高速钢复合轧辊在切分轧制生产
高速钢轧辊在棒材连轧机上的应用
高速钢轧辊在棒材连轧机上的应用高速钢轧辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分，高速钢轧辊有着良好的热稳定性、淬透性、强韧性等优点，其发展前景十分广阔。
本文主要分析了高速钢轧辊的基本特征及性能，阐述了我国高速钢轧辊的研制情况以及生产状况，探讨了高速钢轧辊在棒材连轧机上的应用及其维护和保养，希望能为大家提供借鉴。
标签：高速钢轧辊；棒材连轧机；应用；维护保养高速钢轧辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分，它对钢铁工业发展是继微合金化、控轧控冷技术之后又一重大变革。
高速钢轧辊在日本已广泛应用于板材、型钢、棒线材等领域内的轧钢生产，不仅用于工作辊，也用于支撑辊。
高速钢轧辊良好的耐磨性与它具有与传统轧辊明显不同的特点是分不开的。
一、高速钢轧辊的基本特征及性能高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。
合金元素总量达10%～25%。
1988年高速钢轧辊首先应用在日本一家带钢热连轧机上，随后在西方国家也得到了应用。
接着线材、棒材及冷轧带钢轧机上也开始使用，并获得了满意的效果。
现在高速钢轧辊向棒、线材轧机上发展，具有广泛的使用领域和应用前景。
轧辊发展的一个明显趋势是广泛使用合金元素在轧辊材料中形成各种不同的碳化物，碳化物的硬度、形态、数量和分布，以及基体的组织性能对轧辊的耐磨、抗热疲劳、抗剥落、抗表面粗糙等性能起着决定性作用。
利用细小弥散的高硬度粒状碳化物和红硬性好、铸态枝晶组织细小的基体是提高轧辊性能、解决轧辊耐磨问题的基本方法。
轧辊的性能取决于轧辊的最终组织状态，对于铸造高速钢，碳化物的形态只能通过调整化学成分、凝固条件和热处理工艺来改变，以达到对轧辊性能的要求。
高速钢轧辊的主要特点：一是其组织中的碳化物以MC型和M2C型为主，碳化物形态好、硬度高，因而轧辊耐磨性好；二是具有较好的热稳定性和红硬性，在轧制温度下具有较高的硬度和较好的耐磨性；三是具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部硬度近乎一致，从而确保了轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性；四是在使用过程中，辊面能形成附着力强、均匀致密的氧化膜，且其能长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊的耐磨性显著提高；但同时高速钢的膨胀系数和弹性模量较高，易引起辊形变化；另外，高速钢轧辊在轧制时由于辊面氧化膜的形成，降低了辊面与轧材间的摩擦，易出现打滑现象。
高速钢复合轧辊的成分设计及生产工艺
轧 辊作 为轧 机 的重 要设 备 之一 ， 质 量 的好 坏对 其 生 产成 本 、 工 效 率 以及 轧 制 件 的 质 量 产 生 重 要 影 加 响。 目前 ， 用 的轧 辊 材质 有 ： 速 钢轧 辊 、 限 冷硬 常 高 无 铸 铁轧 辊 、 钢 轧 辊 以及 高 铬 铸 铁 轧 辊 等 。其 中 ， 半 高 速 钢轧 辊 与其它 常 用轧 辊 相 比具 有 碳 化 物 硬度 高 、 热 稳定 性好 、 淬透性 好 、 良好 的抗 热 裂 性 、 用 中易形 成 使 氧 化膜 、 辊周 期 长 等 一 系 列 优 点 ， 泛 地 应 用 于 黑 换 广
１ 高 速 钢 复合 轧 辊 的材 质 要 求
