冶金行业轧辊分类及选材课程
冶金行业轧辊分类及选材课件
5）轧辊在安装和正常轧钢之前均需对轧辊进行预热和烫辊 ，轧辊预热温度为380-420℃
6）轧机轧制压力大，一般达到900吨以上，最大压力可高达 到1600吨。
根据以上特点可见叠轧薄板轧机轧辊的工作条件
是相当恶劣的。要求轧辊导热性能和抗剥落性能好， 轧辊抗冲击和抗折断性能高。因此，这种轧辊通常选 用合金含量低的CrMo无限冷硬球墨复合铸铁轧辊，硬 度为57-63HSD，轧辊最易出现的问题是断辊和剥落。
平整辊采用硬度为70-80HSD的离心复合金无限冷 硬铸铁轧辊。
5、热轧窄带钢轧辊
通常人们把带宽小于500毫米的带钢称为窄带钢， 窄带钢轧机的机架形式和布局与热带连轧机很相似， 因此，在轧辊选用上也基本接近。粗轧机架通常选用 硬度为40-50HSD的合金铸钢轧辊或硬度为45-55HSD的 合金球墨铸铁轧辊。
冶金轧辊的分类及选材
宫开令
一、轧辊的分类 二、轧辊材质的选择 三、国内外对棒材连轧机轧辊选材上差距 四、离心复合轧辊的诞生及发展
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多，其分类方法也不统一，但一般习 惯上按以下三种方法分类： A．按轧辊用途分类： 1．初轧轧辊
板坯初轧辊、方坯初轧辊（这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代） 2．板带轧辊
C．按轧辊重量分类： 1．大型轧辊，重量大于10吨； 2．中型轧辊，重量3-10吨； 3．小型轧辊，重量小于3吨；
二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具，它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量，由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同，因此，正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊
轧辊按照材质该如何分类？
轧辊按照材质该如何分类？轧辊是金属材料加工中的关键部件之一。
它的作用是将金属材料压制成所需的厚度和形状。
为了满足不同的加工需求，轧辊会根据其材质进行分类。
在本文中，我们将探讨轧辊按照材质分类的原因和方法。
为什么需要按照材质分类？轧辊的制造材料会直接影响到其使用寿命、耐磨性、抗腐蚀能力等性能指标。
因此，轧辊的材料选择必须要考虑到其所用的加工材料和工作环境。
按照材质分类有利于对不同性能要求的轧辊加以区分，从而更好地适应不同的加工环境、加工材料及加工工艺。
轧辊按照材质分类的方法1. 铸铁轧辊铸铁轧辊是应用最为广泛的轧辊。
其材质主要包括灰铸铁和球墨铸铁两种。
灰铸铁的铸造件组织为灰色，呈片状石墨和铁素体交替排列，具有较高的硬度和耐磨性能，适用于中低强度材料的加工。
球墨铸铁的组织为球状石墨和铁素体交替排列，硬度较低，但韧性更好，适用于高强度材料的加工。
2. 表面硬化轧辊表面硬化轧辊是将较硬的表面层与轧辊较软的内部区分开来。
其制造方法包括渗碳、喷焊、氮化等。
硬化表面的轧辊抗磨性能较好，但韧性降低，容易产生裂纹。
3. 板材专用轧辊板材专用轧辊是用来加工冷轧、热轧板材及其它较薄材料的轧辊。
其主要材质为铸铁或轴承钢，具有较高的硬度和耐磨性。
4. 高速轧辊高速轧辊材料的选择主要考虑到其机械性能和高温强度。
其制造材料包括高速度钢和硬质合金等。
5. 计算机控制轧辊计算机控制轧辊适用于需要更高的精度和更长的运行寿命的加工生产线。
其制造材料包括合金灰铸铁和高速钢等。
小结轧辊按照材质分类的原因主要是为了满足不同的加工需求，并且可以优化加工环境和工艺。
轧辊的种类是多种多样的，其具体材料的选择将受到加工材料和工作环境的影响。
在制作轧辊时，应根据具体情况进行综合考虑，选择适合的材质进行制造。
轧辊型号分类
轧辊型号分类轧辊型号及其分类•按材质分类–铁质轧辊：由铸铁、合金钢等铁质材料制成的轧辊。
具有较高的硬度和强度，适用于对硬材料进行轧制。
–合金轧辊：由钢材与其他合金元素（如钴、铬等）合金化制成的轧辊。
具有耐磨性、耐蚀性等优点，适用于对高硬度材料进行轧制。
