熱軋輥

熱軋輥

熱軋輥輥面損傷的形式有1、輥面裂紋裂2、壓痕3、氧化膜脫落4、粘鋼、異常磨損等。

輥面損傷


1、輥面裂紋裂
紋分為正常裂紋及非正常裂紋,正常裂紋也叫熱裂紋,是由於多次溫度循環產生的熱應力所造成的輥面逐漸破裂,是發生於輥面上的一種微表面層現象;非正常裂紋是在軋制過程中因打滑、粘鋼、卡鋼、堆鋼、甩尾等事故造成熱衝擊裂紋,在輥面表面局部形成一定深度和延展度的裂紋。
2、壓痕
主要是指在生產過程中,由於清掃原因等造成氧化鐵皮等異物的壓入,在輥面產生連續或不連續分佈的無規則形狀的凹坑等。
3、氧化膜脫落
軋制開始,經過一段時間燙輥后,在軋輥表面形成一層銀灰色或淺藍色較薄的氧化膜,其對保護輥面、提高軋件表面質量十分重要,由於軋制力的反覆作用,造成氧化膜沿碳化物周圍產生微裂紋;當軋輥冷卻能力不足,輥面很難形成緻密的氧化膜,即使形成氧化膜也會很快惡化。在軋制不合理,氧化膜在生成過程中迅速被破壞,會造成氧化膜脫落,在輥面留下流星斑等缺陷,造成輥面粗糙度升高,磨損量增大。
4、粘鋼、異常磨損等
由於軋制異常造成輥面與軋件的粘連,出現粘鋼;軋制時工藝參數不合理造成同寬公里軋輥消耗過大,造成輥面磨損不均現象。
生產中,應從標準化作業、設備檢修方面著手,避免以上方面輥面損傷發生。

材料選用


國內曾經使用過鍛鋼軋輥和無限冷硬鑄鐵軋輥,除普通冷硬鑄鐵外,還有低鎳鉻鉬、中鎳鉻鉬、高鎳鉻鉬鑄鐵材料,高檔次的冷硬鑄鐵材料為高鎳鉻鉬冷硬鑄鐵。這類材質軋輥的缺點是硬度低,耐磨性不好。後來採用了球墨複合鑄鐵軋輥,相對而言,使用壽命提高了幾倍,至今仍然在使用。國外則一般採用半鋼和高硬度特殊半鋼材質,對克服表面粗糙和抗磨損都很有效。
為了提高熱軋輥的表面耐磨性,熱軋輥的材料不斷地得到改進,其基本的發展過程是從冷硬鑄鐵到高鉻鑄鐵到半高速鋼和高速鋼
高鉻鑄鐵軋輥的化學成分為:2.0%~4.0%C,10%~30%Cr,0.15%~1.6%Ni,0.3%~2.9%Mo。其本質是一種高耐磨性的高合金白口鐵,鉻含量一般在10%~15%,其碳化物主要是M7C3型,與白口鑄鐵的連續的M8C型碳化物不同,它不但具有良好的耐磨性,還有較高的硬度(HV可達1800),基體為奧氏體馬氏體,因而其硬度和韌性結合較好。實際的軋制生產表明,高鉻鑄鐵軋輥有較好的抗熱裂性能,原因是軋輥表面生成一層緻密且有韌性的鉻的氧化膜,能減少熱裂紋的數量和深度。因此,高鉻鑄鐵輥在20世紀80年代被非常廣泛用於精軋前架。目前,高鉻鑄鐵複合軋輥已廣泛用作熱軋帶(鋼)連軋機,粗軋和精軋前段工作輥、寬中厚板;粗軋和精軋工作輥及小型型鋼和棒材軋機精軋輥等。
高鉻鑄鐵軋輥的熱處理有兩種形式,一是低於臨界轉變溫度的亞臨界熱處理,另一種是高於臨界點A3的高溫熱處理。高鉻軋輥表面材料的珠光體基體,希望具有極細的片間距,並在基體上有大量彌散分佈的二次碳化物,要求有盡量低的殘餘奧氏體和殘餘應力,所以一般選用后一種形式的熱處理,具體為正火加回火。
高速鋼作為熱軋輥材料的應用在1988年始於日本,20世紀90年代初期美國和歐洲也進行了研製,我國在20世紀90年代後期開始研製和使用高速鋼軋輥。一般高速鋼的成分為1%~2%C,0%~5%Co,0%~5%Nb,3%~10%Cr,2%~7%Mo,2%~7%V,1%~5%W。因為擁有大量可形成強碳化物的合金元素如W和V,其最終的顯微組織含有大約10%~15%具有極高硬度和高溫穩定性的碳化物,所以在高溫下工作能保持較高的強度和硬度。其工作層硬度高,可達到80~85HS,具有較好的耐磨性和抗熱裂性,軋輥表面沒有出現熱裂紋,一般沒有剝落現象。
近年來國外在熱軋薄板粗軋機架採用半高速鋼軋輥也獲成功,其耐磨性是高鉻鋼軋輥的2倍,且咬入性能和抗熱疲勞性能好,因而成為熱軋薄板粗軋機架和線棒材中軋機架軋輥的理想選擇,半高速鋼的化學成分範圍為:1.5%~2.5%C,0.5%~1.5%Si,0.4%~1.0%Mn,1.0%~6.0%Cr,0.1%~4.0%Mo,0.1%~3.0%V,0.1%~4.0%W。