离心铸造高速钢轧辊(离心轧辊铸造新技术)

轧辊相关介绍

轧辊知识简介

一、 铸铁系轧辊

铸铁系轧辊的含碳量在2.5%—3.5%左右，按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.

1、普通铸铁轧辊

普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊，中、低合金无限冷硬铸铁轧辊，中低合金球墨铸铁轧辊，冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层，硬度高、耐磨性好。冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，其辊身工作层基体组织中存在着石墨，并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。

2、高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊

无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层集基体组织中存在着均匀分布的石墨，石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高，硬度随之降低，因此，辊身工作层与芯部没有明显的分界线，也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，采用全冲洗（溢流法）或离心复合浇注工艺生产。高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗热烈性，被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊。

3、 高铬复合铸铁轧辊

高铬复合铸铁轧辊是以含铬12-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质，一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质，采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能，被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机精轧

4、合金球墨铸铁轧辊

合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布，所以抗拉强度大，可经受重载荷，耐磨损性很好。基体组织为碳化物及珠光体或针状体，合金球墨铸铁轧辊按辊身基体组织大体可分为两类：珠光体球墨铸铁轧辊和针状体球墨铸铁轧辊，合金球墨铸铁轧辊一般采用整体铸造，但针状体铸铁轧辊由于合金含量高，铸造应力大，可采用离心复合浇注工艺，获得理想的综合使用性能。合金球墨铸铁轧辊具有良好的抗热冲击和耐磨损性能，被广泛应用做大型初轧机、型钢轧机、棒材连轧机和大型无缝管轧机用辊。

二、 铸钢系轧辊

铸钢系轧辊可分为两类：钢轧辊（含碳量0.4-1.4%）和半钢轧辊（含碳量1.4-2.4）钢轧辊含碳量低，故硬度较低，其组织一般由铁素体和珠光体组成，随着含碳量增加，铁素体量减少，珠光体量增加。为提高硬度，可加入Cr、Ni、Mo等合金元素，或者进行特殊热处理，由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性，适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机，也可用做支撑辊。如进行特殊热处理，得到HS90以上的高硬度，亦可用做冷轧工作辊。

半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间，其组织主要由珠光体构成，并含有一定的碳化物，因此，其强度比铸钢轧辊稍高，比铸铁轧辊低，其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的更主要特点是内部硬度降落很小，因此，特别适用于制造深孔型轧辊，同时广泛应用于型钢轧机粗轧和精轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊。半钢轧辊材质中若增加硅含量，通过石墨化处理，具有高的抗热裂性和强韧性，作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢连轧机立辊，可获得良好的轧制效果。

1、 合金铸钢轧辊依其化学成分和热处理工艺，可使辊身外层基体组织为珠光体及贝氏体。珠光体可以是片状或球状，或是索氏体类型回火索氏体不仅具有高的强韧性，而且具有优良的抗热裂性，尤其是带位相的回火索氏体组织还兼有优良的耐磨损性能，故用于初轧机时，轧制效果良好。合金铸钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性，一定的耐磨性和抗热裂性，主要用于初轧机的开坯轧辊和型钢轧机粗轧辊。

2、 铸造高铬钢轧辊

高铬钢轧辊是以其高铬钢（C:0.5-1.5%、Cr:8-15%）为辊身外层材质，以球墨铸铁为芯部材质，采用离心复合浇注工艺生产的，由于其辊身外层具有比高铬复合铸铁材质更加富铬的基体组织，耐磨性极好，此外，由于高铬钢轧辊辊身工作层基体组织中的碳化物含量较低，使其具有优良的抗热裂性，基于此，高铬钢轧辊是目前热连轧机粗轧辊选材的发展趋势。

3、离心复合高速钢轧辊

高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性，同时其高的耐磨性及红硬性可大大延长轧辊寿命，提高轧材质量，可用于热带连轧机精轧前段工作辊。

4、 半钢轧辊

半钢轧辊含碳量通常为1.4-2.4%，机械性能处于处于铸钢和铸铁之间，具有硬度降落小，耐磨性能高等特点，广泛用于型钢轧机粗轧和中轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊，当半钢含碳量大于1.9%时，称之为高碳半钢，高碳半钢由于碳含量较高，基体组织中存在有共晶碳化物和伪共晶碳化物，被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和精轧机架用辊。半钢轧辊用做热轧辊时，为提高耐裂性，成分中增加硅含量，成为石墨铸钢轧辊，集中了铸钢和铸铁二者的优点，大量用于钢坯热连轧机轧辊和型钢轧机轧辊。

三、 锻钢系轧辊

锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷轧以及有色轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势。