–陶瓷轧辊：由陶瓷材料制成的轧辊。
具有耐高温、耐磨性好等特点，适用于对高温、脆性材料进行轧制。
•按结构分类–平辊轧辊：由平面辊筒组成的轧辊。
平辊轧辊适用于对宽度较大的材料进行轧制，轧制效果均匀。
–斜辊轧辊：由斜辊筒组成的轧辊。
斜辊轧辊适用于轧制较薄的材料，可实现较好的轧制效果。
–异型辊轧辊：由具有特定形状的辊筒组成的轧辊。
异型辊轧辊通常用于对特殊形状的材料进行轧制，可以定制不同的辊筒形状以满足轧制需求。
•按用途分类–冷轧辊：用于对冷态材料进行轧制的轧辊。
冷轧辊可实现材料的塑性变形和表面质量的提升。
–热轧辊：用于对热态材料进行轧制的轧辊。
热轧辊主要用于大型轧机，能够实现高速、高温下的轧制。
–中间辊：位于轧机两辊之间，起支撑、传递轧制力等作用。
中间辊一般采用合金材料制成，具有较高的硬度和耐磨性。
–支承辊：位于轧机两辊之外，起支撑作用，使轧机稳定运行。
支承辊通常采用铁质材料制成，具有良好的强度和稳定性。
–导入辊：用于将材料导入轧机的轧辊。
导入辊通常采用平辊结构，以保证材料的均匀进入轧机。
–导出辊：位于轧机出料端，用于将轧制后的材料导出。
导出辊的结构通常根据轧制需求进行设计。
以上是对轧辊型号的常见分类及相关说明。
不同的轧辊型号适用于不同的材料和轧制工艺，能够满足不同的生产需求。
如需具体了解某一型号的轧辊，请联系相关专业人员或生产商。
轧辊材质选用
101合金冷硬铸铁轧辊合金冷硬铸铁轧辊（辊环）是利用铁水自身的过冷度和模具表面激冷，同时添加Ni、Cr、Mo合金元素的办法制造的一种铸铁轧辊，辊身工作层基体组织内基本上没有游离态石墨，因而其硬度高，具有优良的耐磨损性能。
此类材质可用静态复合浇注工艺生产大型规格轧辊，使辊身具有高的硬度而辊颈具有高的强韧性，表现出良好的热稳定性和抗事故性。
化学成分(%)物理性能用途承制范围102 合金无界冷硬铸铁轧辊合金无界冷硬铸铁轧辊（辊环），以其工作层中有细小的石墨析出物为特征而区别于冷硬铸铁轧辊。
石墨均匀分散在整个辊身截面，其数量和尺寸随深度而增加。
本公司提供的合金无界冷硬铸铁轧辊，由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，加上少量细小石墨的存在，不仅提高了轧辊的抗剥落性、抗热裂性和抗磨损等性能，而且辊身工作层具有较小的硬度落差。
表面的微细石墨孔隙还能改善轧辊的咬入能力。
化学成分(%)物理性能用途承制范围103合金球铁轧辊合金球墨铸铁轧辊（辊环），以基体组织中的石墨呈球状为特征，通过调整镍、铬、钼合金元素和特定的热处理制度，可以制成普通球墨铸铁、大型合金球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和针状球墨铸铁不同系列的轧辊（辊环）。
这些产品具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差极小。
化学成分(%)物理性能用途承制范围104 高镍铬无界冷硬铸铁轧辊高镍铬无界冷硬复合铸铁轧辊是采用离心或全冲洗方法制造的高性能轧辊，通过提高镍、铬、钼等合金元素的含量，获得高的组织、碳化物显微硬度；配合特殊热处理得到组织均匀、致密及硬度落差小的工作层；同时含有少量游离石墨，从而具有良好的耐磨损性、抗热裂、抗剥落及抗压痕性能。
外层厚度可适应需要而调整，芯部采用韧性灰口铸铁或高强度球墨铸铁，使芯部及辊颈具有满意的强韧性。
使用中充分水冷是必要的。
化学成分(%)物理性能代号硬度HS 抗拉强度MPa抗弯强度HS冲击韧性×104J/m2弹性模量kMPaHNiCr-1 70-85 350-450 450-650 3-7 150-190 HNiCr-2 60-75 350-450 450-650 2-6 150-190灰芯35-50 ﹥190 350 3-7 110-150 球芯35-50 ﹥350 550 4-7 160-190 硬度分布曲线示例：距表面距离（m m）用途：热带连轧精轧后段工作辊宽、中厚板轧机粗轧、精轧机架工作辊热带（板）四辊平整机工作辊、支撑辊，横切平整辊炉卷轧机工作辊高速线材轧机预精轧辊环有色金属板材轧机工作辊承制范围制造方法辊身直径(mm) 辊身长度(mm) 净重(t)离心法Φ280-1350 400-4300 45全冲洗法Φ800-1300 ≤5500105高铬复合铸造轧辊高铬复合轧辊工作层含有6~22%的铬合金，芯部为高强度球墨铸铁。
