高铬铸钢离心轧辊断裂原因分析

针对某公司热带连轧机R2粗轧高铬钢离心球芯复合工作辊出现的辊身断裂事故，通过对高铬钢离心球芯复合轧辊的特性分析、断口形貌分析、断口外层和芯部组织金相分析、外层不稳定相残余奥氏体含量的测定、轧辊在使用过程中的热应力计算等系列工作，得出造成辊身断裂的主要原因是：轧辊使用过程中，烫辊时间不够，致使轧辊外层与芯部温差过大，导致热应力断裂。避免热应力断裂的主要措施是根据辊温情况合理烫辊。     

高速钢轧辊热处理断裂原因分析

通过对热处理过程中断裂的高速钢轧辊的组织、性能、成分的检测和分析,得出辊身断裂的主要原因是:由于填芯时芯部的高温铁水对已凝固的外层高速钢回熔量过大,因而造成芯部合金总量增加,使芯部组织尤其是结合层部位碳化物数量过高,从而导致轧辊结合层强度和芯部强度急剧降低.     

冷轧支承辊辊套内外表面应力分布及其影响因素研究

为了准确定量预测冷轧过程中组合式支承辊过盈配合面应力分布规律及冷轧和装配工艺参数对应力分布的影响,基于ABAQUS软件完成了冷轧过程组合式支承辊辊套内外表面应力分布仿真。得到了冷轧过程中组合式支承辊过盈配合面及辊套外表面各应力分量沿轴向和周向分布,并分析了辊套厚度、摩擦系数、过盈量、轧制力、弯辊力以及辊套和辊芯倒角对冷轧过程辊套内外表面Mises应力分布的影响。研究结果表明:支承辊外径不变时,辊套厚度与过盈配合面Mises应力成正比,而辊套厚度与辊套外表面Mises应力成反比;摩擦系数对辊套过盈配合面Mises应力影响很小;当过盈量增大时,辊套过盈配合面上接触应力及Mises应力明显增大,辊套外表面Mises应力有小幅度增加;轧制力增大导致过盈配合面及辊套外表面压扁区Mises应力明显增大,而对其它区域应力分布影响不明显,弯辊力对过盈配合面及辊套外表面Mises应力影响均较小;辊套外表面外倒角和辊芯外倒角对降低冷轧过程辊套过盈配合面外端部应力集中有明显作用,辊套外倒角对辊套外表面端部应力分布影响显著,而辊芯倒角对冷轧过程辊套外表面端部应力分布影响很小。     

改进型高Ni—Cr铸铁／球铁复合轧辊的研制

通过在普通高Ni-Cr铸铁中加入元素V和Nb以及进行回火处珲,在基体中结晶出均匀弥散分布的细小耐磨粒子,使轧辊外层及芯部的石墨变得细小圆整,外层碳化物均匀分散,辊身表面硬度硬度落差、辊颈抗拉强度等力学性能指标均满足轧辊的使用要求.     

离心铸造高铬铸铁/球铁复合轧辊的非正常失效及预防

离心铸造高铬铸铁-球铁复合轧辊以w（Cr）12％-22％的高铬白口铸铁作为辊身外层材料，以高强度的球墨铸铁作为芯部和辊颈材料，采用离心复合浇注工艺生产。轧辊的非正常失效主要包括辊身剥落、辊身断裂、辊颈断裂、辊身裂纹等。对上述失效原因进行了分析，并提供了预防方法。     

高铬、中铬、球墨铸铁复合轧辊的离心铸造

使用卧式离心机、选用高铬铸铁外层、中铬铸铁中间层和球墨铸铁芯部三种金属成分，以微机监控红外测温仪监控外层及中间层金属内表面温度的方法，确定中间层铁水和芯部铁水的浇注时机及离心机停机时机；采用分步球化处理、多次孕育和侧返缝隙浇口等相应铸造工艺及对辊身进行亚临界热处理等措施，成功地铸造了一对辊身尺寸为８００×１２００ｍｍ的复合轧辊。检验结果表明，三种金属熔合质量良好，辊身、辊颈组织和性能满足技术要求。     

