锻钢冷轧辊辊坯主要内容与适用范围

本标准规定了锻钢冷轧工作辊、支承辊、矫直辊、支承辊辊套和辊芯轴锻件的分类、技术要求、试验方法和检验规则等。

本标准适用于锻钢冷轧工作辊、支承辊、矫直辊、支承辊辊套和辊芯轴锻件。也适用于技术要求相同的其他锻件。

锻钢冷轧辊辊坯引用标准

GB 222 钢的化学分析用式样及成品化学成分允许偏差；

GB 223 钢铁及合金化学分析方法

GB 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法。

GB 231 金属布氏硬度试布氏硬度试验方法

GB 1299 合金工具钢技术条件

GB 3077 合金结构钢技术条件

GB/T 13315 锻钢冷轧工作辊超声探伤方法

锻钢冷轧辊辊坯分类

锻件按用途分成下列五类

3.1 工作辊

3.2 支承辊

3.3 矫直辊

3.4 支承辊辊套

3.5 支承辊辊芯轴

锻钢冷轧辊辊坯技术要求

4.1 牌号和化学成分

4.2 材质选择

4.3 交货状态

4.4 硬度

4.5 低倍

4.6 网状碳化物

4.7 超声波探伤

4.8 制造工艺

4.9 表面质量

4.10 尺寸、外形

锻钢冷轧辊辊坯试验方法

5.1 化学成分

锻钢冷轧辊辊坯检验规则

6.1 锻件的检查和验收由供方监督部门进行。

6.2 低倍组织、网状碳化物

6.3 每批取样数量应符合规定

6.4 当轧辊辊坏铸件进行超声波探伤时，可不进行低倍检验。

6.5 检验项目

6.6 复验

锻钢冷轧辊辊坯标志和质量合格证书

7.1 锻件在相当于钢锭下部打上如下印记：合同号、牌号、熔炼炉号、锭杰号。

7.2 质量合格证书中应包括

锻钢冷轧辊辊坯附加说明

本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。

本标准由北京冶金设备研究院归口。

本标准由北满特殊钢股份有限公司、邢台冶金机械轧辊股份有限公司、武汉钢铁公司负责起草。

本标准主要起草人李兴华、金如璋、扬大可。

标准号 StandardNo：GB/T 15547-1995

中文标准名称StandardTitle in Chinese：锻钢冷轧辊辊坯

英文标准名称：Forged steel cold roll blanks

发布日期IssuanceDate ：1995-04-11

实施日期ExecuteDate：1995-12-01

首次发布日期FirstIssuance Date ：1995-04-11

标准状态StandardState ：现行

复审确认日期ReviewAffirmance Date :2010-07-28

计划编号Plan No：

代替国标号ReplacedStandard ：

被代替国标号ReplacedStandard:

废止时间RevocatoryDate :

采用国际标准号AdoptedInternational Standard No：

采标名称AdoptedInternational Standard Name：

采用程度ApplicationDegree ：

采用国际标准AdoptedInternational Standard ：

国际标准分类号(ICS) ：77.180

中国标准分类号(CCS) ：H94

标准类别StandardSort：产品

标准页码Number ofPages:

标准价格(元)Price(￥) :

主管部门Governor ：中国钢铁工业协会

归口单位TechnicalCommittees ：全国钢标准化技术委员会

起草单位DraftingCommittee：冶金机械轧辊股份有限公司

钢锭经锻造加工生产的轧辊。锻造能将钢锭内部的疏松、缩孔等冶金缺陷锻合，将粗大的铸造组织破碎从而获得组织致密、成分均匀的高质量轧辊。锻钢轧辊比同类铸造轧辊有更好的强韧性、表面硬度均匀性和抗疲劳性能。(表1)为适应不同轧机和轧制条件的具体要求，可在轧辊用钢中加入不同合金元素，提高轧辊使用性能。

锻钢轧辊(forged steel roll)

钢锭经锻造加工生产的轧辊。锻造能将钢锭内部的疏松、缩孔等冶金缺陷锻合，将粗大的铸造组织破碎从而获得组织致密、成分均匀的高质量轧辊。锻钢轧辊比同类铸造轧辊有更好的强韧性、表面硬度均匀性和抗疲劳性能。(表1)为适应不同轧机和轧制条件的具体要求，可在轧辊用钢中加入不同合金元素，提高轧辊使用性能。一定含量的碳和合金元素对锻钢辊组织和性能有如下不同的作用：碳能增加轧辊硬度和强度，降低塑性，提高耐磨性；锰能增加淬透性和强度；硅起脱氧作用并提高强度；铬能增加淬透性和强度，提高耐磨性；钼能增加淬透性、强度和热硬度；钒能控制钢的晶粒度，增加强度。常用锻钢热轧辊和支承辊的主要化学成分见表2。