轧辊分类——精选推荐
轧辊分类1、按被压延金属种类分类轧制钢铁制品的称为黑色轧辊。
轧制有色金属材料（铜、铝等）制品的称为有色轧辊。
2、按轧材被轧制时的温度分类轧制温度高于轧材再结晶温度的称为热轧，相应的轧辊称为热轧辊。
轧制温度低于轧材再结晶温度的称为冷轧辊，相应的轧辊称为冷轧辊。
3、按轧材成品的形状分类轧制热轧带钢产品的称为热带轧辊，以此类推，有：冷带轧辊、板钢轧辊、型钢轧辊、无缝钢管轧辊、棒线材轧辊等。
4、按轧机在轧线上的功能或所处的位置分类用于开坯轧机的称为开坯辊，以此类推，有粗轧辊、BD辊、中轧辊、预精轧辊、精轧辊、精轧前段辊、精轧后段辊、横切平整辊、纵切平整辊、切分辊、立辊、轧边辊、穿孔辊、轧管辊、脱管辊、张力减径辊、矫直辊等。
5、按轧辊在轧机上的位置分类直接接触轧材的轧辊称为工作辊。
辊轧机起支撑作用的轧辊称为支承辊，多辊轧机处于最远离工作辊位置的轧辊称为支承辊。
多辊轧机处于工作辊和支承辊之间的轧辊，称为中间辊。
6、按轧辊材质分类按材料类别分类，轧辊分为铸钢轧辊、铸铁轧辊、锻钢轧辊和粉末冶金轧辊四大类各大类又依轧辊工作部分的材质和主要合金元素不同进行细分，目前比较通用的分类见表1-1。
表1-1 主要轧辊材质一览表7、按毛坯制造方法分类整体轧辊（也叫常法铸造轧辊）复合轧辊（冲洗复合、离心复合、CPC复合、喷射沉积复合等）。
其中：采用冲洗溢流出芯部液体金属的全冲洗复合方法制造的轧辊，称为全冲洗辊；仅把辊身芯部液体金属冲洗到上辊颈的称为半冲洗辊；采用离心复合铸造方法制造的复合轧辊称为离心复合辊；采用CPC（连续复合熔铸）法制造的复合轧辊称为CPC复合辊。
机械组合轧辊采用机械组合方式制造的轧辊，称为组合辊。
采用机械组合方式并沿轴向施加一定压力制造的轧辊，称为预应力辊。
8、按辊身尺寸分类轧辊按辊身尺寸分为大轧辊和小轧辊。
我公司的分类尺寸：铸钢轧辊——辊身直径≤500mm的称为小钢辊铸铁轧辊——辊身直径≤540mm的称为小铁辊锻钢轧辊——辊身直径≤300mm的称为小冷辊辊环——净重≤1吨，最大直径≤1150mm的称为铸造小辊环。
冶金设备与工艺第2章轧辊PPT课件
型钢轧机以齿轮座的中心距作为轧辊名义 直径；
初轧机则把辊环外径作为名义直径。
型钢轧机以轧辊的名义直径来作为轧机标 称的组成部分。因为型钢品种规格与轧辊辊身 直径的大小成正比，辊身直径的数值即可反映 该轧机所生产的品种规格。然而由于生产不同 品种规格所对应的轧辊辊身直径不同，因此通 常习惯采用和轧辊辊身直径有一定对应关系而 数值保持恒定不变的人字齿轮机座的中心距 （人字齿轮节圆直径）作为型钢轧机的名义直 径来表征轧机。
1）采用钢轧辊时，按第四强度理论：
p
2 d
3d2
2) 采用铸铁轧辊时，按莫尔理论：
p0.37 d50.625 d 24d 2
轧辊危险断面取决于轧辊两侧辊颈支反力的大小和 传动端的位置。如不易判别，则应分别计算两侧辊颈的 合成应力，取较大值为辊颈危险端面的应力。
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3．辊头的强度计算
型钢轧辊的辊头通常是梅花形结构，它只受扭
16
§2.1. 5 轧钢生产对轧辊的要求 1、具有所要求的强韧性； 2、具有所要求的耐磨性； 3、具有一定的耐热性； 4、具有耐剥落性。
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2.2 轧辊的尺寸参数 §2.2.1轧辊的辊身尺寸 1、轧辊名义直径 （公称直径）D
通常是指轧钢机人字齿轮的节圆直径 或齿轮座的中心距。对轧辊由两个单独 电机驱动的初轧机而言，公称直径按最 末道次的轧辊中心距计算。
②半硬面铸铁轧辊：是内表面涂有一层厚度 约为15毫米的肌砂（粘土）的金属模子中浇铸 而成。
③硬面铸铁轧辊 ：也是在金属模子内铸成， 但在模子内壁不涂肌砂，铁水冷却快， 碳体 来不及分解 。
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（2）合金锻钢轧辊 （3）合金铸钢轧辊 （4）半钢轧辊
2、轧辊的制造 （1）离心铸造技术
轧辊材质选择和轧辊技术条件设计依据
