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高速钢轧辊在本钢薄板坯连铸连轧生产线上的应用实践赵晓林张振峰（本溪钢铁集团公司·辽宁·本溪117000）2008年9月前言高速钢轧辊具有硬度高、耐磨性非常好、抗热裂性好等优点。高速钢轧辊成为轧钢行业竞相使用的产品。日本是最先研制成功高速钢轧辊的国家，随后欧美等国也先后完成试制和生产，高速钢轧辊在国外得到了广泛的应用。我国邢台轧辊制造厂、共昌轧辊制造厂等单位在研制高速钢轧辊。在使用方面，国内高速钢轧辊起步较晚，但是发展速度较快，近年来高速钢轧辊被越来越多的国内各大钢厂所采用，并且取得了较好的效果。本钢2004年订购高速钢轧辊，2005年3月轧辊运到现场，2006年的5月26日在本钢薄板坯连铸连轧线上开始使用，随后在本钢1700常规热连轧机上推广使用。经过二年多的生产实践，我们获得了一些经验和教训，与大家交流。1高速钢轧辊在热连轧应用的特点耐磨性好，辊面氧化膜不易剥落，寿命是高铬铁轧辊的2～4倍；抗表面粗糙能力强，使轧材具有良好的表面质量；具有良好的抗热裂纹性能且具有十分良好的抗热裂纹扩展性。修磨一次可使用4～7个周期；减少了换辊时间，可提高轧机小时产量及轧机作业率；抗事故能力较差，要求生产较定。2高速钢轧辊的应用2.1本钢高速钢轧辊的使用情况高速钢轧辊一般在粗轧及精轧机前部机架。本钢目前在精轧前段F1-3机架已经部分使用高速钢。目前的使用情况看取得令人较为满意的结果，一次修磨后的最多使用轧制周期已经达到11次。毫米轧制量达到高铬铁轧辊的3倍左右。高速钢轧辊首先在1880线F2机架，然后到F1、F3两个机架。总计上机使用6支，平均轧制量如表。轧辊厂家辊号上机次数轧制吨数单次吨数毫米轧制量单次公里毫米轧制公里数A1A1-2000331848766360152395486.64A2A2-2000341979316360146396878.77A3A3-2000411766816211136355789.892.2表面氧化膜情况F3辊F2辊F1辊工作辊辊面氧化膜的状态按照完整程度好坏顺序为F3＞F1＞F2。其原因就是由于F1、F2机架的板坯温度高、压下量大变形区长，轧辊与钢板接触时间长，使得氧化膜形成的厚度较厚，颜色为蓝黑色。影响氧化膜附着性，氧化膜易脱落，并且我们厂F2机架在轧制个别规格的产品时，如轧制产品的规格＜2.0mm时，伴有机械共振，更不利于。下辊表面氧化膜更容易脱落，下辊的温度比上辊低5-10度，轧辊的工况条件比上辊也要差，所以，氧化膜生成困难或形成初期就有可能脱落。2.3高速钢轧辊辊型磨损及性价比高速钢轧辊每次磨损0.02-0.05mm，使用5次辊型后磨损0.10±0.02mm，辊径磨损减径量＜0.10mm。使用5-6个轧制周期磨削一次，每次修磨量为0.35-0.50mm。从辊型磨损情况看，辊型变化均匀，有助于提高产品产量和质量，同时降低单位轧辊消耗。轧辊价格偏高，轧辊的性价比较高。M-200-0.3-0.2-0.100.10.2135791113151719212325Rated上机前第1次下机后3高速钢轧辊使用管理3.1高速钢轧辊的使用次数在正常情况下，高速钢轧辊修磨一次能上机使用多次，初次使用可控制2～3次。修磨一次可重复上机使用多少次，这取决于轧辊表面状况和轧制带材的表面质量。因此，每次上机正常烫辊后，要认真检查第6或第7卷表面质量，确认无问题后可按正常频率检查产品质量，必须对本轧制周期的最后1～2卷进行认真检查，以确定其是再次上机还是修磨。在1500吨的轧制周期，使用5-7个轧制周期进行一次修磨较为合理。辊形已经有所变化，辊面状态出现劣化，应适当的修磨。对换下的高速钢轧辊可通过这样几个步骤来判定其是否可不经修磨再次使用：①一般用肉眼检查轧辊表面光洁度和氧化膜状况，根据所轧产品表面质量的要求来决定是否可继续使用。并要仔细观察轧辊表面是否有微裂纹、颜色异常、粘钢、压痕等现象。②初期试用辊换下后可手工探伤，确信无问题后可再上机使用；正常使用且第一步检查无问题的轧辊也可不探伤。