高速钢辊环、轧辊的应用探讨

高速钢轧辊在棒材连轧机上的应用高速钢轧辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分，高速钢轧辊有着良好的热稳定性、淬透性、强韧性等优点，其发展前景十分广阔。

本文主要分析了高速钢轧辊的基本特征及性能，阐述了我国高速钢轧辊的研制情况以及生产状况，探讨了高速钢轧辊在棒材连轧机上的应用及其维护和保养，希望能为大家提供借鉴。

标签：高速钢轧辊；棒材连轧机；应用；维护保养高速钢轧辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分，它对钢铁工业发展是继微合金化、控轧控冷技术之后又一重大变革。

高速钢轧辊在日本已广泛应用于板材、型钢、棒线材等领域内的轧钢生产，不仅用于工作辊，也用于支撑辊。

高速钢轧辊良好的耐磨性与它具有与传统轧辊明显不同的特点是分不开的。

一、高速钢轧辊的基本特征及性能高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。

合金元素总量达10%～25%。

1988年高速钢轧辊首先应用在日本一家带钢热连轧机上，随后在西方国家也得到了应用。

接着线材、棒材及冷轧带钢轧机上也开始使用，并获得了满意的效果。

现在高速钢轧辊向棒、线材轧机上发展，具有广泛的使用领域和应用前景。

轧辊发展的一个明显趋势是广泛使用合金元素在轧辊材料中形成各种不同的碳化物，碳化物的硬度、形态、数量和分布，以及基体的组织性能对轧辊的耐磨、抗热疲劳、抗剥落、抗表面粗糙等性能起着决定性作用。

利用细小弥散的高硬度粒状碳化物和红硬性好、铸态枝晶组织细小的基体是提高轧辊性能、解决轧辊耐磨问题的基本方法。

轧辊的性能取决于轧辊的最终组织状态，对于铸造高速钢，碳化物的形态只能通过调整化学成分、凝固条件和热处理工艺来改变，以达到对轧辊性能的要求。

高速钢轧辊的主要特点：一是其组织中的碳化物以MC型和M2C型为主，碳化物形态好、硬度高，因而轧辊耐磨性好；二是具有较好的热稳定性和红硬性，在轧制温度下具有较高的硬度和较好的耐磨性；三是具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部硬度近乎一致，从而确保了轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性；四是在使用过程中，辊面能形成附着力强、均匀致密的氧化膜，且其能长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊的耐磨性显著提高；但同时高速钢的膨胀系数和弹性模量较高，易引起辊形变化；另外，高速钢轧辊在轧制时由于辊面氧化膜的形成，降低了辊面与轧材间的摩擦，易出现打滑现象。

【原创】高速钢轧辊的性能与应用作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 13:46轧辊是钢铁材料生产中的重要构件，而其本身材质开发与应用也十分重要，在此简要概述一下高速钢辊材的发展与应用，抛砖引玉，请大家讨论！1，应用现状轧制过程自动化、连续化、重型化是现代轧制技术的发展方向。

近年来，随着我国汽车、家电、铁路、桥梁、建筑业的快速发展，推动了轧钢工业的迅速发展，对轧材的尺寸精度、表面质量、使用性能也提出了更高的要求，促进了轧制技术的进步，轧辊的工作环境越来越苛刻，轧辊的使用性能要求也越来越高。

如何提高轧辊的使用性能以适应轧钢的需求是轧辊工作者面临的新课题。

上世纪末，高速钢复合轧辊工业应用已经取得成功，高速钢复合轧辊是将工作层和芯部以熔铸方式复合起来的高性能轧辊，工作层具有高硬度、高耐磨性和优异的抗热裂纹性能。

采用锻钢、铸钢或球墨铸铁作为轧辊芯部材料具有较高的强韧性。

高速钢复合轧辊充分发挥了两种材料的性能优势，使用寿命比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。

