冶金轧辊的分类及选材

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
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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。
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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
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
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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。
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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。
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40-50HSD的铸钢 轧辊，也有的国家采用硬度为60-70HSD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，这是由于支承辊与工作辊接触的部位承受极大的 压力，每个轧制周期都出现加工硬化，如果不能及时去
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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。
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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60-70HSD。
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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27-35HSD，而改用 合金球铁轧辊，硬度可达到43-48HSD，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。
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。
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。
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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50-55HSD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7075HSD。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。