軋輥消耗

造成軋輥消耗的因素很多，主要有：

(1)軋機(jī)的數(shù)量；

(2)軋輥材質(zhì)；

(3)所連鑄|軋鋼材品種和產(chǎn)品形狀的復(fù)雜程度；

(4)軋制過程中金屬變形的均勻性；

(5)采用的冷卻方法和工作條件；

(6)軋制操作的技術(shù)水平以及軋輥的加工方法等。

隨著軋機(jī)產(chǎn)量的提高、軋輥材質(zhì)的改善、軋輥制造方法的變更、軋輥熱處理工藝的革新、軋輥堆焊技術(shù)的進(jìn)步以及冷卻方法的改進(jìn)等，軋輥的使用壽命得到延長，報(bào)廢前軋制鋼材數(shù)量增多，軋輥消耗不斷降低。尤其是工藝潤滑技術(shù)的應(yīng)用，使軋輥消耗指標(biāo)又達(dá)到新的水平 。

1.降低斷帶和缺陷換輥事故，減少非正常換輥的次數(shù)

斷帶換輥是軋輥消耗的主要原因之一，而這種換輥是非常態(tài)換輥。比如軋機(jī)跑偏斷帶、原料缺陷斷帶、FGC 斷帶、焊縫斷帶等?，F(xiàn)代軋鋼利用先進(jìn)的儀表、儀器進(jìn)行預(yù)警，在很大程度上避免了一些斷帶事故發(fā)生，但軋制工藝制定合理與否是影響整個(gè)軋制過程的關(guān)鍵，軋制參數(shù)的給定要結(jié)合機(jī)組生產(chǎn)的實(shí)際情況不斷地進(jìn)行摸索優(yōu)化。嚴(yán)格控制軋機(jī)設(shè)備的功能精度，建立完善的軋機(jī)機(jī)架水平測量系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，在長期的軋制過程中顯得尤為重要。軋機(jī)潤滑系統(tǒng)運(yùn)行保持良好狀態(tài)，可防止打滑斷帶和劃傷。

缺陷換輥在軋制過程中將一直存在，即使是軋制工藝成熟后，缺陷導(dǎo)致的換輥也將一直是軋輥消耗的主要形式。缺陷導(dǎo)致?lián)Q輥的原因在很多情況下很難界定，具有涉及工序復(fù)雜、范圍廣泛的特點(diǎn)。設(shè)備和原料是導(dǎo)致缺陷換輥?zhàn)钪饕膬纱笠蛩?。為降低由于缺陷換輥引起的輥耗，機(jī)組曾經(jīng)試用過抗輥印輥，但實(shí)踐證明，這種高成本軋輥的使用并沒有遏制缺陷導(dǎo)致的換輥。相比較而言，做好全工序質(zhì)量控制，做好清潔生產(chǎn)工作，反而能對(duì)減少缺陷換輥起到相當(dāng)重要的作用。

2.防止爆輥、黏鋼，減少非正常換輥的次數(shù)

產(chǎn)生爆輥的原因很多，有疲勞源導(dǎo)致的，有基輥內(nèi)部缺陷引起的，還有應(yīng)力集中產(chǎn)生的等等。顧名思義，軋輥表面或次表面在反復(fù)交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞磨損，進(jìn)而產(chǎn)生疲勞裂紋，若疲勞裂紋源未經(jīng)消除或消除不徹底，該裂紋就會(huì)在接觸應(yīng)力的作用下不斷擴(kuò)展導(dǎo)致剝落。按照剝落產(chǎn)生的原因不同可將軋輥剝落分成兩大類: 一類是軋輥表面剝落，這可通過裂紋表面的“破損”軌跡來鑒別，顯著特征是具有典型疲勞痕; 另一類是接觸應(yīng)力引發(fā)的剝落，由于軋機(jī)的負(fù)荷以及軋輥在接觸點(diǎn)上的局部擠壓，造成的最大組合剪切應(yīng)力位于軋輥表面之下的某個(gè)較小區(qū)域中，當(dāng)剪切應(yīng)力超過軋輥的抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致表面之下位置剝落。

除爆輥外，還有黏輥也是造成軋輥消耗的一種致命破壞形式，機(jī)組黏輥表面形貌。當(dāng)帶鋼堆積在軋輥之間，使軋輥局部受力增加，在熱沖擊的作用下造成帶鋼和軋輥焊合。發(fā)生爆輥和黏輥情況的軋輥基本只能報(bào)廢。為降低爆輥事故帶來的危害，磨輥間加強(qiáng)對(duì)新輥入廠質(zhì)量檢查，另外，加強(qiáng)事故輥使用中跟蹤、事故輥磨削、探傷等精細(xì)管理非常有必要 。

軋輥是軋制過程中最為關(guān)鍵的設(shè)備，直接影響軋機(jī)的生產(chǎn)率、帶鋼的表面質(zhì)量和制造成本。如何在保證帶鋼表面質(zhì)量的情況下，延長軋輥使用周期是軋制工藝永久需要探索的課題。某酸軋機(jī)組噸鋼輥耗遠(yuǎn)大于寶鋼等先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)，為提高軋輥使用周期，降低軋輥的消耗，機(jī)組從多方面進(jìn)行了探索 。

