从合理选用轧辊材料、加快新材质轧辊的应用步伐、加强轧辊的管理工作、推广应用轧辊表面修复和强化技术、改善轧辊的冷却条件、开发热润滑轧制新技术等方面探讨了进一步降低热轧辊辊耗的问题。 关键词 轧辊 辊耗 热轧辊 轧辊材质
1 前 言
影响轧辊使用寿命的因素很多，轧辊的消耗不仅与钢材产品品种、轧制工艺技术、轧机设备状况、轧辊选材、轧辊管理水平有关，还与轧辊的制造技术、轧辊新材料的开发应用等因素有关。目前降低热轧轧辊辊耗的主要途径有：选择合适的轧辊材质和新材质轧辊的应用；合理地分配延伸系数，减小不均匀磨损的程度；合理地控制轧制温度，热轧时钢温不宜过低；合理地设计孔型，分配压下量；加强冷却；润滑轧制；避免生产、设备事故造成的断辊；加强轧辊管理，制定合适的换辊制度；旧轧辊的改制和堆焊修复；轧面的喷涂与涂覆；提高轧辊的制造质量等。针对热轧轧辊的具体使用情况，提出了进一步降低热轧轧辊辊耗的 措施。
2 合理选用轧辊材料
2.1 初轧机轧辊
我国的初轧机多为二辊可逆式，目前鞍钢、武钢、重钢和马钢等单位的初轧机大多使用铸钢和锻钢轧辊。这类轧辊有两个缺点：一是孔型壁容易磨损而变宽；二是孔型底部的园角处容易因热裂纹的生长而损坏，造成断辊。
宝钢初轧厂是从新日铁引进的，它拥有2架1350mm大开口度方板坯初轧机。投产初期，1号初轧辊为75CrMo合金铸钢轧辊，耐磨性好但裂纹倾向大，新选的50CrNiMo、60CrNiMo合金锻钢轧辊耐磨性较好且裂纹倾向很小，新选用70CrNiMoV合金铸钢轧辊粗开孔型后进行差温热处理，耐磨性好、使用较满意，但在小辊径时有裂纹倾向，需监控。2号初轧辊一直沿用原配置的合金球墨铸铁材质，使用效果很好。 我国早期研制球墨铸铁初轧辊时，因存在磨瓦和打滑问题而长期不能推广应用。首钢钢研所与鞍钢轧辊厂协作研究成功了850mm球墨铸铁初轧辊，轧坯量比原锻钢辊提高80%。由
于采用布胶瓦上开油孔和油槽、改进润滑，解决了磨瓦问题。不咬钢的问题则用辊身刻痕或滚花的方法解决。
国外为提高初轧辊的寿命，研制成功了球墨铸铁初轧和半钢初轧辊。并且发展了高强度复合铸钢初轧辊，它外层具有高C、Cr、Mo含量，组织为细晶粒细片状珠光体或贝氏体和二次碳化物，硬度可由HS50提高到HS65；心部组织为珠光体和铁素体，韧性好，其轧制量突破了400万t［2］。
在进行初轧辊选材时，应以轧辊的使用条件和使用经验为根据，并注意借鉴国内先进企业和国外的经验。
2.2 钢坯连轧机轧辊
我国钢坯连轧机的轧辊，一般选用锻钢材质，如60CrNiMo锻钢轧辊等。目前有采用斗钢辊逐步代替锻钢辊的趋势。
宝钢初轧厂6VH钢坯连轧机轧辊原配置的材质为含1.7%～2.4%C的锻造半钢及锻造铸铁，耐磨性好，而抗热裂性差，使用时需加强水冷却。该厂试用了强度偏低但抗热裂性较
好的铸造石墨钢轧辊，突破了新日铁原认为不能使用铸造轧辊的框框而获得了成功。此外还试用了含1.4%～2.0%C铸造半钢轧辊，试用效果较好。但是，由于国内这类铸造轧辊的制造水平较低、质量欠稳定而锻造半钢轧辊制造水平进步较大，质量稳定，故仍以用锻造半钢轧辊为主。
国外最初使用的是锻钢材质的轧辊，后改用铸钢、斗钢、球铁轧辊。目前广泛采用锻造白口铁轧辊，显示出较好的抗折断性能、耐磨性和抗表面粗造性能。它对于延长换辊周期和降低辊耗具有显著的效果。
2.3 中型型钢轧机的轧辊
