热轧带钢粗轧机用合金轧辊最新进展
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轧辊发展现状及未来趋势分析1. 轧辊的定义和应用领域轧辊是金属材料轧制过程中的重要工具,广泛应用于钢铁、有色金属、石油化工等行业。
它的主要作用是将金属材料通过轧制,改变其形态和尺寸,从而达到加工和制造的目的。
2. 轧辊的发展现状随着工业化进程的加快和技术的不断创新,轧辊行业取得了较快的发展。
一方面,随着钢铁需求的增加,轧辊市场规模持续扩大;另一方面,不断改进的生产工艺和材料技术为轧辊的质量和性能提供了更好的保障。
(1)标准化生产水平提升随着轧辊行业的技术进步和标准化生产的推广,轧辊的生产工艺和制造质量有了较大的提升。
现在的轧辊制造企业通过引进先进的制造设备和技术,能够生产出尺寸精度更高、表面硬度更均匀的轧辊产品。
(2)新材料的应用新材料的应用也为轧辊的发展带来了新的机遇。
高强度、高耐磨、高温抗变形的合金材料被广泛应用于轧辊的制造中,使轧辊的寿命和使用效果得到了显著提高。
同时,由于轧辊对材料的机械性能和化学成分要求严格,轧辊也推动了金属材料行业的发展。
(3)数字化生产的普及随着智能制造的不断发展,数字化生产在轧辊行业中逐渐普及。
通过数字化生产,轧辊制造企业能够实现对生产过程的精确控制和数据分析,提高生产效率和质量稳定性。
3. 轧辊发展趋势展望轧辊行业在面临新的机遇和挑战的同时,也呈现出一些明显的发展趋势。
(1)精确化和定制化需求的增加随着科技进步和商品经济的发展,人们对产品质量和服务水平的要求越来越高。
对于轧辊行业来说,未来将更加重视产品的精确度和稳定性,致力于满足客户的个性化需求。
因此,在产品设计、制造工艺和售后服务等方面都需要不断提升。
(2)绿色环保、节能降耗的要求在全球气候变化和环境保护意识的推动下,轧辊行业面临着绿色环保和节能降耗的压力。
未来,轧辊制造企业将更加注重绿色生产,减少对环境的污染,降低能源消耗。
(3)智能制造和人工智能的应用智能制造和人工智能技术的快速发展为轧辊行业带来了新的机遇。
在两辊粗轧时,希望在最短的轧制时间、最少的轧制道次,获得最大的变形量,为精轧连轧机组得到理想的中间坯断面尺寸。
在制定粗轧压下规程时候需要得到道次最大压下量,保证设备、轧制工艺正常进行。
最大压下量是在满足咬入条件下,以轧机许用最大轧制压力计算获得的,同时要根据这个最大压下量来效核轧辊强度、电机能力等限制条件,如果计算得出的最大压下量超出轧辊强度或电机能力,那么就以轧辊许用强度或者电机许用能力来计算轧机的最大压下量。
下面详细叙述对轧机最大压下量的影响因素。
1.1以咬入条件为限制条件的最大压下量根据轧辊的自然咬入条件只有当咬入角小于摩擦角时,坯料才能被轧辊咬入,建立轧制过程。
因此每道次的压下量h ∆应小于最大咬入角max α所决定的最大压下量,即:()max max cos 1α-=∆≤∆D h h (1)⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=∆≤∆2max111f D h h (2) 式中: D 轧辊直径f 轧辊与轧件之间的摩擦系数平辊热轧钢材时,摩擦系数即最大允许咬入角主要与轧制速度、轧辊材质、轧制温度、钢种等因素有关。
根据有关资料,热轧碳钢当700>t 及5m/s v <时,摩擦系数由下面计算:钢轧辊: V t f 056.00005.005.1--= (3) 冷硬轧辊V t f 056.00005.094.0--= (4)川威950热轧板带钢生产线的粗轧机的轧辊材质是60CrMnMo ,为合金钢轧辊。
粗轧温度范围:1200~1040℃,粗轧机的轧辊转速的范围为0~5m/s ,在实际生产中,轧辊转速最低为(2~3)m/s ,轧辊直径为(970~1070)mm ,为了保证粗轧机在任何直径下都能成功咬入轧件,建立稳定轧制过程,故轧辊直径取970mm 计算。
那么可以由公式(3)(2)计算得到下表:表1由《板带钢生产工艺学》P19知,,在不同的轧制速度下,平辊轧制的最大咬入角如下表:表二那么依照上表,根据公式(1)可以计算川威950热轧板带钢生产线二辊粗轧机的最大压下量计算如下:表三川威950热轧板带钢生产线的粗轧机的速度制度采用的是梯形速度制度,根据工厂实际采用的速度制度,粗轧机的咬入速度一般在(2.0~2.5)m/s 之间,咬入角在20度左右,由表一、表三可以得出,为了使得坯料能被粗轧机咬入,建立稳定轧制过程,在咬入角的限制条件下,最大压下量在(42~64)mm 范围之内。
针对于精轧工作锟失效的危险性比较高,为了能够研究出科学合理的解决方式,相关技术人员对以往发生过的失效情况进行总结,并分析出了以下几种造成工作锟失效的主要原因。
