防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量，导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因，并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题，因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上，企业降废增效成果显著。     

防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量,导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因,并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题,因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上,企业降废增效成果显著。     

梅钢1780精轧机工作辊表面氧化膜剥落分析与预防

梅钢1780热轧机组在轧制高强酸洗薄板时F2、F3机架发生轧辊氧化膜剥落问题,导致产品质量因辊系氧化皮而降级。在分析氧化膜剥落原因的基础上,找出了影响氧化膜剥落的关键因素,提出了负荷分配优化、轧辊冷却水优化、防剥落水优化、轧制润滑优化、轧制节奏控制和轧制计划优化等六个降低氧化膜厚度、提高氧化膜剥落临界厚度和保证氧化膜厚度在临界厚度以下工作的措施。在采用有效措施后,1780热轧机组月产酸洗板达到9万吨以上,废品率控制在3%之内,达到国内先进水平。     

轧辊热裂纹的控制

轧辊热裂纹是轧制过程中在轧辊的表面生成的散布或局部的裂纹,它的产生主要是周期性交变热应力作用的结果。轧辊热裂纹有较大的危害,会剥落、断辊等。预防的措施有：1.增大圆弧角在保证产品质量的前提下,适当增大过渡圆弧的半径,可以减轻应力的集中。     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX-SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。     

CSP轧机工作辊剥落原因及改进措施

涟钢CSP工作辊发生剥落的主要原因是板坯温度不均、轧辊冷却温度不均和轧制事故。通过严格操作规范和加强对轧辊的检测与维护,并选择适当的轧制参数及辊形,可使轧辊剥落事故发生频率降至最低。     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX—SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。     

基于Deform的钼板轧制用轧辊辊形的研究

针对钼板轧制过程中,撕裂轧废现象严重等问题,对钼板轧制常用的典型轧辊辊形,如直线廓形轧辊、CVC轧辊辊形以及SMART Crown轧辊辊形,从辊形曲线设计、轧制应力、破坏情况进行比较,提出一种优化设计的辊形以避免或减少边裂现象.结果表明,优化设计的辊形轧辊施加给钼板轧制应力是现有生产轧辊的168%,而破坏值却是4种辊形...     

铝箔轧辊表皮剥落的修复及再使用

对铝箔轧制过程中发生的轧辊表皮剥落的具体状况进行了分析,探索其修复的方法,对修复轧辊的再使用情况进行了跟踪,提出了延长轧辊使用寿命的措施。     

轧辊孔型参数对轧制过程影响的数值模拟

本文采用有限元法模拟硬质合金轧辊轧制螺纹钢的过程,研究了轧辊孔型参数对轧制过程的影响,并通过现场轧制实验验证数值模拟的结果。结果表明:轧制规格Φ12 mm螺纹钢过程中,成品前孔采用单椭孔型时,轧件X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为672 MPa、730 MPa、661 MPa,而成品前孔采用平椭孔型时,其X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为731 MPa、855 MPa、815 MPa;X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别提高为8.7%、17.1%、23.2%。而在两种轧制条件下,硬质合金轧辊螺纹轧槽内的温升基本相同,最高温度约300℃,而轧制平椭轧件时轧槽的高温区域较多,这是由于在两种轧制条件下塑性变形程度的不同造成。通过现场轧制实验,采用牌号为YGR55的硬质合金轧辊轧制规格Φ12 mm螺纹钢,成品前孔为平椭孔型时,硬质合金螺纹轧辊的单槽过钢量约700吨,而成品前孔为单椭孔型时,其单槽过钢量超过1 200吨。同时表明,有限元数字分析模型能为硬质合金轧辊设计、使用起到重要的参考作用。     

铸造热轧带钢工作辊的剥落失效与预防措施

论述了在热轧带钢生产过程中工作辊剥落失效的主要形式,包括马鞍形剥落、带状疲劳剥落、结合层处脱落、辊肩脱落等。预防措施主要是避免轧辊产生应力集中和轧制过载、避免轧制事故如带钢与轧辊粘钢、制定合理的轧辊磨削工艺、减少轧辊材料中的参杂物等。从而为建立良好的轧辊利用和管理制度提供借鉴,以消除剥落,提高轧辊使用寿命。     

高温合金氧化膜破坏的界面断裂力学分析

依据双材料模型分析高温合金氧化膜的应力状态，确定了氧化膜弯曲剥落的最大挠度与氧化膜压应力间关系．利用界面断裂力学理论，建立了高温合金氧化膜剥落的弯曲图．镍基高温合金氧化表面剥落的Al2O3氧化膜，在界面粗糙度参数A为0.3—0.4，临界弯曲指数Пc为1和临界粘附性指数∑e为1．15时，弯曲剥落特性与实验结果相符．高温合金氧化膜的弯曲图合理解释了氧化膜的弯曲剥落过程。     