轧 辊 工 作 过 程 中 ， 方 面 ， 作 层 在 轧 制 力 作 用 一 工 下使 轧 制件 发 生 塑 性 变 形 ， 据 轧 制 条 件 的 不 同 ， 根 要 求 轧辊工 作 层必 须有 高 的硬 度 、 耐磨 性 和 抗 回火稳 定 性 。另一 方 面 ， 辊 在 力 的作 用 下 会 产 生 一 定 的 变 轧 形 ， 了保 证 轧 辊 不 因局 部 外 力 的 超 负 荷 作 用 而 脆 为
糙 度 的影 响 。
关 键 词 ： 速 钢 复 合 轧 辊 ； 心 铸 造 ； 削参 数 ； 面粗 糙 度 高 离 磨 表
中 图 分 类 号 ：Ｇ ３ ． ７ Ｔ ３ ３ １ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １— ７ ５ ２ １ ） ５— ０ ３— ３ １ ７ ６ ９ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
（ 中色 科 技 股 份 有 限公 司 ， 南 洛 阳 ４ １３ ） 河 ７０ ９
摘
要 ： 文 对 高 速 钢 复 合 轧 辊 的成 分 设 计 进 行 了 探 讨 ； 合 金 元 素 偏 析 和 铸 造 裂 纹 方 面 ， 轧 辊 离 心 铸 造 本 从 对
离心铸造工艺
离心铸造高速钢复合轧辊生产工艺[我的钢铁] 2008-05-23 23:57:43离心铸造高速钢轧辊工艺是指利用离心机浇注法铸造成型高速钢轧辊，有立式离心机浇铸法、卧式离心机浇铸法和倾斜式离心机浇铸法3种。
高速钢复合轧辊是指轧辊采用三层结构，即外层高速钢、过度层石墨钢、芯部球墨铸铁。
冶炼时，外层高速钢在中频炉中熔炼，选用优质合金料和钢铁料进行熔炼。
Nb、W、V铁先破碎再入炉。
分两次冶炼，第一次加95%，第二次添加余料，并进行微调。
出钢时包底加入变质剂变质，以细化基体和碳化物。
中间层材料和芯部材料在工频炉冶炼，特别是芯部材料球墨铸铁铁水在出炉时，在胞内加入适量的球化剂和孕育剂进行球化、孕育处理，以保证轧辊辊颈的力学性能。
浇注时，浇注外层高速钢钢水时应选择较大的重力系数，同时辊模温度应尽量低，钢水的浇注温度也尽可能低。
等钢水在旋转的辊模中凝固后，再浇注中间层金属液。
中间层凝固后停机，合箱浇入芯部铁水。
浇注中可采用玻璃保护渣。
后续热处理中，采用喷雾淬火，以确保轧辊的硬度，淬火冷却后采取400℃以上的回火温度，以控制组织中的参与奥氏体量和应力。
同时注意由于芯部球墨铸铁熔点较低，高速钢轧辊的正火温度应控制在980-1100℃。
国内唐山联强冶金轧辊公司掌握该技术后，其铸造高速钢复合轧辊被应用于生产中。
用于线、棒材轧机成品前的轧机、成品机架，单槽轧制量是球铁轧辊的5倍以上；用于成品架轧制带肋钢筋是，单槽轧制量是球铁轧辊的3倍以上；用于预切分机架时，单槽轧制量是球铁轧辊的4倍以上。
同时减少了换辊次数，延长了轧制时间，降低了成本，提高了轧材表面质量，增加了产品市场竞争力，突出了铸造高速钢复合轧辊的优势。
（。
高速钢轧辊在带肋钢筋多线切分轧制成品架次的应用
高速钢轧辊在带肋钢筋多线切分轧制成品架次的应用作者：卢永清刘爱民刘玉国张建业李铁柱来源：《中国科技博览》2016年第07期[摘要]本文介绍高速钢轧辊的特点，对加工和使用过程中的问题进行了详细介绍，高速钢轧辊的推广应用大幅降低停机时间，降低消耗，为节能减排做出贡献。
同时降低职工劳动强度高，减少人身安全事故发生。
[关键词]高速钢轧辊加工使用中图分类号：P558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0249-011 高速钢轧辊的特点高速钢一般定义为高速切削时具有保持硬度能力的工具钢。
高速钢轧辊的自身的性能特点主要通过耐磨性、抗表面粗糙性、抗裂纹和剥落性能三方面得以体现。
高速钢轧辊与常用的其他轧辊（如无限冷硬铸铁轧辊、半钢轧辊、高铬铸铁轧辊等）相比，具有以下特性：①碳化物硬度高。
