陳朋朋

【摘 要】軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，軋輥工作條件復(fù)雜，使用過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力，經(jīng)常發(fā)生微量損傷，通過磨削可以消除損傷，延長軋輥的使用壽命，本文介紹了軋輥的基本情況，并從磨削量的確定、砂輪選擇、磨削液的選擇等幾方面對(duì)軋輥的磨削進(jìn)行了探討，并介紹了軋輥磨削的三個(gè)階段：粗磨、中磨、精磨，為合理的磨削提供了參考。

【關(guān)鍵詞】軋鋼機(jī)；軋輥；磨削；砂輪；磨削液；磨削工藝

1.軋輥概況

軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。

軋機(jī)部件中軋輥的工作條件最為復(fù)雜。軋輥在制造和使用前的準(zhǔn)備工序中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力。使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用，包括有彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪力、接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力等。這些應(yīng)力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設(shè)計(jì)因素，還有軋輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化。所以軋輥除磨損外，還經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、斷裂、剝落、壓痕等各種局部損傷和表面損傷。一個(gè)好的軋輥，其強(qiáng)度、耐磨性和其他各種性能指標(biāo)間應(yīng)有較優(yōu)的匹配。合理的輥形、孔型、變形制度和軋制條件也能減小軋輥工作負(fù)荷，避免局部高峰應(yīng)力，延長軋輥壽命。

2.磨削量的確定

在軋輥的使用過程中，因受到制造殘余應(yīng)力、軋制過程中的接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭剪應(yīng)力以及交變熱應(yīng)力的綜合作用，很容易產(chǎn)生熱裂紋、疲勞裂紋、不均勻磨損等，這些裂紋和磨損的存在會(huì)嚴(yán)重影響軋鋼的質(zhì)量，降低軋輥的使用壽命，為了消除熱裂紋、疲勞裂紋、不均勻磨損對(duì)軋鋼的不利影響，需要定期對(duì)軋輥進(jìn)行磨削，在磨削過程中，如果磨削量不夠，則不能徹底去除軋輥的表面缺陷；如果磨削量太大，則會(huì)縮短軋輥的使用壽命，造成較大的浪費(fèi)；另外，在磨削過程中，由于受到磨削力和磨削熱的綜合作用，很容易使軋輥表面產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致軋輥在磨削后的使用過程中產(chǎn)生裂紋或剝落而提前失效。

軋輥的磨削缺陷層包括表面氧化層、熱裂紋和不均勻磨損，同時(shí)還要磨去軋輥表面的疲勞硬化層，在磨削過程中，如果不將這些缺陷磨削徹底，在后續(xù)使用過程中，會(huì)造成軋輥因裂紋擴(kuò)展、剝落提前失效。軋輥缺陷層厚度與軋制條件，軋輥上機(jī)時(shí)間有關(guān)，通常采用硬度檢測和渦流探傷法確定磨削去除量。一般情況下，表面氧化層、熱裂紋和不均勻磨損的總合為（0.10-1.25）mm。

3.砂輪的選擇和使用

在軋輥磨削過程中，正確選擇砂輪非常重要，正確選擇砂輪不但可以提高磨削質(zhì)量，還可以提高工作效率。砂輪是有許多極硬的磨粒經(jīng)過結(jié)合劑粘結(jié)而成的切削工具。磨料、結(jié)合劑之間有許多空隙，起著散熱和容納磨屑的作用。磨料、結(jié)合劑和空隙構(gòu)成砂輪結(jié)構(gòu)的三要素。為了使砂輪能正常磨削，一般砂輪的工作面要經(jīng)過修整，以形成無數(shù)等高的微刃，起磨削作用。

選擇砂輪時(shí)主要考慮下列一些因素：工件材料的物理性能（強(qiáng)度、硬度、韌性等）；工件的加工精度和表面粗糙度的要求；工件的形狀和尺寸；工件的磨削量；磨削方式和磨床的性能；冷卻液的種類等。

由于軋輥的表面硬度很高，磨削的時(shí)間比較長，所以砂輪的消耗量比較快。為了保證連續(xù)工作，砂輪就要有足夠的儲(chǔ)備。另一方面，砂輪受結(jié)合劑的影響，存放時(shí)間不能太長，砂輪結(jié)合劑不同，存放的時(shí)間也不同。陶瓷結(jié)合劑的砂輪可存放兩年，樹脂結(jié)合劑的砂輪存放期為一年。在選用砂輪時(shí)應(yīng)注意的另一個(gè)問題就是要保證砂輪的性能穩(wěn)定，同一個(gè)型號(hào)（相同的磨料、結(jié)合劑、組織、硬度）的砂輪，生產(chǎn)廠家不同，磨削效果也不一樣，在更換砂輪供應(yīng)商時(shí)應(yīng)該特別注意。

