淺談冷軋軋輥缺陷及處理措施

作者：喻輔梅

摘　要：冷軋過程中軋輥對帶鋼產(chǎn)量、板面質(zhì)量、噸鋼成本消耗三大指標(biāo)的影響很大。冷軋軋輥使用過程中的缺陷，會(huì)造成批量產(chǎn)品質(zhì)量降級甚至報(bào)廢，造成成材率降低，且可能導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備損壞。因此，國內(nèi)冷軋生產(chǎn)廠家都非常注重對軋輥使用的研究，致力于有效降低冷軋軋輥的消耗。文章針對某鋼不銹鋼冷軋現(xiàn)場生產(chǎn)過程中軋輥常見的缺陷，簡要的分析了常見軋輥缺陷的產(chǎn)生原因并，提出了處理措施。

關(guān)鍵詞：冷軋軋輥；軋輥缺陷；處理措施

某鋼冷軋廠在軋機(jī)投產(chǎn)初期，軋輥表面缺陷給生產(chǎn)帶來極大困擾，很大程度上影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)奏。軋輥表面缺陷主要包括振紋、輥印、刀花、裂紋和剝落，這些缺陷都會(huì)對產(chǎn)品表面帶來影響。探究這些缺陷的形成原因和解決方法，對現(xiàn)場的生產(chǎn)有極大的意義。

1、振紋

在帶鋼的軋制過程中，帶鋼表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一種明暗相間、與帶鋼運(yùn)動(dòng)方向垂直的條紋，這種帶鋼的缺陷叫做帶鋼振紋。實(shí)踐證明，這種帶鋼的振紋的產(chǎn)生原因絕大多來自于軋輥，也就是軋輥振紋復(fù)制到了帶鋼表面。

1.1 軋輥振紋的產(chǎn)生原因

軋輥振紋的產(chǎn)生原因以及表現(xiàn)形式主要有以下幾點(diǎn)：砂輪主軸振動(dòng)導(dǎo)致的軋輥振紋，振紋以螺旋形的形式分布在軋輥表面；砂輪形狀不良或砂輪脫粒不良引發(fā)的軋輥振紋，振紋以螺旋形的形式分布在軋輥表面，通?？梢酝ㄟ^軋輥的轉(zhuǎn)速和砂輪的轉(zhuǎn)速來測算振紋的間距再與實(shí)際的對照，就能很準(zhǔn)確的判斷出是砂輪振紋；由于軋輥托架 （托瓦）的接觸不良引發(fā)的軋輥振紋，振紋以平行于軋輥母線的形式分布在軋輥表面；由于尾座頂尖形狀不良而引發(fā)的軋輥振紋，振紋的分布是平行于軋輥母線的；因頭架轉(zhuǎn)動(dòng)不良引發(fā)的軋輥振紋，振紋的分布是平行于軋輥母線的；砂輪頭架的振動(dòng)和床頭箱的振動(dòng)之間產(chǎn)生共振引起的軋輥振紋，以平行于母線的形式分布在軋輥表面。

1.2 軋輥振紋的消除方法

消除軋輥振紋，首先是消除不正常的振源，然后按照振紋的明顯程度選擇磨削方式。明顯的振紋要從粗磨開始消除，不明顯的振紋可以從半粗磨開始消除。

2、輥印

①軋輥輥印的表現(xiàn)形式和產(chǎn)生原因。軋輥輥印主要表現(xiàn)為輥面針孔、凹痕、壓痕和孔洞。在軋輥表面不規(guī)則分布的凹痕，一般呈圓形，表面狀態(tài)或軋輥的紋理通常保留在凹痕內(nèi)，一般是由一些碎片（異物）進(jìn)入咬入?yún)^(qū)或軋輥間相互接觸摩擦造成的。預(yù)防措施為：鑒別碎片異物來源、清潔機(jī)架、改善工藝潤滑冷卻條件、提高酸洗卷板的表面質(zhì)量和剪邊質(zhì)量、增加工作輥表面硬度和淬硬深度、合理配置工作輥和中間輥之間的硬度差。

②軋輥輥印的消除方法。根據(jù)輥印的不同程度通過磨削或者車削的方式來去除軋輥輥印。

3、刀花

3.1 軋輥刀花的產(chǎn)生原因

由于軋輥的轉(zhuǎn)速、砂輪的轉(zhuǎn)速、Z軸的縱向移動(dòng)速度和砂輪的進(jìn)刀量四者不匹配而引發(fā)的刀花；砂輪邊部鋒利或砂輪邊部缺陷而導(dǎo)致的刀花；半精磨磨削道次數(shù)不夠，沒有消除粗磨道次的缺陷而形成的刀花；精磨道次由于載荷過大導(dǎo)致的刀花；軋輥凸度太大也會(huì)產(chǎn)生刀花。

