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轧辊断裂原因
一、脆性断裂,此类轧辊断口形状较为平整,断口周围辊身表面较为齐整;
二、韧性断裂,此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状,断口附近的辊身均成粉碎状破碎。
将二者比对发现,此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。
其产生原因与轧辊本身残余应力,轧制时机械应力以及轧辊热应力有关,特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却,冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力,当较大的热应力,机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。
二是刀具的加工性能制约轧辊加工能力,通用类轧辊加工刀具硬度在HS80-85之间,与高硼钢轧辊的硬度非常接近,通用类刀具加工高硼钢轧辊会快速增加刀刃及后刀面磨损量,刀具急剧钝化,无法稳定加工。
为了解决以上问题,经过分析与实践,通过提高机床系统刚度;提高刀具性能、优化刀具几何参数、正确装夹刀具;选择合理车削用量三项措施的实施,可以实现高硼钢轧辊在普通轧辊机床上加工
轧辊产生弹性压扁时可能轧制的最小板厚。在一定轧机上轧制一定的产品时,随着板带的逐渐变薄,压下越来越困难。当板带薄至某一限度后,不管如何旋紧压下螺丝或加大液压压下的压力,不管反复轧制多少道,由于轧辊产生弹性压扁而不可能再使产品变薄。这一极限厚度称为最小可轧厚度。
如果是因为机械应力产生的断裂,需要很大的机械应力。经粗略计算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力 的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实际轧制和断辊情况来看,不是由于机械应力造成辊身断裂。
对组织应力影响 的就是外层组织中残余奥氏体含量。残余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,由于奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀,会致使轧辊的工作层产生更大的压应力,芯部产生更大的拉应力,芯部应力一旦超过材料的强度,必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件,一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用。该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%,故组织应力可以忽略不计。
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