浅谈轧辊修复工艺

浅谈轧辊修复工艺

夏　庆　张慧慧

(梅山钢铁公司热轧板厂　南京　210039)

　　摘　要:阐述了热轧生产中轧辊裂纹、剥落、断裂等失效形式的产生机制及轧辊缺陷的检测方法。同时根据实际情况,对各类失效形式的轧辊,依据其具体的损坏原因介绍了现场采取的磨床磨削、车床车削、开槽式磨削及局部打磨等几种轧辊修复方法,以降低轧辊辊耗。　　关键词:轧辊失效;轧辊修复;辊耗;缺陷检测

BriefDiscussiononRepairingProcessofRoller

XiaQing　ZhangHuihui

(HotRollingPlantofMeishanIron&SteelCo.,Nanjing210039)

　　Keywords:failureofroller;repairofroller;consumptionofroller;defectdetecting　　轧辊作为轧钢过程中的一个重要消耗部件,在正常的轧制过程中,会因很多原因遭到破坏。而对失效的轧辊必须重新进行修复,消除轧辊表面的各种缺陷,使得轧辊获得良好的工作状态后才能重新投入使用。对不同失效形式的轧辊,不能只是简单的磨削和车削处理,必须根据其具体损坏原因采取不同的修复方法。只有这样,才不会造成轧辊工作层的无谓浪费,影响轧辊辊耗。1　轧辊失效形式

辊表面产生严重应变,逐渐导致热疲劳裂纹的产

生。这种裂纹是热循环应力、拉应力及塑性应变等多种因素综合形成的,塑性应变使得裂纹出现,拉应力使其扩展。图1为一工作辊辊面裂纹图。

　　轧机在轧制生产过程中,轧辊处于复杂的应力状态。热轧轧辊的工作环境更为恶劣:轧辊与轧件接触加热,轧辊水冷引起的周期性热应力,轧制负荷引起的接触应力及残余应力等。而轧制时卡钢造成局部发热所引起的热冲击、轧辊边部压靠、局部机械应力等,都易使轧辊失效。除此之外,轧辊制造厂家方面的原因,诸如轧辊辊面砂眼、气孔、夹杂等各种缺陷形式,也会引发轧辊的失效。轧辊的主要失效形式有裂纹、剥落和断裂等,其中任何一种失效形式都会影响轧辊使用寿命。1.1　裂纹　　轧辊裂纹一般发生于轧辊表面薄层,是因多次温度循环产生的热应力所造成的逐渐破裂。在轧制过程中,轧辊受冷热交替变化剧烈,从而在轧

图1　工作辊辊面裂纹

1.2　剥落[1]

　　剥落为轧辊主要的损坏形式,其有两种形式,

一是轧辊表面裂纹引起的剥落,轧制过程中由于热冲击在辊面产生裂纹并扩展;或磨削后辊面存在残余裂纹,在随后上机轧制时裂纹扩展;或辊面局部区域应力集中,造成超出材料接触疲劳强度引起剥落。二是内部裂纹引起的剥落,可能与轧辊内部存在夹杂物和结合层缺陷有关,在轧制力作用下产生裂纹并扩展导致剥落。图2为一工作辊辊面剥落图。1.3　断裂　　轧辊在工作过程中还常常发生突然断辊事

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故,其断裂部位主要为轧辊辊颈处以及辊脖与辊颈交界处。轧制事故使轧制载荷突然增大且疲劳裂纹的进一步发展等原因均可造成轧辊断裂。图

3为一轧辊辊身断裂图。

・9・

削,直至涡流探伤值合格。如出现局部或单点微小热裂纹,以超声波探伤和磁粉探伤为主、裂纹测深仪为辅的方法进行检测。

2.1.2　F4～F6工作辊的磨削处理

　　F4～F6工作辊涡流探伤值超过门槛值1.0mm以内,每次以0.20～0.30mm磨削量进行磨削,直至涡流探伤合格。如出现局部或单点微小热裂纹,以超声波探伤和磁粉探伤为主、裂纹测深仪为辅的办法进行检测。2.1.3　B类辊的磨削处理　　轧线异常换辊出现B类辊,磨削2mm以上涡流探伤值仍超标或还存在缺陷,辅助超声波探伤、磁粉探伤并结合裂纹测深仪,若裂纹深度在2mm以上,则停止磨削,待处理。2.1.4　C类辊的磨削处理　　轧线异常换辊出现C类辊,即有明显可见龟裂、剥落、粘钢,则采用其他修复方法。针对R2工作辊、F0工作辊及所有支撑辊,以规定的磨削量进行磨削,磨削完成后再采取涡流探伤、超声波探伤、磁粉等探伤检测方式,若出现较大剥落、肩部塌落和粘钢则采用其他修复方式。磨床磨削法适用于R2机架、F0～F6机架的所有工作辊和支撑辊。2.2　车床车削　　车床车削工艺主要适用于在轧制过程中出现的异常换辊(包括C类辊),辊面出现较大剥落、肩部塌落、龟裂、粘钢及经无损检测技术确定后面积较大的缺陷,经磨床磨削2mm以上后,涡流探伤、超声波探伤、磁粉等无损检测仍存在裂纹并通过测深仪测深后裂纹深度在2～5mm以上的轧辊。轧辊的车削量以测深仪的测深值为参考进行车削。在轧辊车削过程中,还必须结合超声波探伤、渗透、磁粉、测深仪等无损检测方法以判断缺陷的面积、走向、深度是否发生变化。若缺陷存在状态未发生明显变化,则继续车削轧辊,直至缺陷完全消除后,将轧辊输送至磨床磨削出质量合格的轧辊。车床车削法适用于R2、F0～F6机架所有的工作辊和支撑辊。2.3　开槽式磨削　　开槽式磨削法是已通过涡流探伤、超声波探伤、磁粉等无损检测技术确定轧辊表面、次表面裂纹位置后,通过裂纹测试仪确定裂纹的深度、范围