工作辊在冷轧过程中辊身剥落原因分析

利用ZEISS-AXIO光学显微镜、Keyence VE9800型扫描电镜和Edax能谱仪对F2冷连轧机机架工作辊轧制过程中发生剥落的原因进行了分析。结果表明:该工作辊辊身剥落是由辊身内部缺陷引起的,其剥落面宏观形貌与由辊身表面裂纹引起的剥落存在明显差异,裂纹扩展以辊身内部缺陷为圆心形成类同心圆的扩展轨迹,待扩展至一定位置后剩下部位再瞬间剥离形成剥落形貌。以类同心圆模式从辊身内部发生的剥落,其圆心裂纹源处常伴有冶金夹杂缺陷存在,夹杂物的存在会隔断轧辊本体组织的连续性而引起力学性能的降低,同时会导致轧辊内局部应力集中,为裂纹的形成和扩展提供了有利的条件。为避免该问题的发生,可进一步提高钢水的纯净度,从而降低夹杂物的形成概率。     

Behavior of Oxide Scale on 9Cr–1Mo Steel Under Varying External Stresses

The effects of different external stresses on the oxidation behavior of9Cr–1Mo steel were investigated. Tensile specimens were subjected tostresses of 11, 20, 28, and 40 MPa and the oxidation behavior was studiedat a temperature of 973 K. The elongation of the specimen was determined byan extensometer. An acoustic-emission unit was employed to monitor theintegrity of the oxide scale. The oxide scale was found to undergo bucklingbefore spalling, in the case of unstressed specimens, and in the case ofthose specimens subjected to a stress up to 28 MPa. The specimen with 40 MPastress showed the development of cracks. The application of external stressup to 28 MPa (average strain rate for 28 MPa stress was1.2 x 10^-7 s^-1) had a beneficial effect with respectto the adherence of the oxide scale. The specimen with 40 MPa of stress(average strain rate of 5.2 x 10^-77 s^-1) showedsubstantial weight gain on oxidizing up to 140 hr. The unstressed specimenrevealed enhanced spallation when compared with the stressedones. Investigation by SEM revealed the spalling of the oxide scale when theduration of oxidation was higher than 70 hr at all stress levels employed inthe present investigation. Formation of cracks at 40 MPa exposed fresh areasto oxygen and caused accelerated oxidation. Analysis by energy-dispersiveX-ray spectrometry (EDS) revealed the segregation of chromium at the oxideridges. The segregation of silicon was also significant for the specimensubjected to a stress of 40 MPa. Analysis by XRD clearly revealed thepresence of oxides of chromium and iron (Cr₂O₃ andFe₂O₃) and spinel-type oxide (FeCr₂O₄).     

混合陶瓷球轴承振动特性仿真分析

为研究混合陶瓷角接触球轴承剥落故障振动特性,在ANSYS Workbench中建立了角接触球轴承的动力学有限元模型,通过在外圈滚道、内圈滚道及滚动体上设置剥落故障,分析特定工况下正常与剥落故障时轴承各零件受力变化。在此基础上,研究正常与不同零件故障对接触力的影响,并分析剥落故障对轴承零件运动特性的影响。结果表明：轴承各元件中应力最大的是滚动体,剥落故障使轴承最大应力增加,且最大应力大都出现在滚动体上;外圈剥落对经过剥落处的滚动体造成冲击,增大滚动体公转和自转周期,使滚动体速度降低,接触力明显增大;外圈剥落对内圈振动加速度的变化影响较小。     

FEM analysis of stress on roll surface black oxide layers exfoliation in hot strip rolling

To understand the mechanism of formation and exfoliation, black oxide layers were investigated, and the effects of stress on the exfoliation were analyzed by finite element method (FEM). The roll surface on which black oxide layers form is composed mainly of Fe₃O₄, which is caused by the oxidation of the roll material itself. Cracks form and are easily propagated along M₃C- and M₇C₃-type carbides, which leads to further cracking along M₃C and M₇C₃ carbides as a result of contact stress fatigue produced by cyclic mechanical stresses that normally occur during the rolling process. Thermal fatigue of the roll surface is produced by the thermal cycles created alternately by contact with the hot strip and the cooling water on the roll. The generation and propagation of cracks in the black oxide layers during rolling is promoted by circumference compressive stress at roll surface. Under this stress, the exfoliation of the black oxide layers happens on the roll surface.     

氧化膜开裂和剥落行为

介绍了在不同性质应力(拉应力或压应力)作用下氧化 膜开裂和剥落的方式和特点及发生开裂和剥落的临界温度变化条件.简述了在外加应力作用下氧化膜的破裂行为及改善氧化膜力学完整性的主要方法.     

冷轧平整工作辊剥落失效分析

分析了冷轧平整工作辊两处大面积剥落的形貌、组织和失效原因,得出减少夹杂物含量、避免轧辊辊面损伤可有效避免此类事故的发生。