铸轧辊失效的形式：①热龟裂；②裂纹扩展快；③表面局部塑形变形；④断裂。 在轧制中，裂纹扩展速度快，有时纵向裂纹长300mm，深2-4mm，是辊套过早的失效，原因是：辊套热处理工艺不合格，内部较大的残余应力为消除，在轧制过程中，受铝液热应力与辊芯内冷却水冷应力的交替作用，加速了裂纹的生成和扩展。 辊套的正常失效按下公式计算:有效厚度=（Dmax-Dmin）/2 Dmax为铸轧辊的最大的外径，Dmin为最小外径，每次车磨4mm左右，直至有效厚度接近于零，此辊套就认为失效为重新更换。 辊芯失效形式：①水槽阻塞；②水槽破裂，辊芯的材质：42CrMo 辊芯硬度HB在500左右。 调质硬度范围为2000MPa＜HB＜4000MPa 辊套：需具有良好的导热性，线性膨胀系数及弹性模数小，较高的抗拉强度、屈服强度及硬度，较好的耐热性、抗热疲劳及热变形等。辊套粗糙度Ra为0.8-1.2μm。 辊套硬度HB为370-400左右，目前国内使用的辊套材质为PCrNi3Mou和32Cr3Mo1V钢。 冷却说的要求：水硬度：硬度总和不大于7. PH值：6-8 水压：0.4-0.6MPa 悬浮物：不大于50PPM 水温：一般控制在15-28℃辊芯辊套热装时温度的计算：t=I/αD内·C 式中：I=σ+Δmin σ-过盈量；Δmin-热装的最小间隔；α材料线膨胀系数过盈量配合量的经验公式为：过盈量一般为铸轧辊辊径的0.09%-0.11%。 辊芯尺寸在φ500mm-φ700mm，过盈量（mm）=辊芯尺寸x1/650 辊芯尺寸在φ700mm-φ850mm, 过盈量（mm）=辊芯尺寸x1/700 当传递的轧制力矩一定时，辊套越薄，需要的过盈配合量越大。辊套越薄所能产生的过盈压力越小，传递的轧制力矩越小。 对新辊（包括重新研磨的辊）进行热处理，首先用无水乙醇擦掉七表面的油污，后用自行配制的腐蚀溶液（只要成分是硝酸）均匀涂抹与辊面，待接近干燥，用清水洗净，此时辊面呈亮黑色，在轧辊完全干燥后，用800″砂纸沿轧制方向用力将其面的黑色物质打磨去掉。 下辊面比上辊面提前出现龟裂的原因是：下辊辊套温度梯度比上辊面大。 辊面车削深度为H+0.5mm，H为龟裂深度。用液化石油气火焰润滑辊面。冷石墨液喷涂润滑会对辊面产生一次冷冲击。 每生产600t-1000t铸轧板则需对铸轧辊进行车磨，磨削加工。每次车磨的加工量为3mm-5mm。现一般的辊套厚度为30mm-40mm，允许使用的最小厚度问为15mm，所以实际车磨只能进行6次到8次，每对辊套约生产铝板坯5000t-6000t。 Cr、Mn、Ni、W、V、Mo等元素可以提高钢的，淬透性，硬度，强度和耐磨性，并使刚才的韧性和抗热度疲劳性得以改善，目前国内铸轧辊套材料大多采用PCrNi3MoV和32Cr3Mo1V 钢。 过盈量过小，轧辊容易打滑，过盈量过大，轧辊容易炸裂。 精车、粗车、精磨、粗磨。精车时预留0.60mm加工余量，精磨后预留0.15mm加工余量，精磨时只要辊套内孔表面园跳动小于0.04mm，直线度小于0.02mm表面粗糙度小于0.9μm，无明显烧伤、斑块，便可终止加工。 辊芯精车后预留0.1-0.15mm加工余量。 轧辊中部受力比边部大，塑形变形比较重，辊芯凸度定为1/10000左右为宜。辊套在车削时尽可能采用一次车削法，以保证辊套两端同心度，磨削时必须采用一次磨削法，即一次从辊套的一端磨到另一端。 辊套的热装配：辊套从室温慢加热到300℃左右有时，用时8-10h，并在300℃左右保
摘要： 轧辊堆焊具有成本低、效果好等优点而被国内外广泛采用，研发优质、高效、低耗、灵活、清洁的先进堆焊技术，是我国轧辊堆焊的必然趋势。从轧辊堆焊的设备、材料和工艺三个方面分析了我国轧辊 堆焊的现状，指出我国现有的堆焊设备中改装设备多专用设备少，自动化程度较低，有待进一步提高设备的自动化和智能化水平；堆焊用焊接材料存在系列化程度低、品种少、严重依赖进口等问题，开发具有自主知识产权的焊材是发展方向；堆焊工艺方面，应发展堆焊工艺专家系统，以提高堆焊工艺水平，缩短工艺试验时间。关键词： 轧辊堆焊；设备；焊接材料；工艺中图分类号： TG455文献标识码： C 文章编号： 1001－2303(2010)10－0017－04第40卷第10期2010年10月 Vol．40No．10Oct．2010 Electric Welding Machine 张潆月，包晔峰，蒋永锋，杨 可 (河海大学机电学院，江苏常州213022) Present status and development trend of roll surfacing technology ZHANG Ying-yue ，BAO Ye-feng ，JIANG Yong-feng ，YANG Ke (College of Mechanical ＆Electrical Engineering ，Hohai University ，Changzhou 213022，China) Abstract ：The roll surfacing is widely applied both at home and abroad for its low cost and good effect．So it is a kind of inexorable trend to research and develop more advanced technology with cost -effective ， flexible and clean．