第四章轧辊材质选择和轧辊技术条件设计依据轧辊是轧钢生产中一项大宗的消耗备件（或工具），它直接或间接地对轧材的尺寸精度和表面质量产生影响。
不同类型轧机决定了使用轧辊的类型不同，轧制不同钢种的钢材、轧机不同机架、轧钢工艺规程设计等因素对轧辊特性又提出了不同的要求。
轧辊的材质选择和科学的技术条件设计是充分发挥轧辊使用性能的基础。
在我们的服务工作中，要通过去关注客户轧机不同的轧制条件，助客户或为客户推荐合适的轧辊材质、合理的技术参数；另外还要区分哪些是轧机对轧辊的要求，哪些是客户对轧辊的要求。
§1 轧机方面对轧辊的要求一、钢材品种钢材品种其实和轧辊服务的轧机相对应，轧机类型决定了轧辊选择的大方向，随着钢材规格的变化，轧辊选材会有所不同。
1、钢材品种确定了采用不同轧机类型，不同类型轧机轧辊选择是有本质区别的——板、热带、冷带、型钢、钢管、线材。
2、相同轧机类型，轧材规格不同，材质或技术条件也有所不同。
带钢——窄带钢、中宽带钢、宽带钢（凌钢为例）型钢——大型、中型、小型3、轧材质量级别的要求二、钢种特性各种牌号的钢种各自的组织性能变化规律使得它的轧制工艺特性各异。
掌握好这个规律，通过合理匹配不同材质和不同性能的轧辊，有利于提高轧材表面质量，提高轧辊使用寿命，降低轧辊消耗。
钢种特性一般表现在1、塑性特性低碳、低合金钢的塑性好，含碳量增加塑性降低，合金含量提高塑性变差。
塑性还决定于变形时的温度，温度高塑性好。
塑性受钢材纯净度、原始组织状态的影响。
弹簧钢的轧制特性——高碳钢，防脱碳，低温轧，塑性差。
塑性好，可选择较大的压下率，轧辊强度有很大好处2、钢材的变形抗力变形抗力是加工原理，是晶格畸变做功产生的，随着碳和合金元素（尤其硅元素）含量的增加，钢的变形抗力将提高。
变形抗力也和轧制温度有关，如硅钢，热轧硅钢的变形抗力和低碳钢相近，甚至还低，但冷轧硅钢的变形抗力大于低碳钢。
3、摩擦系数轧制过程实际是钢材在轧辊孔型内的流动变形过程，被轧制的钢材本身的摩擦系数及变形量对轧辊的磨损有重要影响。
轧辊教材
1 轧辊1.1 轧辊基础知识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30～40HS，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40～60HS，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60～85HS，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85～100HS，用于冷轧机。
轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。
辊颈安装在轴承中，并通过承座和压下装置把轧制力传给机架。
轴头和连接轴相连接，传递轧制扭矩。
轴头有三种主要形式：梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。
1.2 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。
1.3 常用轧辊的材质选择1.3.1 工作辊材质的选择粗轧前段工作辊（R1）：粗轧前段工作辊必须具有强韧性、耐磨性及抗热裂性。
轧辊PPT课件
引出本节：轧辊是轧钢机中最重要的零部件之一，我们来学习
有关轧钢机机架的一 些基础知识。
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26
五、教学程序设计
2．教学设计与实施 教学过程
2）新课讲授：（35分钟） 讲授内容：机架的形式、结构和主要参数
（1）展示第一组图片： 演示轧辊的形式和分类，指导学生进行观察。让学生了解两种结构
3）轴（辊）头：
传递动力部分，与连 接轴连接，转动轧辊
参数：与连接轴有关 类型： ➢梅花辊头 ➢万向辊头 ➢带键槽或圆柱 形辊头 ➢平台辊头
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五、教学程序设计
2．教学设计与实施
教学过程
（3）展示第三组图片： 图片引入轧辊的生产加工方式，引出轧辊分类
等等............