一、高铬离心复合铸铁轧辊脱落问题及解决方式高铬离心复合铸铁轧辊是以含铬12%一22%的高铬白口铸铁为辊身外层材质,以高强度的球墨铸铁为芯部和辊颈材质,采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧辊。
轧辊的非正常失效主要包括辊身剥落、辊身断裂、辊身裂纹等。
1.问题产生的原因。
首先从锟身脱落的情况来看,目前在实际的轧机运行过程中,技术人员经常会在对机械设备的检查时,发现精轧工作锟出现表层金属材料脱落的情况。
工作锟的脱落类型也有很多,主要是根据其脱落的位置进行划分,常见的脱落位置是在轧锟的工作层和锟肩结构当中的情况比较严重。
从工作层的脱落情况来分析,出现这方面的原因与操作人员的操作规范性有一定的关系,为了提高生产效率,轧机经常处于长时间、不停歇的运作状态,这就会导致工作锟承受比较高的压力,尤其是针对于使用使用高Cr 复合铸铁轧辊时,一旦在连续运转过程中压力升高,相应的温度就出现异常。
这些都是造成热轧板带钢精轧工作锟在实际投入使用时出现脱落性失效的主要原因。
而针对于锟肩结构的脱落问题来说,也与设备运行的高压力有关,同时也有设计初期技术人员对锟肩的结构设计,安装工艺方面存在不足的问题,就导致其容易出现脱落情况。
2.预防及解决措施。
要想解决热轧板带钢精轧工作锟脱落失效的问题,就必须要规范操作人员的工作行为,明确规范生产加工的各项工作流程及操作注意事项,并重点关注于温度的控制问题。
同时,还应当安排技术人员定期对设备内部运行状态进行检查、维修和保养,基于科学技术的发展进步,在实际检查过程中,企业可以进购专业的智能探伤设备,目前比较常见的就是超声波探伤方式,能够实现在不拆卸设备的情况下,对内部进行精准探伤,从而保证检查工作不会对生产工作效率造成不良影响。
此外,预防工作还需要从精轧工作锟的生产方面入手,从根本上消除运行当中的不良风险,合理提升轧锟的使用寿命,确保各项工作的平稳运行状态。
热轧窄带钢粗轧机轧辊的断裂及预防摘要:根据我厂热轧窄带钢粗轧机组轧辊的使用情况,分析了轧辊断裂的主要原因,并提出了相应的预防措施。
关键词:热轧窄带钢轧机;断裂;预防措施1.前言莱钢轧钢厂500mm热带是一条全连续热轧窄带钢生产线,具有轧机精度高、检测系统完善等特点。
整条生产线共有十六架轧机,分粗轧机组和精轧粗轧两部分,粗轧部分由八架轧机组成,布置形式为立、平、立、平、平、立、平、平;精轧部分由八架轧机组成,布置形式为立、平、平、平、平、平、平、平。
粗轧机组轧机较多,因此轧辊消耗较大,同时为了提高轧机的生产率,已进行了大量的尝试来改善设备性能和轧制工艺,特别对粗轧机轧辊的断裂做了许多有益的研究,但是轧制条件变得愈加苛刻,并且随着产量的不断增加,轧辊断裂现象还时有发生,不但造成经济上的直接损失,还由于断辊停产,减少了产量,增加了热轧废品,增加了能源消耗,因而增加了总成本。
据不完全统计,仅粗轧辊断裂年损失约40万元,停产时间约17 万元,利润约30万元,综合经济损失年平均约87万元,约占总成本的0.54% 。
因此研究轧辊断裂的原因,并采取有效的预防措施,对降低成本,提高经济效益有非常重要的意义。
本文根据实际综合情况做了具体研究并采取了相应的预防措施。
2.轧辊断裂的原因轧辊是轧机的重要组成部分,热轧时轧辊承受各种载荷及在复杂的条件下工作,如果再加上操作不当往往会造成轧辊断裂。
断辊的原因很多,下面从轧辊断裂的部位来具体分析。
2.1.在轧辊辊身处断裂从断裂现象看断裂部位绝大多数在辊环处,断裂截面为不规则的斜面或垂直截面。
断辊原因有以下几个方面:2.1.1.轧辊质量(1)粗轧平辊机组为二辊轧机,工作辊与高温板坯直接接触,并承受各种载荷,因此要有良好的耐热性,如果轧辊辊身硬度随轧辊温度升高而降低的幅度较大时,说明轧辊的耐热性较差,将严重影响轧辊的整体性能。
(2)从轧制条件看要求轧辊还应具有良好的耐磨性和适当的硬度和强度。
2250mm热连轧工程简介邯钢2250mm热连轧工程包括一条年产450万吨热轧带钢机组,一条年产80万吨的平整分卷机组,一条年产45万吨的横切机组以及与之相配套的磨辊间设备、辅助设备等,计划总投资39.067亿元,2008年6月底生产出第一卷。
邯钢2250mm热连轧机组是由德国西马克设计的具有当代国际先进水平的热连轧带钢生产线,采用日本TMEIC公司自动控制系统,轧机轧制能力大、生产工艺先进、设备配置和控制措施齐全,年设计生产能力达到450万吨。
产品厚度范围由1.2mm-25.4mm,宽度范围由800mm-2130mm,以生产汽车用钢、船体用结构钢、高耐候性结构钢等为主导产品,还可生产高附加值的热轧双相钢(DP)、多相钢(MP)、相变诱导塑性钢(TRIP)以及高强度级管线钢等,产品的主要特点集中在高强度、高精度、高表面质量和薄规格等方面。
