鞍钢冷轧厂五机架连轧机支承辊的使用与维护

鞍钢技术　·４０·　ＡＮＧＡＮＧ　１１　ＨＮＯ１０ＧＹ　２００２年第２期　鞍钢冷轧厂五机架连轧机支承辊的使用与维护　王金星杨生田夏英莉　（鞍钢新轧钢股份有限公司冷轧厂）　摘要　通过对鞍钢玲轧厂五机架玲轧机支承辊服役后辊身表面硬化层出现的硬度变化进　行研究ｔ确定出支承辊服役后辊身表面硬化层的深度。从而修改了支承辊膳削制度；又根据支　承辊的实际使用寿命，制定了支承辊换辊制度。　关键词连轧机支承辊磨削量硬度　Ｕｓｅ　ｏｆ　Ｂａｃｋｕｐ　Ｒｏｌｌ　ｉｎ　Ａｎｇａｎｇ＇ｓ　５－－ｓｔａｎｄ　Ｃｏｌｄ　Ｔａｎｄｅｍ＾伍【１　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｗａｎｇ　Ｊｉｎｘｉｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｓｈｅｎ　ａｎ　Ｘｉａ　Ｙｉｎｇｌｉ　（ＴｈｅＣｏｌｄＲｏｌｌｅｄＳｔｒｉｐ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　ＡｎｇａｎｇＮｅｗＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｉａｄ）　ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｈａＩｄｒ】ｅｓｓ　ｖａｒ［ａｌｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇｌａｙｅｒ　ｏｎｔｈｅ　ｒｏｌｌ　ｂｏｄｙ　ｓｕｒｆａｃ￣ａｆｔｅｒ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｂａｃｋ－　ｕｐ　ｒｏｌｌ　ｉｎ　５－－ｓｔａｎｄ　ｃｏｌｄ　ｔａｎｄｅｍ　ｍｉｌｌ　ｉｎ　Ａｎｇａｎｇ　Ｃｏｌｄ　Ｒｏｌｌｅｄ　Ｓｔｒｉｐ　Ｐｌａｎｔ　ｉｓ　ｉｎｖｅ￣＇ｄｇａｔｅｄ。ｔｈｅ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　ａｌｙｅｒ　ｄｅｐｔｈｏｎｔｈｅ　ｂａｃｋｕｐ　ｒｏｌｌ　ａｃｅａｆｔｅｒｉｔｓ　ｕ　ｉｓｔｈｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅ　ｎ曲ｌｇ　ｓｙｓｔｅｒａｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｂｃｋｕｐ　ｒｏｌｌ　ｊ８　ｍｏｄｉｆｉｄｅ，Ｍ０ｒ啦　ｅ　ｒ＇ｔｈｅ　ｂａｃｋｕｐ　ｒｏｌｌ　ｃｈａ　ｓｙｓｌ￣ａｎ　ｉｓ　ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｇｎ　ｔｏ　ｉｔｓ　ａｅｔｕ－　ａｌ　ｇ　ｒ　ｃｅ　ｌｉｒｅ．　ｙＷｏｒｄｓ　ｃｏｌｄｔａｎｄｅｍ　ｒｃ￣ｌｌ　ｂａｃｋｕｐ　ｒｏｌｌ　ｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈ　ｈａｒｃｈｅ￣　１前言　硬度值为６６～７２ＨＳＤ，其化学成分见表１。　随着轧钢生产技术的发展和用户对产品质量　要求的提高，对轧辊使用性能的要求也越来越高，　表１支承辊材质与实测化学成分，　方面要求使用时具有良好的抗事故性、耐磨性　元薏Ｊ　ｃ　‰　Ｐ　Ｓ　Ｃｒ　Ｍｏ　Ｎ【　和耐糙化性　另一方面还要求维护时磨削量小，以　材　。　≤　≤　０　２～　提高产品质量、产量，延长轧辊寿命，降低轧辊维　窭测ｌ　０．６５　０．４８　Ｏ　５５　０．０１２　０．００７　２．７７　０　３２　０．２１　护强度和费用。