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关键词：9Cr2Mo；热处理；硬度 (2)
引言： (2)
一、冷轧辊的工作条件、失效分析、性能要求 (2)
1.1 冷轧辊的工作条件 (2)
1.2 冷轧辊的失效分析 (3)
裂纹的原因 (3)
剥落的原因 (3)
1.3 冷轧辊的性能要求 (3)
1.3.1 淬硬层深度的影响 (4)
1.3.2 耐磨性和抗辊印技术的影响 (4)
二、材料选择 (5)
三、加工工艺 (6)
3.1 正火处理以及球化退火 (6)
3.1.1 正火目的 (6)
3.1.2 球化退火目的 (6)
3.1.3 正火及退火工艺曲线图如下 (6)
3.2 调质处理 (7)
3.2.1 调质目的 (7)
3.2.2 调质工艺曲线图 (8)
3.3 中频淬火 (8)
3.3.1中频淬火加热前整体预热 (9)
3.3.2中频淬火 (9)
3.4 回火 (9)
3.5 冷处理 (10)
3.5.1冷处理目的 (10)
3.5.2 9Cr2Mo轧辊冷处理结果 (10)
3.6 返修处理 (11)
结论： (11)
四、轧辊失效后的修复 (11)
4.1 小面积剥落的修复 (11)
4.2 大面积剥落的修复 (12)
结论 (12)
结束语 (12)
9Cr2Mo冷轧轧辊工艺设计
摘要：9Cr2Mo是冷轧辊常用的钢号，硬度是冷轧辊综合性能的一个重要指标。如果冷轧辊的硬度过高，抗裂性就差；降低轧辊硬度，虽能改善抗裂性，但耐磨性降低。因此，设计一种具有高而均匀的硬度和足够的淬硬层以及良好的耐热性，耐磨性的冷轧轧辊具有重要意义。
关键词：9Cr2Mo；热处理；硬度；失效分析
引言：
轧辊是轧钢的主要大型工具，也是轧机上的主要消耗部件。经过几十年的发展，我国轧辊制造技术和材质品种方面有很大的发展。随着我国轧钢装备的改造和不断从国外引进先进轧机，轧机向自动化、连续化、重型化方向发展，对轧辊的尺寸精度、表面精度、机械性能要求更高。因此，为现代化轧机配备高性能的轧辊成为我国轧辊制造行业面临的新课题，而轧辊的不同性能品质又直接影响到冷轧的生产。这些来自轧机和轧制产品的需求变化，正在拉动着冷轧辊制造企业不断提高轧辊的耐冲击、耐磨、强度、韧性、抗疲劳等性能，不断开发新型冷轧辊制造和使用维护技术以适应现代轧机和生产的需求。
一、冷轧辊的工作条件、失效分析、性能要求
1.1 冷轧辊的工作条件
轧辊在使用中工作环境较为恶劣，除了压力大、摩擦发热、冷却外，带钢上有很多很硬的氧化皮，氧化皮对轧辊表面不均匀磨损，破坏了轧辊的原孔型尺寸，生产出的焊管就不能保证质量。在轧制过程中，带钢在轧辊的摩擦带动下向前运行，带钢的边角对轧辊的破坏更大，对轧辊的表面划伤较大，影响钢管的外观质量，所以轧辊必须保证高的硬度和耐磨性。宏观磨损量决定了冷轧辊的寿命。
1.2 冷轧辊的失效分析
裂纹的原因
由于冷轧辊具有很高的耐磨性和极小的塑性变形，因此，要求冷轧辊表面有较高硬度和较厚的硬化层。采用冷轧辊的材质是9Cr2Mo．经表面淬火和回火后得到HS96的表面硬度。轧辊表面非常硬而脆。同时热稳定性差，具有很高的开裂敏感性。轧辊的热冲击强度、抗拉强度和接触疲劳强度等性能直接影响轧辊的使用质量．轧辊使用过程中．遇到断带和异物进入等事故时，轧辊表面就受到热中击，而且此类故俸目前无法完全避免，所以耐热冲击性能成为冷轧的最重要特性之一。
断带或粘辊是由于钢带在工作辊之间产生大量堆积，严重时会使轧辊局部受较大压力，导致带钢和辊面产生焊合．这就使轧辊表面经受了热冲击，轧辊的损伤程度决定于事故的严重程度．产生裂纹的因素取决于轧辊的性能和使用条件。轧辊本身制造缺陷引起的裂纹出现在轧辊内部，而操作不当在表面和次表层产生裂纹。
剥落的原因
由于冷轧辊工作条件所限，高表面硬度，良好的抗热冲击性，抗剥落性和耐磨性是冷轧辊选材的主要标准，我国高硬度冷轧辊一般均选用铬旨金高碳锻钢材料，如：9Cr，Mo，9cr，MoV．9Cr，W等．铬合金高碳钢在淬火发生相变，由合金奥氏体转变成合金马氏体时，由于马氏体比客大．淬硬部位体积增大．轧辊辊面受内层拉力影响，处于压应力的控制之下，表面淬火后，表层已形成马氏体，体积膨胀．而内层心部无此变化，所以，表层对辊身有一个使体积扩大的拉力，选个拉力在金属强度薄弱区。很容易产生裂纹，随着这些裂纹的发展延伸会导致辊面剥落，严重者甚至断裂。
1.3 冷轧辊的性能要求
在冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损；高速轧制时，还会造成辊面裂纹。故应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层以及良好的耐磨性与抗裂性。
1.3.1 淬硬层深度的影响
我国锻钢冷轧工作辊材质从轴承钢(GCrl5)开始，9Cr2Mo、86CrMoV7、Cr3到现在的Cr5、半高速钢，使得轧辊的淬硬层深度越来越深，Cr5和半高速钢可以达到单边40 mm以上。目前Cr3、Cr5通过双频淬火工艺，淬硬层深度已经能够满足冷轧用户不再进行重淬处理的使用要求，可有效防止因重淬造成的精度丧失问题。另外辊坯使用电渣重熔工艺后，使得轧辊材质的组织偏析、纯净度有了很大的改善，作为轧辊非常关键指标的整个工作层的组织均匀性也有很大提高，从而保证了轧辊无论在新辊还是使用磨削以后，都有较好的硬度均匀性，保证深淬硬层轧辊的正常使用。
1.3.2 耐磨性和抗辊印技术的影响
为提高生产效率，冷轧单元对轧辊的耐磨性和抗辊印性能提出了要求，以延长轧制周期。提高轧辊耐磨性及抗辊印性能主要是通过合金化及特殊热处理工艺来实现。耐磨性主要与碳化物硬度、类型、分布、含量有关。通过调整轧辊的合金配比，改变轧辊的碳化物类型，通过特殊热处理以获得硬度更高、分布更弥散的碳化物和较有韧性的基体组织，控制残余奥氏体含量来实现轧辊的高耐磨性。目前国内已经开发出了相应的高耐磨，主要应用在平整机及连轧的后机架上。
轧辊的抗辊印原理已经被制造和使用双方共同理解。总体而言辊印的产生是一个系统问题，必须多方面采取措施才能有效解决。但抗辊印轧辊可以有效降低辊印出现的几率，在轧制汽车板、家电板等高表面质量要求的产品时效果明显。抗辊印原理主要是基体强化，提高轧辊的基体硬度，增加抗压人性能。
二、材料选择
在冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损，高速轧制时，还会造成辊面裂纹。故应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层以及良好的耐磨性与抗裂性. 因此冷轧轧辊用钢选用高碳合金钢，主要有9Cr ，9cr2，9Cr2W，9Cr2MO等。这类钢含碳量一般为0.75 -1.5 %,加入少量的合金元素,一般为3% -5%. 根据轧辊直径大小选用不同的钢号。如表1 所示.
