锻钢冷轧工作辊问答

锻钢冷轧工作辊问答

1.轧辊制造的常用材料有哪些？是如何分类的?

答:我国国家标准GB/T13314<锻钢冷轧工作辊通用技术条件>上,列出了常见的7种冷轧辊材料。近年来,国内轧辊制造企业经过长期的开发和积累，又形成了新的材质系列。冷轧辊材质通常根据材质的含Cr量来分类,分为2%Cr系列，包括9Cr2,9Cr2Mo,9Cr2MoV等；3%系列，包括9 Cr3Mo和MC3等;5%Cr系列如MC5,MC5A等。另外还有一些特殊材质如高速钢，半高速钢和高合金模具钢。

2.轧辊制造常用材料有哪些特点？

答：冷轧辊材料的特性要求是有其工作条件所决定的。冷轧辊由于在工作时表面受很高的工作载荷，因此轧辊材质必须有很高的强度；同时工作辊和轧制材料之间，工作辊和支撑辊之间，都有相互的摩擦，因此冷轧辊材质必须高的耐磨性能；冷轧辊在使用过程中还经常会遇到轧制事故，轧辊材质必须有较高的抗事故性能，另外还有可毛化性能，耐腐蚀性能，磨削性能等等。

3.如何选用轧辊材质？

答：轧辊材质的选用依据是轧机的设计和工作条件.常用的轧辊材质一般都能够满足轧制的基本使用条件,所以首先是根据轧机的设计的最大单边的使用深度来确定材质。目前常用的2%Cr材质的有效淬硬层深度可以为15-20mm，3%Cr材质可达20-30mm，而与不同的淬火工艺匹配5%Cr材质可以达到20－50mm的淬硬层深度;其次在选择轧辊材质的时候还有考虑到轧制的工作条件和轧制产品的要求,如在轧机的开工初期,建议选用抗事故性能较好的2%Cr材质,而在正常运营之后,可以考虑高铬深淬硬层材质,另外3%Cr和5%Cr轧辊其硬度均匀性更好,所以在轧制高要求板材是可优先考虑.

4.冷轧辊材料的冶炼过程有哪些？

冷轧辊材质一般为中高合金的高碳铬钢,加上轧辊使用条件为重载高疲劳,所以对钢冶炼的要求较高,通常大型锻钢轧辊材料的冶炼过程包括电弧炉冶炼,主要以达到钢的各种化学成分,控制有害元素的含量;电弧炉的钢水有时还要经过炉外精炼,用以调整钢的化学成分,消除钢中的过高的含气体量;要求较高的材质通常还采用电渣重熔,即在保护电渣下将轧辊材料重新靠电弧产生的高温熔化,形成小熔池,让钢中的有害元素和和夹杂物飘浮到钢渣中,然后在周边水冷条件下快速结晶,形成较为致密的组织.因此,经过电渣重熔的轧辊材料,夹杂物含量低,结晶致密,因而性能良好.

5.锻钢冷轧辊在制造过程中的热处理内容有哪些？

一支冷轧辊在制造过程中要经历多次热处理。钢锭铸造出来后，为了减低钢中的偏析，须进行扩散退火；锻造后的辊坯须球化退火和扩氢退火，以减少钢中的含气量，改善碳化物在基体中的分布；粗加工后要进行调质热处理，让轧辊心部获得良好的综合机械性能，并为后道热处理提供组织准备；最后是辊身淬火热处理,通过整体或者表面加热,将轧辊辊身的表面层或者整体加热到钢的奥氏体转变温度以上,保温一定时间,然后快速冷却,使轧辊表面形成高硬度的马氏体层,再通过低温回火,来调节轧辊的表面硬度和残余应力.另外,有些轧辊还需要轴承档的局部热处理以达到一定的硬度.

6.轧辊的冷处理是什么,有什么作用?

轧辊冷处理是将淬火以后回火以前的锻钢轧辊,放入-40至-120低温槽进行深冷保温的一个工艺过程.

随着钢中合金元素的增加,钢的马氏体转变终了温度降低,这样,3%Cr 以上材质的锻钢轧辊,经过常规水冷淬火后,还保持着很高的残余奥氏体量,过高的残余奥氏体对轧辊的性能有害,通过深冷过程,让部分残余奥氏体分转变成马氏体,所以,轧辊冷处理是淬火的延续.目的是调整钢中的残余奥氏体,提高轧辊的淬火硬度.

7．轧辊辊身最终热处理是如何进行的?

轧辊的最终热处理通常指轧辊的辊身淬火，它是制造轧辊的关键工序,通过最终热处理，辊身形成适合冷轧工况的回火马氏体。根据淬火加

热方式的差别，常用的工艺方法包括整体加热法和表面加热法两种。整体加热是将轧辊预热后在不同加热介质的加热炉中进行加热，使得整个轧辊表面及内部均达到需要的奥氏体化温度，然后快速冷却。该法的特点是工艺方法比较简单，控温较容易，但存在淬火变形大，内应力大，容易产生开裂等质量问题。

表面加热尤其是感应表面加热轧辊淬火是目前国内外大型锻钢轧辊制造过程中普遍采用的热处理加热手段。根据加热电源频率的差别,常用的有低中频,工频和双频加热等几种.在专用的淬火机床上,经过预热的轧辊,经过通电的感应圈内时,由于电磁感应,在其表面形成感应电流,从而使得表面被加热.通过测温反馈,调整功率来调节加热温度,该工艺的特点是加热迅速,工艺装备复杂,淬火层非分布合理,内应力小.

8.冷轧工作辊的典型技术要求是什么？

答：不同轧机对轧辊要求有差别.下列为一般带钢轧机工作辊的技术要求:

①辊身硬度不均匀性2-3HS；

②半径方向淬硬层深度≥15mm；

③辊身金相组织：马氏体＋细小分散碳化物＋残余奥氏体；

④辊身碳化物分布均匀,网状小于2.5级；

⑤淬硬层中的奥氏体含量≤15％；

⑥软带宽度≤60mm。

9．锻钢冷轧工作辊制造工艺流程有哪些?

根据轧辊工况的不同和各个制造厂家工艺方法的不同,轧辊制造流程有所不同，一个完整的轧辊制造流程包括：

产品设计→冶炼（EF、EF＋LFV）→炉前检测→保护浇铸电极→电极退火→电极表面清理→ESR铸锭→高温扩散→锻造→(正火)→球化扩氢退火→辊面粗车（割试块）→检验（UT、低倍、高倍、尺寸、外观）→入库→领料→粗加工→超声波探伤→调质处理→硬度检验→半精加工→辊颈表面及止推端面淬火及回火→辊颈硬度检验→半精加工→超声波探伤→辊身表面淬火（+冷处理+低温回火）→辊身硬度检验→精加工→检验→入库→防锈、包装→运输。

10.冷轧辊材质中各合金元素的作用是什么?

答：在86CrMoV7工作辊中，C是钢中的重要合金元素,作用主要是通过固溶在钢的基体中,起到对钢的强化作用;同时部分碳和钢中的其他碳化物形成元素形成碳化物,分布在钢的基体中,起到强化和增加耐磨性的作用.Cr的作用是增加淬透性，提高钢的强度和抗蚀性能,同时他和碳形成M3C或者M7C3型碳化物,有效的增加轧辊的耐磨性能；Mo的作用是为增加轧辊的淬透性，显著提高钢的强度，消除轧辊回火脆性；V的作用是为细化钢的组织晶粒，增加轧辊的淬透性和强度,同时通过细化晶粒来增加材料的韧性和塑性。