目前，高速钢轧辊主要应用于热轧精轧前段机架，并逐步向后段机架推广，有可能在未来十年内完全取代高铬铸铁轧辊。

高速钢轧辊的使用可以减少换辊次数、降低辊耗和周转量，还可以提高轧制精度、实现无规程轧制，具有广阔的应用前景。

1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快，我国大型高速钢复合轧辊还处于研制阶段，关键生产工艺尚未成熟，高速钢复合轧辊的使用也仅限于宝钢等几家大型钢铁企业。

开展高速钢轧辊的制造和使用技术研究，可以为新型高速钢轧辊的推广应用奠定基础，因而具有十分重要的实用价值。

未完，待续......相关回复：作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 14:05热轧工作辊的工况条件非常复杂，承受剧烈的机械负荷、热负荷和冷却水的循环作用，因而存在多种损伤形式。

热轧工作辊承受的基本应力可分为三类：1). 机械应力：即在轧制过程中，由轧制载荷而产生的直接剪应力、弯曲应力和为了驱动轧辊克服轧制摩擦力所必需的转矩而产生的扭转剪切应力，尤其是在咬钢和抛钢瞬时产生的机械冲击负荷，加剧了机械应力的作用。

我国高速钢轧辊的开发和推广应用在普通高速工具钢基础上，通过提高碳、钒含量而发展起来的铸造高速钢轧辊，具有硬度高、红硬性、淬透性和耐磨性好等特点，自1988年在日本首次成功应用以来，已超过20年，目前在国外的轧钢生产中获得了广泛的应用，不仅应用于热轧带钢轧机，还应用于型材轧机、钢管轧机、棒线材轧机和冷轧带钢轧机上。

使用铸造高速钢轧辊后，过钢量明显提高，换辊次数显著减少，轧辊研磨量减少，轧机作业率提高，燃料和动力消耗降低轧钢成本和提高轧材质量。

总结20多年来国内外在高速钢轧辊材质研究中取得的成果，对加快我国高速钢轧辊的开发和推广应用，无疑具有积极的意义。

目前，多数高速钢轧辊成分是以W6Mo5Cr4V2，亦称M2，高速钢为基础，与M2高速钢最大的不同是含有更多的碳和钒。

高速钢轧辊中碳化物的总体积分数和不同类型碳化物的体积分数与其成分密切相关分数一般达到9%~15%，而传统高速工具钢中碳化物体积分数一般不超过8%。

高速钢轧辊成分的主要特点是：①有较高的碳含量和钒含量，目的是为了得到高硬度的MC型碳化物，提高轧辊耐磨性。

②有较高的铬含量，使轧辊中含有一定数量的M7C3型碳化物，对改善辊面抗粗糙性，降低轧制力是有益的。

③离心铸造高速钢轧辊中含有5%以下的铌，可以降低高速钢中合金元素密度差大而引起的偏析。

因轧制钢种、轧机条件和轧辊制造方法的不同，高速钢轧辊的成分也有所差异。

高速钢轧辊中常含有铬、钒、钨、钼等合金元素还含有铌、钴、镍等元素，合金元素。

高速钢轧辊中除了加入上述元素外，采用离心铸造方法生产时一般加入适量铌，可减轻VC的偏析，提高轧辊综合性能。

在热轧高速钢轧辊中，为了提高轧辊的高温耐磨性，通常加入钴元素。

钴元素的加入使高速钢轧辊强度和韧度下降含量越高含量增加，高速钢的珠光体转变的起始点左移，珠光体转变的临界冷却速率增大，淬透性降低，其加入量一般控制在5%以下。

高速钢轧辊中为了改善基体韧度，有时加入少量镍、镍加入量过多，淬火组织中残留奥氏体多，反而增加轧辊回火次数，并降低轧辊耐磨性，其加入量控制在2%以下效果较好。

辊环辊环的基本性能硬质合金辊环是由碳化钨（WC）和粘结金属组成的高硬度、高耐磨性的工具材料，要使硬质合金辊环在高速线材轧制中充分发挥其高耐磨、长寿命、高效率的特点。

