高速钢复合轧辊

2024-08-01

高速钢复合轧辊（精选3篇）

高速钢复合轧辊篇1

引言

热等静压技术 (简称HIP) 经历了50多年的发展, 在工业化生产上的应用范围得到了不断的拓展。改善金属材料的组织结构是热等静压处理最具增长潜力的发展方向之一。

应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺, 生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点, 如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊, 与相同成分的铸造高速钢轧辊相比, 碳化物更细小、均匀, 而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用。因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊[1]。此外, 为了进一步提高耐磨性, HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量, 仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时, 一般是用铸、锻钢材料制成辊芯, 在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末, 抽真空后在1 000 °C以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。

1 热等静压高速钢复合轧辊特点

HIP结合了粉末冶金技术和热等静压成型技术, 在制造高韧性、高耐磨性兼备的复合轧辊上有以下突出优点[2]:

(1) 内层可用强韧的低合金锻钢、低合金粉末烧结钢及其它铁基复合材料;

(2) 外层可用高合金化的粉末高碳高速钢, 甚至陶瓷、硬质合金等, 材料的开发自由度很大;

(3) 外层为典型的粉末冶金工艺材料, 因而晶粒细化, 组织均匀, 良好地体现了粉末冶金材料强度高, 性能均一的优点。

热等静压技术最显著的特点是, 因采用了高压, 使加工件所需要的烧结温度大大降低 (最多可降低10%~15%) , 并使处理后的材料仍保持细晶粒的晶体结构, 从而显示出热等静压技术在粉末冶金方面的优势。热等静压装置配备有一高压容器, 并用高压惰性气体作用于加工件的表面或装满粉末的包套表面。炉体内的电阻加热炉提供热等静压所必需的热量, 加热炉外的隔热层用于保护容器壁。

日本神户制钢公司采用热等静压技术制造了内层为低合金锻钢, 外层为粉末高碳高速钢的复合轧辊[3], 其耐磨性、耐表面粗糙性为高铬铸铁的3~5倍, 同时具有良好的强韧性, 已在热轧线、棒材及扁钢轧机中轧、精轧机组获得应用。

2 热等静压高速钢复合轧辊工艺

一般包括4个步骤:

(1) 用惰性气体雾化法制得粉末, 然后将粉末装在与热等静压机的热区尺寸相匹配的筒形包套里。为了在装料时获得最大密度, 包套应置于振动台上振实, 并在包套封装前用真空泵抽真空。

(2) 通过冷等静压机加压于包套上, 增大粉末的接触面积以改善其导热性。

(3) 在包套装入热等静压机之前将其预热到固结温度, 热装包套能最大程度地利用热等静压机的效能, 如仅需要1 150 °C温度和100 MPa压力条件就能实现高速钢的致密化。

(4) 对钢材进行热轧和锻造, 以获得所需断面和尺寸的棒材, 同时也可消除钢材内部的残余空隙。

用此方法生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点, 如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。HIP高速钢复合轧辊的制造工艺也是先用感应炉熔炼高速钢, 经气体雾化法制造成最大颗粒直径<250 μm, 平均颗粒直径为50~60 μm的球状粉末, 其典型化学成分为2.5C-5Cr-Mo-V系。

图1是HIP高速钢复合轧辊示意图, 将预先加工好的碳钢辊芯置于热等静压金属包套内, 在金属包套内壁和碳钢辊芯之间充填高碳高速钢粉末, 金属包套和辊芯的尺寸选择应考虑到粉末的充填率、精加工余量等。在高温高压下, 通过包套的变形传压, 高速钢粉末烧结致密, 同时与碳钢辊芯形成冶金结合。装套前, 清除碳钢辊芯表面的油污、灰尘。装套后, 包套体先冷态抽真空, 然后加热到400 °C热态抽真空, 充分脱除包套中的气体, 包套内真空度在0.13 Pa以下。封套时, 焊缝高度密封不泄漏。采用HIP生产复合轧辊时, 为了得到致密的高速钢轧辊, 加热温度控制在1 000 °C以上即可, 但为了缩短处理时间, 温度宜控制在1 150 °C, 压力控制在100 MPa以上[4], 保温一段时间后, 断电随炉自然冷却, 随后进行淬火和回火处理。