以往使用的轧辊，基体上分布的多为M3C型或M7C3，型碳化物，硬度低。
高速钢轧辊基体上分布着高硬度M6C和MC型碳化物；②热稳定性好。
高速钢轧辊中含有较多的钨、钼、铬、钒等元素，具有较好的热稳定性，在600℃仍保持有HV 500；③淬透性好。
在高速钢轧辊的工作层50mm范围内，从辊表面到芯部的硬度降小于HS3；④良好的抗热裂性。
高速钢中MC型碳化物孤立分布于基体，裂纹不易扩展，具有良好的抗热裂性；⑤使用中易形成氧化膜。
高速钢轧辊使用中易生成致密的氧化膜，降低钢与轧辊表面的摩擦，防止轧辊粘钢；⑥换辊周期明显延长。
高速钢轧辊的碳化物组织细小、弥散程度高，具有很好的耐磨性、红硬性和抗事故性，换辊周期明显延长。
2 多线切分成品架次轧辊的选择成品架次（K1）要求产品表面质量、负差度和线差稳定，因此要求轧辊耐磨性、辊身表面硬度均匀，硬度落差小。
高镍铬针状贝氏体球墨铸铁轧辊，这种轧辊的缺点硬度梯度落差大，软硬不匀，耐磨性差，其单组槽过钢量根据轧制规格和工艺条件不同，一般只有200—400吨/组槽，这就意味着一个班（8小时）产量1000吨左右的棒材生产线每班要更换3—5次轧槽，并且轧制过程中由于轧槽的快速磨损，料型尺寸总在不断的波动，造成累计的换辊换槽时间长、轧机调整频繁，负差度低并且不稳定，性价比不合适。
离心铸造高速钢-球墨铸铁复合轧辊的研究的开题报告
离心铸造高速钢-球墨铸铁复合轧辊的研究的开题报告
一、课题背景及研究意义
离心铸造是一种重要的金属制造工艺，在各种工业领域中得到广泛应用。
高速钢和球墨铸铁都是常用于轧制设备上的优质材料，它们具有高硬度、高强度、高耐磨性
等优点。
然而，由于两者的特性差异，制造复合轧辊会面临一些技术难题。
本项目基于离心铸造技术，研究高速钢-球墨铸铁复合轧辊的制造方法及材料特性，解决现有制造工艺上的技术难题，提高复合轧辊的质量和耐用性，满足现代制造
业对高精度、高效率的要求。
二、研究内容及方法
本研究以高速钢和球墨铸铁为研究对象，通过离心铸造技术制备高速钢-球墨铸
铁复合材料。
首先，设计制造复合轧辊的模具，并确定适合制造的合金配方。
接着，
采用离心铸造技术，对复合材料进行制造和加工。
最后，对制造的复合轧辊进行试验，测试复合材料的物理和化学性能。
本研究将采用实验室测试、数值模拟、材料分析等方法研究高速钢-球墨铸铁复
合材料的制备和性能，以期能够改进现有的制造工艺，提高产品的质量和可靠性。
三、预期目标及意义
通过本研究项目，预期达到以下目标：
1.建立高速钢-球墨铸铁复合轧辊的制造方法；
2.确定合适的合金配方，改进制造工艺；
3.测试复合材料的物理、化学性能及耐磨性等指标；
4.提高产品的质量和可靠性，满足现代制造业对高精度、高效率的要求。
本研究对提高离心铸造复合材料的制造技术和性能研究有重要的意义，将促进离心铸造技术的发展，满足制造业对轧辊高性能材料的需求。
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高速钢复合轧辊在棒材切分轧制中的应用
赵衍鹏，张忠峰，袁永文，刘朋刚
（山东石横特钢集团有限公司泰安市 271612）
摘要：介绍了山东石横特钢公司棒材车间在小规格热轧带肋钢筋切分轧制中高速钢复合轧辊的应用情况，实践证明，该材质的轧辊可有效提高作业率及产品质量，创造较高的经济效益。
关键词：切分；轧辊；孔型
Application of High Speed Steel Compound Rolls in the Splitting Rolling Process of Bars ZHAO Yan-peng，ZHANG Zhong-feng,YUAN Yong-wen, LIU Peng-gang,YIN Dai-yong