钢中高碳含量可以保证轧辊具有较高的硬度，增加适量的铬、钼或钨等合金元素可以增强钢的淬透性与耐磨性能。同时必须限制锰、镍等元素的含量。锰、镍等元素会增加残余奥氏体。在高应力作用下残余奥氏体转变为马氏体时，造成的局部应力会产生显微裂纹。当受到交变疲劳应力作用时，这些显微裂纹会逐渐扩大，最后崩落。
冷轧工作辊用钢的化学成分如表2所示
因此选择9Cr2Mo作为冷轧辊的材料。
9Cr2Mo具有较好的塑性、焊接性能和冲击韧性，冷热加工性能及低、中温性能也很好，有一定的耐蚀性。
其力学性能为：抗拉强度 σb (MPa)：390～570；屈服强度 σs (MPa)：≤16时:≥295；＞16～35时:≥275； ＞35～50时: ≥255； ＞50～100 时: ≥235；伸长率 δ5 (％)：≥23。
如下表为9Cr2Mo 的化学成分：
表1.1.1 9Cr2Mo 的化学成分 9Cr2Mo
C
Cr Mn Mo 0.85-0.95
1.70-
2.10 0.20-0.35
0.20-0.40 Ni
P S Si ≤0.25 ≤0.25 ≤0.25 0.25-0.45
三 、加工工艺
3.1 正火处理以及球化退火
3.1.1 正火目的
正火目的是在于使冷轧辊晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低硬度。
3.1.2 球化退火目的
淬火效果均一；减少淬火变形；提高淬火硬度；提高耐磨性和抗点蚀性；抑制淬裂、淬弯等现象；
3.1.3 正火及退火工艺曲线图如下
正火处理 调制处理
回火 冷处理
中频淬火
图3.1.2 Φ＞400mm 9Cr2Mo轧辊正火及退火工艺
9Cr2Mo钢的Accm约为860℃,终锻度控制在750 ～850℃,虽然锻造时有碳化物析出, 但通过变形,大的碳化物沿变形方向被拉断;降低终锻温度,细化了奥氏体晶粒,晶界面积增大, 碳化物在晶界上分布更分散;通过喷雾冷却,抑制了奥氏体中的碳化物析出,防止了在晶界上形成连续的网状碳化物。最后奥氏体转变为细小的，片状伪共析珠光体,其碳含量高于正常珠光体的碳含量。
在球化退火过程中, 经过790+15℃保温,细小的片状珠光体中的碳化物很容易从中间熔断, 分布在不均匀的奥氏体中, 形成了大量弥散分布的碳化物质点: 经过缓冷, 奥氏体继续析出碳化物, 这些碳化物质点作为非自发核心, 奥氏体的碳富集区便成为碳化物晶核长成晶粒, 最后经过720±10℃等温, 聚集长大为一定尺寸的粒状渗碳体, 从而获得良好的球化组织。
3.2 调质处理
3.2.1 调质目的
调质处理的目的，在于消除网状碳化物，细化碳化物并使片状珠光体球化，为最终热处理做好组织准备，同时改变主动支承辊的心部组织，使其得到良好的机械性能，同时也保证辊径部位相应的硬度要求。
不同的原始组织对淬火加热的相变点、晶粒的过热倾向、奥氏体晶粒的均匀性、马氏体针的粗化程度和硬度的均匀性都有很大的影响。球状珠光体组织比片状珠光体组织在上述诸方面都表现较好的特性，如淬裂敏感性低、晶粒度长大倾向小、晶粒度均匀，淬火后可得到细针状马氏体组织及少量的残余奥氏体等等。对主动支承辊心部来说，球状珠光体组织比片状珠光体组织有较好的综合力学性能。
网状碳化物的存在，不仅使主动支承辊在最终热处理时容易淬裂，而且影响其疲劳性和韧性。锻件中严重的网状碳化物，虽然经过锻后热处理及正火和回火处理，也往往不能彻底消除，使部分片状珠
光体保留下来。采用调质处理可进一步改善组织，获得碳化物符合要求等级的球状珠光体组织。
3.2.2 调质工艺曲线图
图3.2.2 Φ＞400mm 9Cr2Mo主动支承辊调质处理
为使高碳铬钢中的碳化物较完全的溶解，充分发挥合金元素的作用，必须选择足够高的加热温度。实验证明，低于875℃的加热温度，淬火后组织中保留着大量未溶解的碳化物。高于920℃加热，碳化物虽然全部溶解，但会发生晶粒长大，淬火后得到粗针马氏体组织。在淬火时易造成较大的组织应力，容易开裂。所以最适宜的加热温度为880~900℃。淬火后可以得到细针状马氏体和少量未溶的碳化物。
调质工艺曲线见图3.2.2。调质后进行检验，硬度为262~274HB （39~41HS），硬度合格。超声波探伤检验，内部没有超标缺陷，合格。金相检验网状碳化物小于3级，大于2级，合格。
3.3 中频淬火
3.3.1中频淬火加热前整体预热
预热对淬硬层中残余应力的分布及硬度分布都起显著作用。主动支承辊淬火后，在有效硬化层与过渡区交界附近如有较大应力，在使用过程中容易产生局部剥落。淬硬层中拉应力的峰值与表层中马氏体量（组织应力）和主动支承辊淬火时截面上的温差（热应力）有关，因此通过预热，可改善残余应力的分布，采用在炉中整体加热预热。提高主动支承辊预热温度可使淬硬层大部分处于压应力状态，拉应力
显著下降。这就有利于提高主动支承辊的寿命。Φ520mm×1447mm，9Cr2Mo轧辊采用300℃保温6h整体预热工艺。
3.3.2中频淬火
经过预热的主动支承辊，装卡在功率为300kW可控硅电源的立式中频淬火机床上，感应器尺寸为Φ535mm，采用双圈加热，单圈冷却，这样既可以避免淬火软带的产生，同时又在不同程度上加深了淬硬层深度。主动支承辊中频淬火时工件旋转，感应器及喷水环上升，完成主动支承辊的中频感应淬火。主动支承辊中频淬火终冷温度应小于80℃。轧辊中频感应淬火示意图见图2.3.4。
图2.3.4 主动支承辊中频感应淬火示意图
（1）淬火设备：KGPS—300/8
（2）中频淬火参数：变压器匝比8：2，工作频率4kHz,直流电流480A，直流电压500V，中频电压700V，功率240kW，速度0.84mm/s。
（3）检验：辊身中频淬火后硬度为90~96HS。
3.4 回火
200℃左右回火，9Cr2Mo铡的洛氏硬度基本保持不变；200—300℃温度范围内回火，9Cr2Mo钢的洛氏硬度值缓慢减小，然后保持不变；当回火温度高于300℃，9Cr2Mo钢的洛氏硬度值随着回火温度
