轧辊磨损状况与带钢局部高点之间的关系研究
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局部高点是指带钢横截面上局部范围内的厚度值偏离名义厚度的大小．通常出现在带铺横断面 上距边部３０～ｌＳＯｍｍ范围．随着轧制公里数的延长，高点的幅度逐渐加剧，表观在多功能检测曲线 上是指曲线最高点与零线之间的差值（如图１）。局部高点的出现使得带钢沿宽度方向上金属在局部 集中，材质分布不均匀导弦下工序轧制和熟处理后．由于金属流向不均衡和应力释放造成屈服线ｔ 严重影响表面质量（如图２）。
表１轧制单位构成
生产过程中，轧制第３９块钢时显示局部高点，非换Ｆ４和Ｆ７机架工作辊后恢复生产，整个生产 过程中参与服役的轧辊详细参数见表２。表中Ｆｘ代表机架号，Ｔ为上辊，Ｂ为下辊，硬度为上机前 辊身五点平均值，轧制公里数来源于数据库统计，最大磨损量以下机辊型中的最高点与最低点之间
．７６－
的差值计。★表示高点出现后非换上机轧辊。 表２轧辊参数统计表
５．２轧辊硬度与磨损之间的关系
金属抵抗其它更硬物体压入的性能称为硬度，是轧辊性能的重要技术指标，在一定条件下反映 了金属材料的强度和耐磨性能ｉｓ］。对该单位服役的轧辊硬度和平均公里磨损量进行分析见图１３。
由图可见精轧前段轧辊的平均磨损量并非与硬度成反比关系，且不遵循上辊磨损量大于下辊磨 损量的关系，特别是Ｆ２机架轧辊硬度最高（约为８０ＨＳＤ），但每公里磨损量反而最大。这主要与Ｆ２ 机架的负荷分配有关系，即前段机架的轧制力大小和分配情况对轧辊的磨损造成主要影响，轧辊硬 度其次。后段工作辊由于其负荷分配与设定趋势一致，且从Ｆ４至Ｆ７逐渐减小，故轧辊硬度越高， 公里磨损量越小。
抛
ｌ弱
ｌ∞
＿扩而引却 ５０
０
咖 一ｌ∞
一ｌ勒 图８ＦＩ工作辊下机辊型曲线
图９Ｆ２工作辊下机辊型曲线
鞴
静影¨
－４－ＦＩ－ｆ
－Ｄ．－Ｆ４＂Ｂ
舯
珊
瑚 轴
弱 ０
哪 秘
脚
帅 珊
骑
瑚
圈ｌＯ Ｆ３工作辊下机辊型曲线
图１１ Ｆ４工作辊下机辊型曲线
．＂／９．
６００ ｉ磨损量／ｐＩＩ 们Ｏ 加Ｏ
Ｏ
∞Ｏ ∞Ｏ
——●一Ｆ５－Ｔ
机架号 辊号
直径 ／ｍｍ
’｛ｉ均６史度
轧：浏公里数
／ＨＳＤ／ｋｍ
最人磨损量
／ｍｍ
单位踏损量
ＩＪ加／ｌ（ｍ
备注
４局部高点产生的过程
根据二级数据绘制板形参数．车Ｌ制时序演变图（图３），由于局部高点产生在前３９块钢轧制过程 中，故所有演变图的生产时序均截止到３９。由图可见烫辊材的目标凸度为５５ｐｒｏ，开轧后前１２块钢 的实际凸度均低于目标值，且伴随楔形较大，平直度基本正常。此时前段Ｆ！＇－－３机架的弯辊力保持 在各自平衡位置，后段机架Ｆ４～７弯辊力在第７块时同时下降约２０吨（见图４、图５）。这主要是受 烫辊材厚度变化和轧制负荷的影响。
■＿
里Ｉ局部膏点示意田
圈２局静＾直｝『起的带状，因此带钢断面彤状控制实质上就是对有载辊缝形 状的控制。因此从一定意曼上讲带钢的局部高点直接来源于精轧工作辊的不均匀磨损．通过分析轧
辊下机磨损辊型，可以在一定程度上反映带钢局部高点产生的过程和原刚２１。研究工作辊的下机磨