1.压力容器;2.辊芯;3.高速钢粉末;4.金属包套;5.加热器

采用上述工艺生产的高速钢复合轧辊不仅组织致密, 而且碳钢辊芯和高速钢可以实现良好的冶金结合。

3热等静压高速钢复合轧辊与离心铸造高速钢轧辊性能比较

(1) HIP高速钢轧辊的断裂韧性达到29.4

MPa·m1/2, 而相同成分离心铸造高速钢轧辊的断裂韧性是26.5 MPa·m1/2, 前者的抗热震温度超过600 °C, 而后者仅为400 °C[5]。HIP高速钢轧辊的显微组织见图2, 1~2 μm的粒状碳化物均匀地分布在基体组织上, 导致轧辊的硬度在径向和轴向都分布均匀, 都达到750 HV以上。

(2) HIP高速钢轧辊的抗弯强度达到4 200

MPa, 是含3.5%C、0.35%Si、 2.0%Ni、 1.0%Cr和0.3%Mo冷硬铸铁轧辊的7倍;抗压强度为2 420 MPa, 是冷硬铸铁轧辊的1.2倍;夏氏冲击值为7.0 J/cm2, 是冷硬铸铁轧辊的4倍。在实验室模拟磨损试验结果显示, 当摩擦速度为1 m/s时, HIP高速钢轧辊的耐磨性是冷硬铸铁轧辊的3~9倍;当摩擦速度为2 m/s时, 两者的耐磨性差别缩小;当摩擦速度为3 m/s时, 两者的耐磨性基本相同。线、棒材轧机的中间机组或扁钢轧机的精轧机组用小直径轧辊的摩擦速度一般为1.5 m/s左右, 因而HIP高速钢轧辊可以充分满足使用要求。此外, HIP高速钢轧辊自外向内的耐磨性是一致的, 这与其均匀的径向硬度分布相吻合。将HIP高速钢轧辊加工成Φ30 mm×30 mm试样于一定温度下保温15 min后浸入水中, 700 °C时也没有发生裂纹, 而冷硬铸铁轧辊则在350 °C就发生裂纹, 表明HIP高速钢轧辊具有优良的耐热冲击性能。HIP高速钢轧辊用于轧制线材时, 其使用寿命达到冷硬铸铁轧辊的4倍, 轧制扁钢时, 其使用寿命则是冷硬铸铁轧辊的4.5倍[6], 且被轧钢材表面光洁。此外, 含2.5%C、13.7%W、8.0%V、10%Co、4.0%Cr和4.7%Mo的HIP高钒钨高速钢轧辊, 碳化物数量多, 硬度达66~70 HRC, 具有更优异的性能, 应用于热轧带钢轧机上, 其磨耗仅为铸铁轧辊的1/8[7,8]。

4 结束语

用热等静压工艺生产的高速钢复合轧辊, 与相同成分的铸造高速钢轧辊相比, 碳化物更细小、均匀, 而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用, 因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊, 可以充分满足使用要求。

摘要：介绍了热等静压 (简称H IP) 工艺高速钢复合轧辊的特点、生产及与离心结构等高速钢轧辊的性能比较。

关键词：热等静压,高速钢轧辊,耐磨性

参考文献

[1]Tanaka T, Takigawa H, Hashimoto M.The applica-tion and performance of high-speed-steel (HSS) rollsat hot rolling[A].39th Mechanical Working and SteelProcessing Conference Proceedings[C], 1998, 35:435—444.

[2]谌启明, 杨靖, 单先裕, Westerlund J.热等静压技术的发展及应用[J].稀有金属与硬质合金, 2003, 31 (2) :33—38.

