铸轧辊磨削的缺陷分析和解决方法
杜永生
摘要：分析了铸轧辊磨削过程中产生的辊型缺陷和表面振动纹，切削痕，螺旋纹的缺陷产生的原因和危害性，并
介绍了缺陷的控制方法。
关键词：铸轧辊，砂轮，凸度、振动纹、切削痕、螺旋纹
一前言
高质量的铝铸轧板带的生产, 在很大程度上依赖于高磨削质量的铸轧辊,因此在轧辊磨削过程中准确诊断和分析已发现的磨削缺陷 , 找出产生的原因, 及时采取正确而经济的方法来消除和预防, 是提高铸轧板质量的有效途径。
本文以我公司在铸轧辊磨削过程中产生的主要缺陷为例，分析其产生的原因并提出相应的解决办法。我公司现使用的铸轧磨床是国内险峰机床厂生产的M84100B轧辊磨床。铸轧辊的磨削技术要求是：
1．铸轧辊表面不允许有明显刀花，切削痕，振动纹等。
2．铸轧辊的中凸度（直径）允许的误差值为0.01mm。
3. 铸轧辊的中高对称度（半径）应小于0.006mm。
4. 辊面径向跳动<=0.001mm。
铸轧辊的主要缺陷概括为两大类，辊型缺陷和轧辊表面缺陷。其中辊型缺陷直接影响到铸轧板的板形，造成板形纵
向厚差，横向厚差超标以及中凸度超标或不够，是铸轧生产中最经常碰到的质量问题。铸轧辊的表面缺陷除了影响铸轧板的表面质量外还影响到铸轧辊的使用寿命，增加铸轧的生产成本。
二铸轧辊磨削的主要辊型缺陷分析及解决方法
2.1辊型缺陷
辊型是指辊身中部和辊身边部的直径差值的分布规律，为了补偿轧制时由于轧制力引起的轧辊压扁产生弯曲而获得断面平直的铸轧板带，铸轧辊一般设计有一定的凸度，通常铸轧辊的辊型为抛物线或正弦曲线凸辊，如图1 所示, 轧辊凸度值的大小是以辊面中心处的直径与辊面边部直径的差值来表示的,Cr=D - D0 或Cr = 2〃Δt , 式中Cr 为轧辊凸度, D 为轧辊中心处直径, D0 为辊面边部直径。
图1 轧辊凸度示意图
在实际的磨削过程中轧辊的凸度缺陷主要有三种
（1）凸度不对称
0.05
0.1
0.15
0.2
1234568910
图1 正常轧辊曲线和不对称轧辊曲线比较图
如上图所示，轧辊两个对称点数值偏差大，在实际生产中，会造成铸轧板两边厚度差。主要原因是计算辊轮位置或调整辊轮在标尺上的位置不正确或未按要求找出轧辊中心所致。防止措施:除了认真核对计算辊轮位置和准确调节辊轮在标尺上的位置外, 每次辊轮位置的变化均要调整模板来找正轧辊中心后方可开始磨削。
（2） 凸度超差
凸度偏差的原因除了床身精度超标外, 主要与成型机构的间隙消除机构调整不合适有关, 另外对用顶尖支承轧辊的磨床, 还可能是由于顶尖与中心孔接触不良引起，另外，砂轮硬度太软也是造成凸度超差的重要因素，解决方法:对床身精度原因引起的要对床身进行必要的调整、校正, 以恢复其精度; 成型机构引起的, 必须对成型机构的间隙消除
机构进行调整,同时由于标尺转动的角度极小, 机械传动机构非常精密, 对此必须润滑良好, 调整时不得随意拆卸。做到以上几点，再选择合适硬度的砂轮就能解决该问题。
（3） 凸度曲线失真
如图2所示，所磨削的轧辊中高是0.16mm 正常的磨削曲线和失真的磨削曲线的对比图，正常的磨削曲线是成正弦曲线缓慢上升的，而失真的曲线是边部急剧上升，到了轧辊中间几乎成一条直线。
表1 正常铸轧辊曲线中高值
表2 失真的轧辊曲线中高值
0.05
0.1
0.15
0.2
1234568910
图2 正常轧辊曲线和失真曲线的对比
原因分析，主要是M84100轧辊磨床进给系统没有微量补偿，在实际磨削过程中，砂轮选择太软，砂轮脱粒太快，到了轧辊中间砂轮切入辊面的深度已经大大降低，造成中高曲线失真。
解决方法，选择合理的砂轮硬度和合理的精磨工艺参数，在实际生产中，我们选择了L60B的砂轮，精磨中高时，降低拖板速度，控制在每分钟20mm，降低砂轮的进给量，每个行程进0.005mm,此时磨削出的轧辊中高值最接近理论中高曲线，而且对轧辊表面质量的控制良好。
三铸轧辊磨削的主要表面质量缺陷分析和解决方法
铸轧辊磨削表面质量缺陷主要有以下三种
3.1 振动纹
轧辊表面的振纹缺陷是指零件表面具有各种不同形状的、深浅不一的花纹。外圆磨削常出现振纹, 如图3所示。
图3 振动纹缺陷
3.1.1 振动纹产生的原因
(1) 强迫振动。引起强迫振动的主要原因是砂轮不平衡; 其
次是砂轮传动电机不平衡; 传动皮带厚薄或皮带长短不一
致等。强迫振动产生的多角形深度较深, 波距比较宽。
(2) 自激振动。在磨削过程中, 砂轮对工件进行摩擦引起工件的振动, 使工件表面出现振纹。工件顶尖系统的刚性愈差, 振动的振幅就愈大,产生的多角形也就愈深。工件转速提高, 砂轮变钝, 砂轮与工件材料匹配不当, 都容易引起自激振动, 使工件产生波纹。
3.1.2 振动纹的解决方法
(1)砂轮需经过静平衡。要求砂轮在平衡架平衡时, 8 个方
位都能停留得住；
(2）砂轮和工件采用较低的转速和工作台速度, 横向进给量应选得小一些;
(3) 选择合适的砂轮, 要注意砂轮硬度是否均匀；
(4)要调整好砂轮皮带的长短，使其长短一致，减少皮带的
振动。
3.2 表面切削痕
切削痕是指工件表面出现的一些比工件光滑表面的沟纹
要深一些宽一些的痕迹。也称“拉毛”或“划伤”。这种划痕常沿砂轮与工件相对运动方向很有规律地排列着, 也有
突然出现1 个、2 个的划痕, 也有密密麻麻分布的划痕, 如图4所示。
图4 切削痕
对于铸轧辊来说，表面切削痕对于铸轧板的表面质量影响不大，但对于铸轧辊的使用寿命影响很大，它是轧辊产生裂纹的根源，轧辊的裂纹总是从切削痕的根部向下延伸，如果不能及时发现并完全消除掉，会影响裂纹扩展过早出现疲劳裂纹，缩短轧辊的使用寿命。
3.2.1 切削痕产生的原因及控制方法
要分析切削痕产生的基本原因，我们先了解一下砂轮的磨削过程：
磨削过程，实际上就是砂轮圆周表面上有大量的、排列很不整齐的、分布不规则的尖锐多棱的磨粒的切削过程。磨粒的切削过程可分3个阶段
(1) 滑擦阶段：磨粒开始挤入工件，滑擦而过，工件表面产生弹性变形而无切屑。
(2) 耕犁阶段：磨粒挤入深度加大，工件产生塑性变形，耕犁成沟槽，磨粒两侧)和前端堆高隆起；
(3) 切削阶段：切入深度继续增大，温度达到或超过工件材料的临界温度，部分工件材料明显地沿剪切面滑移而形成磨屑。
在磨削过程中，由于磨粒的形状及其在砂轮中的位置很不
