上个世纪50年代以前，国外初轧辊大多选用锻 钢轧辊。后来，部分改用铸钢轧辊，这类轧辊虽然 强度大，但存在的主要问题一方面是不耐磨；另一 方面是抗热裂纹性差，常常由于产生环裂而断辊。 在初轧机轧辊中，球墨铸铁轧辊的应用被认为是很 有成效的一大创举。1958年，我国在世界上首先将 球铁轧辊用于初轧机上，取得了满意的轧制效果， 为球墨铸铁应用领域的扩大做出了卓有成效的贡献。 以往使用的铸钢初轧辊硬度为27-35HSD，而改用合 金球铁轧辊，硬度可达到43-48HSD，具有较好的耐 磨性和抗热裂纹性能，但缺点是容易打滑。在强度 方面，只要轧辊球化效果较好，而且经过很好的热 处理，轧辊强度是足以保证的。
B．按轧辊材质分类 1．铸铁轧辊 冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、半冷硬铸铁 轧辊、球墨铸铁轧辊、高铬铸铁轧辊 2．铸钢轧辊 合金铸钢轧辊、合金半钢轧辊、石墨钢轧辊、高 铬钢轧辊、高速钢轧辊 3．锻钢轧辊 合金锻钢轧辊、高铬锻钢轧辊、锻造高速钢轧辊等 4．特种轧辊 碳化钨轧辊、陶瓷钢轧辊
C．按轧辊重量分类： 1．大型轧辊，重量大于10吨； 2．中型轧辊，重量3-10吨； 3．小型轧辊，重量小于3吨；
二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具，它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量，由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同，因此，正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊 初轧机主要分为板坯轧机和方坯轧机，初轧机是 以钢锭为坯料，而钢锭的铸态组织是粗大的树枝晶组 织，极易产生偏析。为了消除铸造组织，都是控制较 高的开轧温度和大的变形量，以便使粗大晶粒断开， 同时，初轧机压下量大，轧制扭矩大。因此，轧辊的 抗热裂纹性能和强度是初轧辊的关键。
粗轧机架轧辊首先由于轧机轧制压力大、轧辊孔型 深，大压下量而引起的高切断力必须使轧辊具有较高强 度、不断辊；另一方面，由于该机架轧制速度慢、轧辊 烘热时间长，因此必须保证具有良好的抗热裂纹性能和 抗剥落性能；同时，轧辊还必须具有良好的耐磨性、抗 冲击性及咬入性。很明显，其中一些性能是相互矛盾的。 钢轧辊比球墨铸铁轧辊具有较好的咬入性，而且强度高， 但其耐磨性和抗热裂纹性能却不如球墨铸铁轧辊。有的 厂家粗轧机架采用半钢轧辊，尽管从强度和耐磨性方面 可以满足轧机要求，但轧辊的热裂纹却非常严重。所以， 目前大多数厂家粗轧机组第一架选用硬度为45-50HSD的 铁素体球墨铸铁轧辊，其它机架选用硬度为50-55HSD的 珠光体球墨铸铁轧辊。其实粗轧机组最理想的材质应该 是无碳化物贝氏体轧辊（NCC轧辊），硬度为48-55HSD， 该种轧辊由于组织中无网状碳化物存在，不仅耐磨性高， 而且抗热裂纹扩展能力强，缺点就是价位高。
8、中、小型型钢轧辊 中、小型型钢轧辊一般分为粗轧、中轧和精轧，其 材质选择应根据轧机的类型、产品的规格和轧机的架次 等具体条件来确定。 粗轧机架一般孔槽较深，要求轧辊要具有较高的强 度和耐热裂纹性。因此，大多数采用合金半钢轧辊或高 强度合金球墨铸铁轧辊。 中间机架轧辊在轧制过程中负荷较重，要求轧辊既 要具有良好的抗热裂纹性，又要具有一定的耐磨性，因 此，一般选用合金球墨铸铁轧辊或无限冷硬铸铁轧辊。 精轧机架轧辊承受的轧制压力较小，一般不易产生 断辊现象。但是，该机架是产品的成品架或成品前架， 为了保证轧材的尺寸精度，确保轧机按负公差轧制，轧 辊的耐磨性是首要问题。所以，精轧机架轧辊通常选用 耐磨性较好的珠光体球墨铸铁轧辊、贝氏体球墨铸铁轧 辊或镍铬钼无限冷硬铸铁轧辊，轧辊的硬度为65-75HSD。
