铸轧辊失效的形式:①热龟裂;②裂纹扩展快;③表面局部塑形变形;④断裂。
在轧制中,裂纹扩展速度快,有时纵向裂纹长300mm,深2-4mm,是辊套过早的失效,原因是:辊套热处理工艺不合格,内部较大的残余应力为消除,在轧制过程中,受铝液热应力与辊芯内冷却水冷应力的交替作用,加速了裂纹的生成和扩展。
辊套的正常失效按下公式计算:有效厚度=(Dmax-Dmin)/2 Dmax为铸轧辊的最大的外径,Dmin为最小外径,每次车磨4mm左右,直至 有效厚度 接近于零,此辊套就认为失效为重新更换。
辊芯失效形式:①水槽阻塞;②水槽破裂,辊芯的材质:42CrMo 辊芯硬度HB在500左右。
调质硬度范围为2000MPa<HB<4000MPa
辊套:需具有良好的导热性,线性膨胀系数及弹性模数小,较高的抗拉强度、屈服强度及硬度,较好的耐热性、抗热疲劳及热变形等。辊套粗糙度Ra为0.8-1.2μm。
辊套硬度HB为370-400左右,目前国内使用的辊套材质为PCrNi3Mou和32Cr3Mo1V钢。
冷却说的要求:水硬度:硬度总和不大于7. PH值:6-8 水压:0.4-0.6MPa 悬浮物:不大于50PPM 水温:一般控制在15-28℃
辊芯辊套热装时温度的计算:t=I/αD内·C 式中:I=σ+Δmin σ-过盈量 ;Δmin-热装的最小间隔 ;α材料线膨胀系数
过盈量配合量的经验公式为:过盈量一般为铸轧辊辊径的0.09%-0.11%。 辊芯尺寸在φ500mm-φ700mm,过盈量(mm)=辊芯尺寸x1/650 辊芯尺寸在φ700mm-φ850mm, 过盈量(mm)=辊芯尺寸x1/700
当传递的轧制力矩一定时,辊套越薄,需要的过盈配合量越大。辊套越薄所能产生的过盈压力越小,传递的轧制力矩越小。
对新辊(包括重新研磨的辊)进行 热处理,首先用无水乙醇擦掉七表面的油污,后用自行配制的腐蚀溶液(只要成分是硝酸)均匀涂抹与辊面,待接近干燥,用清水洗净,此时辊面呈亮黑色,在轧辊完全干燥后,用800″砂纸沿轧制方向用力将其面的黑色物质打磨去掉。
下辊面比上辊面提前出现龟裂的原因是:下辊辊套温度梯度比上辊面大。
辊面车削深度为H+0.5mm,H为龟裂深度。用液化石油气火焰润滑辊面。冷石墨液喷涂润滑会对辊面产生一次冷冲击。
每生产600t-1000t铸轧板则需对铸轧辊进行车磨,磨削加工。每次车磨的加工量为3mm-5mm。现一般的辊套厚度为30mm-40mm,允许使用的最小厚度问为15mm,所以实际车磨只能进行6次到8次,每对辊套约生产铝板坯5000t-6000t。
Cr、Mn、Ni、W、V、Mo等元素可以提高钢的,淬透性,硬度,强度和耐磨性,并使刚才的韧性和抗热度疲劳性得以改善,目前国内铸轧辊套材料大多采用PCrNi3MoV和32Cr3Mo1V钢。
过盈量过小,轧辊容易打滑,过盈量过大,轧辊容易炸裂。
精车、粗车、精磨、粗磨。精车时预留0.60mm加工余量,精磨后预留0.15mm加工余量,精磨时只要辊套内孔表面园跳动小于0.04mm,直线度小于0.02mm表面粗糙度小于0.9μm,无明显烧伤、斑块,便可终止加工。
辊芯精车后预留0.1-0.15mm加工余量。
轧辊中部受力比边部大,塑形变形比较重,辊芯凸度定为1/10000左右为宜。辊套在车削时尽可能采用一次车削法,以保证辊套两端同心度,磨削时必须采用一次磨削法,即一次从辊套的一端磨到另一端。
辊套的热装配:辊套从室温慢加热到300℃左右有时,用时8-10h,并在300℃左右保
温3-4h。
辊套精加工面有较好的成色时,即可装配,辊套加热切记过烧。
辊套热装配应力:因为热装配冷却时,辊套不能回复到原来的尺寸(一般有7-8丝的塑性变形)因此在辊套内壁产生残余压力,以620x1450铸轧辊为例:轴向应力σ1=70-150MPa,环向应力σ2=150-250MPa
热应力估算值:σ=EδΔQ/(1-δ)。其中E=样式系数,δ=膨胀系数,ΔQ=外部温度-内部温度。