棒材粗轧机轧辊的离心铸造工艺

介绍了棒材粗轧轧辊的技术要求,详细阐述了轧辊材料和化学成分的选择以及离心铸造工艺。生产结果显示:(1)轧辊采用离心铸造工艺后,轧辊强度大幅度提高,断辊的技术难题基本得到解决;(2)轧辊辊身硬度落差小,轧辊的耐用性显著提高;(3)采用钇基重RE长效球化剂和Si-Ba长效孕育剂,解决了轧辊芯部球化衰退难题,轧辊芯部强度大幅度提高;(4)经热处理后,轧辊的抗拉强度明显提高,其中辊身工作层提高26.67%,上、下辊颈分别提高8.08%、9.08%,同时辊身工作层硬度落差下降14.12%;(5)轧辊采用离心铸造后,可以降低金属原料消耗,使轧辊铸件成品率上升3.67%。     

复合轧辊静态铸造凝固过程数值模拟

以Fluent6.3为计算平台,采用两维凝固模型,在浇注温度一定的条件下,研究了辊芯表面预热温度对静态铸造复合轧辊凝固过程温度场的影响,结果表明:随着辊芯预热温度的不同,复合轧辊凝固过程的温度场呈现出不同的特点,当预热温度较低时,其最后凝固的位置位于外层金属中间的某一位置,当预热温度较高时,最后凝固的位置位于外层金属和辊芯之间的界面上.当预热温度高于1 250 ℃时,外层金属和辊芯之间能够形成牢固的冶金结合.     

大型高铬铸铁－球墨铸铁复合冷轧轧辊的研制

离心铸造法生产高铬铸铁－球墨铸铁复合轧辊时，采用高铬碳比、低硅合金成份的高铬铸铁可保证轧辊得到马氏体和奥氏体基体组织，碳化物为Ｍ＿７Ｃ＿３型，保证了辊身硬度。在高铬外层和芯部球铁之间设置一中铬铸铁层，可有效地控制芯部含铬量≤０．６％，机械性能达到σ＿ｂ≥３９２ＭＰａ、δ≥２％。此外，合理选择浇注温度和浇注时间是保证各层金属良好熔合的关键。     

应用低频感应连续淬火法提高锻钢淬火轧辊硬化层深度

绪言冷轧机工作轧辊用于制造冷轧薄板的轧制工序。为达到轧制板的尺寸精度和均匀的表面粗糙度,通常轧辊采用高碳铬钢锻件再实施表面硬化。冷轧机工作辊的辊身直径一般为30～60cm时,其可利用深度(磨量)为半径减少的3～5cm。为此要求表面硬度大于肖氏硬度(HS)90(HV735、HRC61.6)。工作辊由于轧制表面磨损,要反复磨削,辊身直径逐渐变小。希望在可利用深度内保持高的硬度值。     

冷轧工作辊磨削加工

冷轧工作辊的磨削加工以辊身的加工为重点。通过控制速度与进给量来保证辊身硬度、平直度及表面粗糙度要求。     

镁合金温控轧辊的温度场研究

镁合金板材轧制对工作辊的温度有特殊控制要求,本文采用导热油循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,基于有限差分法建立了轧辊、导热油传热过程的差分模型,利用FLUENT建立了导热油加热轧辊的流固耦合传热模型,并辅以相应的实验验证,给出了其传热过程中轧辊的温升曲线、辊身表面及横截面温度分布。结果表明：在不同的加热条件下,其表面温度分布呈现操作侧温度高、驱动侧温度低的特点,两端的温差范围在5-12℃,且流体温度与速度对其影响较小;轧辊内壁与外壁的最大温差6℃,可近似认为径向温度分布均匀;随着加热时间的增加,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及速度增大时,轧辊温升变快;轧辊停止加热后,其表面温度不会立即下降且持续增长一段时间,这段时间约为5-8分钟,流体的温度和速度对延长的时间影响较小;轧辊表面平均温度的计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为8.3%,表明该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的“等温”控制,实现“镁合金板材的等温轧制”控制。     

