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摘 要:本文介绍了轧辊的材料,轧辊的选择在莱钢特钢厂大型车间φ550轧机上的适应性改进使用,并且取得了良好的使用效果。
关键词:轧辊;材质;改进
1.前言
轧辊是轧钢车间必不可少的易消耗用件,是使金属产生塑性变形的部件,也是轧钢机的主要部件之一。轧辊的性能好坏直接影响到轧钢车间的生产效益、成材的质量,轧辊的消耗一般有两种,一是轧辊辊面的逐渐磨损,二是轧制事故造成的消耗,如断辊、开裂、剥落等。轧辊的主要性能指标主要指芯部强度,工作层的韧性及耐磨性,轧辊的选择原则一般是:粗轧辊以强度和抗热裂性为主,兼顾耐磨性;精轧辊以耐磨为主,兼顾抗热裂性和强度。因此,选择合适的轧辊适配相应的轧制工艺,才能取得良好的使用效果。
2.改进前Ф550轧机轧辊的材质及使用情况
2.1特钢厂大型车间轧制工艺如下
连铸坯→装炉→加热→出钢→高压水除鳞→翻钢→Φ650mm×1轧制→大剪切头→φ550×1轧制→四连轧轧制→移钢→锯切(取样)→冷床冷却→检验→精整修磨→打捆→称重→入库。从工艺布局上看φ550轧机相当于中轧机组,轧辊材质选用中NiCrMo无限冷硬球铁,轧辊规格为φ586×1300mm。
2.2φ550轧机及孔型布置
φ550轧机属于高刚度预应力轧机,具有轧辊同步调整、拉杆承受预载荷、轴承座间中心线固定、轧制载荷可沿轴承宽度均匀分布、机架结构简单、维护少的众多优点,因此被广泛应用。孔型布置为箱型孔,总轧制道次3道次,来料尺寸为140mm×140mm,经过3道次轧制后的下料尺寸为100mm×100mm,其中压下量最大的道次为47mm。因此,要求轧辊强度要高、抗冲击性好,为减少换辊次数,提高生产效率,轧辊的耐磨性要好。
2.3φ550轧机轧辊使用情况
统计2006年1月至2007年1月轧辊消耗情况:全年共计消耗轧辊52支,其中断辊消耗14支,单槽过钢量平均仅为4200吨,从统计结果看,轧辊耐磨性、强度较差,轧辊消耗量较大,而且经过多次采用轧辊堆焊和表面激光处理新技术试验,效果不够明显。改进前轧辊材质化学成分及物理性能见表1。
3.改进后φ550轧机轧辊材质的选择及使用情况
3.1轧辊材质的选择
目前,轧辊的材料主要有铸铁轧辊、铸钢轧辊、锻钢轧辊、特种轧辊等种类,各类轧辊的特性如下:
3.1.1铸铁轧辊
铸铁可分为普通铸铁、合金铸铁、和球墨铸铁。铸造轧辊时候,采用不同的铸型,可以得到不同硬度的轧辊,因此,有冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、球墨铸铁轧辊等,冷硬铸铁轧辊,表面有明显的白口层,心部为灰口层,中间为麻口层,辊面硬度HS>60,冷硬轧辊以耐磨著称,在小型和线材的中轧机和精轧机上应用广泛。无限冷硬铸铁轧辊,芯部为灰口铁组织,工作层组织为基体和炭化物加细片状石墨,硬度范围可达50—80HSD,球墨铸铁轧辊组织为基体加球状石墨,工作层内可以有数量不等的碳化物,球墨铸铁轧辊的硬度可达42—80HSD,应用范围很广。铸铁轧辊硬度高、表面光滑、耐磨、制造过程简单并且价格便宜,其缺点是强度低。
3.1.2铸钢轧辊
