高速钢轧辊
高速钢轧辊研究的进展
高 速 钢 轧 辊 研 究 的 进 展
符 定梅
符寒光
邹 德 宁
（ 京科技大学 ） 北
（ 西安交通 大学 ）
摘
要
高 速钢 轧辊具 有硬 度 高 、 硬性 好 、 红 耐磨 性 好等 优 点 ， 轧钢 行业 获 得 了 在
广泛 的应 用 。本 文综 述高 速 钢轧 辊 的成 分 、 织 、 能 、 造方 法 、 用效 果 ， 组 性 制 应 以及 在使
粗 糙 性 ， 低 轧 制力 是 有 益 的 【】 降 ｌ。 ０
年代末 ， 日本 首先 开发 了高速 钢轧 辊…。之 后不 久， 欧美各 国钢 铁企业 也纷纷 开发使用 高速 钢轧 辊【 。目前 高速 钢 轧辊 在 国外 得 到 了广 泛 应 ２ 叫
用 ， 仅 应 用 于冷 、 带 轧 机 ， 且 应 用 于 线 、 材 不 热 而 棒
（ ｎ ｅｓｙ０ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｕ ｉ ｒｔ ｆ ／ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ ｖ ｉ Ｓｅ ｏ
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联 系人 ： 寒光 ， 符 高级工 程师 ， 海市 （０９ ｏ 上海 宝山 区三村 ３ 上 ２ １０ ） ４号 ３ １ ０ 室
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同 ， 速 钢 轧 辊 的 成 分 也 有 所 差 异 ， 用 高 速 钢 轧 高 常
辊 成 分见 表 ｌ 。
轧 机 、 管轧 机 等 。 钢
CPC高速钢轧辊的成形原理是什么
CPC高速钢轧辊的成形原理是什么？
传统的复合轧辊生产主要采用离心法。
但在制造高碳、高钒型高速钢轧辊时，因碳化物与钢液有密度差，在离心力下容易出现碳化物偏析；并且辊芯部分是特厚大断面凝固，铸造组织粗大，辊芯强度无法大幅度提高。
日本新日铁公司在早期镶铸法的基础上，结合连续浇铸技术，于20世纪80年代末开发了CPC成形高速钢轧辊工艺和设备，它是集材料、工艺、设备、自动控制于一体的高新技术，目前世界上只有新日铁和日立两家公司成功用于工业化生产。
该方法与传统轧辊生产方法完全不同，是一次革命性的创新。
采用连续复合法生产轧辊，辊芯是预先制好的，可以根据强度要求选择钢制辊芯材料。
其工作原理是以锻钢或铸钢作为复合轧辊的辊芯，在其表面涂上一层一定厚度的硅系玻璃保护膜，防止辊芯表面氧化。
将熔融的复合轧辊工作层高速钢液体浇铸到垂直安装的辊芯和水冷结晶器之间，并在钢液表面覆盖上一定厚度的渣层，以减少氧化，同时对浇铸后的钢液保温。
熔融的外层高速钢液体与辊芯熔合的同时凝固，然后通过拉拔机构将轧辊向下拉。
不断浇入的钢液在水冷结晶器的冷却作用下不断凝固，并不断向下拉出，最终制成复合轧辊。
为使浇铸的外层高速钢与辊芯完全熔合，用电磁感应加热装置对钢液和辊芯进行补热和预热。
在结合过程中，辊芯表面应出现微熔，使辊芯和外层高速钢金属实现坚固的冶金结合，提高结合强度。
实际操作中须要严格控制辊芯熔化的金属量，否则外层高速钢会被稀释，轧辊性能有所下降。
高速钢轧辊
【原创】高速钢轧辊的性能与应用作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 13:46轧辊是钢铁材料生产中的重要构件，而其本身材质开发与应用也十分重要，在此简要概述一下高速钢辊材的发展与应用，抛砖引玉，请大家讨论！1，应用现状轧制过程自动化、连续化、重型化是现代轧制技术的发展方向。