规则，因而各个磨粒切削金属的过程也是不相同的。在砂轮圆周表面突出高度较高的和棱角比较锋利的磨粒，切入工件表面较深，能切下一定厚度的金属，起切削作用；突出高度较小或较钝或位置不利于切削的磨粒，切入深度又浅，切不下金属，只能在工件表面起刻划作用而挤压出细微的凹槽；更钝的、隐附在其他磨粒下面的磨粒，只能稍微擦着工件表面起摩擦抛光作用。由此可见，磨削过程是包含切削、刻划和摩擦抛光作用的综合而复杂的过程。在实际生产过程中也会因磨削条件、工件材料性能不同及零件加工要求的不同而各有主次，如粗磨时以切削作用为主；较细粗糙度磨削时以摩擦抛光作用为主。而我们所说的切削痕就是这些磨削后轧辊表面上出现的沟状条纹，主要是磨粒在起切削和刻划作用的情况下产生的。其原因归为以下几点。
1.轧辊表面不干净：
磨削前轧辊表面粘结有砂粒、粘铝等异物，磨削过程中异物从辊面脱落并嵌入砂轮表面，磨削时就对轧辊表面造成划伤。
2.砂轮表面不干净：
这是由于更换砂轮前，有大颗粒异物压入砂轮较深，修整砂轮时修整量不够，导致异物未能完全去除；还有一个原因就是砂轮修整时，未用切削液冲洗，造成脱落的磨粒附着在砂轮表面，磨削时就对轧辊表面造成划伤。
3.砂轮硬度，粒度选择不当
砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。砂轮软，就是磨粒粘结的不牢，在磨削过程中容易整颗脱落，如果没有及时被切削液冲走而是附着在砂轮表面上，这就容易造成辊面划伤。砂轮硬，又容易出现前面的振动纹问题。砂轮是由许多极硬的颗粒经过结砂合剂粘结而成的并具有一定几何形状的多孔切削刀具。砂轮表面上多棱多角的坚硬颗粒称为磨粒，而磨料颗粒的大小称为粒度，通常用粒度号表示。砂轮粒度越细，参加磨削过程的磨粒数越多，磨削厚度就越薄，有利于改善切削痕状况。砂轮粒度太细，又容易堵塞，产生振动纹，我们在实际使用过程中，选择了3种砂轮进行对比，结果见下表。
表3 实验效果比较
通过实际磨削试验我们发现，选用粒度号大的砂轮是减轻第一类切削痕最简单的方法，而且效果最明显；降低轧辊
转速和提高砂轮转速对减轻切削痕也具有一定效果，但是却容易产生其它磨削缺陷，因此只能进行适当调整。在实际轧辊磨削过程中应结合实际情况（比如根据粗糙度控制、磨削效率以及其他磨削缺陷控制等综合因素）来选择砂轮粒度，我们在最终选择了60LB型号砂轮，切削痕已经能够达到工艺技术要求，而且轧辊表面质量较好，磨削效率较高。
4.砂轮堵塞钝化：
磨屑在磨削区内被加热到很高的温度(如中碳钢材料可达到1200K以上)，然后被氧化和熔化，随后固化成微粒球体，这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中或依附在磨料的四周，从而引起砂轮的堵塞钝化。那些融化粘结在砂轮磨粒表面上的磨屑，再次参与磨削时，将会造成辊面划伤。
5.切削液：
在轧辊磨削过程中，会经常碰到由于切削液的问题，产生许多磨削缺陷，造成轧辊磨削质量的下降，尤其是切削痕问题。我们铸轧磨床使用的是嘉实多9930C水溶性切削油、浓度为5.0%左右，在这里重点分析一下切削液的功能与可能产生的问题。
(1) 冷却作用：
磨削加工中，由于工件材料变形的内摩擦与砂轮和工件表面间的外摩擦，将产生大量的磨削热，磨削区域内温度会达1000～1500℃。因此，需要将切削液送入到磨粒与轧辊表
面之间，以降低磨削温度，防止轧辊表面烧伤，以及可以减轻砂轮堵塞钝化的产生（如上原因4）。
(2) 润滑作用：
切削液中含有极压添加剂，这些添加剂与轧辊表面接触后能迅速发生化学反应，生成化合物粘附在轧辊表面上，形成润滑膜，从而能减少磨粒与轧辊表面之间的摩擦，减轻磨屑粘结磨粒，造成砂轮钝化的现象，也有利于提高砂轮的使用寿命及降低轧辊表面粗糙度。
(3) 清洗作用：
切削液可以将磨屑及碎裂而脱落的磨粒冲掉，以免轧辊磨削表面被划伤。如果切削液本身就含有许多较大的颗粒物（如磨屑、砂粒等），这些异物就会进入磨削区，造成辊面划伤，因此切削液使用后一般都要经过过滤才能循环使用,M84100轧辊磨床切削液是经过磁性过滤、纸质分离过滤和静置隔离过滤后进入使用水箱备用。由于原先过滤装置存在许多缺陷，使用后的切削液经常从纸质分离过滤槽中溢出直接进入使用水箱，因此切削液中含有大量的磨屑、砂粒的大颗粒，造成轧辊表面被划伤。后来通过过滤器水箱改造后，改善了切削液的过滤效果，现在已基本解决了此类切削痕问题。
(4) 防锈作用：
切削液中加有的防锈添加剂能够在金属表面上形成保
护膜，使轧辊与磨床床身表面免受氧化作用，起防锈作用。
3.3 螺旋纹
螺旋形是轧辊在磨削时表面上存在的像螺纹一样的螺
旋线痕迹,且螺旋线的导程及螺旋线的粗细在不同的条件下都有所不同, 如图5 所示。
图5 螺旋型缺陷
铸轧辊螺旋形缺陷产生的原因及预防措施:
(1) 砂轮在粗修整时母线修得不平, 精修时由于修整量少, 而校正不过来。磨削时砂轮同工件部分接触, 常常使砂轮的一个棱边接触工件, 使工件表面出现螺旋形;
(2) 修整砂轮时没有用冷却液或冷却液只冲着砂轮的一部分。没有冲到的部分在修整时, 金刚石会受热膨胀, 而造成砂轮的母线不直。因此,在修整砂轮时, 应有充分的冷却液, 而且喷嘴位置和冷却液要对准砂轮的整个宽度上;
(3) 工作台润滑油压力过高, 使台面运动时稳定性差, 有
漂浮现象,从而在磨削时产生单边接触, 而使工件出现螺旋形。在这种情况下, 应注意减少磨削用量;
(4) 由于头、尾架系统刚性不一致, 当在磨削力基本不变的
条件下,系统刚性差的变形大, 使砂轮与工件接触不良而引起螺旋线, 在这种情况下,应注意用减少磨削用量来解决;
(5) 磨削时, 由于砂轮旋转而产生的热变形能使砂轮偏转, 造成砂轮母线与工件接触不好, 从而产生螺旋形。因此, 要求在机床进入热稳定状态后, 再进行砂轮修整和开始磨削。四结束语
在日常的磨削过程中，我们通过合理的选择和修整砂轮，合理的使用冷切液，严格控制各项磨削工艺参数，基本解决了铸轧辊磨削的主要辊型缺陷和表面缺陷，保证了轧辊磨削质量。
[参考文献]
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2.朱祖根著。磨工与磨削。北京：机械工业出版社，1988
3. 杨云梅.提高轧辊磨削质量的措施.精密制造与自动化，2006，第3期