[3]井崎正羲，梅田孝一．HIP復合熱問壓延ロ-ル[J]．神戸制鋼技報．1993，43 (2) ：145．

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[5]陈飞雄，强劲熙，贾佐诚，等．热等静压法制取复合硬质合金轧辊[J]，稀有金属材料与工程，1998，27 (3) ：177-181．

[6]王崇琳，郑启，姜文斌，等．高速钢粉末低压热压的研究[J]．粉末冶金材料科学与工程，2005，10 (1) ：26-32．

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高速钢复合轧辊篇2

关键词：热轧,带钢,高速钢复合轧辊,温度波,热冲击

高速钢复合轧辊是20世纪70年代末出现的一种新型轧辊,其工作层采用的是具有高强度、高硬度、高耐磨性和易淬透的高碳高速钢,芯部采用的是具有良好韧性的锻钢或球磨铸铁,两者以冶金结合的方式复合在一起。这种轧辊很好地解决了单种材质强度和韧性之间的矛盾,并能节约大量贵重金属,满足了目前轧钢设备大型化、高速化、自动化和恶劣工作条件的需求,被广泛应用于热、冷轧带钢和板材生产[1,2,3,4]。在带钢的热连轧过程中,工作辊的周期性受到带坯的传热和冷却介质的冷却作用(周期性的热冲击),辊内的非稳态温度场表现为周期性的温度波。这种周期性的温度波决定着轧辊的热凸度和辊缝形状,同时周期性的热作用也会影响到轧辊表面附近材料的组织和性能。发纹、龟裂和掉肉等问题往往起源于轧辊的表面,而周期性热冲击所带来的表层附近剧烈的温度波动是主要原因之一。因此,工作辊在轧钢过程中的温度分布问题,受到相关科技工作者的极大关注,并被深入研究[5,6,7,8,9,10,11]。但对于高速钢复合轧辊而言,在工作层与辊芯之间还存在双金属复合面,由于两种金属无论在成分上还是在性能上都存在很大差异,并且界面附近往往还存在气孔、夹杂等缺陷,在较大的温度波动下,会因较大热应力的产生而影响到界面的应用性能。因此,进一步研究高速钢复合轧辊在轧钢过程中的温度分布和温度波的传播问题,具有重要的理论和实际应用价值。

本工作建立了带钢热轧工作辊的2维传热模型,以Fluent6.3为计算平台,利用该软件提供的“用户自定义函数(User Defined Function)”功能结合自编的C语言程序,以精轧F1机架的高速钢工作辊为对象,研究了轧钢过程中周期性温度波的传播特点及咬入温度和轧制速度对温度波的影响,探讨了高速钢复合轧辊工作层的合理设计厚度。

1 数学物理模型的建立

1.1 传热模型

考虑到工作辊的径向传热远大于轴向传热,为了研究上的方便,在本研究中仅考虑轧辊中间横截面上的径向和周向传热,而将轴向传热忽略不计。并作如下假定:(1)轧辊材料各向同性;(2)双金属复合界面上不存在结合缺陷;(3)忽略带坯咬入和抛出时轧制速度的变化。将坐标原点设在轧辊中间横截面的中心,建立笛卡尔坐标系,则工作辊内的2维非稳态传热过程可由式(1)来描述:

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式中:ρ为轧辊材料的密度,kg/m3;c为轧辊材料的比热容,J/(kg·K);λ为轧辊材料的导热系数,W/(m·K);τ为时间,s;t为轧辊的温度,℃;x和y分别为轧辊中的某点在x和y方向上的坐标,m。

1.2 换热边界条件

根据换热边界条件的不同情况,沿工作辊的周向划分为8个不同的区域(Z1～Z8),如图1所示。其中Z1为与轧件相接触区,Z2和Z8为辐射换热区,Z3和Z7为水雾冷却区,Z4和Z6为喷射冷却区,Z5为与支承辊接触传热区。具体边界条件的求取在文献[12]中有详细论述,在此不再累述。

