冷轧辊使用维护检测2013.ppt

冷轧技术交流,中钢集团邢台机械轧辊有限公司2013年11月,1,主要内容,一、轧辊剥落机理二、常见的剥落形式三、合理使用及磨削四、事故辊的磨削、检测五、轧辊检测手段,一、轧辊剥落机理,导致冷轧辊辊面剥落的原因，主要有表面裂纹及热损伤;工作层内冶金缺陷;局部接触应力过大接触疲劳等四类。表面裂纹及热损伤引发的疲劳剥落占绝大多数，局部接触应力过大及疲劳剥落常见于中间辊和支承辊辊身边部，而工作层内冶金缺陷引发的剥落案例比较少见。,2,如果轧辊表面存在微小裂纹、烧伤软点，在轧制过程中，裂纹首先从这些缺陷部位产生，沿着轧制的反方向，与辊面成一定角度向纵深发展，一般可扩展到淬硬层深度位置，然后沿等强面（与辊面平行的同心圆环）扩展，形成一定宽度和长度的平坦带状疲劳断口，断口上一般可清晰地看到疲劳辉纹的扩展方向。见示意图:,3,(一)表面裂纹及热损伤,4,位置1是表面的软点（区）或裂纹，区域2是疲劳裂形成通道，区域3是疲劳裂纹沿圆周方向的扩展通道，4是裂纹快速失稳扩展的区域，区域5或虚线部分是实际发生剥落的区域。,(一)表面裂纹及热损伤,5,(一)表面裂纹及热损伤,6,(一)表面裂纹及热损伤,7,在粘钢时产生的软区，磨削后未消除（硝酸酒精侵蚀后呈现出来）,(一)表面裂纹及热损伤,8,在粘钢时产生的软区，磨削后未消除（硝酸酒精侵蚀后呈现出来）,(一)表面裂纹及热损伤,9,在粘钢时产生的软区，磨削后未消除（硝酸酒精侵蚀后呈现出来）,(一)表面裂纹及热损伤,10,表面裂纹：当出现堆钢、打滑、缠辊、粘辊等轧制事故时，轧材与轧辊间的摩擦热和轧材的变形热在极短时间内骤然增加，使局部辊面温度迅速上升，有时可达700900，甚至1000以上。热冲击温度越高，受热时的塑性压缩变形越大，冷却时的拉应力也就越大。当拉应力超过轧辊材料的抗拉强度时，即产生热冲击裂纹。有时轻微的打滑，轧辊表面并未产生裂纹，但可能存在烧伤软区，如不及时换辊，在后续轧制过程中，软区部位往往会产生裂纹，并引发轧辊剥落。轧辊磨削时，应选择适当砂轮及磨削参数降低磨削热，防止轧辊表面磨削烧伤，产生软区或裂纹。,(一)表面裂纹及热损伤,11,热冲击试验,(一)表面裂纹及热损伤,由于工作层内冶金缺陷（如夹杂、夹渣，孔隙等）引起的轧辊辊身剥落，在生产实践中很少见，它的断口形貌与带状疲劳完全不同。一般以冶金缺陷为圆心，呈贝壳状或鱼眼状外层扩展，而不会向内部沿圆周方向扩展。因此超声波探伤检测在剥落以外的其它区域检测不到内部开裂。,12,(二)、工作层内冶金缺陷,13,(二)、工作层内冶金缺陷,案例1,案例2,这类剥落常见于中间辊和支辊辊身边部。支承辊对工作辊或中间辊起到支撑作用,长期与工作辊或中间辊滚动接触。与工作辊和中间辊相比在机时间长,因而支承辊辊身承受更大的接触应力，沿辊身长度应力分布呈马鞍型，峰值位于辊身边部。中间辊由于轴向窜动，接触应力最大部位与支承辊相比离辊身端面较远些。如果中间辊或支承辊在机时间过长或工作辊、支承辊辊身倒角不合理或怠于修磨，或局部受力异常都会引起轧辊的接触疲劳剥落。接触应力最大的地方一般在次表层。,14,(三)、局部接触应力过大,15,(三)、局部接触应力过大,16,(三)、局部接触应力过大,17,(三)、局部接触应力过大,18,(三)、局部接触应力过大,19,(四)、接触疲劳剥落,材料在循环接触应力作用下，产生局部永久性累积损伤，经一定的循环次数后，接触表面发生麻点、浅层或深层剥落的过程叫做接触疲劳。支承辊在机时间最长发生接触疲劳的现象极为普遍，中间辊次之，工作辊因换辊频繁较少发生接触疲劳。浅层的接触疲劳区中的裂纹往往会引发带状疲劳大剥落。产生接触疲劳的直接原因是高接触应力及高循环次数。,20,三、合理使用及磨削,制定合理的轧辊技术条件减少轧制事故合理换辊和修磨避免磨削烧伤：在磨削高硬度的冷轧工作辊时，进给量或磨削液控制不当很容易产生磨削烧伤，造成轧辊组织、硬度、残余应力变化,形成软点、软区，严重时会产生磨削裂纹。选择并保持适当的辊身倒角：轧辊磨削时，应按图纸设计要求修磨辊身边部倒角。这样可有效避免辊身边部因接触应力过大引发的剥落。,21,三、合理使用及磨削,轧辊材质更新换代：可通过轧辊材质更新提高使用性能，如cr5材质工作辊耐磨性、抗事故性明显优于cr3材质；半高速钢材质中间辊抗接触疲劳性能明显优于cr3及cr5材质中间辊。,22,四、事故辊磨削检测,事故下机轧辊要根据事故类型、辊面损伤情况，进行必要的车削、磨削，采用多种表面检测手段进行检测，保证将辊面裂纹、损伤层等缺陷消除干净后方可上机使用。粘钢轧辊处理、检测的一般步骤：记录粘钢位置车削去除可见裂纹进行超声波探伤确保轧辊内部无开裂磨削后检测原粘钢部位与正常部位硬度（可用采用酸浸确定软区位置）无异常时进行涡流探伤进行表面波探伤必要时进行磁粉探伤。确保将缺陷及热影响层完全去除后方可上机使用。,23,五、检测手段,超声波探伤：轧辊生产过程中关键工序超声波探伤检测硬度检测：预备热处理后检辊颈硬度，最终热处理后检辊身、辊颈硬度，有日本产hsd、hsc硬度计、瑞士产le硬度计，ld硬度计，台式hrc硬度，hv硬度计。涡流探伤：轧