轧 辊 使 用 制 度

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。

5 、轧辊在轧制服役当中，一旦发生烧伤，必须对下机对轧辊进行冷却、磨削修复，将烧伤层去除以后方可上机使用。即使无龟裂纹，也需这样做。

6 、热轧带钢轧机配辊，需遵循大直径轧辊在上，小直径轧辊在下配辊使用，上下轧辊直径偏差在0.05~ 0.15mm 为佳。轧机配辊在这种状态下轧制服役，能够很好地克服与降低轧件入轧机进口对轧辊瞬时冲击力过大问题，保护辊面不因轧件对轧辊冲击力过大产生受损。中板轧机配辊，需遵循大辊在下，小辊在上原则，对辊直径差 3 -8mm 。轧辊上机使用，辊面为曲线形状，中间凸，两边凹。曲线凸度（+5 ）—（-10 ）变化过度，且辊身边部30 — 50mm 宽导棱-0.2 — -0.3mm 。

7 、轧辊严禁激冷激热。下轧机轧辊应首先存放在缓冷坑（或冷却装置）慢慢冷却, 待轧辊彻底冷却至常温后再进行磨削，否则磨削出的轧辊曲线不真实。轧辊上机前，最好先预热，预热温度25~ 40 ℃，预热时间2~4 小时。严寒天气，作业现场保温不好，这点尤为重要。

8 、常规轧辊配辊，为确保轧辊正常周转，热轧带钢轧辊建议按“一配七”；中板轧辊建议按“一配四”，目的提高轧辊抗事故风险性（事故轧辊掉队、下机轧辊冷却与磨削准备）。

9 、精轧机架新轧辊初期使用，建议对通配机架轧辊优先安排在轧机前架使用一阶段后，移至末架使用，最后依次往前架使用。新辊初期使用一阶段后，轧辊综合性能最优（所谓磨合），这样做，轧辊在成品架使用，轧材质量最稳定。

10 、无论轧辊在入厂使用前还是在使用一个阶段，定期对轧辊进行探伤检查跟踪是必须的，可有效预防缺陷轧辊上机使用时出现轧制故障。

11 、轧机试轧与轧制工艺调整试验，建议选用低硬度值轧辊进行试轧，可提高轧辊抗事故能力。

12 、应建立完整的轧辊质量卡，记录轧辊辊号、配辊部位、上下机磨损、磨削技术数据、轧材量、轧辊表面等使用信息，并将原始记录归档，一定阶段对轧辊使用信息统计分析，能够有效综合评价轧辊质量好与坏。

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

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，多数为辊面裂纹所致。

工作辊与支撑辊接触，同样产生接触压应力及相应的交变剪应力。由于工作辊只服役几个小时即下机进行磨削，故不易产生交变剪应力疲劳裂纹。轧制中，支撑辊与工作辊接触宽度不到 20mm ，工作辊表面周期性的加热和冷却导致了变化的温度场，从而产生显著的周期应力。辊面表层受热疲劳应力的作用，当热应力超过材料的疲劳极限时，轧辊表面便产生细小的网状热裂纹，即通称的龟裂。

轧制中发生卡钢等事故，造成轧辊局部温度升高而产生热应力和组织应力。轧件的冷头、冷尾及冷边引起的显著温差，同样产生热应力。当轧辊应力值超过材料强度极限时产生热冲击裂纹。

在轧制过程中，带钢出现甩尾、叠轧时，轧件划伤轧辊，亦可形成新的裂纹源。另外，更换下来的轧辊，尤其上游机架轧辊，多数辊面上存在裂纹，应在轧辊磨削时全部消除。如轧辊磨削量不够，裂纹残留下来，在下一次使用时这些裂纹将成为疲劳核心。轧辊表面的龟裂等表层裂纹，在工作应力、残余应力和冷却引起的氧化等作用下，裂纹尖端的应力急剧增加并超过材料的允许应力而朝轧辊内部扩展。当裂纹发展成与辊面成一定的角度甚至向与辊面平行的方向扩展，则最终造成剥落。