2 计算方法和模型验证

2.1 计算方法

F1机架工作辊的直径为730mm,其中工作层的厚度为70mm,相关轧制参数如表1所示。用Gambit2.0前处理软件创建求解区域,采用四边形网格对求解区域进行网格剖分。首先沿径向将区域分为3层。外层采用0.1mm的细网格,中间层采用因子为1.12单比例剖分法,沿径向由外向内,尺寸逐渐变大,辊芯为内层,采用等比例剖分法,然后生成面网格。高速钢复合轧辊工作层材料的化学成分(质量分数/%,下同):C 1.81,Mn 0.37,Si 0.31,Cr 4.13,Mo 9.21,V 4.25,W 4.12,P 0.021,S 0.024,余量为Fe。辊芯材料的化学成分:C 2.90, Si 1.82, Mn 0.52, P 0.027, S 0.038, 余量为Fe。两种材料的比热和导热系数等物性参数以温度二次函数的形式导入计算模型中,工作层和辊芯的密度分别取为8667kg/m3和7713kg/m3。计算时,带坯的咬入温度tin分别取900,1000,1100℃和1200℃,轧制速度v分别取1.0,2.0,3.0m/s和4.0m/s,设定工作辊所在的坐标系为固定坐标系,而边界条件是以ω角速度转动的移动坐标系,将带坯的咬入温度和轧制速度交叉配对,分别进行计算。边界条件采用Fluent6.3提供的“用户自定义函数(User Defined Function)”功能结合自编的C语言程序导入传热计算模型中。对传热方程的离散,在时间上采用一阶全隐格式,在温度上采用二阶中心差分格式,工作辊的初始温度设为25℃,计算时间步长为0.01s。

2.2 模型验证

为了验证数值模拟结果的准确性,采用快速反应R型可伸缩性热电偶和电脑数据自动记录系统,在稳定轧制的情况下,连续测定了轧辊表面某点的温度在纯轧和间歇阶段的温度变化。其中,热电偶安装在后切水板的下侧并与轧辊表面充分接触,图2为实测结果和该轧制条件下数值模拟的结果,从图2可知,计算结果与实测值吻合较好,变化趋势一致,纯轧阶段的最大温差不大于60℃,间歇阶段的最大温差不大于30℃。由此可知,该数学模型和计算方法具有较高的可信度。

3 计算结果与分析

3.1 温度波的传播特点

图3为带坯咬入温度tin为1200℃,轧制速度v为2.0m/s条件下,一块带坯轧制过程中,辊内不同深度处的温度波(其他轧制条件下,温度波相似)。从图3中可以看出,无论是纯轧阶段还是间歇阶段,轧辊表面和内部的温度都会发生周期性的变化。每转动一周,都会出现一个最高温度和一个最低温度,随深度的增加,最高温度迅速变小而最低温度缓慢升高,两者的温差逐渐缩小。纯轧阶段,轧辊转动约5～6周后,表面温度波的极值趋于稳定,最高温度为612.5℃,最低温度为37.2℃,而内部的最高和最低温度都随着轧制过程的进行而逐渐升高。进入空转阶段后,表面的最高温度和最低温度迅速降低,空转约10周后,温度极值趋于稳定。内部的最高和最低温度也随着轧辊空转而逐渐降低,但降低的幅度随深度的增加而逐渐变缓,且离开表面的距离越远,温度曲线越高。如果以轧辊转动一周所经历的时间为一个考察周期,在轧辊较深处的温度波的波幅几乎衰减到了零;但当以轧制一块带坯所经历的时间为一个考察周期时,该处的温度依旧存在较大的起伏。由此可见,辊内的温度波可以分为以轧辊转动一周所经历的时间为一个周期的高频波和以轧制一块带坯所经历的时间为一个周期的低频波(包括纯轧和间歇两个阶段)来进行分析,辊内的温度分布是这两种温度波共同作用的结果。

