热连轧粗轧辊磨损的有限元数值模拟和工艺优化

摘要

针对轧钢厂GCr15轴承钢240 mm×240 mm方坯粗轧阶段轧辊磨损较严重的情况,采用Archard磨损数学模型模拟分析了轧件压下量、轧辊硬度、热传导系数及摩擦因子在一道次成形后对轧辊磨损规律的影响.模拟结果表明,轧辊硬度越高,轧辊抗磨损能力越强;热传导系数对轧辊磨损的影响较小;当摩擦因子f＞ 0.25时,其摩擦因子对轧辊磨损量变化明显;当轧件压下量在△h＜ 50 mm时,轧件压下量对轧辊的磨损量影响显著.根据所得结果,结合现场轧制工艺和轧辊材质,将使用的球墨铸铁Ⅰ轧辊[抗拉强度≥400 MPa,硬度HRC值40,热传导系数18 kW/(m2·℃),摩擦因子0.3]改成球墨铸铁Ⅱ轧辊[抗拉强度≥500 MPa,硬度HRC值45,热传导系数17kW/(m2·℃),摩擦因子0.2],并将压下量由70 mm降至50 mm,使轧辊单槽过钢量由优化前10000 t提高至优化后的18000 ～20000 t.