高速线材轧制中碳化钨辊环应用
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因轧件断面尺寸较大，而且变形量大，辊 环受到的轧制负荷和冲击力较大。因此， 精轧机前面几架辊环材质要选易受冲击的 ，后几个架次的辊环要较前面架次牌号硬 度高一些。青钢二高线前面两个架次选择 DG5，中间三个架次选DG4，后面三个架 次选DG2A牌号的辊环。
• 4.1.2.1.2、辊环使用过程中产生应力、堆钢等
• 线材的质量要求也越来越高，就线材产品的 用途而言，可归纳为两种:一种是作为建筑材 料，另一种是作为拉丝或冷镦等冷加工的原
料，两者都要求化学成分和机械性能均匀与 稳定 。
• 2、课题研究的现状
青钢二高线精轧机组为达涅利公司的
8+2+2模式，前面八部集体传动的精轧部分 ，后面两个模块。生产ф5.5线材终轧速度为 115m/s，轧制温度在800～1000℃。主要产 品以帘线用钢和胎圈钢丝为主。产品表面质 量要求高，线材尺寸和随圆度全部要求按C 级精度控制。
第二章 课题的提出与意义
•
随着高速线材轧机速度提高，轧制节奏
加快，在实际的生产过程中，由于对精轧内
各架辊环所选用的材质重视程度不够以及对
精轧内辊环的安装、清洁以及对辊环的使用
维护不够，常常出现精轧内辊环发生碎辊现
象，这样必然造成非计划时间的停车，产量
的下降，生产成本的增加，严重地影响了企
业的效益。因此，合理选择辊环牌号及正确
• 辊环配辊不好
• 达涅利高速线材轧机精轧内辊环配辊的要求较 严格，因为精轧机组是由一台5400kW变频交流调 速主电机集体转动的，各机架间的齿轮传动比是 固定的，是不可改变的，而且它不可能对单个架 次进行调速。如果辊径差较大，就会使轧件在这 两机架间产生抖动，最终造成在这两机架间堆钢 ，堆钢时轧件的热被传到辊环上，造成辊环温度 升高，热应力集中，在突然给水后由于水温与辊 环温差较大会导致碎辊。
• 生产碳化钨硬质合金辊环，一般有热压、冷压、 热等静压、冷等静压四种工艺方法。其中以热等 静压生产出的辊环致密性最好，强度最高，耐磨 性也好。但因其工艺过程复杂，故成本较其它三 种高。
•
要素：时间：球料比、酒精 比重
配料 球磨 湿筛
干燥 掺蜡、胶
按不同成分配的不同牌号 混合均匀，磨细料
挥发溶剂
过筛
第四章 辊Biblioteka Baidu使用中的问题及原因分析
• 4.1辊环使用中常见问题
• 在现代高速线材轧机生产中，硬质合金辊环 在使用过程中经常出一些掉肉、辊裂、碎辊 等问题，青钢第二高速线材厂辊环使用中存 在以下问题：
• 4.1.1、辊环横向裂纹
• 辊环在使用过程中，轧槽内经常出现横向裂 纹，主要原因是辊环与锥套之间产生了相对 转动，导致轧机间张力发生变化，线材在轧 机间发生轻微抖动，形成竹节状，而使得下
不能上线使用；安装过程中要对辊环内孔
、锥套内外侧进行清洗、擦拭，对生锈的 锥套表面用300目以上的砂纸进行打磨光亮 。打压时，压力要合理，一般预精轧四部 打压压力在350～380Pa,精轧机和双模块处 辊环打压压力在400～420Pa。
• 4.1.2、辊环碎裂
• 高速线材轧机速度高，轧制节奏加快，在实际 的生产过程中，由于对精轧内各架辊环所选用 的材质重视程度不够以及对精轧内辊环的安装 、清洁以及对辊环的使用维护不够，常常出现 精轧内辊环发生碎辊现象。造成碎辊的主要原 因有以下几种：
碳化钨在硬质合金中约占总组成重量的 70%~97%,其平均粒度在0.2~14μm，因此碳化钨辊环 是一种高硬度、高脆性、低韧性的合金，与普通材 料相比，它是一种耐磨易碎的材料。
高速线材轧制是在温度为800 ～ 1000℃ ,且最终 轧制速度60m/s-140m/s左右进行的。在整个轧制过 程中，不但要求轧辊耐高温、耐磨损，而且要能够 承受每秒高达300次左右交变外应力和热应力的考验 而不断裂；因此辊环要有高红热性和高耐磨性
而使得下一架的轧槽出现横向裂纹。造成辊环 与锥套间产生相对转动的因素有：
