轧辊材料及热处理工艺
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轧辊基础知识目录1. 内容概要 (2)1.1 轧辊的定义与作用 (2)1.2 轧辊在金属加工中的应用及重要性 (3)2. 轧辊的材料与制造 (4)2.1 常用轧辊材料及其特性 (5)2.2 轧辊制造工艺流程 (6)2.3 热处理对轧辊性能的影响 (8)3. 轧辊的结构与设计 (8)3.1 轧辊的结构组成 (10)3.2 轧辊的设计原则与要求 (11)3.3 轧辊磨损机制与寿命估算 (12)4. 轧辊的检验与质量控制 (13)4.1 轧辊的检验标准与方法 (16)4.2 质量控制的实施 (17)5. 不同类型轧辊的知识 (18)5.1 热轧辊与冷轧辊差异 (20)5.2 纵轧辊与横轧辊的特点 (21)5.3 特殊用途轧辊,如不锈钢轧辊、合金钢轧辊 (22)6. 现代轧辊技术的发展 (23)6.1 表面涂层技术 (24)6.2 控制系统与智能化 (26)6.3 轧辊的生产与维护技术的进步 (27)7. 实例分析 (28)7.1 典型轧辊案例 (30)7.2 轧辊在实际生产中的应用案例分析 (31)8. 结论与展望 (32)8.1 轧辊技术发展趋势 (33)8.2 未来技术创新及挑战 (34)1. 内容概要本文档旨在全面介绍轧辊的基础知识,包括其定义、分类、结构、材料、生产工艺以及在钢铁、铝材、铜材等金属加工行业中的重要作用和应用。
我们将深入探讨轧辊的基本原理,包括轧辊的工作机制、轧制过程中的应力分布以及轧辊在轧制过程中的磨损与保护。
还将介绍轧辊的质量控制标准、性能评估方法以及不同类型轧辊的特点和适用场景。
通过对轧辊基础知识的系统学习,读者将能够更好地理解轧辊在生产过程中的关键作用,为实际应用和进一步研究提供坚实的基础。
1.1 轧辊的定义与作用轧辊是一种非常重要的金属加工设备,在金属成形、裁剪、压制等过程中发挥着重要作用。
它通常用于金属板材或条材的轧制,轧辊通过相互之间的滚动或摩擦作用,对金属施加很大的压力,从而使其发生形变、厚度减小以及尺寸和表面光洁度的调整。
冷轧轧辊硬度一、引言冷轧轧辊是冷轧生产线上的重要设备之一,其硬度对于产品的质量和生产效率有着至关重要的影响。
因此,研究冷轧轧辊硬度成为了一个热门话题。
二、冷轧轧辊硬度的定义冷轧轧辊硬度是指冷轧轧辊表面的硬度值,通常使用洛氏硬度计或布氏硬度计进行测试。
其单位为HRC或HB。
三、影响冷轧轧辊硬度的因素1.材料选择:不同的材料具有不同的硬度特性,因此材料选择对于冷轧轧辊硬度有着至关重要的影响。
目前常用的材料包括9Cr2MoV、86CrMoV7等。
2.热处理工艺:热处理工艺对于冷轧轧辊表面组织和性能有着重要影响,包括淬火、回火等工艺。
3.表面处理:表面处理可以提高冷轧轧辊表面的抗磨损性能和耐腐蚀性能,从而提高其使用寿命。
4.使用环境:不同环境下的使用条件对于冷轧轧辊硬度有着不同的影响,如温度、湿度等。
四、冷轧轧辊硬度测试方法1.洛氏硬度测试法:该方法是通过在冷轧轧辊表面施加一定压力,测量压痕直径来计算洛氏硬度值。
2.布氏硬度测试法:该方法是通过在冷轧轧辊表面施加一定压力,测量压痕的深度来计算布氏硬度值。
五、常见问题及解决方案1.冷轧轧辊表面出现裂纹:可能是由于材料选择不当或热处理工艺不当导致的。
应该重新选择材料或优化热处理工艺。
2.冷轧轧辊表面出现磨损:可能是由于使用环境恶劣或表面处理不当导致的。
应该改善使用环境或重新进行表面处理。
六、结论综上所述,冷轧轧辊硬度对于产品质量和生产效率有着重要影响。
因此,在生产过程中应该注意材料选择、热处理工艺、表面处理以及使用环境等因素,以保证冷轧轧辊的硬度符合要求。
轧辊的热凸度轧辊的热凸度,在轧制工艺中起着非常重要的作用。
热凸度是指轧辊工作温度下,轧辊经过大量的轧制工作后,其表面出现凸起或下凹的状态。
热凸度的大小和分布对轧制工艺的控制和产品质量的稳定性有着直接的影响。
轧辊的热凸度主要是由轧辊在工作温度下的热膨胀引起的。
在轧制过程中,轧辊表面受到了高温和高压的作用,表面温度会迅速升高,而内部温度则较低。
由于轧辊处于非均匀的温度分布下,产生了热应力,导致轧辊发生热弯曲,从而产生热凸度。
热凸度的存在对轧制工艺有着重要的意义。
首先,热凸度会导致轧件表面的变形不均匀,造成轧件的尺寸和形状的不稳定。
这对于要求较高尺寸精度的产品来说是一个严重的问题。
其次,热凸度还会导致轧件的厚度分布不均匀,从而影响轧件的质量和性能。
最重要的是,热凸度还会增加轧机的运行负荷,降低轧机的生产效率和寿命。
为了控制和减小轧辊的热凸度,需要从以下几个方面进行改进和优化。
首先,通过选择合适的轧辊材料和热处理工艺,提高轧辊的抗热变形能力。
其次,采用合理的轧机工艺参数,如轧辊的轧制压力、轧制速度和辊缝的调整等,来减小热凸度的产生。
同时,通过轧辊的温度控制和冷却方式的优化,来降低轧辊表面温度的差异性,从而减小热凸度的发生。
