轧辊使用现状1][1].doc

昆明工业职业技术学院毕业论文 题 目： 轧 辊 使 用 现 状 姓 名： 袁 盛 系部： 材料建筑工程系 班 级： 08级材料成型与控制技术（1）班 学 号： 2008212520 指导教师： 袁 少 平 2010 年 12 月 20日轧辊的使用现状学校：昆明工业职业技术学院 专业：08材料成型与控制技术一班学号：2008212520姓名：袁盛摘要： 轧辊是轧机的重要部件，是轧钢厂最重要的冶金工具之一，在轧制生产中，轧辊与所轧金属直接接触，使金属产生塑性变形，故轧辊是轧机的主要变形工具，由于轧辊的价格高、工作条件苛刻、事故多、损耗严重而备受轧钢界的特别关注，轧辊的质量直接关系到轧辊生产线的作业效率和产品的质量。可谓轧辊对整个轧钢设备的重要性，在使用中也需要特别关注轧辊在生产中的常识，本论文通过对轧辊的使用性质做了详细的分析，轧辊的应用现状、轧辊的性质、轧辊的使用和维护、更换与调整、轧辊的检测以及轧辊在使用中所遇到的问题和应对措施。关键词：轧辊 ，轧辊的特性 ，轧辊的使用 08材料成型一班 ：袁盛 目录前言-31、轧辊的概述- 41.1、轧辊的工作特点-51.2、工作原理-51.3、轧辊的工作条件-61.4、轧辊的分类- 71.5、轧辊的材料及辊面硬度-72、轧辊使用和维护-82.1、轧辊的更换-82.2、轧辊的调整-82.3轧辊的使用和维护-92.4轧辊使用中的问题-12 2.4.1应对措施-142.5、轧辊的检测-152.6轧辊的管理-162.6.1管理好轧辊的基本措施-17结束语-17参考文献-17致谢-18前言：轧辊是轧钢生产中不可缺少的一部分，在近年钢材市场的需求量逐渐加大，新型轧辊的开发和利用。轧辊市场得到了很大的发展，随着建筑市场的扩大，也需要大量的钢材来满足市场，这就导致钢材的生产发生很大的改变。钢材在轧制过程中轧辊是整个轧机的核心部分，如何改进轧制速度，提高产量，当然是改进轧辊的使用效率，改进轧辊，这就引起了轧钢厂的重视，目前的轧辊市场正随着科技的进步而进步，面对新型轧辊的产生，轧辊在使用中的问题也备受关注。轧辊的使用和维护已成为钢材生产中备受重视的一员。1、轧辊的概述 轧辊是轧机轧制过程中用来使金属产生塑性变形的工具，是轧钢机的主要部件，轧辊一般由辊身、辊颈和辊头三部分组成：（1） 辊身是轧辊的中间部分，直接与轧件接触并使其产生塑性变形。它是轧辊最重要的部分，轧辊辊身经常在高温、高压、冲击等最繁重的负荷条件下工作，它不仅要承受很大的轧制压力（高达15MN以上），同时还经常承受着冲击负荷与交负荷，以及在高温下用水冷却而产生内应力与热疲劳等。（2） 辊颈位于辊身的两端，用来将轧辊支持在轧辊轴承内。在轧制过程中，辊颈同样因承受很大的弯矩和扭矩而产生弯曲应力，故在生产中对辊颈的要求也特别高，必须有足够的强度，有一定的耐磨性能，表面应平滑、光洁、无麻点和裂纹。（3） 辊头位于轧辊两端，用来连接轧辊与轴套和接轴、传递钮矩、转动扭矩，它主要是承受扭转力矩。1.1 、轧辊的工作特点（1） 轧辊在工作时能承受很大的轧制压力和力矩，有时还有动载荷，例如初轧机工作时，轧辊承受很大的惯性力和冲击。（2） 能在高温或温度变化很大的条件下工作，由于轧件温度很高而且还有冷却水，轧辊旋转冷热交加，因此在交变应力作用下逐渐产生龟裂和裂纹。在冷轧条件下，由于轧辊经受借助应力作用，冷轧压力很大，故工作条件极为繁重。（3） 由于轧辊在轧制过程中不断被磨损，故直接影响轧件的质量，也影响轧辊寿命。