铌在高速钢轧辊中应用

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1、铌在高速钢轧辊中应用 高速钢辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分。轧辊的质量是提高钢材表面性状、尺寸精度、轧钢作业率的重要因素。对钢铁工业发展它是继微合金化，控轧控冷技术出现之后又一重大变革。这种变革在日本已经普及在板材、型钢、棒线材等领域内的轧钢生产.不仅用于工作棍，也用于支撑辊。由于高速钢辊耐磨性好，孔型保持性好，辊身刚度大，成为长寿命辊，从而减少钢辊在库的备存量。提高了轧钢生产率,降低了成本，提高了轧制品的表面质量。然而这一技术在我国,几乎是空白。推广这一技术并不亚于钢的品种结构调整。当前，高速

2、钢辊已经发展到第三代产品。第三代产品的材质是加Nb1-3%取代原高速钢中价格昂贵用量较多的W，以适应先进的，成本低效率高的离心铸造法生产高速钢辊。 11       高速钢辊的应用与制造方法　高速钢辊，如名所示就是具有高速钢的表面层的轧辊，一般说轧辊的化学成分，就是传统的高速钢原型，由于生产工艺的不同，W价昂贵，发展趋势以Nb代W，更具经济性和工艺性。化学成分如表1。成分很宽广，是因为还在发展，新研究成果不断出现，成分日趋优化。轧辊材质的发展是以抗张强度与硬度为目标的，高速钢辊是当代轧辊材质的最高峰，强度

3、在800Mpa左右，硬度HS75-90。轧辊的制造工艺有三种，各具特点。连铸法与钢坯连铸相似，不同点是用一合适尺寸的芯棒，边浇铸边向下牵引。见图1。离心铸造方法是浇铸辊的外层壳，再与芯棒组合，中间空隙用高强韧性钢浇铸成三层复合体。其离心浇铸概要如图2。热等静压(HotIsostaticpress)法由于受加压套尺寸限制，目前生产小尺寸辊。轧辊的制造工艺与应用的适应如图3所示。热等静压工艺采用粉状原料，成分均匀，调配较为自由，容易取得较好质地。其次是连铸工艺。但是(CPC)辊在实际应用中发现轧制负荷增加，增

4、加了电耗。第三种是离心铸造，是研制开发的前沿技术。由于VC比重比钢水低，WC比重比钢水高，在离心浇铸时，出现比重偏析。目前发展的第三代高速钢辊，就是以Nb代W，形成(VNb)C或(MoVNb)C的产品。 22         各种工艺制造辊的应用情况热轧带卷机的技术革新，取得惊人的进步。对辊材的要求也非常严刻，要求外层耐磨，芯部强韧。高速钢三层辊就是一以此为目标的产品，新日铁公司在前段机架100%为高速钢辊，后段机架除精轧外，也是高速钢辊。由于不同材质辊出现轧钢表面与轧件间摩擦系数的增加而引起负荷增加，因

5、而对此进行研究。试验板材800~1200×2.3~2.5mm，温度1050~1100℃，轧制负荷的变化如图4。发现了高速钢辊长寿命是负荷减低现象，显示出离心铸造辊的优越性，长寿命，低负荷稳定操作成为可能。热轧带钢卷压延辊的磨耗，不同材质，不同负荷，不同转数下的磨耗情况如图5。①高合金麻口铸铁，高铬铸铁，高速钢三者依次优越，高速钢的耐磨性十分良好。②每种材都是随着压延线负荷与转数积成正比，而高速钢的耐磨性平稳。　　　　　　　　　　　　　　耐磨性的提高对型钢辊更具重要意义。因孔型侧面磨损后无法复回，孔型的稳定

6、性是减少换辊的决定因素，是型钢尺寸稳定的保证。另外在较低温的控制轧制的轧机用棍，因轧制负荷较大，磨损必然增大，所以耐磨辊必不可少。现以轨钢立辊为例，分析一下磨损情况，见图6。高速钢辊轧制2800吨以后，和镍铬耐磨铸铁棍轧制2460吨以后的情况对比，显然镍铬铸铁的耐磨性极差。高速钢辊的钢轨和棒钢生产实绩如图7和图8。高速钢辊的耐磨性为普通辊的4倍以上；单位磨耗产量轨钢为1500吨/mm为麻口铸铁棍的5倍。 33         高速钢辊发展前沿---以Nb代W离心铸造三层复合辊（1）（1）   连续铸造法生

7、产的高速钢辊,成本较高，由于MC型碳化物尖峰作用，(所谓尖峰作用就是硬质碳化物突起而产生的与轧件间的磨力)而使轧钢负荷加大，增加能耗.离心铸造法生产辊筒，发现VC﹑WC以及钢水之间比重差较大因而产生离心力造成的比重偏析，以至非调正成分不能生产的程度。（2）（2）   Nb在高速钢辊离心铸造工艺中的物理冶金，碳化物离心力偏析机理同重力偏析是同样的。高速钢水中的碳化物。合金元素的比重见表2。表2中各组分的比重各异，只有NbC与Fe相等。在高碳铁水中，按化合物溶度积原理上述的碳化物均以一次碳化物在钢水中形成。V

8、C的比重只有5.7，当离心铸造轧辊的外层壳体时，VC偏析于内缘，高比重W﹑Mo碳化物偏析于外缘。如果降低钢水比重，无疑可降低偏析率。用2%C－6%V-Cr-Mo系的基本成分,加W和加Nb分别试验，分析碳化物组成和离心铸物的从内到外缘的金相组织中碳化物分布。结果指出：2.5%-6%Cr-5%Mo-5%W-6%V合金的内侧大量析出粉状VC。图9(a)指出加4%W的试料的V碳化物中只检测出少量的W，加Nb的试料中图9(b)可见,Nb