是国内继武钢、太钢、马钢后建设的第四条具有国际先进水平的2250mm热连轧宽带钢生产线。
一、产品大纲(1)钢种分布及生产能力(2)原料及产品规格原料规格:厚度:230mm,250mm宽度:900-2150mm长度:9000-11000mm,短尺坯4500-5300mm 最大重量:40t热轧商品钢卷:带钢厚度: 1.2~25.4mm带钢宽度:800~2130mm钢卷内径:762mm钢卷外径:max.2150mm钢卷质量:max.40.0t单位宽度卷重:max.24kg/mm平整分卷钢卷:平整钢卷厚度: 1.2~6.35mm宽度:800~2130mm分卷钢卷厚度: 1.2~12.7mm宽度:800~2130mm钢卷内径:762mm钢卷外径:max.2150mm卷质量:5~40 t单位宽度卷质量:max.24kg/mm横切钢板抗拉强度:max. 800 N/mm2 屈服强度:max. 680 N/mm2 钢板厚度: 5.0~25.4mm钢板宽度:850~2100mm 钢板长度:2000~16000mm 钢板垛高:max. 400mm钢板垛质量:max. 10.0 t供冷轧钢卷带钢厚度: 1.8~6.0mm带钢宽度:800~2130mm 钢卷内径:762mm钢卷外径:max.2150mm 钢卷质量:max.40t单位宽度卷重:max.24kg/mm按产品的规格分配的综合年产量计划表二、总体工艺布局主车间内主要包括加热炉区、主轧制线区、钢卷运输系统、横切机组、平整分卷机组、磨辊间几个部分。
热轧带钢生产中的板形控制热轧带钢是一种由连续轧机通过高温轧制过程中制造的带状钢材,具有广泛的应用领域,如建筑、机械制造、汽车工业等。
然而,在热轧带钢生产过程中,由于各种因素的影响,往往会出现板形问题,即钢带在轧制过程中出现不平整、弯曲或起波等现象。
这不仅影响了带钢的质量和性能,还会给下道工序的加工带来困难和影响。
因此,热轧带钢生产中的板形控制至关重要。
板形问题的产生原因多种多样,下面将分析几个主要的因素,并介绍相应的控制措施。
1. 型辊和辊系的设计和调整:型辊是轧制过程中起着塑性变形和形状控制作用的关键元件。
首先,型辊的选择应根据带钢的要求和钢种的性质进行选择,以确保能够得到所需的板形公差。
其次,型辊和辊系的调整是关键,应确保辊系的轴线垂直于水平线,并且各辊之间的间隙和压力均匀,以避免板形问题的产生和扩大。
2. 加热温度的控制:加热温度是热轧带钢生产中的重要参数之一,直接影响到钢材的塑性变形和板形控制。
在加热过程中,应控制好加热温度的均匀性和稳定性,避免温度过高或不均匀导致的板形问题。
此外,还应注意控制加热速度和冷却速度,以控制好板坯的温度梯度,避免板坯的不均匀热胀冷缩引起的板形问题。
3. 轧制工艺的优化:轧制工艺是实现板形控制的关键。
首先,应合理选择轧制规范,确定合适的轧制温度和轧制比例,以控制好板材的塑性变形和减小残余应力。
其次,应注意轧制过程中的控制,在控制好板材的进给速度和板坯的温度梯度的同时,要控制好辊系的磨损和辊承力等参数,以避免板形问题的产生。
4. 板形测量和反馈控制:板形问题的产生往往是由于辊系和工艺参数的变化引起的,因此要及时发现和识别板形问题的存在和变化,就需要进行板形的测量和反馈控制。
目前,常用的板形测量方法主要有激光束法、光干涉法和摄像机法等,通过对板形的实时测量和分析,可以及时调整辊系和工艺参数,以达到板形控制的目的。
总之,热轧带钢生产中的板形控制是一个复杂的问题,需要从多个方面进行综合分析和控制。
螺纹钢生产与轧辊应用现状及发展趋势轧钢新技术的发展与应用目前,轧钢新技术的发展情况主要体现在以下四个方面:一、多切分技术。
多切分技术因其能大幅提升产量而不断得到推广,从最初的二切分技术到目前的五切分技术在全国的钢铁企业都有应用,六切分技术也在研究当中。
二、控温轧制技术。
控温轧制由于可减少脱碳,控制氧化铁皮,细化晶粒组织,改善钢的冷变形性能,控制钢的抗拉强度、显微组织,提升产品品质,带来良好的经济效益,而吸引众多企业关注。
三、精轧螺纹钢技术。
随着高架桥等大型工程的施工,精轧螺纹钢使用越来越广泛。
四、无孔型技术。
无孔型轧制不需开槽,轧辊辊身能充分利用,轧件变形均匀,轧辊磨损量小且均匀,可大幅降低轧辊消耗,生产中可通过调节辊缝和更换进出口插件实现不同规格产品的切换、倒槽,换辊减少,提高了作业率,减少了轧机和导卫的预装工作量,同时轧辊车削量小且车削简单,节省了车削工时和刀具。
轧辊选用应注重提升整体效益一、螺纹钢轧辊技术应与螺纹钢生产技术发展同步。
