一種新型PQF軋機用連軋機輥粘鋼問題淺析

劉 楠，顧加峰，潘 強

（常州寶菱重工機械有限公司，江蘇常州213019）

一種新型PQF軋機用連軋機輥粘鋼問題淺析

劉 楠，顧加峰，潘 強

（常州寶菱重工機械有限公司，江蘇常州213019）

本文通過對一種新型PQF軋機用連軋機輥在鋼管生產過程中存在嚴重粘鋼問題進行分析，探 討PQF軋機連軋機輥發(fā)生粘鋼的主要原因，并針對一些具體情況，結合現場實際提出了一些解決措施，有效解決了粘鋼問題，提升了鋼管生產的質量和效率。

新型PQF軋機；連軋機輥；粘鋼

隨著經濟的快速發(fā)展，近年來我國各地一些主要鋼管廠對連軋管機組的新生產線投入不斷加大。無縫鋼管PQF連軋管機組是具有當今世界最先進技術水平的三輥可調式限動芯棒連軋管機組，是為克服二輥連軋管機組的固有局限性而研制開發(fā)的。該新型軋機是無縫鋼管發(fā)展的新飛躍，在提高產品質量、降低成本，提高經濟效益方面具有顯著優(yōu)勢。

本文重點分析某國內大型鋼管廠一種大規(guī)格φ460 mm PQF軋機專用軋管工具連軋機輥在軋制低合金碳管過程中的粘鋼問題及改進措施。

1 連軋機輥工作特點及技術要求

1.1 連軋機輥工作特點

作為鋼管生產過程中配套消耗的重要備件工具，連軋機輥主要用于毛管熱變形工序，其傳統使用狀況就需要隨著新的生產條件的改變而改變。我公司作為專業(yè)化生產熱軋無縫鋼管線制管工具的企業(yè)，對連軋機輥的生產、使用消耗等過程研究擁有比較成熟完善的經驗。該φ460 mm PQF軋機采用三輥連軋，將360°孔型分為三部分，通過軋制變形，使毛管減徑、減壁厚，有效減小每個軋輥孔型底部與邊緣的線速度差距，極大提升鋼管的軋制精度，其熱軋生產線主要工藝過程和連軋機輥裝配示意圖分別見圖1和圖2.離心復合鑄造連軋機輥化學成分見表1.

1.2 連軋機輥技術要求

該規(guī)格連軋機輥單輥重1 800 kg～2 100 kg，工作面硬度375 HB～420 HB，抗拉強度σb≥600 MPa，有效工作層深≥80 mm，其示意圖見圖3，材質見表1.設計采取離心復合方式澆注，其工作區(qū)域為離心澆注，采用高強度鎳鉻鉬合金球鐵，輥頸為靜態(tài)澆注，采用一般合金球鐵。

2 連軋機輥粘鋼問題描述及分析

在該機組的初始熱負荷生產過程中，連軋工序曾面臨1-2機架部分位置軋輥粘鋼嚴重的問題，在1-2機架A位置（圖2）某新輥修模兩次，軋制約4500支左右后在工作層部位出現異常粘鋼無法繼續(xù)使用的現象（典型的失效照片如圖4），而B、C位置（圖2）正常的軋輥使用壽命可軋制2.5萬～3萬只鋼管（照片如圖5）.對發(fā)生粘鋼和正常的軋輥進行了解剖和實物取樣，并對其進行了硬度檢測和金相分析。兩只軋輥采取在工作層區(qū)域同一角度和位置切片取樣，其切片位置如圖6所示.

圖1 熱軋生產線示意圖

表1 離心復合鑄造連軋機輥化學成分（質量分數，%）

圖2 連軋機輥裝配示意圖

圖3 離心復合鑄造連軋機輥結構示意

圖4 軋輥工作層區(qū)域粘鋼

圖5 軋輥正常工作層部分

圖6 切片及取樣分析示意

3 結果分析

3.1 硬度分析

分別取樣對粘鋼軋輥和正常軋輥進行硬度檢測，檢測部位如圖6中1處，分析結果見表2.