近年来，随着我国汽车、家电、铁路、桥梁、建筑业的快速发展，推动了轧钢工业的迅速发展，对轧材的尺寸精度、表面质量、使用性能也提出了更高的要求，促进了轧制技术的进步，轧辊的工作环境越来越苛刻，轧辊的使用性能要求也越来越高。
如何提高轧辊的使用性能以适应轧钢的需求是轧辊工作者面临的新课题。
上世纪末，高速钢复合轧辊工业应用已经取得成功，高速钢复合轧辊是将工作层和芯部以熔铸方式复合起来的高性能轧辊，工作层具有高硬度、高耐磨性和优异的抗热裂纹性能。
采用锻钢、铸钢或球墨铸铁作为轧辊芯部材料具有较高的强韧性。
高速钢复合轧辊充分发挥了两种材料的性能优势，使用寿命比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。
目前，高速钢轧辊主要应用于热轧精轧前段机架，并逐步向后段机架推广，有可能在未来十年内完全取代高铬铸铁轧辊。
高速钢轧辊的使用可以减少换辊次数、降低辊耗和周转量，还可以提高轧制精度、实现无规程轧制，具有广阔的应用前景。
1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快，我国大型高速钢复合轧辊还处于研制阶段，关键生产工艺尚未成熟，高速钢复合轧辊的使用也仅限于宝钢等几家大型钢铁企业。
开展高速钢轧辊的制造和使用技术研究，可以为新型高速钢轧辊的推广应用奠定基础，因而具有十分重要的实用价值。
未完，待续......相关回复：作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 14:05热轧工作辊的工况条件非常复杂，承受剧烈的机械负荷、热负荷和冷却水的循环作用，因而存在多种损伤形式。
热轧工作辊承受的基本应力可分为三类：1). 机械应力：即在轧制过程中，由轧制载荷而产生的直接剪应力、弯曲应力和为了驱动轧辊克服轧制摩擦力所必需的转矩而产生的扭转剪切应力，尤其是在咬钢和抛钢瞬时产生的机械冲击负荷，加剧了机械应力的作用。
高速钢轧辊技术协议
高速钢轧辊技术协议甲方（需方）：（甲方公司名称）地址：（甲方公司地址）联系人：（甲方联系人姓名）电话：（甲方联系电话）邮箱：（甲方联系邮箱）乙方（供方）：（乙方公司名称）地址：（乙方公司地址）联系人：（乙方联系人姓名）电话：（乙方联系电话）邮箱：（乙方联系邮箱）鉴于甲乙双方在各自领域内的专业能力和资源优势，经友好协商，就高速钢轧辊的供应和技术服务达成如下协议：一、产品规格与数量1. 乙方应向甲方提供符合以下规格和数量的高速钢轧辊：轧辊直径：（具体直径范围）轧辊长度：（具体长度范围）轧辊材质：高速钢（HSUP）配套件：包括轴承、密封等2. 乙方应按照甲方的订单顺序及时交付轧辊，并确保产品质量符合相关标准。
二、技术要求1. 乙方应提供轧辊的设计图纸和技术参数，包括但不限于轧辊直径、辊身形状、表面处理方式等。
2. 乙方应保证所提供的高速钢轧辊具有较高的耐磨性和抗热裂性能，以满足连续生产线的高负荷运行要求。
三、交货与运输1. 乙方应按照约定的时间节点将轧辊交付给甲方，并承担相关的运输费用。
2. 乙方应确保轧辊在运输过程中不受损坏，否则应承担相应的赔偿责任。
四、安装与调试1. 乙方应派遣专业的技术团队到现场进行轧辊的安装和调试工作。
2. 乙方应确保轧辊的安装精度和质量，以保证生产线的正常运行。
