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简单分析定径辊在使用过程中造成裂纹的原因

时间:2019-05-16 15:48 作者:矿山机电设备 点击: 次

    定径辊加工精度将直接影响定径机机架装配精度及无缝钢管质量,定径辊均采用冷硬球墨铸铁材质,经炉前元素化验-中频电炉冶炼-离心复合浇铸-车床粗加工-热处理-数控机床精加工-检验-线切割-包装出厂等多到工序完成。全过程实行质量监控,生产的定径辊强度大、精度高、耐磨性强、使用寿命长。

   定径辊常工作在700℃~800℃甚至高达1200℃的高温环境,与灼热的钢坯相接触,承受强大的轧制力,表面承受轧材的强力磨损,反复被热轧材加热及冷却水冷却,可被冷却水冷却至100℃~150℃,经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。
   定径辊的工作条件要求热轧辊材料具有高的淬透性,低的热膨胀系数,高的热传导能力、高温屈服强度、   性、高温蠕变强度,优良的抗回火能力,材质均匀,表面硬度均匀等。热轧辊的发展主要在于提高其耐磨性。其材料包括锻钢轧辊、冷硬铸铁轧辊、普通冷硬铸铁、低NiCrMo、中NiCrMo、高NiCrMo铸铁材料、铸钢轧辊、球墨复合铸铁轧辊、半钢和高硬度特殊半钢材质、高铬铸铁、半高速钢和高速钢等。
   目前,在一般钢铁企业,定径辊也称轧辊由于磨损需要重修时,多采用车削或磨削方式修正辊型。这种方式对提高轧辊寿命意义不大,只是一种"补救措施。一般而言,硬度越高,耐磨性越好。但轧辊硬度、耐磨性提高的同时,会导致韧性下降,具体使用时应根据具体轧辊的性能要求来确定所需得到的硬度值。采用轧辊表面重修与强化的热处理技术来提高轧辊表面硬度,减少轧辊使用的磨损量,已成为延长轧辊寿命的一个主要发展方向和途径。
   定径辊在使用过程中也会经常出现裂辊、裂纹和断裂。
   1、在使用过程中,经常会出现由于水量减少或缺水导辊面出现裂纹、裂缝直至开裂。这种情况下   先要注意机架水管是否堵塞,在减径机开启水源后检查各减径机架水管出水量。由于工艺原因未开启水源时,特别要注意在使用后切忌立即开启水源,应待机架冷却一段时间后再开启,以减少轧辊开裂的发生。
   2、由于轧管头部经常会有镰刀和弯头存在,导致卡钢和撞辊。这种情况下容易造成定径辊局部损伤,甚至开裂。这种情况需要通过提高轧管工艺和保证脱管机架同心度来降低事故发生率。
   3、辊身由于铸造水平缺陷引起的裂纹,需要加强对辊身硬度和加工表面的检验。辊身工作层同一层面硬度差不高于5HSD,加工前后均不允许有夹渣、气孔、沙眼等问题存在,防止粘钢、掉渣及裂辊现象的发生,同时也有利于提高轧辊利用率。
   4、定径辊本身设计和加工缺陷也可能会造成辊裂等事故发生。如带有键槽的定径辊,键槽直角处改为圆弧角可减小轧辊冷热循环发生的应力,而圆弧角过大也会使槽基处应力集中造成破坏。
   5、钢温过低和减径量过大是定径辊碎裂的主要原因。尤其是轧辊工作层越薄,其承载能力越弱,在遇到低钢温减径和过量减径时,辊身受到的径向冲击和挤压力要增加不少,超过辊身承载临界值后,必然会发生碎辊和裂辊现象。
   定径辊辊面还有以下这几种常见的损伤形式:
   1、辊面裂纹裂。
纹分为正常裂纹及非正常裂纹,正常裂纹也叫热裂纹,是由于多次温度循环产生的热应力所造成的辊面逐渐破裂,是发生于辊面上的一种微表面层现象;非正常裂纹是在轧制过程中因打滑、粘钢、卡钢、堆钢、甩尾等事故造成热冲击裂纹,在辊面表面局部形成   深度和延展度的裂纹。
   2、压痕
主要是指在生产过程中由于清扫原因等造成氧化铁皮等异物的压入,在辊面产生连续或不连续分布的无规则形状的凹坑等。
   3、氧化膜脱落。
轧制开始,经过一段时间烫辊后,在轧辊表面形成一层银灰色或浅蓝色较薄的氧化膜,其对保护辊面、提高轧件表面质量十分重要,由于轧制力的反复作用,造成氧化膜沿碳化物周围产生微裂纹;当轧辊冷却能力不足,辊面很难形成致密的氧化膜,即使形成氧化膜也会很快恶化。在轧制不合理,氧化膜在生成过程中迅速被破坏,会造成氧化膜脱落,在辊面留下流星斑等缺陷,造成辊面粗糙度升高,磨损量增大。
   4、粘钢、异常磨损等。
由于轧制异常造成辊面与轧件的粘连,出现粘钢;轧制时工艺参数不合理造成同宽公里轧辊消耗过大,造成辊面磨损不均现象。
   定径辊的损坏由多种因素相互影响和相互作用引起,其损坏形式也多样。但只要了解轧辊损坏原因,针对具体的轧机系统、损坏形式采取相应措施,轧辊失效可以得到有效控制,可以很大限度降低辊耗,从而提高轧辊的使用寿命,提高轧管生产效率。
 
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