图4为辊内高频温度波和低频温度波在轧钢过程中的变化。其中图4(a)是一块带坯的纯轧阶段表面附近不同深度处的高频温度波。可以看出,当表面进入接触传热区(Z1)后,温度迅速升高,脱离钢坯的瞬间,轧辊表面达到了最高温度。进入出口辐射换热区(Z8)后,带坯与工作辊表面之间的换热大为减弱,再加上热量向轧辊内部的传导作用,轧辊表面的温度迅速下降。进入冷却区后(Z7～Z3),冷却介质将轧辊表面附近的热量快速带走,温度进一步降低。当轧辊表面转到入口辐射区(Z2)后,又会受到轧前带坯的辐射热作用,温度又会逐渐升高。同时,表面层附近不同深度的温度也发生周期性的变化,但随着深度的增加,温度波的波幅快速衰减,且温度峰值出现的时间逐渐后移。图4(b)是4块带坯轧制过程中,轧辊内部不同深度处的低频温度波。进入纯轧阶段后,由于轧辊表面的净换热量是正值,热量不断地由辊面传向内部,辊内深处的温度会不断升高。当完成一块带坯的轧制进入间隙阶段后,受冷却作用的影响,轧辊表面的净换热量变为负值,热量通过表面传向冷却介质,使轧辊内部的温度又逐渐降低,而后进入下一个循环周期。可以看出,随着深度增加,低频温度波的波幅也不断衰减,但衰减程度远小于表面层的高频温度波,并且随着轧钢块数的增加,轧辊内部的整体温度缓慢升高。尽管工作辊换热条件的周期性变化不是简谐波,但非简谐的周期性变化都可以展开为傅里叶级数,表示为无穷多个简谐波的叠加[13],因此,轧辊中的温度响应可以看作是一系列简谐波相互叠加的结果。由简谐温度波的传播特点可知,波幅与深度成指数关系衰减,并与频率相关,温度波的频率越高,温度波的衰减越快。这正是高频波影响深度小而低频波影响深度大的根本原因。

3.2 咬入温度和轧制速度对高频温度波的影响

剧烈的周期性的温度波动,必然会给轧辊带来很大的热应力,而热应力往往会导致材料裂纹的萌生和扩展,严重的话,会造成轧辊的龟裂或掉肉,因此了解辊内不同深度处温度的波动大小具有重要的意义。需要说明的是,频率对材料使用性能的影响也有很大关系,频率愈高,在同样的温度波动下,对材料的危害将更大。图5为不同咬入温度和轧制速度下,高速钢复合轧辊在纯轧阶段高频波在一个周期内(轧辊转动一周)的温度波动大小undefined与深度的关系。可以看出,高频波的温度波动幅度随着深度的增加而快速减小,在同一轧制速度下,随着咬入温度的降低,温度波动幅度随深度的变化曲线逐渐下移;在咬入温度一定的条件下,轧制速度愈大,轧辊表面的温度波动幅度愈大,但随深度增加而减小的程度也愈大。如果以温度波动幅度Δt≥5℃的所在的深度为轧辊的热冲击影响深度,可以看出,热冲击影响深度与咬入温度的关系不大,而受轧制速度的影响相对较大,在轧制速度v为1.0,4.0m/s条件下,轧辊的高频热冲击影响深度分别为8.0,3.5mm,更深处热冲击的影响变得微乎其微。在正常生产条件下,轧制速度一般都大于2.0m/s,因此,轧辊高频热冲击的影响深度一般不大于5mm。需要说明的是,轧辊的表面裂纹不仅与热冲击有关,同时也受轧辊材料性能和工人操作水平等因素的影响。高频温度波所影响区域位于轧辊的表面层,频率高,温度波动剧烈,对轧辊应用性能的影响较大。

3.3 咬入温度和轧制速度对低频温度波的影响

高频热冲击尽管程度剧烈,但影响的深度有限,仅局限于表面层附近的几个毫米。辊内还存在以轧制一块板坯所经历的时间为周期的低频温度波,也存在一定的温度波动,尽管作用周期长,温度变化相对缓慢,但它的影响深度要远大于高频温度波。图6为不同咬入温度和轧制速度下,高速钢复合轧辊内的低频温度波在一个周期内的温度波动大小与深度的关系。可以看出,随着深度的增加,低频温度波的波幅缓慢减小,温度曲线变化斜率远小于高频。在咬入温度一定的条件下,随轧制速度的增大,同一深度处的温度波动幅度逐渐变小。在咬入温度为1200℃条件下,当轧制速度由1.0m/s升高到4.0m/s时,离轧辊表面10mm深度处的温度波动幅度由118.5℃减小到了74.8℃。在轧制速度一定的条件下,随着咬入温度的增加,温度波动幅度的变化曲线逐渐升高。但到达一定深度后,4条曲线几乎汇聚在了一起,并接近于零,该深度几乎与咬入温度无关。如果用高频热冲击影响深度相同的标准来判断低频热冲击的话,在实际生产的轧制速度下,低频热冲击的影响深度约为35～40mm。

