李文蔚，芦春守
(柳州钢铁集团公司中板厂，广西 柳州 545002)
摘要：介绍了高镍铬和高铬两种复合铸铁轧辊的成分、组织、性能以及用作中板工作辊时的辊耗情况，并对轧辊使用中的轧辊冷却水、轧辊修磨、换辊周期、卡钢事故的处理等规章制度作了阐述。
关键词：轧辊；中厚板生产；轧辊材质；轧辊使用
中图分类号：TG333．17 文献标识码：B 文章编号：1003-9996(2006)05-0071-02
Choice and Usage of Work Roll of Heavy and Medium Plate Mill
LI Wen-wei，LU Chun-ning
(Liuzhou Iron and Steel Group Co．，Liuzhou 545002，China)
Abstract：The composition，microstructure and performance of high Ni—Cr and high-Cr casting iron roll were introduced．The roll consumption as the two roll used in work roll of plate mill was described．Some schedules should be made for roll cooling，changing and fail treatment，etc．
Key words：roll；plate production；roll material；roll usage
1 中厚板轧机工作辊的材质
柳州钢铁集团公司中板厂投产以来，使用过高镍铬离心复合铸铁和高铬复合铸铁2种材质的工作辊。其中高镍铬离心复合铸铁轧辊的外层材质合金化程度较高，金相组织为：贝氏体+少量马氏体及残余奥氏体+碳化物+少量石墨。工作层碳含量为3．1％～3．5％，铬含量为1．5％～2．0％，镍含量为4．0％～5．0％。但是，这种轧辊内部存在着较大的铸造应力和亚稳定的残余奥氏体，进行热处理后，形成以贝氏体为主的基体，硬度可达HSD70～80。这种以贝氏体为主的基体轧辊，热稳定性相对较差，对轧制的水冷工艺有一定要求，水的工作温度要控制在70～90℃以下，如果轧辊温度过高，轧钢时轧辊在轧制应力和热应力的作用下，容易引起轧辊工作层的剥落、龟裂，造成轧辊掉皮等缺陷。
高铬复合铸铁轧辊经热处理后，金相组织为屈氏体+少量马氏体及残余奥氏体+碳化物，其中少量马氏体及残余奥氏体的热稳定性相对较好。轧辊的碳化物则主要以条状的M7C3和菊花状的MTC为主，其含量可达35％，由于轧辊含有这种碳化物，所以具有优异的耐磨性，其硬度也可达到HSD60～72。这类轧辊的导热系数较低，对轧制过程中的热冲击很敏感。使用这类高Cr轧辊必须有一定的水冷设施，保证在轧制过程中轧辊的工作温度低于60℃；如果超过这一温度，极可能引起轧辊辊身掉肉和工作层的剥落。但是，这种轧辊的优点在于轧辊的基体组织可随铬含量的不同和热处理温度的不同，获得不同的轧辊硬度。一般，高镍铬轧辊的硬度要高于高铬铸铁辊，而硬度较高的轧辊在使用中容易产生热裂而使磨削量加大，导致使用效率低和费用增加，硬度较低的轧辊则会影响钢板的表面光洁度，根据以往的使用经验，轧辊的硬度在HSD70～75的范畴内较合适。
经分析和实际使用得出，选择高镍铬离心辊时，应要求其金相组织为贝氏体+少量马氏体+碳化物+石墨，工作层硬度为HSD70～75。选择高铬铸铁离心辊时，应要求其金相组织为屈氏体+少量马氏体+碳化物，工作层硬度为HSD68～73。
2 轧辊的消耗
对几个不同厂家生产的不同材质的工作辊使用情况进行统计，结果见表1。
由表1可见，1#厂家的轧辊消耗较小。影响辊耗指标的因素主要是轧辊磨损和轧辊上的热裂纹。磨损主要与工作辊的材质及表面温度有关，热裂纹主要与工作辊的冷却不均、局部急冷、使用不当、辊子设计不合理等有关。通过控制轧辊的冷却工艺，改善辊子的冷却效果，可防止工作辊出现严重的热裂纹，提高轧辊的使用率。另外，通过降低轧辊化学成分中的铬含量并提高轧辊热处理时的回火温度，把轧辊的表面硬度控制在一定范围之内，也可增强其抗热裂性和耐磨性。
3 轧辊的使用
3．1 轧辊冷却水
轧辊在轧制时与轧件接触后受热，由于轧件温度中间高、两边低，所以轧辊的温度也是中间高，两边低，由此造成的轧辊热膨胀也是中间大，两端小。这种轧辊鼓形现象在轧制过程中不易被消除，当轧制薄钢板时，对钢板质量的影响较大。因此，要加大轧辊中间部位的冷却水量，以降低轧辊中间的热膨胀，尽量减小轧辊的鼓形，避免轧制时钢板产生浪形。当冷却水量不足时，还可能导致轧辊表面产生热拉应力，当拉应力超过材料的断裂强度时，会使轧辊表面产生裂纹。所以，轧辊冷却水的水量、压力、分布要合适，柳钢中板厂冷却水水量为200m3／min／m2，水压为3～10Pa。使用过大的水压会造成水流的反弹，反而降低了水冷的作用，同时，冷却水的温度要保持在20～40°C左右。
3．2 卡钢的处理
轧制过程中发生卡钢事故时，轧辊表面的接触温度会迅速升高，如处理不当，极可能出现烧伤或热裂，严重时甚至会造成断辊。因此，卡钢时必须立即关停轧辊冷却水，并将上、下轧辊分开，快速排除轧件，保护轧辊不受损伤。
3．3 磨辊的规定
轧辊磨削时除需磨削掉检查到的裂纹外，还要在此基础上多磨去0．1～0．2mm的应力影响区，这样就可防止旧裂纹的扩展和新的磨削裂纹产生。经计算表明，刚磨好的轧辊内应力不是线性的，而是集中在轧辊的边角区域；经轧制后的轧辊辊身的内应力分布更加不均，所以在磨削轧辊时，边角要有足够的卸载区(这个卸载区要保证在换辊时没有完全被磨损掉)，以降低轧辊边角受力的峰值，防止轧辊脱肩。卸载区与辊身的过渡要光滑，柳钢中板厂的轧辊卸载区长度在250～300mm左右，成圆弧状，深约lmm。
3．4 合理的换辊周期
应根据轧辊的具体特点和生产的不同要求，制定合理的换辊周期，即按不同品种、不同规格的轧制块数换算得出换辊周期，如轧制普板时，每轧制1700～2000块钢板就要换一次工作辊，轧制中有双倍尺的按2块计算，有3倍尺的换3块计算。因为如果提前更换轧辊会给生产带来影响，而延期换辊则会对轧辊造成伤害。
4 结语
柳钢中板厂的四辊轧机从1998年投产以来，共生产了550万t钢，共用轧辊168根，辊耗从1999年的1．2kg／t降到2004年0．45kg／t。
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