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[摘 要]介绍了宁波钢铁有限公司1780mm热轧生产线高铬钢轧辊的使用和管理情况。
[关键词]高Cr钢轧辊； 热轧； 使用管理；
中图分类号：TH161.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0050-01一、前言
高Cr钢轧辊在二十世纪80年代开始应用于欧、美热带钢连轧机粗轧机架，九十年代在国内得到推广，目前已逐渐取代了传统的半钢、高铬铸铁轧辊。目前宁波钢铁1780热轧线正在使用的就是国产的的高铬钢工作辊。
二、材质特点
高Cr钢轧辊工作层含有大量的Cr、Mo、Ni、V等合金元素，芯部为高强度的球墨铸铁。由于大量Cr合金元素的作用，外层组织中的碳化物形态已不是M3C型，而成为显微硬度高、耐磨性好、呈孤立块状分布的M7C3型，经过特殊的热处理，具有良好的高温综合性能。
2.1 高铬钢材质与半钢材质轧辊相比，具有如下特点：
（1）抗热裂性有效提高，成倍合金元素加入、特殊热处理工艺采用，综合机械性能得到了很大提高。（2）耐磨性、抗压痕能力提高，组织中碳化物形态变为M7C3型，其显微硬度比半钢材质中M3C型碳化物高出很多，更加耐磨。（3）氧化膜形成稳定，轧制过程中辊面形成稳定氧化膜，非常致密。
2.2 高鉻钢材质与高Cr铸铁轧辊相比，具有如下特点：
（1）耐磨性进一步提高，尽管高Cr钢轧辊成分中C、Cr含量降低，碳化物含量减少，但组织中碳化物仍为M7C3型，具有很高显微硬度。使用过程中，高Cr钢轧辊辊面形成的氧化膜更加致密稳定，因此在使用性能方面，具有更好的耐磨性。（2）辊面抗热裂性提高，组织中碳化物量减少，材料导热性提高。成分中增加了强化基体的Mo合金元素，经特殊的高温热处理，有效降低了裂纹的形成、扩展倾向。（3）优异的咬入性能。（4）辊面不需要特殊冷却。
三、轧制事故的预防和处理
宁波钢铁1780热轧线只有两组粗轧机架，目前高铬钢工作辊主要用在第二架粗轧机组上，轧辊的工作负荷是很大的，而该机架一旦发生故障就会导致整条轧线停产，因此需要采取积极的预防措施来防止剥落、断辊等恶性轧制事故发生，这样在降低辊耗、增加产量的同时也具有较大的经济意义。由于轧辊在轧机中承受着各种负荷：承受轧件发生塑性变形后的反作用力；承受冷热交变的载荷；承受机械传动的扭转力矩和各种冲击载荷。因此需要在轧辊冷却、烫辊、换辊制度、轧辊磨削、跟踪检测等多个方面进行严格的管理。
3.1 轧辊冷却
由于在轧钢过程中轧辊的工作温度较高，轧辊的表面经受着急冷急热的反复刺激，由此产生的热应力很容易导致辊面出现裂纹。而降低轧辊热应力的有效措施就是要设定合理的轧辊冷却方式和制度，即当轧件脱离轧辊后能立即对辊面进行喷水冷却以降低轧辊表面的温差和温度变化，从而减少轧辊热应力和疲劳裂纹的产生。对冷却系统方面要求如下：
冷却介质：循环水，偏碱性。
冷却水温：<40℃。
冷却水压：>10kg/cm2。
冷却水量：高Cr铸钢轧辊的虽然导热性较差，但高温综合性能较好，氧化膜形成温度较高，轧辊无需特殊冷却。每个机架的冷却水量达到1750升/cm.h即可，辊面温度控制在60-75℃为宜。
3.2 烫辊