此外,轧辊的热凸度还可以通过定期的轧辊磨削和修复来进行控制。
磨削可以去除轧辊表面的凸起部分,使轧辊恢复到较好的工作状态,从而减小热凸度的影响。
定期的轧辊维护和保养也是保证轧辊热凸度控制有效的关键措施。
总的来说,轧辊的热凸度对于轧制工艺和产品质量的稳定性有着重要的影响。
通过选择合适的轧辊材料和热处理工艺,以及优化轧机工艺参数和冷却方式,可以控制和减小热凸度的产生。
定期的轧辊磨削和维护也是保证轧辊热凸度控制有效的重要手段。
只有在对轧辊热凸度有全面的认识和有效的控制下,才能实现轧机高效稳定的生产和优质产品的制造。
轧辊种类的划分轧辊是金属加工中常用的一种工具,广泛应用于轧钢、轧铝、轧铜等行业。
根据不同的使用场景和工艺要求,轧辊可以分为多种类型。
下面将对轧辊的几种常见分类进行介绍。
一、工作辊和支撑辊根据轧机的结构和作用方式,轧辊可以分为工作辊和支撑辊两种类型。
工作辊是直接参与金属材料压制和塑性变形的辊子,其表面通常需要具备一定的硬度和耐磨性。
而支撑辊则是用来支撑工作辊和金属材料的辊子,其主要作用是为工作辊提供支撑和稳定。
二、冷轧辊和热轧辊根据轧制过程中的温度条件,轧辊可以分为冷轧辊和热轧辊两种类型。
冷轧辊主要用于对室温下的金属材料进行轧制,如冷轧钢板、冷轧铝板等。
由于冷轧过程中金属材料硬度较高,所以冷轧辊的表面需要具备较高的硬度和耐磨性。
而热轧辊则主要用于对高温下的金属材料进行塑性变形,如热轧钢坯、热轧铝坯等。
热轧辊的表面要求相对较低,主要是为了保证辊面的光洁度和平整度。
三、工作辊和支撑辊的结构形式根据轧辊的结构形式,轧辊可以分为整体式轧辊和组合式轧辊两种类型。
整体式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈为一体的结构,适用于较小的轧机。
组合式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈分开制造后再进行组合的结构,适用于大型轧机和冷轧机组。
四、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊根据轧辊的材质,轧辊可以分为硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊两种类型。
硬质合金轧辊的辊面通常采用硬质合金材料制造,具有较高的硬度和耐磨性,适用于高强度金属材料的轧制。
高铬铸铁轧辊的辊面则采用高铬铸铁材料制造,具有较好的耐磨性和耐腐蚀性,适用于一般金属材料的轧制。
五、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊根据轧辊的表面处理方式,轧辊可以分为镀铬轧辊和镀硬铬轧辊两种类型。
镀铬轧辊是将铬层镀在轧辊表面,提高轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。
镀硬铬轧辊则是在镀铬的基础上,再进行热处理,使轧辊表面形成一层硬度更高的硬铬层,提高轧辊的耐磨性和使用寿命。
轧辊根据不同的分类标准可以分为工作辊和支撑辊、冷轧辊和热轧辊、整体式轧辊和组合式轧辊、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊等多种类型。
工作辊材质的选择要考虑以下几个方面:(1)板坯厚度大,轧辊必须具有较好的咬入性。
(2)板坯温度高,轧制速度较慢,轧件和轧辊接触时间较长。
轧辊必须具有较好的抗热裂性、抗热疲劳性。
(3)工作辊直径大(Φ1210/1110mm)、辊身长度大(5050mm),承受的轧制力高,主电机带动工作辊传动。
要求轧辊有较高的抗断裂性,轧辊辊身和辊颈必须有较高的强度。
(4)高的轧制温度也要求轧辊具有高温耐磨性。
(5)由于粗轧和精轧在同一机架完成,所以既要考虑到粗轧时轧件厚度大,宽度小,轧辊所受冲击大,轧辊使用面积少,轧件与轧辊间易出现打滑等。
也要考虑精轧时,轧件宽而长,轧辊使用面积大。
同时,单机架四辊轧机,在轧制低合金专用钢和高强度品种钢时,要采用控制轧制和控制冷却技术,通常进行交叉轧制,轧制温度低,轧制力大。
要求轧辊具有耐磨性好、抗热裂性好、耐表面粗糙能力好、强度高、对热的敏感低等性能。
传统的四辊精轧机,往往是前面有一架粗轧机(二辊、三辊或四辊)。
粗轧用四辊轧机工作辊通常采用高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。
近年来,开始使用高铬铸铁轧辊,这种轧辊组织中碳化物含量较高,摩擦系数小,硬度高,耐磨性能优良。
但对热的影响十分敏感,易打滑,而且出现卡钢等事故时形成的热裂纹较深。
而精轧机轧辊工作条件相对较好,热影响及机械冲击也小,选择材质时主要考虑耐磨性和耐表面粗糙能力,保证钢板表面质量。
5m宽厚板四辊轧机的粗轧和精轧都是同样的轧辊来完成。
