轧辊知识简介

轧辊, 简介, 知识

一、铸铁系轧辊

铸铁系轧辊的含碳量在2.5%—3.5%左右，按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.

1、普通铸铁轧辊

普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊，中、低合金无限冷硬铸铁轧辊，中低合金球墨铸铁轧辊，冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层，硬度高、耐磨性好。冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，其辊身工作层基体组织中存在着石墨，并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。

2、高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊

无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层集基体组织中存在着均匀分布的石墨，石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高，硬度随之降低，因此，辊身工作层与芯部没有明显的分界线，也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，采用全冲洗（溢流法）或离心复合浇注工艺生产。高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗热烈性，被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊。

3、高铬复合铸铁轧辊

高铬复合铸铁轧辊是以含铬12-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质，一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质，采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能，被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机精轧

4、合金球墨铸铁轧辊

合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布，所以抗拉强度大，可经受重载荷，耐磨损性很好。基体组织为碳化物及珠光体或针状体，合金球墨铸铁轧辊按辊身基体组织大体可分为两类：珠光体球墨铸铁轧辊和针状体球墨铸铁轧辊，合金球墨铸铁轧辊一般采用整体铸造，但针状体铸铁轧辊由于合金含量高，铸造应力大，可采用离心复合浇注工艺，获得理想的综合使用性能。合金球墨铸铁轧辊具有良好的抗热冲击和耐磨损性能，被广泛应用做大型初轧机、型钢轧机、棒材连轧机和大型无缝管轧机用辊。

二、铸钢系轧辊

pds虹吸排水系统铸钢系轧辊可分为两类：钢轧辊（含碳量0.4-1.4%）和半钢轧辊（含碳量1.4-2.4）钢轧辊含碳量低，故硬度较低，其组织一般由铁素体和珠光体组成，随着含碳量增加，铁素体量减少，珠光体量增加。为提高硬度，可加入Cr、Ni、Mo等合金元素，或者进行特殊热处理，由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性，适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机，也可用做支撑辊。如进行特殊热处理，得到HS90以上的高硬度，亦可用做冷轧工作辊。

半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间，其组织主要由珠光体构成，并含有一定的碳化物，因此，其强度比铸钢轧辊稍高，比铸铁轧辊低，其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的最主要特点是内部硬度降落很小，因此，特别适用于制造深孔型轧辊，同时广泛应用于型钢轧机粗轧和精轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊。半钢轧辊材质中若增加硅含量，通过石墨化处理，具有高的抗热裂性和强韧性，作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢连轧机立辊，可获得良好的轧制效果。本地摄像头

1、合金铸钢轧辊依其化学成分和热处理工艺，可使辊身外层基体组织为珠光体及贝氏体。珠光体可以是片状或球状，或是索氏体类型回火索氏体不仅具有高的强韧性，而且具有优良的抗热裂性，尤其是带位相的回火索氏体组织还兼有优良的耐磨损性能，故用于初轧机时，轧制效果良好。合金铸钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性，一定的耐磨性和抗热裂性，主要用于初轧机的开坯轧辊和型钢轧机粗轧辊。

2、铸造高铬钢轧辊

高铬钢轧辊是以其高铬钢（C:0.5-1.5%、Cr:8-15%）为辊身外层材质，以球墨铸铁为芯部材质，采用离心复合浇注工艺生产的，由于其辊身外层具有比高铬复合铸铁材质更加富铬的基体组织，耐磨性极好，此外，由于高铬钢轧辊辊身工作层基体组织中的碳化物含量较低，使其具有优良的抗热裂性，基于此，高铬钢轧辊是目前热连轧机粗轧辊选材的发展趋势。

3、离心复合高速钢轧辊

高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性，同时其高的耐磨性及红硬性可大大延长轧辊寿命，提高轧材质量，可用于热带连轧机精轧前段工作辊。

4、半钢轧辊

半钢轧辊含碳量通常为1.4-2.4%，机械性能处于处于铸钢和铸铁之间，具有硬度降落小，耐磨性能高等特点，广泛用于型钢轧机粗轧和中轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊，当半钢含碳量大于1.9%时，称之为高碳半钢，高碳半钢由于碳含量较高，基体组织中存在有共晶碳化物和伪共晶碳化物，被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和精轧机架用辊。半钢轧辊用做热轧辊时，为提高耐裂性，成分中增加硅含量，成为石墨铸钢轧辊，集中了铸钢和铸铁二者的优点，大量用于钢坯热连轧机轧辊和型钢轧机轧辊。

三、锻钢系轧辊

锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷轧以及有轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势。

按使用条件，锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊，锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊，锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高，辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量，辊身具有一定的淬硬层深度，具有高的抗事故能力，为此，对轧辊的原始组织要求很严，一是纯净的冶金质量，二是组织的均匀性。我国目前主要使用含铬2%左右的冷轧辊材质，HS90以上的工作层在10mm左右，而新开发的含铬5%的Cr5系列冷轧辊， HS90以上的工作层在30mm以上，Cr 5系列冷轧工作辊在各方面体现出的优良性能，必将逐步替代传统上使用的Cr 2系列冷辊，成为冷轧工作辊的发展方向。

