在轧制中,轧件与轧辊相互作用,轧件在轧辊作用下产生塑性变形,轧机、轧辊等受轧件的反力产生弹性变形。当然,轧件也伴有小的弹性变形,通过轧辊后有极小的弹性变形量恢复,增加了轧件厚度。如图所示,厚度为H的轧件经过轧辊压下Δh总,但由于轧辊弹性变形,轧件减少压下Δh1;同时轧件出轧辊后,由于弹性变形恢复,轧件压下减少Δh2。结果,轧件实际压下量Δh=Δh总-Δh1-Δh2当Δh总=Δh1+Δh2当时,轧件通过轧辊将不产生压下,这时的轧件厚度即是最小可轧厚度。斯通(M.D.Stone)、罗伯茨(W.L.Roberts)、福特-亚历山大(H.Ford)-(J.M.Al-exander)等人都对最小可轧厚度公式做过理论推导。
按斯通推导的计算公式,最小可轧厚度 hmin=3.58DμK / D
制造残余应力,机械应力,组织应力和热应力是造成高铬钢轧辊断裂的主要原因,良好的热处理,轧制条件和冷却可以有效防治高铬钢轧辊断裂。
普通轧辊硬度低,耐磨性差,生产中换槽换辊次数多,产品尺寸、表面质量变化快、不稳定,而高速钢轧辊价格高,使用条件苛刻。轧辊耐磨性问题,一定程度上影响生产的作业率、成材率,制约着产能的进一步提高。特别是棒材线产能提升之后,表现尤为明显。
针对生产中存在的轧槽不耐磨,换槽换辊次数多,产品尺寸、表面质量变化快、不稳定等问题,我们对高硼合金复合轧辊进行了研究分析。
高硼复合轧辊由芯轴与辊套两部分组成,其中芯轴采用无损伤的报废轧辊,辊套采用高硼合金钢。在正常使用过程中,辊套不发生破裂、窜动、松动等现象,辊套工作层在使用中无明显硬度落差,过钢量基本一致。轧辊加工性能及使用同贝氏体基本一致,无特殊要求,单槽平均过钢量达到原来的2.5-3倍。
钢液与已经预热的芯轴表面熔合,并因结晶器的冷却而凝固,形成复合层。借助移动装置不断由结晶器中拉出已经凝固的部分(或结晶器上移),同时上部钢水不断注入,直至达到预定的轧辊长度为止。目前国外ESSLM法已实现了工业化,采用ESSLM工艺生产的高速钢复合轧辊外层致密,无缩孔、裂纹、疏松等缺陷,外层金属与芯轴熔合良好,主要合金元素、硬度及显组织在高度方向及横断面上的分布均匀。
2.2喷射成形(Osprey)高速钢轧辊
Osprey技术是在粉末冶金惰性气体雾化制粉的基础上发展起来的一种近终成形技术,它是充分利用已精炼的液态金属,用高压惰性气体将合金液流雾化成细小的熔滴,熔滴在高速气流的作用下飞行并被雾化气体冷却,
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轧辊断裂原因
一、脆性断裂,此类轧辊断口形状较为平整,断口周围辊身表面较为齐整;
二、韧性断裂,此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状,断口附近的辊身均成粉碎状破碎。
将二者比对发现,此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。
其产生原因与轧辊本身残余应力,轧制时机械应力以及轧辊热应力有关,特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却,冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力,当较大的热应力,机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。
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