轧辊内部存在一定厚度的双金属结合界面是高速钢复合轧辊的典型特征,结合界面外侧的高碳高速钢(工作层)和内侧的球墨铸铁或铸钢,两者在线膨胀系数、弹性模量等物性参数上都存在很大不同,如果界面位于低频热冲击的影响范围之内,将会由于周期性热应力的作用而使界面的应用性能受到影响。因此,工作层厚度的确定是高速钢复合轧辊设计的一项重要内容。从计算结果来看,为了消除低频热冲击对复合界面结合质量的影响,工作层应当有足够的厚度。

4 结论

(1)辊内的温度波可分为以轧辊转动一周为周期的高频波和以轧制一块带坯为周期的低频波。在表层附近,高频温度波起主要作用,温度波动极为剧烈,但随着深度的增加迅速衰减,影响深度仅为几个毫米。在轧辊内部热冲击较小,低频温度波起主要作用,但影响范围广,温度波衰减缓慢,影响深度约为35～40mm。

(2)在轧辊的同一深度温度波动的幅度与咬入温度和轧制速度有关,随轧制温度的增加而增大,随轧制速度的增加而减小,且轧制参数对高频温度波的影响远大于对低频温度波的影响。

高速线材轧辊机修间规划设计篇3

而轧辊维修、组装设施是轧钢车间必不可少的辅助生产实施, 对于保证轧钢机械设备正常运转, 提高设备利用率是非常重要的。其中, 轧辊 (辊环) 是对轧件进行轧制加工的工具、是线材生产中最大的消耗件, 轧辊 (辊环) 的质量及其修复加工和维护管理的好坏直接影响线材产品的产量和质量。

1 轧辊 (辊环) 的修复加工任务及原则

1.1 加工任务

轧辊机修间主要承担轧辊 (辊环) 新开孔型和修复加工;

导卫的调整、加工;轴承的清洗、组装和调整工作;

轧钢生产和轧辊 (辊环) 加工所需样板的制造工作;

轧辊的配辊及组装;

日常维护所需的常耗备件、简易小型备件的修复加工等。

当然, 根据用户的不同要求, 并结合各厂的实际生产能力, 轧辊机修间所承担的生产任务可能会有所不同, 这些不同主要表现在各厂对备品备件和其他生产消耗件的修复加工能力上有所差异, 而对轧辊 (辊环) 的修复加工要求则基本相同。故此, 本文在阐述轧辊机修间工艺设备及布置的同时, 着重讨论有关轧辊 (辊环) 修复加工的相关内容。

1.2 加工原则

轧辊 (辊环) 的加工根据工艺要求包括粗加工和精加工两部分。

轧辊粗加工一般包括轧辊辊身的粗加工、辊颈及梅花头 (或键槽) 的精加工;轧辊精加工一般包括新轧辊辊身的精加工和孔型加工, 以及旧轧辊的重车工作。

目前辊环材质多为碳化钨, 辊环为半成品供货, 即经过粗磨外圆、精磨过两端面和内孔, 一般由辊环供货厂家完成。提供给线材厂的辊环还需加工槽孔方能上高线轧机使用, 使用以后的辊环还要返修、重新修磨槽孔。

提供给线材厂的轧辊 (辊环) 一般为经过粗加工的半成品, 而轧辊机修间主要承担轧辊 (辊环) 的精加工工作。

2 轧辊 (辊环) 的修复加工设备

高速线材轧辊 (辊环) 加工设备是获得高精度线材产品必不可少的重要设备, 目前国内高速线材厂绝大多数都配有相关设备, 一般包括如下三种:1) 轧辊孔型车削设备;2) 辊环孔型槽磨削及横肋槽铣削设备;3) 金刚石砂轮修磨设备。