五、培训与服务1. 乙方应提供必要的操作和维护培训，以确保甲方操作人员能够熟练掌握轧辊的使用和维护技能。
2. 乙方应提供长期的技术支持和售后服务，及时解决甲方在使用过程中遇到的技术问题。
六、质量保证与验收1. 乙方应保证所提供的轧辊在保质期内出现质量问题，负责无偿更换或修复。
2. 甲方应在收到轧辊后进行严格的质量验收，验收合格后方可投入生产线使用。
七、违约责任1. 如乙方未能按约定时间节点交付轧辊或提供的轧辊质量不符合要求，甲方有权要求乙方承担违约责任，并支付相应的违约金。
2. 如甲方未能按约定时间节点支付货款或违反本协议的其他条款，乙方有权要求甲方承担违约责任，并支付相应的违约金。
轧辊种类
轧辊分类1.合金铸钢轧辊Alloy Cast Steel Roll合金铸钢轧辊是采用电弧炉冶炼优质钢水，采用先进的铸造、热处理工艺技术制造，具有很高的强度、优良的抗热裂性、韧性、耐磨性、适用于型钢粗、中轧机，热轧带钢粗轧机架用辊及热轧带钢支承辊。
辊身金相组织为珠光体或回火索氏体。
2.半钢轧辊Adamite Rolls半钢轧辊是性能介于钢辊和铁辊之间的一种轧辊材质，含有镍、铬、钼等合金元素，其基体组织中含有一定量的碳化物，采用特殊的热处理工艺，有高的耐磨性、强的韧性和好的热抗性，最大的特点是在工作层中几乎没有硬度降落。
适合带钢热连轧机粗轧、精轧前段；棒线轧机粗轧、中轧、预精轧机架；万能轧机、悬臂轧机辊环、辊套。
3.石墨钢轧辊Graphite Steel Rolls石墨钢轧辊的性能与半钢轧辊类似，其最大特征是组织中有少量细小石磨存在。
它可以提高轧辊的热轧辊的抗热裂性能和抗氧化铁皮黏附性能，主要适用于粗轧或初轧机架。
4.高速钢轧辊High Speed Steel Rolls高速钢轧辊在高温下具有很高的硬度和耐磨性。
它是用离心方法生产的，芯部材质为球墨铸铁。
通过成分和热处理工艺控制，工作层硬度可达80-85HSC，马氏体基体上分布有钒、钨、铌、钼复合碳化物，保证了工作层硬度均一，孔型磨损均匀。
这种辊用于精轧机架，增加作业时间，改善轧材表面质量。
5.GNV轧辊GNV Rolls粗轧机架用轧辊需要一些特性相互结合，其中某些特性会相互抵消对方的作用，这些特性包括耐磨性、耐热裂性、耐冲击性、热硬度和热强度等。
过多的网状碳化物能提高耐磨性、耐冲击性，但它严重降低了断裂韧性，这在粗轧情况下，会促使热裂纹形成发展。
要减小过多碳化物的影响，又能保持耐磨性，就要加入镍、钼等合金元素，使基体形态为贝氏体/马氏体（针状），比通常的珠光体基体更耐磨。
钼元素还有助于提高轧辊高温硬度。
GNV轧辊就是采用高合金材质加上特殊热处理制造出来的，基体组织中碳化物的含量小于5%，满足粗轧机架要求。
高速钢复合轧辊的成分设计及生产工艺
轧 辊作 为轧 机 的重 要设 备 之一 ， 质 量 的好 坏对 其 生 产成 本 、 工 效 率 以及 轧 制 件 的 质 量 产 生 重 要 影 加 响。 目前 ， 用 的轧 辊 材质 有 ： 速 钢轧 辊 、 限 冷硬 常 高 无 铸 铁轧 辊 、 钢 轧 辊 以及 高 铬 铸 铁 轧 辊 等 。其 中 ， 半 高 速 钢轧 辊 与其它 常 用轧 辊 相 比具 有 碳 化 物 硬度 高 、 热 稳定 性好 、 淬透性 好 、 良好 的抗 热 裂 性 、 用 中易形 成 使 氧 化膜 、 辊周 期 长 等 一 系 列 优 点 ， 泛 地 应 用 于 黑 换 广
１ 高 速 钢 复合 轧 辊 的材 质 要 求
