Φ1800mm×2740mm中板热轧支承辊的堆焊修复与利用——文献学习体会

文献概况

周敏同志在2004年《山东冶金》上发表的这篇文献，报道了安阳钢铁股份有限公司二轧厂对四支失效的中板热轧支承辊采用堆焊修复再利用的成功经验。该文献以实际工程案例为基础，详细阐述了大直径热轧支承辊的堆焊修复工艺、质量控制方法和经济效益分析。

核心观点提炼

支承辊失效分析

中板热轧支承辊在服役过程中承受巨大的轧制力、摩擦力和热应力，常见失效模式包括：

• 表面磨损：轧制过程中与轧件、导卫装置的摩擦导致辊面材料损失。
• 表面龟裂：反复热循环和轧制力的作用下，辊面产生微裂纹并扩展。
• 剥落：表面硬化层与基体结合不良，在应力作用下发生片状剥落。
• 热裂纹：高温轧制过程中，辊面表层因热应力产生裂纹。

堆焊修复工艺路线

针对Φ1800mm×2740mm大直径支承辊，安钢二轧厂采用了以下堆焊修复工艺：

质量控制要点

堆焊修复的质量控制是确保修复辊安全服役的关键。文献强调了以下质量控制措施：

1. 焊材选择：根据基体材料和服役条件选择合适的焊材，确保熔敷层的硬度、耐磨性和耐蚀性。
2. 工艺参数优化：通过工艺试验确定最佳的焊接电流、电压、焊接速度等参数。
3. 过程监控：在堆焊过程中监控层间温度、焊接变形等参数，及时调整。
4. 无损检测：对堆焊层进行磁粉检测或渗透检测，确保无裂纹、气孔等缺陷。
5. 硬度检测：对堆焊层进行硬度测试，确保硬度分布均匀且满足设计要求。

经济效益分析

文献指出，采用堆焊修复再利用的方法，可减少60%的资金投入。这一经济效益的取得主要源于：

• 材料成本节约：无需更换新辊，节约了昂贵的轧辊材料成本。
• 制造成本节约：避免了新辊的制造和热处理成本。
• 停机时间缩短：堆焊修复的周期通常短于新辊采购和制造周期。
• 资源循环利用：延长了轧辊的使用寿命，符合绿色制造理念。

工程实践中的关键问题

在实际工程中，大直径热轧支承辊的堆焊修复面临以下技术挑战：

焊接变形控制

大直径轧辊在堆焊过程中会产生显著的焊接变形，影响辊面圆度和同轴度。控制措施包括：

• 采用对称堆焊工艺，减少不均匀热输入。
• 控制层间温度，避免过高的热积累。
• 采用分段堆焊，减少单次热输入量。
• 焊后进行矫形处理。

结合强度保证

堆焊层与基体之间的结合强度是决定修复辊使用寿命的关键。影响因素包括：

• 冶金结合：焊材与基体的冶金相容性。
• 机械结合：焊前表面处理质量。
• 热应力：堆焊过程中的热应力分布。

服役性能验证

修复后的支承辊需要满足与原辊相当的服役性能。验证方法包括：

• 硬度测试：确保堆焊层硬度满足耐磨要求。
• 金相分析：检查堆焊层的组织结构和缺陷。
• 疲劳试验：模拟服役条件进行疲劳性能测试。
• 试轧验证：在实际轧制条件下进行试运行。

学习心得与启示

通过研读这篇文献，我深刻认识到堆焊修复技术在轧辊再制造中的重要价值。大直径热轧支承辊的堆焊修复不仅是一项经济措施，更是一项技术挑战。成功的关键在于：

1. 失效分析到位：准确判断失效原因，针对性地选择修复方案。
2. 工艺参数优化：通过系统性的工艺试验，找到最佳的焊接参数组合。
3. 质量控制严格：从焊前准备到焊后检验，每个环节都要严格控制。
4. 经济效益核算：综合考量材料、制造、停机成本，评估修复方案的经济性。

这篇文献为同类轧辊的堆焊修复提供了宝贵的实践经验，也启示我们在实际工作中要注重技术创新和精细化管理，不断提升轧辊再制造的技术水平。