③换下工作辊进磨辊间冷却后，上磨床上测量辊型并进行涡流检测，决定是否再上机使用。3.2高速钢轧辊使用注意事宜1)表面温度控制在50～55℃较合适。刚换下的工作辊表面温度受冷却水的影响较大，下机后停滞20-25分钟后在进行检测，此时轧辊芯部温度已经传导到轧辊表面，检测的温度更客观。2)每支辊测7～9个位置，取其中最高温度作为轧辊表面温度；如轧辊辊身某点或几点温度明显高，则要立即检查对应处喷嘴情况并及时处理。3)裂纹的检测。床载涡流探伤检测作为于对轧辊表面裂纹进行自动检测的主要方法。高速钢工作辊的裂纹检查适合用表面波，为了确定机械裂纹扩展的深度、方向，我们一般利用超声波的斜探头或双晶探头来配合涡流进行缺陷的检测确定，对于闭口裂纹，我们用磁粉检测，加以注意跟踪。4）热裂纹的修磨。经验上需要驱除3/4左右，通过实践，我们认为，可以保留深度热裂纹进行轧制，但必须加大每次下机辊的检测力度及磨削密度，适当增加磨削量，但前提条件必须保证轧辊表面热裂纹必须是闭口裂纹。且要将辊面存在的多角形热裂纹网格结点消除。5)机械裂纹必须清除。6)造成高速钢轧辊机械裂纹的主要轧制事故有：粘钢、顺折、甩尾、卡钢等，控制这些轧制事故的发生对提高高速钢轧辊使用寿命十分重要。结束语目前我厂高速钢轧辊主要用于精轧前三个机架，轧制钢种为Q235B、SS400、SPHC、SPA-H等；本钢使用情况，毫米轧制量是普通高铬铁轧辊的2～3倍；产品表面质量明显提高；为轧制薄规格提供有利条件；轧辊每周期可在机连续使用4～5次、减少轧辊磨削损耗，减轻工人的劳动强度。轧辊的性价比较高。高速钢轧辊在本钢薄板坯连铸连轧1880线的成功使用，随后在常规热连轧1700线使用。谢谢！3.1.1温度对凸度的影响与高铬铁轧辊相比，高速钢轧辊的热膨胀系数要大得多，高速钢的导热系数为27，高铬铁导热系数为13。因此高速钢轧辊在使用过程中的辊型变化量相对较大，对上机辊型的参数设定就要相应增加。3.1.2对轧制力的影响：高速钢的摩擦系数提高约3%～5%，而在一些特殊的轧制工况条件下，摩擦系数可能提高10%以上，轧制力也相应提高大约10%。使用的高速钢工作辊，热轧润滑对轧制力有一定的影响，应当适当考虑，以便制订科学合理的经济适用的润滑工艺制度。3.1.3冷却条件的影响高速钢轧辊的表面温度应控制在55～65℃之间，因此需要轧机应具有良好的冷却能力和集管、水嘴分布，以保证轧辊在轧机的冷却效果。我厂新线的轧机水冷系统的能力完全可以满足高速钢轧辊温度控制在55～65℃的工艺要求范围以下，符合高速钢轧辊使用的工况要求。3.1.4润滑条件的影响精轧机组工艺润滑的作用是降低轧辊摩擦系数。并在轧辊表面上覆盖保护性油层，缓解了变形区内的辊面受水的侵蚀程度，降低了接触面的温度，减缓了表面氧化程度。同时润滑油层可以降低轧辊的烧裂程度，并对轧辊表面的氧化铁具有物理—化学的保护作用，促进其生成褐色、光滑的氧化膜，改善轧辊表面的摩擦条件。3.2高速钢轧辊使用中容易出现的问题及解决方法3.2.1辊面剥落F2-F4机架使用高速钢轧辊会造成机架的严重振动，这种震动足以形成共振而引起轧辊的机械裂纹，至少能够破坏轧辊表面的氧化膜。由于高速钢轧辊的残余应力比高铬铁轧辊的要高，所以一旦产生机械裂纹，在残余应力和轧制应力的共同作用下，裂纹沿轧辊受力的相反方向向纵深方向迅速扩展。由于存在机架震动，我们将软点和裂纹的探伤正常值设定在0.2以下，在轧制难轧品种时可以达到0.4以下。3.2.2氧化膜剥落高速钢轧辊使用中辊面保持一层均匀、连续、光滑的氧化膜是至关重要的。高速钢轧辊表面氧化膜的厚度非常小(1μmm)。对轧辊进行良好的冷却是一种最有效的方法，可以防止轧辊表面氧化膜过度增厚而造成表皮氧化膜脱落和轧辊表层剥落。高速钢轧辊的氧化膜：F3＞F1＞F2。3.2.3辊面热裂纹高速钢轧辊虽然具有许多优点，但同时也具有韧性低，耐事故能力低，散热性较差等缺点，因此轧辊局部容易出现高热现象，在轧辊表面形成的温度场之间的差值较大，形成热应力而产生裂纹相对容易，从而降低轧辊使用寿命。因此强调使用时辊面温度要保持在65℃以下。