抗热疲劳及强韧性是由辊环自身的质量决定的，主要包括孔隙、粗晶粒WC、钴池、碳化物的聚集体、游离石墨、 相和外来杂质等，这些都会加重加快断裂的程度和速度，降低硬质合金的强度。

目前世界上应用于辊环的材质配比分成两个系列，即纯钴系列与镍钴铬系列，纯钴系列属第一代而镍钴铬系列则为新一代的系列，其特点是在保持纯钴系列的优点的基础上进一步强化了耐腐蚀能力。

腐蚀作用能助长裂纹的延伸，这一点在酸性冷却水情况下更加重要，为此必须提高材料的耐腐蚀性能。

硬质合金粘结相的组成决定了其耐腐蚀性能的大小。

硬质合金辊环材质的选用应按使用架次综合考虑，不同架次由于工况不同必须配用不同的轧辊材料：前面机架受到轧制力和冲击力较大，辊环工作条件比较恶劣，要求辊环有较高的抗冲击、抗热裂纹和抗腐蚀能力；后面机架辊环工作条件较好，要求辊环有较高的耐磨性和抗热裂纹能力。

正确选用各架次辊环的材质配比，在轧机正常运行和规定轧制量的情况下，将有利于提高辊环的使用寿命同时减少停机损失。

使用辊环的过程中应注意以下事项：（1）牌号选择：辊环使用时，由于各机架的槽形、轧制速度、压下量各不相同，辊环的磨损、受力情况也不相同。

因此，在选择使用硬质合金辊环时，要根据使用要求选择适当的辊环牌号。

（2）辊环安装：辊环的锥套和上机组装严格按照设计工艺要求的精度进行，上机前需检查辊环是否合乎要求，并且辊环、轴的装配面需仔细擦洗干净，上机时严禁用铁锤或其它硬物敲打辊环，运输、安装过程严禁辊环的相互碰撞，以防损坏辊环。

（3）冷却及冷却水质：冷却是为了减少辊环轧制时的热腐蚀、热疲劳及热应力对辊环的作用，防止辊环破裂，延缓裂纹的扩散，延长轧槽寿命，对硬质合金辊环效果的发挥非常重要，冷却的参考规范如下：冷却水压力（5～6巴）/水量架，末架24m3/小时，喷水为径向，与辊环的旋转方向成（15～30度）的角，水不能散射或雾状，应直接喷入轧槽。

成品道次高速钢轧辊的应用发布时间：2022-01-04T07:43:26.027Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：张荣博时英杰张猛王杰[导读] 介绍了高速钢轧辊与贝氏体轧辊的对比,其中包括:高速钢轧辊的特点、应用效果、成品质量、经济效益等方面来说明在棒材上的实际应用效果。

张荣博时英杰张猛王杰山东钢铁股份有限公司莱芜分公司棒材厂 271104摘要:介绍了高速钢轧辊与贝氏体轧辊的对比,其中包括:高速钢轧辊的特点、应用效果、成品质量、经济效益等方面来说明在棒材上的实际应用效果。

关键词：高速钢轧辊；贝氏体轧辊；轧辊应用效果一、背景随着轧钢技术的进步和装备水平的提高，现在的棒材生产线已经逐步的走向了自动化、连续化和高效化的生产方式，与此同时对轧辊性能的要求也越来越严格，尤其耐磨性和热稳定性要求也越来也高。

普遍采用的轧辊已经无法满足高产量、高作业率的生产方式。

同时轧制过程中的轧槽磨损也影响了产品质量，因此立项的目的就是更换轧辊类型使其保证成品的质量，调整产品的负差率和轧机的作业率、降低轧辊消耗和操作人员的劳动强度等方面。