铸钢轧辊可以分为普通铸钢轧辊、合金铸钢轧辊、半钢轧辊和石墨钢轧辊,普通铸钢轧辊由优质碳素钢铸成,半钢轧辊含碳1.3%—1.7%,硬度高,耐磨性好。石墨钢轧辊因组织中有游离石墨生成,改善了轧辊的抗热裂性。铸钢轧辊的硬度较铸铁轧辊低,但强度高,可开深孔型。
3.1.3锻钢轧辊
锻钢轧辊的综合机械性能较好,但加工困难,价格较高,一般用于支撑辊或冷轧辊。
3.1.4特种轧辊
特种轧辊主要指新开发的新工艺、新材质轧辊,这种轧辊有着优异的耐磨性,但价格昂贵,一般用于小型轧机精轧辊。
3.2轧辊在热线生产中的对比应用
根据各种轧辊的优点和我车间φ550轧机轧辊的工作环境:各轧制道次压下量大,下料尺寸长,轧辊受冲击力较大的工况,我们选择了四种轧辊进行对比应用实验。试验情况如表2:
特钢厂大型车间主要生产规格范围为φ60—φ160mm圆钢,产品主要是优质合金钢,因此,对轧辊的要求比轧制普碳钢要高,通过对各种轧辊材料的分析,结合我车间的生产实际,选择铸钢轧辊,材质为ZG75Cr3NiMo,并且结合轧辊堆焊处理技术,以提高轧辊的使用效率。改进后轧辊材质化学成分及物理性能见表3所示。
3.3轧辊材质改进后的使用效果
对2007年2月至2008年2月轧辊消耗情况的统计:全年共消耗轧辊18支,断辊消耗为零,轧辊单槽平均过钢量达到7500吨,生产效率提高了1.2倍,通过对轧辊材质的改进,取得了良好的效果。
4.结论
对不同的轧机确定合适的轧辊材质,在选择轧辊材质时,除考虑轧辊的工作要求与特点外,还应综合考虑生产实际,这不仅有利于提高轧机的生产效率,而且有利于本单位综合效益的提高。
参考文献:
[1]杨宗毅.实用轧钢技术手册.北京:冶金工业出版社,1997:221-224.
[2]小型型钢连轧生产工艺与设备编写组.小型型钢连轧生产工艺与设备.北京:冶金工艺出版社,2003:301-311.
关键词:轧辊;材质;改进
1.前言
轧辊是轧钢车间必不可少的易消耗用件,是使金属产生塑性变形的部件,也是轧钢机的主要部件之一。轧辊的性能好坏直接影响到轧钢车间的生产效益、成材的质量,轧辊的消耗一般有两种,一是轧辊辊面的逐渐磨损,二是轧制事故造成的消耗,如断辊、开裂、剥落等。轧辊的主要性能指标主要指芯部强度,工作层的韧性及耐磨性,轧辊的选择原则一般是:粗轧辊以强度和抗热裂性为主,兼顾耐磨性;精轧辊以耐磨为主,兼顾抗热裂性和强度。因此,选择合适的轧辊适配相应的轧制工艺,才能取得良好的使用效果。
2.改进前Ф550轧机轧辊的材质及使用情况
2.1特钢厂大型车间轧制工艺如下
连铸坯→装炉→加热→出钢→高压水除鳞→翻钢→Φ650mm×1轧制→大剪切头→φ550×1轧制→四连轧轧制→移钢→锯切(取样)→冷床冷却→检验→精整修磨→打捆→称重→入库。从工艺布局上看φ550轧机相当于中轧机组,轧辊材质选用中NiCrMo无限冷硬球铁,轧辊规格为φ586×1300mm。
2.2φ550轧机及孔型布置
φ550轧机属于高刚度预应力轧机,具有轧辊同步调整、拉杆承受预载荷、轴承座间中心线固定、轧制载荷可沿轴承宽度均匀分布、机架结构简单、维护少的众多优点,因此被广泛应用。孔型布置为箱型孔,总轧制道次3道次,来料尺寸为140mm×140mm,经过3道次轧制后的下料尺寸为100mm×100mm,其中压下量最大的道次为47mm。因此,要求轧辊强度要高、抗冲击性好,为减少换辊次数,提高生产效率,轧辊的耐磨性要好。