参考文献： 【ｌ】刘玢．热轧生产自动化技术【Ｊ】．冶金工业出版社．２００６（１ １）：７９－－－９２ ｆ２】陈连生．热带钢轧机轧辊磨损研究【Ｍ】．钢铁期刊．２００１（３６）：６５．－６９ ｆ３】李俊洪．热轧带钢局部高点对冷轧带钢板形的影响【Ｍ】．钢铁期刊．２００４（３９）：４８～５０ 【４】赵旭亮．熟带轧机工作辊初始辊型曲线的设计［ＭＩ．东北大学学报（自然科学版）．２００８（２９）：ｉ５８６～１５８８
ｌ刖舌
带钒断面形状（板廓）是板型控制的核心之一，断面垂直于带锕长度方向．主要用于描述带锕 厚度沿宽度方向的变化．一般以凸度值作为量化标准。成品带钢的凸度根据下步工序要求咀厘产品 用途不同而有不同的要求…。武铜热轧三分厂主要为冷轧提供原料，由于冷轧带钢厚度较薄－为了 在每一道次都严格保持入ｕ和出ｕ相对凸度恒等原则以保持冷轧成品的良好平直度，故下工序对三 分厂的热轧来料提出了严格的板型质量要求。当前武钢热轧三分厂面ｌ临最严重的板型问题就是幕低 温钢种的局部高点（俗称“猫耳朵）。
舌｝ ∞ 伯 ∞ ∞ 如 ∞ ∞ 加
ｏ
图１３轧辊硬度．平均磨损量图
．８０－
６结论
综合上述分析，精轧前段机架轧辊的边部不均匀磨损是造成带钢局部高点的直接原因，Ｆ４机架 轧辊的不均匀磨损是由Ｆ１～Ｆ３遗传而来。而造成轧辊边部不均匀磨损的根本原因有如下几点：
（１）对于精轧前段工作辊，负荷过大且分配不均是造成不均匀磨损的主要原因，后期生产中 Ｆ２机架引入高速钢材质替代高铬铁轧辊，同等情况下，轧辊下机后没有呈现典型的箱型磨损，辊型 整体保持较好，未见磨损。实际上在该低温钢种的生产过程中，由于ＨＳＳ轧辊的引入，已经实现了 最高３次Ｆ２机架的连轧，而未产生局部高点，极大的延长了轧制公里数。
１）局部高点多产生在距带钢宽边部３０－－－．１５０ｍｍ范围内，传动侧和工作侧均存在，具体位置与 实物生产时窜辊位置相对应，当窜辊位置为０时，双侧高点的最大值基本对称；
２）突起最高点产生的位置与带钢的楔形相对应，当楔形为正时，最高点一般产生在传动侧，当 楔形为负时，最高点一般产生在工作侧；
３）在一个轧制单位中，第３０块左右带钢开始产生局部高点，最初一般表现为５１１ｍ左右，随着
．８１．
轧辊磨损状况与带钢局部高点之间的关系研究
作者： 作者单位：
赖金权， 冉珠峰， 陈刚， 王武洲 赖金权,陈刚,王武洲(武汉钢铁股份公司热轧总厂磨辊车间)， 冉珠峰(武汉钢铁股份公司热 轧三分厂轧钢车间 武汉 430081)
本文链接：/Conference_7185182.aspx
轧辊局部磨损比总体均匀磨损对板型造成的危害要大的多，通常是造成局部高点最直接的原因。 通过对该低温钢种生产过程中，局部高点产生后的整套精轧工作辊下机冷却至室温后的辊型进行测 量，并将上辊辊型轴对称反转后与下辊辊型曲线在同一坐标系中形成辊缝形状的模拟，如图８～１２， 图中黑线代表对辊型曲线的高次拟合曲线。
·—·－一ＦＳ－Ｂ
图１２ Ｆ５－７工作辊下机辊型曲线
从图可以看出，Ｆ１～Ｆ４机架上下辊总体磨损区域宽度约为１３００ｍｍ，在距总体磨损区域边部向 内约１５０～２００ｍｍ位置均出现了严重的不均匀磨损。总体平均磨损量约为０．１７ｍｍ，而局部高点磨损 约为０．２５ｍｍ，这与带钢板廓曲线上的局部高点位置和高度基本对应。且从Ｆｌ至Ｆ４机架，轧辊局部 磨损的高点宽度从Ｆｌ的尖峰逐渐宽展成为Ｆ４的圆角直至后段机架消失。特别是Ｆ２机架新辊第一次 服役，其硬度值大于８０ＨＳＤ，为当前高铬铁材质所能达到的较高的硬度，服役过程中仍然在边部造 成了高达０．２７ｍｍ的局部磨损。Ｆ５、Ｆ６和Ｆ７机架的磨损情况较好，总体磨损量由Ｆ５至Ｆ７机架递 减，其中Ｆ５最大磨损量达到Ｏ．８５ｍｍ，Ｆ７机架磨损量最小约为０．３０ｒａｍ，磨损曲线中主要表现为总 体均匀磨损。