我国的中型型钢轧机用包括650mm、630mm、580mm、500mm等多种尺寸的轧辊。轧机多数是三辊开口横列式。 各机架使用的轧辊材质多年没有大变化。一机架几乎都是使用低合金铸钢辊，主要问题是不耐磨和孔槽底部产生环裂以致断辊，因此，改善轧辊的耐磨性、抗裂性和韧性十分重要。以后几架轧机对轧辊的耐磨性要求高，大多使用铸铁轧辊，无限冷硬铸铁轧辊强度低，使用时辊颈处容易扭断，另外，石墨影响抗裂性，以小于3%为宜。合金球铁轧辊用于精轧机架。国外中型型钢轧机的轧辊选材演变情况见表1。
表1 中型型钢轧机的轧辊选材
机架或轧辊种类 最初使用的材质 曾经使用的材质 目前使用的材质
三
重式 粗轧 铸钢 铸钢 半钢 中轧 铸钢 合金球铁、半钢 半钢、锻造白口铁
精轧 无限冷硬铸铁 合金无限冷硬铸铁 合金无限、锻造白口铁 粗轧前段二辊 锻钢 铸钢、球铁 复合铸钢 粗轧支撑辊 锻钢 铸钢、球铁 复合铸钢
2.4 中厚板轧机的轧辊
我国这类轧机有三辊劳特式单机架，二辊或四辊粗轧和四辊粗轧双机架等形式。
我国的2300mm劳特式中厚板轧机，大多数为单机架，在轧制时轧辊承受较大的轧制压力和热冲击，要求有较高的耐热性、耐磨性和强度，一般采用合金冷硬复合球墨铸铁轧辊。主要存在的问题是辊身处剥落。近年来试用了低镍合金无限冷硬铸铁轧辊和全冲心复合无限冷硬铸铁轧辊，耐磨性更高，但由于辊身长，在铸造时因收缩易造成拉应力产生裂纹。
外商推荐使用合金球铁和半钢轧辊，它的强度和耐磨性较好。
双机架的二辊粗轧机架的轧辊，我国一度使用合金铸钢、石墨钢和球铁材质，国外普遍使用复合铸钢材质，外层用含N的合金钢，心部用含0.5%～1.0%Cr的特殊钢，生产方法是冲心复合。也有使用外层为半钢和心部为石墨钢的复合辊。
四辊粗轧机的工作辊，采用低合金无限冷硬铸铁，有改为中合金无限冷硬铸铁的倾向，四辊粗轧机架的支撑辊多采用铸钢或锻钢材质。
四辊精轧机架的工作辊，必须具有较高的耐磨性和抗裂性，目前国内一般采用冷硬复合球铁棍、钼合金冷硬球铁辊及钼合金冷硬复合球铁辊等，国外趋向采用复合浇注的中合金无限冷硬铸铁轧辊。四辊精轧机架的支撑辊一般采用铸钢或锻钢辊，国外目前使用复合铸钢轧辊。
2.5 小型及线材轧机的轧辊
连小型型钢轧机由三组机架，即粗轧、中轧和精轧机架所组成，粗轧机架一般用镍铬合金球铁辊和半钢轧辊；中轧机架都采用球铁和合金无限冷硬铸铁及半钢轧辊；精轧机架采用
合金无限冷硬铸铁或碳化钨轧辊。有的国家提出半钢轧辊可用于三组机架，只是含碳量不同，硬度和强度有别。
线材轧机的机架也可分为粗轧、中轧和精轧机架三组。在我国粗轧机架使用Mn和MnMo系低合金铸钢，也有采用半钢轧辊的；中轧机架用低合金无限冷硬铸铁和半冷硬球墨铸铁及半钢轧辊；精轧机架的辊材已由低合金无限冷硬铸铁，改为高硬度的离心复合无限冷硬铸铁和合金冷硬铸铁。近年来，有的厂采用超硬碳化钨轧辊，大幅度减少了换辊次数。
国外小型型钢及线材轧机轧辊材质演变情况见表2。
表2 国外小型型钢及线材轧机轧辊材质演变情况
鼠标笔机架 最初使用的材质 曾经使用的材质杨梅采摘机 目前使用的材质
粗轧 铸钢 球铁 半钢 ; 中轧 普通冷硬铸铁 合金冷硬铸铁 合金冷硬铸铁
精轧 普通冷硬铸铁 合金冷硬铸铁 碳化钨
2.6 带钢热轧机的轧辊
带钢热连轧机由粗轧机组和精轧机组构成。
粗轧机组用的立式破鳞辊采用铸钢材质，轧制过程中速度慢、温度高、易产生热裂纹缺陷。曾试用球铁和石墨钢辊，效果较好，近年来国外用复合铸钢辊，效果更好。
