熱軋廠ht-2513粗軋工作輥斷輥原因分析

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1、武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報VO1．22N0．3第22卷第3期JournalofWuhanEngineeringInstituteSeptember20102010年9月熱軋廠HT一2513粗軋工作輥斷輥原因分析吳國勝余利兵陸獻(xiàn)華(1．武鋼研究院湖北武漢：430080；2．武鋼股份熱軋總廠湖北武漢：430083)摘要某熱軋廠粗軋機(jī)R3機(jī)架上輥位HT一2513工作輥在正常上機(jī)使用過程中突然發(fā)生輥身斷裂事故。斷裂形態(tài)為扭轉(zhuǎn)斷裂，其材質(zhì)為高鉻復(fù)合鑄造軋輥；對該輥進(jìn)行使用情況調(diào)查、現(xiàn)場斷口分析和取樣檢驗分析，查明造

2、成該輥斷裂的原因主要是：其外層厚度沒有達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的技術(shù)要求，加之該輥外層材料化學(xué)成份和金相組織存在若干質(zhì)量問題，導(dǎo)致外層材料強(qiáng)韌性不足、從而發(fā)生斷輥。關(guān)鍵詞粗軋工作輥；復(fù)合軋輥；高鉻鋼；斷裂；失效分析中圖分類號：TG335．11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-3524(201O)03—0006—04某熱軋廠粗軋機(jī)HT一2513工作輥在R3機(jī)架錄分別為l115．36mm、1114．17mm、上輥位軋元取向硅鋼過程中輥身發(fā)生斷裂，造成重1113．45ram、l112．20mm和1111．55mm，平均大

3、生產(chǎn)事故。經(jīng)過調(diào)查，該工作輥為國內(nèi)某大型軋磨削量為0．95mm／次，也基本正常，表明該輥磨削輥公司制造的離心澆注高鉻復(fù)合鑄造軋輥，外層材維護(hù)符合要求，該輥斷裂可能只是此次上機(jī)使用過質(zhì)為高鉻合金，芯部為球墨鑄鐵，于2003年6月9程中由軋輥本身質(zhì)量問題引起的偶然事故。日進(jìn)廠，新輥直徑為~1200mm，正常報廢直徑為~1090mm，斷輥時直徑為1111．55ram，已經(jīng)正常2現(xiàn)場斷口分析上機(jī)使用近4年時間，消耗有效工作層直徑88．45mm，即該輥斷裂損失剩余有效工作層厚度為該輥斷裂形態(tài)為輥身中部斷成碎塊、兩

4、端斷口10．78ram?，F(xiàn)對該工作輥輥身斷裂原因進(jìn)行分析。呈現(xiàn)錐狀，可見斷裂形態(tài)為扭斷(見圖1)。錐狀斷口中部突出，且在輥面的中部突出軸線處存在一條明顯的摩擦、高溫?zé)坪圹E，其中并出現(xiàn)了一條縱向1使用情況調(diào)查裂紋(見圖2)，同時在事故后從R3機(jī)架中抽出的板坯上也存在明顯的摩擦痕跡，這表明板坯在軋制過HT一2513工作輥斷輥時正在軋制鋼卷號為程中由于受到某種阻礙，未能正常穿過R3機(jī)架，從WG1083224的無取向硅鋼的中尾部，其軋制參數(shù)、而使得該輥的旋轉(zhuǎn)受阻，輥面被高溫板坯灼傷，該輥軋制規(guī)格與其斷裂前軋制

5、的3卷鋼的軋制參數(shù)、軋受到的扭轉(zhuǎn)力矩增加，超過現(xiàn)時該輥能夠承受的扭制規(guī)格的對比見表1、表2，可見它們基本沒有變化，轉(zhuǎn)應(yīng)力，因此輥身發(fā)生扭斷；且由于未能及時停機(jī)，表明軋機(jī)生產(chǎn)正常；該輥斷裂前5次的輥徑磨削記在操作端發(fā)生斷裂后，傳動端仍然保持著短暫的旋表IHT一2513工作輥斷裂時的軋制參數(shù)鋼卷號RT4-~-均RT4大RT4最小R3實測壓力／R3實測輥R3設(shè)定輥E3設(shè)定輥E3實測輥值／℃值／℃值／℃×103N縫／mm縫／mm縫／mm縫／mmWG10832211031103710251665O13O．8130

6、．7WG10832221020102310181685313O．8130．7WG108322310301O39102317149l3O．8130．7WG108322410131013l0131768013O．8130．7WG108322510131O131013Ol3O．8O牧稿日期：2010-07—08作者簡介：吳國勝(1958～)，男，教授級高工．E—mail：wgs2124@yahoo．com．cn吳國勝余利兵陸獻(xiàn)華：熱軋廠HT一2513粗軋工作輥斷輥原因分析7轉(zhuǎn)狀態(tài)，致使輥身中部斷成碎塊和傳動端

7、呈現(xiàn)扭斷的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力增加；同時輥身表面剝落進(jìn)一步加劇外形態(tài)。層厚度不夠現(xiàn)象，從而導(dǎo)致該輥扭斷的。表2HT一2513工作輥斷裂時的軋制規(guī)格該輥發(fā)生斷裂也暴露出該熱軋廠在粗軋機(jī)R3鋼卷號材質(zhì)板坯厚／mm板坯寬／珊珊成品厚，一成品寬／mm機(jī)架工作輥新輥驗收檢驗方面存在的嚴(yán)重問題，該廠沒有嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T1503—2008~鑄鋼軋輥》中關(guān)于“復(fù)合軋輥和輥身直徑大于700mm的鑄鋼軋輥，應(yīng)逐支進(jìn)行超聲波檢測”的檢驗規(guī)則]，沒有對該輥進(jìn)行新輥超聲波檢測的記錄。因此，也可以說該輥發(fā)生斷裂是一起由于該廠沒有按照G

8、B／T1503—2008國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求、對進(jìn)廠的新輥逐支進(jìn)行超聲波檢測而釀成的質(zhì)量事故。因為，超聲波檢測可以發(fā)現(xiàn)該輥外層材料厚度不夠、且存在嚴(yán)重不均現(xiàn)象，按照GB／T1503—2008國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可以判斷該輥質(zhì)量不合格，不予驗收，不準(zhǔn)上機(jī)使用，從而避免該輥發(fā)生斷裂。圖1輥身操作端斷塊圖2輥身傳動端斷塊上縱向裂紋圖3輥身外層較薄處斷口復(fù)合軋輥承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的能力主要在輥身外層材料。經(jīng)過對圖1所示斷裂碎塊進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)該輥現(xiàn)有外層材料的厚度存