硬质合金辊环在高速线材轧制中的使用方式研究

硬质合金辊环在高速线材轧制中的使用方式研究

李欢

关键词：硬质合金辊环；高速线材轧制；应用方式

硬质合金辊环也叫碳化钨合金辊环，它的用途是对钢坯进行压力加工使钢坯塑形成形，获得所需外形尺寸；改善钢铁材料内部组织结构，以获得良好的力学性能。辊环在高速线材轧制生产中使用较多，并且与轧制钢材的强度、塑形、表面质量、设备投入、成本控制等有着直接关系。辊环加工用的是专用磨床，槽孔内加工螺纹刻痕用的是铣床；在其加工过程中，可以选用合适的金刚石磨轮与较高硬度的铣床刀具。下文将从影响辊环使用的一些角度进行简要研究探讨。

一、做好硬质合金辊环牌号选择

辊环轧辊在轧制过程中受装配应力,热应力和轧制应力的共同作用。辊环所受应力为沿截面各应力值的代数和。具体生产运行中，不同架轧机有着不同的承载效果与冲击力，通常情况是随着轧制道次的提高，辊环转速增加，辊环磨损量增大。不同牌号的辊环，其硬度等材料性能特点存在差异，如果其牌号选择错误或不符合标准要求，就会增加崩辊发生的几率。所以，想要在高速线材轧制中有效应用合金辊环就要做好牌号选择，分析不同机架的轧制速度、压下量、槽形、轧制钢种、轧机设备等影响。综合考虑评价最终选取适合的硬质合金辊环牌号。

二、辊环安装流程与辊环冷却

第一，应严格参照标准精度要求展开辊环与锥套的上机安装，认真做好外径尺寸检测，检验锥套、辊轴配置状态。辊环锥套与辊轴配置面应保持清洁。第二，辊环安装过程中，应选择适配的辊环和锥套，避免过紧或过松，影响上机的加压效果。第三，相同机架对应的配对辊环，应尽可能的减少其在材料、属性、重量，方面的不同，确保动平衡。

在生产使用过程中，因为会受到交变应力影响使得辊环易产生热疲劳裂缝。随着网状热裂纹的扩张，继而产生合金脱落甚至碎辊。所以，想要避免辊环受损，应做好轧制温度控制，做好辊环冷却，减小对辊环外层造成的热腐蚀，延缓裂纹扩张速度，尽可能的延长轧槽使用时间。如果是高线精轧机组，冷却标准为：冷却水压力荷载在0.4--0.6Mpa，每分钟水流量按标准进行控制，径向喷水与辊环安装方向成15°至30°角，直接喷进轧槽中，水不能散射或成雾状，应直接覆盖辊环表面，形成水膜包裹，加强对辊环的冷却效果。

三、做好冷却水水质量控制

第一，冷却水酸碱度的影响：冷却水PH参数与轧制中硬质合金腐蚀性有着密切联系。若PH值偏离正常范围较大，则会增加硬质合金内部的腐蚀。因此，建议使用以镍为主要粘接剂的硬质合金辊环。YGR与YGH系列就属于这一类型。不仅可以使用在PH值低于7的冷却水体中，还可以使用在高于7的冷却水体下。

第二，冷却水内的固体粒子：轧制时冷却水内的固体粒子有着磨料效果，可以磨蚀辊环内的粘接剂。究其原因：高线轧机有着较快的运行速度与轧制力，容易造成轧槽裂缝并扩大。所以，在冷却准备阶段应展开预处理，通过净化、沉淀等形式将冷却水的固体粒子量保持15mg/L以下。

第三，温度控制：想要确保冷却效果达到最佳，建议冷却水温在33℃以下。

四、适当修磨辊环与轧制量控制

第一，修磨热微裂纹处理应全面。在修磨时应磨去轧槽中的热微裂纹，应确保修磨完整与彻底。反之，若没有磨彻底的热微裂纹则会在后续轧制快速延伸，增加辊环破损风险。第二，热微裂纹修磨进给量应该适当。若进给量较大则会出现加工应力，降低辊环应用时间；磨床每次手动进给量一般情况下维持在0.02mm--0.03mm。

辊环加工时应严格按标准修磨量进行，确保修磨达到要求，若裂纹较深可适当增加修磨量，笔者以某公司为例对辊环修磨量分析如下表。

伴随着辊环利用时间的增加，热微裂纹延伸持续增加，当加工一定量产品后，辊环槽就会变得粗糙。需要及时下线修磨各架辊环槽孔，确保产品外层状况和几何大小。如果过量轧制就容易导致孔槽外层热微裂纹变大，辊环内粘接剂掉落进而露出WC颗粒，需要立即下线修磨。通常状况下，精轧辊环槽孔每次轧制磨损量大约在0.2mm，预精轧辊环槽孔每次轧制磨损量约为0.4mm。若轧制超出一定指标将加快辊环槽中热微裂纹的扩张，倘若没有及时下线，裂纹扩展加剧。不同机架辊环槽科学轧制量为：15﹟——18﹟：5000吨，19﹟——23﹟：3000吨，24﹟——27﹟：1500吨，28﹟：1000吨。

五、做好辊环储存

辊环较脆继而在运输时容易受损，即使是人们肉眼无法看到的极细受损部位，也容易导致辊环爆裂危险。所以，在运输、转移辊环过程中，还应注意避免磕碰、轻拿轻放，不可使用锤子或坚硬物品敲击。辊环加工、修磨后需要摆放在木槽中，呈V形状态，让辊环独立、不接触，防止发生撞击。

在轧钢生产中，硬质合金辊环的出现部分取代了以往使用的铸铁与合金大轧辊，使用效果显著。当前，辊环使用的硬质合金材料正在不断优化提升，随着材料科学与材料工程技术的进步，轧钢工艺的发展以及轧制新技术的出现，硬质合金辊环的应用范围会更加广阔。目前来看，辊环的应用还存在一些问题，但在今后的发展中将进一步优化与提升硬质合金辊环的应用效果，帮助钢铁企业提高生产效率与经济效益。

结语：

总而言之，经过实践证明，硬质合金辊环在高速线材轧制中的使用需要做好辊环牌号、合金材料、冷却水量、辊环单槽轧制量的控制。此外，轧制过程辊环温差、轧制力等参数应稳定，要优化辊环修磨技术，确保辊环装配科学合理。目前为止，辊环使用方面的工艺技术趋于成熟、标准，辊环应用时间得到了延续，损耗不断减小。

参考文献：

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