浅谈轧辊技术的研究

[摘 要]随着生产技术的发展，生产力在不断地提高，轧机轧辊的应用也成为一个重要的工具。轧机用来进行对所用金属材料进行轧制，指完成轧材生产的全部过程，主要的设备有附属设备、起重设备、主要设备及辅助设备。轧辊是指轧钢机上的一个重要的组件，是利用轧辊的滚动式产生的压力碾压钢材。

[摘 要]轧辊 修复 寿命提高

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0336-01

前言：轧辊是轧钢机上的重要零件，在工作工程中主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响易产生裂纹、剥落、断裂等缺陷。轧辊在使用过程中所产生的残余应力和热应力会是轧辊的结构发生严重变形乃至破坏，因此提高轧机轧辊的结构性能以及轧辊结构性能修复变得尤为重要。

1.何为轧辊

1.1轧辊定义

轧辊是轧钢机上一个重要的组成部分，其主要作用利用滚动时是对金属材料施加压力达到塑性变形的效果，轧辊决定轧材质量和轧机所产生的效率。影响轧辊的因素有所受载荷及磨损和温度变化等。铸钢轧辊、铸铁轧辊和锻造轧辊是常见的三类轧机轧辊。

1.2轧辊结构

为了了解轧辊的工作原理及工作过程，对轧辊的结构分析必不可少。根据资料分析及查找，了解到轧辊主要由扎身、辊颈、辊头三部分组成。机架受到辊颈通过压下装置传递而来的力，轴头与轧机相连接并传递轧制扭矩。轴头三种主要形式，包括梅花轴头、带键槽的轴头及万向轴头。轧辊的内部结构没有严格的结构规定，其主要形式与其工作过程形式有关。

1.3轧辊的工作原理

轧辊正在工作中收到各种严格考验，其工作环境恶劣，必须要有抗热裂、高硬度、耐冲击、光洁度好、切削性能好等性能。选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求，以选定安全承载的主体材料为主要目标，为了满足轧辊的正常工作需求，在选用时应该考虑到轧辊性能的对立情况及权衡经济性，考虑铸造还是锻造，材料选用合金还是非合金等众多因素。

2. 如何提高轧机轧辊寿命

2.1使用良好性能材料

在工作中，轧辊的工作面受到严重压力，轧辊工作面所产生的便面损伤时评定轧辊质量好坏的主要标准，在铸造双层轧辊时，合金铸铁要在铸模内静置一段时间以便冷硬的工作层结晶，在选择材质时主要考虑耐磨性和耐表面粗糙能力。为了提高工作表面的表面质量硬度，改善轧辊的材质起到关键作用。为了提高工作面硬度，表面镀铬应用广泛，表面镀铬后工作面的强度提高至原来强度的二十倍，不仅可以提高工作面硬度，也是提高轧辊寿命的主要途径。据科学研究，根据轧机的工作原理及工作条件不同，轧辊的选用也不同。根据研究，1号-14号轧机选用硌f无限冷硬球墨铸铁轧辊，15号-18号轧机选用高硼钢轧辊，19号轧机选用碳化钨轧辊。20号轧机选用高速钢轧机。在工作过程中，为了提高轧辊的工作寿命，一定要选用合适的优质材料。

2.2规范操作技术

要想提高轧辊的工作寿命，规范轧辊工作室的操作技术是关键。铸轧辊通常由开有水槽的辊芯和辊套两部分组成，在装配时要注意合理的操作手段。为了规范工作人员的操作行为举止，生产车间应该制定相应的操作规范规章制度，严格按照标准完成。轧辊的使用寿命与其材质、设计、机械加工以及内部金相组织等因素有关，因此，在操作中应当在按照这些参数完成的同时，按照操作规范进行生产。例如在热处理过程中，铸钢轧辊或高铬铸铁轧辊可能由于热处理中不当的操作而加大不当的显微组织的出现，从而影响轧辊的结构，以至于轧辊寿命缩短。操作不当还会引起表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大当接触应力过大时就会产生疲劳裂纹，严重影响轧辊的寿命。因此，在轧辊生产过程中，一定要规范操作技术，提高轧辊的寿命。