The current domestic situation of roll surfacing is discussed in this paper from aspects of equipment ，welding consumables and technology．There are relatively more modified equipments and few special ones ， low automation and intelligent level ，all of which need further improvement and enhancement．As for the welding consumables ，there are existing problems such as few varieties of welding consumables and great dependency on imported materials ，so self-developed welding consumables should be emphasized in the future．To optimize the technology of surfacing and reduce experiment time ， it is better to develop experts system of surfacing technology．Key words ：roll surfacingr ； equipment ；welding consumables ；technology 收稿日期：2009－09－10 作者简介：张潆月(1985—)，女，吉林省吉林市人，硕士，主要 从事堆焊方面的研究工作。。 0前言 钢铁工业是国民经济的重要基础产业，我国是 钢铁工业大国，对轧辊的需求量非常大。 轧辊是轧钢的主要部件，是关系到钢材质量和数量的关键所在，也是轧机的主要消耗部件。轧辊的过量消耗给轧钢厂增加了生产成本，引起了业内人士的高度重 视。 一般从两个方面解决这个问题：(1)通过合金化等手段提高新轧辊材质的硬度与耐磨性，延长新辊的使用寿命；(2)对旧辊实施修复处理，提高轧辊的利用率，降低成本。 修复轧辊的方法很多，堆焊修复的成本低、效果好，是国内外广泛采用的轧辊修复技术。堆焊是 指将具有一定使用性能的合金材料通过加热的方 法熔覆在母体材料的表面，使母材获得特殊的使用 性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法[1]。 堆焊既可用于修复材料因服役而失效的部位，亦可用于强化新零件的表面，其目的是延长零件的使用寿命、 节约材料、降低制造成本。1轧辊堆焊设备 目前我国的堆焊设备主要有改装和专用两种形式。 改装的堆焊设备由轧辊装夹、回转系统和焊机系统组成。轧辊装夹和回转系统由堆焊厂家自己设计制造，焊机采用埋弧自动焊机，将普通埋弧机 头改装成堆焊机头，电源采用直流弧焊电源。 另一种是专用堆焊设备，可分为轧辊夹持系统、焊接系统、控制系统和辅助系统四个部分。轧辊夹持系统包括 轧辊堆焊的现状和发展趋势
` 课程设计论文 题目： 轧辊用钢的成分设计及生产工艺 学 院: 理学院 专 业: 材料物理 学 号: 201007120024 学生姓名: 郑明武 指导教师: 吴开明 张莉芹 日 期: 2013.6.25
轧辊用钢的成分设计及生产工艺 摘要 钢铁材料是生活中应用最为广泛的材料之一，随着现代工业的发展，社会对钢铁材料的需求与日俱增。而轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，因而研究出性能优异的轧辊用钢对于提高钢铁产量及质量有着重要意义。本文以常轧辊用钢60CrNiMo作为例子，通过改变钢中的Ni的含量来探讨Ni含量对60CrNiMo力学性能的影响，并根据模拟出的样品TTT曲线制定出相应的热处理工艺。 关键词：60CrNiMo Ni 贝氏体TTT曲线热处理工艺
Abstract Steel is the one of the most widely used material in our daily life. With the development of modern industry, society's increasing demand for steel materials is growing with each passing day. The rolling rolls are the important parts in Iron and Steel Industry, and thus developed the great performance steel for steel industry having great significance to improve the quality of the stell. In this paper, we changing the Ni content in the steel to investigate the mechanical properties of Ni content on 60CrNiMo effects ,and we simulated TTT curve to develop the heat treatment process. Keywords ：60CrNiMo Ni bainite TTT curve heat treatment process