来源于：注塑财富网https://www.doczj.com/doc/db893174.html, 深切缓进给强力成形磨削的特点及磨削缺陷和防止措施 一、前言： 深切缓进给强力成形磨削，是通过每次为几～几十毫米的磨削深度，20～300mm/min 的缓慢进给速度的磨削。也称缓进给磨削，蠕动磨削和铣削法磨削。目前这种磨削已得到较多的应用。这种磨削方法，可将锻、铸件毛坯不经其它加工，直接磨出工件所要求的表面形状与尺寸。特别适合于加工各种成形表面和沟槽。如汽轮机和航空发动机的叶片根槽、连杆齿形结合面、各种齿形槽、各种叶片泵和真空泵转子槽。我厂螺杆泵转子齿形螺旋槽，就是用这种磨削方法加工成形的。它的加工精度可达到0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.4～0.2μm。它的加工效率，是普通磨削的几百倍，可以和车削、铣削相比。 二、深切缓进给强力磨削的特点： 1．生产效率高。它的磨削效率是普通磨削的几百倍到上千倍。磨削深度大、砂轮与接触的弧长很大，因此单位时间通过磨削区的磨粒数量是普通磨削的几百倍以上，从而可充分发挥机床和砂轮的潜力。它的加工效率可以和车削、铣削相比。单位小时的金属去除率，可达几百公斤。 2．砂轮耐用度高。深切缓进给强力磨削时，砂轮以缓慢的速度切入工件，避免了磨粒与工件边缘的撞击，改善了磨削条件，使磨削过程平稳、不振动，因而提高了砂轮的耐用度。再因，这种磨削时，是利用砂轮的周边磨削，当砂轮磨钝后，只需对砂轮的外周进行少量的修整，可以使砂轮得到充分利用。 3．冷却条件好，磨削表面粗糙度低，加工精度好。这种磨削，一般采用高压大流量冷却系统，加之在磨削时采用顺磨，冷却液易进入磨削区，对砂轮和工件表面进行冲洗，防止粒挤入工件表面和磨屑嵌入砂轮表面。磨削后的工件表面粗糙度可达Ra0.4～0.2μm。由于砂轮的耐用度高，砂轮外圆轮廓形状保持性长，所以加工出来的工件不但加工精度高，而且质量稳定。 4．适于磨削难切削材料。对于难切削材料，可采用深切缓进给强力磨削加工型面精度要求高的工件。采用多次成形修整砂轮，对工件型面进行粗磨、半精磨和精磨，来保证工件的形状和尺寸精度。 5．被精磨表面不易产生烧伤，工件表面质量好。这是由于深切缓进给强力磨削采用的是组织疏松的大气孔砂轮，而且粒度较粗、硬度较软。还配有高压冲洗和高压冷却装置，能将大部分热带走，一般的情况下，不易产生烧伤。这种磨削加工后的工件表面残余应力比普通磨削小30～50％。 三、深切缓进给强力磨削工件表面缺陷产生的原因与防止措施 1．烧伤。这主要是磨削时冷却不充分，砂轮硬度高，自锐性差，砂轮不锋利，修整时
常见铸件缺陷分析缺陷种类，缺陷名称生产原因 多肉类飞翅（飞边） 1．砂型表面不光洁，分型面不增整 2．合理操作xx准确 3．砂箱未固紧 4．未放压铁，或过早除去压铁 5．芯头与芯座间有空隙 6．压射前机器调整、操作不正确 7．模具镶块、活块已磨损或损坏，锁紧元件失效8．模具强度不够，发生变形 9．铸件投影面积过大，锁模力不够 10．型壳内层有裂隙，涂料层太薄 毛刺 1.合型操作不准确 2.砂箱未固紧 3.芯头与芯座间有空隙 4.分型面加工精度不够 5.参考飞翅内容 抬箱 1．砂箱未固紧
2．压铁质量不够，或过早除去压铁 胀砂 1．砂型紧实度低： 壳型强度低 2．砂型表面硬度低 3．金属液压头过高 冲砂 1．砂型紧实度不够，型壳强度不够 2．浇注系统设计不合理 3．金属流速过快，充型不稳定 4．压射压力过高，压射速度过快 5．金属液头过高 掉砂 1．合型操作不正确 2．型砂紧实度不够 3．型壳强度不够，发生破裂 铸件缺陷分析 缺陷种类缺陷名称产生原因 多肉类外渗物（外渗豆）内渗物（内渗豆） 1．铸型、型号、型芯发气最大，透气性低，排气不畅2．合金液有偏析倾向
3．凝固温度范围宽或凝固速度过慢 xx类气孔、针孔 1．铸件结构设计不正确，热节过多、过大 2．铸型、型壳、型芯、涂料等发气量大，透气性低，排气不畅 3．凝固温度范围宽，凝固速度数低 4．合金液含气量高，氧化夹杂物多 5．凝固时外压低 6．冷铁表面未清理干净，未挂涂料或涂料烘透 7．铜合金脱氧不彻底 8．浇注温度过高，浇注速度过快 缩孔 1．铸件结构设计不合理，壁厚悬殊，过渡外圆角太小： 热节过多、过大 2．浇注系统、冷铁、冒口安放不合理，不利于定向凝固 3．冒口补缩效率低 4．浇注温度过高 5．压射建压时间长，增压不起作用撮终补压压力不足，或压室的充满度不合理 6．比压太小，余料饼术薄，补压不起作用 7．内浇道厚度过小，溢流槽容量不够 8．熔模的模组分布不合理，造成局部散热困难
冷轧缺陷 冷轧常见缺陷 冷轧带钢得质量指标中，带钢得尺寸偏差、板形以及表面粗糙度等要求就是很主要得项目，消除产品在这些方面得缺陷就是冷轧生产中质量提高得关键之 一。 一、表面缺陷 大多就是由于热轧带钢坯质量不高，酸洗不良或冷轧轧辊表面有缺陷，冷轧时得工作环境不佳以及操作上得不注意等原因造成得。鉴于表面缺陷所导致得废品比重很大，特别就是要求高得产品，表面缺陷必需严加控制。常见得表面缺陷有： (1)结疤带钢表面呈“舌状”或“鳞状”得金属薄片，外形近似一个闭合得曲线。结疤一般有两种，一就是嵌在表面上不易脱落，另一就是粘合到表面上易脱落。 产生原因就是：由于轧制过程中带钢内部靠近表面层分布得细气泡及夹杂层在轧制中破裂变成结疤，钢锭由于浇注条件不同而产生得结疤；重皮也就是轧制带钢表面产生结疤得主要原因，此外在剧烈磨损了得轧辊或有缺陷(如砂眼)得轧辊上热轧，均能使带钢出现结疤；如果所轧带钢得表面上形成局部凸点等，则在轧制时由于受辗压而产生结疤状得细小凸瘤。 (2)气泡带钢表面上分布有无规则且大小不同得圆形凸包。沿凸包切断后，在大多数情况下均成分层状露出。 产生原因：钢锭凝固时气体析出形成气泡，或酸洗时带钢内部孔隙进入氢原子形成气泡。(3)分层带钢截面上有局部得，明显得金属结构分离层。 产生原因：钢质不良，带钢中存在非金属夹杂，主要就是三氧化二铅与二氧化矽，另外，坯料有缩孔残余或严重得疏松等也能形成分层，从而使酸洗得带钢在有分层得地方形成突起与气泡出露。
(4)裂纹带钢表面完整性比较严重得破裂，它就是以纵向、横向或一定角度得形式出现得裂缝。 产生原因：轧制前带钢不均匀加热或过热，轧制时带钢不均匀延伸，或带钢表面有缺陷清除不彻底，以及带钢上有非金属夹杂及皮下气泡，另外，冷轧时不正确地调整轧辊与不正确得设计辊型，同样会产生裂纹，再有，用落槽得轧辊轧制带钢，张力太大，化学成分不合适等也可能会出现裂纹。 (4)表面夹杂带钢表面上具有轧制方向上伸长得红棕色，淡黄色，灰白色得点状，条状与块状得非金属夹杂物。 产生原因：热轧时坯料在加热过程中，炉渣或耐火材料碎块粒附在坯料上，以及冶炼时造渣不好或盛钢桶不净所致。 (1)麻点带钢表面缺陷中较常见得一种缺陷，其表面存在细小凹坑群与局部得粗糙面。一般其形状不规则，面积也小，但数量多。 产生原因：热轧时压入了氧化铁皮，酸洗未净，又经冷轧造成，或冷轧时粘在轧辊上得氧化铁皮压入带钢表面。轧辊磨损严重同样可造成带钢得麻面。冷轧时，带钢表面不干净及粘有杂质或杂质压入带钢表面后脱落，也会造成带钢得麻点。除此以外，带钢得严重锈蚀及酸洗过度都可成形麻点。 (2)凹坑带钢表面存在得凹面，一般数量少，面积大。 产生原因；轧制时辊面上缺陷或异物(硬杂质)与氧化铁皮被轧入带钢表面脱落后成凹坑。凹坑一般只有在带钢一面，另一面则显凸起。 (3)金属碎末轧入带钢表面粘附着金属碎末，无规则，有大有小，有块状、也有条状，压入深度亦有深浅之别。 产生原因：轧辊表面不干净或金属碎末(如铁屑、钢丝等)落于带钢表面轧入，金属碎末轧入一般也只存在表面，有时可用小刀清除掉，甚至将带钢轻轻弯曲就可掉落。 (4)辊印带钢表面呈凸起或凹陷得印痕，但没有明显得凸凹感觉，印痕部位较亮。
