维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第３期 高性能冷轧辊的研究和选用 攀钢设备处【摘申飞平 要】冷轧工作辊最常见的损坏是辊面裂纹和剥落，通过提高冷轧辊抗裂性的研究，选 用了含Ｃｒ３％和５％的轧辊材料，采用强韧化热处理、电渣重溶等加工工艺，大大提高了冷轧辊耐 裂纹能力，提高了冷轧辊使用寿命。 【关键词】冷轧辊研究选用 １前言 在金属冷轧生产过程中，各类锻钢工作 辊辊身表层的损坏或失效形式多种多样，如： 过快磨损、粗糙化（桔皮状）、格坑、勒痕、开裂 和剥落等，但归纳起来，不外三个方面的问 题：一是耐磨性（包括耐粗糙性）的高低，二是 有效淬硬层的深浅，三是抗裂能力（包括抗剥 落性）的大小。冷轧工作辊辊身表层的耐磨 性、有效淬硬层深度和抗裂能力，是互相关联 而又有矛盾的三个方面，最常见的情况是，硬 度较高和淬硬层较深的工作辊一般具有较优 的耐磨性和较差的抗裂能力。于是在不断追 求较深的有效淬硬层和较高的硬度以增加耐 磨性，从而延长工作辊使用寿命和改善轧材 质量的过程中，由于辊身表层抗裂能力变坏 而出现的表层剥落，就成为一种最为严重和 常见事故。一些工厂的长期统计表明，裂纹 和剥落可占报废总数的７５％左右，其中剥落 可占半数，一次剥落事故可使轧辊的有效使 用层损失几ｒａｉｎ到几十ｒｎｌＴｌ（以至完全损 失）。冷轧辊绝大多数的表层剥落都不是自 然产生的，而是在一定的时间内发展形成的， 通常是以辊身表面微裂纹为其起点，在轧制 持续的负荷作用下发展成疲劳断裂，这就是 残余破断剥落的真正原因。显而易见，能够 提高轧辊表层耐裂能力和减少防止引起表面 微裂纹的一切措施，就能够减少或防止轧辊 表层疲劳剥落的产生。说明提高冷轧辊耐事 故性、耐剥落性的关键在于提高其耐裂性。 因此，为了提高冷轧辊的寿命，必须具有较高 耐磨性的合适的辊身表面硬度及深的淬硬层 深度，同时又必须有高的轧辊耐裂性ｌ１ Ｊ。 ２提高冷轧辊的耐裂性 关于轧辊表层耐裂能力的提高，在国内 外进行过很多试验研究工作，取得了一些有 益的结果。其中最为重要的因素是轧辊钢的 化学成分和最终热处理【２、３ Ｊ。 ２．１耐热裂的新轧辊钢 长期以来，冷轧工作辊的常用钢为 ９Ｃ￣Ｍｏ型钢，既含碳量平均为０．９％（有些 国家稍低一些）的２％Ｃｒ—Ｍｏ钢为基础，研究 了增加Ｃｒ、Ｍｏ含量和添加剂Ｓｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ 等的作用，得到了几种抗热裂的新轧辊钢，其 中在日本已获应用的有３％Ｃｒ—Ｍｏ型钢，如 Ｍ 和Ｍｏ－ＳＢ钢。在美国已获应用的有添 加Ｃｏ和Ｓｉ的２％ＣｒＭｏ钢。 日本制钢所在研制抗热裂轧辊钢中所有 试验材料（针对含Ｃｒ量的影响）见表１。模 拟试验表明，热冲击裂纹的深度随含Ｃｒ量的 增加而变浅，在试验成分范围内二者始终呈 直线性关系。 维普资讯 http://www.cqvip.com 四川冶金 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ 或缓解边裂缺陷的程度。过烧可导致边裂， 但从加热温度及缺陷板的金相检验看，未发 现过烧现象或特征。 ６验证试验 ８效果 炼钢厂采取措施后，边裂缺陷得到了有 效控制，１９９９年边裂缺陷大幅度下降，由 １９９８年四季度的１０７６．４３吨下降到７９吨。 取得了很好的效果。 ９结论 我们对出现边裂的炉次，回头去查找铸 坯样，发现仅有部分炉次取了铸坯低倍样，并 对这部分铸坯低倍样进行查看，发现铸坯上 带有大量针孔，针孔大小 ．５一１．５ｍｍ，长 ￣１８ｍｍ，距表面距离为０—５０ｒａｍ，经计算， 热轧板上的裂纹与铸坯上的针孔相对应。针 孔形貌见照片９。 攀钢１９９８年出现的热轧板边裂缺陷，其 主要原因是脱氧不良，出钢温度高等冶炼浇 注异常引起的表面针孔或皮下气泡。钢板边 部的破裂百分之九十以上是铸坯上原有缺陷 经加热一轧制演变而来。 参考文献 １．现代板坯连铸．北京：冶金工业出版社，１９９４ ２．武钢品质管理部编．钢锭钢坯钢材缺陷图册．武汉：武 照片９铸坯针孔、气泡 汉钢铁公司 ７措施 ３．Ｗｏｌｆ．Ｍ．现代连铸理论与实践．北京：冶金工业出版社， １９８６，３１５ ７．１严格执行各钢种的操作规程，特别 是要严格执行脱氧制度； ７．２加强铸坯的清理检查验收工作，对 带有严重角横裂、气泡的板坯要进行处理。 ４．赵沛，王新华，龚斌．宝钢连铸坯角横裂成因研究． 钢铁，１９９６，（２）：２１ ５．姜亚飞．连铸板坯轧制中厚板的表面缺陷．钢铁． １９９８，Ｖｌ０１３３，Ｎｏ．８ （上接第ｌ７页） 深度，减少轧辊中间淬火工序，大大延缓冷轧 辊产生裂纹的速度和裂纹的发展速度，减少 层深度和抗裂能力，是影响冷轧辊制造质量 的相互关联而又有矛盾的三个方面，是提高 冷轧辊使用寿命的有效途径。 ２．裂纹和剥落是冷轧辊的主要破坏形 式，提高冷轧辊的耐裂性是提高冷轧辊寿命、 降低轧辊生产成本的主要途径。 ３．选用耐热裂新钢种，兼顾耐裂性与耐 磨性的强韧化热处理和使用电渣重熔轧辊是 提高冷轧辊耐热裂性最为重要的因素。 ４．选用３Ｃｒ和５Ｃｒ轧辊，尤其是使用 ５Ｃｒ轧辊，在冷轧辊正常使用和管理水平较 高的条件下，可以大大提高冷轧辊的淬硬层 裂纹深度，从而大大地提高冷轧辊的耐裂纹 能力，提高冷轧辊的使用寿命，大大地降低了 轧辊生产成本，同时大大地减少了轧机换辊 时间，提高冷轧机的生产率，而且还可大大地 提高所生产冷轧带钢的表面质量。 参考文献 １．李人同．冷轧工作辊的削落．轧辊研究会会刊．１９７８．４ ２．龙正炎．冷轧辊的应用，淬火及其寿命．全国轧辊研讨 会讲课资料，１９８８．１０ ３．工具钢和高速钢在生产锻造冷轧辊中的开发．吴慧英 摘译自《，ｒＤＯＬ、ＡＬＬ０ＹＳｒＥＥＬ＞１９８Ｏ．３