什么是检测？ 为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？ 对轧辊实施测量的主要项目有哪些？ 为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？ 测量轧辊的同轴度常用测量方法有哪些？ ZTC系列轧辊同轴度测量仪是如何使用的？ 为什么要测量板带钢轧辊的辊型 测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些? 测量板带钢轧辊辊型的现状如何? 便携式高精度智能辊形测量仪的结构形式如何？具有哪些特性？测量原理是什么？如何进行数据处理的？ 便携式高精度智能辊形测量仪的上位计算机能做哪些工作？ ZDC系列轧辊多参数测量仪的主要用途是什么？其结构特征如何？它的数学模型（测量原理）是如何建立的？ 怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？ 如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？ 通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？ 如何测量轧辊轴颈锥度？ 为什么要检测轧辊的轴承箱参数？ 怎样检验轧辊轴承箱（与轧机牌坊配合处）的外尺寸？ 为什么要测量轧辊的轴向各长度尺寸（台阶长度）？ 测量轧辊的轴向各长度尺寸（台阶长度）常使用哪些测量器具？ 如何使用轧辊台阶长度测量尺测量轧辊的轴向各长度尺寸？ 跨辊身的大长度尺寸如何测量？ 什么是检测？ 答：检测是"检验"与"测量"的统称。 所谓"测量"，就是将被测的量与作为单位或标准的量，在数量上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。如果以Q表示被测量，ｕ表示计量单位，二者比值为ｘ=Q/ｕ，则有 Q=Xｕ 即测量所得量值为用计量单位表示的被测的量的数值。 所谓"检验"，通常是指采用"综合量规"（如轧辊辊型测量样板）检查被测要素是否在图样上规定的公差带内，从而判断其合格与否，而不要求确切知道被测要素的具体尺寸。
冷轧辊的失效分析
冷轧辊的失效分析 材料工程1306 封骥 2013153 冷轧辊的失效分析 冷轧辊是冷轧机的大宗消耗备品，其能否安全运行将直接影响着轧机的生产率、成材率以及成本控制。由于冷轧辊从材质、制造工艺、使用、维护及失
效等诸方面与热轧辊有着较大的差异，故对初次进行冷轧生产的单位、轧辊管理者及使用者来说，需要掌握冷轧辊的失效机理及预防措施，通过对冷轧辊失效机理的论述及案例的相关分析，提出降低轧辊消耗的预防措施。 失效：金属装备及其构件在使用过程中，由于压力、时间、温度和环境介质和操作失误等因素的作用，丧失其规定功能的现象。 失效分析：对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究，从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施，称为失效分析。 失效分析的一般过程 ①深入装备失效现场、广泛收集、调查失效信息，寻找失效构件及相关实物证据。 ②对失效构件进行全面深入的宏观分析，通过种类认定推理，初步确定失效件的失效类型。 ③对失效件及其相关证物展开必要的微观分析、理化检验，进一步查找失效的原因。 ④通过归纳、演绎、类比、假设、选择性推理，建立整个失效过程及其失效原因之间的联系，进行综合性分析。 ⑤在可能的情况下，对重大的失效事件进行模拟试验，验证因果分析的正确性。
一、冷轧辊失效机理 冷轧辊特性：目前冷轧厂常用的冷轧辊材质有高碳铬铝系及高碳铬铝钒系，一般生产工艺过程为电渣重熔或钢包精炼——铸锭——锻造——球化退火——粗加-——探伤——调质——精加工——探伤——工频感应淬火——低温回火——精加工成品。为确保优良的使用性能，其表层组织要求为细针马氏体、隐针马氏体+少量残余奥氏体+粒状碳化物。冷轧工作辊工作时要承受高的轧制压力、冲击载荷、疲劳及磨损，需要有足够的强度抵抗大的弯深而均匀的表面硬化层及耐磨层，以获得良好的耐磨性;三是要有优良的表层抗裂性及抗剥落性能。 冷轧辊的失效形式：冷轧工作辊工作时处于复杂的应力状态。受残余应力、接触应力、弯曲应力、扭转应力以及因温度分布不均引起的热应力等的影响，失效形式有早期磨损、粗糙化、略坑、勒痕、裂纹、剥落以及断裂，但工作层剥落是冷轧辊的主要失效形式，占到工作辊正常失效的50%以上，轧辊剥落往往造成轧辊彻底报废。其剥落按断口可分为疲劳剥落和脆性剥落:按剥落块形状分为贝壳状剥落、带状剥落、区域点状剥落、热冲击剥落:按剥落深浅分为表层剥落及次表层剥落等。 裂纹来源： (1)热裂纹。断带、重叠、卡钢及打滑时，轧辊局部剧烈受热温度可高达相变点以上直至800C，在辊身以接触点为中心会产生从外至内一定温差，从而在不同深度组织有所变化，当温升和组织变化引起的热膨胀和来自周围的压应力超过屈服极限时产生塑变，并伴有残余压应力释放和应力重新分布，并出现拉应力，随着拉应力的出现就产生微裂纹。