烫辊是热轧带钢操作中不可缺少的工序，如烫辊不当，则可能会造成轧辊外层及芯部的较大热应力，使结合层分离、剥落，严重时会产生断辊。由于高Cr铸钢轧辊的外层材质导热性差，弹性模量较大，对辊面温度的骤然升降比较敏感，因而烫辊工序必须严格控制。
烫辊过程中低负荷、小压下量烫辊钢坯数量不应小于8块。上机前辊温越低，则烫辊时间越长。烫辊期间，通过控制冷却水量，使轧辊上机在后1小时左右辊面温度达到40-50℃。
3.3 换辊制度
轧钢操作应严格按照操作规程进行，轧钢操作中粗轧操作人员应严密注意轧辊的工作状态，出现异常情况时应及时更换轧辊，避免造成更大损失。根据轧机轧制条件、轧材规格、轧材厚度合理确定轧辊换辊周期，杜绝过量轧制。根据目前高铬钢轧辊在我厂的使用经验证明，在机磨损量应控制在1mm以下，超过1mm会使工作辊和支承辊掉肩剥落的几率大大提高。对于1780热轧粗轧用高铬钢工作辊，在线换辊轧钢量最好控制在2.5-2.8万吨以下较好，轧辊的在线磨损应在控制在0.6-1mm为宜。
轧辊一旦在线磨损过大，辊面磨损严重，造成过钢区与边部非过钢区形成台肩而形成挤压裂纹，肩部与支承辊接触面出现滚压产生的亮带，轧辊边部的加工硬化现象严重，可能造成工作辊辊身肩部剥落等恶性事故。因此应严格控制换辊周期，避免出现肩部剥落换辊时间过长。同时由于在机服役时间过长，辊身表面的热裂纹扩展较深，也会造成较大磨削量。
3.4 轧辊磨削
（1）磨削顺序：轧辊磨削应从轧辊辊身边部开始逐层磨削，吃刀深度0.01-0.025mm，纵向进给=0.3-0.8 B（B为砂轮宽度）/轧辊每转；轧辊线速度20-35m/min。（2）轧辊磨削量=轧辊磨损量+表面硬化层0.5mm，超出正常轧制周期的情况下，应适当加大磨削量。（3）磨削后轧辊的表面粗糙度应大约为Ra=0.8-1.6μm。
3.5 事故轧辊磨削
从轧辊缺陷严重的部位开始逐层磨削，直至去除缺陷，轧辊磨削量=轧辊最大缺陷深度+影响层（半径方向0.1-0.4mm）。辊面不得存在压应力裂纹 。
3.6 跟踪检测
（1）对下机的轧辊需进行表面质量检测，确保表面没有裂纹，可借助涡流、表面波、磁粉、着色等手段。涡流检测目前较为普遍，但由于涡流检测设备差异等原因，因而检测灵敏度设置以及裂纹和软点值控制各异，有些灵敏度较高，易将轧辊微观组织显示为裂纹或软点，此时可借助表面波、磁粉或着色进行辅助检查，必要时可用金相检测进行识别。
（2）定期用超声波探伤方法检查轧辊工作层、结合层及芯部缺陷情况，对存在缺陷轧辊以及经受轧制事故轧辊应进行重点跟踪以预防轧制事故发生。
3.7 轧辊管理
（1）根据我厂轧机的工况条件，与轧辊制造厂一起选用合适的轧辊品种，使轧辊的性能控制更加合理。
（2）做好轧辊使用记录，在客观分析使用记录的基础上，及时对换辊周期、磨削量等参数进行调整，并向轧辊制造厂提出质量改进建议。
（3）轧辊使用档案：轧辊使用档案不仅要记录轧辊的上机使用历史，还要对轧辊作出客观评价，通过与轧辊制造厂进行及时的沟通，提出轧辊性能改进方向。记录的内容包括：轧辊上、下机的时间、直径，轧材品种、规格，轧制吨位（或公里数），辊面磨损量情况、轧制事故及事故类型，磨削量等。
四、结语
无论正常下机的轧辊还是事故轧辊均应需要进行缺陷检查。对磨削后的轧辊辊面采用涡流探伤、表面波、磁粉探伤、着色探伤等手段检查，防止轧辊带缺陷上机；对经受轧制事故的轧辊，进行重点跟踪更是非常必要的。这样可有效降低轧辊非正常损耗、减少轧辊出现事故的机率，降低轧钢生产成本。
作者简介