轧 辊 工 作 过 程 中 ， 方 面 ， 作 层 在 轧 制 力 作 用 一 工 下使 轧 制件 发 生 塑 性 变 形 ， 据 轧 制 条 件 的 不 同 ， 根 要 求 轧辊工 作 层必 须有 高 的硬 度 、 耐磨 性 和 抗 回火稳 定 性 。另一 方 面 ， 辊 在 力 的作 用 下 会 产 生 一 定 的 变 轧 形 ， 了保 证 轧 辊 不 因局 部 外 力 的 超 负 荷 作 用 而 脆 为
糙 度 的影 响 。
关 键 词 ： 速 钢 复 合 轧 辊 ； 心 铸 造 ； 削参 数 ； 面粗 糙 度 高 离 磨 表
中 图 分 类 号 ：Ｇ ３ ． ７ Ｔ ３ ３ １ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １— ７ ５ ２ １ ） ５— ０ ３— ３ １ ７ ６ ９ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
（ 中色 科 技 股 份 有 限公 司 ， 南 洛 阳 ４ １３ ） 河 ７０ ９
摘
要 ： 文 对 高 速 钢 复 合 轧 辊 的成 分 设 计 进 行 了 探 讨 ； 合 金 元 素 偏 析 和 铸 造 裂 纹 方 面 ， 轧 辊 离 心 铸 造 本 从 对
高速钢轧辊技术协议(销售合同)
高速钢轧辊技术协议(销售合同)甲方（买方）：[买方名称]地址：[买方地址]联系人：[买方联系人]电话：[买方电话]乙方（卖方）：[卖方名称]地址：[卖方地址]联系人：[卖方联系人]电话：[卖方电话]鉴于甲方有意向购买乙方生产的高速钢轧辊，乙方同意供应，双方本着平等互利的原则，经友好协商，就以下条款达成一致：第一条产品信息1. 产品名称：高速钢轧辊2. 型号规格：[具体型号规格]3. 数量：[购买数量]4. 技术标准：按照国家标准[具体标准编号]或双方约定的其他标准执行。
第二条质量要求乙方保证所提供的高速钢轧辊符合双方约定的技术标准和质量要求，并提供相应的质量合格证明。
第三条交付条件1. 交付时间：[具体交付时间]2. 交付地点：[具体交付地点]3. 运输方式：[运输方式，如汽运、铁路等]4. 费用承担：甲方负责运输费用。
第四条包装要求乙方应按照甲方的要求进行包装，确保产品在运输过程中的安全。
第五条价格条款1. 单价：[产品单价，如按重量、件数等计价]2. 总价：[合同总价]3. 价格条款：[如FOB、CIF等国际贸易术语]第六条支付方式1. 预付款：甲方应在合同签订后[具体天数]内支付合同总价的[百分比]作为预付款。
2. 交货款：产品交付并验收合格后，甲方在[具体天数]内支付剩余款项。
第七条验收与质保1. 甲方应在产品交付后[具体天数]内进行验收，如有质量问题，应在验收后[具体天数]内提出。
2. 质保期：产品质保期为[具体时长]，质保期内乙方负责免费维修或更换有缺陷的产品。
第八条违约责任双方应严格履行合同义务，任何一方违反合同条款，应承担相应的违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。
第九条争议解决合同执行过程中发生争议，双方应协商解决；协商不成的，提交[约定的仲裁机构或法院]进行解决。
第十条其他约定[双方根据实际情况约定的其他条款]第十一条本合同一式两份，甲乙双方各执一份，自双方授权代表签字盖章之日起生效。
高速钢轧辊的抗冷热疲劳性能研究
化或在 轧制过程 中辊 面剥落 、甚 至断辊 ，因此 热
轧 辊的热 疲劳 问题受到 广泛重视 ，而高速钢 轧辊
代 表 了热 轧辊材 质的发 展方 向 ，所 以 ，开展 热轧