1.2、工作原理1）强度、抗热裂通常对粗轧辊以强度、抗热裂为主要要求；小型20辊轧机的工作轧辊重仅 100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求，选定安全承载的主体材料（各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等）。2）硬度、耐磨而精轧辊速度较高，轧制最终产品要有一定的表面质量，对它以硬度、耐磨等为主要要求。然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。由于轧辊的磨损机理很复杂，包括机械应力作用、轧制时的热作用、冷却作用、润滑介质的化学作用以及其他作用，目前还没有一项综合评定轧辊抗磨性的统一指标。由于硬度易于测量，并在一定条件下可以反映耐磨性，所以一般就用径向硬度曲线来近似地表述轧辊的耐磨指标。 3）耐冲击此外，对轧辊还有一些特殊要求，如压下量大时,要求轧辊有较强的咬入能力,较耐冲击；4） 光洁度轧制薄规格产品时，则对轧辊的刚性、组织性能均匀性、加工精度以及表面光洁度等要求较严；5）切削加工性能轧制复杂断面的型钢时，还要考虑辊身工作层的切削加工性能等。 选用轧辊时，对轧辊的有些性能要求往往是彼此对立的，轧辊购置费和维护费用又很昂贵，所以应充分权衡技术和经济上的利弊，决定用铸的还是锻的，合金的还是非合金的，单一材料的还是复合材料的。 .3、轧辊的工作条件 轧积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，使用轧辊的工作条件时，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，还有轧辊字使用中的磨损、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。一个好的轧辊在强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的应配。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 ，延长轧辊的使用寿命。1.4、轧辊的分类 按轧机的类型轧辊分为三类：（1） 带孔型的轧辊：它用于轧制大、中、小各种型钢，材及初轧开坯在辊面上刻有轧槽使轧件成型。（2） 平面轧辊：板带轧机轧辊属于此类，为保证轧件具有良好的板型，辊面作为稍有凸凹的辊型。（3） 特殊轧辊：它用于穿孔机、车轮轧机等专用札记上，轧辊具有各种不同形状。1.5轧辊的材料及辊面硬度 经过多年的生产实践经验积累，各种轧机的轧辊均已确定了较为合适的材料；在选择辊面材料时，除要考虑轧辊工作要求与特点外，还要根据轧辊常见的破坏形式和破坏原因。按轧辊材料标准选择合适的材质，轧辊质量的好坏对钢材的质量、轧机的生产率影响很大，常见的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢、铸铁和半钢等。在轧机工作辊的材质选用上，主要考虑各机架的工作负荷条件、轧件温度以及辊面状况对产品表面质量的影响2、轧辊使用和维护2.1、轧辊的更换：在轧钢生产中，当轧辊被磨损一定程度或更换成品品种时，应及时更换轧辊，尤其是工作辊。换辊工作包括拆卸旧轧辊，安装新轧辊和其他轧件。换辊后轧机相应的工艺参数要作调整，换辊是轧钢生产的重要活动之一，与生产线的作业率及轧制产品质量有关。换辊占用时间的长短，取决于换棍前的准备工作，换棍时的劳动组织和参加换辊的操作工人的技术熟练程度。在换辊中，我们应：减少换辊时间，提高换辊质量，在很多情况下换辊占用大量的时间，在一定程度上影响轧制产品产量的提高。只有提高换辊速度，才能进一步提高轧制生产率。