经过多年的实践,同时考虑到其他新开发新品种如高速钢轧辊等价格昂贵等因素,5m宽厚板轧机的工作辊采用高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。
这种轧辊多采用立式离心复合铸造而成。
由于外层镍、铬、钼等合金元素的作用,珠光体转变推迟,因而铸态下的组织为贝氏体+马氏体残奥+碳化物+短片状石墨。
经过热处理后的组织为贝氏体+少量马氏体残奥+碳化物+短片状石墨。
轧辊心部组织为贝氏体+片状石墨或珠光体+少量碳化物(+牛眼状铁素体)+团球状石墨。
轧辊的材质5m宽厚板轧辊材质的选择和使⽤管理(钢板⽣产⼯艺培训班的培训内容:轧辊部分。
授课⼈:杜希恩)由于5m宽厚板轧机轧辊消耗较⼤,按⽬前国内平均吨钢轧辊消耗0.8Kg/吨(宽厚板单机⽣产可能超过1Kg/吨)来计算,每年宽厚板的轧辊消耗将达到1200吨以上,轧辊消耗费⽤达6000余万元。
轧辊作为⼀种长期反复使⽤在恶劣环境下⼯作的轧钢⼯具,其正常的磨损消耗只是经济损失的⼀部分。
⽽由于材质选择不当、使⽤和维护不当等原因造成的轧辊事故,常常造成更多的相关损失和间接损失。
例如事故的同时往往有可能使配对辊或⽀撑辊受损、轧废、轧机和配套设备的损坏、⾮计划换辊停机、事故处理影响时间和成本、合同不能兑现等损失。
因此,深⼊研究轧辊材质的选择、轧辊使⽤和维护技术,以进⼀步提⾼板材表⾯质量,降低轧机故障率,降低轧辊消耗,已经成为我们亟待解决的课题。
⼀、轧辊材质的选择轧辊按制造材料主要分为:铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊、锻造系列轧辊三⼤类别。
铸钢轧辊有碳素铸钢轧辊、合⾦铸钢轧辊、半钢轧辊、⽯墨钢轧辊、⾼铬钢轧辊、复合铸钢轧辊、⾼速钢轧辊、半⾼速钢轧辊等。
铸铁轧辊有冷硬铸铁轧辊、⽆限冷硬铸铁轧辊、球墨铸铁轧辊、⾼铬铸铁轧辊四⼤类。
锻钢轧辊主要有:热作模具钢类、铬轴承钢类、冷轧模具钢类、⾼速钢和半⾼速钢类、锻造半钢和锻造⽩⼝铁类等。
轧辊材质的选择是⼀个⽐较复杂的⼯程,要综合考虑轧机的特点、轧辊的⼯作条件、各类轧辊材质特性、辊型设计等因素。
因此,要根据5M宽厚板轧机特点,轧制坯料和产品的种类规格,轧制节奏、产量,轧制温度、轧制速度、轧制⼒、压下量、换辊周期、磨削制度等轧机和轧辊⼯作的基本条件的基本情况,得出本机架对轧辊的性能要求,根据各类轧辊所具有性能特点,考虑本机架轧辊设计要求或⽬前使⽤的轧辊主要失效形式以及⽤户急需解决的问题等因素,最终确定适合本机架的轧辊材质、技术性能指标等。
1、5m宽厚板轧机轧辊材质的选择5m宽厚板轧机为四辊可逆式单机架轧机,粗轧和精轧都在同⼀机架上完成。
关于轧辊定制轧辊的管理方法。
明确轧辊验收使用及报废标准。
对轧辊的采购验收、装配、使用与更换、车削与修复及轧辊的报废实行全过程管理,对轧辊建立档案,详细记载探伤车削修复情况及每次上机轧制量等情况。
改善轧辊的冷却效果。
影响工作棍磨损的因素1轧件方面。
轧件的温度、材质、宽度、厚度、及外表状况2轧辊方面。
轧辊的材质原、始棍型、硬度、外表粗糙度及直径等3轧制工艺。
轧制压力、轧制速度、轧制长度、润滑情况、冷却条件及轧制方案安排等工作棍磨损形式磨粒磨损,工作棍与轧件和工作棍与中间棍之间的研磨。
疲劳磨损,工作棍受周期性载荷的作用表层出现机械疲劳,同时周期性受轧件加热和乳化液冷却导致表层热力学疲劳。
粘着磨损,当轧制较硬的材料时高温轧件与棍面在压力下紧密接触会产生粘着磨损。
剥落是一种疲劳破坏,能破坏轧辊的坚硬层导致轧辊报废。
局部磨粒磨损,疲劳裂纹,剩余应力等导致的应力分布不均匀可以加速轧辊的剥落。
可行措施做好轧辊预热,缩短换棍周期,提前购棍。
武汉钢铁公司管理标准三级工技术问答一、三大规程1.?三大规程?包括哪三大规程?答:三大规程包括:?平安技术规程?、?技术操作规程?、?设备使用维护规程?。
2.?平安规程?中的“两个必须〞指的是什么?答:“两个必须〞指的是:〔1〕进入现场必须“两穿一带〞〔转工作服、工作鞋和平安帽,女工的发辫必须盘入帽内。
〔2〕进入两米以上高空作业必须配戴平安带。
3.上岗作业“五不准〞的内容是什么?答:〔1〕不准未经领导批准私自脱岗、离岗、串岗。
〔2〕不准在搬迁版中饮酒及再现现场打盹水饺、闲谈、打闹及干预工作无关的事。
〔3〕不准非岗位人员触动开关和机电设备、仪器、仪表及各种阀门。
〔4〕不准在机电设备运行中进行清扫及隔机传递工具物品。
〔5〕不准私自带火种进入易燃易爆区域,并严禁在该区域抽烟。
二、各岗位间的相互关系及配合4.HC轧机机组共有几个岗位?答:本机组共分七个岗位:收料、开卷段、机架入口段、打捆记录、主控制台、乳化液系统。
轧辊生产使用检测及表面强化基础知识前言轧辊是金属加工行业中一种常用的工具和设备,用于轧制金属材料,如钢材、铝材等。
轧辊在使用过程中面临着高强度的冲击和磨损,因此需要进行检测和表面强化。
