同时高速旋转铸造设备,产生的离心旋转力与稳恒磁场相结合对钢液产生电磁搅拌,电磁离心铸造既保留了普通离心铸造组织致密,疏松气孔少等优点,又使粗大的柱状晶组织转变为均匀的等轴晶组织,并使第二相的分布趋于均匀,成分偏析得到控制。采用该方法生产的高速钢复合轧辊的铸锭有理想的观组织和界面结合力,使用性能好。
2)连续浇注外层成形法(CPC)。为了克服离心铸造高速钢轧辊偏析缺陷,日本新日铁公司开发了制造高速钢轧辊的CPC法,它具有节能和轧辊性能好等特点。其基本原理是把作为轧辊外层材质的钢水浇铸到垂直竖立的芯棒和水冷铸型间的空隙里,在钢水逐渐与芯棒熔敷的同时,依次使其凝固,断续向下方拉拔,制成复合轧辊。为了使浇铸的外层材质与芯棒完全熔敷,通过电磁感应加热对钢水和芯棒供热。
提高了成材率,轧辊重修次数是普通轧辊的3倍,螺纹钢负公差更稳定,圆钢表面质量更好。表4是高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较。
表4 高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较
轧辊重修次数是普通轧辊的3倍,螺纹钢负公差更稳定,圆钢表面质量更好。表4是高硼合金轧辊和贝氏体轧辊用于K1机架使用效果比较。
高硼合金复合轧辊的断裂韧性、耐热冲击性、抗热裂性及粘结性均高于贝氏体轧辊,而其磨损量仅为贝氏体轧辊的1/5。且价格只为高速钢轧辊的1/2。再加上高硼合金轧辊的基本组织由稳定、高硬度的马氏体构成,以及良好的淬硬、淬透性,轧辊整个工作层里外耐磨性都是一致的。高硼合金复合轧辊应用后,效果非常显著。
如果是因为机械应力产生的断裂,需要很大的机械应力。经粗略计算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力 的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实际轧制和断辊情况来看,不是由于机械应力造成辊身断裂。
对组织应力影响 的就是外层组织中残余奥氏体含量。残余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,由于奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀,会致使轧辊的工作层产生更大的压应力,芯部产生更大的拉应力,芯部应力一旦超过材料的强度,必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件,一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用。该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%,故组织应力可以忽略不计。
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三、是利用专业工具强化磨削效果。由于高速钢轧辊硬度高,研磨比较困难,要选用专用砂轮和自动磨床。研磨完成后,采用涡流探伤仪和超声波探伤仪进行辊面的复合探伤。正常下机的高速钢轧辊磨削后可残留热裂纹上机使用。而轧制事故下机的高速钢轧辊,须在磨削清除辊面裂纹的基础上增加一定的磨削量。
高速钢轧辊在使用中常出现的问题可以归纳为以下三大病症
一、是轧辊表面易产生氧化、裂纹、剥落等缺陷。应该针对不同的轧机架次和轧制环境选择不同化学成分和金相组织的轧辊。高速钢轧辊的冷却条件比高铬铸铁轧辊的冷却条件强。冷却水量应尽可能充分,宜采用扁平嘴取代原来的锥形喷嘴,并且将3/4冷却水用于轧辊出钢口侧的冷却,将轧辊表面温度控制在50℃以下。另外,辊身中部的冷却水量应成倍于辊身边部的冷却水量,否则不仅易造成轧辊裂纹,而且在过钢量不太多时易出现带钢“三点差”过大或“飘带”现象。一些轧钢厂家甚至须要增加40%~60%的冷却水,因此轧钢厂家在使用高速钢轧辊前应考虑冷却水量的问题。
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