轧辊热处理 轧辊按工作状态可分为热轧辊和冷轧辊，按所起的作用可分为工作辊、中间辊、支承辊，按材质可分为锻辊和铸辊（冷硬铸铁）。通常轧辊的服役条件极其苛刻，工作过程中承受高的交变应力、弯曲应力、接触应力、剪切应力和摩擦力。容易产生磨损和剥落等多种失效形式。不同的用途、不同类型的轧辊处在各自特定的工况条件，其大致的性能要求如下： 轧辊类型主要性能要求辊身硬度工作温度℃ 热轧工作辊抗热疲劳裂纹性能，抗表面粗糙性能 HB：196~302 室温~850 冷轧工作辊高硬度，耐磨性，抗疲劳剥落性能HS：90~105 室温~180 对热轧辊来说，辊面不允许出现裂纹，表面裂纹缺陷容易造成应力集中，加速扩展而使轧辊失效。热疲劳裂纹主要起因于周期性交变热应力，严重情况下，裂纹扩展可能造成辊面剥落，甚至断辊。 冷轧辊主要失效形式包括划伤、粘辊和剥落等。冷轧辊辊身表面应有高而均匀的硬度，其优劣表现在辊身工作层的耐磨性，即耐粗糙性。 大型热轧锻钢工作辊用钢的化学成分、临界点以及工艺参数如下。 热轧锻钢工作辊用钢化学成分（%） 钢号 C Si Mn P S Cr Ni Mo V Cu 55Cr 0.50~0.60 0.17~0.37 0.35~0.65 ≤0.025≤0.025 1.00~1.30 ≤0.30 - - ≤0.25 50CrMnMo 0.45~0.55 0.20~0.60 1.30~1.70 1.40~1.80 - 0.20~0.60 - 60CrMnMo 0.55~0.65 0.25~0.40 0.70~1.00 0.80~1.20 - 0.20~0.30 - 50CrNiMo 0.45~0.55 0.20~0.60 0.50~0.80 1.40~1.80 - 0.20~0.60 - 60CrNiMo 0.55~0.65 0.20~0.40 0.60~1.00 0.70~1.00 1.50~2.00 0.10~0.30 - 60SiMnMo 0.55~0.65 0.70~1.10 1.10~1.50 - - 0.30~0.40 - 60CrMo 0.55~0.65 0.17~0.30 0.50~0.80 0.50~0.80 ≤0.25 0.30~0.40 60CrMoV 0.55~0.65 0.17~0.37 0.50~0.80 0.90~1.20 - 0.30`0.40 0.15~0.35 70Cr3Mo 0.60~0.80 0.40~0.70 0.50~0.90 2.00~3.00 0.40~0.60 0.25~0.60 - 常用热轧锻钢工作辊的临界点及工艺参数 钢号临界点热处理 Ac1 Ac3 Ar1 Ms 正火温度（℃）淬火温度（℃）回火温度（℃） 55Cr 735 755 - - 840~850 820~840 590~630 60CrMo 676 805 685 - 840~860 860~870 600~660 60CrMoV 765 798 - 265 890~910 860~880 600~680
国内外堆焊复合轧辊发展概况 高强度、高韧性、高耐磨性堆焊复合轧辊是中心在成熟、可靠的药芯焊丝制造技术与自动堆焊技术的基础上，采用新型铁、镍基高合金焊丝制做的新一代复合材料轧辊。它具有钢辊的高强韧性和铁辊的高耐磨性，可以反复修复多次，能使轧钢厂降低辊耗，大幅降低成本。主要用于轧钢行业，也可以用于冶金、采矿、机械、石油、电力等行业中大量使用的易磨损零件、工模具的制造与修复。此技术在国内属于领先水平。 堆焊复合轧辊的制造方法，是目前国内复合轧辊生产中较为先进的工艺方法之一，可替代传统的铸造方法。节约能源，减少污染的效果良好。同时，由于辊芯材料的多次反复使用，大大节约了金属材料，合理充分地利用了资源，具有较好的社会效益。堆焊复合轧辊在性能上比其它方法制造的轧辊有较大的优势，而且可反复修复使用，大幅度降低了制造成本，解决了轧钢行业生产中的断辊问题，提高了轧机的生产作业率，降低了辊耗，为企业创造了巨大的经济效益。 科研人员经过多年的研究开发，已经顺利完成了高耐磨性合金药芯焊丝的研制及样品辊的试制工作，并且上机试用效果良好，具备了工业性批量生产的技术条件。 1、国外研究及应用 目前，高强度、高韧性和高耐磨性的冶金轧辊在国外发达国家已开始推广应用。相对于传统的冶金制造方法，其技术进步主要体现在改变轧辊材质和采用新的冶金复合制造技术。
改变轧辊材质是提高轧辊性能的首要措施。轧辊材质发展的趋势是广泛使用合金元素，且合金化程度逐步提高。如国外热轧带钢精轧前段由60年代的半钢工作辊发展到70年代的高铬铸铁辊，到了80年代末开始使用高速钢轧辊；冷轧带钢工作辊材质由2%铬钢发展到3%铬钢、5%铬钢，到了90年代末开始使用半高速钢。高速钢材料用于轧辊制造，使轧辊性能显著提高，轧材质量明显改善。 近十多年来，国外采用多种新的冶金轧辊复合制造技术，使轧辊的综合性能明显优于整体锻造和普通离心铸造轧辊。其中堆焊复合技术由于其更低的制造成本、较高的综合性能，始终是发达国家研究的重点。由于堆焊材料和工艺的复杂性，使其在实际应用方面没有其它复合方法的产品应用广泛。但由于其优越的性价比，使堆焊复合技术的研究仍然不断的向前发展。 2、国内研究应用 与国外相比，我国冶金复合高性能轧辊的研究起步较晚。国产复合高性能轧辊的品种、数量、规格、性能和制造方法与国外先进水平相比，存在相当大的差距。针对国内轧辊生产仍以传统的整体锻造和普通离心铸造方法为主的落后现状，考虑我国国情及冶金行业现状，应大力发展具有高综合性能、高性价比的堆焊复合材质轧辊。 目前国内堆焊复合材质轧辊研究正在兴起，而且越来越受到重视。在国内经历近二十年的轧辊堆焊技术的发展和推广应用，在堆焊材料研制以及工艺优化方面，我国已达到或（在某些产品品种、性能方面）超过国外同行业水平。我国大部分冶金行业虽然有堆焊设备，但基本仅局限在热轧钢的修复。再有一
