吳春東　趙丁　劉福（fú）申　梁豔軍（jun1）

（河北鋼鐵集（jí）團 承德分（fèn）公司棒線廠）

摘　要：通過對承鋼輥環炸裂事（shì）故的深入調研，分析（xī）影響輥環（huán）炸裂的主要原因，並（bìng）對輥環（huán）的使用、安裝等提出改進措施以減少輥（gǔn）環炸（zhà）裂現象，節約（yuē）生產成本。

1、前言

承鋼（gāng）高速線（xiàn）材生產線精軋機組共10架（jià），由5架Φ230軋機和Φ170軋機組（zǔ）成，10架軋機（jī）采用頂（dǐng）交（jiāo）45°形式布置，輥環采用碳化鎢硬質合金，通過錐（zhuī）套連（lián）接在軋輥軸上。熱軋過程（chéng）中，由於（yú）碳化（huà）鎢輥環承受（shòu）著高溫（wēn）、軋製應力（lì）、熱腐蝕、衝擊（jī）負（fù）荷等（děng），因而經常出現輥環炸裂現象，不僅影響生產效率，還大大增（zēng）加了備（bèi）件消耗（hào），致使企業生產成本上升。據統（tǒng）計，承鋼年兩條高速（sù）線材（cái）生產線輥環炸裂共計122片，直（zhí）接（jiē）造（zào）成經濟損失（shī）近100萬，為了減（jiǎn）少碳化鎢輥環的炸裂現 象，對輥環炸裂（liè）的（de）原因進行分析並提出改進措施。

2、碳化鎢輥環炸裂原因分析

2.1 高速區堆鋼

從輥環炸裂原因分析，以上的輥環炸（zhà）裂是由堆鋼事故造（zào）成。輥環設計可承受（shòu）健倍的正常軋製力，但當發生堆（duī）鋼時 會使輥環承受（shòu）更大的額外應力，因而造成炸裂。高速區堆鋼主要原因有導衛（wèi）、導槽安裝不正及磨損嚴（yán）重、導衛粘鐵皮、導輥不轉、軸承燒損、軋（zhá）件劈頭以及輥縫設定錯誤、水冷段冷卻水開啟過早、速（sù）度不匹配等（děng）等都會造成堆鋼。另外，軋製（zhì）中產生斷線也會引起機架間（jiān）堆鋼。

2.2 熱疲勞

軋製過（guò）程中，熱（rè）軋件與（yǔ）軋槽表麵接觸，使輥環表麵溫度升高，這部分金屬（shǔ）要產生膨脹（zhàng），而 輥環深層的金屬溫度由於溫（wēn）度升高較小（xiǎo），就會對輥環表麵金屬產生壓應力反之，當輥環表層被冷卻水急冷後，表層金屬收縮，而深層的金屬（shǔ）收縮不（bú）如表層金屬（shǔ）大（dà），就會（huì）對表層的金屬產生（shēng）一個拉應力，這種反複交變的熱應力極易產生熱疲勞裂（liè）紋，造成輥環槽底出現微裂紋，槽底出現微裂紋會使材料強度明顯下（xià） 降。據資料（liào）介紹，1mm深（shēn）的裂紋使材料強度降至300-500MPa；2mm深的裂紋（wén）使強度降至250-350MPa，3mm深的裂（liè）紋，則使強度降至200-300MPa。若軋（zhá）製量過多，裂紋過深，未及時換輥，微裂紋延伸將會使微裂紋邊寬變（biàn）深，或出現龜裂紋，嚴（yán）重就會造成（chéng）輥環碎（suì）裂（liè）甚至爆裂。

2.3 輥環安裝不（bú）當

精軋機輥環的裝卸有（yǒu）明確的工藝要求，但（dàn）生產過程中（zhōng）操作工為（wéi）了求快，往往（wǎng）忽略這（zhè）些操作工藝要求，在輥環清潔（jié）、錐套清潔方麵（miàn）做得不夠。當接觸麵不潔淨時改變了摩擦係數，不能保（bǎo）證軋製力矩（jǔ），造成錐套打滑、輥環（huán）鬆動嚴（yán）重時出現（xiàn）輥環炸裂。另外在安裝輥環（huán）過程中，若輥環與錐套及（jí）輥軸之間的配合（hé）過緊，將使處在張力狀態下的輥環因溫升產生徑向裂紋過（guò）鬆則使軋製中的輥環與錐套和軸之間產（chǎn）生相（xiàng）對滑動，造成接觸麵磨損或（huò）刮痕，破壞輥環（huán）。