就冷轧厂支承辊而言，其服役时间　长，辊面硬度逐渐升高，出现加工硬化和塑性变　形，进而　现裂纹、掉肉和剥落，使用一段时间后　３换辊制度　必须换辊修磨，以消除硬化层，使辊面硬度恢复正　表２为冷轧厂早期换辊制度，按此规定约１Ｏ　常。因此，支承辊服役周期应多长、磨削量应多大，　天即需换辊修磨。如此频繁的换辊既影响轧钢生　对于支承辊的使用和维护是非常重要的两个方　产，又增加轧辊消耗和磨削工时。玲轧厂现行的换　面。　辊制度分为程序换辊（一般服役周期为１５天左　右）和事故换辊，这两种制度都不是按支承辊实际　２材质　使用寿命换辊，故不能防止支承辊发生剥落，因此　鞍钢冷轧厂五机架连轧机支承辊主要使用第　有必要按支承辊疲劳寿命重新制定换辊制度。　重型机械厂制造的支承辊，其材质为７０Ｃｒ３Ｍｏ，　３．１疲劳寿命　维普资讯 http://www.cqvip.com

王金星杨生田夏英莉鞍钢冷轧厂五机架连轧机支承辊的使用与维护　．４１．　表２支承辊早期换辊耕度　寰３第ｗ机架支承辊服役后辊面授伤状况　机架　ｌ　２　４　ｆ暖役周期　辊径，ｒａｍ　轧钢量，ｔ　工作循环数　Ｄ值　轧辞钢量．ｔ　７５０ｏ０　８００００　４ＳＯ００　４５０００　３００００　ｌ　１５２９．６０　４５８Ｚ２　６３２　８６６９５５　ｏ．３８４５　轧极薄钢量，ｔ　３００００　２８０００　．２００００　２００００　１ＳＯ００　２　１５８３　６ｏ　４５３ｌ２．ｏ７２　８２０９３５　ｏ．３６４ｌ　３　１８２８　８４８５１．３４　ｌ０８诣８７　ｏ　４８６１　文献Ｄ．Ｉ介绍了钢的疲劳强度与疲劳寿命的　１　１８２０　１６３＂／１．４５４　３３６７２８　０．１４９　２　１５１８．５５　５４６９４．５０４　１０５３５６３　０　４６７６　关系：　×　＝Ｃ（常数）　（１）　３　１８ｌ７．７Ｏ　４８９２６　８６８　Ｂ８Ｂ３２０　０．３９４３　且　与钢的布氏硬度有以下关系；　ｌ　ｌ４８３　７０　３５２６Ｏ　３０８　５７４２０８　０．２９３８　＝２．７６ＨＢ－－７０　ＵｖｌＰａ）　（２）　２　１４８１．７０　４６８２７．３６　８４９２７５　０．３７０１　而Ⅳ的取值可以从支承辊发生疲劳剥落当　３　ｌ４７９　５１８３３．３０　９姑６ｌ７　０．４３５６　次的整个实际工作循环数Ｍ计算，即：　Ⅳ＿（＼耋　×最］ｌ＝１』ＹＩ　Ｂ／　㈣　式中　／Ｍ为第ｉ种载荷ｄｒｉ下的循环次数与　实际工作总循环次数之比；Ｎ为　下的疲劳寿　垂　命，其值可将由赫兹公式计算出的矾代人式１求　越　得。Ｍ的计算如下：　跸　Ｍ一三　ｉＸ　ｌ可ｉ　（４）　式中　、Ｂ、Ｈ分别为第ｉ种载荷０＂ｉ下的轧钢　０．０　Ｏ　２　０．４　０．６　０．８１．０１．２１．４　量、轧制宽度和轧制厚度；Ｐ为轧制密度；Ⅱ为圆周　距辊面深度，ｒａｍ　率；　为辊径　假设支承辊所受接触疲劳损伤遵守　图１支承辊服役后辊面硬度曲线　线性定律，即＝　／　一１，它表明支承辊受到的疲　劳损伤可以累加，当支承辊发生剥落时，其累积损　４．２磨削量公式　早期应用的支承辊磨削量公式是由国外制造　伤１３＝三％／Ｎ一１。于是，由式３可知，支承辊疲劳　商提供的，见式６。　寿命Ⅳ等于其发生剥落当次的整个实际工作循　环数Ｍ。　磨削量（一）一酥　．）　【６）　３．２服役周期　式中毫米轧钢量为３０００Ｏｒ／ｒａｍ。　生产中规定支承辊服役应具有１．５倍以上的　在对支承辊服役后辊面进行大量硬度检测，　安全系数，即支承辊的疲劳寿命Ｎ与许用工作循　并对检测结果作回归分析的基础上，修改了支承　环数　之比　＝＾　Ｍ≥１．５。由式３可知：　辊磨削量公式，见式７　”一【　ｊ　Ｊ／Ｄ　（５）　磨削量＝Ｍ＋（　一Ｍ］ＸＫ￣（７）　式中毫米轧钢量为４００００ｔ／ｍｍ￣Ｍ为最小正　因此，应要求支承辊服役时其累积损伤Ｄ≤　０．