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。
其典型成分范围如表:a、基体组织控制为贝氏体,强度高,韧性好。
b、耐磨质点碳化物虽仍是M3C型,但(Fe. Cr)3C型增多,硬度高,耐磨性好。
c、基体组织中含有一定量的石墨,导热性好,抗热烈性高,石墨的自润滑作用可以保证轧材表面质量防止粘辊。
d、外层中自外向里石墨含量逐渐增多,工作层内存在一定的硬度降落。
e、心部采用灰口铸铁,韧性高,或采用球墨铸铁,强度高。
基于轧制力不断增加的趋势,目前,高镍铬铸铁复合轧辊的心部主要采用高强度球墨铸铁。
轧制吨位在正常使用和维护的情况下,每对轧辊使用到报废尺寸,直径上平均毫米轧制量为4500~6500吨/毫米。
随着轧辊制造技术的发展,在高镍铬无限冷硬轧辊的基础上,改进型高镍铬无限冷硬轧辊已经被开发并且逐步应用到少数轧机上,且评价良好,被认为耐磨性和抗事故性兼优。
5m 宽厚板轧机轧辊今后将考虑引用。
支撑辊材质的选择应考虑以下因素:(1)辊身直径大(2300/2100mm),长度大(4900mm),承受的轧制力高(max﹒10000KN),要求轧辊具有较高的抗断裂性,轧辊辊身和辊颈具有较高的强度。
(2)轧辊工作层材质具有较好的抗接触疲劳性能,以防止使用中因局部过度接触所引起的辊面小剥落产生,或由于接触加工硬化在硬化层下产生疲劳裂纹,引起剥落。
(3)轧辊应具有足够的耐磨性,避免使用中过早出现磨损不均匀,即轧辊中部磨损大、边部磨损小、轧制力集中在轧辊边部,造成边部剥落。
目前,中厚板轧机支撑辊的选择主要有锻钢、复合铸钢和镶套组合支撑辊。
其中前两种使用较多。
5m宽厚板轧机的支撑辊可选用Cr2、Cr3、Cr4、Cr5系列的复合铸钢支撑辊。
目前5m宽厚板选择的是铬钼锻钢。
其化学成分:C:0.7—1.0, Si:Max0.50, Mn: Max1.60, Cr:0.9—1.60,Mo:0.3—0.60,S、P不大于0.025辊身硬度:40—50HSC,辊颈硬度:37—47HSC,工作层厚度:≥95mm,基本尺寸:2300/2110×4900×10930mm复合铸钢支撑辊的组织特点:复合铸钢支撑辊外层材质从铬锰钼系列发展到目前的3%~5%铬钼系列,硬度在HS55~70之间。
随着外层铬等合金元素含量的提高,支撑辊的显微组织也发生变化,Cr2、Cr3系列基体以回火索氏体为主,Cr4系列是回火屈氏体加少量马氏体;Cr5系列则以回火马氏体为主加少量贝氏体,与之相对应显微组织中基体显微硬度得到明显提高,因而使支撑辊具有很好的耐磨性、抗接触疲劳性能和高的抗剥落能力。
心部材质选择低合金中碳钢,具有较高的屈服强度和韧性。
其性能特点:(1)辊身外层材料与心部及辊颈的韧性材料是用冶金熔接的方式结合成一体的,使支撑辊工作层具有很高的耐磨性、耐裂纹产生和扩展,同时具有良好的抗断裂性能。
(2)内部应力状态合理。
由于支撑辊直径大、硬度要求高,在制造过程中就会产生很高的残余应力。
复合支撑辊可选择韧性良好的低合金中碳钢做心部材料,降低了支撑辊热处理产生的内部残余应力级别,一般辊身残余应力可控制在-200~300MPa。
(3)工作层硬度降落小,复合支撑辊采用整体加热和淬火,工作层内奥氏体化温差小、冷却速度均匀,使支撑辊在长期运行中磨损均匀,能保持良好的辊形。
(4)凝固状态好。
外层和心部材料分别浇注,轧辊有效结晶直径减小,使心部成分偏析小,降低了中心缩孔倾向。
(5)复合铸钢较锻钢支撑辊制造周期短、成本低,因此具有很强的实用性。
立辊轧机的立辊材质的选择:5m宽厚板立辊轧机的主要性能参数:最大轧制力为5000KN;轧制速度最大7.3m/s;轧辊尺寸为Φ1000/900×600mm;主电机为2×AC1200KW×305/720r/min,输出力矩最大450KN·m;立辊轧机通过给予钢板大的侧压量,达到调整钢板宽度的目的。
轧辊接触的钢坯温度也较高。
因此,轧辊必须具有良好的抗热裂性能,同时也要有较高的硬度和耐模性。
工艺要求其表面硬度达到HS45—50。
宜采用强韧性良好的合金铸钢或锻钢轧辊。
合金铸钢轧辊的组织特点:合金铸钢轧辊是一种成分在共析钢及过共析钢范围,合金含量大于0.8%的铸钢轧辊,其碳含量一般在0.4—1.3之间,并含有铬、镍、钼、钒等合金元素,其基体组织通过正火+回火热处理过程,一般控制为索氏体及回火索氏体。