随着市场经济的发展，少批量多规格的市场需求，又大大地增加了换辊的频数。为此，减少换辊时间，提高换辊质量，是提高作业率，降低轧检废品，达到增产增收的重要手段之一。2.2、轧辊的调整装置： 轧辊的调整装置主要用来调整轧辊在机架中的相对位置，以保证获得所要求的压下量，精确的轧件尺寸和保证轧制线与辊道水平一致等。如初轧机、钢板轧机基本上每轧一道都要调整各机座的距离，一型钢轧机还需要对正孔型并调整轧件尺寸；在连续式轧机上，还需要调整个机座轧辊的位置，以保证一定的张力，以减少沿板宽方向的厚板差，提高板带精度。 除液压弯辊装置外，按照轧辊的移动方向，常用的轧辊调整装置可分为轴向调整装置和径向调整装置两大类。2.3、轧辊的使用和维护 轧辊质量的好坏直接影响着生产过程。生产中能正确、有效、最大限度地合理使用、维护，并切实有效地保护轧辊，不仅可以提高生产率，还可以稳定提高产品质量，从而降低生产成本，创造最佳效益。（1） 改进轧制工艺，延长热轧机轧辊使用周期在热轧带钢生产中，由于产品精度要求不断提高，生产作业率高，对轧辊的使用提出了更高的要求，如果轧辊表面出现粗糙、辊面剥落、划伤等缺陷，不仅会影响板材的表面质量，甚至会打乱生产节奏，降低生产率。因此，改进轧制工艺和轧制技术，提高轧辊的实用性能，已成为各生产厂研究和攻关的目标。1） 轧辊的使用周期：是衡量轧辊使用性能的一项重要指标，是轧钢生产中一项重要管理内容，它不仅反映了轧钢生产的组织情况，而且也关系到轧钢生产的辊耗和生产成本。轧辊的使用周期受轧辊的破坏方式的影响，由轧辊的换辊时机来决定。2）轧辊破坏方式A、 辊面裂纹：在热轧带钢轧制中，辊面裂纹也是一种常见的轧辊缺陷。辊面裂纹一般由于工作辊局部材质不良，轧制时冷却不均引起的。B、 辊面剥落：辊面剥落在轧辊破坏方式中也比较常见。除轧辊本身因素（如轧辊内部质量不均匀，含有夹杂物或辊内晶粒错位等）影响外，还受轧制过程种中轧辊受力有直接关系，在热轧带钢过程中，工作辊处于复杂的应力状态，既有工作辊与带钢之间、工作辊与支承辊之间的接触应力；也有工作辊与带钢接触或工作辊冷却时产生的热应力，这些应力作用会使轧辊工作表面产生疲劳，当疲劳强度超过许用值时，很容易造成辊面剥落。C、 断辊：在所有轧辊破坏方式中，断辊对热轧带钢生产影响最大。虽然断辊发生的几率并不多，但由于其造成的辊耗以及处理断辊的难度和时间这长，足以对生产成本和生产节奏造成巨大影响。在热轧带钢生产中，造成断辊的因素很多。除轧辊本身因素外，如材质，热处理或者加工工艺等不符合要求外，生产过程中轧辊冷却不足或冷却不均匀，轧辊受到聚冷聚热，轧制低温钢，压下量过大或因工艺过程安排不合理造成负荷轧制等，均可能造成轧机断辊，使轧辊报废。D、 辊面划伤或硌痕：辊面划伤一般由：1）在轧机启动时，由于压靠力不足造成工作辊与支承辊之间出现打滑。2）设备营养不足，轧机进口导板、刮水板及出口卫板的衬板磨损严重，裸露出的钢结构支架与工作辊表面接触，造成工作辊辊面划伤。3）在热轧带钢生产中，由于操作工干预不及时，造成板带抛钢的甩尾对辊面造成划伤。E、 辊面挂蜡：辊面挂蜡即轧辊表面黏附着不等量的残余带钢，辊面挂蜡往往由于堆钢、缠辊、叠轧、板带轧破、甩尾等轧机事故引起，轻则影响热轧带钢表面质量，重则给轧辊辊面处理，修磨带来很大麻烦，甚至会造成轧辊的报废。F、 轧辊磨损：是最常见的轧辊破坏方式，它是由工作辊与轧件或工作辊与支承辊之间的摩擦引起的。（2） 延长轧辊使用周期的方式1） 制定合理的轧制计划，合理进行轧机烫辊，厚度跳跃，对于不同宽度带钢轧制，原则上应由宽到窄（烫辊时除外）这样既可以保证带钢表面质量。又可以延长轧辊的使用周期。2） 合理的负荷分配。3） 确保轧辊冷却水的正常投入。