冷轧工作辊剥落失效分析与预防措施.doc

冷轧工作辊剥落失效分析与预防措施 贺 强， 张拥军 （1 宝钢工业检测公司,上海 201900） 摘 要：针对某冷轧薄板厂连续发生的 5 起冷轧工作辊的剥落失效事故，通过冷轧工作辊典型的剥落断口以及裂纹扩展机理分析 ， 从几例典型案例的事故原因分析得出, 轧辊抗事故性能差以及轧辊表面受热冲击产生的裂纹未修磨干净，产生的辊面裂纹发展成 疲劳源是导致轧辊剥落失效的主要原因。根据事故原因特点制定出了相应的预防措施，涡流检测技术、表面波检测技术、加强轧 辊的质量控制等，经过运行在生产实际中取得了良好的效果。 关键词：冷轧工作辊；带状剥落； 失效分析； 机理；预防措施 中图分类号： TG142.4 文献标志码： A Failure analysis of cold working roll and its prevention measures HE Qiang, ZHANG Yong-Jun （Baosteel Industry Detection Company, Shanghai 2019001,China） Abstract: The article is according to serials of five accidents of cold working roll spalling in cold steel rolling factory ,through analysis of classic working roll fracture and crack branching off theory, also through some classic accident’s analyzing ,we found that the capability of working roll and ungetting rid of cackles on the surface of the roll are the biggest problem on the accident----leading to crackle (spreading head of fatigue).we constitute some prevention measures by accidents characteristics. For example vortex testing, ultrasonic testing and stricted quality, we get good results in reality Key word: cold working roll； band spalling； failure of analysis；mechanism；prevention measure 轧辊是轧钢厂主要的消耗性生产工具，轧辊的质量优劣直接影响轧机效率的发挥和轧制产品的质量。某冷 轧薄板厂经过轧机改造，实现了连续、无头轧制。为了实现高产量，冷轧机组的轧制力和轧制速度均有所提高， 轧制的品种从 0.17mm～0.50mm，因此冷轧辊的使用环境更加恶劣，对冷轧辊的质量提出了更高的要求。据统 计该厂在冷轧机组改造后初期，在短短的 10 个月内连续发生了 5 起冷轧工作辊的爆辊、剥落事故，而且爆辊、 剥落的形式都是典型的冷轧辊带状疲劳剥落。 本文通过几起冷轧辊剥落失效案例的原因分析，以及对冷轧辊剥落裂纹的断裂力学机理分析，对预防和减少 冷轧辊的早期失效提出了相应的预防措施，提高了冷轧辊的使用安全效率。 1 两起典型冷轧工作辊的剥落失效案例分析 对某冷轧薄板厂连续发生的 5 起冷轧工作辊剥落事故的其中 2 起典型案例进行冷轧辊爆辊、剥落等失效原 因进行分析。 1.1 案例一 一支北满钢厂 Cr3％冷轧工作辊（上辊），轧制时发生大面积剥落并有大量粘钢现象，失效剥落的全貌及局 部断口形貌见图 1 所示。剥落时直径为φ506.73mm，该辊为改制辊，新辊直径φ535mm，用至φ510mm 进行第二 次淬火，淬后直径φ508.92mm，共上机使用仅 5 次即发生辊身中部大面积剥落。 经过对失效辊进行宏观断口分析，观察到剥落区域轴向最长约 750mm 左右，周向长度达整个圆周的约 3/4 以 上，轧辊中间未剥落表面有大量的粘钢现象，断口上存在较为典型的疲劳条带（见图 2），即具有“拇指甲”纹线 的带状断裂面。 根据使用方提供的该轧辊的磨削量、探伤记录，发现轧辊失效前磨削量有异常，涡流探伤也发现剥落区域 软点信号较为集中。 收稿日期：2011-08-10 作者简介：贺强（1971-），女（汉族），高级工程师，主要从事冶金设备的失效分析、轧辊的残余应力研究测试工作。 E-mail：  图 1 失效轧辊全貌 Fig.1 Macro