久．Ｋ毒：蠢赢蓉二
２∥４ ８；、耐ｌｌ嚣Ｉ争＿７ｐ１５－１—６ｌ斑７１９２０ ５ ６ ７
２—１ ２２ ２３ ２４ ２５ ２６ ２７ ２８ ２９ ３０ ３ｌ ３２ ３３ ３‘３５ ３６ ３７ ３８ ３９
图３板形演变时序图
．７７－
从第１ｊ块进入主轧材的生产后．而段帆槊们弯辊力再次下降，碾大惭幅约５０吨．由ｊ，前两块 铡凸度低，只标值．Ｆ３～Ｆ７机架∞弯辄力同时稍奋增加．然后恢复到平衡位置．这种反常的调整可 能魁受楔形或平直度等的影响。黼后带钢凸度稳定戎３０～４０／ｚｍ之阃变化．但从第２１块钢开始Ｆ３ 弯辊力埕新增加．从第２７块钢Ｆ２弯辊力开始增加，而ＦＩ巧辊力截ＪＩ＋刊非换甜第４块才开始增大， 最太坩幅达到约９０吨。这表明．从第２１块起轧制系统已经开始逐机架投入弯辊系统对带钢凸度进 行渊节。
＋删Ⅲ鳓Ｅ
１１１１１２１１ＩＩⅡＨＩＩＩＩ，，２ｌ≈＃Ｈ酾口ａ柏Ｍ＃ＨＭ≈＃”＃＃ｔ±ｌ●｝‘ｊ¨ｌｌｌｌ州¨１５ＨＩｆ¨”，＃ａ４ａｊ＃ｎａ甜ｍ≈ｎＨＥ＊＊＃＃
田６Ｆｌ－Ｆ３赛际轧刮力时序田
田７ＦＩ－Ｆ３设定轧爿力时序圈
５对应轧辊磨损分析
５．１轧辊下机磨损辊型
热轧轧辊的磨损根据产生的原因，可分为三种（１）机械磨损或摩擦磨损。这是由于工作辊同被 轧制金属及被动的支承辊表面相互作用而引起的摩擦所造成的（２）化学磨损。由于辊面与其周围介 质的相互作用。表面膜的形成和破坏的结果；（３）热磨损。由于高温作用和轧辊在工作状态下表面 层温度剧烈变化而引起的【ｌＪ。通常认为的轧辊磨损的两种形式为总体磨损和局部磨损，总体磨损主 要受宽度接触范围内轧制的公里数的影响，而局部磨损最常见的形式就是带钢边部附近轧辊的磨损， 主要受带钢边部温降，轧制力以及弯辊力等的影响１４Ｊ。
轧制单位共５９块钢，由１２块普钢烫辊材和４７块该低温主轧材构成，主轧材厚度规格２．３～ ２．７５ｒａｍ，宽度规格１２７５ｍｍ。ＦＴ７目标温度８５０＂－＇８９０℃，凸度目标值３０＂－－５５ｐｍ，单位带钢全长 １１２．６３ｋｍ。单位构成见表ｌ。生产过程中窜辊系统始终投入，步长ｌｌｍｍ，总行程ｌＯＯｍｍ。整个单 位的宽度规格均集中在１０２５，、，１２７５ｍｍ之间，属于典型的等宽轧制
损辊形规律对改进轧辊磨损和改善局部高点有十分重要的意义。本文即从轧辊磨损状况入手分析轧 辊磨损、热膨胀、轧制负荷分配等闲素对带钢局部高点的影响。
２带钢局部高点特征
武钢热轧三分厂该低温钢轧制时由于工艺特点要求在轧制规程上不遵循常规品种由宽到窄的过 渡规程，而是根据实际需要在一个单位内实行同宽轧制（即一个单位内除烫辊材和过渡材之外，主 轧材宽度断面规格基本相同）【ｌ】。正是由于等宽轧制，同等位置的边部温降造成了该钢种局部高点 缺陷的产生，在一个单位的轧制过程中，一般当轧到３０块左右时带钢的板形就开始恶化，带钢横断 面上距边部３０＂１５０ｍｍ范围内开始出现局部突起。实物局部高点的具体特征，一般表现为如下几点：