轧辊基础知识 1-什么是轧辊，轧辊的种类有哪些？ 轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊；按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。 冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流（全冲洗法）复合铸造、离心复合铸造三种，此外还有连续浇铸包覆（CPC－Continuous PouringProcess for Cladding）、喷射沉积法、热等静压（HIP－Hot Isostatically Pressed）、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。组合轧辊主要是镶套组合轧辊。 2-什么是整体轧辊？ 整体轧辊是相对于复合轧辊而言的，整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成，辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理工艺过程来控制和调整。 锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。 3-轧辊按材质主要分为哪几种类别？ 轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。 4-什么是铸造轧辊，铸造轧辊主要有哪些种类？ 铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类；按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。 5-哪些轧辊适合于整体铸造生产？ 初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧板带钢轧机破鳞和轧边机、型钢万能轧机的轧边机，还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊，大多采用整体铸造方法生产，这类轧辊使用层较厚，孔型较深。另外，热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。 整体铸造轧辊的工艺方法相对简单，制造成本低。 6-什么是复合铸造轧辊？ 复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成，辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。复合铸造方法有半冲洗复合铸造、离心复合与溢流复合三种，复合铸造轧辊需要特殊的工艺装备，工艺相对复杂，控制难度大，需要较高的制造成本。 7-复合铸造适合于哪些轧辊的生产？ 复合铸造适合于生产那些工作负荷大、轧材质量要求高的轧辊。这类轧辊辊身和辊颈性能要求相差悬殊，辊身表面硬度要求高，辊颈又要求较高的强度和韧性。例如热带连轧机的工作辊、支撑辊；中厚板、宽厚板轧机的工作辊；平整轧机的工作辊和支撑辊；型钢万能轧机的辊环；小型型钢、棒线材轧机的精轧辊及无缝钢管轧机连轧管轧辊和张减径辊环等。 近几年离心复合高铬铸铁小立辊在国内外热带连轧机上得到越来越多的采用，表现出优良的耐
轧辊失效方式及其原因分析 摘要：介绍了轧辊存在剥落、断裂、裂纹等几种失效方式，并重点分析了轧辊剥落和断裂产生的机理，为分析生产实践中轧辊失效原因和采取相应改进措施以提高轧辊使用寿命提供了依据。 关键词：轧辊；失效原因；剥落；断裂；裂纹 1 前言 轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。 轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。 2 轧辊的失效形式 2.1 轧辊剥落 轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。 2.1.1支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽
度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力，如图1所示。在离接触表面深度（Z）为0.786b处(b为接触面宽度之半)剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。 图1 滚动接触疲劳破坏应力状态 疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在Z为0.5b的交变剪应力层处。该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。 支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。由于服役周期较长，支撑辊中间磨损量大、两端磨损量小而呈U 型，使得辊身两端产生了局部的接触压力尖峰、两端交变剪应力的增大，加快了疲劳破坏。辊身中部的交变剪应力点，在轧辊磨损的推动作用下，逐渐往辊身内