宽厚板支承辊差温热处理工艺研究与生产实践

在宽厚板支承辊差温热处理加热过程中进行了实际测温及数值模拟,得到辊身不同深度处的温度场分布,确定了支承辊表面与差温炉之间的换热边界条件,制定了宽厚板支承辊生产件的差温热处理工艺。生产实践表明,采用差温热处理的厚板支承辊,硬度均匀性较高△HSD≤4,表面金相组织为性能优良的回火马氏体。     

4%Cr铸钢支承辊热处理工艺

以太钢1549轧机采用的4%Cr铸钢支承辊为依托,研究了该辊子从铸造成形到最终精加工之间的三次热处理工艺。最终达到其技术要求:辊身硬度65~70HS、淬硬层深≥70 mm、辊颈硬度42~48HS。     

单机架可逆冷轧机工作辊热变形计算

在分析了影响冷轧工作辊热变形的因素基础上,用数值积分的方法计算了冷轧过程中的塑性变形功和摩擦热,进而用简化方法计算了工作辊周向热流,从而确定轧辊表面温度后,采用差分法计算了工作辊内部的温度场以及热变形,并开发了相应的计算程序。用该程序计算并分析了某单机架可逆冷轧机工作辊温度场和热凸度规律,实例证明,该方法精度满足实际要求,为该轧机板形控制提供了分析依据。     

二辊锥形辊穿孔与三辊鼓形辊穿孔对比分析

对比分析了二辊斜轧锥形辊穿孔机与三辊斜轧鼓形辊穿孔机的结构和变形特点,并通过现场试验,比较了两种不同穿孔方式对坯料的适应性及对钢管表面质量的影响,得出二辊斜轧锥形辊穿孔机无论在穿孔能力、轧机稳定性方面,还是在产品尺寸精度和表面质量方面都具有明显优势。     

The temperature and stress fields developing in rolls during hot rolling

The authors review the existing literature on the temperature field due to a moving heat source/sink on the surface of a roll. Either questionable results or solutions requiring extremely extensive numerical calculations can be found. The application of the solution for the temperature field of a moving heat source as an analytical and programmable expression, taken from the wear and friction literature, allows to estimate the temperature field near the surface of a roll. Also simplified expressions for the stress field near the surface are presented.     

Calculation of thermal crowning in work rolls from their cooling curves

A series of temperature measurements was made on the surface of work rolls left to cool in air after they were extracted from hot and cold rolling steel strip mills. The information was fed into a mathematical model which was developed to compute the temperature distribution within the rolls at the moment of their extraction, which will correspond to that of the steady-state process. Measurements on three positions on the barrel length (close to either side and at the centre) were fitted into a second degree polynomial to calculate the heat flux. It was found that the rolls installed in the cold mills are subjected to a higher thermal load, as their cooling system only delivers at the entry side of the strip. It was possible to relate the magnitude of the expansion to the highest temperature recorded in each roll, a feature which can be critical in the cold mills investigated. It is concluded that this type of tool can be used to understand the phenomena behind shape defects in either cold or hot rolled strip.     

离心复合轧辊辊身裂纹缺陷分析与控制

采用离心铸造生产高镍铬钼复合轧辊,其辊身常出现裂纹缺陷,成为制约产品质量提高的重要影响因素。通过对辊身裂纹的特征及产生原因的分析,提出了应对措施,有效地控制和减少了辊身裂纹缺陷,提高了产品合格率。     

冷轧中工作辊的热冲击影响及减小影响措施

本文对冷轧厂20多年冷轧工作辊轧钢时受到的热冲击和辊身热冲击抗力进行现场分析与研究，阐明工作辊表面热冲击产生的机理和发展过程，提出减少热冲击影响的措施。