轧辊故障手册 热轧机铸造工作辊 安多利国际有限公司翻译 年第版 目录 第章剥落 鞍形剥落 压裂和带状疲劳剥落 工作层与芯部界面结合部有关的剥落 工作层与芯部界面工作层深度不够 辊边剥落 第二章热裂 带状热裂 梯形热裂 局部热裂 第三章机械损坏 震动超负荷引起的辊颈断裂 弯曲裂缝引起的辊颈断裂 驱动端扭矩引起的辊颈断裂 磨损和擦伤轴承引起的辊颈断裂 热断裂 第四章表面和表面以下缺陷 针孔和气孔 夹杂 硬软疵点 第五章轧制过程中的表面条件 蜕皮 粘辊 带钢粘结 带钢边磨损 硬伤机械压痕 概述 当前，如果标准轧制条件占优势的话，现在有多种轧辊 可以无异常坯料损失而正常运行，直到报废为止。当然，适 当地处理轧辊非常重要，包括运行期和适当无损探伤及适当 研磨。另外，磨损断面和淬硬等辅助性措施也是有利的。 当规定宽带钢轧机工作辊种类时，轧辊生产厂家需要了 解轧制条件，特别是要求轧辊精轧机架号每带钢单位宽度 的规定轧制负荷以及通过辊颈所施的弯度。这些因素会决定 综合辊的辊芯材质和工作层的选择。 尽管轧辊供货商和用户倍加注意，轧辊仍会在运行过程 中出故障，造成部分或全部轧辊损失，甚至引起后来发生的 对轧制设备的损坏。这些破坏故障可以有几种不同起因，既 与轧辊制造厂家有关，也可能与特殊的轧制条件有关。 裂纹外形指明断裂是否因严重的峰值负荷引起，还是疲 劳裂纹引起。疲劳裂纹从初期的裂纹开始，逐渐长大生成弯 型的裂纹表面。这些裂纹相对平滑，并表现出抑制线。旦 这种疲劳裂纹达到危险尺寸，剩余部分就会发生自然的断 裂。疲劳裂纹的典型例子包括支持辊剥落，支持辊辊颈断裂， 或双辊工作辊从内圆角处断裂。 因弯曲或扭矩引起的工作辊辊颈断裂主要是自然断裂， 因高峰值负荷引起。这也同样适于工作辊辊身断裂，特别是 四辊工作辊。 事先确定机械因辊隙设定异物进入辊隙等超负荷 时的断裂点时，应考虑到辊颈断裂可能是因工作辊驱动端扭 矩高造成的。如果没有其他抗扭矩超负荷的保护设备，或者 该设备工作不正确，就会出现这种情况。 轧辊辊颈断裂防止了轧制设备的严重损坏，如轴上 个齿轮箱和驱动电机。因扭矩超载造成的断裂示明裂纹与轴 成水平角。为了限定轧机损坏，正确设计工作辊驱动端 的最弱段与辊颈材料相对应，并建议设计最大扭矩。 不是所有的轧制条件，如粘着或剥落及辊隙设定不正确 就定会导致严重损坏。事故后轧辊的正确处理是最重要 的。最安全的处理方法直是换辊进行适当研磨以消除遭受 的损坏。事故后如何进行处理会有许多有用提示，但也有许 多轧制人员不重视这些预防措施。 总的轧制成本，包括购买和研磨费用直是应当考虑进 轧机的总操作成本里。新工作辊值，在热轧机程中芯部引起的热会促进这种轧辊损坏。远在 严重剥落之前，很容易通过超声波检测到芯部弱化的第阶段。支撑 辊回声波的反应会表明芯部的弱化。芯部材料不具有足够的疲劳强度 来承受特有轧制负荷。这通常是轧辊故障。 补救措施 建议向轧辊供应商提供正确的有关轧制负荷带钢宽度及 以前轧辊报废的经验，这样他们会规定适合更高负荷轧机具有更高 强度性能球墨铁取代片状粉状石墨铸铁的工作辊。 压裂和带状裂纹剥落猫舌形剥落 说明 开始阶段，在或接近轧辊辊身的表面个或多个压裂在局部过 载处形成。这种裂纹总是与轧辊轴向平行，但以非径向方向弥漫。接 下来，种像猫舌头样的带状疲劳裂纹逐渐沿着大致平行于轧辊表面 的方向呈环形方向发展。弥漫方向对应于轧辊的旋转方向。弥漫在轧 辊工作层内发展，逐渐加深加宽，随后是覆盖辊身表面的大面积剥 落。 初始小裂纹在淬硬区内弥漫 环状裂纹 表面硬伤造成裂纹。 形成疲劳带。 疲劳带弥漫。 裂纹快速生成。 辊面发生剥落。 