热轧轧辊

热轧轧辊是一种冶金的专业术语。

一种具有自润滑、耐磨功能的表面涂层轧辊，轧辊由轧辊本体及厚度为0．3～1mm的自润滑、耐磨损复合涂层构成，涂层材料采用SiC－Ni－PbO－Mo－Co系粉末及粘合剂，经喷涂牢固地涂覆于轧辊工作面上，轧辊工作时，由于自润滑的作用，能够大幅度降低轧制能耗及辊耗，提高生产率及产品表面质量，具有巨大的经济效益前景，该涂层轧辊适用于各种热轧生产，包括板带轧制和各种异型钢断面轧制。

国内曾经使用过锻钢轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，除普通冷硬铸铁外，还有低镍铬钼、中镍铬钼、高镍铬钼铸铁材料，高档次的冷硬铸铁材料为高镍铬钼冷硬铸铁。这类材质轧辊的缺点是硬度低，耐磨性不好。后来采用了球墨复合铸铁轧辊，相对而言，使用寿命提高了几倍，至今仍在使用。国外则一般采用半钢和高硬度特殊半钢材质，对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。

为了提高热轧辊的表面耐磨性，热轧辊的材料不断地得到改进，其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。

高铬铸铁轧辊的化学成分为：2.0%～4.0%C，10%～30%Cr，0.15%～1.6%Ni，0.3%～2.9%Mo。其本质是一种高耐磨性的高合金白口铁，铬含量一般在10%～15%，其碳化物主要是M7C3型，与白口铸铁的连续的M8C型碳化物不同，它不但具有良好的耐磨性，还有较高的硬度(HV可达1800)，基体为奥氏体、马氏体，因而其硬度和韧性结合较好。实际的轧制生产表明，高铬铸铁轧辊有较好的抗热裂性能，原因是轧辊表面生成一层致密且有韧性的铬的氧化膜，能减少热裂纹的数量和深度。因此，高铬铸铁辊在20世纪80年代被非常广泛用于精轧前架。高铬铸铁复合轧辊已广泛用作热轧带(钢)连轧机，粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板；粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊等。

高铬铸铁轧辊的热处理有两种形式，一是低于临界转变温度的亚临界热处理，另一种是高于临界点A3的高温热处理。高铬轧辊表面材料的珠光体基体，希望具有极细的片间距，并在基体上有大量弥散分布的二次碳化物，要求有尽量低的残余奥氏体和残余应力，所以一般选用后一种形式的热处理，具体为正火加回火。

高速钢作为热轧辊材料的应用在1988年始于日本，20世纪90年代初期美国和欧洲也进行了研制，我国在20世纪90年代后期开始研制和使用高速钢轧辊。一般高速钢的成分为1%～2%C，0%～5%Co，0%～5%Nb，3%～10%Cr，2%～7%Mo，2%～7%V，1%～5%W。因为拥有大量可形成强碳化物的合金元素如W和V，其最终的显微组织含有大约10%～15%具有极高硬度和高温稳定性的碳化物，所以在高温下工作能保持较高的强度和硬度。其工作层硬度高，可达到80～85HS，具有较好的耐磨性和抗热裂性，轧辊表面没有出现热裂纹，一般没有剥落现象。

近年来国外在热轧薄板粗轧机架采用半高速钢轧辊也获成功，其耐磨性是高铬钢轧辊的2倍，且咬入性能和抗热疲劳性能好，因而成为热轧薄板粗轧机架和线棒材中轧机架轧辊的理想选择，半高速钢的化学成分范围为：1.5%～2.5%C，0.5%～1.5%Si，0.4%～1.0%Mn，1.0%～6.0%Cr，0.1%～4.0%Mo，0.1%～3.0%V，0.1%～4.0%W。2100433B

轧辊的分类方法有多种，主要有：（1）按产品类型分有带钢轧辊、型钢轧辊、线材轧辊等；（2）按轧辊在轧机系列中的位置分有开坯辊、粗轧辊、精轧辊等；（3）按轧辊功能分有破鳞辊、穿孔辊、平整辊等；（4）按轧辊材质分有钢轧辊、铸铁轧辊、硬质合金轧辊、陶瓷轧辊等；（5）按制造方法分有铸造轧辊、锻造轧辊、堆焊轧辊、镶套轧辊等；（6）按所轧钢材状态分有热轧辊、冷轧辊。各种分类可以相应组合而使轧辊有更明确的含义，如热轧带钢用离心铸造高铬铸铁工作辊。

常用的轧辊材质和用途见表。轧辊的性能和质量一般取决于其化学成分和制造方式并可由其组织、物理和力学性能以及存在于轧辊内部的残余应力类型来评估（见轧辊检验）。轧辊在轧机中的使用效果不但取决于轧辊材质及其冶金质量，还和使用条件、轧辊设计、操作维护有关。不同类型轧机的轧辊使用条件有很大差异，造成差异的因素有：（1）轧机条件。如轧机类型、轧机和轧辊设计、孔型设计、水冷条件和轴承种类等；（2）轧制条件如轧材品种、规格及其变形抗力、压下制度和温度制度、产量要求和操作等；（3）对产品质量和表面质量的要求等。

常用轧辊材质和用途表

注：复合轧辊辊颈材料按强度要求选择。

因此，不同类型的轧机以及同类型而使用条件不同的轧机，对所用的轧辊性能要求不尽雷同，如方坯和板坯初轧机轧辊要具有好的扭转和弯曲强度、韧性、咬入性、抗热裂性和热冲击性以及耐磨性；而热带精轧机架要求轧辊辊面的高硬度、抗压痕、耐磨、抗剥落和耐热裂等性能。

弄清轧辊的使用条件以及在同类型轧机中所用轧辊的失效方式，了解当前各种轧辊材质的性能和制造工艺，才能较正确地制定该轧机用辊的技术条件和选用合适而经济的轧辊材质。

最常用来评价轧辊在轧机中使用性能的方法有：（1）轧制1t轧材所消耗的轧辊重量（kg）（简称辊耗），用kg/t表示；（2）每单位轧辊直径减少所轧材的重量，用t/mm表示。

随着轧机的现代化，对轧辊使用失效的深入研究以及轧辊材质和制造工艺的改进，工业发展国家的平均辊耗已降低到1kg/t以下。