国家标准《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》修订

国家标准《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》（送审稿）编制说明宝钢集团常州轧辊制造公司二○○七年九月1中华人民共和国国家标准《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》（送审稿）编制说明1修订任务来源根据冶金工业信息标准研究院冶信标院[2003]045号文“关于转发2003年制修订国家标准项目和2002年增补项目计划的函”的要求，国家标准GB/T13314-1991《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》的修订工作由常州宝菱重工机械有限公司（以下简称常州宝菱）承担。根据宝钢集团内部产品结构调整，今年九月，常州宝菱和宝钢集团常州轧辊制造公司（以下简称常州轧辊）共同商量，报请冶金机电标准化技术委员会同意，标准的修订工作由常州轧辊承担。国家标准GB/T13315-1991《锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法》的修订工作由中钢集团衡阳重机有限公司（以下简称中钢衡重）承担。2修订本标准的重要性由常州冶金机械厂起草的GB/T13314-1991《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》和由衡阳冶金机械厂起草的GB/T13315-1991《锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法》，自1991年发布实施后，在指导锻钢冷轧辊设计、推动锻钢冷轧辊制造技术的发展，提高轧辊及冷轧产品质量起到了积极作用。近十年来，冷轧机设计性能及装机水平不断提高，冷轧产品的结构、品种不断增加，促进了轧辊的制造技术迅速发展。2.1轧机性能的发展变化上世纪九十年代以前，以二辊、四辊单机架不可逆轧制为主，仅宝钢、本钢、攀钢等国有大型钢厂有几套串联式连轧机，近十年特别是进入二十一世纪以来，我国引进或自行设计制造了批量的串联式连轧机组、六辊或四辊可逆机。轧机自动化控制程度高、轧制速度快、产量高，板形控制能力强。轧机按板型控制形式分主要有CVC系列、HC系列、UC系列，大量2采用冷轧辊在线轴向移动或交叉、弯辊。为降低工作辊备件消耗，控制轧机生产成本，工作辊的有效使用层深度增加，这对冷轧工作辊的设计及制造质量提出了新的要求。轧机性能的发展变化对轧辊设计制造性能要求的变化如下表。轧机设计性能的发展隐含的对轧辊性能的要求序轧机性能对轧辊的要求1自动化、高速度、高产量。相同轧制时间的过钢量增加，这对工作辊的耐磨性、可靠性要求更高。2轧辊压下可调节范围扩大。工作辊的设计有效使用层厚度增加，这就要求工作辊的有效淬硬层深度增加。同时由于工作辊寿命的大幅提高对辊颈的力学性能特别是疲劳强度要求更高。3可逆式和串联式轧机的广泛应用。实现连续轧制，特别是串联式轧机可实现全连无头轧制，希望工作辊的耐磨损性、抗剥落性、抗疲劳性越高越好。4弯辊及轴向移动。弯辊及中间辊轴向移动改变了轧辊间的接触应力分布，这对工作辊材料、组织及淬火硬度的均匀性要求更高。2.2冷轧产品结构及品种的发展变化上世纪汽车板、家电板、超薄板、电镀锡板等主要依靠进口，而现在国内冷轧机也能轧制生产这些高技术含量、高附加值产品，这对工作辊材料及热处理组织的均匀性、辊面耐磨损性能等都有新的要求。2.3冷轧工作辊制造技术的发展变化随着装机水平的提高，及轧制产品的发展，促进了冷轧工作辊制造技术的进步，工作辊材料从国标GB/T13314-1991中明确的2％Cr系列（9Cr2、9Cr2Mo、9Cr2W、86CrMoV7等），发展至目前的3％Cr系列、5％Cr系列，甚至半高速钢（SHSS）。辊身感应淬火方法从单感应器加热淬火，发展至目前的双频双感应器加热淬火，甚至双频三感应器加热淬火。淬硬层深度从原来的10～15mm（≥85HSD的深度），发展至目前的20～40mm（≥90HSD的深度）。