二、贝氏体轧辊带来的问题当前棒材生产线轧制过程中由于贝氏体轧槽的快速磨损，造成产品尺寸总在不断的波动，同时也造成了米重波动幅度大，给现场的调整工带来了难度。

造成累计换辊换槽时间长，制约了生产量的提高，最后会导致整个生产线作业率降低、成材率等技术经济指标低，产品尺寸精度低和综合生产成本增加，使用贝氏体轧辊后，职工根据现场生产情况每个班次需要更换使用两个轧槽，生产过程中会停下来安排人手换槽，严重影响生产节奏，并且轧机轧槽调整过于频繁、会使生产事故多发，出现轧废的概率大大提高。

三、高速钢轧辊的使用高速钢轧辊特点：（1）碳化物硬度高、耐磨性好。

高含量的C和V得到了高硬度的MC型碳化物，提高了轧辊的硬度。

高速钢轧辊碳化物为MC、M7C3和M6C，因而耐磨性好。

（2）热稳定性好。

高速钢轧辊中含有大量的Co、W、Mo、Cr、V等元素，Co可提高高速钢轧辊的红硬性，使得热稳定性得到了改善，通过实验研究发现，普通轧辊材质的硬度随温度升高而明显下降，而高速钢轧辊在600℃仍保持有500HV，这在一定程度上提高了轧辊热稳定性。

高线轧机用硬质合金辊环的生产与应用烟台开发区东星工业有限责任公司首钢烟台东星公司在高速线材轧机(预)精轧机组工况对辊环寿命影响分析的基础上，确定了辊环材质的研制方向及硬质合金辊环应具备的性能。

建起了一条从产品开发、研制到现场服务信息反馈的科学完整的现代化管理模式下运行的硬质合金辊环生产线。

下面从硬质合金辊环的生产与应用两个方面论述。

一、硬质合金辊环的生产(一)科学的管理、高素质的员工队伍是质量稳定的保障严谨、高效、科学的管理模式是质量稳定的前提，作为股份公司，从公司一成立就按着股份公司的运行规则结合公司的实际情况组建了内部管理机构，制定了管理制度，使整个管理体系责任明确、反应快、效率高。

根据我们现行的辊环生产工艺和设备水平，我们制定了完整的生产管理制度和岗位操作规程，保证了生产全过程均衡稳定，使整个生产管理顺畅，提高了生产设备的使用效率。

按着ISO9002质量认证体系和现代企业管理的需要，不断完善质量管理体系，从原材料采购到产品出厂都有完整的计划、检测及生产记录，形成了辊环“档案”，为确保产品质量、以后查找事故原因、向用户提供准确的售后服务，提供了真实可靠的数据。

我们每一个辊环都有一个唯一的编号，每一个编号对应着从配料到开槽的全过程数据，包括每一工序的操作人、完成时间。

在完善各项规章制度、严格控制工艺参数的同时，强化了检验制度及检验记录，使产品质量有了更进一步的保障。

公司的操作工人都是正规技校毕业，在上岗前要经过三个月在岗培训经考试合格后方可持证上岗。

全体员工40%以上具有大专以上学历。

针对工艺特点不断派人外出学习、培训。

公司的产品开发、销售人员都是大专以上学历，对用户的各种意见、要求都能作出准确认真的回答与满足。

员工素质的不断提高对我公司硬质合金辊环质量的稳定做了保证。

(二)全封闭式生产线及科学的材质配比生产出了优质的产品高速线材轧机用硬质合金辊环的使用工况决定了其必须具有优良的抗热疲劳和耐腐蚀特性，同时要具有较好的强韧性。

高速钢轧辊的特征及使用技术要求目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，即轧辊的工作层材料采用高碳高速钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者是采用CPC工艺复合而成，与传统的M2、M4等标准类型钨钼高速钢有着本质上的区别。

