軋輥剝落

　　軋輥剝落通常是由顯微裂紋引起的軋輥破壞，熱軋帶鋼的支撐輥和工作輥由于力學(xué)因素、工作條件及服役周期不同，其剝落方式及輕重也不同。

　　1 工作輥剝落

　　熱軋工作輥剝落是由接觸疲勞造成的，生產(chǎn)中出現(xiàn)的剝落多數(shù)為輥面裂紋所致。

　　工作輥與支撐輥接觸，產(chǎn)生接觸應(yīng)力及相應(yīng)的交變剪應(yīng)力，通常工作輥服役約8小時(shí)就下機(jī)進(jìn)行磨削，因此不易產(chǎn)生疲勞裂紋。由于支撐輥與工作輥接觸寬度不足20mm，即使在冷卻水的作用下，支承輥也無明顯的溫差，工作輥則不然。當(dāng)工作輥與高溫帶鋼接觸時(shí)，其輥面溫度可升高到500～600℃；當(dāng)其接觸到冷卻水時(shí)，工作輥的溫度又迅速降到100～150℃以下。這種周期性的加熱和冷卻使工作輥輥面產(chǎn)生了變化的溫度場(chǎng)，因而產(chǎn)生了明顯的周期應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力超過材料的疲勞極限時(shí)，軋輥表面便產(chǎn)生細(xì)小的網(wǎng)狀熱裂紋，即龜裂。另外，在軋制過程中，當(dāng)帶鋼出現(xiàn)甩尾，疊軋時(shí)，軋件將劃傷軋輥，這樣就形成了新的裂紋源。軋輥表面的龜裂、表層裂紋等，在工作應(yīng)力、殘余應(yīng)力和冷卻作用下引起的氧化，使裂紋尖端的應(yīng)力急劇增加并超過材料的允許應(yīng)力而向軋輥內(nèi)部擴(kuò)展。當(dāng)裂紋發(fā)展成與輥面呈一定的角度甚至沿著輥面平行的方向擴(kuò)展時(shí)，就造成了剝落。

　　2 支撐輥剝落

　　支撐輥剝落主要是由距輥面一定深度的交變剪切應(yīng)力造成的，其剝落部位主要發(fā)生在支撐輥兩端。

　　支撐輥由于服役周期較長(zhǎng)，普遍存在磨損量大，磨損嚴(yán)重且不均勻等現(xiàn)象。由于支撐輥的中間磨損量大，兩端磨損量小，所以輥身兩端產(chǎn)生局部的接觸應(yīng)力尖峰，造成兩端交變剪應(yīng)力的增大，因而加快了疲勞破壞。同時(shí)輥身中部的剪應(yīng)力點(diǎn)，在軋輥磨損的推動(dòng)作用下，逐漸往輥身內(nèi)部移動(dòng)至少0.5mm，不易形成疲勞裂紋；而軋輥邊部的最大剪應(yīng)力點(diǎn)，由于該邊部磨損較少，基本保持不變，故其在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，局部材料弱化，出現(xiàn)裂紋。在軋制過程中，輥面以下為接觸疲勞引起的裂紋源，由于尖端存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而自尖端開始沿輥面垂直方向向輥面擴(kuò)展，或與輥面成小角度以致呈平行的方向擴(kuò)展，兩者相互作用，隨著裂紋擴(kuò)展，最終造成剝落。

　　軋輥斷裂

　　軋輥斷裂的因素很多，其中包括本身的因素，即輥身內(nèi)部存在大量裂紋及軋輥組織缺陷和軋輥的鑄造缺陷。在生產(chǎn)過程中，如輥身內(nèi)部存在大量裂紋，則該裂紋尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中而快速擴(kuò)展并連接形成一個(gè)較大的裂紋，這種裂紋在交變應(yīng)力的作用下，由內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大，當(dāng)裂紋擴(kuò)大到一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)生斷裂；軋輥組織缺陷和軋輥的鑄造缺陷也都會(huì)造成斷輥。

　　軋輥設(shè)計(jì)所受的局限性及設(shè)計(jì)的不合理也會(huì)造成軋輥斷裂，由此引起的斷裂主要發(fā)生在軋輥的輥頸或輥頸與輥身的過渡處。輥頸直徑受軋輥軸承徑向尺寸的影響，輥頸直徑比輥身直徑小得多；在輥頸與輥身的連接處，由于直徑突然變化，以致當(dāng)軋輥受載時(shí)產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

　　在軋制過程中，過大的軋制力會(huì)使工作輥輥頸從根部和輥頸受力處斷裂。因此，在工作輥設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量加大軋輥的輥頸直徑及輥頸和輥身的過渡圓角，同時(shí)，一定要校核工作輥輥頸所能承受的扭轉(zhuǎn)力矩。

　　提高軋輥使用壽命的相應(yīng)措施

　　（1）熱軋輥長(zhǎng)期在700～800℃環(huán)境中工作，與熱鋼坯直接接觸，承受強(qiáng)大的軋制力，同時(shí)表面還要承受軋材的強(qiáng)力磨損，且反復(fù)被熱軋材加熱和冷卻水冷卻，經(jīng)受溫度變化較大的熱疲勞作用。因此，要求熱輥軋材具有淬透性高，熱膨脹系數(shù)低，熱傳導(dǎo)能力高和高的高溫屈服強(qiáng)度及抗氧化性高等特點(diǎn)。

　　（2）出現(xiàn)裂紋的軋輥應(yīng)及時(shí)更換進(jìn)行磨削，保證其適度的磨削量，以消除殘余裂紋。

　　（3）為減小或者消除內(nèi)應(yīng)力，工作輥在使用一個(gè)周期后要進(jìn)行一次消除應(yīng)力退火，或?qū)⒛ハ骱蟮能堓伣刖哂幸欢囟鹊挠蛣┲斜４妗?/P>

　　（4）合理的軋輥輥型配置，均勻輥間接觸應(yīng)力，保持適量均勻的磨損，利用磨損的推動(dòng)作用以有效消除軋輥剝落。

　　（5）從軋制工藝方面出發(fā)。要確保冷卻水的正常投入，在使用過程中必須加強(qiáng)對(duì)軋輥冷卻噴嘴的管理，保證噴嘴和過濾網(wǎng)不堵塞，水量足夠，確保軋輥的溫度控制在正常范圍之內(nèi)；在熱軋帶鋼生產(chǎn)中還可應(yīng)用軋制潤(rùn)滑技術(shù)，實(shí)踐證明，軋制潤(rùn)滑可以減少軋輥的磨損，降低軋制力及軋制扭矩，緩解軋輥的熱疲勞，改善軋制時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)；應(yīng)用在線磨輥技術(shù)和工作輥橫移以降低軋輥磨損，延長(zhǎng)帶鋼的軋制公里數(shù)，減少換輥次數(shù)。

　　軋輥的破壞是由多種因素相互作用和相互影響引起的，它的損壞形式多種多樣。雖然在實(shí)際工作中軋輥破損還不能完全避免，但我們可以針對(duì)具體的損壞形式，提出相應(yīng)的解決辦法；還可根據(jù)軋輥的使用環(huán)境來考慮軋輥的選材，保證軋輥可以經(jīng)受溫度變化較大的熱疲勞作用；也可以通過合理安排換輥周期、合理布置冷卻水和軋制潤(rùn)滑等工藝手段及應(yīng)用在線磨輥技術(shù)減少軋輥的磨損。（考試大編輯整理）