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发表于 2009-10-28 15:11 | 只看该作者

1.1 轧辊的类型与结构
轧辊是轧机的重要部件。按照轧机类型可分为板带轧机、型钢轧机和钢管轧机三大类。
板带轧机轧辊的辊身呈圆柱形，热轧板带轧辊的辊身微凹，当受热膨胀时，可保持较好的板型；冷轧板带轧辊的辊身呈微凸，当它受力弯曲时可保证良好板型；型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求，安排孔型。钢管轧制中采用斜轧原理轧制的轧辊有圆锥形、腰鼓形或盘形。
轧辊按辊面硬度可分为：
1)软辊：肖氏硬度约为30～40，用于开坯机、大型型钢轧机的粗轧机等。
2)半硬辊：肖氏硬度约为40～60，用于大型、中型、小型型钢轧机和钢板轧机的粗轧机。
3)硬面辊：肖氏硬度约为60～85，用于薄板、中板、中型型钢和小型型钢轧机的精轧机及四辊轧机的支撑辊。
4)特硬辊：肖氏硬度约为85～100，用于冷轧机。
1.2 轧辊的组成
轧辊一般由辊身、辊颈和辊头三部分组成，如图所示。

1.辊身（直径用D，长度用L表示）
辊身是轧辊的中间部分，直接与轧件接触并使其产生塑性变形。它是轧辊最重要的部分。轧辊辊身经常在高温、高压、冲击等最繁重的负荷条件下工作，它不仅要承受很大的轧制压力（高达15MN以上），同时还经常承受着冲击负荷与交变负荷，以及在高温下用水冷却而产生内应力与冷热疲劳等。因此，对轧辊辊身的要求如下：
1)要有很高的强度，以承受强大的弯矩和扭矩；
2)要有足够的刚度，以减少变形，保证轧件尺寸和规格的准确性；
3)要有良好的组织稳定性，以抵抗轧件高温的影响；
4)要有足够的表面硬度，以便抵抗磨损和保证轧件的表面质量。
2.辊颈（直径用d、长度用l表示）
辊颈位于辊身的两端，用来将轧辊支持在轧辊轴承内。在轧制过程中，辊颈同样因承受很大的弯矩和扭矩而产生弯曲应力；而且辊颈与轴承之间的单位压力（p）以及单位压力与圆周速度之乘积（即pu值）都很高，而使辊颈发热和磨损；同时辊身与辊颈的交界处还存在应力集中现象。生产中，氧化铁皮容易落入轴承中，擦伤辊颈表面等，因此，辊颈的工作条件是比较恶劣的。对辊颈的要求为：
1)有足够的强度；
2)有一定的耐磨性能；
3)表面应平滑、光洁，无麻点和裂纹。
另外，还必须要有防止氧化铁皮和其它污物落入辊颈转动部位的措施。
1.3 轧辊应符合的技术要求
不论热轧或冷轧，轧辊都是实现轧制过程中金属变形的直接工具，因此，对轧辊质量要求严格。其主要质量要求有强度、硬度、耐热性及耐用性。轧制强度是最基本的指标，在满足强度要求的同时，还必须有一定的耐冲击韧性。要使轧辊具有足够的强度，主要从选择轧辊材质及确定合理的轧辊结构与尺寸上全面考虑。轧辊强度足够与否，可根据轧辊强度计算确定。
硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，也是轧辊的主要质量指标。它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上决定轧辊的使用寿命。轧辊的硬度可通过材料选用及对轧辊表面进行某种热处理来满足要求。另外，对于热轧辊来说，它还应具有一定的耐热性，以保证轧制产品的精度，同时也决定轧辊的使用寿命。
随着轧制技术的发展及市场的激烈竞争，对轧辊的技术要求越来越高。提高轧辊的使用寿命，可降低产品的生产成本，对于板带轧机的轧辊来说，对轧辊表面质量提出了更高要求。
1.4 铸铁轧辊的分类
铸铁轧辊的种类很多，没有完全统一的分类方法，但一般习惯上按以下三种方法分类。
1)卡口摄像头按用途分类：初轧轧辊、型钢轧辊、板带轧辊。
2)按材质分类：冷硬铸铁轧辊包括普通冷硬铸铁轧辊、低合金冷硬铸铁轧辊、中合金冷硬铸铁轧辊、高合金冷硬铸铁轧辊、特殊冷硬铸铁轧辊。无限冷硬铸铁轧辊包括普通无限冷硬铸铁轧辊、低合金无限冷硬铸铁轧辊、中合金无限冷硬铸铁轧辊、高合金无限冷硬铸铁轧辊。铸铁复合轧辊包括普通冷硬复合轧辊、合金冷硬复合轧辊普通无限冷硬复合轧辊、合金无限冷硬复合轧辊、硬合金轧辊、冷硬铸铁# 球铁复合轧辊、普通球铁复合轧辊、合金（低、中、高合金）球铁复合轧辊、球铁无限冷硬复合轧辊、钢铁复合轧辊。半冷硬铸铁轧辊包括普通铸铁轧辊、合金铸铁轧辊、普通球铁轧辊、合金球铁轧辊。还有锻造自口铸铁轧辊。
