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轧辊断裂的原因

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轧辊断裂的原因

【摘要】:
轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材,它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。

  轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材,它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。

  如果是因为制造残余应力过大产生断裂,断辊通常发生在轧辊初始上机使用的前几次,且为开轧的前几块轧材,此次断裂的轧辊已经上机轧制了四次,工作层消耗了14mm,因此不应是因制造残余应力形成的断裂。

  如果是因为机械应力产生的断裂,需要很大的机械应力,经粗略计算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力大的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈,从实际轧制和断辊情况来看,不是由于机械应力造成辊身断裂。

  对组织应力影响就是外层组织中残余奥氏体含量,残余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,由于奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀,会致使轧辊的工作层产生更大的压应力,芯部产生更大的拉应力,芯部应力一旦超过材料的强度,必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件,一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用,该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%,故组织应力可以忽略不计。

  轧辊断裂也可能与温度不均匀造成的热应力有关,轧辊在上机使用过程中,由于与轧材的紧密接触,轧辊表面温度迅速上升,而轧辊芯部的温度上升较慢,这时轧辊面和轧辊芯部之间的温差处于较大值,温差引起的轧辊热应力也处于较大值,如果轧辊的热应力和轧辊的残余应力相叠加,并且超过了轧辊芯部的强度极限时就可能发生轧辊断裂的事故。