陳國良，李晗蘊，呂金英，張海亮，張秀照

( 邢臺正錕機械軋輥有限公司，河北邢臺055450)

摘要: 介紹了一種通過鑲鑄的鑄造方法制備軋輥。這種軋輥的外層為改進型半高速鋼材質，內層為無縫鋼管，芯軸用圓鋼或廢鋼軋輥車制，通過熱裝配制造成組合式軋輥。采用這種軋輥軋制Φ12 mm 螺紋鋼成品單槽過鋼量可達到230 ～ 260 t，并且在使用過程中未出現裂紋、掉塊問題。

關鍵詞: 改進型; 半高速鋼; 軋輥; 鑲鑄輥套; 軋輥; 研制

0 引言

軋輥是用于軋鋼生產的重要部件，軋輥的質量直接關系到軋機的生產效率和軋制產品的質量^［1］。目前，在棒材成品和切分機架中，通常使用離心貝氏體軋輥。這種軋輥在長期使用過程中存在以下不足: ( 1) 硬度落差大，軋輥第一次使用與最后一次使用單槽過鋼量下降50 ～ 70 t; ( 2) 抗熱疲勞性能差、韌性差。軋輥長期工作在高溫狀態下，使用一段時間后，容易出現裂紋和掉塊現象。

邢臺正錕機械軋輥有限公司組織技術人員經過論證，認為采用鑲鑄的方法，生產棒材成品和切分機架的軋輥能夠徹底解決貝氏體軋輥軋制量低、易出現裂紋及斷輥問題，通過芯軸重復使用，大大地降低了生產成本。為此，于2009 年成立“改進型半高速鋼鑲鑄輥套”試制小組，并且開始研發，經過長達6年的研制，生產出了滿足企業標準“改進型半高速鋼鑲鑄輥套”的產品，完全滿足使用要求，使邢臺正錕機械軋輥有限公司在此技術上處于領先優勢。改進型半高速鋼軋輥由輥套和芯軸兩部分組成，輥套外層由改進型半高速鋼鋼水澆鑄而成，內層為無縫鋼管，內外兩層通過鑲鑄的方式復合而成，芯軸由圓鋼或廢舊軋輥車制。

1 改進型半高速鋼鑲鑄輥套的生產工藝

1． 1 化學成分

改進型半高速鋼鑲鑄輥套軋輥的化學成分如表1 所示。

將配好的優質生鐵、廢鋼、鎢鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎳板加入中頻爐熔化，待鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵;熔清后采用保護性造渣熔煉，在1 500 ～ 1 520 ℃時取樣化驗; 待成分調整合格后，加入釩鐵、鈮鐵、硼鐵，合金加入后，爐內吹氬氣15 ～ 20 min，快速升溫至1 600 ～ 1 650 ℃出爐。

1． 2． 2 鋼水處理

按配比將稀土、硼鐵、鎳鎂合金( 粒度3 ～ 8mm) 烘烤后置于包底。用包內沖入法進行變質處理，待溫度降到1 500 ～ 1 600 ℃時起包準備澆鑄。

1． 2． 3 無縫鋼管準備

按設備圖加工無縫鋼管，去除表面氧化層，并車出螺旋線。

1． 2． 4 冷型涂料的準備

按工藝合好鑄型，冷型內噴涂2． 5 ～ 4 mm 鋯英粉涂料，噴涂溫度控制在200 ～ 300 ℃。

1． 2． 5 鑲鑄輥套的澆鑄

鑲鑄工裝工具按順序依次合好，底箱放在支架上，用水平尺找正，放入無縫鋼管，合好箱。待鐵水熔化好，鑄型內充入一種特殊氣體，以防止鋼管氧化。鋼管下端插入能夠快速升溫的烘烤裝置，在15～ 20 min 內鋼管升溫至800 ～ 1 000 ℃，將處理完畢的鋼水澆入鑄型。

1． 2． 6 粗加工探傷

澆鑄完畢15 ～ 24 h 后開箱，對毛坯進行粗加工處理。按圖紙預留5 ～ 7 mm 余量，之后用超聲波探傷檢查結合情況。

1． 2． 7 熱處理

改進型半高速鋼鑲鑄輥套經過熱處理后，可以得到以板條狀馬氏體為主和少量奧氏體及碳硼化合物的基體組織( 見圖1) 。

改進型半高速鋼鑲鑄輥套的熱處理采取粗車后球化退火、高溫淬火和兩次回火，熱處理工藝曲線如圖2 所示。

2 加工裝配

熱處理加工后，將輥套內孔加工至圖紙尺寸，熱裝配公差配合選取H7 /P6; 輥套加熱至300 ～ 400 ℃保溫3 h 后進行裝配，裝好后包裹輥身，空冷至室溫，加工至成品尺寸。

3 改進型半高速鋼鑲鑄輥套的性能及使用效果

邢臺正錕機械軋輥有限公司研制開發的改進型半高速鋼鑲鑄輥套，已經山西、河北、河南等多家鋼廠試用，軋制Φ12 mm 螺紋鋼單槽過鋼量可達到230 ～ 300 t，并且在使用過程中未出現裂紋、掉塊等質量問題，軋輥耐磨性好，超過客戶合同要求的使用壽命。該輥套的各項檢測指標見表2。

4 結論

( 1) 改進型半高速鋼鑲鑄軋輥的工作層采用半高速鋼材質，內層使用無縫鋼管; 采用鑲鑄的鑄造工藝，能夠提高軋輥的耐磨性，解決螺紋鋼成品和切分機架的裂紋掉塊問題。

( 2) 通過熱裝可使芯軸能夠重復使用，大大降低了生產成本。

( 3) 改進型半高速鋼鑲鑄輥套、輥身硬度、軋輥表面硬度均勻，硬度落差，輥身沖擊韌性好，能夠滿足螺紋鋼成品和切分機架的正常使用。

( 4) 改進型半高速鋼鑲鑄輥套在使用過程中，軋輥的換輥周期、耐磨性和抗事故性能滿足軋鋼生產線的要求。

參考文獻

［1］黃慶學． 軋機軸承與軋輥壽命研究及應用［M］． 北京: 冶金工業出版社，2003．