本文将介绍轧辊的生产使用检测流程以及表面强化的基础知识。
轧辊生产检测轧辊的生产检测是为了保证轧辊的质量,提高其使用寿命和稳定性。
主要包括以下几个方面的检测:材料检测轧辊主要由高铬铸铁、高铬铸钢等材料制成。
在生产过程中,需要对材料进行检测,确保其符合相关标准要求。
常用的材料检测方法包括化学成分分析、金相组织分析等。
尺寸检测轧辊的尺寸精度对轧制产品的质量有着重要影响。
因此,在生产过程中需要对轧辊的尺寸进行检测,确保其符合设计要求。
常用的尺寸检测方法包括三坐标测量、外径测量等。
表面质量检测轧辊的表面质量直接影响轧制产品的表面质量。
因此,在生产过程中需要对轧辊的表面进行检测,确保其表面光洁度和平整度满足要求。
常用的表面质量检测方法包括平行度测量、表面粗糙度测量等。
轧辊使用检测轧辊在使用过程中,会受到冲击和磨损,因此需要进行定期检测,以确保其安全可靠地运行。
主要包括以下几个方面的检测:磨损检测轧辊在使用过程中,会因为与金属材料的摩擦而产生磨损。
定期检测轧辊的磨损情况,可以及时更换磨损严重的轧辊,以保持轧辊的工作性能。
常用的磨损检测方法包括测量磨损凹槽深度、测量表面损失量等。
裂纹检测轧辊在使用过程中,可能会因为冲击或其他原因产生裂纹。
裂纹的存在会降低轧辊的工作性能,甚至导致轧辊断裂。
因此,需要定期检测轧辊的裂纹情况,及时修补或更换有裂纹的轧辊。
常用的裂纹检测方法包括超声波检测、磁粉检测等。
接触应力分析轧辊在使用过程中,由于冲击和磨损会受到较大的应力。
通过对轧辊接触应力的分析,可以评估轧辊的工作状态和剩余寿命,以制定合理的维护计划。
常用的接触应力分析方法包括有限元分析、应力测量等。
表面强化基础知识由于轧辊在使用过程中受到的冲击和磨损较大,为了延长轧辊的寿命和提高其使用性能,常常需要对轧辊进行表面强化处理。
轧辊修复加工工艺流程
轧辊是轧钢设备中的重要组成部分,其质量直接影响到轧钢的质量和效率。
然而,由于轧辊在使用过程中受到高温、高压和摩擦等因素的影响,容易出现磨损、划痕、破裂等损伤。
因此,轧辊的修复加工工艺显得尤为重要。
以下是轧辊修复加工的工艺流程:
1. 轧辊的检查与评估:首先对轧辊进行全面的检查,包括表面损伤、裂纹、尺寸变化等,并对轧辊的使用情况进行评估,确定轧辊的修复方案。
2. 轧辊的拆卸与运输:将需要修复的轧辊从生产线上拆卸下来,并进行清洗和运输,确保轧辊在修复过程中的安全和质量。
3. 轧辊的修复:根据轧辊的损伤情况,采用不同的修复方法。
对于磨损和划痕,可以采用堆焊、激光熔覆等方法进行修复;对于裂纹和破裂,可以采用焊接、热处理等方法进行修复。
4. 轧辊的加工:修复完成后,对轧辊进行加工,包括磨削、车削、钻孔等,以满足轧辊的使用要求和生产需求。
5. 轧辊的检验与试验:对修复后的轧辊进行全面的检验和试验,包括尺寸检验、表面检验、材料检验等,确保轧辊的修复质量和使用安全性。
6. 轧辊的安装与调试:将修复后的轧辊安装到生产线上,并进行调试,确保轧辊的正常运行和使用效果。
7. 轧辊的维护与保养:对轧辊进行定期的维护和保养,包括清洗、润滑、检查等,以延长轧辊的使用寿命和确保轧辊的正常运行。
轧辊修复加工工艺流程需要严格按照操作规程进行,以确保轧辊的修复质量和使用安全性。
同时,轧辊修复加工需要专业的技术和设备支持,以提高修复效率和质量。
轧辊修复后的加工和检验也需要严格按照相关标准进行,以确保轧辊的使用效果和生产效率。
轧辊知识简介轧辊, 简介, 知识一、铸铁系轧辊铸铁系轧辊的含碳量在2.5%—3.5%左右,按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。
铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类,基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体,石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.1、普通铸铁轧辊普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊,中、低合金无限冷硬铸铁轧辊,中低合金球墨铸铁轧辊,冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层,硬度高、耐磨性好。
冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。
无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质,其辊身工作层基体组织中存在着石墨,并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。
