宽带钢冷轧辊的材质与使用

双频感应淬火设备和淬火工艺 ，使 Ｃ ｒ ３ ， Ｃ ｒ ５系 列轧辊的淬硬层深度问题得到彻底解决。 ２ ． ２ 宽带冷轧辊的组织研究 在研发高铬系列轧辊的过程中，残余奥氏体 含量、碳化物数量和形态等组织变化对轧辊实际 使用性能的影响已越来越受到重视， 研究发现：
（ １ ）轧辊工作层抗压痕能力是反映轧辊抗划
２ ０ ０ ５ 年６ 月・ 第２ ２ 卷・ 第３ 期
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宽带钢锻钢冷轧辊的材质与使用
沈 一 鸣
（ 宝山钢铁股份有限公司采购部， 上海 ２ ０ ０ ９ ４ １ ）
摘 要：从冷轧辊的材质、显微组织和辊身硬度等方面介绍 了宽带锻钢轧辊的发展情况，并对辊面镀铬 、
使寿命提高 １ ０ 倍。 ３ ． ２ 辊面毛化技术
辊面毛化方 式有 ３种 ：抛 丸、电火花 和激
服强度和抗回火稳定性。 ２ ． ３ 宽带冷轧辊的辊身硬度研究 以前轧辊用户和制造厂均采用提高辊身硬度 来提高其耐磨性的方法。但不断的研究发现，碳 化物类型和基体组织对耐磨性的影响也很大。Ｃ ｒ 含量低于 ４ ％的锻钢轧辊中， 碳化物 （ Ｍ ３ Ｃ ）的 硬度约为 Ｈ Ｒ Ｃ ６ ５ （ Ｈ Ｖ ８ ５ ０ －１ ０ ０ ０ ） ，与马氏体基 体硬度相当， 所以碳化物对轧辊的耐磨性没有太 大影响；Ｃ ｒ 含量达到 ４ ％一５ ％时，形成 Ｍ７ Ｃ ３ 型碳化物，其硬度达 Ｈ Ｒ Ｃ ７ ７ 一８ ０ （ Ｈ Ｖ １ ６ ０ ０ 一 １ ９ ０ ０ ） ， 且此硬度值取决于 Ｃ ｒ 含量。研究表明， 铬含量从 ３ ％提高到 ５ ％时，不仅使耐磨性和淬 硬层深度得到提高 ，而且提高 了基体 的显微硬 度尹在延缓裂纹形成、扩展和提高事故后抗回火 能力方面起到了积极作用 ，同时还获得了辊面毛 化初始粗糙度延长近 １ 倍的效果。因此 ，轧辊金 相组织的显微硬度正受到越来越多的重视。 另外 ，轧辊辊面的硬度应 “ 适宜” ，即辊面 金相组织的硬度应匹配，且工作辊应与支撑辊或 中间辊辊面硬度相匹配。目前用户对硬度的关注 重点还扩大到了辊身硬度均匀性和径向硬度值的 径向落差。新辊辊身边部软带 （ 硬度值低于辊身 硬度 Ｈ Ｓ ５以上的区域）的硬度值大小，对带辊 型的轧辊脱肩概率和板形的影响程度也得到了新
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沈一鸣 （ １ ９ ６ ２ 一） ，男 （ 汉族） ，浙江杭州人 ，工程师。
２ ０ ０ ５ 年６ 月出版
伤、抗小凹坑等缺陷的重要指标 ，提高工作层基
体硬度可增强抗压痕能力。 （ ２ ）金相组织也影响轧辊的磨削性能、毛化 性能和无损检测仪器的灵敏度。 （ ３ ）残余奥氏体含量与轧辊残余应力有关， 尤其是轧辊表面压应力值与辊面粗糙度、硬度、 疲劳裂纹和烧伤裂纹的深度直接相关。 （ ４ ）为提高轧辊的综合抗事故性能， 碳化物
收稿 日期
作者简介
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２ ０世 纪 ７ ０年 代，前 苏 联 将 电 渣 重 溶 ． （ Ｅ Ｓ Ｒ ）技术成功运用于冷轧工作辊后，我 国
Ｃ ｒ ３系列及以上的毛坯轧辊也基本上采用 了此工
艺。与欧洲一些厂利用双真空精炼工艺生产的毛 坯轧辊相 比，虽然我国的轧辊制造成本较高，但 其组织均匀，气体含量和夹杂等级更好。而且武 钢、宝钢、邢台轧辊公司先后引进了先进的立式
颗 粒大小应控制在０ ． ６ ｔ ｍ以下， 而原来只要求
小于２ １ ｍ即可。
（ ５ ）对于投产初期使用的轧辊，由于生产中 断带、跑偏、轧破等事故频繁，因此轧辊组织中 残余奥 氏体含量应从 ７ ％一１ ５ ％减少到 ５ ％一 ７ ％， 碳化物耐磨相 比例也应控制在 ５ ％左右， 同时在调质过程中应尽量提高轧辊本体组织的屈
２ ． １ 宽带冷轧辊的材质研究
几十年来我国锻钢冷轧工作辊的材质不断提
高，从滚珠轴承钢至 ２ ０ 世纪 ７ ０ 年代的９ Ｃ ｒ ２ Ｍｏ ， ８ ０ 年代的 ８ ６ Ｃ ｒ Ｍｏ Ｖ ７ ， ９ ０年代的 Ｗ ， Ｃ ｒ ５ 系列 直到 目前的锻造半高速钢。在材质研发方面，虽 然我国比世界先进水平滞后近 １ ０ 年 ，但现已拥 有世界上各种优质的冷轧辊 ，并形成了化学成分
系列化、淬硬层深度系列化和硬度系列化。
