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      1. 首頁
        2. 
			
      2. 軸承知識
        3. 
		
      
	
      

      
  
  
      
      
      
          
      承鋼高速線材生產(chǎn)線精軋機(jī)炸輥環(huán)原因分析及改進(jìn)措施
      
          
      2024-09-20
      

          
      
              
      吳春東　趙丁　劉福申　梁艷軍
      （河北鋼鐵集團(tuán) 承德分公司棒線廠）
      摘　要：通過對承鋼輥環(huán)炸裂事故的深入調(diào)研，分析影響輥環(huán)炸裂的主要原因，并對輥環(huán)的使用
      、安裝等提出改進(jìn)措施以減少輥環(huán)炸裂現(xiàn)象，節(jié)約生產(chǎn)成本
      。
      1、前言
      承鋼高速線材生產(chǎn)線精軋機(jī)組共10架
        ，由5架Φ230軋機(jī)和Φ170軋機(jī)組成
        ，10架軋機(jī)采用頂交45°形式布置，輥環(huán)采用碳化鎢硬質(zhì)合金
        ，通過錐套連接在軋輥軸上
        。熱軋過程中，由于碳化鎢輥環(huán)承受著高溫
        、軋制應(yīng)力
        、熱腐蝕、沖擊負(fù)荷等
        ，因而經(jīng)常出現(xiàn)輥環(huán)炸裂現(xiàn)象
        ，不僅影響生產(chǎn)效率，還大大增加了備件消耗
        ，致使企業(yè)生產(chǎn)成本上升
        。據(jù)統(tǒng)計
        ，承鋼年兩條高速線材生產(chǎn)線輥環(huán)炸裂共計122片，直接造成經(jīng)濟(jì)損失近100萬
        ，為了減少碳化鎢輥環(huán)的炸裂現(xiàn) 象
        ，對輥環(huán)炸裂的原因進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。
      2
      、碳化鎢輥環(huán)炸裂原因分析
      2.1 高速區(qū)堆鋼
      從輥環(huán)炸裂原因分析
      ，以上的輥環(huán)炸裂是由堆鋼事故造成
      。輥環(huán)設(shè)計可承受健倍的正常軋制力
      ，但當(dāng)發(fā)生堆鋼時 會使輥環(huán)承受更大的額外應(yīng)力，因而造成炸裂
      。高速區(qū)堆鋼主要原因有導(dǎo)衛(wèi)
      、導(dǎo)槽安裝不正及磨損嚴(yán)重、導(dǎo)衛(wèi)粘鐵皮
      、導(dǎo)輥不轉(zhuǎn)
      、軸承燒損、軋件劈頭以及輥縫設(shè)定錯誤
      、水冷段冷卻水開啟過早
      、速度不匹配等等都會造成堆鋼。另外
      ，軋制中產(chǎn)生斷線也會引起機(jī)架間堆鋼
      。
      2.2 熱疲勞
      軋制過程中，熱軋件與軋槽表面接觸
      ，使輥環(huán)表面溫度升高
      ，這部分金屬要產(chǎn)生膨脹，而 輥環(huán)深層的金屬溫度由于溫度升高較小
      ，就會對輥環(huán)表面金屬產(chǎn)生壓應(yīng)力反之
      ，當(dāng)輥環(huán)表層被冷卻水急冷后，表層金屬收縮
      ，而深層的金屬收縮不如表層金屬大
      ，就會對表層的金屬產(chǎn)生一個拉應(yīng)力，這種反復(fù)交變的熱應(yīng)力極易產(chǎn)生熱疲勞裂紋
      ，造成輥環(huán)槽底出現(xiàn)微裂紋
      ，槽底出現(xiàn)微裂紋會使材料強(qiáng)度明顯下 降。據(jù)資料介紹
        ，1mm深的裂紋使材料強(qiáng)度降至300-500MPa
        ；2mm深的裂紋使強(qiáng)度降至250-350MPa，3mm深的裂紋
        ，則使強(qiáng)度降至200-300MPa
        。若軋制量過多
        ，裂紋過深，未及時換輥
        ，微裂紋延伸將會使微裂紋邊寬變深
        ，或出現(xiàn)龜裂紋，嚴(yán)重就會造成輥環(huán)碎裂甚至爆裂
        。
      2.3 輥環(huán)安裝不當(dāng)
      精軋機(jī)輥環(huán)的裝卸有明確的工藝要求
        ，但生產(chǎn)過程中操作工為了求快，往往忽略這些操作工藝要求
        ，在輥環(huán)清潔
        、錐套清潔方面做得不夠。當(dāng)接觸面不潔凈時改變了摩擦系數(shù)
