鍛鋼冷軋輥管理和維護

1、鍛鋼冷軋輥 使用和維護 寶鋼集團常州軋輥常州軋輥制造公司適當的軋輥使用和維護措施適當的軋輥使用和維護措施可以進一步提高軋輥的性能可以進一步提高軋輥的性能前前 言言n軋輥是使金屬產生塑性變形的工具.軋輥不僅僅是軋鋼生產中消耗最大的工具類備件，更重要的是軋輥質量的優(yōu)劣：1）直接影響軋機作業(yè)率和產能。2）直接影響工人的勞動強度。3）直接影響軋材的質量。4）直接影響軋材成本。 總之，直接影響冷軋廠的經濟效益總之，直接影響冷軋廠的經濟效益。 所以，當前冷軋廠都非常重視冷軋輥的采購、使用維護技術的研究應用和管理工作。 前前 言言 隨著軋機新技術的應用、輥坯冶煉質量提高，以及其它制造、檢測技術的應用，冷軋輥

2、的實際使用壽命得到明顯的提高： 斷輥已基本消除；輥身表面疲勞剝落明顯減少。 隨著帶鋼質量的不斷提高和帶鋼新品種的不斷發(fā)展，又出現新的質量問題：如輥印、色差等，對冷軋輥質量提出更高的、新的要求。 1.1.常見失效形式和原因常見失效形式和原因輥輥身身剝剝落落冷軋輥失效形式及原因起起源源于于表表面面的的剝剝落落軋軋制制事事故故非非軋軋制制事事故故磨磨削削燒燒傷傷換換輥輥周周期期長長修修磨磨量量小小起起源源于于次次表表面面的的剝剝落落冶冶金金缺缺陷陷起起源源于于內內部部的的剝剝落落接接觸觸應應力力冶冶金金缺缺陷陷殘殘余余應應力力輥輥身身端端部部裂裂紋紋剝剝落落斷斷輥輥輥輥印印其其它它(色差、桔皮。)冶

3、冶金金缺缺陷陷熱熱處處理理殘殘余余應應力力熱熱加加工工缺缺陷陷熱熱處處理理應應力力接接觸觸應應力力使使用用維維護護不不當當軋軋制制條條件件軋軋輥輥抗抗壓壓力力性性能能2.2.主要失效形式主要失效形式 輥身剝落的特輥身剝落的特點點n 剝落是軋輥在使用中最常見的失效形式，約占軋輥非正常失效的95%。n主要是使用維護不當所致。n剝落造成的軋輥潛在壽命的損失遠低于軋機停產造成的經濟損失。n隨著現代連軋機組的發(fā)展，這一問題顯得更為特出。n各軋鋼廠都非常重視軋輥使各軋鋼廠都非常重視軋輥使用維護技術的研究用維護技術的研究。2.2.主要失效形式主要失效形式 輥身剝落的特點輥身剝落的特點 2.1 輥身剝落的三個

4、階段n顯微裂紋的萌生顯微裂紋的萌生;n微裂紋的擴展微裂紋的擴展;n迅速撕裂迅速撕裂.n也就是說，剝落不是瞬間發(fā)生的，它要經過一個疲勞過程，如果在裂紋的萌發(fā)階段，或擴展前期立即采取有效措施，就可以防止或減少大塊剝落的發(fā)生。2.2.主要失效形式主要失效形式 輥身剝落的特點輥身剝落的特點 2.2 輥身剝落的三種形式 按起始裂紋源的位置將剝落分為：n起源于輥身表面的剝落表面的剝落；n起源于輥身次表層的剝落；次表層的剝落；n起源于輥身內部的剝落內部的剝落。 2.2.主要失效形式主要失效形式 輥身剝落的特點輥身剝落的特點2.3 產生剝落的二個原因從宏觀上分析，可簡單的將輥身剝落分為：n設計、制造缺陷設計、