在传统整体轧辊中,离心复合无限冷硬铸铁轧辊因其价格低廉、安全性能较高,至今仍处于主导地位。
随着对轧辊耐磨性要求的不断提升,高铬铸铁离心轧辊、高速钢离心轧辊在部分机架有应用。
由于对轧辊耐磨性提出更高要求,原来用于高线生产的硬质合金辊环逐步应用于螺纹钢生产。
而多切分工艺的快速发展,对精轧机组的料型控制要求日益提高,特别是切分及预切分机架的料型稳定对作业率的影响至为关键。
由湖南三泰新材料公司于2009年开发的高硼合金钢辊套轧辊在生产四切分ф12mm螺纹钢时,用于k3机架单槽过钢量在3000吨左右。
由于辊套进行了完备的热处理,不存在硬度落差,大小辊径使用时过钢量基本一致。
高硼钢辊套轧辊具有报废轧辊循环利用实现轧辊再制造、供货周期短、减少轧辊生产准备费和较低的价格等优势,在全国100余条生产线上迅速推广。
粗轧轧辊体积大,报废后浪费严重,硬面技术对报废轧辊的修复起到了较大作用。
2008年第3期新疆钢铁总107期轧制工艺对热轧带钢轧辊使用周期影响浅析蔡洪峰(宝钢集团八钢公司热轧薄板厂)摘要:从热轧带钢生产工艺方面分析了生产热轧带钢几种常见的轧辊破坏方式,从生产实践出发提出了延长轧辊使用周期的工艺方法。
关键词:热轧带钢轧制;轧辊;破坏方式;使用周期中图分类号:TG335.1I文献标识码:B文章编号:1672--4224(2008)03--0038--031前言在热轧带钢生产中,由于产品精度要求不断提高,生产作业率较高,对轧辊的使用也提出了更高的要求。
轧辊出现表面粗糙、辊面剥落、划伤等缺陷,不仅会影响板材的表面质量,甚至会打乱生产节奏、降低生产率、增加生产成本。
因此,改进轧制工艺和轧制技术。
提高轧辊的使用性能,延长轧辊的使用周期.也是各生产厂研究和攻关的目标。
笔者针对八钢热轧使用轧辊的情况.分析热轧带钢几种常见的轧辊损坏方式,并提出延长轧辊使用周期的工艺方法。
2轧辊的使用周期轧辊使用周期是衡量轧辊使用性能的一项重要指标。
是轧钢生产中一项重要的管理内容。
它不仅反映了轧钢生产的组织情况.而且也关系到轧钢生产的辊耗和生产成本。
轧辊的使用周期受轧辊破坏方式的影响,由轧辊的换辊时机来决定。
轧机换辊有两种情况:一是计划换辊,即根据轧辊的磨损及成品质量,结合轧辊的轧制吨位或轧制公里数.有计划地将轧辊从轧机上更换下来。
进行修磨;二是非计划换辊.即轧辊因各种事故,如堆钢、断辊、辊面剥落、划伤、粘钢等原因造成的非正常换辊。
轧辊从上机轧制到换辊即完成了一个使用周期。
对于热轧带钢而言.分析影响轧辊使用周期的工艺因素.必须从分析造成轧辊破坏的原因入手,从而找到解决问题的办法。
3常见的轧辊破坏方式及分析3.1轧辊磨损轧辊磨损是最常见的轧辊破坏方式。
是由工作辊与轧件或工作辊与支撑辊之间的摩擦所引起的。
在热轧带钢生产中,轧机工作辊长期处于高温环境.其辊面生成一层致密的、脆而耐磨的氧化膜。
完好致密的氧化膜不但可以延长轧辊的使用周期,而且还可以提高热轧带钢的表面质量。
热轧板带生产中高速钢轧辊的使用及改良发表时间:2018-03-24T11:17:51.373Z 来源:《防护工程》2017年第32期作者:霍平1 张宏伟2[导读] 在进行高速钢轧辊在热轧板带生产时会有氧化膜脱落的现象,这就直接影响了带钢的表面质量和轧辊的使用寿命。
1华北理工大学机械工程学院;2华北理工大学机械工程学院河钢股份有限公司唐山分公司第一钢轧厂摘要:本文对高速钢轧辊在热轧板带生产中的应用进行研究分析,并且借助耐磨性、化学成分、抗热烈性以及力学性能等特点对高速钢轧辊的广阔前景进行了预测,同时也针对高速钢轧辊在热轧板带生产中所存在的问题提出了解决方法以及良好建议。
关键词:高速钢;工艺润滑;着色探伤;高铬铸铁;表面波探伤前言高铬铸铁材质一般用于铸造热板带连轧厂精轧机前端机架的工作辊,它是通过轧辊与高温带钢接触同时在工作辊表面形成一层具有高硬度和耐磨损的高铬氧化膜,用来提高轧辊的使用寿命。
形成这层氧化膜的过程是一个动态的过程,冷却条件和轧制状况的好坏会直接影响氧化膜的密度和厚度。
因为整个过程很难掌握,因此很难满足氧化膜的形成条件。
所以,在进行高速钢轧辊在热轧板带生产时会有氧化膜脱落的现象,这就直接影响了带钢的表面质量和轧辊的使用寿命。
1 高速钢轧辊的改良通过改变轧辊的化学成份,改善基体组织形态,可以提高轧辊的耐磨损能力。
经过十几年来该技术的更新、完善,高速钢轧辊己经开始用于热板带精轧机组。
这一新技术与润滑工艺结合应用,不但对产品质量有一定的提高,而目在生产成本的降低方面上也取得了十分明显的效果。
高速钢轧辊的力学性能见表,高速钢轧辊的辊芯与轧辊外层的结合是无缺陷的冶金结合,所以高速钢复合轧辊辊芯的抗拉强度高,结合层强度高,这样可以提高轧辊的弯曲负荷,从而可以使板材获得较好的板形。
