瑞浦科技轧钢部断辊分析报告
事故经过
2015年1月24日丙班轧制规格为Φ5.5，钢种为304B，在早晨7:15左右，发现13#轧机下辊开裂严重，上辊有细小裂纹，且裂纹都为外径环形裂纹。

如图所示：
13H-6下辊 13H-6上辊
轧辊断裂面
轧辊信息
实际过钢量：360吨（钢种为200Cu、304HC和304B吨，要求单槽过钢量为1000吨）厂家：北京首钢京顺轧辊有限公司
辊型：Φ550*700*1865
材质：NiCrMo无冷球(Ⅱ)（铸铁轧辊）
报废直径：470mm
使用外径：487.8mm，一次直径车削量为7mm
厂家提供硬度：61-62HS
实际测量硬度：63HS（使用便携式硬度仪）。

裂纹情况
裂纹主要分布为沿外圆直径环绕轧辊一周，少量分布沿断口处沿轴向分布。

无明显的因缩孔产生的凹坑和掉块等铸造缺陷，裂口为撕裂的断口，无明显的收缩塑性变形，断裂面有发亮区域，且表面光滑。

轧槽表面无明显的热裂纹，周围无烧伤裂纹。

轧制信息
13#轧机在轧制断辊时的电流曲线：
如图，12#、13#、14#轧机电机的电流波动较大，在6:58左右13#轧辊断裂
可能原因分析
1.开轧温度偏低
换槽后的轧制钢种为200Cu、304HC和304B，要求开轧温度为：1220±20℃，调阅加热炉均热段的温度曲线，如下所示：
均热段温度曲线
如图，加热炉均热段温度均保持在1220℃左右，符合加热工艺的要求温度，且轧制过程中钢坯无长时间停顿，所以可以排除开轧温度低的原因。

2.轧辊含夹渣物或气泡等铸造缺陷
观察轧辊断口可以排除因轧辊可能含有的夹渣物、缩孔等铸造缺陷造成断辊的可能性。

3.坯料尺寸与压下量
在304HC换钢种到304B时中轧区域有一次调料，在2#飞剪处取样检验12#出口的料形尺寸为48.4*48，符合生产要求，即13#轧机入口的料形尺寸符合要求，无巨大变化。

13#轧辊断裂下线时的辊缝为3.54mm,轧制表的标准辊缝为5.5mm,
因304B钢种宽展系数较大，所以辊缝会有所减小，且加上辊缝对轧槽磨损的弥
补，所以该辊缝是合适的，坯料尺寸过大和压下量过大造成断辊的可能性可以排
除。

4.热裂纹
由轧辊信息卡片显示轧辊以前并没有发生过缺水造成的热裂纹，在轧辊车削时也没有发现有细小的裂纹（该裂纹一般是由热裂纹在车削遗留下的细小裂纹），且由缺水造成的热裂纹以轴向裂纹为主，此次裂纹为径向为主，所以可以排除因细小裂纹和轧辊冷却效果不好产生断辊的可能性。

5.内应力
由于轧辊铸造冷却过程中会因冷却速度不同形成较大的铸造残余应力，如果新辊马上上机使用，容易导致铸轧辊应力断裂，新轧辊一般会放置一段时间，最好要一年以上，即进行自然时效处理，可以使铸轧辊残余应力在自然存放的长时间过程中得到松弛或部分消除。

若轧辊因内应力而断裂，则在轧辊开始使用时就应经开始有裂纹，而不是在多次使用之后出现，如果内应力比较小，在辊径减少到一定程度，轧辊会断裂，所以不能排除因为内应力产生开裂的可能性。

6.金属疲劳
金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。

当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。

轧辊断口图片
金属疲劳一般会有从疲劳源向外扩散的波浪形温度，但在此次轧辊上没有明显的纹路，但是从断面的出有一些发亮的区域，且发亮的区域表面光滑不像是一般的裂纹，更像是有类似缓慢的蠕动痕迹产生的塑性变形，在对断面的亮点扫描电镜，没有具体的发现，亮点处平整，更像是挤压和摩擦造成的，不是金属疲劳源，所以排除是金属疲劳造成断辊的可能性。

7.设备因素
在拆卸后检查轧机，没有轧机设备损坏，所以排除轧辊安装等设备因素。

总结
此次事故可以排除轧辊硬度、轧制温度、铸造缺陷、孔型压下量和热裂纹设备安装等因素，金属疲劳基本可以排除，所以此次轧辊断裂更倾向于时轧辊的内应力。

预防措施
1.在采购回来的轧辊露天自然放置至少1年以上，通过自然时效减小或消除轧辊在
铸造过程中产生的内应力，要求厂家提该轧辊否认供铸造加工生产日期。

2.保证轧辊上线前辊面没有砂眼、裂纹等缺陷，若有裂纹建议做好标记不予使用（特
别是在使用过程中有过产生裂纹的轧辊，车削深度可以加大，本措施已经采用）。

3.保证轧辊在轧制过程中的良好冷却效果。

4.但针对金属疲劳没有很好的办法（因为影响的因素太多），只能是考虑更换不同厂
家不同材质的轧辊（本厂已经不在购买北京京顺的Φ550型号的轧辊）。

2015年1月26日
瑞浦科技工艺科。