7、大型型钢轧辊 大型型钢轧机一般分为粗轧、中轧和精轧，所以根据机 架不同，所选用的轧辊材质也应有所区别。 粗轧机架轧辊通常加工有较深的孔槽，而且轧制温度高、 轧制压力大，要求轧辊应具有较高的强度和耐热性，因此， 国外大多数厂家采用铸造带槽的镍铬钼合金铸钢轧辊或石墨 钢轧辊。近年来一些厂家为了提高轧材表面质量，已开始使 用硬度为45-50HSD的合金半钢轧辊。只要改善了轧辊的冷 却条件，在使用过程中辊温控制在60℃以下时，合金半钢轧 辊达到了最佳的使用效果。 用于中间机架的轧辊必须同时具备良好的抗热裂性和耐 磨性，因此该机架轧辊一般选用硬度为50-60HSD的合金球 墨铸铁轧辊或铸造带槽合金球墨铸铁轧辊。 大型型钢精轧机架的轧制操作是保证实现按负公差轧制、 减少允许偏差、提高大型型材尺寸精度的重要操作环节。因 此，用于大型型钢轧机精轧机架的轧辊，应同时具有一定的 强度和优良的耐磨性。因此，该轧辊基本上选用耐磨性好的 珠光体球墨铸铁轧辊或高碳半钢轧辊。
2、中厚板轧辊 中厚板轧机从结构型式上有二辊可逆式轧机、三辊劳特 式轧机和四辊可逆式轧机；按机架数量有单机架、双机架和 多机架的半连轧或全连轧。 三辊劳特式轧机，除中辊是工作辊外，上下辊既是支承 辊又是工作辊，要求轧辊不仅要具有良好的耐磨性和耐热性， 而且还应具有良好的抗剥落性和抗折断性。因此轧辊应该采 用低镍铬钼或中镍铬用最广泛的中厚板轧机，它综 合了二辊和三辊劳特式轧机的优点，既降低了轧制压力，又 大大增强了轧机刚性。这种轧机对轧辊的选择几经变化，支 承辊通常是采用铸钢辊，硬度为45-52HSD，粗轧机架工作 辊开始采用合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为65-70HSD，而 将高铬铸铁轧辊用于该机架是一大创举。精轧机架工作辊在 50年代前后国外是采用全冲洗工艺生产的高合金无限冷硬铸 铁轧辊，硬度为75-82HSD，这一材质一直延续到今天，只 不过是石墨的形态和碳化物的状态有所改进，平整辊采用离 心复合高合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为70-80HSD。
在3/4连轧和全连续轧机中，粗轧机架因为有支承辊， 所以不用担心工作辊断辊问题，关键是轧辊的磨损、热 裂问题。上个世纪60年代和70年代热轧带钢连轧机粗轧 机架主要选用硬度为50-55HSD的镍铬钼无限冷硬复合铸 铁轧辊或半钢轧辊。80年代，欧洲开始使用高铬复合铸 铁轧辊，并取得迅速推广，轧辊的硬度也提到70-75HSD。 90年代，半高速钢轧辊在热轧带钢连轧机粗轧机架上取 得成功的应用，半高速钢轧辊具有以下优点：高的耐磨 损性；良好的抗热裂纹性；较好的抗剥落性和咬入性。 精轧机架由5-7架组成，通常称第1架为F1，第2架为 F2等，精轧机架为四辊轧机，支承辊用于防止工作辊因 轧制力而挠曲。支承辊一般选用硬度为40-50HSD的铸钢 轧辊，也有的国家采用硬度为60-70HSD的锻钢轧辊。总 之，支承辊材料的选择必须具有良好的疲劳强度和抗折 断性，这是由于支承辊与工作辊接触的部位承受极大的 压力，每个轧制周期都出现加工硬化，如果不能及时去 除，将会导致剥落。
6、冷轧带钢轧辊 冷轧带钢连轧机是由三到六架组成，它们是具有 较大型支承辊的四辊轧机，工作辊的直径较小。冷轧 时，采用乳化油，既润滑带钢也起到冷却作用。冷轧 工作辊采用80-95HSD的锻钢辊，也有的轧机采用硬度 为75-80HSD的高合金无限冷硬铸铁辊，优点是辊形易 于控制，但缺点是由于石墨的原因，常使带钢表面产 生污染。近年来，半高速钢轧辊和高铬锻钢轧辊用于 冷轧工作辊又是一项很大的突破。