4） 轧辊润滑技术的应用。5） 在线磨辊技术（ORG）及工作辊横移技术（CVC）。6） 提高工艺操作水平。轧辊的使用周期受轧辊的破坏方式影响，轧辊破坏与轧工艺有着密切的联系。只有不断改进轧制工艺和轧制技术，才能有效弥补各种因素对轧辊造成的不良影响，从而提高轧辊的使用性能，延长轧辊的使用周期。 2.4、轧辊使用中的问题就轧辊使用而言， 主要以下几个问题：1）轧辊本身的质量问题；2）磨削精度及磨削质量问题；3）轧辊外部工作条件恶化诱发的轧辊使用问题。这些问题的存在，不仅影响了轧辊的正常使用和轧辊寿命，还影响和制约产品质量，严重时甚至影响生产的稳定，造成轧机停轧和连铸停浇1）本身质量问题轧辊的本身质量问题主要与轧辊的制造过程有关，如轧辊在铸造过程中会出现成分偏析或夹杂，在热处理过程中温度控制不当容易造成残余内应力过大，复合浇铸时工作层与芯部组织结合不好等都会导致轧辊使用时发生剥落或断辊事故。另外，工作辊辊身硬度不均匀以及工作层硬度降过大也影响轧辊的正常使用，这在国内制造的轧辊中相当普遍。辊身硬度不均匀会造成轧辊的磨损不均匀，不利于薄带钢的板形控制，在薄规格板卷轧制时，会对带钢的楔形控制产生较大的负面影响。工作层硬度降过大，会造成轧辊使用后期轧制量的大幅下降，磨损加快，辊面状况恶化，从而增加换辊次数和辊耗，影响了产品表面质量。2）精度及磨削质量问题由于薄带轧制时对厚度精度及板形控制精度要求非常高，一旦工作辊磨削过程中圆度、圆跳、锥度控制不好，出现数值过大或者CVC辊形出现较大偏差，往往上机轧制时，就很难通过控制系统进行补偿，不仅会造成产品精度降低，甚至会出现轧制不稳定，浪形难以控制从而导致堆钢事故的发生。如果下机后工作辊表面的裂纹没有磨削干净就再次上机轧制，就会造成裂纹逐步向内部扩展，裂纹扩展到一定程度，很容易导致轧辊剥落事故的发生。因此工作辊的磨削精度和磨削质量的提高对于改善和提高产品质量，减少轧辊事故的发生有着极其重要意义。3）轧辊外部工作条件恶化诱发的轧辊使用问题在正常轧制时，即使工作辊的所处工作环境比较恶劣，直接接触9001000的轧件，同时承受数千吨的轧制力和较高的扭矩和弯矩，工作辊也能保证正常工作。但是一旦外部条件发生恶化时，如冷却条件发生变化、轧辊负荷突然过大、轧辊卡钢没有及时换辊继续轧钢等，往往造成轧辊裂纹的产生、氧化膜的剥落，不仅影响轧辊表面质量，严重时甚至发生断辊等恶性事故。工作辊的冷却状况好坏直接决定工作辊的使用效果。轧辊在正常使用时，必须要保证冷却充分和冷却均匀，实际生产时经常出现流量计不准、刮水板漏水、水嘴堵塞、喷射角度不对等情况，这些情况的发生都能影响轧辊的正常使用。流量计不准，就不能保证轧辊冷却水量按照轧机二级设定控制，计算时会发生辊温的偏差，影响轧辊热凸度的计算精度。不利于板形控制：而刮水板漏水、水嘴堵塞、喷射角度不对则会造成轧辊冷却不均匀，辊身局部温度过高导致氧化膜的剥落，同时会造成轧辊的磨损不均。发生堆钢或甩尾时，对工作辊的伤害很大。卡钢时，由于工作辊接触轧件区域的温度急剧上升，在遇水急冷后产生较大热裂纹。如果不及时更换工作辊，裂纹会逐渐扩展，后果非常危险。同样，发生甩尾的轧辊，也容易产生压痕及裂纹。由于甩尾一般发生在末机架，压痕和裂纹会影响到带钢的表面质量，所以只要发生甩尾的轧辊，一定要立即抽出机架检查，发现裂纹或压痕时必须立即换辊。2.4.1、应对措施：针对工作辊使用及磨削过程中出现的问题，我们主要采取以下几个方面的措施，保证轧辊的正常使用，减少事故辊的发生和轧辊消耗：1）轧辊的表面硬度检查。主要包括新工作辊的硬度检查和使用过程中辊面的硬度检查，确保轧辊表面硬度的均匀并符合标准要求。