辊环内孔椭圆度超差 辊环内孔尺寸超差 锥套尺寸、形位公差超差 安装时辊环表面有杂物即不干净 辊环、锥套、传动轴接触面不好 辊环与锥套配合间隙不好 安装打压不不合理 辊环内部有质量缺陷
• 解决措施是对使用的辊环、锥套的公差尺 寸逐一进行检查，尺寸不合格的备件坚决
去除硬团粒
压制
排胶、蜡
（预烧结）
不同产品用不同模具
因为胶蜡都是有机物，碳会变成石墨，石 墨是鳞片状结构
修坯 烧结 精加工
尺寸、形状接近成品要求
让产品致密化，接近理论 密度
精度达到用户要求
• WC辊环特点 WC辊环是由碳化钨和粘结金属组成的高硬度、
高红热性、高耐磨性的结构性材料。硬质合金由坚 硬的碳化钨颗粒(硬质相,亦称α相)与金属粘结剂(粘结 相,亦称β相,通常为钴等)组成。有时为获得耐腐蚀等 性能,相应加入一定量的镍、铬等。
第一章 课题研究的背景与现状
• 1、课题研究的背景
高速线材轧机研制于20世纪60年代初,从线 材轧机的发展历史来看,一般轧制速度到40m/s 以后就很难再提高了,但是人们仍然在追求更为 高效的生产工艺,以提高轧机的轧制速度和成品 精度 。在这一目标的指导下各线材轧机设备制
造商都在研制开发高速线材轧制机组。到目前 为止高速线材轧机设计速度已经达到140m/s,轧 ф5.0~ф7.0mm高线速度已经达到了110m/s。相 应地盘重也由50okg左右增加到2～2.5t。
• 辊环牌号选择不合理，硬度偏高 • 辊环在使用过程产生应力，堆钢等 • 使用过程冷却效果、水质不好 • 修磨过程裂纹未修尽
• 轧钢量超负荷 轧制吨位设置不合理 • 辊箱径向窜动大、传动轴变形 • 辊环安装不合适
• 4.1.2.1 原因分析
4.1.2.1.1 合理选择辊环牌号
就精轧内各架轧机来说，前面的机架，
使用才能更有效的发挥高速线材轧机的高速
、高产能力，使产量稳步提升，使企业的产
品在激烈的市场竞争中站稳脚跟 。
第三章 WC辊环工艺流程及特点
• 碳化钨辊环用粉末冶金的方式生产，且与钢或铁 轧辊在任何方面都无联系，它是用一种复杂的方 法将提炼的碳化钨颗粒与像水泥一样的粘结剂混 合，这种粘结剂通常是钴，但在某些应用中也有 加入0.5%～1.0%的镍和铬作为粘结剂的，它会大 大提高硬质合金辊环的热疲劳性和耐腐蚀性，在 其被热烧结之前经过精磨、混合和装坯，在粉末 混合后加热时被挤压成形。
• 4.1.2.1.2、辊环使用过程中产生应力、堆钢等
• 线材的质量要求也越来越高，就线材产品的 用途而言，可归纳为两种:一种是作为建筑材 料，另一种是作为拉丝或冷镦等冷加工的原
料，两者都要求化学成分和机械性能均匀与 稳定 。
• 2、课题研究的现状
青钢二高线精轧机组为达涅利公司的
8+2+2模式，前面八部集体传动的精轧部分 ，后面两个模块。生产ф5.5线材终轧速度为 115m/s，轧制温度在800～1000℃。主要产 品以帘线用钢和胎圈钢丝为主。产品表面质 量要求高，线材尺寸和随圆度全部要求按C 级精度控制。
第二章 课题的提出与意义
•
随着高速线材轧机速度提高，轧制节奏
加快，在实际的生产过程中，由于对精轧内
各架辊环所选用的材质重视程度不够以及对
精轧内辊环的安装、清洁以及对辊环的使用
维护不够，常常出现精轧内辊环发生碎辊现
象，这样必然造成非计划时间的停车，产量
的下降，生产成本的增加，严重地影响了企
业的效益。因此，合理选择辊环牌号及正确
• 辊环配辊不好
• 达涅利高速线材轧机精轧内辊环配辊的要求较 严格，因为精轧机组是由一台5400kW变频交流调 速主电机集体转动的，各机架间的齿轮传动比是 固定的，是不可改变的，而且它不可能对单个架 次进行调速。如果辊径差较大，就会使轧件在这 两机架间产生抖动，最终造成在这两机架间堆钢 ，堆钢时轧件的热被传到辊环上，造成辊环温度 升高，热应力集中，在突然给水后由于水温与辊 环温差较大会导致碎辊。
• 生产碳化钨硬质合金辊环，一般有热压、冷压、 热等静压、冷等静压四种工艺方法。其中以热等 静压生产出的辊环致密性最好，强度最高，耐磨 性也好。但因其工艺过程复杂，故成本较其它三 种高。
•
要素：时间：球料比、酒精 比重
配料 球磨 湿筛
干燥 掺蜡、胶
