工作輥表面剝落原因分析及預(yù)防

裂紋的產(chǎn)生是造成軋輥剝落、爆輥的主要原因。因此, 在軋輥的使用、磨削、管理等方面需采取如下措施:

(1) 正確磨削軋輥, 每次磨削后的軋輥必須保證表面的疲勞層完全消除, 同時保證所需表面質(zhì)量與粗糙度要求;對磨好的軋輥加強檢測, 尤其是裂紋輥的磨削, 必須檢測無裂紋后才可以使用。

(2) 制定合理的換輥制度, 避免軋輥超期使用, 同時保證下機后的軋輥必須放置一定時間, 使軋輥有足夠的時間消除應(yīng)力。

(3) 采取上機軋輥的確認制度。磨削好的軋輥在裝輥時必須確認質(zhì)量, 如發(fā)現(xiàn)異常, 則退回磨輥間重新進行磨削;裝配好的軋輥在上機前必須確認, 有問題的軋輥不得上機使用。

(4) 操作人員應(yīng)選擇合適的軋制力、張力和壓下量, 使整個軋鋼過程穩(wěn)定, 避免軋制事故的發(fā)生。

(5) 由專人管理軋輥, 并建立軋輥臺帳, 對有問題的軋輥持續(xù)跟蹤。

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輥壓機的磨損

輥壓機在正常使用情況下，其輥面所受到的擠壓力范圍是50-300MPa，一般情況下應(yīng)該在200MPa左右，顯然這個工作壓力遠低于輥壓機常用的母體材料42CrMo鋼(σb=1080MPaσ-1≈540MPa)的疲勞極限，而輥壓機的表面堆焊材料的疲勞極限更是遠高于這個數(shù)值，以這個標準推論，輥壓機只會發(fā)生磨損，不會發(fā)生疲勞剝落。而實際情況往往是在距輥面20-30mm的位置發(fā)生疲勞剝落。這一方面是條紋層的裂紋向下延伸，到達1大剪切應(yīng)力的深度，而疲勞，另一方面就是在輥壓機運行過程中出現(xiàn)意外情況而引起輥面壓力在某處某時超過了材料的強度極限或在相當(dāng)長的時間內(nèi)超過了疲勞極限而使材料在1大剪切深度處產(chǎn)生了微裂紋。輥壓機的疲勞剝落是由循環(huán)變應(yīng)力、拉應(yīng)力、和塑性應(yīng)變同時作用而造成的。循環(huán)變應(yīng)力使裂紋形成，拉應(yīng)力使裂紋擴展，塑性應(yīng)變影響整個疲勞過程。如三者缺一，則疲勞不可能形成及擴展。

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疲勞剝落是輥面損壞的基本方式

輥徑與疲勞深度成正比，輥徑越大，其可能發(fā)生疲勞的深度越大；咬入角與疲勞深度成正比，咬入角越大，可能發(fā)生疲勞的深度越大。咬入角γ的大小取決于物料的種類、粒度、形態(tài)及兩輥的間隙、輥壓、輥面狀態(tài)（條紋形狀）、輥徑及轉(zhuǎn)速等因素。影響顯然是輥縫間隙和輥壓，輥縫間隙越小，輥壓越大，都會使得咬入角變大，使得疲勞深度變深?？刂坪线m輥縫，顯然原始輥縫越小，物料的通過量也就越小，為了達到較高的產(chǎn)量就必須提高料倉的壓力，將輥縫撐開強行增大通過量，這時，料柱升高，咬入角γ加大，同時輥縫間隙內(nèi)的料餅密度增加，輥縫處的壓力值也急劇升高，這些都會造成輥面壓力更接近疲勞強度，并且與剪切應(yīng)力的深度成正比，對保證疲勞壽命不利。

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焊接缺陷引起的掉渣、掉塊

輥子輥面的焊接過渡層、耐磨層、花紋層，若在焊接施工中存在缺陷，如未熔合、氣孔、裂紋等，其抵抗外力的能力時就會顯得十分脆弱，在反復(fù)的擠壓下，因應(yīng)力集中嚴重，很快會在循環(huán)應(yīng)力的作用下，疲勞脫落，甚至?xí)驊?yīng)力超過其強度極限，直接遭到破壞。還有層間硬度梯度不協(xié)調(diào)，也會產(chǎn)生應(yīng)力集中，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生裂紋，逐步起層剝落。