普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。
2、高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质,无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层集基体组织中存在着均匀分布的石墨,石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高,硬度随之降低,因此,辊身工作层与芯部没有明显的分界线,也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊,采用全冲洗(溢流法)或离心复合浇注工艺生产。
高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物,因此有较高的耐磨性,基体组织中石墨的存在,使其具有良好的抗热烈性,被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊。
3、高铬复合铸铁轧辊高铬复合铸铁轧辊是以含铬12-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质,一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质,采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。
由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物,高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能,被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机精轧4、合金球墨铸铁轧辊合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布,所以抗拉强度大,可经受重载荷,耐磨损性很好。
轧辊与轧辊轴承知识讲座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。
轧辊轧制时有关工艺问题轧辊是轧钢厂轧机的最主要生产工具,直接对轧件进行轧制加工,完成轧制过程的基本工序——金属的塑性变形。
它不仅与产品质量,产量,经济效益等都有直接的关系,是生产过程中非常重要的一个因素。
轧辊的好坏将直接影响产品的机械性能,尺寸精度,板型以及表面质量。
其次轧辊好坏也将直接影响生产的产量,如轧辊换辊次数的增加将使生产产量直接下降。
在板带热轧中一般一个换辊周期可轧2000-2500吨的轧制产量,如采用ORG在线磨辊技术产量可扩大到3500吨以上,同样如采用高速钢轧辊产量还能上升,相反如采用低质量轧辊,换辊次数就明显增加,产量就下降。
由于轧辊本身是一个生产消耗件,辊耗大小就直接影响工序成本,经济效益就会明显变化。
因此,希望轧辊制造厂能不断开发出新的高效的轧辊产品,和不断提高轧辊质量水平,同时钢铁生产厂又能不断加强轧辊管理,那对钢铁企业和轧辊企业均能产生很好的经济效益。
一,轧辊基本知识1,轧辊定义和分类轧辊是直接对轧件进行轧制加工,完成轧制过程的金属的塑性变形的主要部件。
按轧钢机类型可分为钢板轧辊和型钢轧辊,如图1所示。
钢板轧辊的辊身一般呈圆柱形,如图1a所示,主要参数为辊身长度,也是轧机的标称,如1580轧机,1700轧机,2050轧机等。
有时热轧轧辊的辊身呈微凹,当受热膨胀时,可保持轧辊较好的板型。
而冷轧轧辊的辊身呈微凸,当它受力弯曲时,也可保持轧辊较好的板型。
型钢轧机的轧辊辊身上有轧槽,根据工艺要求配置相应的孔型,粗轧机有较多的轧槽,精轧机则较少,如图1b所示,型钢轧机主要参数为轧辊的直径,也是轧辊的名义直径或轧机的标称,如1300初轧机,650型钢轧机等,如在一条生产线上有若干个工作机座,则以最后一架的轧辊名义直径作为轧钢机的标称。
由于初轧机,型钢轧机是有槽的,而且轧辊在使用过程中由粗变细是变化的。
故该类轧机的轧辊名义直径是以齿轮座的中心距作为轧辊名义直径,初轧机以轧辊辊环外径定为轧辊的名义直径。
轧辊生产优化措施方案轧辊生产优化的措施方案是通过对生产过程进行改进和调整,以提高生产效率和产品质量。
以下是一些可能的措施:1. 提高轧辊生产线的自动化水平:增加机器人和自动化设备的使用,减少人工操作,提高生产效率和产品质量。
例如,通过引入自动化装卸设备来减少轧辊的搬运过程,减少人工操作的错误。
2. 优化轧辊设计和材料选择:对不同类型的轧辊,根据不同的需求进行设计,选择适合的材料。
例如,对于需要耐磨性能的轧辊,可以选择耐磨合金材料,以延长轧辊的使用寿命;对于需要高温强度的轧辊,可以选择高温合金材料。