表１轧制单位构成
生产过程中，轧制第３９块钢时显示局部高点，非换Ｆ４和Ｆ７机架工作辊后恢复生产，整个生产 过程中参与服役的轧辊详细参数见表２。表中Ｆｘ代表机架号，Ｔ为上辊，Ｂ为下辊，硬度为上机前 辊身五点平均值，轧制公里数来源于数据库统计，最大磨损量以下机辊型中的最高点与最低点之间
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的差值计。★表示高点出现后非换上机轧辊。 表２轧辊参数统计表
５．２轧辊硬度与磨损之间的关系
金属抵抗其它更硬物体压入的性能称为硬度，是轧辊性能的重要技术指标，在一定条件下反映 了金属材料的强度和耐磨性能ｉｓ］。对该单位服役的轧辊硬度和平均公里磨损量进行分析见图１３。
由图可见精轧前段轧辊的平均磨损量并非与硬度成反比关系，且不遵循上辊磨损量大于下辊磨 损量的关系，特别是Ｆ２机架轧辊硬度最高（约为８０ＨＳＤ），但每公里磨损量反而最大。这主要与Ｆ２ 机架的负荷分配有关系，即前段机架的轧制力大小和分配情况对轧辊的磨损造成主要影响，轧辊硬 度其次。后段工作辊由于其负荷分配与设定趋势一致，且从Ｆ４至Ｆ７逐渐减小，故轧辊硬度越高， 公里磨损量越小。
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图１１ Ｆ４工作辊下机辊型曲线
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６００ ｉ磨损量／ｐＩＩ 们Ｏ 加Ｏ
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轧：浏公里数
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备注
４局部高点产生的过程
根据二级数据绘制板形参数．车Ｌ制时序演变图（图３），由于局部高点产生在前３９块钢轧制过程 中，故所有演变图的生产时序均截止到３９。由图可见烫辊材的目标凸度为５５ｐｒｏ，开轧后前１２块钢 的实际凸度均低于目标值，且伴随楔形较大，平直度基本正常。此时前段Ｆ！＇－－３机架的弯辊力保持 在各自平衡位置，后段机架Ｆ４～７弯辊力在第７块时同时下降约２０吨（见图４、图５）。这主要是受 烫辊材厚度变化和轧制负荷的影响。
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辊下机磨损辊型，可以在一定程度上反映带钢局部高点产生的过程和原刚２１。研究工作辊的下机磨
参考文献： 【ｌ】刘玢．热轧生产自动化技术【Ｊ】．冶金工业出版社．２００６（１ １）：７９－－－９２ ｆ２】陈连生．热带钢轧机轧辊磨损研究【Ｍ】．钢铁期刊．２００１（３６）：６５．－６９ ｆ３】李俊洪．热轧带钢局部高点对冷轧带钢板形的影响【Ｍ】．钢铁期刊．２００４（３９）：４８～５０ 【４】赵旭亮．熟带轧机工作辊初始辊型曲线的设计［ＭＩ．东北大学学报（自然科学版）．２００８（２９）：ｉ５８６～１５８８