表2 粘鋼軋輥與正常軋輥硬度分析結果（HB）

從表2硬度檢測結果看，正常軋輥表面硬度值符合設計要求，從工作層表面至芯部硬度遞減趨勢均勻；而粘鋼軋輥雖表面硬度值符合設計要求，但與正常軋輥相比，硬度平均低1.5 HB～20 HB，且往芯部部位硬度遞減波動較大，硬度下降較快，硬度變化的不均勻性在使用中易導致該輥在軋制過程中提前出現不耐磨問題，造成粘鋼現象。

3.2 金相分析

分別取樣對粘鋼軋輥和正常軋輥進行金相檢測，檢測部位如圖6中2處，照片及分析結果見圖7、圖8和表3.

圖7 粘鋼軋輥試樣組織形貌

圖8 正常軋輥試樣組織形貌

從圖7和圖8金相檢測結果分析，粘鋼軋輥與正常軋輥相比，球化率平均值為52.75%，球化級別為6級，石墨數量偏少、形態(tài)較差且分布不均，說明軋輥在澆注過程中存在球化孕育嚴重衰退現象，進而影響該輥的硬度、耐磨性，在使用時就表現為軋輥不耐磨粘鋼現象。

表3 金相分析結果

4 粘鋼原因及解決措施

4.1 粘鋼原因

1）通過對軋輥工作區(qū)域檢測數據結果分析，粘鋼軋輥在生產澆注時操作過程出現偏差，發(fā)生球化孕育衰退現象；同時有效工作層區(qū)域硬度波動較大，不滿足設計要求。軋輥自身制造不致密的原因導致工作區(qū)域在使用一段時間后，其芯部性能加速下降，強度衰退較快，低于鋼管的硬度及強度要求，造成粘鋼現象。

2）為有效解決A位置（如圖2）軋輥的粘鋼問題，長期對使用現場進行跟蹤。經過分析發(fā)現，現場的軋制工況參數變化對A位置軋輥的良好使用也有很大影響。由于熱軋生產存在毛管材質多、批量大、軋制規(guī)格不一、連軋時間長、溫度控制變化大，加之冷卻水的純凈度及軋制力參數不斷調整等多種因素，致使在軋制過程中，A位置軋輥與B、C位置軋輥相比，受到更大外部擠壓載荷的反復沖擊，A位置軋輥的使用條件更加惡劣。這些因素的疊加也容易導致此位置軋輥使用中性能加速下降，引起粘鋼不耐磨等狀況。

4.2 解決措施

技術人員在后續(xù)改進過程中，首先根據新機組A位置軋機不同技術參數要求、所軋鋼種特性及粘鋼位置等原因綜合分析，優(yōu)化設計軋輥材質成分；同時嚴格生產操作，準確控制熔煉過程中爐前成分、硅鐵數量、澆注溫度等，增加球化孕育效果，減少孕育衰退。這些生產措施的改進，使改進后軋輥工作區(qū)域硬度和強度顯著提升，同時保證了正常使用中每10 mm單位硬度梯度下降≤1 HSD.另外配合熱軋生產線實際狀況，保證該位置機組在一定的周期時間內工況參數正常，減少軋制故障等非人為因素的產生。

Discussion of Steel Sticking Problem on Tandem Mill Roll in New PQF Mill

LIU Nan，GU Jia-feng，PAN Qiang
（ChangZhou BaoLing Heavy&Industrial Machinery CO.LTD.，Changzhou Jiangsu 213019，China）

The tandem mill roll used in a new PQF ralling mill exists serious steel sticking problem in the steel pipe production. The causes were analized in this paper.Combined with on-site production countermeasures were presented aimed at particular cases which effectively solved steel sticking and improved the quality and efficiency of the steel pipe production.

PQF rolling mill，tandem roller，steel sticking

TG33

A

1674-6694（2015）05-0053-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2015.05.017

2015-06-24

劉楠（1981-），男，漢族，碩士，工程師，從事熱軋備件材料開發(fā)及工藝研究。