热轧板带生产中高速钢轧辊的使用及改良

【摘 要】本文对高速钢轧辊在热轧板带生产中的应用进行研究分析，并且借助耐磨性、化学成分、抗热烈性以及力学性能等特点对高速钢轧辊的广阔前景进行了预测，同时也针对高速钢轧辊在热轧板带生产中所存在的问题提出了解决方法以及良好建议。

【关键词】高速钢；工艺；着色探伤；高铬铸铁；表面波探伤

前言

高铬铸铁材质一般用于铸造热板带连轧厂精轧机前端机架的工作辊，它是通过轧辊与高温带钢接触同时在工作辊表面形成一层具有高硬度和耐磨损的高铬氧化膜，用来提高轧辊的使用寿命。形成这层氧化膜的过程是一个动态的过程，冷却条件和轧制状况的好坏会直接影响氧化膜的密度和厚度。因为整个过程很难掌握，因此很难满足氧化膜的形成条件。所以，在进行高速钢轧辊在热轧板带生产时会有氧化膜脱落的现象，这就直接影响了带钢的表面质量和轧辊的使用寿命。

1 高速钢轧辊的改良

通过改变轧辊的化学成份，改善基体组织形态，可以提高轧辊的耐磨损能力。经过十几年来该技术的更新、完善，高速钢轧辊己经开始用于热板带精轧机组。这一新技术与工艺结合应用，不但对产品质量有一定的提高，而目在生产成本的降低方面上也取得了十分明显的效果。高速钢轧辊的力学性能见表，高速钢轧辊的辊芯与轧辊外层的结合是无缺陷的冶金结合，所以高速钢复合轧辊辊芯的抗拉强度高，结合层强度高，这样可以提高轧辊的弯曲负荷，从而可以使板材获得较好的板形。高速钢与高铬铁轧辊下机后的状态对比

良好的耐磨性

通过横向对比，在同一机架、同样的使用状态下，高速钢轧辊表现出良好的耐磨性。在轧制相同钢种、相同产品规格、相同轧制量下所现出的不同的轧辊表面见图1。通过单次下机测量磨损曲线得出，高速钢轧辊的磨损值大约为高铬铸铁轧辊及表现出良好的耐磨性。基于下机后的高速钢轧辊表面的良好状态，我们便增加轧辊单次磨削后的使用次数。这不但相应减轻了磨床的工作负荷，同时也降低了生产成本，并目高速钢的毫米轧制量与高铬钢相比有了很大提高，约为原来的26～28倍，性价比大大提高速钢由于其特有的组织特点，能有效地抑制裂纹的产生和打一展。在实际使用中发现，高速钢轧辊的确具有比高铬铸铁轧辊更好的抗热裂性，见图2高铬铸铁与高速钢轧辊抗热裂性的金相图对比。这样，若发生一般的生产事故，就可以通过常磨削量或附加很小的磨削量来消除事故带来的影响，使处理过程更为简化，而目节约成本。

高速钢轧辊的磨擦系数为0.4～0.44平均比高铬铁轧辊高。当高速钢轧辊布置在F，机架时，可明显改变咬入状态，但会使轧制力有所提高。我们可结合工艺的使用，使高速钢轧辊在使用时的轧制力降低。

2 高速钢轧辊使用的优化及检测

由于高速钢价格昂贵，这就要求我们无论在磨削、上机使用、下机及事故后的检测更为认真对待。

2.1 高速钢轧辊的磨削优化

由于高速钢轧辊耐磨性好，硬度及磨擦系数高，直接给磨削及质量控制带来了一定困难。如磨削效率的降低，磨削时易产生振痕，辊型控制困难，以及粗糙度重新确定等。对此，可通过厂家重新选择砂轮材质，通过调整砂轮硬度、粒度等各项参数，就能大大提高磨削效率。在控制磨削质量方面，可通过优化磨削参数，如控制精磨时的进刀量及磨削电流，使用周期变速控制技术和控制光磨道次及光磨电流等，使高速钢轧辊上机时表面质量完全达到生产要求。