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五、教学程序设计
3 、本课程与其它课程的联系与分工
专业提升课程
专业方向课程 （专业核心课程）
... ...
技术平台课 （专业基础课程）
... ...
素质平台课程 ... （公共基础课程） ...
轧钢 ... 机械 ...
设备
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5
一、课程教学大纲
4 、本课程的重点、难点及解决办法
重点：轧钢车间设备的结构、性能、工 作原理和使用维护。液压与润滑的基本知识， 典型液压、润滑回路
启迪学生的思维和认识，激发学生的兴趣。加强直观 性教学，合理利用现代教学辅助工具；注重实际操作技能 的训练与运用能力的培养。
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二、教材和教学参考资料
2 考核内容与评价方法
核内容以掌握实用性为主
在考核结果上，由传统的以 “确定学生成绩”为主，改为目 前的以“学生能力成绩评定，教 师教学考评”为主。
轧辊尺寸参数及材质ppt课件
滚动轴承
d 0.5 0.55 D
l 0.83 1.0 D
使用滚动轴承的 d 和 l 应符合滚动轴承系列尺寸
对辊颈与辊身过渡处进行抗弯和抗扭强度校核
机动 目录 上页 下页 返回 结1束2
3. 轧辊的重车率 轧辊全部重车量与轧辊名义直径之比称轧辊重车率 轧辊重车率实质上反映了轧辊直径是范围值 即存在最大辊径 Dmax 和最小辊径 Dmin 最大辊径 Dmax 受压下开口度即压下上行空间限制
三、 轧辊材质与制造
冷轧锻钢轧辊具有：高硬度和高耐磨性 高弹性极限 高抗裂纹扩展性能 高抗剥落性能
主要是冷作模具钢和合金锻钢轧辊 代表钢种有： 9Cr, 9Cr2, 9CrV, 9Cr2W, 9Cr2Mo, 8CrMoV(冷作模具钢)
60CrMoV, 80CrNi3W, 86CrMoV7(合金锻钢) 冷轧锻钢轧辊主要用作
基本方法： 根据板带产品最大宽度
确定 L
再根据强度、刚度和工艺条件确定 D
a 值取决于板带宽度
a 值还与板带厚度规格和工艺条件有关
机动 目录 上页 下页 返回 结束6
辊身直径 D 主要根据咬入条件和轧辊强度确定
有两种方法：
直接根据咬入条件和轧辊强度计算
按照咬入条件，轧辊工作直径Dg应满足
Dg
h
特点： 较高的强度和韧性 良好的咬入性能 用作初轧机、板坯轧机的轧辊 型钢粗轧机的轧辊
热轧厚板轧机和热轧带钢二辊粗轧机的轧辊 板带轧机的支撑辊轧辊
机动 目录 上页 下页 返回 结1束6
铸铁轧辊按硬度分为四类: 球墨铸铁HS＜50 半冷硬铸铁HS≥50 冷硬铸铁HS≥60 无限冷硬铸铁HS≥65
特点： 硬度高 耐磨性好 制造过程简单价格低廉 但强度低于钢轧辊
《轧辊》精品课件
第四节 轧辊的强度计算
1） 二辊型钢轧机强度的计算
包括
2）二辊板带轧机强度的计算 工作辊传动
3） 四辊板带轧机强度的计算 支承辊传动
Md 0.1d 3
钢轧辊, 第四强度理论:
Mn Wn
Mn 0.2d 3
2 d
3
2
铸铁轧辊,第二强度理论:
0.375 d 0.625
2 d
4
2
强度校核合格 强度不够
辊头强度校核
tmax
a
b
Mn Wn
Mn
b3
辊头强度合格
a/b
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
η 0.208 0.346 0.493 0.645 0.801
工作辊校核 支承辊校核
原则：
辊身:计算（校核）弯曲强度 辊颈:计算（校核）弯扭组合 辊头:计算（校核）扭转应力
步骤:
1）对受力及几何形状进行简化 2）进行辊系的受力分析 3）找出可能的危险断面，画出力矩图 4）对危险断面的弯曲力矩进行计算 5）计算弯曲应力 6）求出许用应力 7）作出安全或是否符合强度要求的判断
(a 4
b) 8
辊身中部合成弯矩
M
M2 W max
M
2 T max
M W
M 0.1D13
PT
T 4
辊颈处的弯曲应力和扭转应力
MWT
T 4
C
d
MWT W
MWT 0.1d 3
