第十三章轧辊生产、使用、检测及表面强化

第十三章 轧辊生产、使用、检测及外表强化 第一节轧辊根底知识 1547．什么是轧辊，轧辊的种类有哪些 轧辊是使轧材金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。 轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊；按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。 冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流全冲洗法复合铸造、离心复合铸造三种，此外还有连续浇铸包覆CPCContinuous Pouring Process for Cladding、喷射沉积法、热等静压HIPHot Isostatically Pressed、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。组合轧辊主要是镶套组合轧辊。 1548．轧辊按材质主要分为哪几种类别 轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。其中碳含量小于2．2％的铸造铁基材料称为铸钢系列；碳含量大于2．2％的铸造铁基材料称为铸铁系列；锻造铁基材料称为锻造系列。 1549．什么是整体轧辊 整体轧辊是相对于复合轧辊而言的，整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成，辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理工艺过程来控制和调整。锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。 1550．什么是铸造轧辊，铸造轧辊主要有哪些种类 铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。 铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类；按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。 1551．什么是整体铸造轧辊 整体铸造轧辊是指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用同一成分的金属液浇铸成型的轧辊，采用此种方法生产的轧辊，辊身外层和辊颈不同的组织、性能，是通过控制轧辊铸造过程中不同部位的冷却速度以及热处理工艺过程而取得的。 1552．哪些轧辊适合于整体铸造生产 初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧椽带钢轧机破鳞和轧边机、型钢万能轧机的轧边机，还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊，大多采用整体铸造方法生产，这类轧辊使用层较厚，孔型较深。另外，热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。 整体铸造轧辊的工艺方法相对简单，制造本钱低。 1553．什么是复合铸造轧辊 复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成，辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。复合铸造方法有半冲洗复合铸造、离心复合与溢流复合三种，复合铸造轧辊需要特殊的工艺装备，工艺相对复杂，控制难度大，需要较高的制造本钱。 1554．复合铸造适合于哪些轧辊的生产 复合铸造适合于生产那些工作负荷大、轧材质量要求高的轧辊。这类轧辊辊身和辊颈性能要求相差悬殊，辊身外表硬度要求高，辊颈又要求较高的强度和韧性。例如热带连轧机的工作辊、支撑辊；中厚板、宽厚板轧机的工作辊；平整轧机的工作辊和支撑辊；型钢万能轧机的辊环；小型型钢、棒线材轧机的精轧辊及无缝钢管轧机连轧管轧辊和张减径辊环等。 近几年离心复合高铬铸铁小立辊在国内外热带连轧机上得到越来越多的采用，表现出优良的耐磨性，明显延长了换辊周期。 1555．什么是铸钢轧辊，铸钢轧辊有哪些品种 碳含量小于2．2％的铁基材料铸造的轧辊统称为铸钢轧辊。其中合金元素总量不大于0．8％的铸钢称为碳素钢；合金元素总量大于0．8％的铸钢称为合金铸钢；碳含量不小于1．3％的合金铸钢称为半钢。 铸钢轧辊主要品种有碳素铸钢轧辊、合金铸钢轧辊、半钢轧辊、石墨钢轧辊、高铬钢轧辊、复合铸钢支撑辊、高速钢轧辊、半高速钢轧辊等。 1556．什么是碳素钢轧辊，其组织特点有哪些 碳素钢轧辊是一种合金含量较低不大于0．8％的亚共析钢成分轧辊，如GBl50389铸钢轧辊中列出的ZU70、ZU80、ZU70Mn等，为我国早期使用的一种铸钢轧辊。其基体组织为珠光体，但基体组织中存有大量的块状或条状铁素体，降低了基体的冲击韧性，同时耐磨性也较低。目前国内横列式型钢轧机、复二重线材轧机和个别钢坯连轧机仍在使用碳素钢轧辊，已趋于淘汰。 1557．什么是合金铸钢轧辊，其组织特点是什么 合金铸钢轧辊是一种成分在共析钢及过共析钢范围，合金含量大于0．8％的铸钢轧辊，其碳含量一般在0．4％～1．3％之间，并含有一些铬、镍、钼、钒等合金元素，其基体组织通过正火回炽热处理过程，一般控制为索氏体及回火索氏体。典型材质如60CrMnMo、65CrNiMo、70Mn2Mo、75CrMo、75CrNiMo等。 合金铸钢轧辊的基体组织以珠光体类型为主，含有少量的碳化物，硬度范围在HS 35～50；由于基体中含有少量二次碳化物，因此较碳素钢轧辊耐磨性大有提高，同时由于消除了基体中的块状条状铁素体，所以轧辊的冲击韧性得到提高。合金铸钢轧辊的性能特点是强度高、韧性好，具有很好的咬人性、抗热裂性和抗冲击能力。 合金铸钢轧辊的材质有降低碳含量、提高合金化程度的趋势，并采用多种微合金化技术，同时进一步提高冶金质量，使合金铸钢轧辊能够更好的满足不同轧机的使用需要。 1558．合金铸钢轧辊主要用途有哪些 方／板坯初轧机、大型型钢开坯和轨梁轧机的粗轧、板带钢二辊粗轧机和破鳞机架的大立辊以及型钢、棒线材轧机的粗轧机等使用合金铸钢轧辊。 整体铸造和复合铸造的支撑辊均属于严格意义上的合金铸钢轧辊，根据硬度要求控制碳含量和参加不同的合金元素。制作支撑辊的合金铸钢材料，含有较高的铬、钼、钒等合金元素，随着合金含量的增加，基体组织由索氏体转变为贝氏体或马氏体，同时含有高硬度的二次碳化物，硬度范围为HS 55～70，具有优良的耐磨性和抗剥落能力。 1559．合金铸钢轧辊的生产工艺和过程是怎样的 合金铸钢轧辊大多数为整体铸造轧辊。传统生产工艺采用辊身冷型挂砂、底注和正火回炽热处理，主要用于生产碳素钢轧辊和普通3辊式型钢轧机、复二重棒线材轧机等使用的普通合金铸钢轧辊。为了强化合金铸钢轧辊的辊身性能，以获得良好的辊身工作层铸造组织，大局部由冷型挂砂改为冷型喷涂料，冒口补缩采用电加热工艺，随着轧辊合金化程度的提高，轧辊热处理增加了高温扩散和球化等工艺手段。 合金铸钢轧辊生产工艺流程有两种一是冶炼一铸造一热处理一加工一性能、探伤等检测一成品；二是冶炼一铸造一粗加工一热处理一精加工一性能、探伤等检测二成品。 1986年国内引进了德国GPGontermann PeiDers Gmbh轧辊制造技术，采用无流浇铸工艺生产大型方／板坯合金铸钢初轧辊。该轧辊成功地应用在宝钢ф1300mm1号初轧机上。 1997年马钢和莱钢分别从德国、日本引进了年产60万t和50万t的型钢万能轧机