2.2 工艺的使用

在精轧机组中采用油轧制的日的是为了降低轧制力，减少轧制能耗，减少轧辊磨损，降低辊耗，改善轧辊表面状态，提高带钢表面质量。为改善轧制状态，提高产品表面质量，应该投入工艺系统。工艺使油水混合，将混合后的油水用喷嘴喷向轧辊表面。形成一定浓度的乳化液作为剂，使用时工作辊冷却关闭，将剂喷洒在入日侧工作辊表面上，在轧辊与板带接触时形成连续、均匀、牢固的油膜，以降低工作辊与板带的磨擦系数，降低轧制力，减轻轧机震动，减少工作辊的磨损，并目这一技术与辊缝喷淋（抗氧化膜脱落）配合使用，能够有效减轻工作辊氧化膜脱落，降低变形区内工作辊表面的温度，减轻工作辊的热循环应力，从而可扣J制裂纹的产生。

在实际生产中，工艺与高速钢轧辊配合使用，不但消除了高速钢轧辊磨擦系数高带来的轧制力增大，而目它们共同作用能改善产品质量、降低辊耗及能耗等，表现出了十分明显的效果。

2.3 高速钢轧辊的检测

为保证高速钢轧辊常工作状态，必须对其进行严格的检测。高速钢轧辊的意外情况一般来自两个方面，一是生产事故的影响，一是机械碰撞的影响，当发生碰撞时在轧辊表面有时会产生机械裂纹。

当发生堆钢事故时，由于高速钢轧辊有良好的抗热裂性，若操作工反应迅速，处理及时，一般不会产生表面裂纹。但有时也会因堆钢冲击而造成工作层脱离、原始缺陷打一展的情况。这样就必须在事故后用涡流探伤进行表面缺陷检测确认。一旦发现裂纹就必须磨净，用超声波探伤对工作层进行检测，确认没有缺陷或所存在的缺陷在安全范围内没有扩展等。另一种方法就是用表面波探伤来代替涡流探伤。当检测到裂纹后，配合着色渗透探伤或磁粉探伤方式，对裂纹进行确认，并再用斜探头确定其深度，确定适当的磨削量，对轧辊进行处理，保证轧辊正常工作。

高速钢轧辊虽然有良好的抗热裂性，但对机械裂纹十分敏感。一旦出现机械裂纹，就必须磨净，否则就会在生产时出现轧辊剥落、掉块甚至断辊的危险。因此，在轧辊发生机械碰撞时，要及时进行涡流探伤或表面波探伤，保证没有机械裂纹的存在，确保生产的安全性。

2.4 PC FC板型控制优化

由于高速钢辊的物化性能不同于高铬辊或ICDP辊，因此必须进行辊型的调整。物化性能卞要指热膨胀系数、摩擦系数、弹性模量及硬度等。当轧制结束后立即停水，并记录停水时间，然后将高速钢轧辊换下。从停水时间开始算起，大约2ML后测量温度。以辊身中间为坐标原点，分别向两侧取点，每10ML一个测量点将辊身等分为21等份，测量每点的温度。根据测量值绘制辊身温度分布图，反馈给一级，优化温度模型，然后将工作辊吊至轧辊间进行空冷。当空冷至室温后，由磨床测量下机后的磨损曲线，然后反馈给PC FC，对其磨损模型进行优化。

3 结论

不断应用新技术提高轧材质量和精度，降低生产成本，是当今轧制技术的发展方向。我国当前高速钢轧辊使用处于初级阶段，在磨削、生产、检测以及PC FC优化等各方面取得了一定的经验。高速钢轧辊有良好的耐磨性、抗热裂性，能改善产品质量、降低生产成本等。但同时也存在一些缺点，如磨擦系数较高导致轧制力的增大、对机械裂纹的敏感、较低的磨削效率、磨削质量控制困难等。只要我们不断总结高速钢轧辊的使用经验，将可进一步提高轧泪L利用率、改善板带表面质量，降低生产成本。

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