溫度對高速鋼輥氧化膜影響淺析及防剝落對策

1、二熱軋分廠二熱軋分廠焦雋焦雋20212021年年1111月月溫度溫度對高速鋼輥氧化膜影響淺析及對高速鋼輥氧化膜影響淺析及防剝防剝落落對策對策 1580熱軋機(jī)組在2021年初時由于軋制油系統(tǒng)管路銹蝕導(dǎo)致軋制油無法使用，氧化膜剝落概率大大增加，氧化鐵皮臨時換輥月均14次，最高月份到達(dá)21次,同時氧化鐵皮封鎖率也大幅上升,對產(chǎn)線造成很大影響。 本文利用紅外攝像儀檢測，結(jié)合理論分析，闡述了高速鋼軋輥外表氧化膜剝落機(jī)制，并結(jié)合實(shí)際采取了增加交接冷卻水的有效措施防止了氧化膜剝落。1 1前言前言2 2氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜形貌氧化膜形貌正常：正常：輥面均勻分布一層呈銀灰色或淺藍(lán)色的薄

2、氧化膜剝落：剝落：顏色呈深藍(lán)色或黑色時，氧化膜的厚度通常超過3m，微觀形貌上能觀察出明顯的裂紋宏觀宏觀微觀微觀2 2氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜增長機(jī)理氧化膜增長機(jī)理 在500600由于氧化自由能較低氧化速度很慢，在600700氧化速度逐漸加快，超過750氧化非?？?，厚度增加。2 2氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜剝落機(jī)理氧化膜剝落機(jī)理 在軋制力的反復(fù)作用下，增厚的氧化膜沿碳化物周圍萌生微裂紋； 隨著溫度升高，氧化膜進(jìn)一步增厚，抗剪強(qiáng)度及與基體的結(jié)合強(qiáng)度隨之降低，裂紋明顯擴(kuò)展，造成輥面氧化膜脫落。2 2氧化膜形成及剝落機(jī)理氧化膜形成及剝落機(jī)理小結(jié)小結(jié)溫度上升至6

3、00以上時，氧化膜厚度快速增加，碳化物周圍裂紋明顯擴(kuò)展。在軋制力的交互作用下，氧化膜沿碳化物周圍萌生微裂紋，軋制力越大氧化膜越容易剝落；3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究降低溫度，減小氧化膜厚度降低軋制力，減小裂紋擴(kuò)大3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究 研究說明，RG區(qū)域也就是咬鋼的瞬間軋輥外表溫度升至最高，在帶鋼外表溫度到達(dá)970時軋輥外表溫度可升至525，隨著空冷及水冷，輥溫會進(jìn)一步下降，一輪循環(huán)后計算均值在117左右。3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究 檢測發(fā)現(xiàn)在FSB除鱗前FT0溫度均值在1040左右，經(jīng)過FSB除鱗后F1機(jī)架進(jìn)鋼前溫度降

4、至1010左右，此時F1機(jī)架咬鋼后溫度將驟然升高，軋輥外表溫度將超過525，接近600。FT0測量溫度FSB除鱗后測量溫度3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究 由于變形熱及芯部溫度梯度存在，F(xiàn)1機(jī)架軋制后帶鋼外表溫度上升至1050左右，側(cè)噴水并不能很好的降低溫度，在運(yùn)行至F2機(jī)架前帶鋼外表溫度升至970左右，此時軋輥外表接觸溫度將在525左右； F2機(jī)架軋制后帶鋼外表溫度在1000左右，側(cè)噴水冷卻前后溫度變化不大，至F3機(jī)架時帶鋼外表溫度也維持在1000左右，此時軋輥外表接觸溫度將在555左右。 F1后測量溫度F2后測量溫度3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究 F3

5、機(jī)架軋制后帶鋼外表溫度降至900左右，雖然后反升至950左右，但此時F4軋輥外表接觸溫度將低于525，大約在500左右。F3后測量溫度3 3氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究氧化膜剝落現(xiàn)場試驗(yàn)研究 由于現(xiàn)場環(huán)境較差，帶鋼外表存在一些水汽影響檢測精度，但是大體溫度范圍能夠比較客觀的通過此儀器展現(xiàn)。小結(jié)小結(jié) 隨著軋制塊數(shù)的增加，軋輥外表溫度將進(jìn)一步的升高，在軋制力交互作用下，F(xiàn)1F3機(jī)架氧化膜會剝落，而F4機(jī)架將較少發(fā)生剝落。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施4.4.1 1 增加帶鋼軋輥交接冷卻水增加帶鋼軋輥交接冷卻水 為降低軋輥咬鋼瞬間的外表溫度，對于F2、F3機(jī)架，我們利用軋制油水系統(tǒng)，通過調(diào)整集

6、管角度，使得增加的冷卻水直接噴射至帶鋼和軋輥交接面，從而到達(dá)冷卻軋輥外表的目的。冷卻水噴射效果 軋輥接觸帶鋼瞬間的高溫RG區(qū)域是氧化膜增厚的關(guān)鍵。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施下機(jī)輥溫 首先只是單純使用軋制油冷卻水，壓力：0.4MPa，單機(jī)架流量：96L/min，使用后效果不佳，下機(jī)輥溫較高，到達(dá)66左右，同時輥面存在剝落。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施下機(jī)輥溫 后將軋制油水管接入軋輥冷卻水系統(tǒng)，將整體壓力提升至1.2MPa，同時單機(jī)架流量上升至192L/min。如此調(diào)整后下機(jī)輥溫整體下降至61左右，輥面剝落狀況改善。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施下機(jī)輥溫

7、之后加大噴嘴流量，在1.2MPa壓力下將單機(jī)架流量至240L/min。下機(jī)輥溫下降至56左右，輥面較好。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施下機(jī)輥溫 最后在1.2MPa壓力下將單機(jī)架流量至480L/min，下機(jī)輥溫降至48.9左右，輥面良好。4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施4.2 4.2 除鱗水冷卻外表除鱗水冷卻外表 由于F1機(jī)架未安裝軋制油水管，無法在咬鋼時冷卻軋輥外表，考慮F1接近FSB除鱗箱，可以利用除鱗水冷卻帶鋼外表從而到達(dá)目的。穿帶后抬起FSB2#夾送輥，通過大流量的除鱗水來降低帶鋼和F1軋輥接觸瞬間的高溫，經(jīng)過測試帶鋼外表溫度由原先1010降至950左右。除鱗水降溫后帶鋼外表溫度2#夾送輥抬起4 4氧化膜剝落應(yīng)對措施氧化膜剝落應(yīng)對措施小結(jié)小結(jié)5 5效果驗(yàn)證效果驗(yàn)證 措施實(shí)施后氧化膜剝落現(xiàn)象明顯改善，同時因氧化膜剝落導(dǎo)致的臨時換輥也大幅下降。氧化鐵皮臨換次數(shù)改善氧化膜改善薄板量上升薄板量上升6 6結(jié)論結(jié)論溫度上升至600以上時，氧化膜厚度快速增加，碳化物周圍裂紋明顯擴(kuò)展；在軋制力的交互作用下，氧化膜沿碳化物周圍萌生微裂紋，軋制力越大氧化膜越容易剝落；控制軋輥和帶鋼接觸瞬間的溫度能有效改善氧化膜剝落概率；通過增加大壓力、大流量冷卻水冷卻帶鋼和軋輥接觸面能有效防止軋輥氧