關于鋁帶鑄軋機軋輥制造問題的探究

王 亮（四川煤田地質局一四一機械廠，四川　德陽　618000）

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關于鋁帶鑄軋機軋輥制造問題的探究

王 亮
（四川煤田地質局一四一機械廠，四川德陽618000）

摘要：本文以鋁帶鑄軋機軋輥制造問題為題，主要針對輥套與輥芯的選材、加工制造、裝配以及使用的整個工程進行分析探討，希望對鋁加工廠的生產與加工有借鑒作用。

關鍵詞：鋁帶鑄軋機；軋輥；制造

鋁液體元素經慢速旋轉，然后經過冷卻，再經過軋輥部件而成型，從而形成有一定板形、厚度的固態鋁板，這就是鋁帶鑄軋機的工作原理。鋁由液態開始結晶凝固，并被扎制成型的過程都是由鑄軋輥完成，鑄軋輥是鑄軋機中的結晶器，同時也是鑄軋機中承受各種變形抗力最重要、最大的一個部件。輥套和輥芯是組成鑄軋輥最重要的兩個部分，在鑄軋輥的中心部位有一個進出水的小孔，是鋁溶液凝固成型的關鍵。可以說鑄軋輥是鋁帶鑄軋機最重要的部件，如果此部件出現問題，那么其制造出的產品也會出現問題。所以，對其組成部分輥套與輥芯的選擇，結構方面的設計、加工制造、裝配以及使用，每一個過程都至關重要。

一、鋁帶鑄軋機軋輥軋輥輥套

（一）輥套的材料

鑄軋輥輥套必須要具備負載能力強、導熱性好、剛度與強度高以及不與鋁溶液發生任何反應等特性。輥套要想符合上述要求，其所組成的材料至關重要。具體的材料標準見表1。只要輥套所有的規格都符合標準，那么其相應的性能就會得到保障。表1所示的兩種鋼，淬火之后，其碳化物中分布的馬氏體組織非常均勻，同時它們具備非常低的裂紋敏感性能，塑性的各種要求都能夠滿足，另外，低裂紋擴展速率以及抗熱應力性能都非常良好。

輥套質量好壞還有一個重要標準，那就是輥套的壁厚。以壁厚的大小要以輥芯的直徑大小為依據，如果輥芯的直徑為700mm，那么輥套壁厚要保持在70mm～80mm之間，如果輥芯的直徑在700mm以內，那么輥套壁厚要保持在50mm～60mm之間。另外，在選擇輥套時還要考慮循環冷卻系統和輥芯上水槽設計的合理性與否。

（二）鋁帶鑄軋機軋輥坤桃的生產制造

通常情況下會利用普通鍛造法生產輥套，對于初鍛鋼錠一定要鍛粗，然后芯棒和芯孔擴段，鍛造比要保持在4。正火是針對鍛造后半成品必須經歷的過程，初加工在車床上進行，完成之后對軋輥套實施淬火，淬火后其硬度必須要保持在HRC40～HRC42之間。上述工作完成后要對其進行檢測，目的是檢測其內部是否存在裂紋、氣孔以及夾渣等缺陷。

緊接著便可以對軋輥套的內外徑進行粗加工，對內徑進行精磨。一般在長度上都要留有10mm左右的余量。如果不立即進行使用，可以在其表面及徑內涂上防銹紙，防止在儲存過程中生銹。

二、鋁帶鑄軋機軋輥軋輥輥芯

在鑄軋輥在軋制過程中，要受到很多作用力的影響，具體包括：熱應力、接觸應力、扭轉應力、變曲拉力等等方面。然而這些作用力承受點主要就是輥芯，輥芯表面存在循環制冷卻水槽溝以及冷卻水孔，這兩各個部位在一定程度上削弱了輥芯的承載力。所以要想保障輥芯質量就必須科學的設計循環制冷卻水槽溝以及冷卻水孔，另外輥芯的制作材料也是至關重要。

（一）輥芯材料的選擇與熱處理

通常會采用50CrMO4以及42CrMola兩種鋼材來制作輥芯。其中以42CrMola最為常見。首先會進行粗加工，完成后要進行回火或者淬火，經過淬火后以硬度要達到HRC20～22。然后以圖紙為依據進行更深層次的加工。