3.2 軋輥刀花的預(yù)防措施和消除方法

①預(yù)防措施。按照a=合理配置軋輥的轉(zhuǎn)速、Z軸的縱向移動(dòng)速度、砂輪的進(jìn)刀量、砂輪的轉(zhuǎn)速。其中，a為磨削量（mm）；Vw為工件圓周速度（m/min）；Vs為砂輪圓周速度（m/s）；Ap為背吃刀量（mm）；Ds為砂輪直徑（mm）；Dw為工件直徑（mm）；m為砂輪圓周單位長度內(nèi)的有效磨刃點(diǎn)數(shù)。對鋒利的砂輪邊部進(jìn)行倒角，對有缺陷的砂輪進(jìn)行尾座打磨，直到缺陷消失。根據(jù)不同的軋輥類型選擇標(biāo)準(zhǔn)的磨削程序，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)磨削程序磨削，每開始跳轉(zhuǎn)下一個(gè)磨削程序時(shí)，都要保證上一步磨削的缺陷消除。在保證半精磨道次的缺陷被消除的前提下，控制精磨道次磨削的道次數(shù)和載荷，選擇更軟的砂輪或者減小砂輪的凸度。

②軋輥刀花的消除方法。一般采用重復(fù)磨削的方法消除軋輥刀花。

4、裂紋

①軋輥裂紋的產(chǎn)生原因。軋輥在軋制時(shí)或較熱的軋輥在磨削時(shí)，由于局部應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生裂紋；軋機(jī)出現(xiàn)斷帶、絞鋼等事故導(dǎo)致裂紋；來料厚度不均導(dǎo)致軋制過程中軋輥受到?jīng)_擊，使得軋輥短時(shí)間內(nèi)軋制力過大產(chǎn)生裂紋；軋輥的疲勞裂紋。

②軋輥裂紋的消除方法。為了防止輥因?yàn)榱鸭y引起掉肉或更大 缺陷，必須及時(shí)處理并保證裂紋去除干凈。磨削時(shí)仔細(xì)點(diǎn)檢軋輥，發(fā)現(xiàn)有裂紋應(yīng)在輥頸端部做好標(biāo)記，方便下次檢查，若裂紋較小，磨削一段時(shí)間后肉眼不能確定裂紋是否已磨完，這時(shí)需做顯像試驗(yàn)或探傷，確定裂紋是否已磨完，若仍存在則繼續(xù)磨削；若裂紋較大較深，經(jīng)長時(shí)間磨削后仍較明顯，可進(jìn)行定點(diǎn)切入式磨削以判斷裂紋的深度。

5、剝落（掉肉）

軋輥剝落就是指軋輥輥身的某個(gè)區(qū)域從輥身上分離出來的現(xiàn)象。

5.1 軋輥表面剝落

①在軋制時(shí)由于斷帶、甩尾、鋼帶重疊等而發(fā)生的卡鋼或打滑，對輥面的接觸區(qū)域造成熱沖擊，使輥面產(chǎn)生不同程度的燒傷，導(dǎo)致輥面出現(xiàn)應(yīng)力集中的因素。如果作用在軋輥上的軋制應(yīng)力大于軋輥的抗拉強(qiáng)度，表面裂紋有可能在軋制周期內(nèi)發(fā)生彌散導(dǎo)致軋輥剝落的產(chǎn)生。

②高周期疲勞剝落，表皮下裂紋引發(fā)的這種方式，一般在二中間和支撐輥中發(fā)生的比較常見，并且通常并沒有軋機(jī)事故就會(huì)發(fā)生。通常而言，這種類型的疲勞斷裂被描述為“易碎”型剝落，表明整個(gè)過程在軋輥表皮下引發(fā)。應(yīng)力作用次數(shù)是非常重要的，即使低于軋輥材料強(qiáng)度的應(yīng)力，但是由于反復(fù)作用也可導(dǎo)致裂紋引發(fā)，即疲勞產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致剝落的產(chǎn)生。由于非常小的裂紋平行分布于軋輥表面的切線上，高周期接觸應(yīng)力的疲勞蔓延可在應(yīng)力區(qū)域內(nèi)的許多地方發(fā)生。然后重復(fù)的循環(huán)應(yīng)力將這些裂紋彌散到表面直到剝落發(fā)生。

5.2 軋輥輥端掉肉

軋機(jī)止推軸承出現(xiàn)異常導(dǎo)致軋輥輥端掉肉；軋機(jī)換輥小車位置不對或出現(xiàn)異常導(dǎo)致在換輥時(shí)發(fā)生異常情況致使軋輥輥端掉肉；吊運(yùn)或者其他意外情況，導(dǎo)致軋輥端部撞擊受損。

5.3 軋輥剝落的處理方法

軋輥表面剝落采取粗磨+探傷直到缺陷消除，軋輥輥端剝落視情況而言，輕度剝落采用打磨的方式處理，嚴(yán)重剝落，軋輥報(bào)廢。

6、托瓦印

①軋輥托瓦印的產(chǎn)生原因。軋輥托瓦印一般存在于直徑較小、在磨削時(shí)需要軋輥輥身托架支撐的軋輥上，在冷軋廠存在托瓦印的軋輥一般有二十輥軋機(jī)的工作輥、一中間、二中間。托瓦印的產(chǎn)生是由于托瓦不平產(chǎn)生毛刺，托瓦材料中有雜質(zhì)，或者砂輪磨粒、鐵屑以及其他雜物夾雜在托瓦和軋輥之間，在磨削時(shí)劃傷了軋輥表面而產(chǎn)生的。

②軋輥托瓦印的消除方法。一般采用墊托瓦紙、半道次磨削或者重復(fù)磨削的方式消除托瓦印。

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來源：企業(yè)技術(shù)開發(fā):中旬刊

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