的升高明显减小。
图3.4 Φ＞400mm 9Cr2Mo主动支承辊回火工艺中频淬火后的主动支承辊要及时回火，回火后辊身硬度90~93HS，满足硬度要求。
3.5 冷处理
3.5.1冷处理目的
为提高轧辊的硬度和耐磨性，防止轧辊开裂，可以采取冷处理工艺。将淬火后的轧辊在0℃以下的低温介质中冷却到-80℃待轧辊截面冷到温度均匀一致后取出空冷，轧辊的冷处理温度一般在-40℃-80℃。对于高碳合金钢的轧辊来说，淬火冷却到室温时，大部分奥氏体转变为马氏体，但在马氏体片间仍存在少量残余奥氏体。过量的残余奥氏体会降低轧辊的强度、硬度和耐磨性。残余奥氏体是一种不稳定组织，在存放和使用过程中会缓慢地继续变为马氏体，并使体积膨胀，影响轧辊的尺寸精度，严重时导致轧辊开裂.。经过冷处理，可使残余奥氏体大部分转变为马氏体。不仅提高了轧辊的硬度精度，还可以达到稳定轧辊尺寸的目的。
3.5.2 9Cr2Mo轧辊冷处理结果
用9Cr2Mo钢制作的轧辊淬火后经过冷处理，残余奥氏体量见表4。
3.6 返修处理
主动支承辊由于某种原因被迫中断淬火，或淬火后硬度不够，需经高温回火后放得进行重淬。高温回火时，辊身表面应涂石墨油保护，或用石墨粉和水玻璃混合后涂在辊身表面，起保护作用。石墨和水玻璃的比例为1：10。高温回火返修工艺曲线见图3.6
图3.6 Φ＞400mm 9Cr2Mo主动支承辊高温回火返修工艺
结论：
由上述加工工艺得到的Φ＞400mm 9Cr2Mo冷轧辊，硬度高于90HS，耐磨性良好，抗冲击性、抗疲劳及韧性俱佳。
四、轧辊失效后的修复
4.1 小面积剥落的修复
轧制过程中，粘辊事故时有发生，有时会造成支撑辊小面积剥落。在剥落块直径小于50mm时，为减少修复费用及修磨量，可进行手工修磨，局部处理，直至消除微小裂纹，并对损坏处边缘进行修磨、倒角，
防止应力集中而出现新的剥落。如果使用一段时间后，该处不再出现新的裂纹和剥落，轧辊可以继续使用。
4.2 大面积剥落的修复
当轧辊出现大面积剥落时，为了减少损失，采取补焊的方式。首先把车削后的轧辊辊径部分刷上保护层，然后装炉预热并控制在规定温度，保温均热后用轧辊堆焊机床进行自动埋弧焊接。在焊接中继续保温。使用特殊合金钢焊丝焊后进行去应力退火，随炉自然冷却至100℃时出炉，并进行超声波检查。轧辊焊前硬度为HRC52.6，焊后硬度为HRC49.8。重新修磨后进行上机试用。由于焊丝与轧辊材质不同，焊接时辊温低，因此在辊面补焊处与未焊接部分结合处出现高硬度环，车削时出现让刀，轧制时在轧件上出现亮痕（重新修磨后亮痕消失）。为此，再次进行补焊，采用先去掉轧辊剥落部分，同时车去其周围未加工部分，最终补焊至原尺寸，使整个辊面硬度均匀一致，可彻底消除亮痕。
结论：
冷轧辊的失效，虽有多方面原因，但只要选材合理，建立科学的换辊磨削制度，规范操作，轧辊失效可以得到有效地控制。而支撑辊的堆焊技术，又给严重剥落的支撑辊循环使用提供了新途径。
结束语：
经过正火以及球化退火、调质处理、中频淬火和冷处理，最终组织硬度大于90Hs，韧性以及抗冲击性达到工作要求。在实际生产中，规范操作可以大幅度延长9Cr2Mo冷轧辊的寿命。
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《铁－石墨自生金属型特种成型技术》的优越性 我公司重点项目为：《铁－石墨自生金属型特种成型技术》 我公司与上海交通大学材料系联合研发该项技术：《铁-石墨自生金属型特种成型技术》，技术水平处于国内领先地位，该技术及利用该技术生产的产品（FPM件主要用于汽车、机床、压缩机和液压件等）填补了省内空白。该技术是把铁碳合金在金属模中高速冷却，使得微观组织中的石墨形成致密的珊瑚状（具有分支的纤维），均匀分布在基体组织中。这种珊瑚状石墨由于是在合金液凝固过程中通过冷却速度的控制和加入微量元素而得到的，无须外加加入非金属强化材料（纤维或粒子），故被认为是自生复合材料。由于石墨本身具有优良的润滑性能，当该材料用于耐磨件时，一方面，石墨有润滑作用，另一方面，石墨剥落形成的显微凹坑可以在摩擦面上形成储油腔，使得在工件相互运动时可在配合面形成一层均匀的油膜，对材料起到保护作用．因此，铁－石墨自生复合材料作为高强度耐磨材料，具有广泛的用途。 表8 典型金属型铸铁化学成分、组织与性能
注：1.表中化学成分含量百分数皆指质量分数。 2.净化球墨铸铁铁液，控制Ti、Pb、S、Mn、Cu等元素对金属型球铁质量也十分重要。 ①Mg：高冷却速度（铜）型薄壁件低硫铁液加Mg0.01%即可使石墨完全球化。过高残Mg是造成多种金属型球墨铸铁件废、次品的主因。 ②P：增加流动性，又可防热裂，有的加到3.6%[53]。还加Sb0.02%～0.04%53]。磷加于炉料中的效果比加于铁液中明显。 ③Ti对灰铸铁可增加铁液过冷度，促进生成D型石墨。低CE作用明显。为保护机加工刀具Ti＜0.075%。 该技术的主要优越性及先进性体现为：环境与资源是当今世界的两个重大课题。如何保护环境、节约资源是目前各国铸造工作者迫切追求的目标。为了实现这一目标，人们提出了绿色集约化铸造（绿色材料环境材料）的概念。所谓绿色集约化铸造是指铸造整个生产过程中应满足对环境无害、合理使用和节约自然资源、依靠科学技术得到最大的产出和效益等几个要求。所谓绿色材料是指资源和能源消耗小、对生态环境影响小、再生循环利用率高或可降解使用的具有优异实用性能的新型材料。按照这些要求，如前所述“铁－石墨自生金属型特种成型技术”代表了这一趋势。它除了在材料微观组织结构的优点，还摈弃了铁合金铸造中采用的砂型铸造的污染严重，劳动强度大等落后的生产方法。该技术生产的铸铁可保证致密无气孔、缩孔、缩松，工艺出品率高；铸铁尺寸精度高，表面光洁，加工量少且易加工（退火后）；结晶细，性