2.4 冷（lěng）卻條件不（bú）好

雖然輥環材質的導熱率是鋼（gāng）的2-3倍，但有效（xiào）的冷卻對輥環的使用壽命（mìng）仍至關重要。在（zài）軋製（zhì）過程中輥（gǔn）環會產生熱（rè）疲勞裂紋，為了減少（shǎo）裂紋，必須用冷卻水把熱量（liàng）帶走，在（zài）軋製過程中，輥環表麵可達500-600℃，冷卻水（shuǐ）壓過高或過低都會影響輥環的冷卻效果。水（shuǐ）壓高於1MPa，當水被噴到槽孔後會彈起來，造成對輥環的冷卻效果不好（hǎo），使輥環槽孔的熱量沒有被（bèi）及時地（dì）帶走造成輥環（huán）溫度升高，嚴（yán）重時導（dǎo）致碎（suì）輥。水壓低於0.6MPa，由於輥環轉速（sù）較（jiào）高，輥環冷卻（què）水會在輥環車瞻（zhān）上形成一層蒸氣層，使輥環冷（lěng）卻水不（bú）能衝破蒸氣（qì）層，不能把（bǎ）輥環軋槽的熱量及時帶走，導致輥環溫度升（shēng）高（gāo）造成輥環碎裂。同時冷卻（què）水水量要充足，如水管噴嘴堵塞或冷卻水水（shuǐ）量不足，也會影（yǐng）響輥環的使用壽命。

2.5 冷卻水質不好

水質會對精軋機輥環的壽命造成很大影響，碳化鎢輥（gǔn）環對（duì）水（shuǐ）質的酸堿度有特殊要求。實驗證明，當PH值小於7.2時，對鈷的腐釗功口劇，會使得碳化（huà）鎢顆粒脫落，在軋槽內形成裂紋，裂紋在軋製中進一步延伸（shēn），最後造成碎輥。水質（zhì）PH值大於7.2時，不僅對硬質（zhì）合金輥環腐（fǔ）蝕減少，提高壽命，而且對車（chē）晰的（de）腐蝕也減少，起了保護作用。冷卻水中的懸浮物對硬質合金輥的腐蝕影響也很大，固體粒子在軋製時如同磨料的作用致使軋槽的微裂紋較（jiào）快的（de）擴大 和延長，當微裂紋擴散到一（yī）定程度時（shí）易造成輥環破碎（suì）。

2.6 磨削液質量不合格

磨（mó）削（xuē）液（yè）對（duì）輥環的磨削起到潤滑、冷卻、清洗、防鏽作用，正確選用合格磨削液，可以降低磨（mó）削溫度，減少（shǎo）磨（mó）削力，改善工件表麵質量。磨削液選用不當，容（róng）易造成磨削負（fù）荷增大，磨削時砂輪劇（jù）烈跳動導致輥環表麵出現波（bō）紋，光潔度差，並且會使輥環中的鑽元素從輥環中（zhōng）稀出來，使軋製的產品質量及輥環的過鋼量明（míng）顯下降，嚴重時出（chū）現炸輥環現象。

2.7 其他

輥環本身的材質及生產工藝存在缺陷。碳化鎢硬質合金輥環一般（bān）有熱（rè）壓、冷（lěng）壓（yā）、熱等靜壓、冷等靜壓四種工藝（yì）方法，以獲得輥環內部組織的致密性，確（què）保輥環的（de）耐磨性及足夠的（de）強 度（dù），但由於生產過程中，受（shòu）各種因素的影響，生產出來的輥環，在其組織內部，會出（chū）現如同鑄造工藝產生的沙眼，造成輥環炸裂。另外還有由於安裝（zhuāng）輥環時壓力太大（dà），導致拆卸輥環時卸不下來，造成人為將其炸裂。