5、制造缺陷造成的剝落；n使用、維護不當使用、維護不當造成的剝落。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3 31 1 對對 策策 設計制造：設計制造：n 隨時根據帶鋼結構的變化設計或修改軋輥技術條件，軋輥設計應適應帶鋼的發(fā)展變化；n冶煉質量（純凈度，含氣量），鍛造和鍛后熱處理質量，輥身淬火質量，磨削質量。合理的材料、硬度選用，細密的微觀組織，精心的熱處理，科學的磨削控制，嚴格的表面檢測。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3 31 1 對對 策策 使用維護使用維護：n使用技術：軋鋼操作規(guī)程，軋鋼工藝，軋制周期，軋制油參數(成分、噴射方向、壓力流量和溫度)。如何

6、減少打滑、斷帶、粘鋼等軋制事故n維護技術：修磨工藝和修磨量，軋輥在線無損檢測技術，換輥、配輥最佳管理技術。n管理制度：軋輥綜合評價體系，全生命周期跟蹤記錄規(guī)程，事故輥處理制度，輥面探傷制度,定期技術交流制度。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施 軋輥的維護使用技術冷軋廠最有發(fā)言權，在此僅指出相關要素：1.優(yōu)化軋制計劃；2.優(yōu)化軋制工藝；3.統(tǒng)計優(yōu)化軋制周期及修磨量；4.規(guī)范軋機出現軋制事故時的操作程序；5.軋輥材料適應性的選擇；6.產生異常時的對策，增取最好的結果；7.優(yōu)化軋制規(guī)程、操作程序等；3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施

7、3.2 3.2 措措 施施8.操作工的技能培訓；9.制訂符合上機條件的軋輥標準（新品、循環(huán)品)；10.軋輥傳動系統(tǒng)正常化和穩(wěn)定性研究；11.軋輥冷卻條件的研究，合理調節(jié)乳化液系統(tǒng)參數，保證軋輥有良好冷卻和潤滑（開正常關）；3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施12.軋輥潤滑條件的變化（乳化液的噴方向、壓力和流量，檢查噴嘴是否有堵塞）； 13.服務于使用的檢測技術的開發(fā)應用；14.綜合考慮輥型、中間輥軸向移動量和正負彎輥的科學搭配，達到既提高帶鋼板形質量，又保護延長軋輥傷用壽命。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措

8、 施施 軋輥的軋輥的維護管理維護管理 a a）軋輥周轉量、儲軋輥周轉量、儲備備n首先要有一定的軋輥備件儲備，一般來講工作輥不能低于20支。n軋機調試及試生產期間，軋制事故頻繁，輥耗較高，儲備足夠的軋輥備件。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施 b b）各機架配輥各機架配輥 n同組輥身直徑差不大于1.5mm；n同組軋輥的平均硬度差不大于3HSD； n對冷連軋機組來講，第一機架至成品機架每對軋輥的配置，按同組軋輥輥身的平均硬度值逐漸提高的原則配置。n將輥身直徑較大的或輥身硬度較高的工作輥配置在上輥。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措

9、施3.2 3.2 措措 施施 c c） 修磨量的確定修磨量的確定 軋輥經過一個周期的軋制，輥身輥型、粗糙度、殘余應力、硬度等都發(fā)生了變化，甚至出現微裂紋 這與軋制周期和工藝以及冷卻狀況等因素有關，修磨就是去掉這些變質層。 磨削后，相同部位表面硬度基本恢復到原始硬度值即為正常。因此用硬度計對上機前和下機修磨后的硬度組織檢測、統(tǒng)計、分析后可得出一個最佳磨削量(根據經驗,硬度不高于原始值的1%即為正常 ）。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施c） 修磨量的確定修磨量的確定 由于采用中間輥軸向移動以及彎輥的作用，導致工作輥輥面損傷較四輥軋機嚴重，常規(guī)修磨量無

10、法磨凈軋輥每次“服役”后的疲勞層，開工初期工作輥的修磨量控制在0.350.5mm.P/2P/2FFF FFFF FMT0RT1TFNP3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施 d d）軋制周期的確定軋制周期的確定 軋制時間軋制時間( (班次班次) )、軋制噸位、軋制長度。、軋制噸位、軋制長度。n軋機的型式、軋制速度、軋制力、冷卻條件，軋輥設計，軋制的材質、厚度、寬度等都影響軋制周期。n軋制周期過長，輥面疲勞過度，容易產生疲勞裂紋而發(fā)生嚴重事故；但軋制周期過短，軋機作業(yè)率低、軋輥消耗高。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2