(Shandong Shiheng Special Steel Group Co.,Ltd Taian 271612 China)
Abstracts: In this paper, the application of high speed steel compound rolls in the splitting rolling process of small size hot rolled ribbed bars at Bar Plant of Shandong Shiheng Special Steel Group Co., Ltd is introduced. Practice proves that rolls made of high speed steel can effectively increase the operating rate, improve product quality and create economic profits
Key words: strand splitting;rolls; pass
1 前言
山东石横特钢集团公司棒材车间是全连轧生产线，于2005年4月建成投产，设计生产能力为60万吨/年，主要产品为Φ12mm-Φ32mm热轧带肋钢筋、圆钢。
针对小规格轧制道次多、小时产量低等问题，棒材生产线于2005年9月份起先后开发了Φ12mm、Φ14mm热轧带肋钢筋三线切分工艺。
三切分生产工艺的实施，使得小规格日产水平大幅度提高。
近两年来，随着产量及各主要技术指标的不断提高，切分规格精轧机组换辊换槽次数多、时间长的问题愈加突出，严重影响了作业率及产量等指标。
为此，自2006年2月进行了Φ12 mm 热轧带肋钢筋高速钢轧辊的试用。
实践证明，高速钢轧辊在切分轧制生产中的成功应用，大幅度降低了换辊换槽时间，显著提高了作业率。
2 切分生产特点
切分轧制工艺与单线生产工艺有较大的区别，主要表现在以下几个方面：
2.1 预切分、切分道次楔尖处压下率特别大，且尺寸小。
预切分处楔尖圆弧一般设计为r1.4-r2.0mm，切分道次楔尖一般设计为r0.6-r0.9mm，因此从设计角度出发，要求这两道次轧槽既要有较高的耐磨性，又要求具有一定的韧性，否则极易发生楔尖过度磨损或楔尖崩掉，从而引发工艺故障。
2.2 K5道次特点是高宽比大，一般在2.5～
3.0之间，因此要求轧辊硬度落差小，且耐磨性好。
2.3 切分生产的稳产、高产决定于料型尺寸、速度调整、活套反应的灵敏度，其中料型的稳定性最为关键，因此切分工艺对轧辊的技术要求严于单线生产工艺。
3 切分生产存在的问题分析
棒材生产线18架轧机全部采用自制常法铸造CrMo无限冷硬球墨铸铁轧辊，随着车间产量及作业率的不断提高，对轧辊的单槽轧制量也提出了更高的要求，但是这种材质的轧辊越来越不能适应目前生产的需求，尤其是在切分及预切分道次，对轧机有效作业率的提高及产品的实物质量起到了明显的制约作用，其主要表现在以下几个方面：（1）轧槽寿命低，换辊换孔频繁，对作业率产生较大的影响。
生产φ12mm热轧带肋钢筋单槽轧制量达70t左右时，钢材表面就出现轧痕。
为保证产品的尺寸及表面质量，每隔2小时左右就得更换一次成品槽，更换一个新槽需10min。
切分及预切分轧制量分别在400t、200t，每次更换轧槽需8min。
全天因单纯换槽时间影响作业率为9.1%。
（2）钢材实物质量不稳定，轧槽使用后期调整困难。
由于轧槽硬度低，切分孔及预切分孔楔尖处
磨损非常迅速，导致料型不稳定，分配不均，反映在成品钢材上即是各线间、单支通长方向尺寸变化大，轧槽使用越是到后期对成品的影响越严重，因此容易出现为合格品，且难以实现稳定的负偏差轧制，实现经济效益最大化，。
（4）轧辊使用完后重车量大，辊耗高。