2.3φ550轧机轧辊使用情况
统计2006年1月至2007年1月轧辊消耗情况:全年共计消耗轧辊52支,其中断辊消耗14支,单槽过钢量平均仅为4200吨,从统计结果看,轧辊耐磨性、强度较差,轧辊消耗量较大,而且经过多次采用轧辊堆焊和表面激光处理新技术试验,效果不够明显。改进前轧辊材质化学成分及物理性能见表1。
3.改进后φ550轧机轧辊材质的选择及使用情况
3.1轧辊材质的选择
目前,轧辊的材料主要有铸铁轧辊、铸钢轧辊、锻钢轧辊、特种轧辊等种类,各类轧辊的特性如下:
3.1.1铸铁轧辊
铸铁可分为普通铸铁、合金铸铁、和球墨铸铁。铸造轧辊时候,采用不同的铸型,可以得到不同硬度的轧辊,因此,有冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、球墨铸铁轧辊等,冷硬铸铁轧辊,表面有明显的白口层,心部为灰口层,中间为麻口层,辊面硬度HS>60,冷硬轧辊以耐磨著称,在小型和线材的中轧机和精轧机上应用广泛。无限冷硬铸铁轧辊,芯部为灰口铁组织,工作层组织为基体和炭化物加细片状石墨,硬度范围可达50—80HSD,球墨铸铁轧辊组织为基体加球状石墨,工作层内可以有数量不等的碳化物,球墨铸铁轧辊的硬度可达42—80HSD,应用范围很广。铸铁轧辊硬度高、表面光滑、耐磨、制造过程简单并且价格便宜,其缺点是强度低。
3.1.2铸钢轧辊
铸钢轧辊可以分为普通铸钢轧辊、合金铸钢轧辊、半钢轧辊和石墨钢轧辊,普通铸钢轧辊由优质碳素钢铸成,半钢轧辊含碳1.3%—1.7%,硬度高,耐磨性好。石墨钢轧辊因组织中有游离石墨生成,改善了轧辊的抗热裂性。铸钢轧辊的硬度较铸铁轧辊低,但强度高,可开深孔型。
3.1.3锻钢轧辊
锻钢轧辊的综合机械性能较好,但加工困难,价格较高,一般用于支撑辊或冷轧辊。
3.1.4特种轧辊
特种轧辊主要指新开发的新工艺、新材质轧辊,这种轧辊有着优异的耐磨性,但价格昂贵,一般用于小型轧机精轧辊。
3.2轧辊在热线生产中的对比应用
根据各种轧辊的优点和我车间φ550轧机轧辊的工作环境:各轧制道次压下量大,下料尺寸长,轧辊受冲击力较大的工况,我们选择了四种轧辊进行对比应用实验。试验情况如表2:
特钢厂大型车间主要生产规格范围为φ60—φ160mm圆钢,产品主要是优质合金钢,因此,对轧辊的要求比轧制普碳钢要高,通过对各种轧辊材料的分析,结合我车间的生产实际,选择铸钢轧辊,材质为ZG75Cr3NiMo,并且结合轧辊堆焊处理技术,以提高轧辊的使用效率。改进后轧辊材质化学成分及物理性能见表3所示。
3.3轧辊材质改进后的使用效果
对2007年2月至2008年2月轧辊消耗情况的统计:全年共消耗轧辊18支,断辊消耗为零,轧辊单槽平均过钢量达到7500吨,生产效率提高了1.2倍,通过对轧辊材质的改进,取得了良好的效果。
4.结论
对不同的轧机确定合适的轧辊材质,在选择轧辊材质时,除考虑轧辊的工作要求与特点外,还应综合考虑生产实际,这不仅有利于提高轧机的生产效率,而且有利于本单位综合效益的提高。
参考文献:
[1]杨宗毅.实用轧钢技术手册.北京:冶金工业出版社,1997:221-224.
[2]小型型钢连轧生产工艺与设备编写组.小型型钢连轧生产工艺与设备.北京:冶金工艺出版社,2003:301-311.