高速钢轧辊的应用发展概况

高速钢轧辊的应用发展概况


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  铸造高速钢轧辊应用于轧钢生产始于1988年,当时用在日本一家带钢热连轧机上。随后美国和欧洲也开始引入铸造高速钢轧辊技术。铸造高速钢轧辊最初用于带钢热连轧机精轧机前段代替高铬铸铁轧辊,后来精轧后段和粗轧段、线材、棒材及冷轧带钢轧机上也开始使用铸造高速钢轧辊,并获得了满意的效果。日本新日铁公司用CPC法生产的铸造高速钢复合轧辊具有很高的耐磨性。使用铸造高速钢轧棍后,单位毫米过钢量明显提高,换辊次数显著减少,轧辊研磨量减少。主要原因是高速钢轧辊含有MC和M6C等高硬度碳化物。再加上高速钢轧棍的基体组织是由稳定、高硬度的马氏休构成以及良好的淬硬、淬透性,使得高速钢轧辊的硬度降明显小于其他轧辊,这些特性可保证轧辊在整个工作期间都具有良好的耐磨性。

  为了提高钢管轧机生产效率和降低轧辊辊耗,在钢管轧机上采用高速钢轧辊也是相当成功的。高速钢轧辊具有优异的耐磨性和抗表面橘皮状缺陷,使用寿命比传统材质轧辊提高6-10倍,而且无粘钢现象发生。加拿大Dofasco公司自1993年试用铸造高速钢轧辊以来,使用比例不断提高,目前F2、F3和F4机架上已全部采用铸造高速钢轧辊。使用高速钢轧辊后,轧辊消耗明显减少,轧机作业率明显提高,F4机架的平均过钢量从1992年6月的360 t /h提高到1994年11月的490 t/h,带钢表面质量提高了20%。日本日立公司生产的半高速钢复合轧辊也在轧机上取得了良好的使用效果,与常规的含5.0%Cr和含10.0%Cr的整体锻钢轧辊相比,半高速钢轧辊的磨损少,疲劳层浅,因而轧辊消耗显著减少,生产相同数量的冷轧带钢,轧辊消耗量仅为5.0%Cr钢的21%。最近,南非Vanderbijlpark厂的2050热轧机上使用比利时Marichal Ketin公司开发出的新型HSS7高速钢轧辊,每毫米轧钢量提高到12000t,而普通高铬铸铁轧辊仅为5000 t。使用高速钢轧辊后,热轧带钢表面质量大大改进,因氧化铁皮致使带钢质量降级的问题减少了2/3,使用高速钢轧辊具有很好的经济效益。

  宝钢2050热带粗轧机采用半高速钢轧辊,抗热裂性、耐磨性兼优,使用寿命是原高铬铸铁轧辊的两倍以上;在精轧前架使用,其耐磨性是高铬铸铁辊的3倍,并有效地克服了斑带缺陷,可轧制高表面质量带材,延长换辊周期,提高轧机生产作业率。高速钢轧辊在158OPC轧机粗轧及精轧前段使用,也具有良好的效果。邯钢将高速钢轧辊用于CSP生产线的F2、F3机架,有时也用于F1机架,主要轧制SS400,SPHC,SPA2H等钢种,对应厚度范围分别为:1.8-6 mm, 1 .5-3 mm,3-6 mm。统计其毫米轧制量分别为10500 t,7800 t,8200 t,平均毫米轧制量达到8900 t,是普通高铬铁轧辊的2-3倍,产品表面质量明显提高;轧辊每周期可在机连续使用2一3次、减少轧辊磨削1.6次,减少磨削损失0.4 mm,正常情况下每根轧辊减少轧辊消耗25 rnm左右。钢铁研究总院选用高碳高速钢做工作层,用合金球墨铸铁作辊心,采用离心铸造方法制造的高速钢复合轧棍,具有工作层硬度高、辊身硬度均匀等特点,用于热轧窄带钢轧机的综合寿命比高合金铸铁轧辊提高10.5倍。虽然高速钢辊环硬度(HRC 65)和耐磨性都不如硬质合金辊环,但耐热裂性比硬质合金辊环好得多,其单槽轧制量可达6500 t左右,比硬质合金辊环高近l倍,一对高速钢辊环与一对硬质合金辊环的总轧制量大致相同,用高速钢辊环取代硬质合金辊环的效益很明显。此外,由于高速钢辊环单槽轧制量高,可减少换辊换槽时间,提高作业率;单件重量又比硬质合金辊环低得多,可减轻工人的劳动强度;辊环的重修只需在普通车床上加工即可,降低了加工费用。

  然而,在使用高速钢轧辊时应注意高速钢轧辊因散热性较差,在轧辊上容易形成温度差,降低轧辊使用寿命,必须加强轧辊的冷却能力,使辊面温度保持在50℃以下。另外,高速钢本身韧性低,耐事故能力低,适用于设备状况稳定的热轧机,且在轧机工作中,若发现异常,需随时停机检验,以免发生严重的断辊事故。使用高速钢轧辊时,因为工作辊硬度高,相对支撑辊也需由原来的铸钢改成锻钢。高速钢的研磨性质与传统轧辊相差很多,轧辊研磨车间的设备、研磨材料及管理作业都应进行改进,才能发挥高速钢轧辊的特殊性能。此外,及早发现高速钢轧辊使用中出现的裂纹和防止裂纹扩展亦是一项主要的工作。由于高速钢轧辊压缩残余应力比普通轧辊大,产生了裂纹也不易发现,需要在现场对已下机架的轧辊进行在线涡流探伤、超声探伤或磁粉探伤,并将发现的裂纹及时修磨干净。