热片西瓜影音:轧辊技术讲座 2010

编者按：这是宝钢设备部轧辊专家费维若教授撰写的《热、冷轧钢板连轧机轧辊材质的选用及使用管理》知识问答。

一、        热轧钢板连轧机轧辊有哪几种类型？(钢铁论坛28/10---04)
答：可以分为6大类：粗轧工作辊、立辊、F1至F3精轧工作辊、F4至F7精轧工作辊、支承辊、平整机工作辊。

二、二辊粗轧机工作辊材质如何选择及优化？(钢铁论坛4/11---04)
答：当热轧钢板连轧机的第一机架（R1）是二辊轧机时，一般不选用球墨铸铁芯部的离心复合铸造轧辊，而采用含Cr的铸钢（含石墨钢）或锻钢材质轧辊，以承受较大的弯曲应力和取得较好的辊面抗热裂性。目前，使用业绩最好的是含5%Cr的热工具钢复合铸造工作辊，其耐磨性和抗热裂性兼优，使用寿命是前面所列材质的1至3倍。

三、四辊粗轧机工作辊材质如何选择、优化及使用管理？(钢铁论坛11/11---04)
答：对于四辊轧机的粗轧工作辊而言，由于轧制过程中的弯曲应力由支承辊承受，可采用芯部为球墨铸铁的离心浇铸复合工作辊，辊面材质一般选用高铬铸钢或高铬铸铁。
进入21世纪以来，在上列机架上，离心浇铸的半高速钢和高速钢复合工作辊取得了特别优异的成绩，其使用寿命可以提高一倍以上，尤其是在轧制不锈钢板材时，特别强调使用高速钢工作辊。当然，所有离心复合工作辊在使用至小直径时，需要对结合层进行超声波探伤跟踪的裂纹管理。

四、立辊材质如何选择及优化？(钢铁论坛11/11---04)
答：立辊一般选用整体铸造的铸钢及半钢材质，几乎几十年不变。近年来，为了提高轧辊耐磨性及节约更换立辊的时间，在E3、E4机架上将立辊材质更换为芯部为球墨铸铁、辊面为高铬铸铁的离心浇铸复合轧辊，使用寿命比铸造半钢轧辊可提高1倍左右。


五、F1至F3精轧工作辊材质如何选择及优化？(钢铁论坛18/11---04)
答：F1至F3精轧工作辊传统材质是铸造半钢和离心浇铸高铬铸铁复合轧辊。应该说，由铸造半钢进展到高铬铸铁是一大进步，不但提高了辊面耐磨性和抗热裂性，而且抑制了辊面斑带缺陷，为提高板卷表面质量做出了贡献。随着高表面质量要求的热轧板卷需求不断增加，上世纪90年代以来，芯部为球墨铸铁，离心浇铸的高速钢复合轧辊在F1至F3机架上应用的市场份额越来越大。其耐磨性和抗热裂性极为优越，并有效克服了辊面斑带缺陷，特别适合于轧制高表面质量要求及不锈钢板材。F1至F3机架上的高速钢工作辊可以连续使用3至7个轧制计划而不需要磨削，使用寿命可以比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。

六、如何强化F1至F3机架高速钢工作辊的使用管理？(钢铁论坛25/11---04)
答：由于高速钢轧辊材质的化学成分、金相组织、物理性能及机械性能与普通轧辊有很大区别，又因为高速钢轧辊价格较高，高速钢使用要取的优良的业绩，必须作到以下几点：
一是旧式轧机必须增加F1至F3机架冷却水量、水压，新式轧机在冷却水的分配上也要遵循向辊面中部集中和板卷出口侧大于入口侧的原则，其目的主要是减少辊面热凸度和获得辊面氧化膜持久性。
二是修改辊型曲线以适应热膨胀系数较大的高速钢材质。
三是建立高速钢轧辊使用后目视观察辊面质量判断标准，以保证在不磨削连续使用情况下的安全性及板卷表面质量。
四是修改轧制模型中相关参数。
五是高速钢工作辊磨削后，必须用表面超声波探伤跟踪，进行裂纹管理。
六使用小直径轧辊时，需要对结合层进行超声波探伤跟踪的裂纹管理。



八、平整机工作辊材质如何选择及优化？(钢铁论坛9/12---04)
答：在热轧板材（卷）作为成品材的情况下，根据用户的需求，部分板材经平整后出厂。对于四辊平整机，支承辊及工作辊原设计均选择离心浇铸复合的高镍铬无限冷硬材质。
近年来，特殊（含W、Mo、V）高铬铸铁材质工作辊的使用，表现出优异的使用效果，其耐磨性要比高镍铬无限冷硬铸铁工作辊提高2至3倍。对于具有弯辊功能的二辊平整机，其辊颈强度要求较高，不能使用球墨铸铁芯部、辊面为特殊高铬铸铁材质的工作辊，但原设计的2%Cr锻钢淬火工作辊耐磨性差，重淬费用高，现已改为5%Cr锻钢淬火材质，使用情况有所改善。
九、冷轧钢板连轧机轧辊有哪几种类型？
答：冷轧钢板连轧机轧辊可分为四辊轧机及平整机工作辊、六辊轧机及平整机工作辊、六辊轧机及平整机中间辊、热镀锌光整机工作辊、支承辊等五大类。