軋輥消耗規(guī)范化

軋輥在高溫、高壓、周期性作用力沖擊等條件下工作，始終處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中，因此要求軋輥具有足夠的強(qiáng)度及剛度，有較高的表面硬度、耐磨性和耐熱性。在軋輥表面鍍鉻是解決以上問題行之有效的辦法。鍍鉻可使軋輥壽命延長幾倍乃至十幾倍，首先是因?yàn)殂t層提高了其表面的硬度( 硬度高達(dá)1 000 HV 以上) ; 另外，鉻還是良好的耐磨性材料。耐磨且高硬度是鍍鉻軋輥能夠獲得高軋制量的關(guān)鍵因素。經(jīng)過實(shí)踐證明，鍍鉻軋輥的粗糙度衰減趨勢明顯小于普通軋輥，在同樣的工作條件下，軋輥鍍鉻能夠減少換輥次數(shù)。鍍鉻輥的使用利于降低輥耗。

隨著鋼鐵企業(yè)使用鍍鉻輥數(shù)量的不斷增加，電鍍作業(yè)得到相應(yīng)地規(guī)范和完善。鉻層能否發(fā)揮其作用，跟鍍鉻工藝有直接的關(guān)系。比如，機(jī)組在試用鍍鉻初期產(chǎn)生了非正常磨損，下線的輥?zhàn)诱w鉻層還在，但表面鉻層出現(xiàn)一條條剝落現(xiàn)象。上機(jī)前測得鉻層厚度為16 ～ 18 μm，下線時(shí)鉻層厚度保持10 ～12 μm，而正常下機(jī)時(shí)鉻層應(yīng)該保留30% ～ 40% 的厚度比較理想。鉻層出現(xiàn)剝落異常是因?yàn)殄兊杰堓伇砻娴你t層與基輥表面結(jié)合不牢固，在軋制碾壓和摩擦過程中，出現(xiàn)剝落。鉻層殘存多是因?yàn)檩伱嬗捕雀咔液穸忍瘢な嫌捕冗_(dá)到1 100 HV 以上，這種不適當(dāng)?shù)母哂捕群蜕畹摹坝行印睍?huì)造成軋輥裂紋和掉皮，結(jié)果導(dǎo)致軋輥提前報(bào)廢。找到非正常磨損的原因后，廠家對(duì)影響鍍鉻層和基輥的結(jié)合強(qiáng)度的因素( 如鍍液溫度、鍍鉻時(shí)電流密度、輥面磨削后毛化處理狀態(tài)、鍍前清洗處理、電解除油、反電活化處理工序、鍍層厚度等) 逐一進(jìn)行檢查、優(yōu)化。經(jīng)過調(diào)整電鍍工藝，減少剝落傾向，提高了鍍鉻輥的壽命 。

軋輥消耗合理選擇

不同類型的軋機(jī)及其軋材對(duì)軋輥的特性提出不同的要求，因此，軋輥材質(zhì)的選擇應(yīng)根據(jù)軋制工藝和輥型要求的不同而變化。常用的軋輥的材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等，冷軋軋輥用鋼有3Cr、5Cr、6Cr、9Cr、9CrV、60 CrMo 等。軋輥基體材質(zhì)的選擇對(duì)缺陷產(chǎn)生的敏感程度有很大的影響。為防止熱疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，選擇抗熱疲勞、開裂敏感性好的軋輥材質(zhì)外，還應(yīng)該考慮產(chǎn)品品種和各個(gè)機(jī)架的功能。比如就鍍鉻輥而言，基輥的性能和表面狀態(tài)是獲得均勻良好鉻層的基礎(chǔ)，鍍鉻不改變基輥表面的狀態(tài)，對(duì)于鍍前的基體表面缺陷，鍍鉻層本身無消除作用 。

軋輥消耗制定合理規(guī)程

合理的軋制規(guī)程是延長軋輥使用周期的先決條件。軋制規(guī)程制定時(shí)要考慮壓下量、軋制力、屈服強(qiáng)度、客戶對(duì)帶鋼表面質(zhì)量的要求、產(chǎn)線控制能力等因素。比如軋制時(shí)適當(dāng)減少壓下量，發(fā)揮張力的作用，可防止軋輥與帶鋼邊緣接觸處應(yīng)力集中造成的疲勞損傷。正常的換輥是在窄料過渡到寬料階段，既避免了帶鋼表面出現(xiàn)寬窄印和劃傷缺陷，也考慮了軋輥粗糙度的衰減規(guī)律，利于保障軋制工藝穩(wěn)定。

軋輥消耗加強(qiáng)系統(tǒng)管理

軋鋼生產(chǎn)中軋輥的消耗，與軋輥管理水平有直接關(guān)系。建立一套科學(xué)系統(tǒng)的軋輥檔案是為了讓使用方和管理方都能清楚地跟蹤每根軋輥的情況。

