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浅议冷轧窄带钢厂轧辊耗用管理

发布时间：2024-08-30

摘要：通过对冷轧窄带钢厂轧辊耗用分析提出几条具体措施，以达到降低轧辊吨钢耗用。

关键词：冷轧；窄带钢；轧辊；耗用

在冷轧窄带钢厂轧辊的消耗占成本（除热轧原料和工资）的10%左右。随着2008年金融危机以来一直低迷的钢铁市场，钢厂一边已提高产品质量占领市场，一边做好企业内部的节支降本工作显得尤为重要，而轧辊管理工作就是其中重要的一部分。

冷轧辊一般合金锻钢轧辊，要经过精选原材料→EBT初炼→LF精炼→真空脱气→浇注成型→电渣重熔→锻造→球化退火→粗加工→调质（淬火＋高温回火）→半精加工→探伤检测→预热处理→双频淬火→冷处理→低温回火→精加工→硬度、超声波及金相→包装出厂，基于成本和使用效果我公司选用9Cr2Mo和86CrMoV7材质。冷轧辊主要分为工作辊和支撑辊，工作辊因为与轧材接触，直接影响产品质量，所以对其表面质量和性能要求较高，一般失效形式主要为裂纹和爆辊；支撑辊在轧制过程承受轧制力，要求强度高、耐磨，失效形式主要为疲劳剥落和断裂。措施如下：

1.合理选用轧辊硬度和换辊周期，修磨量

针对生产线情况合理选择轧辊硬度，酸洗连轧机组因为来料厚度公差波动较大，带钢表面有氧化皮，硬度不均等缺陷，宜选用辊面硬度较低的工作辊，一般辊面硬度选定在HRC60±1，太软过钢量太少就有麻点或落槽，太硬则容易爆辊。如酸洗后就为成品，那对末机架工作辊要求需要高一些，原来酸洗机架统一使用一种硬度的工作辊，后来改为1-2机架选用HRC58-60的工作辊，而出口机架选用HRC60-62的工作辊，这样既保证的产品质量又减少了轧辊故障率。硬度高的轧辊使用一段时间随着直径的减少硬度也随着降低，如低于出口机架硬度要求可转入进口机架使用。

对于轧辊修磨量，一般工作辊每班更换一次，工作辊一般直径上修磨0.2-0.5mm，支承辊一般一个星期更换一次，每次修磨量为0.5-1mm，修磨量少了起不到去除疲劳层的作用，修磨量多了加剧了轧辊的损耗。

2.挽救故障辊

对于冷轧辊75%损耗为非正常的损耗，而其中一大部分为裂纹缺陷，如果充分利用这部分轧辊，对轧辊节支降本很关键。每班对裂纹缺陷工作辊进行修磨，尽量挽救使用。但如果裂纹较深，先利用磨床对其切入磨削，探查其裂纹深度判断是否有利用价值，再对其进行辊面磨削。因为磨床一般适于精加工，加工效率不高，而且对故障辊进行大切削量磨削对高精度磨床来说也是一种浪费和损害。所以宜先用车床车削加工后再磨削，最好利用探伤设备检查其效果。如果因轧辊直径太小或硬度不够，需及时领用新辊。

3.支撑辊管理

支撑辊因为单件价值高，一般占到轧辊消耗的50%，因为其使用周期长不直接影响轧件质量，往往对其不够重视。对于正常报废的支承辊，为了充分利用其辊芯，一般作辊面堆焊、镶套、改制处理。堆焊一般需车尽原有裂纹，对焊丝和焊接工艺有一定要求，一般单边20mm左右堆焊层。对于新辊因局部爆辊或裂纹需要堆焊的，建议整个辊面整体堆焊，这样虽然费用高一些但能保证性能的一致性保证正常的使用。