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带钒断面形状（板廓）是板型控制的核心之一，断面垂直于带锕长度方向．主要用于描述带锕 厚度沿宽度方向的变化．一般以凸度值作为量化标准。成品带钢的凸度根据下步工序要求咀厘产品 用途不同而有不同的要求…。武铜热轧三分厂主要为冷轧提供原料，由于冷轧带钢厚度较薄－为了 在每一道次都严格保持入ｕ和出ｕ相对凸度恒等原则以保持冷轧成品的良好平直度，故下工序对三 分厂的热轧来料提出了严格的板型质量要求。当前武钢热轧三分厂面ｌ临最严重的板型问题就是幕低 温钢种的局部高点（俗称“猫耳朵）。
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图１３轧辊硬度．平均磨损量图
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６结论
综合上述分析，精轧前段机架轧辊的边部不均匀磨损是造成带钢局部高点的直接原因，Ｆ４机架 轧辊的不均匀磨损是由Ｆ１～Ｆ３遗传而来。而造成轧辊边部不均匀磨损的根本原因有如下几点：
（１）对于精轧前段工作辊，负荷过大且分配不均是造成不均匀磨损的主要原因，后期生产中 Ｆ２机架引入高速钢材质替代高铬铁轧辊，同等情况下，轧辊下机后没有呈现典型的箱型磨损，辊型 整体保持较好，未见磨损。实际上在该低温钢种的生产过程中，由于ＨＳＳ轧辊的引入，已经实现了 最高３次Ｆ２机架的连轧，而未产生局部高点，极大的延长了轧制公里数。
１）局部高点多产生在距带钢宽边部３０－－－．１５０ｍｍ范围内，传动侧和工作侧均存在，具体位置与 实物生产时窜辊位置相对应，当窜辊位置为０时，双侧高点的最大值基本对称；
２）突起最高点产生的位置与带钢的楔形相对应，当楔形为正时，最高点一般产生在传动侧，当 楔形为负时，最高点一般产生在工作侧；
３）在一个轧制单位中，第３０块左右带钢开始产生局部高点，最初一般表现为５１１ｍ左右，随着
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轧辊磨损状况与带钢局部高点之间的关系研究
作者： 作者单位：
赖金权， 冉珠峰， 陈刚， 王武洲 赖金权,陈刚,王武洲(武汉钢铁股份公司热轧总厂磨辊车间)， 冉珠峰(武汉钢铁股份公司热 轧三分厂轧钢车间 武汉 430081)
本文链接：/Conference_7185182.aspx
轧辊局部磨损比总体均匀磨损对板型造成的危害要大的多，通常是造成局部高点最直接的原因。 通过对该低温钢种生产过程中，局部高点产生后的整套精轧工作辊下机冷却至室温后的辊型进行测 量，并将上辊辊型轴对称反转后与下辊辊型曲线在同一坐标系中形成辊缝形状的模拟，如图８～１２， 图中黑线代表对辊型曲线的高次拟合曲线。
·—·－一ＦＳ－Ｂ
图１２ Ｆ５－７工作辊下机辊型曲线
从图可以看出，Ｆ１～Ｆ４机架上下辊总体磨损区域宽度约为１３００ｍｍ，在距总体磨损区域边部向 内约１５０～２００ｍｍ位置均出现了严重的不均匀磨损。总体平均磨损量约为０．１７ｍｍ，而局部高点磨损 约为０．２５ｍｍ，这与带钢板廓曲线上的局部高点位置和高度基本对应。且从Ｆｌ至Ｆ４机架，轧辊局部 磨损的高点宽度从Ｆｌ的尖峰逐渐宽展成为Ｆ４的圆角直至后段机架消失。特别是Ｆ２机架新辊第一次 服役，其硬度值大于８０ＨＳＤ，为当前高铬铁材质所能达到的较高的硬度，服役过程中仍然在边部造 成了高达０．２７ｍｍ的局部磨损。Ｆ５、Ｆ６和Ｆ７机架的磨损情况较好，总体磨损量由Ｆ５至Ｆ７机架递 减，其中Ｆ５最大磨损量达到Ｏ．８５ｍｍ，Ｆ７机架磨损量最小约为０．３０ｒａｍ，磨损曲线中主要表现为总 体均匀磨损。