3)按质量分类：大型轧辊，质量大于10t；中型轧辊，质量3"10t；小型轧辊，质量在3t以下。
1.4.1 板带轧辊
板带轧辊分为薄带轧辊和中厚板轧辊。薄带轧辊又分为热轧薄带轧辊和冷轧薄带轧辊，在热轧薄带轧辊中又有叠轧和热带轧辊之分。
钢板按厚度分为薄板和中厚板。国外习惯上把厚度小于4mm 的钢板叫薄板，厚度由4"60mm的钢板叫厚板，厚度大于60mm 基于单片机的信号发生器的钢板叫特厚板，也属于厚板范围。我国习惯上把厚度4.5"30mm的钢板叫做中板，中板和厚板统称为中厚板。由于钢板厚度的不同，用于轧制厚度不同的钢板的轧机和轧辊便由此而得名。下面重点介绍热带钢轧辊。
热带钢轧机分为半连续轧机，3/4透射电镜制样连轧和全连续轧机。仅有可逆式粗轧机和一组精轧机架所组成的叫做半连续式；具有数台粗轧机，其中有一台可逆式的称为3/4 连轧机；具有数台粗轧机及一组精轧机架的称为全连续式。一般半连续式在粗轧部分设有一台二辊轧机和一台可逆式万能轧机，精轧机组设六台精轧机架。而全连续式的粗轧部分分为前段（1"2 座二辊轧机）和后段（3"4座四辊轧机）所构成。在精轧部分一般设置7"8 个机架。
热连轧机轧制速度高，各机架轧辊均承受着较大的机械应力、摩擦应力、热应力以及很大的冲击负荷，往往由于轧辊不适应这种繁重的工作条件而产生各种损坏，所以准确地分析使机架轧辊损坏的原因，是有效地选择轧辊材质和防范措施的前提。粗轧机架和精轧机组的前后机架的使用条件不同，对轧辊的性能要求也有所不同，必须针对各架次轧制中所存在的问题和以轧辊使用性能的基本要求来适当地选取轧辊材质，才能提高轧机轧制效率和钢材质量。
粗轧前段机架的轧辊与板坯开坯机轧辊的使用条件相似，辊身磨损很大，由于轧制压力较大，钢坯温度很高，容易产生较大较深的热龟裂和折断，而且热龟裂相交后经常出现局部剥落，造成板材表面的周期性缺陷。因此采用铸钢、锻钢等材质轧辊，有时也使用特殊的复合铸钢轧辊，粗轧后段机架的工作辊，因为有大型支撑辊，所以不论是连续式粗轧机，还是半连续式的可逆式粗轧机的工作辊的工作强度几乎不是太大的问题，它的主要问题是辊身表面粗糙度。国内曾经使用过锻钢轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，由于硬度低，耐磨性不好而被淘汰，后来创造性地采用了球墨复合铸铁轧辊，与锻钢轧辊相比，使用寿命提高了几倍，至今仍在继续使用。国外这种轧机一般采用半钢和高硬度特殊半钢材质，对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。
为了确保带钢的误差和提高轧机的生产率，将精轧机组的轧辊在使用和制造上严格分为精轧前后两段是合理的。精轧前段一般属于1"3架，后3（4）机架属于后段。根据机组的大致条件，前段轧机轧辊容易产生斑带，使钢材表面粗糙化。对于这种机架轧辊产生斑带的原因，有的认为是氧化铁被啄印，有的认为是由于辊身组织中存在着巨大的渗碳体在受力后剥落而形成坚硬物磨削造成的。其根据是检验坚硬物质的成分与辊身的成分一致，而与钢板成分根本不相同。国外的大量实践证明，这种机架使用半钢、复合半钢轧辊和高铬铸铁轧辊对解决斑带缺陷相当有效，一般冷硬铸铁轧辊在这种机架上均满足不了使用要求。
精轧后段工作辊存在的主要问题是辊身掉皮，该段轧辊辊身也极易磨损。因此，精轧后段工作辊必须具有抗剥落、抗磨损的特性。实践证明，渗碳体是产生集体剥落的主要原因，所以，精轧后段工作辊不能靠增加碳化物的含量来提高辊身硬度，而应该用合金和热处理改变机体组织来提高机体的强度和硬度。
总之，精轧机组轧制条件要求轧辊内外层相变残余应力小，辊身刚性好、压扁度小、中心弹性系数均匀、抗剥落、中心强度较高和表面抗粗糙化、抗磨损，这样高性能的铸铁轧辊目前只有采用离心铸造工艺才能生产。

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