摘要：高线精轧碳化钨辊环在轧制使用过程中，容易出现辊环碎裂问题，不仅造成辊耗增加，也会影响轧线作业率及成品质量。本文首先分析了碳化钨辊环碎裂的原因，然后指出防治对策，最后总结了加工质量控制措施，以供参考。
关键词：碳化钨辊环；碎裂原因；防治对策；质量控制
碳化钨辊环，是以碳化钨、钴为原材料经冶炼后制成轧辊，不仅具有较强的硬度，而且受温度的影响小[1]。相比于工具钢，碳化钨辊环的导热率、弹性模量、抗压强度、抗弯强度均显著提高。然而在生产加工中，辊环碎裂问题时有发生，以下结合实践探讨了相关原因和防治对策。
1．碳化钨辊环碎裂的原因分析
1.1 碎裂原因
第一，轧制过程中，工件和轧槽相接触，导致轧辊的表面温度提高。在金属膨胀原理下，外表金属膨胀明显，深层金属变化不大，就会产生压应力。相反，使用冷却水进行急冷，外表金属收缩明显，深层金属变化不大，就会产生拉应力。压应力和拉应力反复作用，就会造成疲劳裂纹，裂纹扩展导致碎裂。
第二，冷却效果不好与辊环碎裂直接有关，冷却是为了减少轧制时高热对轧槽表面的热腐蚀、热疲劳裂纹以及热应力对辊环的作用。轧件和辊环接触时，表面温度可达到900℃左右。此时使用冷却水进行冷却，如果水压力不到5kg，或者水量偏低，难以冲破表面炽热急冷产生的蒸汽膜，继而影响冷却效果，形成疲劳裂纹[2]。
第三，碳化钨辊环使用期间，对水质的使用要求高。PH值的高低对使用中的碳化钨辊环腐蚀影响很大。如果冷却水的pH值在7.2以下，对钴的腐蚀加剧，会导致热裂纹进一步扩展，不仅降低了力学性能，还会缩短使用寿命。
第四，精轧都是由各种不同牌号、不同尺寸的碳化钨辊环排列组成，而硬质辊环的抗张强度较低，大的轧制负荷可破坏带锥套和轴对辊环固定装配状态，产生的轧制张应力使辊环碎裂。
1.2 碎裂原因
碳化钨辊环碎裂的形成原因，一是精轧导卫进出口磨损辊环，由于进出口安装精度不达标，辊环可能和导卫发生摩擦，长时间摩擦后就会形成热疲劳裂纹。二是装辊操作不当，操作人员没有按照工艺规范进行安装，例如辊环、锥套没有彻底清理，或者打压压力超过允许范围，就会导致辊环碎裂。三是辊环、辊轴和锥套三者配合不当。辊轴、锥套磨损超标准，会导致锥套打滑，锥套和辊环或辊轴之间相互摩擦，造成辊环碎裂。四是异物进入，以精轧机架的滚动导卫尖端为例，一旦松动并脱落，就容易进入辊环，造成辊环碎裂。五是料型张力控制不当，因轧制压力明显增大，就会导致辊环碎裂。
2．碳化钨辊环碎裂的的防治对策
2.1 控制生产工艺
碳化钨辊环在精轧期间，要控制好生产工艺。上文分析可知，冷却水是影响工艺质量的一个重要因素，也是导致辊环碎裂的关键原因。对此，冷却水的水质、压力、温度、喷射径向角度应为15-30度角，均要满足工艺要求，保证辊环充分冷却；停机后监测辊环表面的温度，从而评估冷却效果[3]。
2.2 辊环装配及质量检查
辊环在安装时，应该用1200#金相砂纸清理辊轴和锥套，使用酒精彻底清理辊环和锥套、辊轴。调整正确的打压压力。下线的锥套要定期检测的磨损情况，磨损不得大于0.03mm，利用定修时间检测辊轴的接触面磨损情况，接触面应达到80%；如果磨损严重，要及时更换新的锥套和辊轴。建立标准的轧制吨位及修磨量，要保证辊环轧制吨位，不能超吨位轧制，要及时下线修磨。辊环加工完成后，使用前应进行质量检查，返修加工的辊环必须把槽面的微裂纹彻底修磨干净，为了确保修磨干净，可增加一定的修磨量。否则未修磨干净回给下一次轧制带来和大的碎辊风险。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 落实岗位基础
