矫直辊工作寿命的研究

赵军

（中冶南方工程技术有限公司，武汉 430223）

1 引言

热板矫直机布置在加速冷却装置后，它是用来消除钢板在轧制、冷却和运输过程中产生的各种板形缺陷、降低内部残余应力且使之分布均匀的重要设备。随着TMCP（Thermo Mechanical Control Process）技术的广泛应用，受钢板的温度降低、材料的屈服强度提高等多种因素的影响，对热板矫直机在强度、刚度和功能方面提出了更高的要求。目前矫直辊工作寿命短的问题比较突出，钢铁生产企业需要全线停产更换矫直辊，直到矫直机生产能力恢复，给钢铁生产企业造成了巨大的经济损失。矫直辊的工作寿命短，主要是由两个原因造成的：①矫直辊表面淬火层硬度低或淬火层深度不够；②矫直辊内部冷却结构设计不合理。本文以某钢铁厂热板矫直机矫直辊为研究对象，采用ANSYS 软件建立了矫直辊的流-固-热耦合力学模型，在模型中充分考虑了高温钢板、矫直辊和冷却水之间的热传导、热辐射、热对流，定量计算了内冷却水通水速度对矫直辊的冷却效果，计算出矫直辊稳态下各关键部位的温度，并且采用圆筒定态导热方法进行验算，二者结果非常接近。

2 矫直辊材料的选择

矫直辊的工作寿命主要取决于材料在高温下的强度、硬度和工作受力。材料在高温下工作表面的硬度决定矫直辊的耐磨性。为了提高使用寿命，应该尽可能地提高矫直辊的耐磨性能、抗剥落性能、淬硬层深度，尽量保证矫直辊表面金属组织的均匀性和稳定性。……