d
Mn W
冶金轧辊的分类及选材
C．按轧辊重量分类： 1．大型轧辊，重量大于10吨； 2．中型轧辊，重量3-10吨； 3．小型轧辊，重量小于3吨；
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二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具，它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量，由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同，因此，正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊
四辊可逆式轧机是现代应用最广泛的中厚板轧机，它综
合了二辊和三辊劳特式轧机的优点，既降低了轧制压力，又 大大增强了轧机刚性。这种轧机对轧辊的选择几经变化，支 承辊通常是采用铸钢辊，硬度为45-52HSD，粗轧机架工作 辊开始采用合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为65-70HSD，而 将高铬铸铁轧辊用于该机架是一大创举。精轧机架工作辊在 50年代前后国外是采用全冲洗工艺生产的高合金无限冷硬铸 铁轧辊，硬度为75-82HSD，这一材质一直延续到今天，只 不过是石墨的形态和碳化物的状态有所改进，平整辊采用离 心复合高合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为70-80HSD。
冶金轧辊的分类及选材
2020年5月28日星期四
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多，其分类方法也不统一，但一般习 惯上按以下三种方法分类： A．按轧辊用途分类： 1．初轧轧辊
板坯初轧辊、方坯初轧辊（这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代） 2．板带轧辊
中厚板轧辊、薄板轧辊、热轧带钢轧辊、窄带钢轧 辊、冷轧带钢轧辊 3．型钢轧辊
二辊式粗轧辊必须具有高的抗扭曲、抗弯曲强度 和良好的抗热裂纹性能，因此大多使用整体浇注的， 硬度为43-50HSD的合金铸钢轧辊或使用硬度为5560HSD高强度合金球铁轧辊。近年来，国外一些国家 采用外层为石墨钢的复合铸钢轧辊。获得了很好的使
用效果。
第2章 轧辊分解
2.3 轧辊的材料及选择
§2.3.1 轧辊的材料 1、常用轧辊材料 （1）铸铁轧辊 ①碳素铸铁轧辊（普通铸铁轧辊） ②合金铸铁轧辊 ③球墨铸铁轧辊
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
铸造轧辊时，采用不同的铸型，可以得到不 同硬度的铸铁轧辊。 ①软面铸铁轧辊：是用砂型直接浇注灰口铸 铁而成； ②半硬面铸铁轧辊：是内表面涂有一层厚度 约为15毫米的肌砂（粘土）的金属模子中浇铸 而成。 ③硬面铸铁轧辊 ：也是在金属模子内铸成， 但在模子内壁不涂肌砂，铁水冷却快， 碳体 来不及分解 。
§2.1. 5 轧钢生产对轧辊的要求 1、具有所要求的强韧性； 2、具有所要求的耐磨性； 3、具有一定的耐热性； 4、具有耐剥落性。
2.2 轧辊的尺寸参数
§2.2.1轧辊的辊身尺寸 1、轧辊名义直径 （公称直径）D 通常是指轧钢机人字齿轮的节圆直径 或齿轮座的中心距。对轧辊由两个单独 电机驱动的初轧机而言，公称直径按最 末道次的轧辊中心距计算。
第2章 轧辊
2.1 轧辊的组成与分类 2.2 轧辊的尺寸参数 2.3 轧辊的材料及选择 2.4 轧辊的强度校核 2.5 轧辊的变形计算 例题讲解
2.1 轧辊的组成与分类
轧辊是用来直接完成轧制过程中金属塑 性变形的主要工具。 §2.1.1 轧辊的组成 轧辊一般是由辊身、辊颈和辊头三部 分组成。
1、辊身 （ 1 ）定义：是轧辊的中间部分，直接与轧件接触， 并使其产生塑性变形，是轧辊的工作部分。 （2）轧辊的辊身有光面辊和有槽辊。（图2－1） （3）参数：D－辊身直径 L－辊身长度 （4）对轧辊辊身的要求： ①有很高的强度；②有足够的刚度； ③有较高的表面硬度和耐磨性； ④有良好的组织稳定性，以抵抗轧件的高温影 响。