轧辊基础知识 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、型钢万能轧机的轧边机，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；型钢万能轧机的辊环；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。 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
提高冷轧辊的使用效率 摘要：本文介绍了冷轧薄板厂使轧辊的主要失效形式，分析了轧辊的断裂和裂纹产生原因，提出了具体改进措施。 关键词：轧辊失效硬度 1 前言 随着市场的发展,客户对冷轧薄板的质量要求不断提高,生产厂家必须适应市场的需求，生产更高质量的产品以满足用户的需要。在轧机所有备件中,轧辊是非常重要的备件。轧辊在工作中要承受高的轧制力、冲击载荷、疲劳和磨损等,因此冷轧辊的消耗非常大。统计资料表明,在冷轧生产过程中冷轧辊的消耗在生产成本中所占的比例达25%左右。冷轧薄板厂要想取得更好的经济效益, 一方面要生产适销对路的高附加值产品,另一方面要降低生产成本。因此,提高轧辊的使用效率是取得良好经济效益的重要手段之一，也是本文阐述的主要内容。 2 轧辊磨削设备及轧制产品 2.1 磨削设备 鄂钢采用MK8463/5000-H数控轧辊磨床用于加工冷轧板带生产线中的工作辊、支承辊修磨加工。机床可磨削圆柱形、具有中凸（凹）要求的任意曲线的辊面以及圆锥形的辊面等。可磨削正弦及抛物面曲线辊面、辊面端部倒角。机床总体布局如图1： 图 1 2.1.1 机床主要技术规格参数见表1
表1 最大磨削直径Ф630 mm 最小磨削直径（在最大砂轮情况下）Ф100 mm 顶尖距5000 mm 工件最大重量6000kg 中凸（凹）量（半径方向） 1.5 mm 中心架支承直径范围根据工件要求定 头架顶尖移动量150 mm 尾架顶尖移动量500 mm Z轴—拖板纵向移动速度10～5000 mm/min X轴—砂轮架横向进给速度1～2000 mm/min X1轴—测量臂调整速度0～1000 mm/min 数控最小分辨率（U轴）0.00001mm 数控最小分辨率（U1轴）0.0001mm 数控最小分辨率（X1轴）0.0001mm 数控最小分辨率（X轴）0.0001mm 数控最小分辨率（Z轴）0.0005mm 工件转速(无级) 8～80 r/min 砂轮规格Ф750×100×Ф305 mm 砂轮最大线速度(恒线速) 50m/s 冷却液箱流量300L/min 电机总功率约120kW 头架电机（西门子）22kW 砂轮架电机（西门子）30kW 机床总重量55t 2.1.2机床工作精度标准 1.圆柱面磨削见表2 表2 圆度≤0.002mm 辊形误差≤0.002mm 表面粗糙度≤Ra0.32μm 圆度≤0.002mm 纵截面上直径一致性≤0.002/1000 mm 表面粗糙度≤Ra0.2μm 2.中凸(凹)面磨削（半径上的中凸(凹)量为0.1mm。磨削技术要求见表3。 表3
钢铁生产工艺流程 炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。资源来源：台湾中钢公司网站。
高炉生产流程：高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。资源来源：台湾中钢公司网站。
连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延。资源来源：台湾中钢公司网站。
轧辊失效方式及其原因分析 摘要：介绍了轧辊存在剥落、断裂、裂纹等几种失效方式，并重点分析了轧辊剥落和断裂产生的机理，为分析生产实践中轧辊失效原因和采取相应改进措施以提高轧辊使用寿命提供了依据。 关键词：轧辊；失效原因；剥落；断裂；裂纹 1 前言 轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。 轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。 2 轧辊的失效形式 2.1 轧辊剥落 轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。 2.1.1支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽
度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力，如图1所示。在离接触表面深度（Z）为0.786b处(b为接触面宽度之半)剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。 图1 滚动接触疲劳破坏应力状态 疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在Z为0.5b的交变剪应力层处。该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。 支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。由于服役周期较长，支撑辊中间磨损量大、两端磨损量小而呈U 型，使得辊身两端产生了局部的接触压力尖峰、两端交变剪应力的增大，加快了疲劳破坏。辊身中部的交变剪应力点，在轧辊磨损的推动作用下，逐渐往辊身内
