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1、轧辊基础知识讲座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（CPCContinuous PouringProcess for Cladding）、喷射沉积法、热等静压（HIPHot 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
2、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
3、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。复合铸造方法有半冲洗复合铸造、离心复合与溢流复合三种，复合铸造轧辊需要特殊的工艺装备，工艺相对复杂，控制难度大，需要较高的制造成本。7-复合铸造
4、适合于哪些轧辊的生产？复合铸造适合于生产那些工作负荷大、轧材质量要求高的轧辊。这类轧辊辊身和辊颈性能要求相差悬殊，辊身表面硬度要求高，辊颈又要求较高的强度和韧性。例如热带连轧机的工作辊、支撑辊；中厚板、宽厚板轧机的工作辊；平整轧机的工作辊和支撑辊；型钢万能轧机的辊环；小型型钢、棒线材轧机的精轧辊及无缝钢管轧机连轧管轧辊和张减径辊环等。近几年离心复合高铬铸铁小立辊在国内外热带连轧机上得到越来越多的采用，表现出优良的耐磨性，明显延长了换辊周期。8-什么是铸钢轧辊，铸钢轧辊有哪些品种？碳含量小于22的铁基材料铸造的轧辊统称为铸钢轧辊。其中合金元素总量不大于08的铸钢称为碳素钢；合金元素总量大于08的
5、铸钢称为合金铸钢；碳含量不小于13的合金铸钢称为半钢。铸钢轧辊主要品种有碳素铸钢轧辊、合金铸钢轧辊、半钢轧辊、石墨钢轧辊、高铬钢轧辊、复合铸钢支撑辊、高速钢轧辊、半高速钢轧辊等。9-什么是碳素钢轧辊，其组织特点有哪些？ 碳素钢轧辊是一种合金含量较低（不大于08）的亚共析钢成分轧辊，如 GB150389铸钢轧辊中列出的ZU70、ZU80、ZU70Mn等，为我国早期使用的一种铸钢轧辊。其基体组织为珠光体，但基体组织中存有大量的块状或条状铁素体，降低了基体的冲击韧性，同时耐磨性也较低。目前国内横列式型钢轧机、复二重线材轧机和个别钢坯连轧机仍在使用碳素钢轧辊，已趋于淘汰。10-什么是合金铸钢轧辊，其组
6、织特点是什么？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，并含有一些铬、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、75CrNiMo等。合金铸钢轧辊的基体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，具有很好的咬人性
7、、抗热裂性和抗冲击能力。合金铸钢轧辊的材质有降低碳含量、提高合金化程度的趋势，井采用多种微合金化技术，同时进一步提高冶金质量，使合金铸钢轧辊能够更好的满足不同轧机的使用需要。11-合金铸钢轧辊主要用途有哪些？方板坯初轧机、大型型钢开坯和轨梁轧机的粗轧、板带钢二辊粗轧机和破鳞机架的大立辊以及型钢、棒线材轧机的粗轧机等使用合金铸钢轧辊。整体铸造和复合铸造的支撑辊均属于严格意义上的合金铸钢轧辊，根据硬度要求控制碳含量和加入不同的合金元素，制作支撑辊的合金铸钢材料，含有较高的铬、钼、钒等合金元素，随着合金含量的增加，基体组织由索氏体转变为贝氏体或马氏体，同时含有高硬度的二次碳化物，硬度范围为 HS 5
8、570，具有优良的耐磨性和抗剥落能力。12-合金铸钢轧辊的生产工艺和过程是怎样的？合金铸钢轧辊大多数为整体铸造轧辊。传统生产工艺采用辊身冷型挂砂、底注和正火回火热处理，主要用于生产碳素钢轧辊和普通3辊式型钢轧机、复二重棒线材轧机等使用的普通合金铸钢轧辊。为了强化合金铸钢轧辊的辊身性能，以获得良好的辊身工作层铸造组织，大部分由冷型挂砂改为冷型喷涂料，冒口补缩采用电加热工艺，随着轧辊合金化程度的提高，轧辊热处理增加了高温扩散和球化等工艺手段。合金铸钢轧辊生产工艺流程有两种：一是冶炼铸造热处理加工性能、探伤等检测成品；二是冶炼铸造粗加工热处理精加工性能、探伤等检测成品。1986年国内引进了德国GP（
9、Gontennann一Peipers Gmbh）轧辊制造技术，采用无流浇铸工艺生产大型方板坯合金铸钢初轧辊。该轧辊成功地应用在宝钢1300mm l号初轧机上。1997年马钢和莱钢分别从德国、日本引进了年产60万t和50万t的型钢万能轧机，近几年我国多家钢铁企业相继引进投产了型钢万能轧机。根据型钢万能轧机合金铸钢 BD（Break Down）轧辊的结构及特殊的使用条件，国内依然应用无流浇铸工艺配合电加热冒口在静态铸造；条件下生产，使合金铸钢BD轧辊在凝固过程中实现顺序凝固，铸态获得致密的心部组织，从而发展和提高了合金铸钢轧辊的制造技术。13-轧辊常用的热处理类型有哪些？轧辊常用的热处理类型有去应