十、四辊轧机及平整机工作辊材质如何选择及优化？   (钢铁论坛16/12---04)
答：自从20世纪70年代末我国第一台冷轧钢板连轧机—武钢1700冷轧投产后，在较长时间内，工作辊仍沿用原单机架可逆式冷轧机工作辊材质即2%Cr锻钢淬火。该材质存在的主要问题是耐磨性差，使用直径减少25至30mm后需要重淬。随着时间的推移，上世纪80年代末及90年代初，3%Cr和5%Cr锻钢淬火轧辊进入市场，其耐磨性好，不需要重淬的优点获得用户好评（尤其是生产汽车板和镀锡板等高表面要求的冷轧厂），5%Cr锻钢淬火冷轧工作辊材质获得了较大的推广。但是，上述生产高表面要求的冷轧厂往往被频繁换辊的问题所困扰。为解决此问题，轧辊制造厂又推出了抗辊印材质工作辊，视轧辊工作辊深度及板材要求，连轧机成品机架及平整机的工作辊可选用3%Cr至5%Cr的抗辊印材质。

十一、六辊轧机及平整机工作辊材质如何选择及优化？
(钢铁论坛23/12---04)

答：六辊轧机及平整机工作辊材质选择及优化，基本上同四辊轧机及平整机工作辊。某些用户在轧制高级轿车板的情况下，发现采用5%Cr锻钢材质工作辊辊面粗糙度发展较快，此时可选用锻造半高速钢材质，由于锻造半高速钢材质价格昂贵，能否获得市场的认可，还要最终看性能价格比方能决定取舍。

十二、轧机及平整机工作辊采用辊面镀铬，能否提高轧辊使用寿命？(钢铁论坛23/12---04)
答：在不产生轧制故障如断带、跑偏、粘辊、堆钢、缠辊事故的情况下，轧机工作辊（第一机架、成品机架）和平整机的工作辊，都可以采用辊面镀铬方式提高轧辊使用寿命，在原材质（2%Cr、3%Cr、5%Cr）基础上轧制长度可延长3倍，对提高冷轧板卷表面质量、减少磨床负荷与砂轮消耗具有积极的作用。

十三、六辊轧机及平整机中间辊材质如何选择及优化？
(钢铁论坛30/12---04)
答：与工作辊使用条件相比，中间辊除要求耐磨性外，较高的辊面疲劳强度应该是重要的性能指标。因此，轧辊材质由3%Cr锻钢淬火自然地选择为5%Cr锻钢淬火。在上世纪90年代末，选用半高速钢材质取得了优良的使用效果。由于该材质具有优良的耐磨性和抗疲劳性能，还因为高回火温度使之具有较高的抗热冲击性能，在工作辊发生粘钢情况下，中间辊不易产生较深裂纹，从而获得良好的综合性能，其使用寿命可以比5%Cr锻钢提高1倍以上。

十四、如何加强对冷连轧机工作辊、平整机工作辊以及中间辊的使用管理？(钢铁论坛30/12---04)
答：在上世纪70年代末，武钢1700冷轧生产线投产后，冷轧工作辊的辊面剥落经常发生；宝钢2030冷轧生产线在上世纪80年代末投产初期，情况也是如此。自从磨床上安装了自动涡流探伤仪以后，辊面剥落大大减少。随着轧辊选材技术的持续进步，大量使用了5%Cr锻钢淬火的工作辊及中间辊，由于其具有良好的机械性能，辊面受伤后常有裂纹长度小于1mm的闭口裂纹，往往不易被涡流探伤仪检出而造成剥落。在此种情况下，还要借助表面超声波探伤检查排除裂纹，方能上机安全使用。
十五、热镀锌光整机工作辊材质如何选择及优化？
(钢铁论坛13/1---05)
答：热镀锌光整机工作辊一般可选3%Cr至5%Cr锻钢淬火材质。但在使用过程中，由于锌、铁及乳化液中的水共同作用，会产生氢蚀裂纹并钻入辊面以下，导致磨削量增加、降低使用寿命。上世纪90年代末，轧辊制造厂推出抗表面氢蚀裂纹材质，对于使用中产生的氢蚀裂纹有良好抑制作用。由于该材质残余奥氏体量较高、硬度较低，其耐磨性较差。

十六、支承辊材质如何选择及优化？
(钢铁论坛13/1---05)
答：由于冷轧板卷薄、轧制长度较长，2%Cr至3%Cr锻钢或铸钢轧辊因辊面疲劳强度较低易产生剥落、脱肩等问题，选择5%Cr锻钢或铸钢材质在冷轧钢板连轧机的使用比热轧更为迫切。对于轧制镀锡板等薄规格冷轧板卷的钢板连轧机而言，5%Cr锻钢支承辊材质因辊面抗疲劳性能较铸钢更为优越，获得了用户的肯定。

十七、如何加强对支承辊的使用管理？(钢铁论坛20/1---05)
答：由于支承辊价格昂贵、制造周期长、服役周期长，在一个换辊周期内又难于进行辊面检查，因此对于支承辊的使用管理显得十分重要。目前，装备先进的冷轧磨辊间都在支承辊磨床上安装了涡流探伤仪，在每次磨削后经涡流探伤检查，排除裂纹、排除辊面局部加工硬化，方能安全上机使用，避免辊面剥落与脱肩。