起因 在导边，弯斜或带钢端部尾端压折折叠处的高局部负荷加速了 轧辊工作层材料的剪力强度，并开始产生裂纹，随后的轧制使材料疲 劳，裂纹开始弥漫直到大块自然剥落发生。 两个工作辊和支持辊经过较长的工作周期的断面磨损，把超负荷 限定在定区域，产生不正确的曲线。 因不断使用轧辊弯曲，支持辊无辊身端释放，轧机事故和轧制异 体会使初始裂纹形成。 这是轧机故障。 补救措施 在每次换辊后进行的定期裂纹探测超声波涡流着色渗透法 会发现危险裂纹，并且在下次轧制周期前完全去掉这种裂纹，会避免 重大事故。建议严重轧机事故后立即换辊，进行百分之百裂纹探测， 并在下轧制前对轧辊进行适当研磨。还要采取控制轧制周期长度的 措施，去掉足够的坯料，校正辊弯度，有必要尽最大可能防止造成局 部过载。 轧辊用户可以通过正确的轧辊技术规程和轧机操作防止这种严 重的轧辊损坏。 工作层与芯界面与粘结面有关的剥落 说明 大面积工作层材料因界面粘结差与芯部分离，扩展到整块全冶 金粘结。在这点上，裂纹快速弥漫到辊身表面，导致大块剥落。 起因 在轧辊铸造过程中，目的是要获得工作层与芯部金属全部粘结。 操作过程中，工作层与芯部未粘结证明以下是降低粘结强度的原因 工作层与芯部间的残余氧化层 界面有熔剂或渣滓。 过量碳化物微孔石墨粉或非金属夹杂物，如碳化物。 工作层与芯部可能分离的其他原因 轧机事故过程中的过度局部超负荷引发局部分离，并沿工作层与 芯部界面继续生成疲劳裂纹弥漫，直到达到危险尺寸，导致自然二次 大剥落。这种损坏甚至在粘结区域没有冶金缺陷的情况下也会发生。 由于异常加热情况轧辊冷却系统失灵，粘着等粘结区的过度径 向拉伸应力。 如果有粘结缺陷，这通常是轧辊故障。 补救措施 超声波检验可以验明和确定粘结度，并示出轧辊寿命过程中粘结 缺陷的弥漫融通性。若在轧辊寿命期间，进行超声波探伤，这种类型 的严重损坏通常是可以预防的。即出现分离的严重阶段之前将轧辊取 下来。 工作层与芯部界面工作层深度不够 说明 工作层材料和芯部间的界面完全粘结，但工作层厚度不足以到达 报废直径，会有多石墨少合金的芯部材料，此工作层材料软得多，呈 现灰色。当界面在工作原材料前固化时，辊体表面显示的软芯金属区 域会不规则并且不连续。 起因 工作层深度将取决于控制离心铸造工艺的几个因素，如金属重 量铸造温度和时间基础。当其中个精密参数没有满足时，就会使 工作层深度不够。 这是轧辊故障。 补救措施 采用满足工作层深度要求的铸造参数。 轧辊辊身边部剥落 说明 表面和或表面以下裂纹及辊身端部环绕方向大约 的工作辊辊身上形成相应的剥落。这些裂纹向轧辊辊身表面处发展。 在严重情况下，这些裂纹深入到辊颈半径。 这些裂边可能粘到轧辊辊体上，也可能造成大块剥落。 欧洲铸造协会 轧辊部 轧辊故障手册 热轧机铸造工作辊 安多利国际有限公司翻译 年第版 目录 第章剥落 鞍形剥落 压裂和带状疲劳剥落 工作层与芯部界面结合部有关的剥落 工作层与芯部界面工作层深度不够 辊边剥落 第二章热裂 带状热裂 梯形热裂 局部热裂 第三章机械损坏 震动超负荷引起的辊颈断裂 弯曲裂缝引起的辊颈断裂 驱动端扭矩引起的辊颈断裂 磨损和擦伤轴承引起的辊颈断裂 热断裂 第四章表面和表面以下缺陷 针孔和气孔 夹杂 硬软疵点 第五章轧制过程中的表面条件 蜕皮 粘辊 带钢粘结 带钢边磨损 硬伤机械压痕 概述 当前，如果标准轧制条件占优势的话，现在有多种轧辊 可以无异常坯料损失而正常运行，直到报废为止。当然，适 当地处理轧辊非常重要，包括运行期和适当无损探伤及适当 研磨。另外，磨损断面和淬硬等辅助性措施也是有利的。 当规定宽带钢轧机工作辊种类时，轧辊生产厂家需要了 解轧制条件，特别是要求轧辊精轧机架号每带钢单位宽度 的规定轧制负荷以及通过辊颈所施的弯度。这些因素会决定 综合辊的辊芯材质和工作