高速钢与高铬铁轧辊下机后的状态对比1、良好的耐磨性通过横向对比,在同一机架、同样的使用状态下,高速钢轧辊表现出良好的耐磨性。
热轧带钢轧辊破坏原因分析轧辊包括工作辊和支承辊,是轧机的关键零件之一,装在轧机牌坊窗口当中。
在热轧带钢生产中,轧辊的消耗量很大,尤其是工作辊,它始终与红热钢坯直接接触。
因此,找出轧辊的损坏原因并做出相应的解决措施,提高轧辊寿命,降低辊耗,是轧机制造商和用户都十分关注的问题。
在实际生产过程中,轧辊的破坏形式主要有轧辊磨损、轧辊裂纹、轧辊剥落及轧辊断裂等。
轧辊磨损轧辊磨损与其他磨损在形成机理上相同。
从摩擦学角度来讲,可理解为轧辊宏观和微观尺寸的变化。
一般讨论的轧辊磨损,包括宏观磨损和微观磨损,具体表现为轧辊直径的缩小。
然而,轧辊磨损在几何和物理条件上与一般磨损又有差别,如轧辊上的某点与轧件周期性接触;轧件上的氧化铁皮作为磨粒进入辊缝;冷却液和润滑液的作用以及热的影响等。
因此,在实际工作条件下轧辊磨损的因素很复杂,根据其产生的原因可分为以下几种:(1)机械磨损或摩擦磨损。
工作辊与轧件及支撑辊表面相互作用引起的摩擦形成的磨损。
(2)化学磨损。
辊面与周围其他介质相互作用,造成表面膜的形成与破坏的结果。
(3)热磨损。
在工作状态下,轧辊因高温作用其表面层温度剧烈变化引起的磨损。
1 工作辊磨损工作辊磨损主要是由工作辊与轧件及工作辊与支撑辊之间的相互摩擦引起的,这种摩擦包括滑动摩擦和滚动摩擦,其磨损主要发生在与轧件相接触的部位。
在生产过程中,由于带钢在轧机间形成活套,以致增大了带钢对上辊的包角,增加了接触面积的压力;带钢上表面再生氧化铁皮的滞留也增加了上辊的磨损,因此,上辊比下辊的磨损量大。
由于传动端与电机连接,因振动之故,传动侧的磨损量比换辊侧的大。
2 支承辊磨损支撑辊磨损主要是与工作辊的相对滑动和滚动造成的。
工作辊表面的炭化物颗粒将支撑辊表面的金属微粒磨削下来,使支撑辊产生磨损。
其磨损量的大小与轧辊的材质、表面硬度及光洁度、辊间压力横向分布、相对滑动量和滚动距离等因素有关。
实践证明,由于夹带大量氧化铁皮的冷却水作用在辊面,致使下支撑辊工况条件差,从而加速了轧辊的磨损。
《热轧钢板带轧辊》国家标准编制说明江苏共昌轧辊有限公司2010《热轧钢板带轧辊》国家标准编制说明1任务来源根据国标委综合[2009]59号“关于下达2009年第一批国家标准制修订计划的通知”中规定(计划项目编号为20090675-T-605),由江苏共昌轧辊有限公司、中国钢研科技集团公司负责起草制定《热轧钢板带轧辊》国家业标准。
该项目由北京中冶设备研究设计总院有限公司归口管理。
2 工作过程2.1开展的阶段工作立项批准后,由江苏共昌轧辊有限公司牵头组织专家走访有关生产、使用等单位,了解国内热轧板带轧辊的应用情况,同时收集国外有关技术资料及应用情况,并成立了标准起草小组,这些工作都为制定标准打下基础。
2009年元月至2009年10月底开展国内外调研和收集工作;2009年8月18日召开标准工作组第一次工作会,制定工作班子和工作计划,并讨论标准初稿和确定工作分工;2009年9月至2009年10月与国内多名轧辊专家讨论标准相关的内容,并对标准中相关参数统一了初步意见。
2009年9月到2009年12月期间,到国内多家大型钢铁企业进行调研,汇总了多方面建议,并在12月底完成了标准的征求意见稿。
2.2调研情况首先,我们对目前国内已建和在建的钢板带轧机情况信息进行了收集,大型宽带热轧机(1250mm~2300mm)目前共64台套,大型中厚板轧机(2300mm~5500mm)目前共60台套,我们对部分现场的轧辊进行了检测和使用情况了解,掌握了国内许多轧线轧辊的使用情况,国内轧线目前具体情况见表1:3 参编单位本标准由北京中冶设备研究设计总院有限公司负责组织协调,吸收国内有影响的生产、科研院所、使用单位等参加标准的起草工作,根据工作需求确定了参加本标准起草单位为:江苏共昌轧辊有限公司、中国钢研科技集团公司。
4 标准编制原则及目的意义4.1 本标准在制定中应遵循以下基本原则:(1)本标准在制定中应符合GB/T 1.1-2000的规定。
中国轧辊行业的技术现状及发展趋势中国轧辊行业的技术现状及发展趋势一、中国轧辊行业的基础情况轧辊企业经过50年的努力奋斗,产品品种和质量有了较大提高和改观,国内轧辊制造企业能够生产和满足中、小型型钢、连续棒材、高速线材、无缝钢管、窄带钢、中宽带钢等轧机轧辊的使用要求。
轧辊作为轧钢机的重要工具及消耗件,将伴随着轧钢技术的进步和轧钢装备的不断更新换代而发展。
国内轧钢行业是靠大量投资,引进国外最先进装备快速发展起来的,轧辊行业则主要靠自力更生,不断技改、扩建而推动发展,与轧钢行业相比,轧辊行业的发展较慢,经历更艰辛。