０ ． ４ ０ ｋ ｇ ／ ｔ 的先进消耗水平相比， 差距仍较大。
２ 宽带锻钢冷轧辊的发展情况
十多年前宽带冷轧辊在使用中非生产性消耗 产生的原因中，前 ３ 位分别是工作层 （ 淬硬层） 剥落、辊 面 硬度低 （ 耐磨性差、异常裂纹） 、淬 硬层浅而需重淬。现在主要的异常失效形式排在 前３ 位的是 ：辊印、软点、辊面快速粗糙化。这 些缺陷都是造成非计划换辊、影响轧机效能和板 面质量的直接原因。同时用户还依次关心：批量 的质量稳定性、毛化后原粗糙度形貌的下降速 率 、工作层组织形态能否适应不 同毛化方式及是 否影响 自动检测仪器灵敏度、抗事故 的综合性 能、残余应力分布、辊颈加工精度及其精度稳定 性等。
１ 前言 轧辊制造行业中，宽带钢生产用锻钢冷轧辊 （ 用于工作辊、平整辊和中间辊）是技术含量最 高、附加值最高的产品之一。目 前我国已有 ４ 家 制造厂可稳定地批量生产此类轧辊 ，但仍有相当 一部分轧辊需要进 口。而且 ，虽然国内宽带冷轧 厂的平均吨钢辊耗逐年下降，目前 已达 ０ ． ４ － ０ ． ６ ｋ ｇ ／ ｔ 的历史最好水平，但 与国外 ０ ． ２ ５ 一
生，而维持原来的表面状态。
３ ． ３ 换辊周期和辊面动态质盘控制
ห้องสมุดไป่ตู้
换辊周期的制定依据已从原来的轧制吨位变 为更加合理的轧制长度和辊面状态。同时，已有 越来越多的企业增设了表面涡流检测和超声波检
３ 轧辊使用技术
３ ． １ 辊面镀铬技术 无头轧制技术和新型乳化液的使用将镀铬轧
测等无损检测设备，与合理的换辊制度结合共同 控制下机轧辊的修磨操作 ，不仅能有效防止带伤 轧辊再次上机引起大面积剥落或更大的生产事 故，而且可根据检测结果确定更合理的修磨深度 和提高轧辊的使用寿命。 ４ 结语 宽带钢冷轧辊材质的不断更新换代和新的使 用技术的广泛普及仍将是今后发展的主流， 但更 应重视的是根据不同轧机的使用环境、维护方式 和轧制工艺， 个性化地选择轧辊实物质量等级和 生产工艺， 例如在轧制负荷和轧制速度均较低的 轧机上可以取消电渣重熔轧辊而采用真空冶炼真 空浇铸的轧辊。近期，新 日 铁公司为配合 自由规 程冷轧工艺研制了Ｃ Ｐ Ｃ工艺生产的新型高速钢冷轧 工作辊， 其工作层显微组织更均匀，耐磨性比Ｃ ｒ ５ 锻钢辊提高 ５ 倍， 单次轧制周期延长 ３ 一５ 倍。另 外，欧洲还在研究 “ 阶段的液态金属电渣熔融法” （ Ｅ ｓ ｓ ． Ｌ Ｍ） ， 用来生产复合半高速钢冷轧工作辊。
辊的使用范围从平整机扩大至轧机，辊面镀铬可 提高轧材表面质量、延长轧辊寿命。 有资料介绍 ，辊面镀铬后 ，耐磨性提高 ２ ０ 倍左右，辊面初始粗糙度维持时间可提高 ５ 一７ 倍。但在实际使用中，因镀铬质量和轧辊使用环 境的不同，以及一些异常事故，最终使用寿命提 高３ 倍左右。但值得注意的是，工作辊镀铬后会 增加了一个镀铬层剥落而使轧辊提前失效 的风 险。另外 ，加 Ｍｏ ， Ｖ元素的 Ｃ ｒ ５ 工作辊采用激 光毛化处理后 ，再进行表面镀铬 （ 以防止激光毛 化产生的微坑波尖在使用初期即很快失去） ，可
的认识 。
光，激光毛化后轧辊的初始粗糙度保持时间比抛 丸毛化高 ２ ． ５ 倍。电火花毛化后辊面硬度有降低 现象， 但在使用初期辊面硬度会重新恢复。另 外，在 Ｃ ｒ ５ 轧辊中加人 ０ ． １ ％左右的 Ｔ ｉ 元素后， 使用时轧辊基体中的 Ｔ ｉ Ｃ Ｎ会脱落，使辊面重新
形成毛面状态 ，轧辊 表面的粗糙度 就能不断再
毛化、缺陷检测等使用技术及其效果作了介绍。 关键词： 宽带钢冷轧辊； 材质；使用 中图分类号：Ｔ Ｇ ３ ３ ３ ． １ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ３ 一 ９ ９ ９ ６ （ ２ ０ ０ ５ ） ０ ３ 一 ０ ０ ４ ３
Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｇ ｅ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｌ ｄ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗ ｉ ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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