—．３８．一２００１年第２期我国冷轧辊用钢的现状和发展方向 赵新崔明爱 ｃ：ｌｌ：兴特殊钢有限责任公司齐齐哈尔１６１０４１） 冷工作辊（以下简称冷轧辊）是冷轧机的主要消耗部件，其质量的好坏对冷轧板材的质量、成本、产量起着非常重要的作用。因此，冷轧厂和轧辊厂都不遗余力地提高轧辊的使用性能。这些性能包括强度、硬度、韧性、耐磨性及抗事故性能等。随着现代冷轧机大型化、高速化的发展，冷轧辊用钢从传统的铬钢系向高合金钢转变。冷轧辊的性能有了大幅度的提高，钢种和制造方法也呈现多元化的趋势。目前高性能冷轧辊具有良好的组织致密度，淬硬层深度可达ｌＯＯｍｍ（半径）以上，实用淬硬层达到５０ｒａｍ以上。１我国冷轧辊用钢的现状 我国冷轧辊用钢是随着冷轧机和轧制技术的发展而发展起来的。六十年代中期我国自制的９Ｃｒ２系冷轧辊在数量、质量和品种上基本满足了冶金厂的需求，实现了冷轧辊生产立足于国内的目标。些后二十多年里，我国没有新建冷轧机组，也没有较大的技术更新，所以冷轧辊用钢也基本上处于原有状态。七十年代末，随着我国改革开放的进行，武汉钢铁公司从德国引进一米七大型冷轧机组。同时也引进了德国冷轧辊用钢８６Ｃ订订ｏＶ，，该牌号冷轧辊用钢虽然也属于２％Ｃｒ锻钢，但在总体洼能上优予国产９Ｃｈ系冷轧辊用钢。８６ＣｒＭｏＶ，辊经北满特钢采用电渣重熔工艺试制后，性能超过德国进口辊，成为国内顶替进口产品被广泛使用，到目前为止，该产品仍为众多国内冷轧厂所使用。 九十年代后，宝钢等钢厂相继引进国外大型冷轧机组，国内轧辊制造厂又相继仿制了日本的ＭＣ，和ＭＣ，冷轧辊，取得了令人满意的效果。目前，国内冷轧辊制造技术的最高配置为宝钢采用的ＭＣ，辊＋镀铬工艺＋电火花毛化技术。可见，我国冷轧辊用钢还没有突破Ｃｒ系锻钢的局限，除部分轧辊厂采用铸造技术生产部分高合金铸造辊之外，国内高合金锻钢冷轧辊还是空白。 ２我国冷轧辊用钢的发展方向随着我国国民经济的快速发展，高性能的钢板的供求矛盾日益突出，为了不影响经济发展，我国每年都要进口数以万吨的板材。国内冷轧厂相继引进了数套国际上最先进的大型串列式全连轧机组，如宝钢三期１４２０冷轧工程等。新型冷轧机组的引进和板材性能的进一步提升，势必引起冷轧辊用钢新一轮的升级浪潮ｏ’ 可以预计在今后一段时期内，我国冷轧辊用钢及其制造技术的发展趋势可以归纳为以下几个方面。 ２．１技术创新，发展高合金冷轧辊 现代冷轧机向高速、高压轧制发展，对冷轧辊要求越来越苛刻。高速轧制使得轧辊表面的工作温度升高，增加了磨损与毒故性损耗。高速轧制要求增加轧辊直径，但是冷轧辊所承受的极高工作压力（见表１）和材质的不良加工性能最终决定了冷轧辊辊径减小的发展趋势。随着强：＿ｊ＝》弯辊机构和有榭ｊＰ辊形控制的六辊轧机的出现，进一步要求增 万方数据
《铁-石墨自生金属型特种成型技术》的优越性 我公司重点项目为：《铁-石墨自生金属型特种成型技术》 我公司与上海交通大学材料系联合研发该项技术：《铁-石墨自生金属型特种成型技术》，技术水平处于国内领先地位，该技 术及利用该技术生产的产品（FPM件主要用于汽车、机床、压缩机和液压件等）填补了省内空白。该技术是把铁碳合金在金属模中高速冷却，使得微观组织中的石墨形成致密的珊瑚状（具有分支的纤维），均匀分布在基体组织中。这种珊瑚状石墨由于是在合金液凝固过程中通过冷却速度的控制和加入微量元素而得到的，无须外加加入非金属强化材料（纤维或粒子），故被认为是自生复合材料。由于石墨本身具有优良的润滑性能，当该材料用于耐磨件时，一方面，石墨有润滑作用，另一方面，石墨剥落形成的显微凹坑可以在摩擦面上形成储油腔，使得在工件相互运动时可在配合面形成一层均匀的油膜，对材料起到保护作用.因此，铁-石墨自生复合材料作为高强度耐磨材料，具有广泛的用途。 表8典型金属型铸铁化学成分、组织与性能
注：1?表中化学成分含量百分数皆指质量分数。 2.净化球墨铸铁铁液，控制Ti、Pb、S、Mn、Cu等元素对金属型球铁质量也十分重要。 ①Mg :高冷却速度（铜）型薄壁件低硫铁液加MgO.01%即可使石墨完全球化。过高残Mg是造成多种金属型球墨铸铁件废、 次品的主因。 ②P:增加流动性，又可防热裂，有的加到 3.6%［53］。还加Sb0.02%?0.04%53］。磷加于炉料中的效果比加于铁液中明显。 ③Ti对灰铸铁可增加铁液过冷度，促进生成D型石墨。低CE作用明显。为保护机加工刀具Ti V 0.075%。 该技术的主要优越性及先进性体现为：环境与资源是当今世界的两个重大课题。如何保护环境、节约资源是目前各国 铸造工作者迫切追求的目标。为了实现这一目标，人们提出了绿色集约化铸造（绿色材料环境材料）的概念。所谓绿色集约化铸造是指铸造整个生产过程中应满足对环境无害、合理使用和节约自然资源、依靠科学技术得到最大的产出和效 益等几个要求。所谓绿色材料是指资源和能源消耗小、对生态环境影响小、再生循环利用率高或可降解使用的具有优异 实用性能的新型材料。按照这些要求，如前所述“铁-石墨自生金属型特种成型技术”代表了这一趋势。它除了在材料微观组织结构的优点，还摈弃了铁合金铸造中采用的砂型铸造的污染严重，劳动强度大等落后的生产方法。该技术生产的 铸铁可保证致密无气孔、缩孔、缩松，工艺出品率高；铸铁尺寸精度高，表面光洁，加工量少且易加工（退火后）;结晶细，性
中国轧辊行业现状分析 目前，我国轧辊消耗为吨钢1.0千克~ 1.2千克，年消耗各种冷热轧辊总量超过90 万吨，价值150 多亿元. 我国轧辊业基本能满足国内轧钢业需求并出口海外，目前年出口量已经接近 3 万吨。 翟广泉剖析了我国轧辊制造业的发展现状，他指出，我国轧辊业 基本能满足国内轧钢业需求并出口海外，目前年出口量已经接近 3 万吨。但是，主要矛盾仍然突出，即低档次产品供大于求，制造厂竞相压价，高技术含量、高附加值产品供不应求，部分品种还要靠进口来补充。拥有较强经济实力和创新能力的大型轧辊制造企业借机进一步做强做大，如中钢邢机、江苏共昌、常州英凯、唐山联强等技术实力雄厚的企业轧辊生产依然红火，而不少规模小、技术力量薄弱的轧辊企业已经停产或减产。轧辊业跟随钢铁业脚步，同样出现了“强者更强，弱者更弱”的局面。其中，最突出的问题是轧辊产品技术水平和质量等级良莠不齐。轧辊制造厂家超过300 家，真正能为现代化轧机供应轧辊的不足50 家，能够进入像宝钢、首钢、武钢这些国有大钢企的也仅有30 多家。大部分轧辊制造企业普遍存在规模偏小，资源配置和产业结构不合理，综合技术水平较低，依然采用手工作业，凭经验、感觉的操作方式仍是生产现场的主流，生产过程中质量难以控制，企业发展后劲不足等问题。 业内专家分析认为，中国轧辊制造要在更加激烈的竞争中继续生 存和发展，必须在“阵痛”中实施重大变革：一是继续引进或合资采用
