Повреждения поверхности ролика

1. Трещины на поверхности валка
Трещины делятся на нормальные и аномальные. Нормальные трещины также называют термическими. Они вызваны постепенным разрушением поверхности валка из-за термических напряжений, возникающих при многократных циклах нагрева и охлаждения. Это явление микрослоя на поверхности валка. Аномальные трещины вызваны термическим шоком из-за таких аварий, как проскальзывание, прилипание металла, заклинивание металла, навал металла и раскачивание хвоста при прокатке. Они образуют трещины определенной глубины и пластичности на поверхности валка.

2. Вмятины
В основном относится к непрерывному или прерывистому распределению неровных ямок на поверхности валка из-за попадания посторонних предметов, таких как окалина, по причинам очистки в процессе производства.

3. Отслоение оксидной пленки
В начале прокатки, после периода горячей прокатки, на поверхности валка образуется тонкая серебристо-серая или светло-голубая оксидная пленка. Она очень важна для защиты поверхности валка и улучшения качества поверхности проката. Из-за повторяющегося воздействия прокатного усилия оксидная пленка образует микротрещины вокруг карбидов. При недостаточной охлаждающей способности валка трудно сформировать плотную оксидную пленку на его поверхности. Даже если оксидная пленка образуется, она быстро разрушается. В случае нерациональной прокатки оксидная пленка быстро разрушается в процессе образования, что приводит к ее отслоению, оставляя на поверхности валка такие дефекты, как метеоритные пятна, что приводит к увеличению шероховатости поверхности валка и увеличению износа.

4. Прилипание металла, аномальный износ и т. д.
Из-за аномальной прокатки поверхность валка и заготовка прилипают друг к другу, что приводит к прилипанию металла; нерациональные параметры процесса во время прокатки вызывают чрезмерный износ валков одинаковой ширины и километража, что приводит к неравномерному износу поверхности валка.
В производстве следует соблюдать стандартизированные операции и техническое обслуживание оборудования, чтобы избежать вышеуказанных повреждений поверхности валка.
Выбор материала

В Китае используются валки из кованой стали и неограниченные валки из чугуна с отбеленной закалкой. Помимо обычного чугуна с отбеленной закалкой, существуют также материалы чугуна с низким содержанием никеля, хрома и молибдена, среднего содержания никеля, хрома и молибдена, а также высокого содержания никеля, хрома и молибдена. Высококачественные материалы чугуна с отбеленной закалкой — это чугун с высоким содержанием никеля, хрома и молибдена. Недостатки этого типа валков — низкая твердость и плохая износостойкость. Позже использовались валки из высокопрочного чугуна с композитным литьем. Относительно говоря, срок службы увеличился в несколько раз и до сих пор используется. За рубежом обычно используются полустальные и высокотвердые специальные полустальные материалы, которые очень эффективны в преодолении шероховатости поверхности и износостойкости.

Для повышения износостойкости поверхности валков горячей прокатки материалы валков горячей прокатки постоянно совершенствуются, и их основной процесс развития идет от чугуна с отбеленной закалкой к высокохромистому чугуну, затем к полубыстрорежущей стали и быстрорежущей стали.
Химический состав валков из высокохромистого чугуна: 2,0%~4,0%C, 10%~30%Cr, 0,15%~1,6%Ni, 0,3%~2,9%Mo. По своей сути это высоколегированный белый чугун с высокой износостойкостью. Содержание хрома обычно составляет 10%~15%. Его карбид в основном типа M7C3, который отличается от непрерывного карбида типа M8C белого чугуна. Он обладает не только хорошей износостойкостью, но и более высокой твердостью (HV может достигать 1800). Матрица — аустенит и мартенсит, поэтому его твердость и ударная вязкость хорошо сочетаются. Фактическое производство прокатки показывает, что валки из высокохромистого чугуна обладают хорошей стойкостью к термическому растрескиванию. Причина в том, что на поверхности валка образуется плотная и прочная пленка оксида хрома, которая может уменьшить количество и глубину термических трещин. Поэтому валки из высокохромистого чугуна широко использовались в передней части чистовой прокатки в 1980-х годах. Композитные валки из высокохромистого чугуна широко используются в качестве рабочих валков непрерывных станов горячей прокатки полосы (стали), черновой и чистовой прокатки передней секции, широкополосных средне- и толстолистовых станов; рабочих валков черновой и чистовой прокатки, а также чистовых валков мелкосортных и сортовых станов.

Существует две формы термообработки валков из высокохромистого чугуна: одна — субкритическая термообработка ниже температуры критического превращения, а другая — высокотемпературная термообработка выше критической точки A3. Ожидается, что перлитная матрица поверхностного материала высокохромистого валка будет иметь чрезвычайно мелкое межпластинное расстояние и большое количество диспергированных вторичных карбидов на матрице, требуя как можно меньшего остаточного аустенита и остаточных напряжений, поэтому обычно выбирается последняя форма термообработки, а именно нормализация и отпуск.

Применение быстрорежущей стали в качестве материала валков горячей прокатки началось в Японии в 1988 году. США и Европа также проводили исследования в начале 1990-х годов. Китай начал разрабатывать и использовать валки из быстрорежущей стали в конце 1990-х годов. Общий состав быстрорежущей стали: 1%~2%C, 0%~5%Co, 0%~5%Nb, 3%~10%Cr, 2%~7%Mo, 2%~7%V, 1%~5%W. Поскольку она содержит большое количество легирующих элементов, таких как W и V, которые могут образовывать прочные карбиды, ее конечная микроструктура содержит около 10%~15% карбидов с чрезвычайно высокой твердостью и высокой температурной стабильностью, поэтому она может сохранять высокую прочность и твердость при работе при высоких температурах. Рабочий слой имеет высокую твердость 80~85HS, обладает хорошей износостойкостью и стойкостью к термическому растрескиванию, а на поверхности валка нет термических трещин и, как правило, нет явления отслаивания.

В последние годы за рубежом также успешно используются валки из полубыстрорежущей стали в черновой прокатке горячекатаных тонких листов. Их износостойкость в два раза выше, чем у валков из высокохромистой стали, а их характеристики захвата и стойкость к термической усталости хорошие. Поэтому они стали идеальным выбором для черновой прокатки горячекатаных тонких листов и валков среднесортных станов для прокатки проволоки. Диапазон химического состава полубыстрорежущей стали: 1,5%~2,5%C, 0,5%~1,5%Si, 0,4%~1,0%Mn, 1,0%~6,0%Cr, 0,1%~4,0%Mo, 0,1%~3,0%V, 0,1%~4,0%W.