第二章 轧 辊
MD＝R2×(a－x)= P×x/a×(a－x) 弯曲应力：σD＝MD/WD＝MD/0.1D3 辊颈——计算弯曲应力和扭转应力
σd＝Md/Wd=R1c/0.1d3
τ＝Mn/Wn=Mn/0.2d3
辊颈强度按弯扭合成应力计算，
钢轧辊：
2 d
3
2
铸铁轧辊： 0.375 d 0.625
Mx=Px/2 式中：a——两轴承支反力作用点距离。 当x= (a-b)/2 ～ a/2时 Mx=Px/2-q/2[x- (a-b)/2 ]2 式中：q——钢板单位宽度上的压力。
M x
P 2
f1
P 384EI
1
[8a
3
- 4ab 2
b2
64c（3 I1 I2
1）]
式中：I1 ——辊身断面惯性矩； I2——辊颈断面惯性矩； c——轴承支反力作用点到辊身边缘距离。
f1
P 384EI
1
[12ab
2
7b 3 ]
切力引起的挠度差值f2′ ：
Qx
dMx dx
P 2
R Px , b
Qx 1 R
f
2
1 GF1
b 2 0
P 2
Px b
dx
P GF1
b 8
Pb
2GD2
辊身中间和钢板边部挠度差值为
f1
P 18.8ED4
已知：工作辊身直径D1=100mm；辊颈直径d1=65mm， 支撑辊辊身直径d1=400mm；辊颈直径d1=220mm，辊长 L=500mm，轧件宽度b=400mm。轧制压力P=1950KN， 驱动支撑辊力矩Mn=23KNm，轧辊材料[σ]=16000MPa
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四辊可逆式轧机是现代应用最广泛的中厚板轧机，它综
合了二辊和三辊劳特式轧机的优点，既降低了轧制压力，又 大大增强了轧机刚性。这种轧机对轧辊的选择几经变化，支 承辊通常是采用铸钢辊，硬度为45-52，粗轧机架工作辊开 始采用合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为65-70，而将高铬铸 铁轧辊用于该机架是一大创举。精轧机架工作辊在50年代前 后国外是采用全冲洗工艺生产的高合金无限冷硬铸铁轧辊， 硬度为75-82，这一材质一直延续到今天，只不过是石墨的 形态和碳化物的状态有所改进，平整辊采用离心复合高合金 无限冷硬铸铁轧辊，硬度为70-80。
C．按轧辊重量分类： 1．大型轧辊，重量大于10吨； 2．中型轧辊，重量3-10吨； 3．小型轧辊，重量小于3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ；
二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具，它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量，由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同，因此，正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊
二辊式粗轧辊必须具有高的抗扭曲、抗弯曲强度 和良好的抗热裂纹性能，因此大多使用整体浇注的， 硬度为43-50的合金铸钢轧辊或使用硬度为55-60高强度 合金球铁轧辊。近年来，国外一些国家采用外层为石 墨钢的复合铸钢轧辊。获得了很好的使用效果。
在3/4连轧和全连续轧机中，粗轧机架因为有支承辊， 所以不用担心工作辊断辊问题，关键是轧辊的磨损、热 裂问题。上个世纪60年代和70年代热轧带钢连轧机粗轧 机架主要选用硬度为50-55的镍铬钼无限冷硬复合铸铁轧 辊或半钢轧辊。80年代，欧洲开始使用高铬复合铸铁轧 辊，并取得迅速推广，轧辊的硬度也提到70-75。90年代， 半高速钢轧辊在热轧带钢连轧机粗轧机架上取得成功的
初轧机主要分为板坯轧机和方坯轧机，初轧机是 以钢锭为坯料，而钢锭的铸态组织是粗大的树枝晶组 织，极易产生偏析。为了消除铸造组织，都是控制较 高的开轧温度和大的变形量，以便使粗大晶粒断开， 同时，初轧机压下量大，轧制扭矩大。因此，轧辊的 抗热裂纹性能和强度是初轧辊的关键。