我国轧辊行业的基本情况 添加日期：2010-11-1 10:35:55 访问次数：365次 近年来，我国的钢铁工业以每年递增超过20%～30%的速度发展，钢铁产量已经连续8年排名世界第1。目前，国内钢铁市场普通钢材产能过剩，优质钢材供应不足，部分依赖进口，仍是不争的事实。2006年，在中央宏观调控的强力干预下，粗钢产量仍然达到了4.2亿t，钢材产量达到4.6亿t，分别比2005年增长18%和24%。2006年，世界粗钢产量为12.4亿t。我国粗钢产量已占全世界的30%，远远超过排名第2～第6位的日本、美国、俄罗斯、韩国、德国5个国家粗钢产量的总和。图1示出了近年来中国粗钢产量占世界的比重。我国钢铁、轧钢业的迅速发展，钢材产量的逐年增加，对轧辊制造业是有利的，按照国内各类轧钢机轧制辊耗的粗略统计轧制1 t钢材消耗1.2-1.3 kg轧辊估算，生产4.6 亿t钢材，需消耗约60万t轧辊。轧辊作为轧钢机的重要工具及消耗件，将伴随着轧钢技术的进步和轧钢装备的不断更新换代而发展。因此，我国的轧辊制造企业只有密切关注和深入了解轧钢行业的发展趋势，才有可能为自身的发展和技术进步确定方向。 1 轧钢装备的基本情况 自改革开放以来，我国轧钢行业历经30年的技术改造和技术创新，轧钢过程连续、可测及可控的高效变形过程，随着现代高新技术和计算机技术的溶入得以实现。我国拥有世界上最先进的轧钢机和轧钢生产线。下面按轧机类型介绍各类轧机的数量及产能情况。 (1)中厚板轧机 2000年，我国有中厚板轧机26套。现已投产和在建的中厚板轧机已达到59套，数量翻了一番多，其中，
16套2.3 m轧机，13套2.8～3.0 m轧机，19套3.5～3.8 m轧机，7套4.0～4.8 m轧机， 4套5.0～5.5 m轧机。产能达到6 000万t/a。 (2)带钢轧机 按照国家带钢标准规定，宽度300～600 mm为中宽带钢，宽度超过600 mm为宽带钢。随着市场需求和轧钢装备的发展，人们习惯把宽度不到500 mm的带钢称作窄带钢，宽度在500～1 000 mm的称作中宽带钢，宽度超过1 000 mm的称作宽带钢。生产以上各种规格的带钢轧机也分别称作窄带钢、中宽带钢和宽带钢轧机。我国已建成投产的热轧宽带钢轧机有22套，年生产能力为6 000万t；正在建设的16套，生产能力5 000万t；规划和拟建的20套，生产能力5 500万t，其中一些已经投入生产。我国已建成投产的中宽带钢轧机有15套；在建和拟建的7套，年生产能力2 000万t。我国还有热轧窄带钢轧机数百套，年生产能力为数千万吨。 我国已建成投产的冷轧带钢连轧机有18套，生产能力4 500万t；正在建设中的33套，生产能力8 600万t；规划中的11套，生产能力3 000万t。全部建成后冷轧带钢的生产能力将达到1.6亿t。依据我国“十 一.五”规划,到2010年，板带钢的产量将占钢材总产量的50%以上，那时板带钢产量将接近2.5亿t。 (3)型钢轧机 我国现有H型轧机生产线15套，已投产11套，在建的4套，其中大型的3套，莱钢和津西钢铁公司的大型H型钢的高度已达到1 m。2006年，我国热轧H型钢产量约600 万t，占钢材总量的1.3%。在欧洲、日本等发达国家，热轧H型钢的消费量占钢材总量的4%～8%，可见我国H型钢产品还有较宽范围的发展空间。 (4)钢管、棒线材轧机 我国有小型型钢(棒材)连续式和半连续式轧机100多套，高速线材轧机80多套，无缝钢管轧机10余套。我国冷、热轧带钢连轧机的成品出口速度已经接近30 m/s，高速线材轧机成品出口速度最高可达150 m/s。
消失模铸造的优缺点分析 优点：一、提高铸件质量，降低废品率 1．铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点；2．铸件的表面光洁度高；3．取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品； 4．不合箱、不取模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品； 5．采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品；6．可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷；7．负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度；8．易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产；9．可以取消拔模斜度； 二、降低生产成本 1．可减轻铸件重量；2．降低了生产成本； 3．消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注，促进特殊要求的金相组织的形成，有利于提高铸件的内在质量；4．在干砂中组合浇注，脱砂容易，温度同步，因此可以利用余热进行热处理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理，效果非常理想，能够节约大量能源，缩短了加工周期； 三、减少资源成本 1．落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度；2．铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上；3．组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；4．使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用；5．减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业；6．简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低； 四、用途广泛 1．零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者，使其根据零件的使用性能，可以自由地设计最理想的铸件形状； 2．消失模铸造工艺应用广泛，不仅适用于铸钢、铸铁，更适用于铸铜、铸铝等；3．消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件，更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件；4．利用消失模铸造工艺，可以根据熔化能力，完成任意大小的铸件；5.消失模铸造适合群铸，干砂埋型脱砂容易，在某些材质的铸件还可以根据用途进行余热处理。