11、措措 施施d d）軋制周期的確定軋制周期的確定n通常首先根據軋機的型式及設計參數來確定一次軋制量；其次借鑒類似軋機廠家經驗并結合自身的實際情況摸索出一次軋制量；n六輥軋機工作輥的損壞形式明顯區(qū)別于普通四輥軋機工作輥，局部磨損嚴重，尤其是投產初期軋機穩(wěn)定性差，換輥周期不能太長。 n通過輥面硬度變化的檢測來確定最佳軋制量。根據經驗，輥面硬度上升3后就會發(fā)生危險，因此，確定軋制量就以此為限。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施d d） 軋制周期的確定軋制周期的確定 某廠五機架六輥連軋機的軋制周期 第13機架工作輥一次軋制量：2000t 第45機架工作輥一

12、次軋制量：1500t 第15機架中間輥一次軋制量：8000t 第12機架支承輥一次軋制量：35000t 第35機架支承輥一次軋制量：30000t 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施工作輥中間輥支承輥修磨周期修磨量修磨周期修磨量修磨周期修磨量3班(700Km)0.3-0.5mm9班0.60.8mm2周1.2mm某廠可逆式六輥某廠可逆式六輥HCHC軋機換輥規(guī)范軋機換輥規(guī)范( (正常正常) )3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施 e e）磨削工藝磨削工藝 選擇磨削用量原則的是：在保證軋輥表面質量的前提下，盡量提

13、高生產率。n推薦棕剛玉砂輪；n粒度46-60（超精磨用80-120#）；n硬度中軟或軟（J、K）；n盡量采用樹脂結合劑砂輪。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施1.1粗磨軋輥類型控制參數（粗磨）軋輥轉速（rpm）砂輪轉速（m/s）砂輪電流（A）滑架速度mm/min工作輥3055204020010003000中間輥3055204020010003000支承輥20302035200150030003 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施軋輥類型控制參數（精磨）軋輥轉速（rpm）砂輪轉速（m/s）砂輪電流（A）滑架

14、速度mm/min工作輥357015351003002500中間輥357015351003002500支承輥2035203515060015003 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施f）倒角修正倒角修正n軋輥使用一段時間后，輥身直徑逐漸減小，原來輥身上的倒角也隨之變小，如不及時對輥身的倒角進行修正，極易產生輥身環(huán)狀剝落。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施g g）支承輥的修磨支承輥的修磨n在更換工作輥過程中，要注意檢測支承輥的表面硬度，其實測值超出支承輥的設計值5個肖氏單位時，應考慮對支承輥的修磨，磨削量視輥

15、身表面硬化程度來確定。n某廠五機架六輥連軋機的軋輥的修磨量n中間輥軋制8000t的修磨量為0.41.0mm 支承輥軋制3000t-3500t的修磨量為0.6-1.5mm 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施檢測檢測h h）軋輥的檢測軋輥的檢測n大多數工作輥的剝落都不是瞬間產生的，而是有一定的發(fā)生、發(fā)展階段，所以輥身表面裂紋的的檢測在冷軋輥的維護中顯得至關重要。n優(yōu)化軋輥的磨削檢測工藝，保證缺陷軋輥不上機使用，這是控制軋輥非正常消耗的關鍵。n對事故軋輥，將檢測和修磨結合進行，直到缺陷磨凈為止。 3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.