国外先进技术及管理经验，使国内轧辊制造技术在短期内能有质的飞跃。二是坚持创新驱动，加强轧辊新材料、新技术、新装备的研发投入，根据市场需求推出新的产品或采用校企联合开发的方式合作开发新品种。三是坚持科技质量为先，加强轧辊铸造过程中的计算机控制，以提高生产效率，降低成本；加强质量技术攻关和自主品牌培育，拓展国际空间，加大出口的力度，力争在世界上打造出轧辊的中国品牌。四是必须开展战略性重组与合作，实施强强联合，逐步改变中国轧辊制造“小而散、多而乱”的现状，提高与国外轧辊竞争的能力。废旧辊强化包覆再造术成亮点 由于钢铁业的发展更突出降本增效、灵活排产的需求，相应地，轧辊再制造修复循环使用和旧轧辊原地强化使用等成为轧辊制造业发展的亮点。据江苏丹阳恒庆复合材料科技有限公司总经理丁刚介绍，为了满足轧钢生产的实际需要，我国每年需要花费大量外汇进口轧辊，每年进口高端轧辊约3万吨，消耗外汇约2亿美元。目前，我国轧辊消耗为吨钢1.0千克?1.2千克，年消耗各种冷热轧辊总量超过90万吨，价值150多亿元。其大量消耗，造成了资源和能源的巨大浪费。故提高轧辊质量，延长轧辊寿命，不仅能节省大量的轧辊材料，减少资源消耗和环境污染，而且还可以节省大量的外汇。因此，不断研发工艺简单、生产效率高、设备投资小的新型复合轧辊制造工艺技术和装备，以实现低成本、高性能轧辊的生产，从而制造出具有更高性能的新型复合轧辊，是今后轧辊技术发展的方向。 目前，我国每年热、冷轧辊和支承辊的报废量分别为100多万吨、
1 前言 2 表面粗糙度的研究 2.1 表面粗糙度的分类 2.2 对表面粗糙度的控制 3 各种毛化工艺的比较 3.1 喷丸毛化技术 3.2 电火花毛化技术 3.3 激光毛化技术 4 激光毛化工艺的应用 4.1 激光毛化工艺可显著提高轧辊使用寿命·表面改性与细晶强化作用 ·毛化形貌的耐磨作用 ·表面应力松驰的韧化作用 4.2 对冷轧生产的作用 ?避免轧制时“粘钢” ?提高轧制速度和压下率 ?减轻轧制“横纹” ?消除退火产生的“粘连” ?改善轧件表面质量 ?在普通冷带轧机上实现异步轧制 4.3 提高产品使用性能 ?改善深冲性能 ?提高涂装性能和鲜映度 ?改善抗摩擦性能 ?新板型的开发
1 前言 具有特殊表面形貌的冷轧薄钢板在制造业中有着广泛的应用，特别是在汽车和家电产业中。在冷轧薄钢板的生产和应用研究中，人们发现冷轧板的一系列表面形貌参数对钢板的冲压性、涂层后光亮度等工艺性能有重要影响，而冷轧板的表面形貌在很大程度上又取决于冷轧生产过程中工作辊及平整辊的表面形貌。实质上，轧制钢板的表面形貌是轧辊表面形貌的衰减性“拷贝”。因此，研究、控制冷轧轧辊及冷轧钢板表面形貌的轧辊毛化技术应运而生。 轧辊毛化技术包括毛化钢板表面形貌与其工艺性能之间关系的研究、轧辊毛化工艺过程的研究及毛化设备的研制。80年代以来，先进工业国家对轧辊毛化技术进行了许多研究并付诸工业应用，随着汽车、家电等产业的发展，对冷轧薄板提出了更高的品质要求。 冷轧钢板的表面形貌和工艺性能研究发现，为了改善冷轧钢板的冲压性能和涂层光亮度等工艺性能，描述冷轧板的表面形貌，要引入包括传统的表面粗糙度在内的一系列参数作为判据。 表面粗糙度Ra：毛化轧辊的Ra一般在l～10μm 之间。Ra较大，有利于改善短材的冲压性能和涂层牢固度，而Ra较小时，有利于提高板材涂层后的光亮度。 峰值密度PPI：定义为每英寸长度内高度大于1.27 m 的表面峰值数。PPI值越大，涂层粘着力越好。 波度wca：钢板表面的凹凸不平呈不同波长的周期。 以上几个参数中，既独立描述冷轧板的表面形貌，又彼此相互影响。其中研究最多的是表面粗糙度Ra。 2 表面粗糙度的研究 2.1表面粗糙度的分类 冷轧带钢按其表面精加工方法可分为毛面的和光亮的两种。 光亮加工可保持金属光泽象镜面那样光亮，可作为镀铬部件(汽车、自行车、家庭用具)的原板。由于加工后的表面粗糙度还受晶粒度的影响，需要使用细晶粒(8～10级)的钢板。 毛面加工的具有微细凸凹的表面，也称梨皮状加工，大部分冷轧带钢都属这一类，细小的压痕有如下的特点：①在冲压加工时，由于可储润滑油，故加工容易；②可提高涂料的粘着性；③在带钢处理中不容易产生小的伤痕，即使产生了也不明显。 在毛面加工时，作为一般加工用，Ra值(平均粗糙度)以1.0微米左右较合适，如电冰箱、煤气表外板、钢制家具等，其基本都不经受冲压加工，以电沉积镀薄膜的较多。与这些相比，镀锌钢板和有色镀锌钢板毛面程度应较细。另外，冲裁后的电动机铁芯，在以叠片形式进行热处理而无涂层时，为防止热处理时的粘结不合格，常常使用较粗的毛面。板材的表面粗糙度对冲压加工性能也有影响。在用高粘度润滑油的深冲加工中，从润滑油的稳定性，