3、減少碳化鎢輥環炸裂改進措施

3.1 控製高速區堆鋼

正（zhèng）確安裝導衛，每次在更換（huàn）精軋導衛時，要對精軋內各架進（jìn）出口導衛的對中情況進行檢查，確保各架導衛安裝合適。以減少由於導衛對中（zhōng）不好（hǎo）所造成的對輥環的衝（chōng）擊力及（jí）輥環碎輥的幾率。軋件（jiàn）頭（tóu）、尾應切除幹淨，以免鐵皮帶入輥（gǔn）槽。正確配輥並根據料型合（hé）理調整輥縫。按（àn）規定設置頭部（bù）未穿水冷（lěng）卻段長度，避開水箱高壓水對軋件（jiàn）頭（tóu）部的衝擊。合理調整料（liào）型，特別是小規格線材的生產，要嚴格（gé）爐前挑廢（fèi），減少高速區軋件斷線。

3.2 控製軋製量定額

精（jīng）軋機寸輥環的單槽（cáo）毫（háo）米軋製量控製在5000噸以內，6寸輥環的單槽毫米軋製量控製在3000噸以內，達（dá）到（dào）額定（dìng）軋製量時（shí）要及時修磨。避（bì）免超額（é）軋製，避免輥環（huán）裂紋向內部擴展。修磨時每次（cì）的進刀量（liàng）要小，避免對輥環造成（chéng）應力集中，一般將進刀（dāo）量控製在每次0.01mm。

3.3 正確安（ān）裝輥環（huán）

避免為了求快乎略細（xì）節，在安裝輥環前，必須用（yòng）無水酒精清洗輥軸、錐套和輥環，保證接觸（chù）麵潔淨掌握（wò）好打壓（yā）壓力，40-45Mpa。不（bú）能過緊或鬆動。嚴（yán）禁用（yòng）鐵錘（chuí）或其他硬物敲打輥環。運輸、安裝過程中嚴禁輥環的相互碰撞，以防損壞輥（gǔn）環。

3.4 合理冷卻

輥環工作時冷卻係統冷卻水水壓要保證在0.6-1MPa，冷卻水（shuǐ）的水量應控製在（zài）250~300L/min；噴水方向為徑向，與輥環方向成15°~30°，冷（lěng）卻水的水溫應控製在35℃；實驗表（biǎo）明，冷卻（què）水與軋槽轉（zhuǎn）切線方向呈合適夾（jiá）角能達到最佳冷卻（què）效果。另外（wài），精（jīng）車（chē）躁作工在每次換輥（gǔn）換槽、換導衛時，要認（rèn）真檢查冷卻水管，並對各（gè）架輥環表麵溫度進行檢查，以判定各架（jià）輥環冷卻效果，減少由（yóu）於冷卻不好而造成的炸輥環。

3.5 改善水質

冷卻水進行沉（chén）澱和淨化處理，將水中固體粒（lì）子的（de）含量控製在小於15mg/L，冷卻水的（de）PH值控製在7.2~7.9，可以泛組經濟的（de）冷卻效果。

3.6 正確采用質量合格磨削液

在動平衡、錐套、冷卻水溫度和壓（yā）力、碳化鎢輥環材質等均正常狀態下，有效降低輥環炸（zhà）裂與正確選擇和使（shǐ）用磨削（xuē）液有必（bì）然的聯（lián）係。磨削液必須采用科技含量高且使（shǐ）用中必須按比例進行（háng）配比，按時更換，會對輥環的磨削加工起到潤滑、冷卻、清洗、防鏽作用，降低輥環炸裂。

3.7 其他

嚴格把關輥（gǔn）環的生產工藝，確（què）保輥環（huán）內部組織的致（zhì）密性、耐磨性及足夠（gòu）的強度，避免出現沙眼（yǎn）運輸、安（ān）裝過程中嚴禁輥環之間的相互碰撞，以防（fáng）損壞輥環要正確（què）安裝輥環，如果（guǒ）遇到卸不下來（lái）的情況，選用超高壓手動（dòng）液壓泵卸輥環，盡量避免人為炸裂。

4、結束語

通過（guò）對承鋼高線精軋機輥環使用過程中的輥環（huán）炸裂原因（yīn）進行深入分（fèn）析（xī），以及改善措施的實施，2011年上半年，承鋼兩條高線輥環炸裂次數較去年減少39%，取得了良好的效（xiào）果，為企業（yè）挖潛增效降成（chéng）本做出了突出貢（gòng）獻（xiàn）。

來源（yuán）：2012年河北省軋鋼生產技術暨學術年會（huì）

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