高速钢轧辊成分设计及在重钢高线的应用

摘要

轧辊是轧钢生产的主要消耗备件之一,轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率,还在很大程度上影响轧材质量。随着轧钢技术的发展,轧机速度和自动化程度不断提高,对轧辊的质量提出了更高的要求。重钢集团高速线材轧机具有轧速高、自动化高的特点,特别是从预精轧开始,传统方法生产的轧辊已不能适应生产的需求,而目前使用的硬质合金轧辊成本高且易裂辊。本文详细分析了高速钢轧辊中各种元素对其组织和性能的影响,针对重钢高速线材轧机特有的工艺条件,设计并优化用于制造高速钢轧辊的成份。其主要特征是轧辊中含有较高的碳、钨、钼及一定量的钒,目的是为了提高红硬性、增加组织中高硬度耐磨相的数量,确保轧辊在高温下不失有优异的耐磨性;加入了镍、钴、铝、铌等合金元素以改善轧辊的抗龟裂的剥落能力,提高韧性。在生产中这种成份的高速钢轧辊材料具有熔炼简单、铸造性好、淬透性和耐磨性好等特点。高速钢轧辊用电炉熔炼、用Re-K-Na复合变质剂在钢包内用冲入法变质处理,可获得满足轧辊生产用的高质量钢水,通过优化离心铸造工艺参数可以得到优质的高速钢轧辊毛坯。通过优化热处理工艺和加工制度得到了合格的高速钢轧辊。根据上机轧制情况和金属原理分析、优化了高速钢辊环的成份配比。制定了详细的轧钢操作要点和规范,确保高速钢辊环在重钢高速线材轧机上的使用。高速钢轧辊在重钢高速线材预精轧机上通过大生产大规模的使用,轧槽磨损均匀、无龟裂、耐磨性好,轧材表面光洁尺寸精度高,单槽过钢量接近硬质合金轧辊,制造成成本仅为硬质合金轧辊的1/10,而且可以基本杜绝硬质合金轧辊由于韧性低而爆裂的不足,使用高速钢轧辊可提高轧机作业率、降低轧材生产成本、具有很好的经济效益。

目录

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1 绪论

1.1 轧辊的发展现状及常用轧辊的特点

1.1.1 轧辊的发展现状

1.1.2 常用轧辊及特点

1.2 高速钢轧辊的发展现状

1.3 国内外高速钢轧辊的制备现状

1.3.1 锻造高速钢轧辊

1.3.2 铸造高速钢轧辊

1.3.3 喷射沉积成形(OSPREY)高速钢轧辊

1.3.4 热等静压制造高速钢轧辊

1.4 钢高线轧辊使用现状

1.5 课题意义及研究内容

1.5.1 课题意义

1.5.2 研究内容

2 高速钢轧辊的实验研究

2.1 成分的选择

2.2 实验对象

2.2.1 轧辊形状

2.2.2 重钢高线厂15-18架轧辊的基础数据

2.3 实验装置

2.4 实验步骤

2.4.1 离心铸造高速钢轧辊的制造

2.4.2 冶炼

2.4.3 高速钢轧辊的热处理

2.4.4 上机方案及准备

2.5 理化分析与生产实验

2.5.1 化学成分

2.5.2 机械性能

2.5.3 金相组织

2.5.4 上机使用与轧制记录分析

2.5.5 轧辊质量状况分析和对比

3 高速钢轧辊使用寿命与工况影响的分析研究

3.1 高速钢轧辊加工、装配检验标准上机组装要求

3.2 轧制过程中对轧辊的冷却及冷却水质

3.3 轧辊轧槽的修磨

3.4 避免轧辊在轧制中超载

3.5 轧辊使用中的搬运与保管

3.6 确定合理的轧制量

3.7 轧辊牌号的标示和管理

3.8 其他注意事项

4 高速钢轧辊组织性能的探讨

4.1 高速钢成分对轧辊性能的作用

4.1.1 碳在高速钢轧辊中的作用机理

4.1.2 合金元素对高速钢组织性能的影响讨论

4.2 综合小结

5 结论

致谢

参考文献