3. 优化轧辊的热处理工艺:通过对轧辊的淬火、回火等热处理工艺进行优化,提高轧辊的硬度、耐磨性和疲劳性能,延长轧辊的使用寿命。
4. 强化轧辊的质量控制:建立完善的质量控制体系,对每一道工序进行严格的质量检测和控制,确保轧辊的质量符合要求。
例如,可以增加无损检测设备,对轧辊进行磨损和裂纹的检测,及时发现问题并进行修复或更换。
5. 建立轧辊维护保养机制:定期对轧辊进行保养和维护,包括清洁、润滑、防腐等工作,延长轧辊的使用寿命。
同时,加强对轧辊使用和操作人员的培训,提高其对轧辊使用和维护的意识和技能。
6. 加强轧辊生产过程的管理:建立科学的生产计划和生产调度系统,合理安排生产任务和人力资源,提高生产效率。
同时,加强对物料和工艺过程的管理,减少生产过程中的浪费和损失。
7. 加强与供应商和客户的合作:与轧辊材料供应商和使用轧辊的客户建立紧密的合作关系,交流经验和需求,共同解决问题,提高轧辊的质量和使用寿命。
综上所述,轧辊生产优化的措施方案包括提高自动化水平、优化设计和材料选择、优化热处理工艺、强化质量控制、建立维护保养机制、加强生产过程管理和加强合作等方面的措施。
这些措施可以有效提高轧辊生产的效率和质量,降低生产成本,提高企业的竞争力。
轧辊入门知识问:什么是轧辊?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。
轧辊分热轧辊和冷轧辊两种。
常用冷轧辊中工作辊的材料有Cr3,Cr4,Cr5,9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等,冷轧辊要求表面淬火,硬度为HS45~105。
热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60Cr MnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。
它承受了强大的轧制力,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。
热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。
轧辊是冷弯型钢生产的主要部件工位,其质量好坏直接关系到产品的质量、产量和成本,优良的轧辊应具备以下特点:1、板型设计的合理适用以保证钢带顺利成型;2、高精度的加工尺寸以保证型材的要求;3、轧辊基体的高强度、优异的耐磨性及抗咬合性能,以确保其寿命。
目前国内制造轧辊的材料和热处理方式大致可分为三类:1、GCr15等高碳低鉻轴承钢,常规淬火处理;2、Cr12高碳高鉻冷作模具钢,常规淬火处理;3、Cr12Mo1V1,优质冷作模具钢,常规淬火加表面氮化处理。
第一类因受材料淬透性的限制,常规淬火后轧辊的耐磨性达不到要求,且修复数次后,硬度阶梯性递减量大,寿命过低;第二类Cr12具有高淬透性,高耐磨性和热处理变形小等特点,因而广泛用来制作承载荷大,批量大的轧辊;第三类Cr12Mo1V1(或SKD11、D2)经常规热处理,氮化后,各项机械性能均优于Cr12钢种,且适用高精度冷弯异型材、不锈钢型材的生产。
在分析了上述情况、轧辊受力和损坏机理的前提下,采用Cr12、Cr12MoV表面合金化处理工艺制造轧辊。
应用基体等温淬火工艺,在保证基体(HRC60~62°)的同时,轧辊表面形成致密、均匀而又光滑的碳化物层,硬度值在HV2000~3500范围内。
轧辊材料及热处理工艺轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力,内在性能包括强度和硬度等方面。
要使轧辊具有足够的强度,主要从轧辊材料方面来考虑;硬度通常是指轧辊工作表面的硬度,它决定轧辊的耐磨性,在一定程度上也决定轧辊的使用寿命,通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。
概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺,同时,对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。
传统冷轧辊材料及其热处理方式冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力,加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题,容易导致瞬间高温,使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。
因此,冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力,同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。