粗轧一架的轧机最初使用球铁轧辊时，存在咬钢不好、磨瓦、抗表面粗糙性差且易产生折叠等问题，后为含0.9%～1.0%C的低Cr-Mo铸钢轧辊所取代。石墨钢轧辊的使用效果又比合金铸钢轧辊的更好。
粗轧二～四架的工作辊，以前用无限冷硬铸铁和合金球铁轧辊，容易打滑，而且因为抗热疲劳性差、辊面粗糙，影响轧材质量。目前都已改用含1.4%～1.8%C的CrMo半钢轧辊，在改进轧辊制造工艺后，使用的效果较好。
精轧机前段一～三机架用无限冷硬铸铁轧辊，存在不耐磨、热龟裂、轧卡、掉块等问题、精轧机的前段可用高铬铸铁轧辊，它的耐磨性很好，但它的导热性差，因此水冷必须充分。
精轧机后四～七机架的工作辊一般用离心铸造的中NiCr无限冷硬铸铁复合轧辊。外层硬度
高而且组织致密，有细小的石墨颗粒，使辊面光滑且有更好的抗热裂性能。
国外同类轧机的轧辊材质的演变情况见表3。
防砸安全鞋表3 国外带钢热连轧机的轧辊选材演变情况
机 架 最初使用的材质 曾经使用的材质 目前使用的材质 粗轧前架工作辊 无限冷硬铸铁 半钢 复合铸钢 粗轧后架工作辊 无限冷硬铸铁 半钢 半钢 粗轧支撑辊 锻钢 铸钢、球铁 复合铸钢 精轧前架工作辊 无限冷硬铸铁 半钢 轻锻半钢、高铬复合 精轧后架工作辊 无限冷硬铸铁 无限冷硬铸铁 高合金无限
冷硬铸铁
3 加快新材质轧辊的应用步伐
真空保鲜花 加快新材质轧辊的应用步伐无疑是降低辊耗的有效措施。下文介绍一些国内应注意应用的、不同材质的轧辊。
3.1 半钢轧辊
半钢轧辊在国外被称为“阿德迈特”(Adamite)轧辊，70年代在国外得到广泛的应用，在一定程度上代表了当时轧辊生产的国际水平和发展方向。它的碳含在1.3%～2.4%之间，日本将其归属于铸铁类，称其为“特殊高碳铬镍耐磨铸铁”轧辊。前苏联及东欧将其归属于铸钢类，称其为“过共析钢”轧辊。我国称其为半钢轧辊。半钢中游离碳化物约为6%～10%，不过共析成分以外的碳可以是碳化物或石墨。以碳化物为主要形式的称作半钢；以石墨为主要存在形式的称作球墨铸钢或石墨钢(也列入半钢类软化器)、半钢中常加入Si、Mn、Ni、Mo等合金元素，其加入量根据期望的组织与性能而定。半钢的强韧性接近于钢辊而优于铁辊，硬度与耐磨性接近于铁辊而优于钢辊，它综合了钢与铸铁两者的优点。半钢轧辊的另一特点是断面硬度落差小，能切削较深的孔型。
半钢轧辊最适于工作繁重的钢坯轧机、大型型材轧机、中型轧机、万能型钢轧机、热连轧粗轧机及热连轧精轧机(前段)等。由于其硬度不及冷硬铸铁轧辊，以及它受热易膨胀等特点，它一般不用于精轧机及成品机架。
半钢轧辊还存在一些问题，如热处理周期长、工艺复杂、Ni、Cr、Mo合金含量较高，生产技术较复杂、质量要求严、硬度与韧性的配合还没有达到更理想的境地，成本较高。80年代以来，在许多场合它逐渐被高铬铸铁轧辊和锻造白口铸铁轧辊代替。
3.2 高铬铸铁轧辊
高铬铸铁组织中的共晶碳化物Cr7C3qam调制器的硬度比半钢及无限冷硬铸铁中的Fe3C要高得多，与Fe3C的呈网状分布不同，孤离状的Cr7C3分布在连续基体上，使高铬铸铁的强韧性近似于钢，耐磨性却高于冷硬铸铁，加上这种材质的良好的抗氧化性能，就使高铬铸铁轧辊能够适应高负荷的轧制操作。高铬铸铁的应用实例见表4。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议