（二）輥芯冷卻水供給方式

實現鑄軋一個不可缺少的條件就是對鑄軋輥實施通水冷卻，這是軋輥最具特色的地方。

槽溝形式是決定輥芯冷卻強度的關鍵因素，一般情況下會采用聯合槽溝的形式，也就是環向槽溝與縱向槽溝相結合。此種槽溝形式有非常明顯的冷卻效果，實踐證明，鋁帶鑄軋機生產制造工程中，輥面兩側溫度差可以達到1℃。

表1　兩種鑄軋輥中各元素的質量分數

圖1　一進四出輥芯

圖2　三進四出輥芯

圖3　烘爐加熱工藝曲線

輥芯有兩種最基本的供水方式，下面對這兩供水方式進行詳細介紹：

第一種：一進四出的供水方式，如圖1所示。此種供水方式的冷卻水輸入孔非常粗。其四個回水孔是鉆在輸入孔的圓周上。通過幾組分布在輥芯表面上8個縱向槽溝與截面上的45℃的8個相間徑向孔，水的循環的必然要經過環型槽，從而達到冷卻輥芯和輥套的目的。此種供水方式具有非常簡單的旋轉水套。如果要進行車削軋輥，那么必須將帶有中心孔的堵安裝在供水軋輥操作側，這樣才能進行車削。

第二種：此種供水方式為三進四出，具體情況如圖2所示。其中有6個大小相同的孔，3個出水孔、3個進水孔，均勻的分布在輥芯一段軸線的圓上。通過通過輥芯表面6個縱溝槽與幾組60℃徑向孔，再通過環形水槽的作用，從而形成水循環。此種供水方式有非常復雜的旋轉水套，但是在進行車削軋輥的過程中，無需對中心孔進行考慮。

三、鋁帶鑄軋機軋輥輥套與輥芯的裝配

（一）輥套與輥芯之間過盈量的選擇

從材質上看，輥芯與輥套是存在差異的，另外，膨脹量、受熱條件等等都存在不同，那么要想保障鑄軋機的正常運轉，過盈量必須要恰當選擇。在正常的軋制過程中，輥芯與輥套之間是可以有相對運動，但是絕不可超過25mm/8h。當過盈量較小時，那么在軋制時輥芯與輥套之間的相對運動就會超過規定標準，從而導致軋制過程的不穩定。如果過盈量過大時，軋制時輥芯與輥套之間的內應力會過于強烈，非常容易導致輥套破裂。要想保障過盈配合量的精準，可以利用以下公式進行計算：

輥芯尺寸α500mm～α700mm

過盈量（mm）＝1/650×輥芯尺寸

輥芯尺寸α700mm～α850mm

過盈量（mm）＝1/700×輥芯尺寸

（二）輥套的烘裝

通常情況是在井式電阻爐下進行輥套的烘裝，需要分5個階段進行，工藝曲線如圖3所示。

（1）入爐：當爐溫達到180℃，便可將輥套置入爐內。

（2）加熱：保整升溫速度的均勻。一般要控制在60℃/h ～65℃/h。

（3）保溫：促使溫度達到450℃。并且要持續4h～5h。

（4）出爐：達到保溫時間后便可以出爐烘裝。

（5）冷卻：烘裝后，在溫室中進行慢慢冷卻。

四、鋁帶鑄軋機軋輥的合理使用

為了延長鑄軋輥的使用壽命，如果一旦發現輥面有龜裂的出現，那么要在第一時間進行換輥，然后對其實施車磨加工，從而可以削減輥套的車削量，輥套的使用壽命也會延長。另外，輥套經過一段時間的使用之后，輥內溝槽可能會出現水溝以及銹蝕等沉積物，這樣其冷卻效果是會受到影響的，甚至可能造成堵塞的現象，將嚴重縮減輥套的使用壽命，一旦其冷卻效果差，可以采用酸對其污垢進行清洗。

結語

可以說鑄軋輥是鋁帶鑄軋機最重要的部件，如果此部件出現問題，那么其制造出的產品也會出現問題，另外，鑄軋輥的成本非常昂貴，所以，有必要對其組成部分輥套與輥芯的選擇，結構方面的設計、加工制造、裝配以及使用進行分析探討，希望對鋁加工廠的生產與加工有借鑒作用。

參考文獻

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