图2　工作辊辊面剥落图3　轧辊辊身断裂

　　针对上述3种缺陷,必须要结合轧辊的不同失效形式,探究其具体产生的原因,并找出与之相

适合的轧辊修复方法。2　轧辊修复方法

　　针对轧辊出现的各种失效形式,通过无损检测方法确认后,现场一般采用以下修复方法。2.1　磨床磨削　　在正常轧制过程中,轧辊辊面遭受的破坏形式,如:在线废钢、卡钢、小剥落、打滑、辊面粘钢等原因造成的缺陷,一般情况下辊面微小的热裂纹或细小裂纹深度不超过2mm,可通过磨床磨削工艺予以消除。在磨削过程中,辅助仔细的目视检查及涡流探伤、超声波探伤、磁粉等无损检测技术,即能完全消除轧辊由于上述各种原因造成的缺陷。对不同机架的轧辊的处理方法有所不同,具体内容如下。

2.1.1　F1～F3工作辊的磨削处理

　　F1～F3工作辊涡流探伤值超过门槛值1.0mm以内,每次以0.05～0.10mm磨削量进行磨

・10・梅山科技　　　　　　　　　　　　　　2008年第2期

沿一定方向向表面蔓延的裂纹,即将所有裂纹完全去除。打磨后的轧辊缺陷处不允许产生过烧现

象影响轧辊材质。局部打磨法仅适用于R2工作辊边部缺陷及各类支撑辊辊面上的局部缺陷的去除。3　结　语及裂纹扩展的方向后的一种缺陷处理方法。一般的步骤是:将磨床砂轮对准轧辊缺陷处连续进刀,

每车削1mm左右再结合超声波探伤、磁粉检测技术,以确定缺陷处裂纹是否完全消除。一旦裂纹完全去除后,根据开槽深度的不同,如槽深在3mm以内,将轧辊送至磨床继续磨削;如槽深在3mm以上,则将轧辊输送至车床进行快速车削。

开槽式磨削法适用于R2、F0～F6机架所有的工作辊和支撑辊。2.4　局部打磨　　局部打磨即通过手工研磨表面损伤处以去除擦伤或裂纹的轧辊修整技术。该技术的一大优点是能够保持轧辊辊身直径不发生改变。局部打磨仅用于去除轧辊局部裂纹,打磨区域应打磨平滑,所有的尖角边缘要打磨圆滑,相对于辊身剩余物有一个表面平整。当进行打磨时,必须完全去除

　　对发生失效后的轧辊依据其具体损坏原因采用不同的修复方法,可高效地去除各类轧辊辊面的各种缺陷。由于及时去除了这些缺陷,可有效防止因裂纹扩展而造成的各类灾难性事故的发生。同时,轧辊的修复也改变了以往各类轧辊通过磨削和车削方法而造成的轧辊有效工作层的浪费,降低了轧辊辊耗。

(编辑:李　霞)

(上接第3页)

上的优势。

纹缺陷,提高镀锡产品表面质量。

　　(2)梅钢1420mm镀锡机组电镀后处理采用阴极钝化工艺,钝化后面设置两个冲洗槽,加大镀锡板表面的冲洗能力,使梅钢镀锡产品达到环保要求。并且机组设计在钝化段前预留一个槽子位置,为将来的无铬钝化作准备,充分体现了此次机组设计的优势。

参　考　文　献

[1]周其良1镀锡板指南[M]1北京:冶金工业出版社,

19:921

[2]刘小兵,成旦红,王徐承,等1电镀锡表面抗划伤性研

究Ⅱ1软熔工艺对电镀锡板表面抗划伤性的影响1

图3　钝化处理系统

3　结　语

　　(1)梅钢1420mm镀锡机组软熔采用电阻+感应方式,严格控制合金层的厚度,有效避免木

电镀与精饰,2002,24(6):11

[3]成信钢,李宁,黎德育1镀锡板无铬钝化的现状与发

展前景1电镀与环保,2006,26(3):51

(编辑:夏　敏)