国内外冷轧工作辊一般使用的材质有GCr15、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A等。
20世纪50~60年代,这一时期的轧件多为碳素结构钢,强度和硬度不高,所以轧辊一般采用1.5%~2%Cr锻钢。
此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火,常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。
其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能,并提高淬硬层深度,尽量保证轧辊表面组织均匀,改善轧辊表层金属组织的稳定性。
从20世纪70年代开始,随着轧件合金化程度的提高,高强度低合金结构钢(HSLA)的广泛应用,轧件的强度和硬度也随之增加,对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求,国际上普遍开始采用铬含量约2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V型钢工作辊,如我国一直使用的9Cr2Mo、9Cr2MoV和86CrMoV7、俄罗斯的9X2MΦ、西德的86Cr2MoV7、日本的MC2等。
这类材质的合金化程度较低,在经过最终热处理后,其淬硬层深度一般为12~15mm(半径),仅能满足一般要求,而且使用中剥落和裂纹倾向严重,轧制寿命低。
通过改进热处理方式,即进行重淬1~2次,提高了该类轧辊的淬硬层,但每次重淬不仅需要一定的热处理费用,而且会使轧辊直径都要损失5mm左右,同时轧辊在经过多次热处理后容易变形,难以满足高精度轧辊的形位公差要求。
因此,研制深淬硬层冷轧辊不仅可以大幅度地降低冷轧辊的消耗,减少轧辊在使用过程中的重新淬火次数,延长轧辊寿命,具有重大的经济效益。
为了减少重淬消耗,提高轧辊的淬硬层深度、接触疲劳强度、韧性,延长其使用寿命,从20世纪70年代后期到80年代中期,国内外开始研究使用铬含量在3%~5%的深淬硬层冷轧工作辊钢。
3%铬冷轧辊不需重淬,且有效淬硬层深度可达到25~30mm,5%Cr冷轧辊有效淬硬层深度则达到40mm,其耐磨性和抗事故性能也有显著提高。
在这一阶段,国内试制了9Cr3MoV钢,国外一些制造厂也先后开发推广了深淬硬层冷轧辊,如美国的3.25%Cr钢和5%Cr钢,日本的KantocRP53、FH13、MnMC3和MC5等。
这些钢都采用高碳高合金材料,具有良好的硬度和耐磨性,但轧辊淬硬表面脆性大,接触疲劳寿命低,质量不稳定。
为提高淬硬层深及接触疲劳寿命,降低淬硬层脆性及过热敏感性,同时也为满足轧件对冷轧工作辊力学性能和使用性能的进一步要求,自20世纪80年代中、后期,国外轧辊生产厂对5%Cr冷轧辊钢进行了化学成分的优化工作,主要是在5%Cr钢中增加钼、钒的含量或加入钛、镍等元素。
添加0.1%左右钛的5%Cr钢轧辊中,钛以碳氮化合物(TiCN)形式在基体中微细析出,经过摩擦损耗后TiCN脱落,在轧辊表面形成划痕,使适度的粗度再生。
在镀锡板轧机的实际操作中,有效利用粗糙度降低小的优点,从轧制初期就可高速轧制。
在最终热处理过程中,对轧辊钢的淬火和加热限制在奥氏体中含碳量不超过0.6%的程度,然后进行尽可能强烈的冷却,这样就可以得到较深的淬硬层。
此时,轧辊的淬硬层组织除隐针马氏体(以板条为主)外,尚有约4%的碳化物和10%左右的残留奥氏体。
轧辊的表面硬度(包括残余压应力的影响)约为HS(D)95~99。
最后,用低温回火将轧辊表面硬度调整到规定值,低温回火越充分,硬度偏低时韧性越好,抗热裂能力越高。
钼、钒含量的增加导致淬火后钢中含有较多的残余奥氏体,回火后大部分又转变为新马氏体,这样就有助于提高轧辊硬度,增强耐磨性并降低磨损面粗糙度。
传统热轧辊材料的选用及热处理工艺热轧辊常工作在700℃~800℃的高温环境,与灼热的钢坯相接触,需要承受强大的轧制力,同时表面要承受轧材的强力磨损,反复被热轧材加热及冷却水冷却,经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。
这就要求热轧辊材料必须具有高的淬透性、低的热膨胀系数、高的热传导能力和高的高温屈服强度及高的抗氧化性。
国内曾经使用过锻钢轧辊和无限冷硬铸铁轧辊,除普通冷硬铸铁外,还有低镍铬钼、中镍铬钼、高镍铬钼铸铁材料,高档次的冷硬铸铁材料为高镍铬钼冷硬铸铁。
这类材质轧辊的缺点是硬度低,耐磨性不好。
后来采用了球墨复合铸铁轧辊,相对而言,使用寿命提高了几倍,至今仍然在使用。
国外则一般采用半钢和高硬度特殊半钢材质,对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。