随着国内轧机和产量的不断增加,轧辊消耗和需求量亦在逐年增加,然而国内轧辊低档次产品供大于求,产品过剩,制造厂竞相压价,而高档优质轧辊供应不足,依靠进口的局面始终未能得到彻底改变。
目前,国内大型板带轧机和热轧宽带钢连轧机使用的各类轧辊约有一半需从国外进口,国际上的先进轧辊制造企业及其生产的各种类型的优质轧辊已悉数进入国内市场。
国内虽然已经能够小批量生产,但生产的产品还不能稳定达到国际同类产品的技术指标和性能,无法全面满足现代化轧机的使用及供货要求。
综上所述,我国大、中型优质轧辊的生产和供应仍是轧辊企业需要通过引进技术、资金和通过自主技术创新和技术进步来解决的首要问题。
巨大的轧辊需求量,要求国内轧辊制造企业认真细分市场,寻求产品定位,形成具有自主知识产权的主导产品。
只有掌握世界轧辊发展的信息,加强基础性研究工作,加大轧辊新产品、新工艺的前期投入,建立必备的试验检测手段,配备相对稳定的研发人员,加强轧辊生产过程和工艺关键点控制,建立适合企业运行的创新体系,才能保证轧辊企业在激烈的市场竞争中,保持强盛不衰的竞争能力。
才能开发出高质量优质轧辊,满足现代化轧机的使用要求,才能使国内的轧辊在国际轧辊市场上占有重要的位置二、中国轧辊制造业的技术现状近几年,具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国,推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展,使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展,无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高,轧辊质量稳定提高。
中国轧辊制造业技术现状与发展趋势
随着经济的发展,轧辊行业的技术水平也得到了显著的提高。
新一代的轧辊设备比以往任何时候都具有更高的效率和性能,使轧辊行业能够更好地满足客户的需求。
本文所阐述的内容是中国轧辊制造业技术现状与发展趋势。
中国轧辊制造业技术正在迅速发展,各种新型轧辊设备也在不断涌现。
技术发展的前景非常乐观,因为传统的轧辊设备在结构及功能上落后比较严重,已经不能满足当前的应用需求,只有通过技术创新才能实现设备的现代化。
此外,新型轧辊设备还具有更高的效率和性能,可以更好地满足客户的需求。
除了轧辊设备本身,中国轧辊制造业还在投入大量资金和技术支持,以加快轧辊技术发展。
目前,企业在投资信息化、机械化、智能化等领域已取得了长足的进步,采用了更加先进的设备和技术,并以更高的效率实现了自动化生产。
另外,中国轧辊制造业也在加大创新力度,推出了一系列有创新性的技术,比如智能轧辊、高速轧辊、多功能轧辊等,这些新型轧辊在性能和效率上都比传统轧辊有显著提高,同时有利于提高产品的质量。
此外,今天的轧辊行业也越来越重视环保和节能,推出了一系列环保型轧辊设备,以减少空气污染、水污染等对环境的影响。
此外,轧辊行业在安全领域也不断加大投入,确保轧辊设备的安全和可靠性。
综上所述,中国轧辊制造业的技术已经取得了长足的进步,不仅
可以满足客户的需求,而且在绿色发展、环保和安全方面也取得了显著进展。
因此,中国轧辊制造业技术的发展取决于行业的综合发展情况,在未来可以看到更多有利于行业发展的新技术和新产品。
热轧带钢粗轧机用合金轧辊最新进展20世纪80年代初,欧洲轧辊制造商开发出Cr钢工作辊,自此,此类轧辊在带钢热轧机(HSM)的大多数粗轧机架和紧凑带钢轧机精轧机组的前机架上得到应用。
直到2010年,Cr钢仍然是全球许多HSM轧辊的标准钢种。
随着市场对粗轧机的性价比要求日益增加,其中包括高生产率、高产品质量和更高的安全标准,促使欧洲轧辊制造商在20世纪90年代早期开发粗轧机轧辊用新钢种,这就是半高速钢(semi-HSS),这一新钢种的使用被认为是轧辊在满足几乎所有所需特性的性能方面的真正革命。
在西欧,半高速钢在HSM轧辊中的应用占据主导地位。
然而,在部分应用领域,如不锈钢和特殊钢轧制,仍需要进一步开发新钢种,克服半高速钢的一些缺点。
20世纪90年代末开发出的粗轧轧辊用特殊半高速钢,满足这一新挑战。
1、粗轧机架工作辊用钢现在,热轧带钢轧制使用的粗轧轧辊的主要钢种典型化学成分见表1,该表给出了不同粗轧机轧辊用钢种的主要元素,MC型碳化物形成元素、碳化物量和硬度的范围。