热应力水平取决于工作期间辊套表面的温度、接触的弧度、铸轧速度。 机械阴历来源于热装配(静压力)、运转(扭转和剪切)及轧制压力(弯曲)。
铸轧辊粗糙度应在0.7-0.9μm之间,时间证明辊面磨得越粗糙,龟裂扩展的越快,轧辊寿命越短。 冷轧辊
在板材冷轧过程中,轧制金属的变形抗力远远高于热轧。在咬入阶段,轧辊表面要承受超过10000MPa的巨大压力,还要同时承受由于摩擦引起的剪应力。为了满足使用要求,冷轧辊必须具有约2000MPa的抗拉强度以及高纯净度(即内无夹杂),均匀的内部组织。
冷轧辊进行热处理的原因:①提高轧辊的硬度和耐磨性;②稳定轧辊尺寸,防止轧辊尺寸在存放和使用过程中发生变化;③防止轧辊开裂。
当应力与晶粒直径较大时,已发生脆性断裂,断面总体平齐。应力与晶粒直径的增大,是轧辊断裂的内因。轧制机械应力、热应力的叠加是造成辊断裂的外因。
辊套应与加工好的辊芯配做,保证配装过盈量为0.40mm-0.60mm,过盈量Δ的确定也可以有下式求得:Δ=(1/100-1/2100)·D内 式子中D内为辊套内经(mm)。辊套的加热温度:T= [(2-3)·Δmax ]/αd+T0,T为加热温度℃;Δmax为最大过盈量mm;T0为室温℃。α为辊套材料线膨胀系数,10-6/℃,d为配合基本直径mm。
轧制过程中,具有一定压力的冷却水,在辊芯水槽中循环。当铸轧辊面与铝液接触后,吸收其热量并使其迅速凝固,然后再对已凝固的铝板进行一定的轧制。
当裂纹深度t在2.5mm≤t<4mm时,则必须进行车磨修复。
高强度钢如Mo22、P913、C级、32Cr3Mo1V等钢种,一般连续使用1.5-2个月后,则必须进行修复,修复量(车+磨)≥裂纹深度+0.2-0.5mm。
注:通常是以300kgf的压力下,1kgf=9.8N,kgf即千克的力,D为淬火钢球或硬质合金的直径(mm)D为用读数显微镜测出的压痕平均值,一般来说,不是硬度越小,材料越软,其压痕直径越大;反之,布氏硬度值越小,材料越硬,其压痕直径越小。
辊芯水槽结构大部分仍采用矩形水槽,矩形圆底水槽,矩形尖角正好是应力集中源,最易破裂及堵塞。建议采用正弦曲线平顶水槽,不宜破且水槽根部厚度增大使抗变形能力增强。
奥氏体是碳溶解在Y-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
铝熔点为660度,如果在立板之前要用砂纸砂光,应沿圆周方向砂,砂纸粒度应<120。
水槽必须定期进行清洗,一般清洗周期为一个月左右,清洗介质用无腐蚀性的加压溶液,让铸轧辊在旋转状态下清洗,效果更佳。
当板材横截面呈“狗骨”形时,只能采取无损伤性拆卸,即用工频淬火机床快速加热,使辊套退出,然后对辊芯水道进行机械清理。补焊损坏的水槽,若辊芯表形严重,可采用镀铬后精磨以恢复原辊芯尺寸及几何精度*,这样可以延长铸轧辊的使用
寿命。
当轧辊辊芯直径大于φ700mm,辊套壁厚以70-80mm为宜,当轧辊辊芯直径小于φ700mm,辊套壁厚50-60为宜。铸轧区长度偏小时,将减慢铸轧速度,同时铸轧板热加工率增大,是铸轧板组织致密。
正常铸轧时,金属液穴在铸嘴前沿与轧辊的间隙处存在一弯曲面。其表面膜的表面张力产生的附加压力P1为P1=2σ/d 式中:σ-表面膜张力;d-嘴辊缝隙。①在前箱页面高度下,熔体对铸嘴间隙最用的静压为P2为:P2=2ρgh,式中ρ表示金属的密度;g重力加速度;h液面高度。正常铸轧时,静压力和表面张力处于平衡状态,即:P1=P2③由式①②③得h=2σ/ρgh 式中,前箱页面高度下,熔体对铸嘴前沿的间隙有关,铸嘴缝隙增大,液面高度降低,一般情况下,铸嘴辊间隙控制在0.5-1.5mm,上辊嘴辊间隙控制在1.0-2.0mm。调整液面高度的时间一般要在切卷前后。
浇铸温度一般指前箱的熔体金属温度,在铸轧过程中,浇铸温度一般控制在680-710℃。
在保证正常生产的条件下,静置炉定温尽量定低。 一般情况下,静置炉定温控制在770-810℃。