轧辊多种磨损问题的快速解决 关键词：钢铁轧辊快速维修磨损 一. 轧辊简介 轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。 常用冷轧辊中工作辊的材料有9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等，冷轧辊要求表面淬火，硬度为HS45~105。热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等，热轧辊使用在开坯，厚板，型钢等加工中。它承受了强大的轧制力，剧烈的磨损和热疲劳影响，而且热轧辊在高温下工作，并且允许单位工作量内的直径磨损，所以不要求表面硬度，只要求具有较高的强度，韧性和耐热性。热轧辊只采用整体正火或淬火，表面硬度要求HB190~270。 轧辊硬度是一个间接的物理值，它的高低受到轧辊本身内部组织状态的影响，如轧辊材料的基体硬度，轧辊材料中碳化物的种类和数量，轧辊的残余应力等等；同时，由于轧辊硬度检测常用的肖氏和里氏硬度检测均为反弹式硬度检测，受检测仪器的状态，操作者的心理因素等其他因素的影响较大。所以无论是轧辊的制造和使用部门,需要配备专人负责硬度的检测工作,注意硬度计的选型,与其他硬度的对比关系要稳定,同时要注意经常送检和校对硬度检测仪器和标准试块,有条件的企业可以推广利用标准轧辊来进行硬度计的校对工作。 轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用,包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，其原因不仅有设计因素，还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。此外，轧制条件经常会出现异常情况。轧辊在使用后冷却不当，也会受到热应力的损害。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。 一个好的轧辊，其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。这样不仅在正常轧制条件下持久耐用，又能在出现某些异常轧制情况时损伤较小。所以在制造轧辊时要严格控制轧辊的冶金质量或辅以外部措施以增强轧辊的承载能力。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷，避免局部高峰应力，延长轧辊寿命。 二. 美嘉华技术产品在钢铁刚也轧机中的部分应用 传动部位磨损问题是生产型企业目前存在的普遍的设备问题，并且数量较大，损坏频繁，其中包括各种轴类、辊类、减速机、电机、泵类等轴承位、轴承座、轴承室、键槽及螺纹等等部位，传统的补焊机加工方法易造成材质损伤，导致部件变形或断裂，具有较大的局限性；刷镀和喷涂再机加工的方法往往需要外协，不仅修复周期长、费用高，而且因修补的材料还是金属材料，不能从根本上解决造成磨损的原因（金属抗冲击能力及退让性较差）；更有许
轧辊失效方式及其原因分析 轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。 轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。 1 、轧辊剥落(掉肉) 轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。 1.1 支撑辊辊面剥落 支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力。在离接触表面深度为 0.786b 处 ( b 为接触面宽度之半 ) 剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。 疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在 Z 为 0.5b 的交变剪应力层处。该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。 支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。由于服役周期较长，支撑辊中间磨损量大、两端磨损量小而呈 U 型，使得辊身两端产生了局部的接触压力尖峰、两端交变剪应力的增大，加快了疲劳破坏。辊身中部的交变剪应力点，在轧辊磨损的推动作用下，逐渐往辊身内部移动至少 0.5mm ，不易形成疲劳裂纹；而轧辊边部磨损较少，最大交变剪应力点基本不动。在其反复作用下，局部材料弱化，出现裂纹。 轧制过程中，辊面下由接触疲劳引起的裂纹源，由于尖端存在应力集中现象，从而自尖端以与辊面垂直方向向辊面扩展，或与辊面成小角度以致呈平行的方向扩展。两者相互作用，随着裂纹扩展，最终造成剥落。支撑辊剥落主要出现在上游机架，为小块剥落，在轧辊表面产生麻坑或椭球状凹坑，分布于与轧件接触的辊身范围内。有时，在卡钢等情况下，则出现沿辊身中部轴向长达数百毫米的大块剥落。 1.2 工作辊辊面剥落 工作辊剥落同样存在裂纹产生和发展的过程，生产中出现的工作辊剥落，
提高冷轧辊的使用效率 摘要：本文介绍了冷轧薄板厂使轧辊的主要失效形式，分析了轧辊的断裂和裂纹产生原因，提出了具体改进措施。 关键词：轧辊失效硬度 1 前言 随着市场的发展,客户对冷轧薄板的质量要求不断提高,生产厂家必须适应市场的需求，生产更高质量的产品以满足用户的需要。在轧机所有备件中,轧辊是非常重要的备件。轧辊在工作中要承受高的轧制力、冲击载荷、疲劳和磨损等,因此冷轧辊的消耗非常大。统计资料表明,在冷轧生产过程中冷轧辊的消耗在生产成本中所占的比例达25%左右。冷轧薄板厂要想取得更好的经济效益, 一方面要生产适销对路的高附加值产品,另一方面要降低生产成本。因此,提高轧辊的使用效率是取得良好经济效益的重要手段之一，也是本文阐述的主要内容。 2 轧辊磨削设备及轧制产品 2.1 磨削设备 鄂钢采用MK8463/5000-H数控轧辊磨床用于加工冷轧板带生产线中的工作辊、支承辊修磨加工。机床可磨削圆柱形、具有中凸（凹）要求的任意曲线的辊面以及圆锥形的辊面等。可磨削正弦及抛物面曲线辊面、辊面端部倒角。机床总体布局如图1： 图 1 2.1.1 机床主要技术规格参数见表1