吕昕亮，男，辽宁，1981.9月，单位：上海宝钢工业技术服务有限公司宁波分公司，中级职称，钢铁冶金。
[关键词]高Cr钢轧辊； 热轧； 使用管理；
中图分类号：TH161.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0050-01一、前言
高Cr钢轧辊在二十世纪80年代开始应用于欧、美热带钢连轧机粗轧机架，九十年代在国内得到推广，目前已逐渐取代了传统的半钢、高铬铸铁轧辊。目前宁波钢铁1780热轧线正在使用的就是国产的的高铬钢工作辊。
二、材质特点
高Cr钢轧辊工作层含有大量的Cr、Mo、Ni、V等合金元素，芯部为高强度的球墨铸铁。由于大量Cr合金元素的作用，外层组织中的碳化物形态已不是M3C型，而成为显微硬度高、耐磨性好、呈孤立块状分布的M7C3型，经过特殊的热处理，具有良好的高温综合性能。
2.1 高铬钢材质与半钢材质轧辊相比，具有如下特点：
（1）抗热裂性有效提高，成倍合金元素加入、特殊热处理工艺采用，综合机械性能得到了很大提高。（2）耐磨性、抗压痕能力提高，组织中碳化物形态变为M7C3型，其显微硬度比半钢材质中M3C型碳化物高出很多，更加耐磨。（3）氧化膜形成稳定，轧制过程中辊面形成稳定氧化膜，非常致密。
2.2 高鉻钢材质与高Cr铸铁轧辊相比，具有如下特点：
（1）耐磨性进一步提高，尽管高Cr钢轧辊成分中C、Cr含量降低，碳化物含量减少，但组织中碳化物仍为M7C3型，具有很高显微硬度。使用过程中，高Cr钢轧辊辊面形成的氧化膜更加致密稳定，因此在使用性能方面，具有更好的耐磨性。（2）辊面抗热裂性提高，组织中碳化物量减少，材料导热性提高。成分中增加了强化基体的Mo合金元素，经特殊的高温热处理，有效降低了裂纹的形成、扩展倾向。（3）优异的咬入性能。（4）辊面不需要特殊冷却。
三、轧制事故的预防和处理
宁波钢铁1780热轧线只有两组粗轧机架，目前高铬钢工作辊主要用在第二架粗轧机组上，轧辊的工作负荷是很大的，而该机架一旦发生故障就会导致整条轧线停产，因此需要采取积极的预防措施来防止剥落、断辊等恶性轧制事故发生，这样在降低辊耗、增加产量的同时也具有较大的经济意义。由于轧辊在轧机中承受着各种负荷：承受轧件发生塑性变形后的反作用力；承受冷热交变的载荷；承受机械传动的扭转力矩和各种冲击载荷。因此需要在轧辊冷却、烫辊、换辊制度、轧辊磨削、跟踪检测等多个方面进行严格的管理。
3.1 轧辊冷却
由于在轧钢过程中轧辊的工作温度较高，轧辊的表面经受着急冷急热的反复刺激，由此产生的热应力很容易导致辊面出现裂纹。而降低轧辊热应力的有效措施就是要设定合理的轧辊冷却方式和制度，即当轧件脱离轧辊后能立即对辊面进行喷水冷却以降低轧辊表面的温差和温度变化，从而减少轧辊热应力和疲劳裂纹的产生。对冷却系统方面要求如下：
冷却介质：循环水，偏碱性。
冷却水温：<40℃。
冷却水压：>10kg/cm2。
冷却水量：高Cr铸钢轧辊的虽然导热性较差，但高温综合性能较好，氧化膜形成温度较高，轧辊无需特殊冷却。每个机架的冷却水量达到1750升/cm.h即可，辊面温度控制在60-75℃为宜。
3.2 烫辊
烫辊是热轧带钢操作中不可缺少的工序，如烫辊不当，则可能会造成轧辊外层及芯部的较大热应力，使结合层分离、剥落，严重时会产生断辊。由于高Cr铸钢轧辊的外层材质导热性差，弹性模量较大，对辊面温度的骤然升降比较敏感，因而烫辊工序必须严格控制。