久．Ｋ毒：蠢赢蓉二
２∥４ ８；、耐ｌｌ嚣Ｉ争＿７ｐ１５－１—６ｌ斑７１９２０ ５ ６ ７
２—１ ２２ ２３ ２４ ２５ ２６ ２７ ２８ ２９ ３０ ３ｌ ３２ ３３ ３‘３５ ３６ ３７ ３８ ３９
图３板形演变时序图
．７７－
从第１ｊ块进入主轧材的生产后．而段帆槊们弯辊力再次下降，碾大惭幅约５０吨．由ｊ，前两块 铡凸度低，只标值．Ｆ３～Ｆ７机架∞弯辄力同时稍奋增加．然后恢复到平衡位置．这种反常的调整可 能魁受楔形或平直度等的影响。黼后带钢凸度稳定戎３０～４０／ｚｍ之阃变化．但从第２１块钢开始Ｆ３ 弯辊力埕新增加．从第２７块钢Ｆ２弯辊力开始增加，而ＦＩ巧辊力截ＪＩ＋刊非换甜第４块才开始增大， 最太坩幅达到约９０吨。这表明．从第２１块起轧制系统已经开始逐机架投入弯辊系统对带钢凸度进 行渊节。
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１１１１１２１１ＩＩⅡＨＩＩＩＩ，，２ｌ≈＃Ｈ酾口ａ柏Ｍ＃ＨＭ≈＃”＃＃ｔ±ｌ●｝‘ｊ¨ｌｌｌｌ州¨１５ＨＩｆ¨”，＃ａ４ａｊ＃ｎａ甜ｍ≈ｎＨＥ＊＊＃＃
田６Ｆｌ－Ｆ３赛际轧刮力时序田
田７ＦＩ－Ｆ３设定轧爿力时序圈
５对应轧辊磨损分析
５．１轧辊下机磨损辊型
热轧轧辊的磨损根据产生的原因，可分为三种（１）机械磨损或摩擦磨损。这是由于工作辊同被 轧制金属及被动的支承辊表面相互作用而引起的摩擦所造成的（２）化学磨损。由于辊面与其周围介 质的相互作用。表面膜的形成和破坏的结果；（３）热磨损。由于高温作用和轧辊在工作状态下表面 层温度剧烈变化而引起的【ｌＪ。通常认为的轧辊磨损的两种形式为总体磨损和局部磨损，总体磨损主 要受宽度接触范围内轧制的公里数的影响，而局部磨损最常见的形式就是带钢边部附近轧辊的磨损， 主要受带钢边部温降，轧制力以及弯辊力等的影响１４Ｊ。
轧制单位共５９块钢，由１２块普钢烫辊材和４７块该低温主轧材构成，主轧材厚度规格２．３～ ２．７５ｒａｍ，宽度规格１２７５ｍｍ。ＦＴ７目标温度８５０＂－＇８９０℃，凸度目标值３０＂－－５５ｐｍ，单位带钢全长 １１２．６３ｋｍ。单位构成见表ｌ。生产过程中窜辊系统始终投入，步长ｌｌｍｍ，总行程ｌＯＯｍｍ。整个单 位的宽度规格均集中在１０２５，、，１２７５ｍｍ之间，属于典型的等宽轧制
损辊形规律对改进轧辊磨损和改善局部高点有十分重要的意义。本文即从轧辊磨损状况入手分析轧 辊磨损、热膨胀、轧制负荷分配等闲素对带钢局部高点的影响。
２带钢局部高点特征
武钢热轧三分厂该低温钢轧制时由于工艺特点要求在轧制规程上不遵循常规品种由宽到窄的过 渡规程，而是根据实际需要在一个单位内实行同宽轧制（即一个单位内除烫辊材和过渡材之外，主 轧材宽度断面规格基本相同）【ｌ】。正是由于等宽轧制，同等位置的边部温降造成了该钢种局部高点 缺陷的产生，在一个单位的轧制过程中，一般当轧到３０块左右时带钢的板形就开始恶化，带钢横断 面上距边部３０＂１５０ｍｍ范围内开始出现局部突起。实物局部高点的具体特征，一般表现为如下几点：
