熱軋支承輥剝落分析

《熱軋支承輥剝落分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、熱軋支承輻剝落分析熱連軋支撐轆剝落的原因分析馬葉紅，郭繼友（寶鋼集團上海梅山熱軋板廠，江蘇南京210039）摘要:本文對梅山1422熱連軋支撐翟剝落掉塊和輻身邊部“掉肩”進行了深入的分析,結(jié)果表明加工破化、磨損不均勻、接觸疲勞、餛身邊部倒角設(shè)計不合理及工作層內(nèi)缺陷是造成軋輾剝落的主要原因。并結(jié)合生產(chǎn)實際提出合理的使用維護方法與預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:支撐餛;剝落;熱連軋中圖分類號:TG335.11文獻標識碼:A1前言在鋼板的軋制過程中，雖然支撐轆沒有直接與軋件接觸，但卻承受著絕大部分彎曲力矩，并對軋線的正常運行起著重要

2、的作用。一方面，支撐轆的更換時間長，特別是有事故發(fā)生時，對軋線的影響就更人。另一方面，支撐轆的成本高，支撐轆發(fā)生剝落事故,就會使支撐轆的有效使用率降低［1］。梅山熱軋廠前后共使用過兩種支撐轆:鑄鋼支撐轆和鍛鋼支撐轆,這兩種不同材質(zhì)的支撐険在使用過程中都出現(xiàn)過不同程度的剝落,不但影響軋線的正常運行,造成巨人的經(jīng)濟損失，而且增加了板材生產(chǎn)的成本。2支撐車昆的剝落形式支撐輾在使用過程中主要有轆身剝落和鶴身邊部剝落即“掉肩”兩種失效形式，這兩種失效形式常常造成支撐轆有效使用直徑的巨大損失。如圖1所示，這支軋轆當(dāng)時作為F2

3、機架的下支撐轆，岀現(xiàn)在轆身中部呈“貓舌狀”，且剝落周邊的裂紋沿轆面不斷延伸至轆端，沿徑向延伸至整個工作層，整個缺陷的范圍覆蓋了2/3周向的餛而,引起剝落的裂紋擴展到結(jié)合層，從而破壞結(jié)和層。這種情況在生產(chǎn)中屬于嚴重缺陷，即軋轆不能再繼續(xù)使用，最終只能報廢，嚴重減少了軋轆的有效使用層，增加了成木。圖1轆身中部剝落示意圖另一種失效形式是軋轆轆身邊部出現(xiàn)剝落的情況，見圖2。這種剝落相比圖1所示的剝落耍小得多，但這種剝落事故的發(fā)生率也較高，經(jīng)常出現(xiàn)在軋轆端部（一般都是在工作側(cè)），圖2中的圖2軋轆端部剝落示意圖軋轆當(dāng)時作為F

4、6的上支撐轆。3支撐轆失效形式的研究與分析3.1基本參數(shù)本廠所使用支撐轆的材質(zhì)為75Cr2Mn2NiMo,其化學(xué)成分、機械性能和基本尺寸見表1?3。表1化學(xué)成分(%)元素CO.6?1.0SiO.3?0.8Mnl.0?2.5PW0.03SW0.03Crl?0?2.5Ni0.8?2MoO.2?1.0表2機械性能項L1抗拉強度2800(MPa)屈服強度^600(MPa)延伸率21.5(%)楊氏模量210000(MPa)表3基木尺寸軋餛參數(shù)最大轆徑(mm)最小銀徑(mm)輾身長度(mm)重量(kg)軋輾全長(mm)粗軋B

5、UR138512601429264924486精軋F1-3138012601429243063925BURF4-61380126014292331539253.2加工碩化對支撐轆剝落的影響支撐轆始終與高碩度的工作轆或屮間轆保持滾動接觸，轆面承受周期性接觸壓應(yīng)力。周期性的滾動接觸應(yīng)力常會在支撐轆表面產(chǎn)生加工碩化層，當(dāng)碩化程度增加的應(yīng)力值與軋制應(yīng)力程加后超過材料的屈服極限時，就會出現(xiàn)微裂紋，繼而擴展產(chǎn)生剝落［2］。隨支撐幅要求硬度的同，導(dǎo)致剝落的鎖度升高臨界值也不一樣，一般認為，對于硬度超過IISD65的支撐轆，加工

6、硬化硬度增加值超過HSD3就有剝落的危險。3.3磨損對支撐轆剝落的影響支撐餛表謝磨損不均勻，加工破化層呈條帶狀分布，不同條帶之間存在破度差，應(yīng)力狀態(tài)也不同［3］。軋制過程如有過載，如工作轆剝落、纏轆、卡鋼、滑動等軋制事故，氧化詼皮嵌入，酸浸腐蝕規(guī)而等，引起支撐轆局部剪切應(yīng)力增人而屈服，使加工硬化層底部產(chǎn)生表面皮下微裂紋,微裂紋自內(nèi)向外發(fā)展到轆面，造成剝落掉塊。在剝落發(fā)生以前，這種微裂紋在軋轆使用中很難被發(fā)現(xiàn),也看不到裂紋的擴展悄況。如果這些皮下微裂紋在軋轆下機修解時未被發(fā)現(xiàn)和修序,再次使川時裂紋會急速擴展，抵達車

7、昆Mi造成剝落。3.4冶金缺陷對支撐規(guī)剝落的影響支撐輾車昆身工作層材料中存在非金屬夾雜物等冶金缺陷，特別是脆性的帶有棱角的氧化物、硅酸鹽類夾雜物，尖角部位存在應(yīng)力集屮，一定周期循環(huán)后產(chǎn)生微裂紋,微裂紋沿夾雜物和應(yīng)力方向擴展最終引起表層剝落。3.5車昆身邊部倒角設(shè)計對支撐轆掉肩的影響軋鋼過程中，由于支撐轆和工作轆磨損不均衡，工作轆的止負彎轆力作用，形成支撐轆或T作眾轆身屮部凹陷兩端凸起的眾型，使轆身端部接觸應(yīng)力迅速增大。當(dāng)超過材料的屈服極限時，產(chǎn)生塑性變形,多次交變的變形產(chǎn)生微裂紋，裂紋擴展就會造成掉肩。為避免或延

8、緩這種失效發(fā)生，支撐轆轆身端部常做出一段碩度較低的軟帶,并設(shè)計成有一定軸向長度的錐面或圓弧過渡。不同的倒角設(shè)計對應(yīng)力集中的影響見圖3［4］o不同類型倒角，倒角部位產(chǎn)生的應(yīng)力集中系數(shù)差距很大。在錐度小于0.50、弧度超過500mm的情況下,應(yīng)力集中系數(shù)可以忽略不計。推薦使用的兩種倒角見圖4和圖5o圖3不同的倒角設(shè)計應(yīng)力集屮圖圖4推薦使用倒角圖圖5推薦使用倒角圖2X45???