16、2 3.2 措措 施施檢測檢測n表面超聲波：探測軋輥表面缺陷，靈敏度高手工操作檢測速度慢，人為因素的影響大；n磁粉：軋輥表面和亞表面缺陷，靈敏度高，手工操作檢測速度慢，人為因素的影響較大；不適合大面積的檢查，一次性投資較??；n渦流：探測軋輥表面與亞表面缺陷，可實現自動化檢測，檢測速度很快，效率高但一次性投資較大。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 渦流探傷法原理渦流探傷法原理n當線圈接通交流電時產生交變的磁力線，當磁力線與金屬接觸時金屬表面產生電流，此電流叫渦流。n當金屬有缺陷或組織不均勻時，渦流會有強弱或長短變化。n利用渦流的變化反映而進行的檢查方法通常叫渦

17、流探傷法。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 渦流探傷法原理渦流探傷法原理n渦流探傷是局部標定諸如軟區(qū)（軟點）、寬裂紋和磁性的檢驗方法。n軋輥表面相鄰點間的電導率的變化，顯示在 “軟點” 信道上，表示軋輥表面相鄰點間的硬度和組織的變化。磁性也電傳導性的不斷變化，局部軟化或硬度、表面粗糙度、材料夾雜等也在 “軟點” 信道上顯示。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 渦流探傷法原理渦流探傷法原理n軋輥表面相鄰點間信道長度信道長度的變化，顯示在 “裂紋” 信道上，顯示出輥身表面的裂紋。n渦流探傷是測不到小于0.15mm寬細小裂紋。要精

18、確檢測所有的表面裂紋，應當要精確檢測所有的表面裂紋，應當采用表面波探傷。采用表面波探傷。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 渦流探傷法原理渦流探傷法原理n新輥、正常換輥渦流檢測軟點不作判斷依據；n事故輥應跟蹤24個換輥周期，n軟點集中區(qū)域雖然軟點值達標，但可能存在裂紋，應用不同的方法復檢確認；n渦流探傷是以電壓的變化來判斷的，標準電壓的設定有制造廠完成，但使用過程設定的標準電壓會偏離，應定期校正標準電壓（每月1次）。n舊輥軟點噴丸后輥面出現白點，新輥軟點噴丸后輥面出現花紋。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施其它其它

19、J J）其它其它軋輥的預熱：軋輥的預熱：要注意環(huán)境溫差變化，特別是在冬季，需要預熱，空轉一段時間后，才可軋制。搬運、堆放搬運、堆放：軋輥在搬運、堆放時，必須注意避免磕碰劃傷。3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施 3 32 23 3 工作輥、中間輥的維護程序工作輥、中間輥的維護程序軋制常規(guī)換輥軋制事故抽出軋輥磨削 渦 流 檢查 渦 流 檢查掏溝 檢查報廢3 3預防輥身剝落的對策和措施預防輥身剝落的對策和措施3.2 3.2 措措 施施3.2.3 3.2.3 支支承承輥輥的的維維護護程程序序軋制常規(guī)換輥軋制事故從軋機抽出磨削肉眼或磁粉測試檢查磁粉或渦流掏溝

20、磁粉部分磨削否通過通過否否4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 粘鋼是嚴重的軋制事故。粘 鋼 后 在 距 輥 面 5 10mm內因為溫度迅速升高而軟化退火，硬度下降。然后在軋制油作用下，輥面約1mm內重新淬火，硬度急劇升高至900HV以上，同時快速的溫度變化也會產生拉應力而造成開裂4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 4.1 4.1 組織檢測組織檢測 采用4 HNO3酒精腐蝕，最初受腐蝕部位呈現白亮色和黑色2種顏色，這是由于在粘鋼瞬時已達奧氏體化溫度的區(qū)域，冷卻后重新獲得馬氏體組織，因不易受蝕而呈白亮色，稱之為二次淬火區(qū)；而其它受熱區(qū)域，由于溫度略低，被再次回火形成易蝕的回火馬

21、氏體或珠光體類型組織，稱之為高溫回火區(qū)。此后，隨著剝層深度的增加，白亮區(qū)逐漸縮小至消失。磨去0.1mm以后腐蝕區(qū)的顏色與未粘鋼區(qū)難以區(qū)別，這說明二次淬火區(qū)一般僅發(fā)生在粘鋼表層一定深度內。這一深度與粘鋼過熱程度直接相關，而采用4 NHO3酒精腐蝕的鑒別方法也僅局限在此范圍內。 4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 4.2 4.2 裂紋深度裂紋深度 粘鋼在軋輥表層產生熱沖擊裂紋，裂紋深度與粘鋼程度有關，有1.7mm、2.3mm、0.9mm等。這充分說明對于事故下機軋輥僅按常規(guī)進行直徑0.20.3mm左右的修磨是遠遠不夠的。同時，值得注意的是裂紋均沒有暴露于軋輥表面，而是出現在近表面處。 4