        ，不能保證軋制力矩
        ，造成錐套打滑、輥環(huán)松動嚴(yán)重時出現(xiàn)輥環(huán)炸裂
        。另外在安裝輥環(huán)過程中
        ，若輥環(huán)與錐套及輥軸之間的配合過緊，將使處在張力狀態(tài)下的輥環(huán)因溫升產(chǎn)生徑向裂紋過松則使軋制中的輥環(huán)與錐套和軸之間產(chǎn)生相對滑動
        ，造成接觸面磨損或刮痕
        ，破壞輥環(huán)。
      2.4 冷卻條件不好
      雖然輥環(huán)材質(zhì)的導(dǎo)熱率是鋼的2-3倍
      ，但有效的冷卻對輥環(huán)的使用壽命仍至關(guān)重要
      。在軋制過程中輥環(huán)會產(chǎn)生熱疲勞裂紋，為了減少裂紋
      ，必須用冷卻水把熱量帶走
      ，在軋制過程中，輥環(huán)表面可達(dá)500-600℃
      ，冷卻水壓過高或過低都會影響輥環(huán)的冷卻效果
      。水壓高于1MPa，當(dāng)水被噴到槽孔后會彈起來
      ，造成對輥環(huán)的冷卻效果不好
      ，使輥環(huán)槽孔的熱量沒有被及時地帶走造成輥環(huán)溫度升高，嚴(yán)重時導(dǎo)致碎輥
      。水壓低于0.6MPa
      ，由于輥環(huán)轉(zhuǎn)速較高，輥環(huán)冷卻水會在輥環(huán)車瞻上形成一層蒸氣層
      ，使輥環(huán)冷卻水不能沖破蒸氣層
      ，不能把輥環(huán)軋槽的熱量及時帶走，導(dǎo)致輥環(huán)溫度升高造成輥環(huán)碎裂。同時冷卻水水量要充足
      ，如水管噴嘴堵塞或冷卻水水量不足
      ，也會影響輥環(huán)的使用壽命。
      2.5 冷卻水質(zhì)不好
      水質(zhì)會對精軋機(jī)輥環(huán)的壽命造成很大影響
      ，碳化鎢輥環(huán)對水質(zhì)的酸堿度有特殊要求
      。實驗證明，當(dāng)PH值小于7.2時
      ，對鈷的腐釗功口劇
      ，會使得碳化鎢顆粒脫落，在軋槽內(nèi)形成裂紋
      ，裂紋在軋制中進(jìn)一步延伸
      ，最后造成碎輥。水質(zhì)PH值大于7.2時
        ，不僅對硬質(zhì)合金輥環(huán)腐蝕減少
        ，提高壽命，而且對車晰的腐蝕也減少
      ，起了保護(hù)作用。冷卻水中的懸浮物對硬質(zhì)合金輥的腐蝕影響也很大
      ，固體粒子在軋制時如同磨料的作用致使軋槽的微裂紋較快的擴(kuò)大 和延長
      ，當(dāng)微裂紋擴(kuò)散到一定程度時易造成輥環(huán)破碎。
      2.6 磨削液質(zhì)量不合格
      磨削液對輥環(huán)的磨削起到潤滑
      、冷卻
      、清洗、防銹作用
      ，正確選用合格磨削液
      ，可以降低磨削溫度，減少磨削力
      ，改善工件表面質(zhì)量
      。磨削液選用不當(dāng)，容易造成磨削負(fù)荷增大
      ，磨削時砂輪劇烈跳動導(dǎo)致輥環(huán)表面出現(xiàn)波紋
      ，光潔度差，并且會使輥環(huán)中的鉆元素從輥環(huán)中稀出來
      ，使軋制的產(chǎn)品質(zhì)量及輥環(huán)的過鋼量明顯下降
      ，嚴(yán)重時出現(xiàn)炸輥環(huán)現(xiàn)象。
      2.7 其他
      輥環(huán)本身的材質(zhì)及生產(chǎn)工藝存在缺陷
      。碳化鎢硬質(zhì)合金輥環(huán)一般有熱壓
      、冷壓、熱等靜壓
      、冷等靜壓四種工藝方法
      ，以獲得輥環(huán)內(nèi)部組織的致密性
      ，確保輥環(huán)的耐磨性及足夠的強(qiáng) 度，但由于生產(chǎn)過程中
      ，受各種因素的影響
      ，生產(chǎn)出來的輥環(huán)，在其組織內(nèi)部
      ，會出現(xiàn)如同鑄造工藝產(chǎn)生的沙眼
      ，造成輥環(huán)炸裂。另外還有由于安裝輥環(huán)時壓力太大
      ，導(dǎo)致拆卸輥環(huán)時卸不下來
      ，造成人為將其炸裂。
      3
      、減少碳化鎢輥環(huán)炸裂改進(jìn)措施
      3.1 控制高速區(qū)堆鋼
      正確安裝導(dǎo)衛(wèi)
      ，每次在更換精軋導(dǎo)衛(wèi)時，要對精軋內(nèi)各架進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)的對中情況進(jìn)行檢查
      ，確保各架導(dǎo)衛(wèi)安裝合適