5、热轧窄带钢轧辊 通常人们把带宽小于500毫米的带钢称为窄带钢， 窄带钢轧机的机架形式和布局与热带连轧机很相似， 因此，在轧辊选用上也基本接近。粗轧机架通常选用 硬度为40-50HSD的合金铸钢轧辊或硬度为45-55HSD的 合金球墨铸铁轧辊。 精轧机组前段采用硬度为60-70HSD的贝氏体球墨 铸铁轧辊或中高合金无限冷硬铸铁轧辊；精轧后段采 用硬度为75-85HSD的高合金无限冷硬铸铁轧辊或硬度 为80-90HSD的高速钢轧辊。支承辊采用半钢轧辊较好。
根据以上特点可见叠轧薄板轧机轧辊的工作条件 是相当恶劣的。要求轧辊导热性能和抗剥落性能好， 轧辊抗冲击和抗折断性能高。因此，这种轧辊通常选 用合金含量低的CrMo无限冷硬球墨复合铸铁轧辊，硬 度为57-63HSD，轧辊最易出现的问题是断辊和剥落。
4、热轧带钢轧辊
热轧带钢轧机分为半连轧、3/4连轧、全连轧和薄 板连轧，仅有一架可逆式粗轧机和一组精轧机架所组 成的叫做半连轧；具有数台粗轧机，其中有一台可逆 式的称为3/4连轧；具有数台粗轧机和一组精轧机架的 连轧机称为全连轧；坯料不是经初轧机开坯，而是由 薄板连铸坯直接进入全连续轧机轧制称为薄板连轧。 二辊式粗轧辊必须具有高的抗扭曲、抗弯曲强度 和良好的抗热裂纹性能，因此大多使用整体浇注的， 硬度为43-50HSD的合金铸钢轧辊或使用硬度为5560HSD高强度合金球铁轧辊。近年来，国外一些国家 采用外层为石墨钢的复合铸钢轧辊。获得了很好的使 用效果。
冶金轧辊的分类及选材
宫 开 令
一、轧辊的分类 二、轧辊材质的选择 三、国内外对棒材连轧机轧辊选材上差距 四、离心复合轧辊的诞生及发展
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多，其分类方法也不统一，但一般习 惯上按以下三种方法分类： A．按轧辊用途分类： 1．初轧轧辊 板坯初轧辊、方坯初轧辊（这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代） 2．板带轧辊 中厚板轧辊、薄板轧辊、热轧带钢轧辊、窄带钢轧 辊、冷轧带钢轧辊 3．型钢轧辊 大型型钢轧辊、中小型型钢轧辊、棒材轧辊、线材 轧辊、钢管轧辊
精轧后段（F4-F7）工作辊是在最后几个架次上使 用，因此轧辊的硬度、耐磨性、抗热裂纹性和抗剥落 性是主要的性能要求。基于这种特性要求，国内外几 乎所有的热轧带钢连轧机精轧后段工作辊都选用高镍 铬钼无限冷硬复合铸铁轧辊。其硬度范围为75-85HSD。 这种轧辊最重要的特点是耐磨性极佳，从而确保带钢 具有很高的尺寸精度和表面光洁度。然而随着材料的 发展，轧辊研制者将高速钢材料用于轧辊的制造上取 得了显著的效果，它不仅适用于精轧前段工作辊，而 且还适用于精轧后段工作辊，每次的换辊周期比原来 提高3-5倍，轧辊的硬度可达到80-90HSD。目前不仅是 F1-F3架普遍采用高速钢轧辊，而且F4、F5架也全部采 用高速钢轧辊。F6、F7架还是采用改进性高镍铬钼无 限冷硬铸铁轧辊，硬度为78-83 HSD。 平整辊采用硬度为70-80HSD的离心复合金无限冷 硬铸铁轧辊。
9、棒材轧辊
棒材轧机是属于小型型钢轧机之列。据统计，截 止到2003年底，我国相继引进和自制棒材连轧机118套， 这些轧机产量高、轧制压力大，因而对轧辊的选用提 出了更高的要求，特别是近年来引进的无头轧制技术， 由于轧辊烘热时间久，轧材定尺长，因此对轧辊的要 求不仅是耐磨性好、强度高，而且要具有更好的抗热 裂纹性和强韧性。