温度对高速钢辊氧化膜影响浅析及防剥落对策

1、二热轧分厂二热轧分厂焦隽焦隽20212021年年1111月月温度温度对高速钢辊氧化膜影响浅析及对高速钢辊氧化膜影响浅析及防剥防剥落落对策对策 1580热轧机组在2021年初时由于轧制油系统管路锈蚀导致轧制油无法使用，氧化膜剥落概率大大增加，氧化铁皮临时换辊月均14次，最高月份到达21次,同时氧化铁皮封锁率也大幅上升,对产线造成很大影响。 本文利用红外摄像仪检测，结合理论分析，阐述了高速钢轧辊外表氧化膜剥落机制，并结合实际采取了增加交接冷却水的有效措施防止了氧化膜剥落。1 1前言前言2 2氧化膜形成及剥落机理氧化膜形成及剥落机理氧化膜形貌氧化膜形貌正常：正常：辊面均匀分布一层呈银灰色或浅蓝色的薄

2、氧化膜剥落：剥落：颜色呈深蓝色或黑色时，氧化膜的厚度通常超过3m，微观形貌上能观察出明显的裂纹宏观宏观微观微观2 2氧化膜形成及剥落机理氧化膜形成及剥落机理氧化膜增长机理氧化膜增长机理 在500600由于氧化自由能较低氧化速度很慢，在600700氧化速度逐渐加快，超过750氧化非常快，厚度增加。2 2氧化膜形成及剥落机理氧化膜形成及剥落机理氧化膜剥落机理氧化膜剥落机理 在轧制力的反复作用下，增厚的氧化膜沿碳化物周围萌生微裂纹； 随着温度升高，氧化膜进一步增厚，抗剪强度及与基体的结合强度随之降低，裂纹明显扩展，造成辊面氧化膜脱落。2 2氧化膜形成及剥落机理氧化膜形成及剥落机理小结小结温度上升至6

3、00以上时，氧化膜厚度快速增加，碳化物周围裂纹明显扩展。在轧制力的交互作用下，氧化膜沿碳化物周围萌生微裂纹，轧制力越大氧化膜越容易剥落；3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究降低温度，减小氧化膜厚度降低轧制力，减小裂纹扩大3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究 研究说明，RG区域也就是咬钢的瞬间轧辊外表温度升至最高，在带钢外表温度到达970时轧辊外表温度可升至525，随着空冷及水冷，辊温会进一步下降，一轮循环后计算均值在117左右。3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究 检测发现在FSB除鳞前FT0温度均值在1040左右，经过FSB除鳞后F1机架进钢前温度降

4、至1010左右，此时F1机架咬钢后温度将骤然升高，轧辊外表温度将超过525，接近600。FT0测量温度FSB除鳞后测量温度3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究 由于变形热及芯部温度梯度存在，F1机架轧制后带钢外表温度上升至1050左右，侧喷水并不能很好的降低温度，在运行至F2机架前带钢外表温度升至970左右，此时轧辊外表接触温度将在525左右； F2机架轧制后带钢外表温度在1000左右，侧喷水冷却前后温度变化不大，至F3机架时带钢外表温度也维持在1000左右，此时轧辊外表接触温度将在555左右。 F1后测量温度F2后测量温度3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究 F3

5、机架轧制后带钢外表温度降至900左右，虽然后反升至950左右，但此时F4轧辊外表接触温度将低于525，大约在500左右。F3后测量温度3 3氧化膜剥落现场试验研究氧化膜剥落现场试验研究 由于现场环境较差，带钢外表存在一些水汽影响检测精度，但是大体温度范围能够比较客观的通过此仪器展现。小结小结 随着轧制块数的增加，轧辊外表温度将进一步的升高，在轧制力交互作用下，F1F3机架氧化膜会剥落，而F4机架将较少发生剥落。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施4.4.1 1 增加带钢轧辊交接冷却水增加带钢轧辊交接冷却水 为降低轧辊咬钢瞬间的外表温度，对于F2、F3机架，我们利用轧制油水系统，通过调整集

6、管角度，使得增加的冷却水直接喷射至带钢和轧辊交接面，从而到达冷却轧辊外表的目的。冷却水喷射效果 轧辊接触带钢瞬间的高温RG区域是氧化膜增厚的关键。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施下机辊温 首先只是单纯使用轧制油冷却水，压力：0.4MPa，单机架流量：96L/min，使用后效果不佳，下机辊温较高，到达66左右，同时辊面存在剥落。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施下机辊温 后将轧制油水管接入轧辊冷却水系统，将整体压力提升至1.2MPa，同时单机架流量上升至192L/min。如此调整后下机辊温整体下降至61左右，辊面剥落状况改善。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施下机辊温

7、之后加大喷嘴流量，在1.2MPa压力下将单机架流量至240L/min。下机辊温下降至56左右，辊面较好。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施下机辊温 最后在1.2MPa压力下将单机架流量至480L/min，下机辊温降至48.9左右，辊面良好。4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施4.2 4.2 除鳞水冷却外表除鳞水冷却外表 由于F1机架未安装轧制油水管，无法在咬钢时冷却轧辊外表，考虑F1接近FSB除鳞箱，可以利用除鳞水冷却带钢外表从而到达目的。穿带后抬起FSB2#夹送辊，通过大流量的除鳞水来降低带钢和F1轧辊接触瞬间的高温，经过测试带钢外表温度由原先1010降至950左右。除鳞水降温后带钢外表温度2#夹送辊抬起4 4氧化膜剥落应对措施氧化膜剥落应对措施小结小结5 5效果验证效果验证 措施实施后氧化膜剥落现象明显改善，同时因氧化膜剥落导致的临时换辊也大幅下降。氧化铁皮临换次数改善氧化膜改善薄板量上升薄板量上升6 6结论结论温度上升至600以上时，氧化膜厚度快速增加，碳化物周围裂纹明显扩展；在轧制力的交互作用下，氧化膜沿碳化物周围萌生微裂纹，轧制力越大氧化膜越容易剥落；控制轧辊和带钢接触瞬间的温度能有效改善氧化膜剥落概率；通过增加大压力、大流量冷却水冷却带钢和轧辊接触面能有效防止轧辊氧