表1 最大磨削直径Ф630 mm 最小磨削直径（在最大砂轮情况下）Ф100 mm 顶尖距5000 mm 工件最大重量6000kg 中凸（凹）量（半径方向） 1.5 mm 中心架支承直径范围根据工件要求定 头架顶尖移动量150 mm 尾架顶尖移动量500 mm Z轴—拖板纵向移动速度10～5000 mm/min X轴—砂轮架横向进给速度1～2000 mm/min X1轴—测量臂调整速度0～1000 mm/min 数控最小分辨率（U轴）0.00001mm 数控最小分辨率（U1轴）0.0001mm 数控最小分辨率（X1轴）0.0001mm 数控最小分辨率（X轴）0.0001mm 数控最小分辨率（Z轴）0.0005mm 工件转速(无级) 8～80 r/min 砂轮规格Ф750×100×Ф305 mm 砂轮最大线速度(恒线速) 50m/s 冷却液箱流量300L/min 电机总功率约120kW 头架电机（西门子）22kW 砂轮架电机（西门子）30kW 机床总重量55t 2.1.2机床工作精度标准 1.圆柱面磨削见表2 表2 圆度≤0.002mm 辊形误差≤0.002mm 表面粗糙度≤Ra0.32μm 圆度≤0.002mm 纵截面上直径一致性≤0.002/1000 mm 表面粗糙度≤Ra0.2μm 2.中凸(凹)面磨削（半径上的中凸(凹)量为0.1mm。磨削技术要求见表3。 表3
二冷辊的堆焊修复工艺 摘要：通过对转炉二冷辊的焊接性分析，提出了对磨损的二冷辊表面进行合金堆焊修复工艺，使修复辊表面具有更耐磨、耐高温、耐疲劳性能。 关键词: 二冷辊堆焊合金工艺 前言 转炉二冷辊是板坯连铸机的夹送辊，母材质是42CrMo合金 42CrMo的化学成份（质量分数）﹪
1.2 合金钢42CrMo的综合碳当量为0.76﹪,碳当量较高，淬硬倾向较强，属于较难焊材料，其成分中的M n、Mo等元素增加了白点的敏感性，容易产生裂纹。 1.3 二冷辊母材属于低合金结构钢,焊接时容易产生延迟性冷裂纹,堆焊修复是在其表面堆焊5～6mm的高强度耐磨材料,焊接过程中由于工件局部受热不均匀，如果冷却速度过快,焊缝会产生巨大的内应力而产生冷裂纹。 1.4 合金42CrMo属中碳材料,当P、S含量也较高时容易形成热裂纹。为了防止热裂纹的产生,在选用焊丝时, C、P、S含量要低点，M n含量高点以加强脱S。 2、焊接材料的选择 2.1焊丝的选择 对于二冷辊的特性要求,选用耐磨耐热性好的Cr-Mo-Ni马氏体不锈钢堆焊材料,由于母材的含碳量或合金含量相对较高，为确保母材和堆焊金属之间的良好冶金结合，在工作层材料堆焊前，先使用低碳抗压强度较高的焊丝材料进行过渡层堆焊。我们选用H0Cr17药芯焊丝?2.4为过度层焊丝, H2C r13药芯焊丝?2.4作为堆焊工作层焊丝。 H2C r13化学成分（质量分数）﹪
2.2焊剂的选择 选用熔炼型焊剂HJ260,是低锰刘硅中氟焊剂，焊缝成形美观，且成本较低，产生的烟尘少,不容易受潮的优点。但用于二冷辊堆焊，高温脱渣性比烧结型焊剂差。通过与生产厂家合作,降低它的化学活性,并加强脱氧,生产出一种改进型HJ260,较好地改善了高温脱渣性能,同时控制好层间温度,就能达到使用要求。 3、堆焊工艺 3.1焊前准备 3.11 车去轧辊表面疲劳层5～6mm,并保持辊面清洁。 3.12 焊丝焊前300℃烘焙1小时，焊剂250℃下烘焙2小时以去除水分。 3.13 焊前预热 焊前对工件整体预热,升温速度为30～50℃/h，预热至250～350℃，保温1～2h。预热目的是降低熔池冷却速度，减少淬硬倾向，防止马氏体形成过快而产生热裂纹。 3.2 堆焊参数 焊丝直径?2.4， 堆焊电流 300～350A 电压 28～32V 焊接线速度 650～750㎜/min 焊丝伸出长度 25～30㎜
轧辊拆装工艺过程集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
轧辊装配工艺过程
目录 目录 (1) 1.工作辊装配操作规程 (2) 工作辊驱动侧止推轴承装配操作规程 (2) 工作辊驱动侧四列圆锥滚子轴承装配操作规程 (3) 工作辊操作侧四列圆锥滚子轴承装配操作规程 (7) 工作辊轴承座装配操作规程 (7) 2.支撑辊装配操作规程 (10) 支撑辊四列圆柱滚子轴承装配操作规程 (10) 支撑辊止推轴承装配操作规程 (13) 支撑辊轴承座装配操作规程 (15) 3.工作辊拆卸操作规程 (17) 4.支撑辊拆卸操作规程……………………………………………… 18
1工作辊装配操作规程 说明：由于工作辊只有驱动侧有止推轴承，并且该止推轴承与四列圆锥滚子轴承装在同一个轴承座中，因此以驱动侧工作辊轴承座的安装为主，操作侧的四 列圆锥滚子轴承参考驱动侧四列圆锥滚子轴承的安装即可。 工作辊驱动侧止推轴承装配操作规程 作业准备： 装配时，准备图纸L76986。 清洗剂、修磨工具、量具、吊具、吹扫用气体备好。 清洗、检查、测量，修正、确认轴承已修复可以使用后，在轴承滚子及各表面 涂上润滑油。该润滑油为壳牌460润滑油，如有变化，以冷轧车间使用的润滑 油为准。 轴承装配 1)将轴承座内侧朝下放置，装入油封压盖。