轧辊钢的冶炼方法从单一电弧炉（EF）炼钢、或平炉＋电渣重熔（ESR），发展至目前的EF＋真空除气＋保护浇铸、EF＋ESR、EF＋真空除气＋ESR；EF＋真空精炼（LFV）＋ESR。3综上所述，轧机向自动化（智能化）、高速化、连续化方向发展；轧制产品向高精度、高难度、高附加值方向发展，向超宽带、极薄带方向延伸；冷轧工作辊向高合金化和深淬硬方向发展。现有标准已明显不能适应冷轧行业和冷轧辊制造业的发展需求，修订标准GB/T13314-1991和GB/T13315-1991是非常及时和必要的。3本标准送审稿的形成过程3.1由常州轧辊负责修订的GB/T13314送审稿的形成过程3.1.12003年7月宝菱重工收到冶金工业信息标准研究院冶信标院[2003]045号文“关于转发2003年制修订国家标准项目和2002年增补项目计划的函”，根据来函要求成立了GB/T13314国标修订工作小组，明确了常州轧辊的杨国平为主要修订人，研究制订了标准修订计划。3.1.22003年7月～9月走访调研了轧机使用单位，主要走访宝钢设备部、冷轧厂、技术中心，了解轧机发展动态，掌握引进的现代化轧机现场生产对轧辊设计和制造性能要求，进口轧辊的设计要求及相关资料。同时组织本公司及常州宝菱重工相关的技术人员讨论分析GB/T13314的修订情况，形成了征求意见稿。3.1.32003年10月发出GB/T13314标准修订征求意见稿，以信函方式发送使用单位（冷轧厂）、检测单位、科研院所、轧机（辊）设计院所，征求各方面对标准的修订意见。3.1.42003年10月～2004年9月，催办、收集、整理各单位反馈意见。共发出35份征求意见的函，收到13份回函。3.1.52004年10月，对回函进行整理分析（见意见汇总表），提出的修改建议意见共38条，逐条逐句进行分析研究，全部或部分采纳其中的16条较合理的意见，形成了送审稿。3.2由中钢衡重负责修订的GB/T13315送审稿的形成过程3.2.12004年4月27日，根据冶信标院〔2003〕045号文和冶金机电标准化技术委员会（04）冶机标委函字第007号通知要求，中钢衡重成立了GB/T13315国标修订小组，制定了工作计划，正式开展对GB/T13315的修订。43.2.22004年5月中旬向冶金机电标准化技术委员会填报了《国家标准制、修订进度情况表》、《国家标准计划项目调整申请表》和修订GB/T13315工作计划。3.2.32004年6月初向21个单位（见附录1）发出了“关于征求修订GB/T13315-91《锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法》意见的函”，广泛征集修订意见。3.2.4收集国内外相关标准最新版本，组织有关专家研究征集到的修订意见和相关标准以及GB/T13315-91版的内容，在此基础上提出GB/T13315修订版的征求意见稿。3.2.52004年10月下旬，将“GB/T13315修订版征求意见稿”、“修订说明”发送到14个单位（见附表1），征求对“征求意见稿”的修改意见。3.2.62004年12月下旬，组织有关专家对“征求意见稿的修改意见”逐条进行研究，提出“意见答复”。并对“征求意见稿”、“修订说明”进行修改，形成“送审稿”和“修订说明”。3.3GB/T13314作为主标准和GB/T13315合并后的标准送审稿形成过程2006年9月，根据冶金机电标准化技术委员会（06）冶机标准委函字第010号通知要求，将国标GB/T13314《锻钢冷轧工作辊通用技术条件》作为主标准、国标GB/T13315《锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法》作为附录，两项标准合并为一项标准。为此常州宝菱重工积极开展标准合并工作，形成合并稿，经中钢衡重确认后，提出了本标准送审稿。4主要修改内容及简要说明4.1主题内容与适用范围六辊冷轧机得到普遍应用，目前中间辊的设计制造都是参照工作辊的要求执行的，所以将中间辊纳入本标准的范围。同时为适应新技术的发展，范围进一步扩展为：用其它方法制造的冷轧辊也可参照执行。修改为：本标准适用于金属板（带）材等冷轧机用的整体锻造合金钢冷轧工作辊及中间辊（以下简称冷轧辊）。