表1 粗轧机架用轧辊钢种-成分、碳化物量和硬度钢种C,wt%Cr,wt%Weq.(=W+2Mo),Wt%MC型碳化物形成元素(wt%)碳化物量(wt%)硬度(肖氏C)Cr钢 1.3-1.611-136-10<0.510-1570-80 Semi-HSS 10.6-0.97-94-80.5-1.0<575-85 Semi-HSS 20.8-1.17-94-80.5-1.0<575-85 Semi-HSS 30.6-0.97-94-8 1.0-2.0<575-85 HSS(粗轧) 1.3-1.53-66-104-810-1572-82表1中的钢种semi-HSS 1与semi-HSS 2是碳含量不同的半高速钢种,两者都含有MC型碳化物形成元素,而semi-HSS 3钢种中MC型碳化物形成元素的含量(V、Ti、Nb、Ta等)最高。
Cr钢的微观组织主要为回火马氏体,基体上分布M7C3和M6C型共晶碳化物。
基体的高硬度以及各种不同于渗碳体的碳化物,决定了与以前标准的钢种相比,Cr钢的耐磨性能大大提高,抗热裂性能大为改善。
在1980年代中期,Cr钢成为粗轧机工作辊的标准钢种。
Semi-HSS钢种的特点是基体为具有强回火硬化效应的回火马氏体,在基体上分布了M7C3、M6C和MC型碳化物。
最近开发的粗轧机工作辊用HSS钢,组织中MC和M6C型碳化物量增加,从而大量取代了基体中M7C3型碳化物。
粗轧机轧辊用semi-HSS和HSS都不具有连续的碳化物网络。
其中表1中的最后两个钢种需要经过长时间、复杂的热处理,改善基体组织的均匀性,并提高其使用性能。
这些碳化物的类型、硬度和数量对不同轧辊的耐磨性能、表面恶化和氧化行为产生强烈影响。
以下将着重介绍Cr钢和三种semi-HSS工作辊。
1.1、热动力学模拟利用Thermo-Calc软件(TC)模拟研究Cr钢和Semi-HSS钢的热动力学条件。
TC模拟过程假设在稳定的平衡条件,即非常缓慢的冷却速率,保证所有合金元素在液态或固态情况下能够发生理想扩散。
在研究这些钢种在500-1500℃温度范围内,10℃温度梯度下稳定相中相体积分数后,从TC 模拟结果得到,凝固形成的几乎是面心立方奥氏体,但semi-HSS 3钢种除外,它首先形成的是体心立方δ-铁素体。
由此可以看出,semi-HSS 3钢在凝固过程中发生包晶转变。
这种包晶转变认为是促进先形成δ-铁素体相分解而产生新的奥氏体相。
在Cr钢、semi-HSS 1和semi-HSS 2中的M7C3型碳化物在接近或低于固相线温度开始析出,析出量随温度降低而增加,这些碳化物被认为是共晶型碳化物。
同时,semi-HSS 3中仅有MC型碳化物,由于它们从液相析出,可被认为完全是共晶型。
因此,在平衡条件下,semi-HSS 1和semi-HSS 2钢不出现共晶碳化物,在固态下析出M7C3以及后来形成的M6C。
此外,在平衡条件下,当温度降低,所有的一次碳化物(MC、M7C3和M6C)在接近A1点发生部分或完全转变,转变成其它类型的碳化物,即细小的二次碳化物,如M23C6、M2C和MC。
1.2、凝固进程利用差热分析(DTA)试验获得研究各钢种的凝固进程,试样从熔融状态开始以5℃/min 冷却至室温,从而获得4个钢种的凝固范围。
表2给出平衡态(TC)和非平衡态(DTA)获得结果比较。
在DTA试验后进行SEM-EDS分析,鉴别在室温下存在的物相,如共晶碳化物和基体(马氏体和参与奥氏体混合组织)。
表2中仅给出M7C3和M6C的开始形成点。
可以看出,非平衡条件下的相转变温度范围比平衡条件下窄。
从对Cr钢和semi-HSS的比较,可以发现如下结果:◆无论是在平衡还是非平衡条件下,半高速钢的液相线温度总是高于Cr钢。
◆semi-HSS 3在非平衡条件下具有较高的液相线温度(1428℃)。
◆semi-HSS 3钢含有在高温下析出的MC共晶碳化物,结果,在该合金中没有发现M7C3,并且与Cr钢、semi-HSS 1和semi-HSS 2相比,M6C较早析出(1158℃)。
◆在DTA凝固进程下,共晶M7C3和M6C碳化物在Cr钢中的析出温度比在semi-HSS 1和semi-HSS 2钢中高,而且析出温度更明显。
表2 平衡和非平衡条件下相变比较从凝固进程测得的相变(峰值数)钢种由DTA测定的温度范围(非平衡条件,冷速5℃/分)由TC计算的温度(平衡条件)L→δ峰值1Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31430℃(液相线)1430℃(液相线)1443℃(液相线)——1428℃(液相线)L+δ→γ(开始)峰值2Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31337℃1399℃1389℃——1405℃L+δ→γ(结束)Semi-HSS 11422℃—Semi-HSS 2 Semi-HSS 