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《板帶軋機工作輥斷裂原因分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第14卷第3期寬厚板Vol.14.No.32008年6月WIDEANDHEAVYPLATEJune2008·39·板帶軋機工作輥斷裂原因分析韓華軍盧銳(邯鄲鋼鐵集團有限責任公司)摘要本文就板帶工作輥出現(xiàn)的斷裂問題,進行了斷裂狀態(tài)描述,分析了產生斷裂的原因,對各種原因產生斷裂的機理、作用進行了闡述,并提出了避免產生軋輥斷裂的措施。關鍵詞軋輥斷裂殘余應力組織缺陷AnalysisonCausesofWorkRollRuptureonStripMillHanHuajunandLuRui(HandanIronandSteelGroupCorporationLtd)AbstractThearticle
2、describestheworkrollruptureconditionsonstripmill,analyzesthecausesofrupture,dis2cussestherupturemechanismofvariouscauses,andputsforwardthepreventivemeasuresavoidingmillrollrupture.KeywordsMillroll,Rupture,Residualstress,Structureimperfection0前言分布,如圖1所示。軋輥斷裂是軋輥損壞最為嚴重的一種形式,不但會造成軋輥與軋材損失,還可能影響到設備和人身的安
3、全,事故處理時間長,影響軋機的作業(yè)率。板帶工作輥的斷裂可發(fā)生在輥身、輥頸、傳動端軸頭處。軋輥斷裂原因通常有兩類:一類屬于軋輥材質或制造質量,即軋輥本身內在缺陷造成,如制造后殘余應力過大、鑄造缺陷或熱處理不當造成非正常組織、內部夾雜物等;另一類屬于軋制圖1軋輥溫度沿徑向分布圖工藝條件和使用情況,即外部原因造成,如軋輥表溫度沿徑向呈拋物線型分布,表面溫度上升,面熱裂嚴重、超載和冷卻條件不好等引起的應力體積膨脹,這種膨脹受低溫芯部的阻礙而產生應增大。在許多情況下,軋輥的斷裂是由多種因素力。產生的熱應力可分解為三部分:軸向應力綜合造成的。(σz)、切向應力(σt)及徑向應力(σr)。三方向的1主要
4、斷裂方式及產生原因熱應力可根據(jù)彈性理論算出,除徑向應力在半徑1.1殘余應力及熱沖擊斷裂方向是拉應力外,軸向應力和切向應力在表面處軋制開始時,軋輥與高溫軋件相接觸,隨著軋于受壓狀態(tài),而芯部處于受拉狀態(tài)。軋制過程中制過程的進行,溫度逐步上升,在此過程中,軋輥的熱應力與殘余應力疊加在一起,在中心部位產表面溫度高,而芯部仍處于低溫狀態(tài),溫度沿徑向生較大的合成拉應力,當合成應力超過材料的抗·40·寬厚板第14卷拉強度時,軋輥芯部就會產生裂紋甚至會發(fā)生斷輥,如果再有縮孔、疏松和夾雜缺陷,則會加劇斷輥的發(fā)生。有些硬度高的軋輥,常常會爆裂成許多碎片,這是因為這些軋輥殘余應力很高。軋輥表層下高的殘余應力峰位
5、太靠近表面,由于熱應力和機械應力作用,或者表面裂紋及損壞擴展至拉應力區(qū),這種災難性的損壞就會發(fā)生。促使這種損壞發(fā)生的其他因素是:軋輥工作過程中軋輥組織中大量殘余奧氏體分解,伴隨著體積膨脹而使內應力增圖3軋輥開裂實物照片加;鋼輥內高的氫含量及它的有害影響(脆性發(fā)軋輥開始軋制時,要有一個燙輥過程,軋制幾裂);次表層缺陷,尤其當它存在于高的拉應力區(qū)塊易軋品種并控制好軋制節(jié)奏,必要時在裝輥前時。對軋輥進行預熱;保證良好的冷卻條件,嚴禁閉水曾測定直徑650mm的熱帶連軋機高NiCr軋軋制,盡量降低內外層溫度梯度;普通鐵輥,使用輥精軋后段殘余應力,如圖2所示。由圖2可知,前,要有半年到一年的自然時效期
6、,以降低軋輥內2軋輥芯部沿軸向的殘余應力可達到12kg/mm,的殘余應力;熱軋薄板的軋輥,軋輥預熱時推薦使2而其極限抗拉強度σb=19～27kg/mm。因此,用可控感應加熱設備(加熱均勻、升溫速度可2若由于熱應力產生的縱向應力>7～10kg/mm控),預熱溫度為380～420℃,預熱時間為夏季6時,軋輥就會出現(xiàn)從芯部開始的斷裂,這種形式～7h,冬季10～12h,對軋輥預熱不能操之過急,的斷裂也稱為熱沖擊斷裂。必須有足夠的保溫時間,防止因溫差大造成內應力過大導致斷輥。實際上斷輥往往是因為預熱時間不夠,形成惡性循環(huán)。同時,換下的軋輥應馬上放置到緩冷坑內進行緩冷,以避免或減弱再生熱應力的產生。1
7、.2疲勞裂紋擴展斷裂在軋制過程中,軋輥上的裂紋受彎曲應力的作用,若其中一條裂紋變得很深,重車時不能消除,繼續(xù)軋制時在交變熱應力和周期性彎曲應力的作用下,裂紋迅速擴展;同時由于軋制過程中的圖2高NiCr軋輥殘余應力分布圖氧化鐵皮嵌入和冷卻水的腐蝕,加速裂紋的擴展,為了避免這種熱沖擊斷裂,軋輥生產時,應盡當裂紋疲勞擴展到一定深度后,造成軋輥有效直量減少內部缺陷,如縮孔、疏松、夾雜等,提高芯部徑變小,發(fā)生斷輥。材料的強度;增加