烫辊过程中低负荷、小压下量烫辊钢坯数量不应小于8块。上机前辊温越低，则烫辊时间越长。烫辊期间，通过控制冷却水量，使轧辊上机在后1小时左右辊面温度达到40-50℃。
3.3 换辊制度
轧钢操作应严格按照操作规程进行，轧钢操作中粗轧操作人员应严密注意轧辊的工作状态，出现异常情况时应及时更换轧辊，避免造成更大损失。根据轧机轧制条件、轧材规格、轧材厚度合理确定轧辊换辊周期，杜绝过量轧制。根据目前高铬钢轧辊在我厂的使用经验证明，在机磨损量应控制在1mm以下，超过1mm会使工作辊和支承辊掉肩剥落的几率大大提高。对于1780热轧粗轧用高铬钢工作辊，在线换辊轧钢量最好控制在2.5-2.8万吨以下较好，轧辊的在线磨损应在控制在0.6-1mm为宜。
轧辊一旦在线磨损过大，辊面磨损严重，造成过钢区与边部非过钢区形成台肩而形成挤压裂纹，肩部与支承辊接触面出现滚压产生的亮带，轧辊边部的加工硬化现象严重，可能造成工作辊辊身肩部剥落等恶性事故。因此应严格控制换辊周期，避免出现肩部剥落换辊时间过长。同时由于在机服役时间过长，辊身表面的热裂纹扩展较深，也会造成较大磨削量。
3.4 轧辊磨削
（1）磨削顺序：轧辊磨削应从轧辊辊身边部开始逐层磨削，吃刀深度0.01-0.025mm，纵向进给=0.3-0.8 B（B为砂轮宽度）/轧辊每转；轧辊线速度20-35m/min。（2）轧辊磨削量=轧辊磨损量+表面硬化层0.5mm，超出正常轧制周期的情况下，应适当加大磨削量。（3）磨削后轧辊的表面粗糙度应大约为Ra=0.8-1.6μm。
3.5 事故轧辊磨削
从轧辊缺陷严重的部位开始逐层磨削，直至去除缺陷，轧辊磨削量=轧辊最大缺陷深度+影响层（半径方向0.1-0.4mm）。辊面不得存在压应力裂纹 。
3.6 跟踪检测
（1）对下机的轧辊需进行表面质量检测，确保表面没有裂纹，可借助涡流、表面波、磁粉、着色等手段。涡流检测目前较为普遍，但由于涡流检测设备差异等原因，因而检测灵敏度设置以及裂纹和软点值控制各异，有些灵敏度较高，易将轧辊微观组织显示为裂纹或软点，此时可借助表面波、磁粉或着色进行辅助检查，必要时可用金相检测进行识别。
（2）定期用超声波探伤方法检查轧辊工作层、结合层及芯部缺陷情况，对存在缺陷轧辊以及经受轧制事故轧辊应进行重点跟踪以预防轧制事故发生。
3.7 轧辊管理
（1）根据我厂轧机的工况条件，与轧辊制造厂一起选用合适的轧辊品种，使轧辊的性能控制更加合理。
（2）做好轧辊使用记录，在客观分析使用记录的基础上，及时对换辊周期、磨削量等参数进行调整，并向轧辊制造厂提出质量改进建议。
（3）轧辊使用档案：轧辊使用档案不仅要记录轧辊的上机使用历史，还要对轧辊作出客观评价，通过与轧辊制造厂进行及时的沟通，提出轧辊性能改进方向。记录的内容包括：轧辊上、下机的时间、直径，轧材品种、规格，轧制吨位（或公里数），辊面磨损量情况、轧制事故及事故类型，磨削量等。
四、结语
无论正常下机的轧辊还是事故轧辊均应需要进行缺陷检查。对磨削后的轧辊辊面采用涡流探伤、表面波、磁粉探伤、着色探伤等手段检查，防止轧辊带缺陷上机；对经受轧制事故的轧辊，进行重点跟踪更是非常必要的。这样可有效降低轧辊非正常损耗、减少轧辊出现事故的机率，降低轧钢生产成本。
作者简介
吕昕亮，男，辽宁，1981.9月，单位：上海宝钢工业技术服务有限公司宁波分公司，中级职称，钢铁冶金。