4.2引用标准54.2.1增加新标准的引用在本送审稿中增加了未注公差标准的引用；为了标准的规范性和统一性，减少标准篇幅，增加了术语标准的引用；为了保证辊坯标准和产品标准的一致性，引用了辊坯标准；根据冶金机电标准化技术委员会的要求，将原国标GB/T13315《锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法》作为附录纳入本标准，因此增加相关标准的引用。除GB/T9445外，其原引用标准1991年版的JB3111、ZBY230、ZBY231分别被GB/T12604.1、JB/T10061、JB/T10062所代替，因此又增加了这三个标准的引用；因增加材料8Cr3MoV、8Cr5MoV，原GB/T223.5适用范围没有覆盖Si化学成分，所以增加GB/T223.60的引用。增加引用的标准有：GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T15546冶金轧辊术语GB/T15547锻钢冷轧辊辊坯JB/T10061A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法GB/T223.60钢铁及合金化学分析方法高氯酸脱水重量法测定硅含量4.2.2取消引用标准：因引用了新的未注公差标准，原GB1800《公差与配合总论标准公差与基本偏差》取消引用；由于原标准和修订后标准的技术要求中没有洛氏和维氏硬度的要求，因此在本送审稿中取消洛氏和维氏硬度的试验方法，并在引用标准中取消GB230《金属洛氏硬度试验方法》和GB4340《金属维氏硬度试验方法》。取消GB/T1299－2000的引用，在表1中注明9Cr2的化学成份。4.3技术要求4.3.1原标准3.1“……，并按供需双方认可的图样制造，……。”“图样”一词不全面，也可能是协议或合同注明的要求。6将3.1条改为:冷轧辊应符合本标准和供需双方的约定（图样、协议等）。4.3.2由于在实际设计与生产中已不采用材料8CrMoV和9Cr2W，因此在3.2条表1中取消牌号为8CrMoV和9Cr2W的材料。4.3.3在3.2条表1中增加材料8Cr3MoV、8Cr5MoV及化学成份，根据国标统一材料命名，将材料85Cr2MoV重新命名为8Cr2MoV。在3.6.5条表5中增加了8Cr3MoV、8Cr5MoV材料的淬硬层深度。随着轧机的发展，原有标准中推荐的材料已不能满足需求，而8Cr3MoV和8Cr5MoV材料的耐磨性、淬硬层深度等能满足现代化轧机生产的要求，且该两种材质的冷轧辊已在全国各大钢厂得到广泛应用，故此本送审稿在冷轧辊材料中增加了该两种牌号。4.3.3.1新材料8Cr3MoV主要技术性能介绍国内在二十世纪九十年代组织研制开发，我公司从1993年开始研制，历经实验室试验、化学成份设计筛选确定，材料性能参数测定、热处理工艺试验、实物解剖检测、试制上机使用考核，并于1997年通过省级新产品鉴定和科学技术成果鉴定，属国家级新产品和江苏省高新技术产品，现已在各大钢厂推广使用，其主要技术性能如下：⑴材料化学成份：钢号化学成分％WtCSiMnCrMoVNiCuSP8Cr3MoV0.78～1.100.40～1.100.20～0.502.80～3.200.20～0.600.05～0.15≤0.80≤0.25≤0.025在成份设计中，C、Si、Mo、Ni四种元素的含量范围较宽，在工作辊的实际设计制造时，可根据轧机不同的使用工况条件进行选择。如高硬度有色铝箔轧机用工作辊，元素C、Si含量较高，当设计有效淬硬层深度小于20mm时，Ni、Mo较低等。⑵有效淬硬层深度确定对不同辊身直径、不同设计要求，采用不同的热处理工艺方案。为确定有效淬硬层深度，设计与冷轧工作辊结构尺寸相似的解剖检测辊，热处理后在磨床上逐层磨削检测肖氏硬度，经过多次试验和检测而获得了有效7淬硬层深度的数据。8Cr3MoV材质的工作辊辊身有效淬硬层深度辊身直径（mm）辊身表面硬度范围（HSD）3％Cr材料（8Cr3MoV）有效淬硬层深度(mm)不小于≤300≥951590～962075～90—301～500≥952090～962575～90—＞500≥952090～962575～90—注：淬火方式为感应加热淬火。4.3.3.2新材料8Cr5MoV主要技术性能介绍随着国内冷轧板带产