高硼轧辊的研究及应用

2015/8/15 10:25:44

粗轧区轧辊采用镍铬钼球墨无限冷硬铸铁轧辊，中、精轧轧辊均采用镍铬钼球墨无限冷硬铸铁、贝氏体轧辊和部分高速钢轧辊。普通轧辊硬度低，耐磨性差，生产中换槽换辊次数多，产品尺寸、表面质量变化快、不稳定，而高速钢轧辊价格高，使用条件苛刻。轧辊耐磨性问题，一定程度上影响生产的作业率、成材率，制约着产能的进一步提高。特别是棒材线产能提升之后，表现尤为明显。高硼轧辊除了克服以上问题外还能提升产能。

针对生产中存在的轧槽不耐磨，换槽换辊次数多，产品尺寸、表面质量变化快、不稳定等问题，我们对高硼轧辊进行了研究分析。

高硼组合轧辊由芯轴与辊套两部分组成，其中芯轴采用无损伤的报废轧辊，辊套采用高硼合金钢。在正常使用过程中，辊套不发生破裂、窜动、松动等现象，辊套工作层在使用中无明显硬度落差，过钢量基本一致。轧辊加工性能及使用同贝氏体基本一致，无特殊要求，单槽平均过钢量达到原来的2.5-3倍。

高硼合金复合轧辊与贝氏体轧辊化学成分比较、组织比较和性能比较分别见表1-3。

表1 高硼合金组合轧辊与贝氏体轧辊化学成分比较

轧辊	化学成分,%
材质	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	W	V	Nb	Cu
高硼钢	1.6-2.0	0.3-1.0	0.3-1.0		4.0-8.0	3.0-7.0	1.0-5.0	3.0-7.0	0-5.0	0-5.0
贝氏体	2.9-3.6	0.8-2.5	0.4-1.2	1.01-2.0	0.3-1.2	0.2-0.8

表2高硼合金轧辊与贝氏体轧辊组织比较

名称	碳化物		抗拉强度	硬度	耐磨性
类别	面积，μm	尺寸，μm	MPa	HSD	比较
高硼钢	7-15	＜100	700-900	80-90	4-5
贝氏体	30-40	200-500	400-600	70-78	1

表3高硼合金轧辊与贝氏体轧辊性能比较

	断裂韧性	耐热冲击性	抗热裂纹性		磨损量	摩擦系数	耐粘结率
	KIC，MPa.m	Ts，℃	裂纹长度，mm	裂纹数目，条	W，mg	μ	%
高硼钢	26.7	425	2.3	64	38	0.32	180
贝氏体	16.8	375	3.5	80	194	0.22	140

高硼轧辊具有较高的硬度和良好的耐磨性，比普通材质轧辊可提高产量3-4倍，大大减少换辊时间。高硼合金复合轧辊材质膨胀系数大，导热性能好，较高的热稳定性，生产过程中轧槽变化小，孔型尺寸的一致性保持时间久，有利于稳定螺纹钢负公差和圆钢表面质量。高硼合金复合轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，确保轧辊内外有共同的耐磨性，轧辊重修次数是普通轧辊的3倍，减少轧辊消耗，提高成材率、作业率和产能。

高硼轧辊应用效果

提高了生产能力

单槽轧制量是普通轧辊的3-4倍，K1机架轧槽每班更换一次，大大减少了换辊换槽占用的时间，提高了轧机作业率，生产更稳定。

提高了成材率

轧辊重修次数是普通轧辊的3倍，螺纹钢负公差更稳定，圆钢表面质量更好。表4是高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较。

表4高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较

产品规格	螺纹16		圆钢22
轧辊	高硼钢	贝氏体	高硼钢	贝氏体
轧辊磨损量,mm	0.2	0.7	0.2	0.9
单槽轧制量,mm	1000	300	2000	700
平均负差率,%	-4.6	-4.0

轧辊重修次数是普通轧辊的3倍，螺纹钢负公差更稳定，圆钢表面质量更好。表4是高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较。

高硼轧辊的断裂韧性、耐热冲击性、抗热裂性及粘结性均高于贝氏体轧辊，而其磨损量仅为贝氏体轧辊的1/5。且价格只为高速钢轧辊的1/2。再加上高硼合金轧辊的基本组织由稳定、高硬度的马氏体构成，以及良好的淬硬、淬透性，轧辊整个工作层里外耐磨性都是一致的。高硼合金复合轧辊应用后，效果非常显著。

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