按使用条件，锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊，锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊，锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高，辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量，辊身具有一定的淬硬层深度，具有高的抗事故能力，为此，对轧辊的原始组织要求很严，一是纯净的冶金质量，二是组织的均匀性。我国目前主要使用含铬2%左右的冷轧辊材质，HS90以上的工作层在10mm左右，而新开发的含铬5%的Cr5系列冷轧辊， HS90以上的工作层在30mm以上，Cr 5系列冷轧工作辊在各方面体现出的优良性 能，必将逐步替代传统上使用的Cr 2系列冷辊，成为冷轧工作辊的发展方向。

轧辊制作流程？

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轧辊基础知识(一)

1-什么是轧辊，轧辊的种类有哪些？

轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。

轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊；按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。

冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流（全冲洗法）复合铸造、离心复合铸造三种，此外还有连续浇铸包覆（CPC－Continuous PouringProcess for Cladding）、喷射沉积法、热等静压（HIP－Hot Isostatically Pressed）、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。组合轧辊主要是镶套组合轧辊。

2-什么是整体轧辊？

整体轧辊是相对于复合轧辊而言的，整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成，辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理e799bee5baa6e78988e69d8331333236386238工艺过程来控制和调整。

锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。

3-轧辊按材质主要分为哪几种类别？

轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。

4-什么是铸造轧辊，铸造轧辊主要有哪些种类？

铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。

铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类；按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。

5-哪些轧辊适合于整体铸造生产？

初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧板带钢轧机破鳞和轧边机、型钢**轧机的轧边机，还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊，大多采用整体铸造方法生产，这类轧辊使用层较厚，孔型较深。另外，热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。

整体铸造轧辊的工艺方法相对简单，制造成本低。

6-什么是复合铸造轧辊？

复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成，辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。复合铸造方法有半冲洗复合铸造、离心复合与溢流复合三种，复合铸造轧辊需要特殊的工艺装备，工艺相对复杂，控制难度大，需要较高的制造成本。

7-复合铸造适合于哪些轧辊的生产？

复合铸造适合于生产那些工作负荷大、轧材质量要求高的轧辊。这类轧辊辊身和辊颈性能要求相差悬殊，辊身表面硬度要求高，辊颈又要求较高的强度和韧性。例如热带连轧机的工作辊、支撑辊；中厚板、宽厚板轧机的工作辊；平整轧机的工作辊和支撑辊；型钢**轧机的辊环；小型型钢、棒线材轧机的精轧辊及无缝钢管轧机连轧管轧辊和张减径辊环等cr12mov模具钢。

近几年离心复合高铬铸铁小立辊在国内外热带连轧机上得到越来越多的采用，表现出优良的耐磨性，明显延长了换辊周期。

8-什么是铸钢轧辊，铸钢轧辊有哪些品种？

碳含量小于2．2％的铁基材料铸造的轧辊统称为铸钢轧辊。其中合金元素总量不大于0．8％的铸钢称为碳素钢；合金元素总量大于0．8％的铸钢称为合金铸钢；碳含量不小于1．3％的合金铸钢称为半钢。

铸钢轧辊主要品种有碳素铸钢轧辊、合金铸钢轧辊、半钢轧辊、石墨钢轧辊、高铬钢轧辊、复合铸钢支撑辊、高速钢轧辊、半高速钢轧辊等。

9-什么是碳素钢轧辊，其组织特点有哪些？

碳素钢轧辊是一种合金含量较低（不大于0．8％）的亚共析钢成分轧辊，如 GB1503—89《铸钢轧辊》中列出的Z－U70、ZU80、ZU70Mn等，为我国早期使用的一种铸钢轧辊。其基体组织为珠光体，但基体组织中存有大量的块状或条状铁素体，降低了基体的冲击韧性，同时耐磨性也较低。目前国内横列式型钢轧机、复二重线材轧机和个别钢坯连轧机仍在使用碳素钢轧辊，已趋于淘汰。

10-什么是合金铸钢轧辊，其组织特点是什么？

合金铸钢轧辊是一种成分在共析钢及过共析钢范围，合金含量大于0.8%的铸钢轧辊，其碳含量一般在0.4%－1.3%之间，并含有一些铬、镍、钼、钒等合金元素，其基体组织通过正火+回火热处理过程，一般控制为索氏体及回火索氏体。典型材质如：60CrMnMo、65CrNiMo、70Mn2Mo、75CrMo、75CrNiMo等。

合金铸钢轧辊的基体组织以珠光体类型为主，含有少量的碳化物，硬度范围在 HS 35-50；由于基体中含有少量二次碳化物，因此较碳素钢轧辊耐磨性大有提高，同时由于消除了基体中的块状条状铁素体，所以轧辊的冲击韧性得到提高。合金铸钢轧辊的性能特点是强度高、韧性好，具有很好的咬人性、抗热裂性和抗冲击能力。