上个世纪50年代以前，国外初轧辊大多选用锻 钢轧辊。后来，部分改用铸钢轧辊，这类轧辊虽然 强度大，但存在的主要问题一方面是不耐磨；另一 方面是抗热裂纹性差，常常由于产生环裂而断辊。 在初轧机轧辊中，球墨铸铁轧辊的应用被认为是很 有成效的一大创举。1958年，我国在世界上首先将 球铁轧辊用于初轧机上，取得了满意的轧制效果， 为球墨铸铁应用领域的扩大做出了卓有成效的贡献。 以往使用的铸钢初轧辊硬度为27-35，而改用合金球 铁轧辊，硬度可达到43-48，具有较好的耐磨性和抗 热裂纹性能，但缺点是容易打滑。在强度方面，只 要轧辊球化效果较好，而且经过很好的热处理，轧 辊强度是足以保证的。
应用，半高速钢轧辊具有以下优点：高的耐磨损性；良 好的抗热裂纹性；较好的抗剥落性和咬入性。
精轧机架由5-7架组成，通常称第1架为F1，第2架为 F2等，精轧机架为四辊轧机，支承辊用于防止工作辊因 轧制力而挠曲。支承辊一般选用硬度为40-50的铸钢轧辊， 也有的国家采用硬度为60-70的锻钢轧辊。总之，支承辊 材料的选择必须具有良好的疲劳强度和抗折断性，这是
中厚板轧辊、薄板轧辊、热轧带钢轧辊、窄带钢轧 辊、冷轧带钢轧辊 3．型钢轧辊
大型型钢轧辊、中小型型钢轧辊、棒材轧辊、线材 轧辊、钢管轧辊
B．按轧辊材质分类
1．铸铁轧辊 冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、半冷硬铸铁
轧辊、球墨铸铁轧辊、高铬铸铁轧辊 2．铸钢轧辊
合金铸钢轧辊、合金半钢轧辊、石墨钢轧辊、高 铬钢轧辊、高速钢轧辊 3．锻钢轧辊 合金锻钢轧辊、高铬锻钢轧辊、锻造高速钢轧辊等 4．特种轧辊 碳化钨轧辊、陶瓷钢轧辊
4）为了减少轧件在轧制过程中的冷却，一般轧辊不进行水 冷，轧辊的工作温度为500-600℃。
5）轧辊在安装和正常轧钢之前均需对轧辊进行预热和烫辊， 轧辊预热温度为380-420℃
6）轧机轧制压力大，一般达到900吨以上，最大压力可高达 到1600吨。
根据以上特点可见叠轧薄板轧机轧辊的工作条件
是相当恶劣的。要求轧辊导热性能和抗剥落性能好， 轧辊抗冲击和抗折断性能高。因此，这种轧辊通常选 用合金含量低的无限冷硬球墨复合铸铁轧辊，硬度为 57-63，轧辊最易出现的问题是断辊和剥落。
4、热轧带钢轧辊
热轧带钢轧机分为半连轧、3/4连轧、全连轧和薄 板连轧，仅有一架可逆式粗轧机和一组精轧机架所组 成的叫做半连轧；具有数台粗轧机，其中有一台可逆 式的称为3/4连轧；具有数台粗轧机和一组精轧机架的 连轧机称为全连轧；坯料不是经初轧机开坯，而是由 薄板连铸坯直接进入全连续轧机轧制称为薄板连轧。
2、中厚板轧辊
中厚板轧机从结构型式上有二辊可逆式轧机、三辊劳特
式轧机和四辊可逆式轧机；按机架数量有单机架、双机架和 多机架的半连轧或全连轧。
三辊劳特式轧机，除中辊是工作辊外，上下辊既是支承
辊又是工作辊，要求轧辊不仅要具有良好的耐磨性和耐热性， 而且还应具有良好的抗剥落性和抗折断性。因此轧辊应该采 用低镍铬钼或中镍铬钼无限冷硬铸铁轧辊，辊身表面硬度为 60-70。
冶金轧辊的分类及选材
宫开令
一、轧辊的分类 二、轧辊材质的选择 三、国内外对棒材连轧机轧辊选材上差距
四、离心复合轧辊的诞生及发展
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多，其分类方法也不统一，但一般习 惯上按以下三种方法分类： A．按轧辊用途分类： 1．初轧轧辊
板坯初轧辊、方坯初轧辊（这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代） 2．板带轧辊
3、叠轧薄板轧辊
目前，叠轧薄板轧机在国际上已基本淘汰，但我国现 阶段尚有几十台，该种轧机具有以下特点：
1）不可逆周期式轧制，轧件的空跑时间较长。
2）因轧件的厚度小而表面积大，故在轧制过程中散热快， 再加上空跑时间长，使轧件温度很快下降到不适于继续 轧制的程度，往往需中间回炉再加热。
3）由于轧机弹性变形的限制，在产品厚度小于2毫米时，就 必须进行多片叠轧，轧制厚度一般在0.28-4.0毫米之间。