4.磨削液的選擇

軋輥磨削時(shí)，由于軋輥材料變形的內(nèi)摩擦與砂輪和軋輥材料的外摩擦，將產(chǎn)生大量的磨削熱，在磨削區(qū)內(nèi)最高溫度有時(shí)可達(dá)1000℃左右。磨削產(chǎn)生的高溫可使軋輥表面燒傷、產(chǎn)生裂紋。因此，磨削時(shí)的冷卻是非常重要的。

磨削液能起以下作用：冷卻作用，通過磨削液的熱傳導(dǎo)作用，能有效地改善散熱條件，帶走絕大部分磨削熱，降低磨削區(qū)域的溫度；潤滑作用，磨削液滲入到磨屑、磨粒與軋輥的接觸表面之后，粘附在金屬表面上形成潤滑膜，能減少磨粒和軋輥之間的摩擦，減輕磨屑與磨粒的粘結(jié)現(xiàn)象，從而提高軋輥表面的質(zhì)量和砂輪的壽命；清洗作用，磨削液可以將磨屑和碎裂而脫落的磨粒沖洗掉，防止軋輥磨削表面劃傷；防銹作用，在磨削液中加入防銹添加劑后，能在金屬表面上形成保護(hù)膜，使軋輥和磨床免受氧化作用，起到防銹作用。

根據(jù)磨削液的作用，磨削液應(yīng)該滿足下列要求：磨削液的化學(xué)成分要純，不應(yīng)含有毒性的雜質(zhì)。磨削液的酸度PH值應(yīng)呈中性，以免腐蝕軋輥、磨床和刺激人的皮膚；不易變質(zhì)；不易燃燒，不易揮發(fā)；透明度好，便于觀察磨削情況；不腐蝕砂輪結(jié)合劑。陶瓷結(jié)合劑不受磨削液的侵蝕，樹脂結(jié)合劑易受堿性磨削液的侵蝕，橡膠結(jié)合劑易受油質(zhì)磨削液的侵蝕。

5.軋輥磨削工藝

從軋機(jī)上換下來的軋輥，要冷卻到室溫才能磨削（必要時(shí)也可以用磨削液冷卻軋輥）。

軋輥磨削前要找正，目的是使軋輥的垂直、水平母線與砂輪的中心線保持平行，保證軋輥磨削精度。在找正過程中，由于下支承點(diǎn)不是處在垂直位置，所以調(diào)整起來比較難。在找正過程中應(yīng)采用兩個(gè)檢測點(diǎn)，同時(shí)檢測軋輥在垂直方向和水平方向的位移，這樣才能更快更準(zhǔn)確的找正。找正時(shí)要考慮軋輥兩端的直徑差，并在調(diào)整時(shí)加上差值。

在找正軋輥后，頭架、尾座和軋輥之間要頂緊，使軋輥能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，防止軋輥在磨削中產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。在找正軋輥后，要在兩個(gè)頂尖和軋輥之間各放上一個(gè)特制塑料塊，使墊塊在頂尖和軋輥之間輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，防止軋輥在磨削中產(chǎn)生軸向移動(dòng)。

軋輥磨削一般分為三個(gè)階段：即粗磨、中磨、精磨。

粗磨以去掉軋輥表面硬化層和可見缺陷為主要目的。粗磨要求在短時(shí)間內(nèi)盡可能磨掉多余的表層，原則上是強(qiáng)力磨削，所采用的砂輪粒度較大，磨削的表面粗糙度也比較粗。粗磨時(shí)砂輪的走刀速度為砂輪寬度的2/3。由于粗磨時(shí)砂輪的損耗較大，為提高磨削效率、保證軋輥磨削輥型和表面粗糙度的均勻一致，操作時(shí)要經(jīng)常觀察電流表，使磨削在相對(duì)恒定的電流下進(jìn)行。

中磨是為了去掉粗磨的走刀痕跡，并為精磨準(zhǔn)備好輥形。精磨是為了得到軋輥?zhàn)罱K理想的表面粗糙度。對(duì)于中軋和精軋用軋輥，一般要根據(jù)軋制工藝的要求用不用的砂輪來磨削，選擇合適的砂輪非常重要。精磨時(shí)砂輪的走刀速度為砂輪寬度的1/5。要想得到軋輥的理想表面粗糙度，砂輪和軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)與砂輪進(jìn)刀量的匹配要得當(dāng)。為了避免輥頸發(fā)熱和軋輥出現(xiàn)振動(dòng)，粗磨和中磨時(shí)軋輥轉(zhuǎn)速不宜太高。

精磨的關(guān)鍵在于控制表面粗糙度，既要達(dá)到軋制工藝要求又要保證軋輥的表面粗糙均勻一致。要做到這一點(diǎn)，就要求磨床操作者從粗磨到精磨的全過程中，平衡有效地控制軋輥的橫向進(jìn)刀量和軋輥的縱向走刀量，合理選擇軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)和砂輪的轉(zhuǎn)數(shù)。

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