轧辊破坏常见原因分析及对策 蔡秀丽李伟薛春福 (承钢集团燕山带钢有限公司,河北承德 067002) 摘要：轧辊破坏乃至断裂，会给企业生产造成极大的损失，本文结合我厂实际描述了几种常见的轧辊破坏形式，并给出了相应解决办法。 关键词：轧辊破坏现象描述解决办法 1前言 承钢热带厂1997年建成投产，生产至今已有10余年，在生产初期经常出现轧辊热裂纹、掉肉、局部破坏、外层剥落、甚至轧辊断裂等事故，轧辊发生故障后一般都需要做换辊处理，不仅增加了岗位作业人员的劳动量，而且降低日历作业率，造成废钢，影响成材率，影响轧机产量，同时更造成巨大的经济损失。通过几年的摸索，对轧辊常见破坏形式进行归纳总结，并给出相应的解决办法。 2轧辊常见破环形式及对策 2.1轧辊断裂 2.1.1热应力断裂 2.1.1.1现象描述 此类断裂多发生在粗轧机，一般在粗轧换辊后开轧10块钢以内，寒冷的冬季出现的几率更大一些。轧辊辊身断层呈径向，起源位于或接近轧辊轴线，断裂面与轧辊轴线垂直，一般发生在辊身中部，如图1所示。 图1：热应力断裂断面形状 2.1.1.2轧辊破坏原因 这种热应力断裂与轧辊表面和轴心处的最大温差有关。过高的温差通常是由于轧辊表面温度升高过快造成的，产生的原因有，轧制过程中轧辊冷却水不足甚至中断，或者轧制钢开始时轧制节奏太快，轧制量过大造成的。有资料表明，在辊役刚开始的临界轧制状态下，辊身表面与轴心之间70℃的温差就可沿轴向产生110Mpa的附加热应力。一旦辊芯中总的轴向拉伸应力超过了材质的极限强度，就会导致突然的热应力断裂破坏。以我厂为例，生产初
期，有一次正值寒冬腊月，室外温度-20℃，厂房内温度较低，备辊正处在风口上，轧辊上线前没有预热，仅烫辊4块，在烫辊效果不好的前提下，温度较低的冷却水很快浇凉辊面，在轧制中与红钢接触，轧辊处于冷热交替中，内外表面温差大。断辊后约10分钟，用手摸断辊边缘，触觉为凉辊，带钢轧制部位的轧辊表面微温，轧辊断口内触觉发凉。同时触摸辊道，则发热或微烫手。排除轧辊铸造缺陷、轧制负荷高等因素后，基本判定为热应力断裂。 2.1.1.3对应措施 ●烫辊要充分，特别是在外界温度较低的冬季，轧辊上线前转移到环境温度较高的位置停放，或者对轧辊做小范围的升温处理，延缓烫辊速度，增加烫辊时间和烫辊材数量，减小热应力的影响。凡是返回的板坯，都要运到粗轧进行烫辊，禁止直接返回。 ●在轧制启动阶段减少轧制量。换辊后开轧30分钟内严格控制轧制节奏，给轧辊充足的内外温度均衡时间。 ●加强轧辊冷却水喷射情况的检查，发现堵塞及时处理，避免轧辊冷却不足。 2.1.2冲击载荷断裂 2.1.2.1现象描述 轧制钢温偏低、有异物轧入、或者轧错规格（导致变形量偏大）等原因出现时，轧件所产生的轧制压力瞬间超过了轧辊本身所能承受的轧辊强度极限所造成的轧辊断裂，断口一般出现在最高应力界面区域，断口颜色为灰白色。一次，我厂在4小时停轧检修后，在轧到第46块钢时发生粗轧断辊，分析原因为轧制节奏太快，在66分钟内轧制了28块钢，超出我厂加热炉的能力，板坯在炉时间短，内部没有完全烧透。另外，虽然明细表上标明为热装料，但因为上午换粗轧辊检修，加热炉尾部和滑钢道上的板坯和随后装入的板坯实际上已经晾凉，成为冷料，这部分板坯需要更长的在炉时间（高的加热温度和更长的加热时间），如果仍按照正常的节奏出钢，这部分板坯在加热段停留时间过短，钢坯内外温度不均，势必造成生芯钢，在轧制过程中给粗轧辊造成损害甚至断裂。 2.1.2.2解决方法 ●岗位操作人员加强责任心，加强日常点检，发现异物及时清除。 ●严格按照作业标准操作，严禁轧制低温钢。 ●在长时间停轧后，上料辊道上热料按冷料设置加热制度，控制出钢节奏，以避免轧制生芯钢。 2.1.3疲劳断裂 2.1. 3.1现象描述 疲劳断裂始于初始裂纹并逐渐发展，产生了一个典型的断面，该裂纹相对光滑，并出现一条临界线，一旦疲劳裂纹达到一定尺寸，便会发生其它部分的自发断裂。此类断口为深褐色，在断面能发现旧痕迹。当出现轧制低温钢、轧线废钢事故、叠轧等情况时初始裂纹可能就生成了。 2.1. 3.2解决方法 ●每次换辊后定期检测（超声波法、涡流法、着色法），及时发现危险的裂纹，并对轧辊进行适度的磨削。 ●其他措施对防止可能出现的局部过载也是必要的，这些措施有:严禁轧低温钢,按辊役周期换辊，防止断带缠绕等轧机事故。 2.2轧辊热裂纹 2.2.1大目格裂纹 2.2.1.1现象描述 这种裂纹与带钢宽度及工作辊与带钢的接触弧度有关。这种裂纹以常见的马赛克形状出现，但与常见的细小热裂纹相比目格尺寸较大，如图2 所示。
轧辊使用制度 轧辊是轧机的主要组成部件。轧辊的尺寸结构、材质、使用、维护在相当程度上决定了轧机的技术水平。轧辊既是轧机设计的重要内容，也是组织生产的主要管理对象，因此，建立合理的轧辊使用制度对提高轧机的使用寿命尤为重要。 一、轧辊材质的选择 轧机选用轧辊最主要的出发点是保证成品的表面质量，而保证成品的表面质量最主要的是槽孔的形状和粗糙度，轧辊的耐磨性和辊身的径向硬度的均匀性是选择轧辊的主要指标。 热轧带钢轧辊精轧机精轧工作辊在轧制过程中与高温钢板接触，热疲劳导致轧辊表面出现龟裂，为避免因热疲劳龟纹控制不当造成轧辊出现大面积剥落，建立科学的使用维护及磨削制度相当重要。在使用中要求： 1 、冷却水要连续、足量的对轧辊进行冷却。在正常工作轧制时工作辊表面温度应严格控制，如辊温过高, 需即刻更换轧辊, 预防使用轧辊过早出现热疲劳裂纹; 轧辊冷却水量最低应维持在400 -600m 3 /h ； 2 、每次轧辊上机前必须将轧辊表面的缺陷（主要是龟裂纹）去除掉。即使无龟裂纹，也要将辊面疲劳层去除，热轧带钢精轧工作辊常规正常磨削一般为0.15~ 0.30mm / 次；中板精轧工作辊常规正常磨削一般为0.25~ 0.50mm / 次( 有的厂家为减少换辊次数, 常常长周期换辊, 这样轧辊磨损大, 一次磨削也大, 约1.0-3.0mm , 不利于合理使用轧辊) 。 