22、.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 4.3 4.3 硬度檢測硬度檢測n 粘鋼還導致軋輥在一定深度內硬度不均，特別是在裂紋區(qū)域硬度明顯偏低，嚴重的偏低15HSD左右。n即使裂紋已經磨凈，仍不能恢復表面硬度，與正常區(qū)相比偏低5HSD左右。 4.4 4.4 應力檢測應力檢測n損傷區(qū)壓應力局部減小，有的是拉應力。輥身表面拉應力將增加該區(qū)域發(fā)生裂紋的可能性4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 從以上的檢測結果可知：n一方面，未被去除的裂紋是導致軋輥早期剝落的重要原因，造成有效淬硬層的損失；n另一方面，裂紋清除后的工作面硬度不均勻（軟點或軟區(qū)）將影響再次上機的軋制質量；n其三，拉應力區(qū)域的

23、疲勞強度明顯降低。n因此，科學地認識事故輥磨削質量的重要性，建立科學的換輥、修磨、檢測制度，無疑將會使各種不利影響減小到最小。4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 4.6 4.6 粘鋼軋輥（嚴重事故）處理措施粘鋼軋輥（嚴重事故）處理措施n冷軋廠在建立正常換輥磨削制度的同時，對于事故輥應建立相應的磨削制度。n配備相應的檢測手段，如采用無損探傷技術（渦流/超聲表面波探傷）。n首先判定粘鋼區(qū)域磨削后有無裂紋，同時再輔以硬度檢測，才能保證去除裂紋的同時恢復均勻的輥面硬度。n事故應跟蹤3個軋制周期。 4.4.粘鋼軋輥的檢測分析粘鋼軋輥的檢測分析 4.7 其它事故的處理 在軋鋼生產中，粘鋼是最嚴重

24、的軋制事故，凡是對軋輥產生熱沖擊影響的其它事故，如斷帶、打滑等，對軋輥表層質量都會有類似于粘鋼的破壞性影響，造成工作面疲勞強度降低，所以也按類似的磨削檢測程序處理。5軋輥管理流程軋輥管理流程n軋輥管理是一個系統(tǒng)工程，它包括采購、倉儲、使用、維護、統(tǒng)計、分析、提出新要求、再采購，這是一個閉環(huán)系統(tǒng)。 5軋輥管理系統(tǒng)軋輥管理系統(tǒng) 51 采購采購na) 制訂軋輥采購程序；nb） 建立軋輥綜合評價體系；nc）了解掌握國內各主要鋼廠冷軋輥的采購計劃；nd）了解軋輥制造周期，正常交貨期應在6個月；ne）平均庫存量應在10對；nf) 管理軋輥制造商；ng）組織使用條件、維護技術交流nh）組織年度軋輥綜合性能評

25、價，提出采購計劃；5軋輥管理系統(tǒng)軋輥管理系統(tǒng)n52 倉儲倉儲na） 建立倉制度；nb） 準備通風、干燥的倉庫；nc） 建立軋輥進出倉庫檔案，軋輥按制造商、制造年份分類堆放；n庫存期一般不超過12年。 5軋輥管理系統(tǒng)軋輥管理系統(tǒng)n5 53 3 驗收領用驗收領用na） 制訂驗收領用程序。nb） 按規(guī)定程序組織采購驗收；nc） 對驗收結果進行年度統(tǒng)計分析，提出免檢項目或制造廠商； 5軋輥管理系統(tǒng)軋輥管理系統(tǒng)5 54 4 使用維護制度使用維護制度n1）組織職業(yè)培訓 提高工人的操作技能，增強崗位責任心。前面講到，輥身表面微裂紋引發(fā)的是輥身剝落的主要原因之一，而生產軋制事故則是輥身微裂紋形成的罪魁禍首。n2）建立嚴