支撑辊堆焊可以减少一定的耗用，但毕竟堆焊组织与原锻打组织是有明显的机械性能区别的，实际使用中还是有所不足，近年来我司选用镶套处理对报废支撑辊进行利用。所镶套为合金锻件，组织紧密均匀，辊面采用感应淬火，硬度均匀性能稳定，与辊芯热过盈配合，其过盈量的选择是关键技术，需根据材料，工艺和使用条件选择，一般镶套辊会出现辊套窜动和开裂。镶套成本一般占新辊价值的50%，如果加工工艺成熟，使用效果可以与新辊相媲美，甚至过之。经我厂几年使用下来， 效果明显。但对报废辊辊颈需要做探伤试验，不然会有断辊风险，得不偿失。同时也可对支承辊辊颈磨损、弯曲进行堆焊，但一般堆焊次数不要超过3次，不然因为焊接应力和缺陷断辊风险很大，为了解决这个矛盾，可以定制一批非标FC轴承内钢圈（内径尺寸比标称尺寸小0.5mm或1mm），根据具体情况选用内钢圈，并配磨辊颈尺寸，修理后轧辊精度较高。为了节省费用，可以考虑用42CrMo调质处理后做辊芯，用电渣重熔钢70Cr3Mo作辊套感应淬火处理制成复合镶支撑辊，这样可以提高辊颈的抗断裂性能，同时辊面有较高的抗接触疲劳强度和抗剥落性，足够的硬度和耐磨性，这样有较高的质量和使用性能，比较低的成本。

对于裂纹太深已无法堆焊或镶套的支承辊可视具体情况作改制辊处理，但据相关文献介绍“经过1-2次调质处理后其微观组织和机械性能仍可以满足生产和使用，但经三次调质处理后就劣化趋于严重，不能满足冷轧生产使用压要求”[1]（针对5Cr冷轧辊废料），所以对于新制支撑辊在第一次报废后如满足改制尺寸要求的，是能满足使 用要求的，事实也证明了这一点，而且改制费用仅为机加工和热处理费，一般为6元/Kg(含税价)，不到新辊价格的1/4，性价比比较高。

4.二次淬火处理

对于二辊平整机轧辊因为9Cr2Mo的单边淬火（盐浴淬火）有效层仅为8-10mm，如生产批次多频繁换辊随着淬火层的磨削掉硬度降低以致不能满足生产要求，如果报废则浪费太大，可以随着一批轧辊退役后集中二次淬火处理（这时辊面直径也比较统一便于感应淬火选用线圈），感应淬火对轧辊热处理变形影响比较小，但还是要对淬火后的轧辊中心孔进行修整已达到图纸要求。对于原辊颈磨损或已弯曲的轧辊，在淬火前可对辊颈进行堆焊处理，热处理后进行精加工，避免淬火后堆焊加热造成退火而辊面硬度降低。对于二辊平整机因为是单辊传动对轧辊直径匹配没有严格要求，但对于工作辊传动的四辊轧机，二次淬火辊要进行直径配对使用。例如我司450二辊平整机平整辊Φ450*550*1615，其几何使用极限直径为Φ400（辊面与轴承座平），单边可用25mm厚，可经二次淬火，一支辊当三支辊使用，而淬火费用仅为4元/Kg,仅为新辊费用的1/6。另外曾对再次淬火报废平整辊进行相套处理，辊面硬度也能达到使用要求（HRC63-65）,但使用时发现轧件表面会有麻点出现，后经制造厂方确定辊面淬火形成的细小显微“孔洞”造成的，遂后来未再使用。

5.供应商质量处理

对新辊发现的质量问题及时汇报采购部门，联系生产商确认和理赔处理，督促其提高质量。

经过上述几条措施，轧辊耗用逐年降低（附表如下），为企业节省了大量费用。

如按年生产20万吨计算一年就可节约300万元（历史最高/最低对比），经济效益十分显著，可在同行业中推广使用。

参考文献：

【1】李春光，孙大乐，5Cr冷轧辊多次调质处理研究 【J】.5热加工工艺.2009.38(18):140

来源：轧机轴承

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