3 、轧辊在使用中极易出现龟裂纹，这对轧辊正常使用危害是最大的。由于轧辊龟裂纹在轧制初期形成较为缓慢，对轧辊不会产生太严重的危害。但当裂纹形成到一定程度，再继续使用，龟纹将迅速向深度和长度方向扩展。一是造成磨削量增大，减少轧辊的轧材量；二是如果再严重将造成轧辊剥落的发生，甚至出现大掉肉。因此，合理使用轧辊，建议每次轧辊上机服役轧材量1800~2400 吨为宜。热轧工作辊建议按轧制公里标定，每轧制40~60 公里换辊一次；中板轧辊，建议最多2-3 个作业班次换一次辊。过量轧制，将导致轧辊过度磨损和微裂纹加深，增大二次磨削量，轧辊消耗增高。板材质量（粗糙度、平整度、尺寸精度、厚度偏差）也将严重下降。 4 、当轧制过程中冷却水系统发生故障或出现轧制事故时，对轧辊的损伤是在所难免的。为避免形成深的龟裂纹的损坏，当发生轧制事故后，应尽快打开轧机，减少水流。轧辊要下机检查，将龟裂纹彻底磨削掉。否则再次上机轧制，残余裂纹会迅速扩展，造成大的剥落产生。
压铸件的缺陷分析及检验 一、流痕 ( 条纹 )( 抛光法去除 )A. 、模温低于 180( 铝合金 )b 、填充速度太高 c 、涂料过量 D 。金属流不同步。对 a 采取措施：调整内浇口面积 二、冷接： A 料温低或模温低， B ，合金成份不符，流动性差。 C ，浇口不合理，流程太长 D 。填充速度低 E 。排气不良。 F 、比压偏低。 三、。擦伤（扣模、粘模、拉痕、拉伤）： A 型芯铸造斜度太小。 B ，型芯型壁有压伤痕。 C ，合金粘附模具。 D ，铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。 E ，型壁表面粗糙。 F ，脱模水不够。 G ，铝合金含铁量低于 0 。 6 ％。措施：修模，增加含铁量。 四、凹陷（缩凹，缩陷，憋气，塌边） A ．铸件设计不合理，有局部厚实现象，产生节热。 B ，合金收缩量大。 C ，内浇口面积太小。 D ，比压低。 E ，模温高 五、，气泡（皮下）： A ，模温高。 B ，填充速度高。 C ，脱模水发气量大。 D ，排气不畅。 E ，开模过早。 F ，料温高。 六、气孔： A ，浇口位置和导流形状不当。 B ，浇道形状设计不良。 C ，压室充满度不够。 D ，内浇口速度太高，产生湍流。 E ，排气不畅。 F ，模具型腔位置太深。 G ，脱模水过多。 H ，料不纯。 七、缩孔： A ，料温高。 B ，铸件结构不均匀。 C ，比压太低。 D ，溢口太薄。 E ，局部模温偏高 八、花纹： A ，填充速度快。 B ，脱模水量太多。 C ，模具温度低。 九、裂纹： A ，铸件结构不合理，铸造圆角小等。 B ，抽芯及顶出装置在工作中受力不均匀，偏斜。 C ，模温低。 D ，开模时间长。 E ，合金成份不符。（铅锡镉铁偏高：锌合金，铝合金：锌铜铁高，镁合金：铝硅铁高 十、欠铸 A ，合金流动不良引起。 B ，浇注系统不良 C ，排气条件不良 十一、印痕（镶块或活动块及顶针痕等） 十二、网状毛刺： A ，模具龟裂。 B ，料温高。 C ，模温低。 D ，模腔表面不光滑。 E ，模具材料不当或热处理工艺不当。 F ，注射速度太高。
发动机铸件汽缸体（汽缸盖）缺陷分析 概述 改革开放后近十年来，我国的汽车制造工业得到了飞速发展，许多高端汽车品牌，几乎与发达国家同步推出面世，与之相适应的汽车发运机制造业也得到了迅猛发展，其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高，无论铸造产量还是铸件技术要求及铸件质量，都有基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。 以中小型乘用发动机主要铸件汽缸体（汽缸盖）生产为例，众多汽车发动机铸造企业都有采用了粘土砂高压造型（少数为自硬树脂砂造型），制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺，而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼，所生产的发动机均为高强度薄壁铁件。许多厂家为满足高强度薄壁铸铁件的工艺要求，纷纷引进先进的工艺技术装备，如高效混砂机，高压造型线，高度自动化的制芯中心，强力抛丸设备，大多采用整体浸涂，烘干，并且自动下芯。在过程质量控制方面，许多企业实现了在线检测与控制，如配备了型砂性能在线检测，热分析法铁水质量检测与判断装置，真空直读光谱议快速检测。清洁度检查的工业内窥镜等。相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模式拟技术。可以毫不夸张地说，就硬件配件而言，我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界上工业发达国家，一句话，具备了现代铸造生产条件。（为叙述方便，以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。）
然而应该承认，在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面，我们与世界发达国家还有较大的差距。 提高生产质量，减少废品损失，是缩小与发达国家差距，发挥引进设备效能，提高企业效益的重要途径。本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下，中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体（汽缸盖）铸件生产中常见的铸造缺陷与对策，与广大业界同仁作一交流。 １气孔 气孔通常是汽缸体铸件最常见缺陷，往往占铸件废品的首位。如何防止气孔，是铸造工作者一个永久的课题。 汽缸体的气孔多见于上型面的水套区域对应的外表面（含缸盖面周边），例如出气针底部（这时冒起的气针较短）或凸起的筋条部。以及缸筒加工后的内表面。严重时由于型芯的发气量大而又未能充分排气，使上型面产生呛火现象，导致大面积孔洞与无规律的砂眼。在现代生产条件下，反应性气孔与析出性气孔较为少见，较为多见的是侵入性气孔。现对侵入性气孔分析出如下： 1.1原因 1.1.1 型腔排气不充分,排气系统总载面积偏小。 1.1.2浇注温度较低。 1.1.3浇注速度太慢;,铁液充型不平稳,有气体卷入。 1.1.4型砂水份偏高;砂型内灰分含量高,砂型透气性差。 1.1.5对于干式气缸套结构的发动机,水套砂芯工艺不当(如未设置排气系统或排气系统不完善；或因密封不严，使浇注时铁水钻入排气通