由于各道次孔型磨损特点不同，为保证将修复后质量，每次需重车6-10mm不等，辊耗相对较高。
（5）职工劳动强度高，环境差。
为保证成品实物质量，工人每隔10分钟就对精轧机组调整一次。
又由于轧机周围高温高湿，对工人的身体健康也造成了较大的伤害。
4 高速钢复合轧辊的试用
为了提高车间产量，增大经济效益，同时改善工人劳动条件，山东石横特钢集团有限公司棒材车间决定开始试用高速钢复合轧辊。
4.1 材质特点
轧辊含有CM、M、V、N、T等合金元素，辊身表面硬度为HSD80～HSD90，比常法铸造的CrMo无限冷硬铸铁轧辊平均高HSD20。
轧辊组织耐磨性好，但材料导热系数小，脆性大，抗冲击能力差，因此不能激冷激热，更不能用其它物体进行撞击，否则极易出现轧槽掉肉甚至发生断辊事故。
4.2轧辊试加工过程中出现的问题
棒材车间现有一台C8450轧辊车床，专门用于加工本厂自制无限冷硬铸铁轧辊，经过多年的实践，工人已形成非常成熟的经验。
但在加工高速钢复合轧辊过程中，出现了以下问题：（1）车床振动强烈，加工后的轧槽表面振纹明显，无法达到图纸规定的技术要求。
（2）刀具磨损过快，易发生崩刃或断刀柄故障。
在试用过程中，虽选用YG6A硬质合金、陶瓷等多种材质的刀具，都未有较为明显的改善。
（3）加工过程中经常发生“扎刀”现象，导致轧槽报废。
以上这些问题能否解决成了试用高速钢轧辊的“瓶颈”和前提。
4.3 加工工艺的优化
针对高速钢轧辊材质特点，结合在试加工过程中存在的问题，经认真研究后重新制定了如下方案：（1）刀具选择。
通过对多种材质的刀具进行综合对比后，决定采用PCBN(立方氮化硼)刀具。
经试验，效率提高两至三倍。
（2）重新调整车削参数选择。
车削速度1-3m/min，进刀量为0.1-0.3mm。
（3）重新调整车床间隙，并改进轧辊支架结构，从而提高车床刚度，减轻轧辊在加工时的振动。
4.4 轧辊试用效果
2006年3月份，开始在Φ12mm热轧带肋钢筋三线切分工艺K1、K2、K4、K6四个道次进行试用，各试用两套，与CrMoQT铸铁轧辊对比结果如下表：
(1) K1轧辊崩槽个别K1轧槽在未达到使用量时，轧槽槽口处出现掉块现象，即“爆槽”，导致在用槽及相邻槽报废。
(2)轧辊使用后硬度增加，一般提高HSD5左右，加工难度加大。
4.5 改进措施：
4.5.1 冷却水管和轧槽外圆角改进。
因K1辊同时使用3个轧槽，重新加工冷却水管，保证对正轧槽，同时保证轧槽槽口处冷却充分。
轧槽外圆角由r1.0改为r1.5，减少应力集中，防止出现崩槽现象。
整，由HSD80～HSD90调整为HSD78～HSD88之间。
4.5.3 冷却水压力调整，由0.4MPa提高至0.6MPa。
4.6 改进后效果
2006年4、5两月继续试用高速钢复合轧辊，经实践证明，以上问题均得到了很好的解决，换辊孔时间明显下降，作业率因此提高3.5%，轧辊消耗大幅下降，由0.88kg/t降至0.72kg/t，经济效益显著。
5 结论
如今我公司连轧棒材轧机K6、K4、K1机架已
经全部采用高速钢轧辊，而且我们经过不断摸索和改进也掌握了高速钢轧辊的特性及其使用规律，完全解决了试用初期出现的“爆槽”现象。
通过两年来的使用结果表明，高速钢复合轧辊完全可以替代其它材质的轧辊，应用在棒材切分轧制生产中。
它具有较好的性价比，可以大幅度缩短换辊孔时间，有效提高日历作业率，同时它的较高的耐磨性，有利于生产的稳产、高产，并且使产品质量得到了较好的保证，为企业创造较大的经济效益。
参考文献
[1] 宫开令，等．高速钢轧辊在棒材连轧机
上的应用．轧钢．2003（1）：52～54。
作者简介：
赵衍鹏，1972年1月出生，男，汉，籍贯：山东省济南平阴县人，工程师。
1994年毕业于武汉钢铁学院压力加工专业。
主要研究方向：带肋钢筋多线切分轧制技术。