砂型铸造工艺流程 砂型铸造工艺流程图 制作木模-造型-熔化-浇注-落砂-冒口拆除-检验入库 熔模铸造工艺 失蜡铸造现在称为熔模铸造。这是一种很少切割或不切割的铸造工艺，是铸造行业的一项优秀技术。它被广泛使用。它不仅适用于各种类型和合金的铸造，而且可以生产出比其他铸造方法具有更高尺寸精度和表面质量的铸件，甚至复杂的、耐高温的、难以加工的、其他铸造方法难以铸造的铸件也可以通过熔模精密铸造来铸造。 熔模铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的。作为一个古老的文明，中国是最早使用这项技术的国家之一。早在公元前几百年，中国古代劳动人民就创造了这种失传的铸蜡技术，用来铸造钟鼎和具有各种精美图案和文字的器皿，如春秋时期曾侯乙墓的青铜板。曾侯乙墓雕像板的底座是多条龙缠绕在一起，首尾相连，上下交错，形成一个中间镂空的多层云纹图案。这些图案很难用普通的铸造工艺来制作，而失蜡法的铸造工艺可以利用石蜡无强度、易雕刻的特点，用普通的工具雕刻出与曾侯乙墓的雕像板相同的石蜡工艺品，然后加入浇注系统，经过上漆、脱蜡、浇注，得到精美的曾侯乙雕像板 现代熔模铸造法在20世纪40年代实际应用于工业生产当时，航空喷气发动机的发展要求制造具有复杂形状、精确尺寸和光滑表面的耐热合金部件，如叶片、叶轮和喷嘴。由于耐热合金材料难以加工，零件形状复杂，因此不可能或难以用其他方法制造。因此，需要找到一
种新的精确的成型工艺。因此，现代熔模铸造法借鉴了古代传下来的失蜡铸造法，通过对 材料和工艺的改进，在古代工艺的基础上取得了重要的发展。因此，航空工业的发展促进了熔模铸造的应用，熔模铸造的不断改进也为航空工业进一步提高性能创造了有利条件。 中国在20世纪50年代和60年代开始将熔模铸造应用于工业生产此后，这种先入为主的铸造技术得到了极大的发展，并已广泛应用于航空、汽车、机床、船舶、内燃机、燃气轮机、电信仪器、武器、医疗器械、切割工具等制造业，以及工艺品的制造。所谓的 熔模铸造工艺简单地指用易熔材料(如蜡或塑料)制作易熔模型(称为熔模或模型)，在其上涂覆几层特殊的耐火涂层，干燥并硬化形成整体外壳，然后用蒸汽或温水将外壳上的模型熔化，然后将外壳放入砂箱中，在其周围填充干砂，最后将模具放入穿透式烘烤器中进行高温烘烤(例如，当使用高强度外壳时，脱模后的外壳可以不造型直接烘烤)、模具或外壳 熔模铸件尺寸精度高，一般可达CT4-6(砂型铸造CT10~13，压铸CT5~7)。当然，由于熔模铸造工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素很多，如模具材料的收缩、熔模的变形、加热和冷却过程中模壳的线性变化、合金的收缩率以及铸件在凝固过程中的变形等。因此，普通熔模铸件的尺寸精度相对较高，但其一致性仍有待提高(使用中高温蜡材料的铸件的尺寸一致性有待提高)用 压制熔体模具时，采用型腔表面光洁度高的型材，因此熔体模具的
从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。 从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为15 0?2 5 0 mm, 先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到2 3 m/ s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话,还要经过冷轧。 与热轧相比, 冷轧厂的加工线比较分散, 冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷,先要经过连续三次技术处理, 先要用盐酸除去氧化膜, 然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上,开卷机将钢卷打开, 然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷, 它是根据用户多种多样的要求来加工的。 冷轧厂生产各种各样不同品质的产品, 那飞流直下, 似银河落九天的是镀锡板 ,那银光闪闪的是镀锌板 ,有红、黄、兰各种颜色的是彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的 原料, 又叫马口铁 ,以前我国所需要的镀锡板全靠进口, 自从武钢镀锡板大量生产后, 部分替代了进口货。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺 ,这些镀锡板好像镜子一样, 光鉴照人, 就像诗人描写的：“轧钢工人巧手绘锦帐,千万面银镜送给心爱的姑娘,你知道不知道,在那爱妻牌洗衣机上,有我们汗水的芬芳”。 镀锌板的生产工艺有两种, 一种是热镀锌, 一种是电镀锌。那貌不惊人包装特别的是硅钢片,它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材,在反面涂 上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进, 涂层十分牢固, 可以直接用于家电产品和作装饰材料。除了板材以外,轧钢厂也生产长材,如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材,它的生产过程和轧钢原理与板材类似,但是使用的轧辊辊型完全不同。 热轧工艺流程初学必看 热轧工艺流程初学必看[ 这是我单位热轧工艺流程,帮助一下初学者. 1. 主轧线工艺流程简述 直接热装的钢坯送至板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库, 加热 炉的装炉辊道装炉加热, 不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑, 保温后由吊车吊运至 上料台架,然后经加热炉装炉辊道装炉加热,并留有直接轧制的可能。 连铸板坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库, 当板坯到达入口点前,有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统送到了热轧厂的计算机系统, 并在监视器上显示板坯有关数据, 以便工作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。另外, 通过过跨台车运来的人工检查清理后的板坯也需核对和验收，并输入计算机。进入板坯库的板坯，由板坯库计算机管