      。以減少由于導(dǎo)衛(wèi)對中不好所造成的對輥環(huán)的沖擊力及輥環(huán)碎輥的幾率。軋件頭
      、尾應(yīng)切除干凈
      ，以免鐵皮帶入輥槽。正確配輥并根據(jù)料型合理調(diào)整輥縫
      。按規(guī)定設(shè)置頭部未穿水冷卻段長度
      ，避開水箱高壓水對軋件頭部的沖擊。合理調(diào)整料型
      ，特別是小規(guī)格線材的生產(chǎn)
      ，要嚴(yán)格爐前挑廢，減少高速區(qū)軋件斷線
      。
      3.2 控制軋制量定額
      精軋機(jī)寸輥環(huán)的單槽毫米軋制量控制在5000噸以內(nèi)
      ，6寸輥環(huán)的單槽毫米軋制量控制在3000噸以內(nèi)，達(dá)到額定軋制量時要及時修磨
      。避免超額軋制
      ，避免輥環(huán)裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展。修磨時每次的進(jìn)刀量要小
      ，避免對輥環(huán)造成應(yīng)力集中
      ，一般將進(jìn)刀量控制在每次0.01mm。
      3.3 正確安裝輥環(huán)
      避免為了求快乎略細(xì)節(jié)
      ，在安裝輥環(huán)前
      ，必須用無水酒精清洗輥軸、錐套和輥環(huán)，保證接觸面潔凈掌握好打壓壓力
      ，40-45Mpa
      。不能過緊或松動。嚴(yán)禁用鐵錘或其他硬物敲打輥環(huán)
      。運輸
      、安裝過程中嚴(yán)禁輥環(huán)的相互碰撞，以防損壞輥環(huán)
      。
      3.4 合理冷卻
      輥環(huán)工作時冷卻系統(tǒng)冷卻水水壓要保證在0.6-1MPa
      ，冷卻水的水量應(yīng)控制在250~300L/min；噴水方向為徑向
      ，與輥環(huán)方向成15°~30°
      ，冷卻水的水溫應(yīng)控制在35℃；實驗表明
      ，冷卻水與軋槽轉(zhuǎn)切線方向呈合適夾角能達(dá)到最佳冷卻效果
      。另外，精車躁作工在每次換輥換槽
      、換導(dǎo)衛(wèi)時
      ，要認(rèn)真檢查冷卻水管，并對各架輥環(huán)表面溫度進(jìn)行檢查
      ，以判定各架輥環(huán)冷卻效果
      ，減少由于冷卻不好而造成的炸輥環(huán)。
      3.5 改善水質(zhì)
      冷卻水進(jìn)行沉淀和凈化處理
      ，將水中固體粒子的含量控制在小于15mg/L，冷卻水的PH值控制在7.2~7.9
      ，可以泛組經(jīng)濟(jì)的冷卻效果
      。
      3.6 正確采用質(zhì)量合格磨削液
      在動平衡、錐套
      、冷卻水溫度和壓力
      、碳化鎢輥環(huán)材質(zhì)等均正常狀態(tài)下，有效降低輥環(huán)炸裂與正確選擇和使用磨削液有必然的聯(lián)系
      。磨削液必須采用科技含量高且使用中必須按比例進(jìn)行配比
      ，按時更換，會對輥環(huán)的磨削加工起到潤滑
      、冷卻
      、清洗、防銹作用
      ，降低輥環(huán)炸裂
      。
      3.7 其他
      嚴(yán)格把關(guān)輥環(huán)的生產(chǎn)工藝，確保輥環(huán)內(nèi)部組織的致密性、耐磨性及足夠的強(qiáng)度
      ，避免出現(xiàn)沙眼運輸
      、安裝過程中嚴(yán)禁輥環(huán)之間的相互碰撞，以防損壞輥環(huán)要正確安裝輥環(huán)
      ，如果遇到卸不下來的情況
        ，選用超高壓手動液壓泵卸輥環(huán)，盡量避免人為炸裂
        。
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        、結(jié)束語
      通過對承鋼高線精軋機(jī)輥環(huán)使用過程中的輥環(huán)炸裂原因進(jìn)行深入分析，以及改善措施的實施
      ，2011年上半年
      ，承鋼兩條高線輥環(huán)炸裂次數(shù)較去年減少39%，取得了良好的效果
      ，為企業(yè)挖潛增效降成本做出了突出貢獻(xiàn)
      。
      來源：2012年河北省軋鋼生產(chǎn)技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會
      （版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
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