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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(qiáng)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(jī)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(jī)軋輥的確認(rèn)制度。磨削好的軋輥在裝輥時必須確認(rèn)質(zhì)量, 如發(fā)現(xiàn)異常, 則退回磨輥間重新進(jìn)行磨削;裝配好的軋輥在上機(jī)前必須確認(rèn), 有問題的軋輥不得上機(jī)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(jī)的磨損

輥壓機(jī)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(yuǎn)低于輥壓機(jī)常用的母體材料42CrMo鋼(σb=1080MPaσ-1≈540MPa)的疲勞極限，而輥壓機(jī)的表面堆焊材料的疲勞極限更是遠(yuǎn)高于這個數(shù)值，以這個標(biāo)準(zhǔn)推論，輥壓機(jī)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(dá)1大剪切應(yīng)力的深度，而疲勞，另一方面就是在輥壓機(jī)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(qiáng)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(jī)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(kuò)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(kuò)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。控制合適輥縫，顯然原始輥縫越小，物料的通過量也就越小，為了達(dá)到較高的產(chǎn)量就必須提高料倉的壓力，將輥縫撐開強(qiáng)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(qiáng)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(yán)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(qiáng)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。