mg / L2.5轧辊材质及技术要求2.5.1轧辊材质轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别
8、。其中碳含量 小于2.2%的锻造铁基材料称为铸钢系列；碳含量大于2.2%的锻造铁基材料称为铸铁系列；锻造铁基材 料称为锻造系列。冷轧工作辊的材质主要钢号有9Cr、9Cr2、9Cr2W、9Cr2Mo等、支撑辊材质主要有 9Cr2Mo、9CrV、60CrMnMo 等。2.5.2轧辊参数见表7表7轧机单位双机架轧机双机架轧机双机架轧机轧辊工作辊F1F2中间辊F1F2支撑辊F1F2辊身直径最大/最 小mm425/385490/4401300/1150辊身长度mm150015301500总长mm399039104450辊颈直径mm275279.4800轧辊近似重量kg2495339123150圆度mmW
9、0.005W0.005W0.005整个辊身的直线 度（圆柱形轧辊）mm/mW0.005W0.005W0.005辊型mm圆柱形圆柱形圆柱形硬度（HSD）Shore93 9882 8665 67材料合金锻钢5%Cr合金锻钢5%Cr合金锻钢3%Cr2.5.3轧辊硬度要求见表8表8轧辊类型轧辊初始硬度最低使用硬度硬度不均匀性双机架轧机工作辊（12）9398HSD89HSDW2双机架轧机中间辊（12）8286HSD78HSDW2双机架轧机支撑辊（12）6567HSD58HSCW2（1）轧辊有效淬硬层深度是指半径方向，硬度值应三最低使用硬度。（2）辊身及辊颈表面上不允许有网纹、划伤、锈蚀等缺陷。（3）轧辊
10、表面应进行涡流探伤，表面应无缺陷，轧辊内部应进行超声波探伤，经检查发现的缺陷不允许超过探伤标准的规定值。（4）轧辊应涂防锈油脂，防止其表面锈蚀。 2.5.4辊面粗糙度要求见表9表9车L机轧辊类型辊面粗糙度Ra （ m）光辊（磨削）毛化辊（EDT）双机架轧机F1工作辊0.6 0.81.50 2.00F2工作辊0.6 0.81.50 2.00F1F2中间辊0. 751. 0F1F2支撑辊1. 0 1.53加工3.1毛化为了改善冷轧薄板的板型、深冲性、延伸率和涂镀性能，在冷轧薄板生产工艺中，要求对冷轧工 作辊的辊面进行毛化处理，然后轧制出满足用户特殊（加工）工艺要求的冷轧毛化钢板。目前用以满 足轧辊
11、毛化处理的技术有：喷丸毛化（SB）技术、电火花毛化（EDT）技术、激光毛化技术等。这些技 术按粗糙度形貌类型来分，可分为无规则分布和可设定式分布的两种类型。喷丸毛化（SB ）和电火花 毛化（EDT）属于无规则分布的粗糙度形貌类型，激光毛化则属于可设定式分布的粗糙度形貌类型。鄂 钢配有与产品质量相应的毛化设备（EDT）。3.2磨削磨削的目的有两个：一是去除轧辊在轧制过程中的疲劳层（加工硬化层）；另一个是去除轧辊表面缺 陷，如凹坑、拉毛印等。磨削量太大会缩短轧辊的使用时间，而太小则会因轧辊表面质量欠佳而影响板 材表面质量,因此，每次磨削量应等于轧辊表面缺陷深度和疲劳层厚度二者中的较大者。正常生产情
12、况 下，工作辊每次磨削量为0.150.2mm。3.3探伤对轧辊表面质量的自动检测，可以采用涡流（ET），磁粉及超声波（UT）探伤技术，在不同的情 况下可以使用不同的方法进行检测。3.4去除残余应力由于残余应力是轧辊生产中不可避免的现象，冷轧轧辊在使用之前，应在一定的油温（105110C） 中浸泡一段时间（68h），以消除轧辊表面的应力，从而达到表面性能稳定的目的。4使用4.1轧制力要求见表10表10最大轧制力20000kN最大轧制力矩200kN m最大轧制速度1200m/min轧制基速度500m/min一般液压传动系统压力14MPa平衡弯辊系统压力28MPa压卜系统压力28Mpa4.2过钢量见
13、表11表11轧辊类别工作辊中间辊支撑辊换辊频率（吨/对辊）150250100018007500120004.3轧辊失效分析轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。冷轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧制负荷 引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡 钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。 因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。4.3.1轧辊剥落轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的
14、主要原因。车L 制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向 分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。（1）支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面 较平整。支撑辊和中间辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三 向压应力。在离接触表面深度为0.786b处（b为接触面宽度之半）剪切应力最大，随着表层摩擦 力的增大而移向表层。疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在 Z为0.5b的交变剪应力层处。 该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此 力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏 最常见的致因。在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达