王玉 海 ：２ ０ ０ ２年 毕业 于 中央 党 校 ，硕 士 ，现 任 设备 部 部 长
架逐渐降低 ，在 后端 机架 基本 观察 到 ，热 裂纹 垂直 于辊面 向内部发展 ，一般 来 说热 裂纹 会 引起
纹扩 展 的能力 ，尤其 是对 比试 验 效果更 明显 ；还
适用 于评 价热轧 辊 的抗 事故 能力 ，如卡 钢和 甩尾
情况下 热轧 辊材料 的抗 热 冲击 性 能 。 采 用 中频 冷热 疲劳试 验机研 究 热轧辊 材料 的
源 频率 低和热 穿透太 深 。
热模 拟试 验机采 用高频 电源 ，电流仅作 用 于
试样 表层 ，电源功率 、加热 速度 控制精 确 ，用它
传统 的磨损 （ 摩 擦 磨 损 和 机 械 疲 劳 ） 严 重 得 如 多 ，在 很多情况 下 ，更 换轧 辊是 由于辊 面质量 恶
来模 拟研究 实 际轧制条 件下 轧辊 的抗冷 热疲 劳性
利
加热 电源频率及温度等对热裂纹产生及扩展的影响 ，提 出 Ｊ高速钢轧辊的热疲劳失效 机制 。 ，
关键 词
Ｔｈ ｒ ａ ｔｇ ｅ Ｂｅ ｖ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｉ ｈ－ ｅ ｄ Ｓ ｅ ｌＲｏ ｌ ｅ ｍ ｌＦａ ｉ ｕ ｈａ ｉ ｒ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆＨ ｇ Ｓｐ ｅ ｔ ｅ ｌ ｓ
Ｗ ＡＮＧ ｈ ｉ ＺＨＯＵ Ｄａ ａ ｇ Ｓ Ｙｕ ａ ｈ ｎ ＵＮ ａ ｇ Ｌｉｎ ＢＡＩＫｕｎ ａ ＺＨ ｙｎ ＥＮＧ ｎ ｌｎ ＺＨＯＵ ｉ Ｈｏ ｇｉ Ｌ
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高速钢轧辊的特征及使用技术要求
目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，即轧辊的工作层材料采用高碳高速钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者是采用CPC工艺复合而成，与传统的M2、M4等标准类型钨钼高速钢有着本质上的区别。
在正常的轧制条件下，高速钢轧辊的使用寿命是合金铸铁轧辊3倍以上。
一、高速钢轧辊的特点
1、高速钢轧辊含碳量较高，而且含有较高的钒、铬、钨、钼、铌等合金元素，因此，轧辊组织中碳化物的类型以MC型和M2C型为主，碳化物硬度高、耐磨性好。
2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性，在轧制温度下，辊面具有较高的硬度和良好的耐磨性。
3、高速钢轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。
4、轧辊使用过程中，在良好的冷却条件下，辊身表面形成薄而致密的氧化膜，这种均匀、薄而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到显著提高。
5、高速钢轧辊在轧制时辊面氧化膜的形成，降低了轧材与辊面间的磨擦，因此在轧制过程中易引起打滑现象，使轧机调整难度增加。
6、高速钢材料膨胀系数大，导热性能好，在轧制时易引起辊形变化，影响轧材精度。
因此，高速钢轧辊在板带材轧机上使用时，不仅要改变冷却系统的设计，而且还要重新改变辊形的设计。
7、由于高速钢轧辊芯部采用合金球墨铸铁、石墨钢或者是锻钢等材料制成，因此轧辊辊颈强度高。
