热矫直机工作辊辊面粘钢研究

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1、热矫直机工作辊辊面粘钢研究　　摘要：分析了造成热矫直机工作辊辊面粘钢的原因，提出了改进的措施，使辊系的在线使用寿命得到提高。关键词：热矫直机；工作辊；粘钢中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）130197011前言热矫直机通常布置在层流冷却装置后，它对改善钢材外形、提高成材率具有重要意义。安钢炉卷生产线使用的是九辊热矫直机，由Danieli设计制造，矫直机工作辊的辊径为285mm，材质为40CrMoV5。热矫直机在使用过程中，工作辊辊面极易出现粘钢缺陷，一般更换20天后即出现粘钢，平均在线使用时间

2、为45天。辊面出现粘钢后，由于生产节奏紧，靠人工在线修磨比较困难，即使修磨好由于粗糙度值达不到要求，也极易在原部位再次出现粘钢。造成被矫直的钢板板面有压痕，影响产品质量。2工作辊辊面粘钢的原因7在微观条件下，钢板与工作辊表面是凸凹不平的，在一般的机械零件相接触时，轮廓接触面积约为名义接触面积的5%～15%，而实际接触面积只为名义接触面积的0.01%～0.1%，因实际接触面积小，故实际接触面积上的压应力远大于按名义接触面积所计算出的数值，矫直力加上钢板本身以及弹塑性变形产生的高温，金属将会产生电子扩散及原子结合，使钢板与工作辊在

3、该点产生所谓的“冷焊”现象。当钢板与工作辊表面产生冷焊后再次滑动时，冷焊结合点处强度较低的钢板颗粒将被撕离母体，部分颗粒就留在强度较高的工作辊表面上，形成“粘接瘤”。当“粘接—撕裂”不断的重复，就在工作辊的表面形成粘钢现象。工作辊表面上形成的“粘接瘤”将会划伤钢板表面，加大摩擦，加剧工作辊磨损，降低工作辊的使用寿命，并使钢板表面产生压痕。辊面粗糙度越低，辊面粘接的可能性越小，反之越大。避免或减缓工作辊辊面粗糙度值增大是提高工作辊使用寿命的有效途径。但在使用过程中，有很多的因素会造成辊面粗糙度值的增大。2.1辊面氧化层对辊面粗糙

4、度的影响7工作辊采用的是中耐热性热作模具钢，在使用一段时间后，由于本身材质的因素，会在辊面形成一层致密的附着性很强的氧化膜，从而防止内部金属被继续氧化或腐蚀，氧化膜比金属基体的硬度和耐划伤性要高，可以有效起到保护金属的作用。在矫直过程中，氧化层不断被磨损，但又会不断有新的氧化层生成，当这一过程达到平衡时，可以有效的提高工作辊的使用寿命，反之则降低工作辊的使用寿命。辊系在采用内水冷却的同时，如也采用外冷却水对辊身进行冷却。这就会造成了工作辊在高温、高速和骤冷骤热条件下工作，加上周期性的交变应力作用下，辊面形成的氧化膜在达到一定疲

5、劳极限后，会产生微裂纹并扩展。裂纹尺寸长大到一定程度时，垂直于辊面的裂纹与平行于辊面的裂纹汇合，在矫直机力和钢板的作用下，辊面氧化膜脱落，使工作辊辊面粗糙度值增加。2.2支承辊对工作辊辊面粗糙度的影响矫直机支承辊用于增加工作辊的刚度和强度，采用交叉布置，每根工作辊由6根支承辊支撑。在矫直过程中，根据钢板的不同板形，需要设定一定的负弯或正弯，同时两个支承辊之间在工作辊轴向存在的一定的距离，再加上装配误差的存在，支承辊和工作辊之间的接触就有可能是点接触，形成应力集中。特别是在支承辊的棱边处，应力集中会造成支承辊棱边的塌陷、掉块，与

6、之接触的工作辊辊面由于在周期性巨大接触应力的作用下氧化层脱落，工作辊辊面被有缺陷的支承辊划伤。同时，支承辊在使用过程中由于轴承缺油损坏而卡死的情况也会对工作辊表面产生划伤，这些都会使辊面的粗糙度值增大。2.3相对滑动对辊面的粗糙度的影响7矫直过程中钢板与工作辊的相对滑动存在两种情况，一种是由于矫直机辊系采用集中传动所形成的，是固有的，在矫直时辊系一般设定入口的辊缝小，出口的辊缝大，从而使钢板在各辊的压弯量的不同，即弯曲半径不一样，使钢板在辊系入口处中性层的速度大于出口的速度，当速度差达到一定的程度，工作辊间形成的负转矩足于克服

7、辊面与钢板之间的摩擦力时，就是钢板与辊面发生滑动，这时容易因摩擦发热和摩擦对辊面的拉力而在辊面留下打滑裂纹。另一种滑动是由于控制的原因形成，是可以避免的。钢板在轧制完成后，是通过输送辊道输送到热矫直机的，钢板的位置是由热金属检测器采集并把信号传给计算机，当钢板的跟踪位置与实际位置不一样时，轧件跟踪系统通过检测器自动修正或通过操作工校准。当热矫直前热金属检测仪出现不能检测钢板位置或检测钢板位置不准确，将导致矫直机提前提速或未及时提速。矫直的过程为高温计检测到钢板时，输送辊道的速度降到钢板咬入速度，钢板咬入后输送辊道和矫直机提升到

8、矫直速度，最后再减速，让钢板以较低的速度抛出。矫直机提前提速或减速都将使钢板在工作辊表面产生滑动。这两种钢板相对工作辊的滑动都会造成工作辊表面的划伤，使辊面的粗糙度值增大。3预防措施3.1降低工作辊表面的粗糙度7降低矫直机工作辊辊面的粗糙度，安钢炉卷生产线原使用的热矫工作辊辊