轧辊专业术语 一. 基础术语 1 冶金轧辊mill rolls 在轧机上使金属产生塑性变形的轧制工具。 2 辊身roll body 轧辊参与轧制过程的主体部位。 3 辊颈roll neck 从辊身面延伸到轧辊同侧最末端，包括辊颈、轴头和其他延伸部位。 4 轴颈journal 轧辊轴颈向外延伸的部位。 5 轴头wabbler 轧辊轴颈向外延伸的部位。 6 传动侧drive side 轧辊与驱动机构联接的一侧。 7 操作侧work side 与传动侧相对应的另一侧。 8 冒口端top 铸造轧棍相应冒口部位或锻造轧辊相应钢锭上部的辊颈部位。 9 底座端 bottom 铸造轧辊相应轧辊下部或锻造轧辊相应钢锭下部的辊颈部位。 10 工作层work layer 辊身允许使用的表层。 11 复合层shell 复合轧辊辊身不同于芯部材质的外层。 12 白口层clear chill layer 冷硬铸铁轧辊辊身不含石墨的白亮色表层。 13 软带soft zone
从辊身端面沿母线测量至硬度达到图样要求处的部位。 14 中心线axis 轧辊工作时围绕其旋转的轴线。 15 母线generatrix 包含轧辊中心线的平面与轧辊表面的相贯线。 16 公称尺才nominal size 表征轧辊规格的主要尺寸，以辊身直径和辊身长度表示。 17 硬度落差hardness drop 从辊身表面至指定层沿径向硬度下降的差值。 18 硬度梯度bardness gradient 辊身径向单位长度上的硬度变化。 19 辊身淬硬层深度hardened 从辊身最大直径表面沿径向至硬度低于图样要求下限5HS处的厚度。 20 辊身硬度均匀度hardness homogeneity of roll body 辊身表面除允许软带区外最高硬度与最低硬度的差值。 二. 专业术语 按制造工艺分类 1 铸造轧辊 2 锻造轧辊 a. 锻钢轧辊 forged steel roll 用钢锭锻成的轧辊。 b. 锻造半钢轧辊 forged adamite roll 用半钢铸坯锻成的轧辊。 c. 锻造白口铁轧辊nisso toyama roll 用高纯度亚共晶白口铸铁锻成的轧辊。简称“NT”轧辊。 3 粉末冶金轧辊powder metallurgical roll 以碳化钨或其他为基体原料，用粉末冶金方法制成的轧辊。 4 连续浇注复合轧辊roll by continuous pouring process for cladding
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，
邢台机械轧辊集团 有限公司 技术中心 冷轧技术的发展与锻钢冷轧辊的制造技术进步及锻钢冷轧辊使用维护
邢台机械轧辊集团有限公司一.前言 二.冷轧工艺流程及冷轧板主要质量指标 三.冷轧机几种主要类型及板型控制技术 四.冷轧辊主要技术特性及生产工艺流程 五.冷轧辊在轧钢中的消耗及冷轧辊使用 性能评价 六.锻钢冷轧辊的发展趋势 七.锻钢冷轧辊使用维护与管理 目录
邢台机械轧辊集团有限公司 前言 一、前言 钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产低碳钢20－25mm 窄带，美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢。1924年在美国的阿姆科钢铁公司巴特勒（Bulter ）建成世界上第一套三机架四辊串列式冷轧机，从上世纪50年代美国开始建造五机架串列式冷轧机。为轧制更薄的镀锡原,上世纪60年代初美国杨斯顿板管公司建成世界上第一套六机架冷连轧机。日本新日铁广畑厂的过程联合全连续生产线(FIPL),于1986年开工，广畑厂自FIPL 线投产后产量激增，工时利用率高达95％，收得率增至96.9%，能耗下降40％。该厂FIPL 在全世界首次将酸洗－冷轧－连续退火及精整过程实现全连续生产。 我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm 单机架可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm 单机架可逆式冷轧机，MKW 偏八辊轧机、1150mm 森吉米尔二十辊冷轧机。上世纪70年代投产了我国第一套1700mm 五机架冷轧机，1988年建成了2030mm 五机架连续冷轧机。冷连轧机发展至今已拥有全连续冷轧、快速换辊、液压压下、弯辊装臵和自动控制等新技术。高精度冷带及板形控制技术和计算机全过程控制技术得到广泛应用，轧制速度高达35－41.6m/s ，最大卷重达60t 。
一、缺陷简介： 1．尺寸误差 尺寸误差主要包括：腹板厚度、翼缘厚度、翼缘厚度不等（边对边）、翼缘厚度不等（角对角）、腹板斜度（一边厚一边薄）、腹板偏心（不在正中）、腹板成对角偏心； 2．几何尺寸问题 几何尺寸问题主要是：上部宽、下部宽、碟形（凹形）腹板、弓形（凸形）腹板、凹形翼缘、凸形翼缘； 3．输出侧问题 输出侧问题主要是：钩头（头部弯向侧面）、翘头和扎头（头部上翘或下弯）、整个断面成浪形（边对边）； 4．轧制缺陷 轧制缺陷主要是：腹板中间浪、浪形翼缘、腹板过拉伸、热弯曲浪；5．表面痕迹 表面痕迹主要是：表面导板划痕、轧辊缺陷（裂纹、掉肉）引起的痕迹、轧辊磨损引起的痕迹； 6．其它缺陷 其它缺陷包括：折叠、压折（折叠或切压成片）、未充满、过充满；7．坯料缺陷 主要有：裂纹、分层、轧漏、掉肉；
二、缺陷的特征、形成原因及控制措施： 1．腹板裂纹 1．1腹板纵向裂纹 1．1．1外观：主要存在于腹板中部区域，沿腹板纵向分布，裂纹长短不一，位置分散，无规律性，从H型钢腹板表面看，裂纹总体较直，内表面不光滑,呈锯齿状，裂纹深度方向与H型钢腹板表面垂直，但由于轧制工艺，裂纹一般会与H型钢腹板表面有轻微倾斜，也会有轻微开口； 1．1．2经酸洗后，断面处裂纹垂直于H型钢腹板表面向下或轻微倾斜发展； 1．1．3从金相组织看，一般裂纹周围有脱碳现象。 1．1．4从能谱分析看，化学成份符合钢种熔炼成份范围，无外来金属元素存在，裂纹处会有大量非金属夹杂物。 1．1．4产生原因： 1．1．4．1异型坯表面存在由于浇铸或矫直工艺不合理产生的纵向裂纹；1．1．4．2异型坯内外温差较大，在加热过程中，热应力超过该钢种的高温抗拉强度，也会在表面产生裂纹。 腹板裂纹（酸洗前）
