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钢轧辊为热轧板带轧机制作“利器”

】 2010-03-26 08:29:00 来源:中国煤炭信息网

轧辊作为轧钢的重要工具,其质量性能直接关系到钢铁企业高效化连续生产以及轧材的产品质量。目前我国钢铁产量已占到全球钢铁产量的40%以上,并装备了世界一流的轧材生产设备。要使一流的设备生产出一流的产品,工具不断更新换代、使用更加得心应手是必不可少的条件之一。

 

现代化轧机不断走向大型化、连续化、自动化、精密化,对轧辊的质量性能提出了更高要求,也直接促进了轧辊制造技术的持续进步。较之其他材质的轧辊,在减少换辊次数和修磨量、保障轧机能力、提高轧材效率和钢材表面质量等方面表现突出的高速钢轧辊,目前已改进到第四代,并普遍应用在大型热连板带轧机的精轧前段机架,成为轧钢厂降成本、提质量、增效益的得力工具。

 

瞄准特色产品 打破国外垄断

 

轧辊采用高速钢材质是在工具高速钢材质的基础上发展而来的。大型复合高速钢轧辊是以碳含量较高的高速钢作为轧辊工作层材料,以球墨铸铁、铸钢或锻钢作为轧辊芯部材料,将工作层和芯部材料以冶金结合的方式复合制成的高性能轧辊。在高温条件下的轧制过程中,轧辊既要具备较高的硬度、耐磨性和抗热裂性,又要有一定的韧性和抗冲击、抗弯曲性能,较之工具高速钢和小型高速钢轧辊,大型复合高速钢轧辊技术更加先进,制造工艺更为复杂。

 

高速钢轧辊工作层材料中钒、铬、钼、钨、铌、钴等合金元素含量较高,轧辊基体组织致密、碳化物形态好、分布弥散、硬度高,具有较好的热稳定性、红硬性、淬透性和淬硬性,从辊身表面到工作层内部硬度均匀。轧制过程中,其在轧辊表面形成附着力强的均匀致密的氧化膜,从而使轧辊的耐磨性显著提高,使用寿命较高铬铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬铸铁轧辊等离心复合铸造轧辊延长3倍~5倍。

 

近年来,国内外普遍采用了离心铸造法、连续浇注复合法、旋转电渣重熔法、热等静压法、粉末冶金喷射成型法、锻造法等几种高速钢轧辊制造方法。高速钢轧辊首先在工业发达国家广泛应用,特别是日本,热轧带钢轧机精轧前架全部采用高速钢轧辊;我国较早引进的现代化热连轧机及与其配套的高速钢轧辊也全部由国外制造。

 

为打破国外技术封锁和价格垄断,中钢集团邢台机械轧辊有限公司(以下简称中钢邢机)于1993年开始高速钢轧辊研究;1997年研发出用于高速线材轧机预精轧机架的高速钢辊环;1998年开发出用于中宽带钢轧机精轧前段的离心复合高速钢工作辊;2001年研制的大型离心复合高速钢轧辊,在连铸连轧生产线精轧前段试轧,轧辊使用寿命较高铬铁铸铁轧辊延长了3倍,实现了由小到大的技术跨越。目前,中钢邢机自主研发的大型复合高速钢轧辊已成功应用于宝钢、武钢、鞍钢等10多家大型钢企的20条现代化热连板带轧机,使用效果与世界著名轧辊制造商生产的高速钢轧辊相当;尤其在本钢1700毫米热连轧机的轧制量比国外公司生产的高速钢轧辊高出近一倍,而价格却仅为进口轧辊的60%,加快了大型复合高速钢轧辊的国产化进程,为国内钢铁企业降成本、增效益提供了有力支撑。

 

突破关键技术 打造自主品牌

 