31419℃1384℃—1395℃L→γ(开始)峰值3Cr钢Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31394℃(液相线)———1388℃(液相线)1429℃(液相线)1409℃(液相线)1395℃L→γ+MC(开始)峰值4Semi-HSS 31364℃1343℃L→γ(结束)Cr钢Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31389℃1238℃(固相线)1279℃(固相线)1228℃(固相线)1293℃(固相线)L→γ+MC(结束)Semi-HSS 31353℃1117℃L→γ+M7C3(开始)Cr钢Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31201℃1168℃1176℃—1238℃1165℃1228℃1115℃L→γ+M6C(开始)Cr钢Semi-HSS 1Semi-HSS 2Semi-HSS 31143℃(固相线在1135℃)*1145℃(固相线在1144℃)*1150℃(固相线在1147℃)*1158℃(固相线在1153℃)*1052℃1084℃1089℃1117℃*DTA试验测得的共晶反应结束点从平衡条件和非平衡条件下获得的结果对比,可以发现:◆由DTA测出的液相线温度总是高于由TC模拟获得的温度。
◆在非平衡条件下发现的共晶碳化物在平衡条件下仅以固态转变方式出现,因此,认为它们一定是共晶碳化物。
◆非平衡条件下的凝固范围总是大于TC模拟计算的结果。
◆从熔融状态下连续冷却获得的共晶碳化物在室温下仍然存在,而在平衡条件下形成的碳化物随着固态转变而消失。
事实上,M7C3和M6C在TC模拟条件下分别转变成M23C6和M2C。
1.3、SEM组织分析SEM组织分析发现,所有钢种在使用条件下的微观组织均为在回火马氏体基体上的晶界处分布不连续的共晶碳化物网,而这种碳化物分布形式经常出现在HSS钢种中。
1.4、硬度特征确定四个钢种中的三个钢种的红硬性,并给出HSS钢种作对比。
Semi-HSS 2和Semi-HSS 3钢在温度不超过570℃时具有相似的红硬性,而当温度超过570℃时,Semi-HSS 3的红硬性曲线缓慢下降,而Semi-HSS 2却急剧下降。
对HSS钢也观察到类似行为。
这可能是由于这两种钢中的MC型碳化物量高于Semi-HSS 2和Cr钢。
1.5、腐蚀特性对Cr钢和Semi-HSS 3钢,在试验条件为:60℃,浸入时间4-27h,[Cl-]350-1000ppm,[HOCl-]0-5ppm的情况下,实验室研究了其静态腐蚀行为。
从腐蚀试验结果看,Semi-HSS 3比Cr钢具有更好的腐蚀性能。
2、粗轧机架轧辊使用特性2.1、粗轧机架用工作辊性能要求粗轧机架用工作辊性能要求可归结如下,其中表3比较了粗轧机架中使用的不同钢种制作的轧辊性能:◆轧辊具有大的摩擦系数,实现大咬入,从而保证道次大变形,降低产品热损,提高产量。
◆轧辊工作层材料具有高的抗磨损、热疲劳和氧化/腐蚀能力,从而实现低的、均匀磨损,保证轧辊长的服役寿命,减少停机时间。
◆高的抗热裂和烧裂能力。
◆辊身通常具有非常好的表面质量,即在一次服役过程中无局部剥落、无宽光带、无浅层剥落。
◆具有高安全性,承受由任何运行条件产生的轧辊失效。
表3 粗轧机用不同工作辊的特性比较轧辊钢种咬入耐磨性抗热裂性表面质量轧辊寿命使用安全性Cr钢443444Semi-HSS555554HSS4545545=优秀4=良好3=好2=合格1=差2.2、Semi-HSS和HSS钢种特性HSM高的生产率要求在粗轧机上轧制道次最少,这对半连续HSM而言尤为重要。
这意味着道次大变形,而这仅在轧辊具有优异的咬入特性下才能实现。
众所周知,降低轧辊中碳化物含量及工作表面的硬度,可改善轧辊咬入条件。
Semi-HSS钢种和最新开发的HSS钢种已经证实这一基本规律。
粗轧机用Semi-HSS和HSS钢种比其它任何轧辊类型用钢种在高温下的力学性能都好。
高温屈服强度主要是保证当轧辊表面与热板坯接触而被加热到超过600℃时,限制轧辊工作层的塑性变形量。
这些轧辊用钢具有的突出高温性能导致产生的热裂纹网络极细小。
Semi-HSS合金具有完全不同的微观组织,它含MC型、M6C型和一些M7C3型一次和二次碳化物。
所有这些碳化物都比高Cr铸铁或高Cr铸钢合金具有更高的硬度。
即使对M7C3碳化物,当它含如Mo和V等合金化元素时,也变得更硬。
此外,由于基体成分组成,使钢具有良好的抗高温腐蚀能力,因而高温氧化带来的磨损也降为最低。
这些性能的实现是通过一个复杂的热处理过程,使轧辊内的碳化物均匀分布,并具有良好的高温性能。
良好的高温力学性能与不存在封闭的一次碳化物网络,保证了轧辊抗剪切能力的改善以及不出现浅层剥落。