2.3严格控制换辊周期

严格控制换辊周期对于提高轧机轧辊的使用寿命，严格控制换辊周期也是其中重要的因素之一。相关工作人员及学者都知道，换辊的周期越短，则表明轧辊可以轧钢的时间也就越长，从而证明轧机这杯利用率越高。轧辊能否良好的被使用，与精轧机组的运行稳定性及自动化程度息息相关。轧辊在长时间的使用过程中加大了周期应力的作用，使得轧辊材料因疲劳机制而产生厚厚的硬化层，从而导致轧辊材料脆性增加，以至于产生剥落现象和裂纹的产生。因而为了保障轧辊合理的工作寿命，合适的换辊周期不仅有助于轧辊充分发挥其使用性能而且可以提高生产材料的质量。

2.4正确安装结构组件

轧机轧辊是一个工作结构复杂的机械构件，要想达到轧辊的预想功能，合理正确的安装各部分结构组件是关键前提。另外，组件安装的合理与否也与轧辊的生产效率、生产产品质量及轧辊的寿命有着很大的联系。例如生产中出现“爬行”现象，则是因为固定套与锁紧螺母之间的配合没有安装好。安装过程中轴承的密封问题也是重要步骤。在轧机轧辊的安装与配合中，有众多需要注意的安装细节，因此，为了提高轧辊的寿命，要正确安装结构部件。

3. 轧辊的修复

3.1 堆焊技术的应用

堆焊技术在进行轧辊的修复过程中应用越来越广泛，在轧辊修复的质量上也得到了广泛认可。经过实践经验可知，相较于自动埋弧焊、气体保护焊来说，堆焊技术的应用要有比较好的综合质量优势。堆焊主要以提高轧辊寿命和修复轧辊为主要目的，大范围应用在热轧开坯机轧辊中，具有焊接质量优良、效率高等优点。为了具备良好的堆焊质量，必须要有高的堆焊金属层耐磨性。轧辊的磨损也是轧辊失效的一个重要原因，为了使轧辊具备良好的质量及使用寿命，提高堆焊层的高温耐磨性是关键。在满足堆焊技术的所有条件后，所制造出来的轧辊件具备高的性能质量，有效的改善的轧辊性能，对于轧辊工作寿命的提高具有重要意义。

3.2 运用磨削改善表面缺陷

在轧辊的生产过程中，不可避免会出现各种表面缺陷，由此而引发出一个新的问题：如何改善表面缺陷。根据大量实验研究，根据以往的生产技术经验，相关技术人员研究出利用磨削和车削的方法。现主要从磨削技术改善表面缺陷方面来介绍。磨削方法的主要工具室磨床，磨床是一种重要的生产设备，其工作原理与外圆磨床相似。其工作原理是磨削与轧辊的转动同时进行，从而减少了不利的震动，将有利于圆度和波纹的磨削，很大程度上提高了轧辊的磨削质量。目前用来修复轧辊缺陷的磨削方法越来越多，对于缺陷的改善也越来越好，使得轧辊技术的应用越来越广泛，轧辊的寿命也得到极大提高

3.3 机械法修补缺陷

机械修补法是修复轧辊缺陷的另一种重要方法。运用机械法对轧辊进行修复具有重要的意义及加工效果。其主要工作原理是首先利用钻孔法将轧辊表面的缺陷去除，而后将利用金属销填满钻孔，使金属销与轧辊表面紧紧结合，防止裂纹张开。轧辊的修复采用几下修补法可以大幅度的降低成本及损耗，尽管有很多优点，也存在一定的不足，机械法修补的选用需要考虑轧辊的材料、轧辊受力状态及所需产品表面质量要求等因素的影响，具有一定的局限性。

4. 结语

轧辊轧机的应用越来越广泛，成为现代生产制造中不可缺少的一部分，在充分利用轧辊的优势之处的同时我们也逐步改善着不足之处，使轧辊的应用得到广泛推广。本文通过对轧辊寿命分析及修复方法的探讨中了解到合理地选择轧辊的结构和轧辊的修复方法，及采用规范的操作方法是提高轧辊寿命的主要方法。也是减小轧辊备件资金紧张、提高经济效益的一种可行的方法途径。

参考文献：

[1]周之晔.轧辊生产新技术、新工艺与质量检验及标准规范实用手册[M].北京：冶金电子出版社，2005：53