2.1 轧辊车床

轧辊加工选用专用的轧辊车床, 其规格根据轧机轧辊的尺寸来选择, 除考虑加工工件直径范围、最大工件长度、中心高、最大工件重量等重要机床参数外, 还应考虑中心架夹持直径范围这一参数。

2.2 辊环磨床

辊环磨床其规格根据轧机辊环和滚动导卫辊的尺寸来选择。

辊环磨床属高精度设备, 以前国内没有生产厂家, 需要从国外进口, 如:德国HERKULES公司、万特WENDT公司等。他们拥有先进的辊环磨削及配套设备, 价格也比较昂贵。

据目前我们所了解的情况, 德国HERKULES公司和WENDT公司生产的辊环加工设备有如下几种形式供用户根据自身生产线特点和工艺要求进行选择:

如果只是进行碳化钨辊环的磨削, 可选用HERKULES公司HS2型及WENDT公司D405CNC型, 最为经济适用;如果除了磨削单个辊环, 还要磨复合辊 (即将若干个碳化钨辊环逐一套上去的轴件或轧辊) , 可选用HERKULES公司LT床身加长型及WENDT公司D425CNC型;如果只是进行碳化钨辊环横槽的铣削 (用于轧制螺纹钢) , 可选用HERKULES公司HNF型;如果既需要进行碳化钨辊环的磨削, 又要进行碳化钨辊环横槽的铣削, 可选用HERKULES公司HSF复合型及WENDT公司D425/W43型, 既满足了大磨削量和少铣削量的要求, 而且降低了加工时间, 减少了总投资。

我国在70年代末80年代初开始专用辊环磨床的开发和研制工作, 国内一些具备实力的磨床生产厂家借鉴国外技术特点, 不断地研制和更新换代辊环孔型槽磨削设备及配套设备, 现成功的有上海机床厂有限公司和苏州中特机电科技有限公司 (原苏州电加工机床研究所) , 经过多年的发展, 上述两个磨床公司生产的辊环磨床和金刚石砂轮修磨机技术成熟、性能可靠, 而且相对于国外磨床, 价格便宜。但国内生产的辊环磨床只是完成碳化钨辊环的磨削, 若还需进行碳化钨辊环横肋槽的铣削 (用于轧制螺纹钢) , 则需配备轧辊横肋槽加工铣床。

2.3 金刚石砂轮修磨机

金刚石砂轮修磨机是用以修磨辊环磨床金刚石砂轮的专用机床。

本设备一般随辊环磨床配套选用, 根据经验, 通常, 一台金刚石砂轮修磨机可满足3~4台辊环磨床砂轮修磨的需要。

2.4 其他工艺设备

车间内所用的导卫调整仪可随轧机打包配备, 包括固定式或便携式两种, 也可从国内生产厂家单独采购。

其他设备, 如用于制造和修复轧钢生产和轧辊 (辊环) 加工所需样板的电火花加工机床、轴承拆卸和装配用的感应加热器等国内均有很多厂家配套生产。

3 平面布置设计

现代化的高速线材生产线绝大多数采用高架式布置, 操作平台标高多在4.5m (相对于±0.00m) 以上。相应地, 轧辊机修间布置多为两层结构, 二层平台与主轧车间操作平台相齐, 轧辊的修复加工一般布置在±0.00m靠近从主轧跨运入轧辊的一侧;辊环的修复加工一般布置在二楼靠近精轧机侧。

4 总结

我国已经是世界线材生产大国, 拥有数量最多的高技术线材轧机, 随着对线材产品高质量的要求, 轧辊 (辊环) 的修复加工也是整个线材生产过程中不容忽视的重要环节之一, 希望本文能为从事高速线材生产设计人员提供解决问题的思路。

摘要：本文着重介绍了国内高速线材生产线配套建设的机械修理设施 (以下称为“轧辊机修间”) 的生产任务、设备配置及工艺布置特点, 阐述了三种主要工艺设备的选型和性能特点, 分析总结了相关技术及设备国产化的情况。

关键词：高线,轧辊机修间,规划设计