大型軋輥要怎么進(jìn)行相關(guān)的修復(fù)？
發(fā)布時(shí)間：
2022-06-08
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，大型軋輥斷輥事故屬于韌性斷裂。大型軋輥脆性斷裂和延性斷裂都是由于輥的應(yīng)力超過芯的強(qiáng)度而引起的。
其原因與大型軋輥本身的殘余應(yīng)力、軋制時(shí)的機(jī)械應(yīng)力和軋輥的熱應(yīng)力有關(guān)，尤其是在輥身表面與芯部溫差較大時(shí)。這種溫差可能是由于軋輥冷卻不良、冷卻中斷或新軋制周期開始時(shí)軋輥表面過熱造成的。軋輥表面和輥芯之間的這種很大溫差造成了很大的熱應(yīng)力，當(dāng)軋輥的很大熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和殘余應(yīng)力超過了軋輥輥芯的強(qiáng)度時(shí)，軋輥就會(huì)斷裂。例如，當(dāng)軋輥表面與芯部的溫差為70時(shí)，軋輥的縱向熱應(yīng)力將增加100MPa。溫差越大，增加的熱應(yīng)力越大。與脆性斷裂的軋輥相比，韌性斷裂的軋輥芯部材料具有更好的韌性，不易斷裂。
如果斷裂是由于制造殘余應(yīng)力過大造成的，大型軋輥輥斷一般發(fā)生在軋輥初次使用的前幾次，而且是先軋制的幾個(gè)軋材。斷輥已經(jīng)在機(jī)器上軋了四次，工作層已經(jīng)消耗了14mm，應(yīng)該不是制造殘余應(yīng)力導(dǎo)致的斷裂。
如果骨折是機(jī)械應(yīng)力造成的，那就需要很大的機(jī)械應(yīng)力。粗略計(jì)算，如此大截面的高鉻鑄鋼軋輥，如果機(jī)械應(yīng)力斷裂，需要100MN以上的拉力，這對(duì)于軋輥工作的軋機(jī)來說是不可能的。輥?zhàn)邮芰Υ蟮牟糠质球?qū)動(dòng)端的輥頸。如果材料的機(jī)械性能不足，在正常軋制條件下，驅(qū)動(dòng)端的輥頸將首先損壞。從實(shí)際軋制和斷輥來看，并不是機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致輥身斷裂。外層殘余奧氏體含量對(duì)組織應(yīng)力影響大。在軋制溫度、軋制壓力和水冷的交替作用下，殘余奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體。由于奧氏體的比容小，馬氏體的比容大，組織轉(zhuǎn)變過程中的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致工作層產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，輥芯產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。一旦核心應(yīng)力超過材料強(qiáng)度，軋輥就會(huì)斷裂?？紤]到殘余奧氏體對(duì)組織應(yīng)力和熱軋帶鋼軋輥工作條件的影響，一般情況下，軋輥中殘余奧氏體的含量小于5%，以保證安全使用。斷輥外層殘余奧氏體含量小于1%，結(jié)構(gòu)應(yīng)力可以忽略。
大型軋輥軋輥斷裂也可能與溫度不均勻引起的熱應(yīng)力有關(guān)。軋輥在使用過程中，軋輥表面溫度上升很快，但由于與被軋制材料的緊密接觸，輥芯溫度上升很慢。此時(shí)，輥表面和輥芯之間的溫差處于大值，并且由溫差引起的輥的熱應(yīng)力也處于大值。如果軋輥熱應(yīng)力和軋輥殘余應(yīng)力疊加，超過輥芯的強(qiáng)度極限，就可能發(fā)生軋輥斷裂事故。
為了防止大型軋輥斷裂，我們應(yīng)該減少制造殘余應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力。
一般制造殘余應(yīng)力大部分會(huì)在熱處理過程中消除，隨著軋輥存放時(shí)間的延長會(huì)逐漸消除。因此，大型軋輥在使用前可以儲(chǔ)存一段時(shí)間，這可以降低斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。避免大的機(jī)械應(yīng)力的主要方法是避免鋼過冷。降低組織應(yīng)力的方法是通過熱處理將輥體工作層中的殘余奧氏體含量控制在5%以下。降低熱應(yīng)力的方法是在軋制過程中很好地冷卻軋輥。
大型軋輥