轧辊工艺及如何修复轧辊问题的总结 一、轧辊是如何分类的? 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。轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。 轧辊种类很多，常用的轧辊材料分类有铸钢轧辊，铸铁轧辊和锻造轧辊三种。其中铸钢 轧辊和铸铁轧辊均属于铸造轧辊，都是铸造成型，只是铸造材料不同罢了。 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。 锻造轧辊：是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一 定机械性能、一定形状和尺寸锻件的轧辊的加工方法。 二、轧辊都用于哪些机器？ 轧辊根据辊身不同的硬度，所用场合也不同：（1）轧辊辊身硬度约为HRC30-40，用于 开胚机、大型型钢轧机的粗轧机等；（2）轧辊辊身硬度约在HRC60-85，用于薄板、中板、 中型型钢和小型型钢轧机的粗轧机及四辊轧机的支撑辊；（3）轧辊辊身硬度约在HRC85-100，就用于冷轧机。 三、各种材料的轧辊的加工工艺是什么？ （1）铸铁轧辊的加工工艺：冶炼—铸造—软化处理—粗加工—热处理（提高硬度）—精加工—探伤检验—成品。 （2）铸钢轧辊的加工工艺：以合金铸钢轧辊为例：冶炼—铸造—粗加工—热处理—精加工—性能、探伤等检测—成品。 （3）锻钢轧辊的加工工艺：以冷轧工工作辊为例：精选原材料→EBT初炼→LF精炼→真空脱气→浇注成型→电渣重熔→锻造→球化退火→粗加工→调质（淬火＋高温回火）→半精 加工→探伤检测→预热处理→双频淬火→冷处理→低温回火→精加工→硬度、超声波及金相 →包装出厂。 四、加工轧辊时常出现的问题？ 目前，轧辊企业为了获得轧机的工作效率和降低轧辊的消耗，多采用高硬度的轧辊，也 正是由于轧辊的硬度提高，给加工轧辊的机械厂带来难度。大型企业均采用数控机床加工高 硬度轧辊，但小型企业还是采用普通车床加工轧辊，加工过程中常出现机床振动大，车削困 难和表面光洁度不好等问题，影响加工效率和加工质量。 五、如何选择刀具加工高硬度的轧辊？ 随着刀具行业的不断研究，先后推出了硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具（CBN 刀具），下面就根据研发顺序简单介绍一下。 对于高硬度轧辊的加工，首先采用的是硬质合金刀具，由于轧辊辊身硬度一般在HRC45 以上，尤其是部分合金铸铁/铸钢，硬度可达HSD90以上，硬质合金根本就加工不动。之后推出的是陶瓷刀具，陶瓷刀具各方面的加工性能都高于硬质合金刀具，但唯一的缺点就是脆性大，并且部分大型轧辊是铸造件，难免会出现铸造缺陷（如硬质点，夹砂，气孔等），遇到 以上问题易崩刀，加工效果不好。之后通过刀具行业的不断研发，研制出立方氮化硼刀具， 硬度高于硬质合金刀具和陶瓷刀具，虽然脆性大，但相比于陶瓷刀具还是较抗冲击的。但加 工高硬度的轧辊，加工效果还是不理想。之后华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具
宝钢冷轧核心技术研发历程 冷轧是冶金流程中非常重要的变形工序，在金属相变点温度以下，将轧件压缩到理想的厚度，使其具有良好的力学性能、优良的表面质量、精密的尺寸精度，可以广泛应用于汽车、家电、电子、建筑、包装等各个行业。虽然近年来随着热轧设备的不断进步，热卷箱、无头轧制、边部加热、层流冷却边部遮蔽等设备的开发使用，一定程度上提高了热轧产品的温度均匀性，但热轧产品的性能和厚度均匀性仍然无法和冷轧产品相媲美。此外，冷轧产品的表面质量、冲压性能、电磁性能，也是热轧产品无法达到的。以硅钢为例，我国曾大力推广以高效的冷轧硅钢取代落后热轧硅钢，“以冷代热”以节约在传输和转换过程中损耗的电能。冷轧作为“轧薄、轧亮、轧精”的工序，有着无可替代的功能和优势，将来还将不断发展。宝钢从1988年第1条冷轧机组投产以来，经过20年的生产和研发，经历了一条从引进消化到不断改进，发展到自主创新的道路，引领着国内冷轧技术的发展。 冷轧机核心技术的发展 如果往前追溯，钢的冷轧最早始于19世纪中叶的德国，当时只能生产宽度20～25 mm的冷轧钢带。美国在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。冷轧带钢生产经历了漫长的发展过程，从最初的单张轧制到现在的成卷轧制，从可逆轧机到全连续轧机再到酸轧联合机组的多种生产工艺，装备水平和自动化程度不断提高。特别是20世纪七、八十年代，冷轧技术在全连续和自动化技术的带动下，出现了一个快速发展的阶段。现代冷轧生产技术基本上以连续化、高速化和专业化为特征，出现了全连续冷连轧机组、酸洗一冷连轧联合机组、酸洗一冷连轧一连退联合机组等全连续设备冷轧设备，出现了出口速度达到2000 m/min以上的冷连轧机，出现了专业生产镀锡原板、极薄板的冷连轧机等等。 1958年鞍钢建成了我国第一套冷带钢轧机，即1700 mm四辊可逆轧机，之后的几十年仅鞍钢和太钢有几台单机架可逆轧机可以生产宽带钢，不仅效率低，装备水平也差，产品品种和质量无法和世界先进水平竞争。1978年初，武钢从国外成套引进1700mm 五机架冷连轧设备，之后宝钢引进建成2030mm、1420 mm和1550 mm冷连轧机，实现了国内冷轧设备质的飞跃。近年来，国内各大钢铁企业纷纷上马冷连轧生产线，部分民
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。