生产期间，安装导卫进口和出口时，控制好导卫和辊环之间的距离，避免导卫严重磨损，防止导卫尖端进入辊环。精轧堆钢时，如果废钢在辊环周围，应使用气管吹气进行冷却；使用割枪时，和辊环之间保持一定距离。
3．高线精轧碳化钨辊环的加工质量控制
3.1 精轧工艺控制
第一，轧线主操室操作工在停机后，重新开机过钢前要确认以下事项：①轧线所有机旁操作箱，均处于“远程”控制状态；②轧线HMI开机主界面机械、电气条件具备；③各道次的工作辊径、速度、冲击补偿值设定，均符合要求；④活套、飞剪参数设定符合要求[4]。
第二，每次钢种切换时必须作如下确认：①水箱控制参数设定符合要求；②测径仪调整参数符合要求；③风冷线参数设定符合要求。
第三，禁止堆钢轧制。以轧件头部轧制过程为例，当n+1机架咬钢后，n机架轧制电流值高于n+1机架咬钢前，即判断为n与n+1机架之间存在堆钢轧制。
第四，严格按要求安装和使用轧辊、辊环，若轧槽因缺水被迫提前更换辊槽，或轧辊、辊环出现非备件质量原因的断裂和破碎，按工艺违规项考核。
第五，水箱水冷件、精轧滚动导卫、锥套属于精密备件，应轻取轻放，保护设备完整。若在搬运、拆装作业时，方式野蛮粗暴、随意空抛砸摔，则纳入工艺违规项考核。
3.2 辊间工艺控制
第一，辊环存放。辊环材质偏脆，重量大，容易碰崩。所以在存放及运输时要特别注意。①预精轧机辊环，应按机架号和辊径成对存放；精轧机轧辊环，应按机架、孔型、辊径的优先次序成对存放；夹送辊辊环，应按规格使用范围和辊径成对存放。②所有事故辊环，都要单独存放并标识。③未车削辊环、已重车辊环，要区分存放，并有标识。④辊环不能互相堆叠、倚靠摆放，其中带有完整包装木箱的辊环，允许堆叠存放，但堆叠高度不能超过1.5m。⑤无论修磨前或修磨后的辊环，均不能直接存放在水泥地面、钢板等硬质材料上；用于存放辊环的台架或场地，应铺设一层胶皮进行缓冲，防止磕碰崩口。
第二，辊环运输。①吊运辊环优先使用小车装运，小车内设置隔板防止辊环相互碰撞。②不能将金属备件与辊环叠放一起进行运输，较长距离运输时，为了防止路途颠簸可能造成辊环相互碰撞受损，应增加隔离胶垫。③辊环搬运过程中，不能直接在水泥、钢板地面上滚动或拖拽。
第三，辊环检验。①轧辊、辊环每次车削或修磨后，需使用孔型样板进行检查，检查工作由加工方和验收方共同完成，确认车削或修磨质量符合要求后，才能签字接收。②检查时，样板必须垂直正对轧制面，不得左右或前后歪斜。③当孔型表面质量不能满足生产要求时，需根据实际情况进行封槽处理，或降档重新加工。
结语：
综上所述，碳化钨辊环是一种高性能的加工构件，在高线轧制工中，可能出现辊环碎裂问题。文中分析了辊环碎裂的原因，只有控制生产工艺，辊环装配及质量检查，落实岗位基础，加强精轧和辊环装配、辊间工艺控制，才能避免辊环碎裂，提高辊环的生产质量。
参考文献：
[1]张昊.碳化钨合金辊环加工工艺探索[J].科技风，2017，（26）：13-14.
[2]肖侃，欧阳帆，闵福春.高线精轧碳化钨辊环碎裂原因分析及防止措施[J].科技视界，2013，（33）：126-126.
[3]白海英，徐春柳，温东.高线精轧机碳化钨辊环的合理利用[C].//2013年全国线材及小型学术研讨会论文集.河北钢铁集团宣钢公司，2013：188-190.
[4]郭相起，梁立棉，史秉华，等.线材生产线活套碳化钨辊轮应用实践[J].河北冶金，2018，（11）：80-82.
论文作者:阮建辉,谭世锋,林镇尧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/22
标签：辊轴论文; 碳化钨论文; 原因论文; 就会论文; 裂纹论文; 轧辊论文; 磨损论文; 《基层建设》2019年第18期论文;