8、由于高速钢材料耐磨性好、抗事故能力差，因此高速钢轧辊使用效果的好坏不仅取决于高速钢轧辊本身的质量，而且更重要取决于轧辊的使用条件和轧辊的维护保养。
二、高速钢轧辊的加工
轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度相应就增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。
在加工刀具选用上，如果有条件可采用进口的立方氮化硼（CBN）或进口的硬质合金K01系列，如瑞典山特维克的HIP等牌号。
如果是国产刀具，可选用YD500或YD05或YG6A等硬质合金刀具，对于轧制螺纹钢轧辊重复使用时的车削必须采用硬质合金刀具。
高速钢轧辊的切削用量，如果是平辊外圆加工，车削速度选用10m/min左右，进刀深度选用1-3mm，进给量选用0.2-0.5mm/r；如果是孔型加工或螺纹孔重复车削，车削速度选用5m/min左右，进刀深度选用0.1-0.2mm比较理想。
对于螺纹钢的轧制，轧槽上需铣肋筋，铣床可采用飞刀铣床，铣刀可采用YD500或YD05或YTI等硬质合金铣刀。
总之，对于高速钢轧辊无论是孔型的车削加工，还是螺纹槽的铣削加
工，难度都很大，其加工工时是合金铸铁轧辊的3-4倍。
三、线棒材轧机高速钢轧辊的冷却条件及要求
在轧制过程中，对轧辊进行冷却有三个目的，一是防止轧辊过热最终导致剥落；二是防止辊面温度过高，致使辊面组织发生变化，影响轧辊耐磨性和轧材表面质量；三是延长热疲劳裂纹形成的时间和阻止热疲劳裂纹的扩展。
轧辊受热主要来自与轧件的接触，但是轧件变形对轧辊受热也有一定的影响。
通常认为轧件与轧辊接触区的温度是轧件温度和轧辊温度的平均值。
所以轧辊与轧件接触的辊面瞬间温度可达到500℃左右。
特别是无头轧制技术的引入，对轧辊承受条件的要求更加苛刻，如何使辊面温度快速冷却极为重要。
理想的冷却系统应当是呈环形分布的一系列喷嘴，这些喷嘴能保证向轧槽喷射出持续、充足的水流，在这些喷嘴中，靠近出口导卫处应为主喷嘴，从此喷嘴喷出的水量为整个轧槽上总水量的30%，喷射角度为20-30度，此喷嘴的作用是保证把冷却水迅速喷到轧槽中刚刚脱离轧件的部位上，这一点特别重要。
水压控制在0.5Mpa以上，单辊每槽水量不低于300L/min，应保证有70%-80%的水量在出口侧。
冷却水必须全部冲在轧槽内，由于下辊的冷却条件比上辊差，因此下辊的水量比上辊要适当多一些，冷却水要进行沉淀，并尽可能降低固体粒子的含量。
尽管每套轧机的轧辊水冷装置、冷却方式、冷却水量、水压及喷嘴角度都有较大的差别。
但是，降低轧辊辊面温度，保持均匀温度分布的轧辊冷却，确保辊面的冷却效果，对于提高轧辊的使用寿命和改善轧材表面质量都是至关重要的。
在冷却方式和水压相近的情况下，增加
轧辊的冷却水量对降低轧辊温度、减少辊面热裂纹具有显著的效果。
四、高速钢轧辊轧制事故处理
据统计，目前我国冶金轧辊非正常使用的消耗将占整个轧辊消耗量的30%左右，因此加强企业现场管理、严格轧制工艺、确保轧
机正常运转、减少轧制事故，对降低轧辊的消耗是极为重要的。
当线棒材轧机使用高速钢轧辊出现卡钢或堆钢时，应立即停水，迅速将上辊抬起，使轧材离开辊面并同时将堆积在下辊上的轧材立即移开，使受热的轧槽在空气中缓慢冷却，事故处理后重新生产时，必须换槽，而且要隔2-3个槽，绝对不允许使冷却水冲到或流到受热的轧槽上，如果确实无法避免而又不能换槽，则必须换辊，待其自然冷却后再重新上机使用，否则将冷却水直接浇到过热的轧槽上，轧槽必定会出现裂纹。