按不同成分配的不同牌号 混合均匀，磨细料
挥发溶剂
过筛
第四章 辊Biblioteka Baidu使用中的问题及原因分析
• 4.1辊环使用中常见问题
• 在现代高速线材轧机生产中，硬质合金辊环 在使用过程中经常出一些掉肉、辊裂、碎辊 等问题，青钢第二高速线材厂辊环使用中存 在以下问题：
• 4.1.1、辊环横向裂纹
• 辊环在使用过程中，轧槽内经常出现横向裂 纹，主要原因是辊环与锥套之间产生了相对 转动，导致轧机间张力发生变化，线材在轧 机间发生轻微抖动，形成竹节状，而使得下
不能上线使用；安装过程中要对辊环内孔
、锥套内外侧进行清洗、擦拭，对生锈的 锥套表面用300目以上的砂纸进行打磨光亮 。打压时，压力要合理，一般预精轧四部 打压压力在350～380Pa,精轧机和双模块处 辊环打压压力在400～420Pa。
• 4.1.2、辊环碎裂
• 高速线材轧机速度高，轧制节奏加快，在实际 的生产过程中，由于对精轧内各架辊环所选用 的材质重视程度不够以及对精轧内辊环的安装 、清洁以及对辊环的使用维护不够，常常出现 精轧内辊环发生碎辊现象。造成碎辊的主要原 因有以下几种：
碳化钨在硬质合金中约占总组成重量的 70%~97%,其平均粒度在0.2~14μm，因此碳化钨辊环 是一种高硬度、高脆性、低韧性的合金，与普通材 料相比，它是一种耐磨易碎的材料。
高速线材轧制是在温度为800 ～ 1000℃ ,且最终 轧制速度60m/s-140m/s左右进行的。在整个轧制过 程中，不但要求轧辊耐高温、耐磨损，而且要能够 承受每秒高达300次左右交变外应力和热应力的考验 而不断裂；因此辊环要有高红热性和高耐磨性
而使得下一架的轧槽出现横向裂纹。造成辊环 与锥套间产生相对转动的因素有：
辊环内孔椭圆度超差 辊环内孔尺寸超差 锥套尺寸、形位公差超差 安装时辊环表面有杂物即不干净 辊环、锥套、传动轴接触面不好 辊环与锥套配合间隙不好 安装打压不不合理 辊环内部有质量缺陷
• 解决措施是对使用的辊环、锥套的公差尺 寸逐一进行检查，尺寸不合格的备件坚决
去除硬团粒
压制
排胶、蜡
（预烧结）
不同产品用不同模具
因为胶蜡都是有机物，碳会变成石墨，石 墨是鳞片状结构
修坯 烧结 精加工
尺寸、形状接近成品要求
让产品致密化，接近理论 密度
精度达到用户要求
• WC辊环特点 WC辊环是由碳化钨和粘结金属组成的高硬度、
高红热性、高耐磨性的结构性材料。硬质合金由坚 硬的碳化钨颗粒(硬质相,亦称α相)与金属粘结剂(粘结 相,亦称β相,通常为钴等)组成。有时为获得耐腐蚀等 性能,相应加入一定量的镍、铬等。
第一章 课题研究的背景与现状
• 1、课题研究的背景
高速线材轧机研制于20世纪60年代初,从线 材轧机的发展历史来看,一般轧制速度到40m/s 以后就很难再提高了,但是人们仍然在追求更为 高效的生产工艺,以提高轧机的轧制速度和成品 精度 。在这一目标的指导下各线材轧机设备制
造商都在研制开发高速线材轧制机组。到目前 为止高速线材轧机设计速度已经达到140m/s,轧 ф5.0~ф7.0mm高线速度已经达到了110m/s。相 应地盘重也由50okg左右增加到2～2.5t。
• 辊环牌号选择不合理，硬度偏高 • 辊环在使用过程产生应力，堆钢等 • 使用过程冷却效果、水质不好 • 修磨过程裂纹未修尽
• 轧钢量超负荷 轧制吨位设置不合理 • 辊箱径向窜动大、传动轴变形 • 辊环安装不合适
• 4.1.2.1 原因分析
4.1.2.1.1 合理选择辊环牌号
就精轧内各架轧机来说，前面的机架，
使用才能更有效的发挥高速线材轧机的高速
、高产能力，使产量稳步提升，使企业的产
品在激烈的市场竞争中站稳脚跟 。
第三章 WC辊环工艺流程及特点
• 碳化钨辊环用粉末冶金的方式生产，且与钢或铁 轧辊在任何方面都无联系，它是用一种复杂的方 法将提炼的碳化钨颗粒与像水泥一样的粘结剂混 合，这种粘结剂通常是钴，但在某些应用中也有 加入0.5%～1.0%的镍和铬作为粘结剂的，它会大 大提高硬质合金辊环的热疲劳性和耐腐蚀性，在 其被热烧结之前经过精磨、混合和装坯，在粉末 混合后加热时被挤压成形。