中钢邢机综合不同工艺技术方法的优点,针对大型离心复合高速钢轧辊研制过程中出现的工作层高合金化;不同元素特性不同所形成的碳化物密度相差大且成分偏析;芯部和外层由于材料熔点不同,结合层强度低,复合界面在浇注过程容易产生铸造缺陷和轧辊外层剥落;离心浇注生产工艺复杂,设备精度要求高,工艺控制难度大等问题,借助长期形成的轧辊制造经验,集成相关技术,展开系列攻关,先后形成电渣重熔、电渣精炼、卧式、立式离心浇注、连续复合铸造、微合金配比、温度场控制、光电光谱分析、多元渣化学分析、复合辊芯组织定量分析等多项专有技术,有效解决了高速钢轧辊碳化物分布、膨胀系数、工作层和芯部材料复合等影响质量性能的关键性技术问题,使国产大型高速钢轧辊逐步达到国际先进水平。

 

中钢邢机在自主研发大型离心复合高速钢轧辊的进程中,采取原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新等方法,走出了一条质量持续改进的发展道路,形成了独特的技术。他们通过集成自身拥有的几十项轧辊技术,从几百公斤离心复合高速钢辊环入手,逐渐扩展到1吨以上线棒轧机用高速钢轧辊的研制,拥有了成熟的工艺技术和研制经验;陆续开展几十吨重大型高速钢工作辊的研发,逐步向世界最前沿技术迈进;建立产学研、产销研合作机制,与科研院所及宝钢、邯钢等重点客户共同设立科研课题、展开技术合作攻关,不断巩固、提升高速钢轧辊材质的基础理论和应用技术的研发水平;为跟踪轧辊上机试轧效果,与国外进口高速钢轧辊进行对比,他们搜集各种技术参数,以不同项次质量性能指标作为标杆,指导大型离心复合高速钢轧辊制造工艺的持续改进。同时,他们还充分利用国家级技术中心平台,进一步加强高速钢轧辊材料基础研究、轧辊成型新技术研究、轧辊使用性能模拟研究,使其自主研发的大型离心复合高速钢轧辊实现了在国内高端轧辊市场上与进口轧辊平分秋色、同台竞技,改变了国内大型板带热连轧生产线对国外高速钢轧辊的依赖状况,彰显了国内轧辊制造的技术实力和潜力。

 

深化特色服务 增强使用效果

 

由于高速钢轧辊可以大幅度降低热轧板带吨钢辊耗,在国内各轧钢企业得到了广泛推广。宝钢热轧厂早在20世纪90年代中后期就开始从国外引进高速钢轧辊。但对于高速钢材质的特性需要一个熟悉掌握的过程,宝钢通过长期摸索,总结了大量的使用经验,并逐步建立起完善的高速钢轧辊应用体系;鞍钢、武钢热连轧机在使用高速钢轧辊初期,也存在使用效果不够理想的问题。

 

针对轧钢过程中存在的大量非正常轧辊消耗,及其影响到轧机作用率稳定提高的问题,中钢邢机充分发挥其拥有国内轧辊行业唯一国家级技术中心、国家命名的冶金轧辊研究所、博士后科研工作站和1000多名专业技术人员的综合优势,将轧辊制造技术特长延伸到轧辊使用、维护领域,开展合作性、互补性、促进性的技术营销服务活动,力求使高性能的大型离心复合高速钢轧辊最大限度地发挥使用效能。

 

中钢邢机不但与重点客户就更快适应日新月异的轧制新技术、开发长寿命、低成本轧辊、共同提高使用水平等问题,定期举办技术交流活动,还抽调大量轧辊技术研发制造工程人员,充实市场营销队伍。他们在重点钢企建立了营销办事处和客户使用终端服务网络,配备了相应的检测设备,根据不同客户、不同热连机的设备状况、轧制条件、工作环境和轧辊使用管理水平等,开展一对一的技术合作和服务,在轧辊换辊周期、下机冷却辊形恢复、冷却水和润滑剂合理配比、辊面热裂纹和机械裂纹修磨、轧辊探伤检测等方面,与用户共同钻研轧辊使用技术,完善轧辊使用管理,为替代进口、发挥国产大型复合高速钢轧辊的服务快捷和性价比优势创造了条件。

 

中国邢机自为宝钢1580毫米热轧生产线精轧前段成功研制出大型复合高速钢轧辊以来,目前已形成包括辊环在内的大、中、小型高速钢和半高速钢轧辊产品系列,可满足热轧板带、棒线及型钢轧机生产需求,成为我国钢铁工业加快精益高效生产,实现由大变强不可或缺的优秀轧辊服务商。

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