10、力退火、等温球化退火、扩散退火、正火、回火、淬火、深冷处理。14-冶金铸钢轧辊为什么要经过高温扩散处理？铸钢轧辊凝固时由于存在树枝状结晶，所以会造成合金成分的晶内偏析，这种偏析是由于轧辊凝固过程中辊身上下、内层外层不能实现顺序依次凝固而造成的。轧辊辊身直径越大，辊身长度越长，凝固温度梯度越大，所造成的合金凝固偏析越严重。随着合金铸钢轧辊合金含量的增多，凝固时产生的偏析指数增大，造成的成分不均匀程度也越大。因此，为了使合金元素的原子充分扩散，得到成分均匀的奥氏体组织，需将高合金铸钢轧辊加热到Ac3以上150250保温一定时间，此种热处理手段称之为高温扩散处理。15-合金铸钢轧辊为什么要进行球化退
11、火热处理？合金铸钢轧辊进行球化退火热处理，主要是为了改善轧辊的切削性能，提高切削效率并为后续的淬火处理做好相应的组织准备。球化退火处理使组织中的碳化物由片状转变为球状，亦即在铁素体的基体上均匀地分布着球状或粒状碳化物，成为球状珠光体组织。生产中选择球化温度，一般略高于Ac1临界点。温度过低则所需的球化时间过长，温度过高则会导致粒度粗细不等的粒状珠光体出现。16-合金铸钢轧辊为什么要进行淬火热处理？合金铸钢轧辊淬火是将其加热到临界温度（Acm或Ac1）以上，保温一定时间使之充分奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷速急剧冷却到贝氏体转变区，从而使辊身工作层获得贝氏体组织的热处理过程。合金铸钢轧辊进
12、行淬火热处理的目的，主要是为了使轧辊工作层获得良好的适用组织，充分发挥合金元素在轧辊中的作用，提高辊身工作层的硬度及耐磨性。17-什么是半钢和高碳半钢轧辊？20世纪40年代末，美国冶金学家研究开发了碳含量介于铸铁和铸钢之间的轧辊新材料，称之为“ADAMITE”，其碳含量在1.3%2.2%范围内，力学性能处于钢和铁之间。它既具有铸钢轧辊的高强度和韧性，又兼有铸铁轧辊的良好耐磨性，国内通称为“半钢”。当半钢轧辊的碳含量大于1.8时，又称之为高碳半钢轧辊。18-半钢轧辊的组织和性能是什么，有哪些主要用途？碳含量小于18的半钢轧辊含有铬、镍、钼等合金元素，它的显微组织为回火索氏体，其基体上分布着细粒状
13、及棒状碳化物，其硬度范围在 HS 3555之间。随着碳含量的增加，半钢轧辊的组织中出现了越来越多的共晶碳化物。依据轧辊用途调整半钢轧辊的碳含量、合金元素含量，配合相应的热处理工艺，控制得到不同的基体、碳化物含量及形态的半钢轧辊组织，以适应不同轧机的使用要求。因此，半钢轧辊材质已经发展成为系列材质，适用于不同类型轧机的使用要求。半钢轧辊辊身工作层的碳化物含量、形态分布沿辊身半径方向变化很小，它突出的性能特点在于轧辊使用层内硬度降落很少，适合于开孔型较深的大中型型钢轧机中轧机架、钢坯连轧机轧辊，采用预开孔型热处理工艺生产型钢半钢轧辊使用效果更好。半钢轧辊还广泛用于小型型钢棒线材粗轧机架；热带连轧机
14、4辊粗轧、精轧前架工作辊、小立辊。热轧中窄带钢精轧支撑辊等。19-高碳半钢轧辊的组织和性能是什么，有哪些主要用途？高碳半钢轧辊含有0%5%铬和钼等合金元素，碳化物含量一般为15%以下，铬提高了基体的显微硬度。高碳半钢轧辊的组织是在细珠光体或少量贝氏体基体上分布着大量的共晶碳化物。硬度范围在HS5065。共晶碳化物的形态、数量、分布是影响其性能的主要因素，可采用稀土及其他变质处理高碳半钢轧辊的钢水，经过高温热处理的方法以获得不连续的碳化物。高碳半钢轧辊用于大型型钢和轨梁轧机的精轧机架、型钢万能轧机辊环、S辊和轧边辊、悬臂轧机粗轧机使用的辊环等。20-半钢轧辊有哪几种生产方法？半钢轧辊大多采用静态
15、整体铸造方法生产，2002年国内开发试制出了离心复合半钢支撑辊，辊身外层为半钢材料，辊身心部和辊颈为球墨铸铁材料，并成功地应用于热轧中宽带钢精轧机组。半钢材质辊环采用离心铸造方法生产，辊环外层为高碳半钢，辊环内层为石墨钢或球墨铸铁材料，在高速旋转的离心机上，分别浇入两种不同材质的钢铁水复合铸造而成。21-为什么半钢轧辊一定要经过高温扩散退火处理？铬和碳是形成半钢轧辊碳化物的重要元素，从而也是提高轧辊耐磨性的重要元素。但是由于轧辊凝固是一个非平衡过程，固溶体从钢液中结晶是一个选分结晶过程，因而在半钢轧辊铸态组织中存在着严重的铬偏析。奥氏体晶界处为富铬区、富碳区，二次碳化物会在此处析出并形成网状，
16、这种碳化物对轧辊的组织性能破坏很大。因此要消除轧辊凝固偏析所造成的铬偏析，必须要对半钢轧辊进行高温扩散退火处理。22- 非金属夹杂物对半钢轧辊组织有什么影响？钢液中存在大量的高熔点非金属夹杂物时，易形成伪共晶碳化物核心，在凝固过程中析出的共晶或伪共晶碳化物优先长大，而且极易形成大块碳化物，巨大的渗碳体易成为热龟裂的发生点，并起加速裂纹扩展的作用，非金属夹杂物的存在将使半钢轧辊的断裂韧性值和塑性指标降低。所以，半钢轧辊一般要求将非金属夹杂物总量控制在0.05%以下。23- 什么是石墨钢轧辊？在半钢轧辊材质的基础上，通过控制石墨化元素和碳化物形成元素的含量及相应比例，在钢液中添加适量的孕育合金和球化剂进行孕育和球化，使轧辊在凝固过程中形成球状