６６７，据此制定服役周期，以免发生剥落。第Ⅳ机　常磨削量，规定在轧钢量小于４００００ｔ时，磨削量　为ｌｍｍ｛Ｋ为辊径系数（见表４）；墨为机架系数　架支承辊服役后辊面损伤状况见表３。　（见表５）。　４磨削制度　寰４支承辊辊径系数　４．１硬度变化　辊径．ｒ叫ｌ　１　１４００￣１４４０　１４４１～１４８０　ｌ　１４８１～１５２８　利用肖氏硬度仪，采用一边磨削，一边测量的　辊径系数ｌ　０．８　ｏ．８　ｌ　１．０　方法，测量支承辊服役后辊面硬度变化曲线，结果　如图１所示　维普资讯 http://www.cqvip.com

·４２·　式７不仅考虑了轧钢量对硬化层的影响，而且　考虑了由于支承辊辊径及其服役的机架不同，轧　钢量对硬化层的影响。　裹５支承辊机架系数　《鞍钢技术｝２００２年第２期　继续增加，而是出现剥落、掉肉、裂纹等现象，这些　说明支承辊疲劳寿命有限，轧钢量不能任意增加。　只有制定合理的服役周期，才能既充分发挥支承　辊每毫米工作层的作用，又能防止其超负荷服役　发生事故。　机槊　ｏ　ｌ　１　ｌ。　３　５结论　支承辊服役后辊面出现的硬化层，在一定程　机槊系教　１．ｏｏ　ｌ　ｌ　ｏ５　ｌ　１　ｌＯ　１　１Ｏ　１．１５　度上其深度与轧钢量基本成正比。在辊面下　表６为按式７进行磨削并测量的支承辊辊面　硬化层硬度曲线的有关数据，　、卸．　分别为整　个硬化层硬度降和直径差；卸为支承辊实际磨削　量。支承辊的轧钢量在一定程度上决定硬化层深　度。但硬化层深度和硬度升高有限，并不随轧钢量　表６支承辊服役后辊面硬化状况与■削■　辊号　辊径　ｎ珊　６２３　１５２７　１．２ｍｍ处，辊面硬度基本恢复正常值；其硬度升　高一般不超过８个Ｉ－ＩＳＤ，且辊身端部比中部硬度　高｛过度增加轧制量，硬化层并不增加，而是出现　疲劳裂纹，甚至剥落；磨削量过小，硬化层消除不　尽，也会发生事故。要求支承辊正常磨削量必须大　于２．４ｍｍ，其服役时必须具有１．５倍以上安全系　数，即服役周期应以累积损伤Ｄ≤Ｏ．６６７为宜　参考文献　１撩鞭．疲劳强度设计．机械工业｝｝ｌ版社，北京：１９８５年　△瞌　Ｈ∞　４　５　ｒ【ｌｍ　２　２，１　△口　眦ｎ　２　２　４　轧钢量　８０２ｇｌ　８７３５２　６２５　１５１８．６　Ｂ６０３　ｌ５０５．５０　Ｂ６０４　ｌ４３５．９５　１ｏ　ｌ４８６．７０　８６７】　ｌ４３９　８０　６　５　１．８　１．６　１　８　１．８　ｌｌ　８　ｌ　８　２　２．１　７０３３０　６３１８５　７４３７Ｏ　７２７８４　（编辑袁晓青）　收稿日期：２ＯＯ１年１０月８日　６Ｏｌ　１５２５．９０　ｌ６０４　５　６　１．５　２　ｌ＿８　２　６７１４２　７０４８１　联系人：王金星，工程师＋硕士研究生，２０００年毕业于　东北大学机械系，现在鞍锕持轧厂技术改造办公室工作　（１ｌ４０２１）．　Ｓ６０　１４８５．７ｏ　Ｂ６６　１５２２．３Ｏ　４　６　ｉ．Ｓ　ｌ＿８　Ｉ．６　２　４　５０３７１　５６￣１８　日本主要钢铁公司２００１年钢产量殛效益情况　项　目　２０００年，万ｔ　钢产量　２００１年，万ｔ　新日铁　２７８３　２５５０　ＮＥ　１３４９　１２８０　川崎　１２１４　１２２０　住友　１０４０　９７０　神户　６５３　６４５　增减率，　２：０００年，亿日元　销售额　２００１年，亿日元　—８．４　２７５０４　２６０００　—４．９　１７８７２　１６６００　＋０．５　ｌ　３１５５　ｌ２４Ｏ０　—６．７　１４９７０　１３５００　—１．２　１３７３Ｏ　１２０００　增减率，　最终损益　２０００年，亿日元　２：００１年，亿日元　—５．４　２６４　０　—７．１　９６９　——７４０　—５．７　—１８２　—６２　—９．９　５８　——１０５０　１２．６　６５　—２９０　摘自《世界金属导报》