承座孔的键对中，把外圈“A－ BA”和外圈隔圈放在轴承座中。如图所示。 图图 6)在内圈“A－C”上涂润滑油。将内圈“A－C”放在轴承座中。如果必要的话可使 用吊装工具。如图所示。 7)外圈“BC－C”涂润滑油后装入轴承座。如图所示。 图图 工作辊驱动侧四列圆锥滚子轴承装配操作规程 作业准备 装配时，准备图纸L76986 清洗剂、修磨工具、量具、吊具、吹扫用气体备好。 清洗、检查、测量，修正、确认轴承已修复可以使用后，在轴承滚子及各表面涂上润滑油。 该润滑油为壳牌460润滑油，如有变化，以冷轧车间使用的润滑油为准。 轴承装配 1)按本手册中所述装好止推轴承。 2)在止推轴承的上面放上止推轴承与四列圆锥滚子轴承之间的隔环。如图所示。 3)在轴承座的内孔表面上涂上润滑油以后，在整个挡圈表面也涂上润滑油。 将“A-BA”外圈放在轴承座中，用塞尺检查外圈是否靠紧轴承座挡肩，对好 负荷位置号，小心将外圈装入轴承座，确认负荷位置记号是否处在最大负荷 位置。如图所示。（如果外圈发生倾斜，用铜棒修正位置） 图图
磨辊、磨盘、轧辊、轴齿等硬面堆焊修复技术及施工方案 磨辊、磨盘、轧辊、轴齿等设备由于工艺特点，在运行过程中，其表面磨损减薄极为严重，影响设备使用寿命，因此必须采取防磨和修复措施。目前堆焊工艺是硬面修复最先进的工艺技术之一。针对上述设备磨损特点，根据我公司长年从事该行业实际防护施工经验，我们设计选用明弧堆焊工艺，对被磨损表面进行修复，能满足要求，可提高焊件的使用寿命1.5-2.0倍（如磨辊、磨盘，使用寿命可由6000小时提高到8000小时以上）。用堆焊修复焊件只需新件费用的20-30%，还可缩短修理和更换零件的时间，从而提高生产率，降低成本。 明弧堆焊设备及技术简介 设备构成：逆变电源 OTC-600、便携式操作架、送丝校直机构、水冷焊枪系统、冷却水装置、焊道水冷喷雾装置 设备特点简介——ARC-NMB7-1型全自动便携式焊接设备具有如下特点： 1、 设备小型化：具有体积小、重量轻、拆装方便； 2、 电气控制集约化：采用电子处理系统，利用微处理器内嵌的程序及外部参数设置，实现焊接全自动控制； 3、 设备自动化：采用PLC 控制，LCD 显示方式，所有参数都以数字方式清楚地显示，方便监控设备运行状态及焊 接过程，降低劳动强度，避免了人工误操作及焊接质量的不稳定，提高了堆焊工作效率与产品质量； 4、 在线或离线均可操作：磨煤机磨辊、磨盘的修复、无须将其拆下，可节省大量维修时间和减小劳动强度； 5、 采用循环水冷焊枪，适合大电流大功率焊接，同时采用逆变电源，输出焊接电源平稳，焊渣飞溅小，高效节能。 磨煤机在线堆焊相关图片： 磨盘堆焊 磨盘堆焊时的设备安装情况 技术简介 堆焊是用焊接的方法借助于药心焊接技术将一些不易加工成型而又性能优异的合金材料堆敷在工件表面上的一种工艺过程，其目的是在焊件表面获得耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的熔敷金属层，或是为了恢复和增加焊件的尺寸。 明弧堆焊是国际上先进的自动调频焊接技术，具有焊道冷却速度快、焊缝硬度高、热影响区小、不易产生裂纹及剥落现象等优点。该堆焊工艺可选用高耐磨性能的自保护药蕊焊丝，由送丝机将焊丝连续不断送到均速旋转的工件上，
堆焊技术修复轧辊v 堆焊技术是利用焊接方法进行强化机械零件表面的一种维修技术.利用这一技术可以改变零件表面的化学成分和组织结构,完善其性能,延长零件的使用寿命,具有重要的经济价值. 目前在国内外冶金行业使用的堆焊技术有喷镀、气体保护焊、埋弧焊、电渣焊，其中轧辊埋弧焊是应用最广泛的工艺，具有生产效率高、质量好、经济效益较好的优点。 轧辊堆焊是指去除轧辊表面的疲劳层或缺陷后，用合适的堆焊材料、采用科学的工艺方法将其修复至原始辊径的过程，它的主要优点是轧辊使用前后的辊径不变，且堆焊后的轧辊具有良好的抗裂性、耐磨性、耐冷热疲劳性，使用寿命普遍能提高一倍以上，能够极大的降低吨钢成本，提高生产效率。 该项技术已是成熟技术，先后在宝钢、鞍钢、重钢、太钢、济钢等钢铁企业得到很好得推广应用，堆焊最大轧辊单重为58吨，堆焊层单面厚度最大达120mm，堆焊后使用效果得到客户认可。 严格执行正确的轧辊堆焊工艺，是保证轧辊堆焊质量的好坏及成功与否的决定性因素。轧辊堆焊过程包括以下步骤： 3.1.1 堆焊前采用机械加工方法，对堆焊孔型进行粗加工，去除轧辊表面的疲劳层及缺陷，特别是裂纹必须彻底清除，对多次堆焊的轧辊，应经超声波探伤，检查内部情况，在确认无裂纹的情况下方可进行焊接。 3.1.2 预热 由于轧辊及堆焊材料均为含炭量和合金元素较高的材料，加之轧辊辊径大、刚性大、冷却速度快，很容易在焊接时造成脆性区，并且由于温度不均形成很大的热应力造成裂纹。为了防止裂纹的发生，堆焊前必须对轧辊进行预热，预热温度由辊身及堆焊材料成分而定。为了使轧辊表面得到均匀的硬度，预热温度应在材料的Ms点以上。为了减少热应力，加热速度也应当控制，特别是大轧辊，升温速度开始100℃采用约20℃/h，之后可为40℃/h。要求均匀加热。 3.1.3 焊接 焊接是堆焊成败的关键环节，要获得理想的堆焊层必须综合考虑某些可变因素，如：焊接电压、焊接速度、轧辊转速、轧辊的保温、焊接电流、焊接材料等，对一些含碳及合金元素高的辊芯，为防止脆性区的裂纹，除一定的预热措施外，多采用低碳低合金过渡层进行预先堆焊过渡层。 3.1.4 焊后处理 这是轧辊堆焊的最后一道工序，为了减少由于表面和内部冷速不一造成体积应力而引起裂纹，要控制冷速。一般控制冷速和加热速度大致相同，冷至100℃时要保温一定时间，冷至50℃以下可不再控制冷速。为了消除焊接残余应力，必须进行回火处理，回火温度视轧辊使用条件，一般控制在450~600℃之间。回