軋輥的使用環(huán)境非常惡劣，既有帶鋼與軋輥之間的摩擦，又有軋輥與軋輥之間的摩擦。在反復(fù)持續(xù)地摩擦、冷卻交替作用下，軋輥的表面既發(fā)生物理磨損，又發(fā)生化學(xué)腐蝕，兩者的作用造成軋輥的磨損。當(dāng)磨損達(dá)到一定的程度，軋輥硬度和粗糙度就難以保障，容易出現(xiàn)表面缺陷，需要磨削后才能使用，造成軋輥的消耗。軋輥磨削在冷軋輥管理工作中至關(guān)重要，磨削是為了徹底去除表面疲勞損傷層。

損傷一方面產(chǎn)生于軋制過程中出現(xiàn)堆鋼、帶鋼偏移時(shí)，軋輥和帶鋼的局部小面積黏結(jié); 另一方面，由于長期軋制某種規(guī)格的帶鋼，在軋輥的一些區(qū)域造成局部疲勞。采用如磁粉探傷、渦流探傷等探傷方法，能使操作工準(zhǔn)確判定軋輥表面缺陷部位和深度，從而避免大進(jìn)給量造成的軋輥燒損，也能避免裂紋消除不徹底造成爆輥事故，在提高軋輥使用安全性的同時(shí)，大幅降低了軋輥消耗 。

軋輥是軋機(jī)的主要組成部分，是軋鋼生產(chǎn)過程中最重要的消耗備件，它不僅關(guān)系到軋制成本和軋機(jī)作業(yè)率的高低，而且直接影響帶鋼的表面質(zhì)量。

機(jī)組一是從改善軋輥?zhàn)陨項(xiàng)l件出發(fā)，如采用鍍鉻技術(shù)，合理采用基輥材料，制定合理的軋制規(guī)程，延長軋輥壽命; 二是從降低非正常消耗，如斷帶和缺陷換輥次數(shù)，防止爆輥、黏輥，從而降低軋輥消耗 。

軋輥的分類方法有多種，主要有：（1）按產(chǎn)品類型分有帶鋼軋輥、型鋼軋輥、線材軋輥等；（2）按軋輥在軋機(jī)系列中的位置分有開坯輥、粗軋輥、精軋輥等；（3）按軋輥功能分有破鱗輥、穿孔輥、平整輥等；（4）按軋輥材質(zhì)分有鋼軋輥、鑄鐵軋輥、硬質(zhì)合金軋輥、陶瓷軋輥等；（5）按制造方法分有鑄造軋輥、鍛造軋輥、堆焊軋輥、鑲套軋輥等；（6）按所軋鋼材狀態(tài)分有熱軋輥、冷軋輥。各種分類可以相應(yīng)組合而使軋輥有更明確的含義，如熱軋帶鋼用離心鑄造高鉻鑄鐵工作輥。

常用的軋輥材質(zhì)和用途見表。軋輥的性能和質(zhì)量一般取決于其化學(xué)成分和制造方式并可由其組織、物理和力學(xué)性能以及存在于軋輥內(nèi)部的殘余應(yīng)力類型來評(píng)估（見軋輥檢驗(yàn)）。軋輥在軋機(jī)中的使用效果不但取決于軋輥材質(zhì)及其冶金質(zhì)量，還和使用條件、軋輥設(shè)計(jì)、操作維護(hù)有關(guān)。不同類型軋機(jī)的軋輥使用條件有很大差異，造成差異的因素有：（1）軋機(jī)條件。如軋機(jī)類型、軋機(jī)和軋輥設(shè)計(jì)、孔型設(shè)計(jì)、水冷條件和軸承種類等；（2）軋制條件如軋材品種、規(guī)格及其變形抗力、壓下制度和溫度制度、產(chǎn)量要求和操作等；（3）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和表面質(zhì)量的要求等。

常用軋輥材質(zhì)和用途表

注：復(fù)合軋輥輥頸材料按強(qiáng)度要求選擇。

因此，不同類型的軋機(jī)以及同類型而使用條件不同的軋機(jī)，對(duì)所用的軋輥性能要求不盡雷同，如方坯和板坯初軋機(jī)軋輥要具有好的扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度、韌性、咬入性、抗熱裂性和熱沖擊性以及耐磨性；而熱帶精軋機(jī)架要求軋輥輥面的高硬度、抗壓痕、耐磨、抗剝落和耐熱裂等性能。

弄清軋輥的使用條件以及在同類型軋機(jī)中所用軋輥的失效方式，了解當(dāng)前各種軋輥材質(zhì)的性能和制造工藝，才能較正確地制定該軋機(jī)用輥的技術(shù)條件和選用合適而經(jīng)濟(jì)的軋輥材質(zhì)。

最常用來評(píng)價(jià)軋輥在軋機(jī)中使用性能的方法有：（1）軋制1t軋材所消耗的軋輥重量（kg）（簡稱輥耗），用kg/t表示；（2）每單位軋輥直徑減少所軋材的重量，用t/mm表示。

隨著軋機(jī)的現(xiàn)代化，對(duì)軋輥使用失效的深入研究以及軋輥材質(zhì)和制造工藝的改進(jìn)，工業(yè)發(fā)展國家的平均輥耗已降低到1kg/t以下。