中国轧辊产业发展综述 Stephen Sun 1、我国轧辊行业的基本情况 近年来，我国的钢铁工业以每年递增超过20%～30%的速度发展，钢铁产量已经连续十多年排名世界第1。2010年粗钢产量达到了6.2665亿吨，钢材产量达到7.9627亿吨，分别比2009年增长9.3%和14.7%。2010年，世界粗钢产量为14.14亿吨，我国粗钢产量远远超过排名第2～第6位的日本、美国、俄罗斯、韩国、德国5个国家粗钢产量的总和。我国钢铁、轧钢业的迅速发展，钢材产量的逐年增加，对轧辊制造业是有利的，按照国内各类轧钢机轧制辊耗的粗略统计轧制1 吨钢材消耗1.2-1.3 kg轧辊估算，生产8亿吨钢材，需消耗约100万吨轧辊。轧辊作为轧钢机的重要工具及消耗件，将伴随着轧钢技术的进步和轧钢装备的不断更新换代而发展。因此，我国的轧辊制造企业只有密切关注和深入了解轧钢行业的发展趋势，才有可能为自身的发展和技术进步确定方向。 1935年，鞍钢轧辊厂的前身开始生产冶金轧辊，至今已有70多年的历史。1950年，上海新沪钢铁厂开始生产轧辊。目前，国内有冶金轧辊生产企业有300多家。 轧辊企业经过50年的努力奋斗，产品品种和质量有了较大提高和改观，国内轧辊制造企业能够生产和满足中、小型型钢、连续棒材、高速线材、无缝钢管、窄带钢、中宽带钢等轧机轧辊的使用要求。自2005年，我国年出口轧辊超过万吨，销往世界上二三十个国家。随着我国轧辊制造水平的不断提高，我国的轧辊辊耗由1970年轧制一吨钢消耗7.9 kg，降至90年代初4 kg/t，1998年，降至2.46 kg/t，目前轧辊辊耗在1.2 kg/t左右。国内轧钢行业是靠大量投资，引进国外最先进装备
消失模铸造详情 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 1958年,美国的H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了专利(专利号USP2830343)。最初所用的模样是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的.采用粘土砂造型,用来生产艺术品铸件。采用这种方法,造型后泡沫塑料模样不必起出,而是在浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。1961年德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利技术加以开发,并在1962年在工业上得到应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术由德国的H.Nellen和美国的T.R.Smith于1964年申请了专利。由于无粘结剂的干砂在浇注过程中经常发生坍塌的现象,所以1967年德国的A.Wittemoser采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料,用磁力场作为"粘结剂"。这就是所谓＂磁型铸造＂。1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),受此启发,今天的消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。在1980年以前使用无粘结剂的干砂工艺必须得到美国"实型铸造工艺公司"(Full Mold Process,Inc)"的批准。在此以后,该专
利就无效了。因此,近20年来消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。 消失模铸造工艺的特点 消失模工艺的砂... 1.铸件精度高:消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至1 2.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。 2.设计灵活:为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。 3.无传统铸造中的砂芯因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。 4.清洁生产型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。 5.降低投资和生产成本减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。 消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量
开题报告 工业工程 磨削车间工作环境研究及改善 1、选题的背景与意义 随着企业的发展，员工的工作环境就决定生产的效率和生产的质量。而工厂的车间机器的增加使得车间的工作环境的噪音变得不够好。无论是环境照明或者环境噪音总是有一些令人不满意的地方。 对于达克轴承厂来说，改善车间的工作环境是企业发展的必要过程。员工对环境的满意就决定企业的生产有一定的保障。工作环境的提升对员工的身体的影响就少，而健康的员工他们会付出更多的激情来投入到生产中，从而使企业有较高的竞争能力。这些都是企业所必须注意的。因此，完全有必要改善磨削车间的工作环境，而工业工程的方法研究恰恰在改善车间环境方面有较好的应用。 本次设计主要是研究和改善磨削车间的工作环境，应用方法研究的有关原则和知识改善磨削车间的工作环境等非人为因素方面的不足之处，提升员工的工作效率和生产质量。不仅能帮助我更熟练地运用、巩固方法研究的有关知识，而且也锻炼了我分析问题，解决问题能力。同时，对于磨削车间工作环境的改善也具有一定的现实意义。 2.研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1、研究的基本内容 （1）研究衡量工作环境的方法 车间环境是客观性很强的指标，研究起来是一件有很多面得工作。此时，就着重研究照明、噪音及空气流通等方面的问题。这些都是有一定得标准。通过对环境方面的研究，继而现场对照明、噪音的测量，为后续的研究做准备. ( 2 )研究如何改善磨削车间工作环境得照明、噪音，并探索工业工程知识在改善工作环境上的运用 针对已经测量好的照明、噪音的有关数据和结果进行分析研究，结合工业工程的有关知识，并探索方法研究在改善工作环境上的运用，并提出改善的建议。 2.2、拟解决的问题
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