合金铸钢轧辊的材质有降低碳含量、提高合金化程度的趋势，井采用多种微合金化技术，同时进一步提高冶金质量，使合金铸钢轧辊能够更好的满足不同轧机的使用需要。

11-合金铸钢轧辊主要用途有哪些？

方／板坯初轧机、大型型钢开坯和轨梁轧机的粗轧、板带钢二辊粗轧机和破鳞机架的大立辊以及型钢、棒线材轧机的粗轧机等使用合金铸钢轧辊。

整体铸造和复合铸造的支撑辊均属于严格意义上的合金铸钢轧辊，根据硬度要求控制碳含量和加入不同的合金元素，制作支撑辊的合金铸钢材料，含有较高的铬、钼、钒等合金元素，随着合金含量的增加，基体组织由索氏体转变为贝氏体或马氏体，同时含有高硬度的二次碳化物，硬度范围为 HS 55－70，具有优良的耐磨性和抗剥落能力。

12-合金铸钢轧辊的生产工艺和过程是怎样的？

合金铸钢轧辊大多数为整体铸造轧辊。传统生产工艺采用辊身冷型挂砂、底注和正火回火热处理，主要用于生产碳素钢轧辊和普通3辊式型钢轧机、复二重棒线材轧机等使用的普通合金铸钢轧辊。为了强化合金铸钢轧辊的辊身性能，以获得良好的辊身工作层铸造组织，大部分由冷型挂砂改为冷型喷涂料，冒口补缩采用电加热工艺，随着轧辊合金化程度的提高，轧辊热处理增加了高温扩散和球化等工艺手段。

合金铸钢轧辊生产工艺流程有两种：一是冶炼—铸造—热处理—加工—性能、探伤等检测—成品；二是冶炼—铸造—粗加工—热处理—精加工—性能、探伤等检测—成品。

1986年国内引进了德国GP（Gontennann一Peipers Gmbh）轧辊制造技术，采用无流浇铸工艺生产大型方／板坯合金铸钢初轧辊。该轧辊成功地应用在宝钢Φ1300mm l号初轧机上。

1997年马钢和莱钢分别从德国、日本引进了年产60万t和50万t的型钢**轧机，近几年我国多家钢铁企业相继引进投产了型钢**轧机。根据型钢**轧机合金铸钢 BD（Break Down）轧辊的结构及特殊的使用条件，国内依然应用无流浇铸工艺配合电加热冒口在静态铸造；条件下生产，使合金铸钢BD轧辊在凝固过程中实现顺序凝固，铸态获得致密的心部组织，从而发展和提高了合金铸钢轧辊的制造技术。

13-轧辊常用的热处理类型有哪些？

轧辊常用的热处理类型有去应力退火、等温球化退火、扩散退火、正火、回火、淬火、深冷处理。

14-冶金铸钢轧辊为什么要经过高温扩散处理？

铸钢轧辊凝固时由于存在树枝状结晶，所以会造成合金成分的晶内偏析，这种偏析是由于轧辊凝固过程中辊身上下、内层外层不能实现顺序依次凝固而造成的。轧辊辊身直径越大，辊身长度越长，凝固温度梯度越大，所造成的合金凝固偏析越严重。随着合金铸钢轧辊合金含量的增多，凝固时产生的偏析指数增大，造成的成分不均匀程度也越大。因此，为了使合金元素的原子充分扩散，得到成分均匀的奥氏体组织，需将高合金铸钢轧辊加热到Ac3以上150－250℃保温一定时间，此种热处理手段称之为高温扩散处理。

15-合金铸钢轧辊为什么要进行球化退火热处理？

合金铸钢轧辊进行球化退火热处理，主要是为了改善轧辊的切削性能，提高切削效率并为后续的淬火处理做好相应的组织准备。球化退火处理使组织中的碳化物由片状转变为球状，亦即在铁素体的基体上均匀地分布着球状或粒状碳化物，成为球状珠光体组织。生产中选择球化温度，一般略高于Ac1临界点。温度过低则所需的球化时间过长，温度过高则会导致粒度粗细不等的粒状珠光体出现。

16-合金铸钢轧辊为什么要进行淬火热处理？

合金铸钢轧辊淬火是将其加热到临界温度（Acm或Ac1）以上，保温一定时间使之充分奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷速急剧冷却到贝氏体转变区，从而使辊身工作层获得贝氏体组织的热处理过程。

合金铸钢轧辊进行淬火热处理的目的，主要是为了使轧辊工作层获得良好的适用组织，充分发挥合金元素在轧辊中的作用，提高辊身工作层的硬度及耐磨性。淬火就是热的钢铁放入水中冷却北京有家 京冶钢诚 乔工