为了提高热轧辊的表面耐磨性,热轧辊的材料不断地得到改进,其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。
高铬铸铁轧辊的化学成分为:2.0%~4.0%C,10%~30%Cr,0.15%~1.6%Ni,0.3%~2.9%Mo。
其本质是一种高耐磨性的高合金白口铁,铬含量一般在10%~15%,其碳化物主要是M7C3型,与白口铸铁的连续的M8C型碳化物不同,它不但具有良好的耐磨性,还有较高的硬度(HV可达1800),基体为奥氏体、马氏体,因而其硬度和韧性结合较好。
实际的轧制生产表明,高铬铸铁轧辊有较好的抗热裂性能,原因是轧辊表面生成一层致密且有韧性的铬的氧化膜,能减少热裂纹的数量和深度。
因此,高铬铸铁辊在20世纪80年代被非常广泛用于精轧前架。
目前,高铬铸铁复合轧辊已广泛用作热轧带 (钢)连轧机,粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板;粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊等。
高铬铸铁轧辊的热处理有两种形式,一是低于临界转变温度的亚临界热处理,另一种是高于临界点A3的高温热处理。
高铬轧辊表面材料的珠光体基体,希望具有极细的片间距,并在基体上有大量弥散分布的二次碳化物,要求有尽量低的残余奥氏体和残余应力,所以一般选用后一种形式的热处理,具体为正火加回火。
高速钢作为热轧辊材料的应用在1988年始于日本,20世纪90年代初期美国和欧洲也进行了研制,我国在20世纪90年代后期开始研制和使用高速钢轧辊。
一般高速钢的成分为1%~2%C,0%~5%Co,0%~5%Nb,3%~10%Cr,2%~7%Mo,2%~7%V,1%~5%W。
因为拥有大量可形成强碳化物的合金元素如W和V,其最终的显微组织含有大约10%~15%具有极高硬度和高温稳定性的碳化物,所以在高温下工作能保持较高的强度和硬度。
其工作层硬度高,可达到80~85HS,具有较好的耐磨性和抗热裂性,轧辊表面没有出现热裂纹,一般没有剥落现象。
近年来国外在热轧薄板粗轧机架采用半高速钢轧辊也获成功,其耐磨性是高铬钢轧辊的2倍,且咬入性能和抗热疲劳性能好,因而成为热轧薄板粗轧机架和线棒材中轧机架轧辊的理想选择,半高速钢的化学成分范围为:1.5%~2.5%C,0.5%~1.5%Si,0.4%~1.0%Mn,1.0%~6.0%Cr,0.1%~4.0%Mo,0.1%~3.0%V,0.1%~4.0%W。
高速钢热轧辊的热处理方式一般采用淬火加回火,在加热到高温时,钢中的二次碳化物充分溶解,一次共晶碳化物部分溶解。
这些碳化物所含有的碳和合金元素溶入奥氏体中,增加了奥氏体中碳和合金元素的含量。
在淬火时它们固溶于贝氏体和马氏体中,而在回火时析出了弥散的碳化物,使钢呈现出比淬火时硬度还要高的二次硬度。
因此为了增加基体的硬度,应提高淬火温度,同时,为了防止基体中出现块状粗大的碳化物,应尽量降低淬火温度,一般确定最佳淬火温度为1050℃~1150℃,同时回火温度为550℃~600℃。
为了保证基体中含有大量弥散分布的球状MC型碳化物,应增加V含量,但V不宜过高,因为V会降低淬透性,凝固时生成粗大的一次碳化物,淬火时不能完全溶入奥氏体,从而降低了断裂韧性,同时还会降低轧辊的表面粗糙度。
轧辊材料及热处理工艺的发展趋势冷轧辊的发展方向将是在进一步提高强度硬度和淬硬层深度的同时,保证一定的韧性。
大型冷轧工作辊将普遍采用含钒、铣、镍等元素的改进型5%Cr钢制造。
为提高材料的淬透性,Cr的含量将进一步增加,如8%~10%Cr及更高铬的锻钢已开始用于实际生产,但含Cr量的增加会导致较差的韧性,因此需要适当平衡C和Cr含量,在较低的温度下淬火获得所需要的冷轧辊硬度,从而减少轧辊的断裂和降低其断裂敏感性。
另外,随着锻件制造技术的进一步完善,高铬钢工作辊将更多地应用于大型冷连轧机。
5%Cr及其含钒的改进型钢广泛用于大型支承辊锻件,高铬含量的大型锻钢支承辊进入实用阶段。
大型冷轧工作辊要求采用电渣重熔锭锻制,而大型支承辊锻件用钢则被广泛采用钢包精炼并真空除气的冶铸工艺生产,钢水的纯净度均达到较高水平。
热轧辊工作在交变的高温和力的作用下,其表面反复受到摩擦,会产生强烈的磨损,因此热轧辊的发展主要在于进一步提高其耐磨性。
在实际的轧制生产中,表面淬火和渗碳强化处理的热轧辊己不能满足对其高耐磨性的要求,但整体的高速钢或硬质合金轧辊成本极高,对于轧辊芯部材料将造成浪费。
因此,轧辊的生产迫切需要进行表面处理,将硬质合金或陶瓷材料熔覆在轧辊的表面作为轧辊的工作表层。
表面镀铬、火焰喷涂、等离子喷涂以及激光毛化都是工具表面合金强化技术,将进一步用于提高的轧辊的性能。
总之,合理选材及采用合适的热处理方式高质量地制造轧辊,可以节约大量的辊材,降低轧钢生产成本,同时提高轧辊的质量和产量。
因此,应重视轧辊选材的新动向,从轧钢的实际条件出发.开发轧辊的新材质,提高轧辊的制造质量。