特别是轧辊使用后期，如果辊面的硬度降过大，就要相应减少轧制量。2）加强轧辊的探伤工作。除了轧辊在磨削过程中全部进行涡流探伤外，还对事故辊、非正常下机辊进行超声波探伤，检查合格后方可上机，大大降低了轧辊带缺陷上机机率。3）提高工作辊的磨削精度。主要是通过一些攻关措施，控制轧辊的圆跳、圆度和锥度，提高辊形磨削的合格率，为生产稳定和产品精度的提高创造条件。特别是针对轧辊下机后的冷却装置进行了专门改进，既增加冷却水量实现轧辊快速冷却，又保证了轧辊的均匀冷却，彻底解决了轧辊带温磨削的问题。4）规范操作，制定并执行严格的轧辊使用制度。对于卡钢辊要求生产操作工必须在处理完堆钢后立即换辊；甩尾时，操作工必须将工作辊抽出机架进行检查，如果发现压痕或裂纹必须立即更换。5）辊温的检查。轧辊下机后，要求沿辊身方向测量轧辊表面温度并记录，同时结合轧辊表面氧化膜的检查，发现辊温过高或局部氧化膜剥落时，要检查机架水嘴的堵塞和喷射角度。6）加强轧线工作辊冷却水系统的检查维护工作。换辊时必须要检查工作辊冷却水嘴的堵塞情况，发现堵塞要立即处理：班中加强对刮水板刮水效果的检查，发现刮水板漏水或损坏要及时处理，保证轧辊的冷却充分和均匀。同时要求操作工关注生产过程中工作辊冷却水流量，发现流量值与设定值偏差超过5时要立即通知相关人员处理。7）细化轧辊履历管理。对每根工作辊的使用情况进行终生跟踪。即对每根轧辊从投入使用一直到报废进行全过程跟踪管理，包括每次的磨削情况、探伤情况、使用情况都进行跟踪记录。同时通过“轧辊联络单”实现轧辊各项信息的及时记录和准确传递。在轧辊上机前，轧机操作工就能了解到轧辊的磨削情况：磨床工在磨削前也能了解到轧辊的使用信息。2.5、轧辊的检测轧辊是轧钢厂最重要的冶金工具之一，由于它价格高，工作条件苛刻，事故多，损坏严重而备受轧钢界的关注，轧辊的质量直接关系到轧制生产线的作业效率和产品成型质量，因此，必须经常对使用中的轧辊进行表面及内部缺陷的探伤检查，以便及时发现和清除隐患，确保板材或型材轧制产品的质量和设备运行安全。 轧辊的检测范围包括使用相关信息检测、轧辊尺寸检测、轧辊组织检测、轧辊组织连续性检测。1） 使用相关信息检测：包括温度测量、粗糙度测量、轧辊磨损测量、轧辊氧化膜检测与评定，轧辊硬度测量。2） 轧辊尺寸检测：主要指装配尺寸测量。3） 轧辊组织检测：包括对工作层的检测、对结合层的检测及对轧辊芯部的检测。4） 轧辊组织连续性检测：指通过无损检验手段，发现轧辊辊面裂纹或内部缺陷，避免轧辊在机事故轧辊的磨削。细化轧辊履历管理：每根工作辊的使用情况进行终生跟踪。即对每根轧辊从投入使用一直到报废进行全过程跟踪管理，包括每次的磨削情况、探伤情况、使用情况都进行跟踪记录。同时通过“轧辊联络单”实现轧辊各项信息的及时记录和准确传递。在轧辊上机前，轧机操作工就能了解到轧辊的磨削情况：磨床工在磨削前也能了解到轧辊的使用信息。2.6、轧辊的管理轧辊是轧钢生产的重要工具，制造一根轧辊很不容易，生产周期需要4个月以上，为了保证生产和降低成本，一定要维护 管理好轧辊，延长轧辊的使用寿命，同时提供制造所需的一些数据资料，进一步提高轧辊的制造质量，要求作好使用的原始记录工作。加强轧辊管理的目的：合理利用轧辊轧出优质钢板，降低轧辊单位消耗，降低轧钢成本完成轧辊每月消耗定额指标；考核每班组每日轧辊消耗定额完成与否；上报和提供有科室对轧辊收、发、存、用、废数量的需要。 2.6.1、管理好轧辊的基本措施1） 掌握所使用轧辊的基本情况与数据，包括支承辊、工作辊的材质，直径、长度、单重、辊身硬度等、2） 重视新辊入库，验收新轧辊；建立轧辊收、存、用、废统计表，每月末统计一次，达到轧辊存、收、废一目了然。3） 做好新辊使用前的准备