在正常的轧制条件下，高速钢轧辊的使用寿命是合金铸铁轧辊3倍以上。

一、高速钢轧辊的特点1、高速钢轧辊含碳量较高，而且含有较高的钒、铬、钨、钼、铌等合金元素，因此，轧辊组织中碳化物的类型以MC型和M2C型为主，碳化物硬度高、耐磨性好。

2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性，在轧制温度下，辊面具有较高的硬度和良好的耐磨性。

3、高速钢轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。

4、轧辊使用过程中，在良好的冷却条件下，辊身表面形成薄而致密的氧化膜，这种均匀、薄而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到显著提高。

5、高速钢轧辊在轧制时辊面氧化膜的形成，降低了轧材与辊面间的磨擦，因此在轧制过程中易引起打滑现象，使轧机调整难度增加。

6、高速钢材料膨胀系数大，导热性能好，在轧制时易引起辊形变化，影响轧材精度。

因此，高速钢轧辊在板带材轧机上使用时，不仅要改变冷却系统的设计，而且还要重新改变辊形的设计。

7、由于高速钢轧辊芯部采用合金球墨铸铁、石墨钢或者是锻钢等材料制成，因此轧辊辊颈强度高。

8、由于高速钢材料耐磨性好、抗事故能力差，因此高速钢轧辊使用效果的好坏不仅取决于高速钢轧辊本身的质量，而且更重要取决于轧辊的使用条件和轧辊的维护保养。

二、高速钢轧辊的加工轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度相应就增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。

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；工艺润滑；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。

这一新技术与润滑工艺结合应用，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1、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区别明显。

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。

高速钢轧辊使用效果摘要：高速钢轧辊具有硬度高、红硬性好、耐磨性好等特点，在轧钢行业获得了广泛应用。

文章综述了高速钢轧辊的成分、组织、性能、制造方法和应用效果以及高速钢轧辊使用中的注意问题。

关键词：高速钢轧辊；基本性能；高速钢轧辊的应用；注意事项1引言随着国内外轧制工艺的成熟，轧钢技术的进步，包括对更高的轧制效果、更高的轧材质量和更低的轧制成本的不懈追求，使轧辊制造技术也在发生飞跃性发展。

我国高速钢轧辊的研究和应用起步晚，但已有多个研制成功的报道[1]。

2高速钢轧辊基本特征和性能高速钢轧辊主要特点：（1）高速钢轧辊通常采用高碳高速钢，碳含量一般在1.5%以上，碳化物含量通常在10-20%。

（2）高速钢轧辊工作层材料含有较高的钒、铬、钼、钨、铌等合金元素，合金元素总量达到16%以上，因此轧辊组织中的碳化物以MC型和M2C型为主，碳化物形态好、硬度高、分布弥散、耐磨性好。

（3）高速钢轧辊具有较好的热稳定性和红硬性，在常规的轧制温度下具有较高的硬度和良好的耐磨性。

（4）高速钢轧辊具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。

（5）高速钢轧辊辊身表面硬度为80-90HSD，硬度不均匀度≤2HSD。

（6）高速钢轧辊芯部材料采用高强度合金球墨铸铁，轧辊辊颈强度高、不易断辊[2]。

3 国内高速钢轧辊使用情况目前国内宝钢、太钢、鞍钢、武钢、中天钢铁等已经在成熟的使用高速钢轧辊，使用经验较丰富，多年前已使用进口高速钢轧辊，同时与国内轧辊制造企业（如武钢轧辊）合作，开发国产高速钢轧辊，使用效果较好。

3.1 宝钢热连轧高速钢轧辊使用效果良好使用高速钢以来，通过努力，在调整了轧机工艺参数，积累了辊面判定技术、解决了辊面缺陷检测及消除后，宝钢热轧单元实现了辊耗的历史性突破，从原来的0.7kg/t下降到了目前的0.4kg/t以下。

高速钢轧辊的平均毫米轧制量是高铬辊的2.2-3.5倍，即使考虑到价格因素，高速钢轧辊的性能价格比也要优于高铬辊。