典型材质如:60CrMnMo、65CrNiMo、70Mn2Mo、75CrMo、75NiMo等。
合金铸钢轧辊的基本组织以珠光体类型为主,含有少量的碳化物,硬度范围在HS 35—50,由于基体中含有少量二次碳化物,因此较碳素钢轧辊耐磨性大有提高。
同时由于消除了基体中的块状条状铁素体,所以轧辊的冲击韧性得到提高。
合金铸钢轧辊的性能特点是强度高、韧性好,具有很好的咬入性、抗热裂性和抗冲击能力。
5m宽厚板立轧机选用的立轧辊材质为:半钢二、轧辊的使用和管理1、轧辊使用技术简介:轧辊的使用技术是指各相关部门为保障轧机作业率、提高轧材质量和降低使用成本所运用的科学管理方法和技能的总称。
该技术是轧钢技术和轧辊制造技术的延伸和补充,又是轧辊测量技术、轧辊机械加工技术、轧辊表面处理技术、生产运行管理科学等许多相关交叉领域的实用性技术。
其特点有:以服务轧机提高轧材质量为核心;检测量化数据为基础;预见性为特征,柔性化管理和持续改进为特色;轧辊制造、使用、维护三位一体的合作性、互补性、促进性是该技术的平台;各部门无边界合作;轧辊管理工程技术人员具备更高素质等。
2、轧辊使用技术的主要作用:提高轧机效能:通过监控使用过程中和待机周转轧辊的实物质量,减少轧辊在机事故率、减少非计划换辊率,保证各种轧钢新工艺的实施,科学使用延长换辊周期,发挥轧机的最大效能。
保证钢板质量:通过轧辊使用过程的辊面质量稳定监控技术、最佳辊形控制技术、控制均匀磨损技术、辊面强化技术等,辅助轧制控制系统轧制出形状、表面质量、性能合格的钢板。
降低轧辊使用成本:轧辊使用技术通过从轧辊的采购开始,通过不断修订个性化的采购标准,不断更新换代,降低非生产性消耗。
另外,提高磨辊间设备的作业率和管理方便、轧辊周转数量和库存数量最优化等方法也是降低轧辊成本的直接方法。
3、轧辊使用技术研究的切入点轧辊使用技术首先应从轧辊的制造入手。
由于轧辊使用技术的研究落后于轧钢技术的发展,轧辊制造商在研发新产品过程中,没有很好地考虑如何提高和保障轧机作业率、提高钢板质量,缺少对非生产性轧辊消耗的细化分析和新产品的价格性能比较,轧辊在机失效分析和事故失效分析的研究成果对轧辊制造的质量动态控制和研发个性化品种等未起到应有的作用。
轧辊制造者更多是追求行业标准中规定的技术指标。
轧辊使用技术是一个涉及面较广的综合实用技术,影响因素很多,因而必须向上下游延伸研究。
与轧辊制造商建立良好的沟通渠道和战略合作,实现信息共享,帮助制造商不断针对性地改进轧辊的使用性能。
同时,轧辊制造商应创新和开辟更加贴近轧钢的售后服务,指导轧辊的合理使用,发展轧辊特别是国内不能生产的大型宽厚板轧辊的修复再利用技术和服务,走进轧钢厂,更好地占领市场。
4、轧辊的管理轧辊的管理作为轧辊使用技术的一部分,一直为轧钢厂所重视。
建立完善的计算机轧辊管理系统,轧辊使用周期长,本身的价值和使用维护成本远高于轧钢其他生产备件。
除维持日常生产的周转辊、事故辊、库存辊外,还有掉队辊(寡妇辊)、修复辊等,这些轧辊在处理流程、使用成本和消耗统计等管理方式各不相同,还占用大量流动资金和场地。
应用计算机进行全程跟踪并及时处理,是科学管理轧辊,降低轧辊使用成本的基础。
轧辊的管理主要包括以下内容:(1)轧辊管理首先从轧辊入库存放开始,就要按照轧辊类别分类,整齐摆放在轧辊专用存放架上,便于出库提货,不应露天或放在潮湿的地面上;(2)轧辊出库、拆包装,应建立完整详尽的记录,一般应包括以下内容:轧辊编号、供货厂家、轧辊材质、化学成分、硬度等;(3)进入生产现场,轧辊摆放要易于查找和调运,注意防锈、防止磕碰;(4)轧辊车削和磨削,要做好相应记录,如磨(车)削前后即轧辊上机前后的辊身直径、辊面状况、硬度、在线磨损和磨削量等,磨削或车削后暂不上机轧辊,辊身要做好防锈保护,防止生锈降低精度;(5)轧辊上机使用要记录上机机架、配对辊辊号、上机时间、下机时间、轧制量(吨位或公里数),轧材品种、轧制过程有无异常、是否正常报废等;(6)报废轧辊原因分析包括轧制操作原因和轧辊制造原因,也应作为轧辊管理的一项重要内容;(7)建立完善详实的轧辊管理台帐,对分析轧辊使用效果、轧制和磨削操作是否合理、事故原因分析等技术数据非常重要。
5、轧辊检测轧辊在轧制过程中,其工作面磨损较快。
由于它是直接使轧件变形的工具,辊形的变化将直接影响钢板的质量,因此必须对轧辊的精度,如轧辊的尺寸、变形、热膨胀、磨损及热凸度等进行精确的控制。