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熱軋輥用鋼性能要求及發展方向

  金屬材料種類不同、軋制方法不同、軋機不同,對軋輥特性要求也不同。因此軋輥的種類很多。軋機也因金屬材料成形后形狀的不同(板、管、棒、線)而不同。有的軋機安裝了不同種類的軋輥,在軋制中使用不同類別的軋輥。以下主要對熱軋薄鋼板軋機用的、與軋件直接接觸的工作輥進行說明。

  熱軋輥制造方法

  軋鋼生產用的軋輥可用鍛造、鑄造、粉末燒結等方法制造。熱軋工作輥主要是鑄造軋輥。過去的軋輥不是復合結構,而是單一材質。為使軋輥高性能化,軋輥發展為外層材質自由度高的復合結構軋輥。復合軋輥的鑄造方法主要是離心鑄造法和連續澆注成形復合法。離心鑄造法軋輥內層是球墨鑄鐵,連續澆注成形復合法軋輥內層是鑄鋼。冷軋工作輥主要是鍛造軋輥。鑄造軋輥、鍛造軋輥都有多種材質。根據材質采用相應的軋輥制造方法。軋輥在軋制使用后由于磨耗、磨損使軋輥表面性狀發生變化,這時用研削等方法將軋輥表面的劣化層去除后可繼續使用。

  熱帶軋機軋輥性能要求

  熱軋帶鋼機組分為粗軋段、精軋段。精軋段又分為前段和后段。因為熱軋是在高溫下進行的軋制,所以要求軋輥具有高溫下的耐磨耗性。因此軋輥主要用材是含有大量碳化物的鑄造材料。粗軋段軋輥的軋制負荷大、熱負荷也大,所以軋輥用材應是含有大量碳化物的鑄造材料。但從精軋開始,可以將各機座軋輥的用材改變為碳化物含量較少的材料。利用碳化物的鑄造軋輥一般是具有復合結構的軋輥。軋輥外層選用硬質材質,以使軋輥外層具有耐磨耗性和抗桔皮性。軋輥內層選用強韌性的材質,以使軋輥不因扭矩和壓下力而發生折斷。粗軋段的壓下率大、軋制負荷大、軋材溫度高,所以粗軋輥使用強度高、耐熱性好的材質。而精軋軋輥使用耐磨性和抗桔皮性好的材質。此外,精軋后段用軋輥還要具有耐事故性的材質。即在精軋后段發生軋制事故時,軋輥不產生深裂紋而導致損壞的特性。

  軋輥用鋼發展方向

  精軋機組前段軋輥強調耐磨性和抗桔皮性,過去使用高Cr鑄鐵材質軋輥,但從20世紀90年*始使用高速鋼材質軋輥,F在日本的精軋機組前段軋輥基本上使用高速鋼材質軋輥。目前高速鋼材質軋輥的使用不斷擴大,但在不同國家和地區,高速鋼材質軋輥的使用率有一定差別。高Cr鑄鐵主要作為冷作耐磨鑄鐵用于各種用途。刀具高速工具鋼的碳含量約為1%,而鑄造軋輥用高速鋼的碳含量較多,約為2%。粗軋段軋輥材料為高速鋼,也利用高硬度的碳化物獲得耐磨性,為此,也提高碳含量。添加Mo、W,使鋼在回火時基體產生二次硬化,提高耐熱耐磨性。這種做法軋輥高速鋼和高速工具鋼是相同的。精軋后段的軋輥要求具有良好的耐磨性和抗桔皮性。過去用材是高合金鋼。高速鋼的耐磨性是高Cr鑄鐵和高合金鋼的3-5倍,所以精軋后段軋輥也改用高速鋼。但在至后一架精軋機沒有改用高速鋼,原因是這一架精軋機會發生軋制事故引起軋輥裂紋損壞的問題,高速鋼軋輥的裂紋損壞程度和抗事故性都不如高合金軋輥。為了提高高合金軋輥的耐磨性,在鋼中添加V等合金元素,利用高硬度碳化物MC提高耐磨性,這種軋輥是改進型高合金軋輥。高合金軋輥和改進型高合金軋輥的C含量較高,為3%左右,所以,改進型高合金軋輥中的碳化物,除了MC,主要是滲碳體。此外,改進型高合金軋輥的組織中有面積率為百分之幾的石墨,在軋制事故發生時,可對鋼板熱黏結起潤滑作用。此外,還有在改進型高合金軋輥用鋼中添加4%左右的Ni,使基體形成貝氏體或馬氏體,提高基體的耐磨性。精軋前段軋輥因使用高速鋼提高了軋制效率。但后段使用改進型高合金軋輥,存在軋制效率低的問題。目前正在進行更優良性能改進型高合金軋輥的開發。

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