锻钢轧辊的生产过程包括冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理、粗加工、最终热处理、精加工等主要工序。生产锻造轧辊所选用的设备以及工艺参数的选择和控制必须保证满足成品轧辊对化学成分、力学性能、组织、冶金质量、尺寸公差、内应力分布以及表面状态等的要求。

冶炼 20世纪50年代以前，锻钢轧辊用钢基本上采用碱性平炉或碱性电炉冶炼。质量要求高者，则用酸性平炉冶炼。自20世纪50年代起，真空技术逐渐应用于炼钢，电炉、平炉或转炉冶炼的钢水，经真空处理和真空浇注后，生产出含氢量低、夹杂少的钢，用于生产要求较高的冷轧工作辊和支承辊。自60年代起，钢包精炼炉也开始用于轧辊钢的冶炼。电炉、平炉或转炉提供的低磷、化学成分接近成品钢的粗炼钢水，在精炼炉中脱硫，微调成分，经真空处理后排除氢、氮、脱氧和排除夹杂，可获得较纯净的钢水。铸锭在氩气保护下或在真空下浇注。

钢包精炼炉为生产质量高、吨位大的支承辊创造了条件。与此同时，真空白耗和电渣重熔钢也由于其洁净度高、偏析小和结晶细密，开始用来制造轧制高碳钢、合金钢、金属箔材用的高硬度工作辊。无论采用何种冶炼方式，对原料和辅助材料的要求均很严格。冶炼时选用硫、磷以及其他杂质含量低的优质生铁和废钢。对造渣材料如石灰和萤石、铁矿石以及各种铁合金、脱氧剂、增碳剂等除了有严格的质量规定外，使用前还要彻底干燥，以防气体和夹杂带入钢水中。冶炼须在炉体良好的情况下进行。冶炼好并且成分合格的钢水一般在高出液相线温度80～120℃下出钢。若采用真空处理或浇铸，出钢温度要相应提高，以补偿这些工序带来的温度损失。出钢、真空处理和浇注所用的出钢槽、钢水包、中间罐以及钢锭模、浇道、冒口等均经过严格的检查，以避免钢水在出钢、处理和浇注过程中带入夹杂。轧辊钢锭的浇注可分为上注和下注。与上注法相比，采用下注法浇注的钢锭表面质量要好。但下注法对浇道耐火材料的要求严格。重量20t以下的锭型已开始采用下注法浇注，而国际上已扩大至120t。为了保证钢锭的内在的和表面的质量，应控制钢的浇注温度和浇注速度，而注温和注速则取决于钢锭的尺寸和浇注方法，且随钢水浇入锭中位置而改变。采用保温冒口或向冒口中加入保温剂或发热剂能保证钢锭的补缩。

锻造 钢锭在模中冷却到600℃以上脱膜直接装入高温炉加热称为热装。热装时加热到锻造温度的加热速度可不受限制。冷钢锭的加热制度需按专用规范进行。钢锭的锻造过程视钢锭的尺寸和材质可分别在水压机、油压机或自由锻锤上进行。钢锭锻压成带粗加工余量的成品毛坯。整个锻压过程必须保持在获得轧辊钢再结晶过程和晶粒细化的温度范围内，并保证足够的塑性并防止产生锻造裂纹。对各类轧辊的始锻和终锻温度均有严格的规定。

锻造由压钳把、倒棱、镦粗、拔坯压实、精锻等基本工序组成。锻造辊套时，尚有冲孔、扩孔等工序。锻造比是反映锻件质量的重要指标之一，热轧辊的锻造比一般不小于2.5；冷轧辊不小于3；支承辊不小于2。借助于冶炼和锻造技术的改进，锻造比可适当降低，如用电渣重熔钢生产冷轧辊选用锻造比为2。钢锭的冒口应有足够的切除量，以便去除钢锭的缩孔和偏析。通常热轧辊的锻件钢锭利用率为55%～62%；冷轧辊及支承辊为55%～60%。轧辊钢锭镦粗后，依轧辊的种类、重量及尺寸大小选用不同锻造法进行拔坯压实工序。宽砧大压下量锻造法(KD法)适用于高、中及低塑性，大、中型冷、热轧工作辊及支承辊；宽平砧强压下锻造法(wHF法)和去除中心部位拉应力锻造法(FM法)适用于高、中塑性大型及特大型支承辊；中心压实法同WHF法或FM法可配合使用。各种锻造方法的参数列于表3。轧辊锻件的典型锻造工艺列于表4。锻钢轧辊多是整锻的，也有镶套的和组合的。最大的整锻和镶套的支承辊直径已达2400～2500mm，辊身长5000～5500mm，重250t。随着轧制速度的日益提高和控制轧制技术的推广应用，要求锻钢轧辊朝着进一步提高强韧性方向发展。

热处理 锻钢轧辊根据材质和用途的不同，进行不同的热处理。

(1)中碳钢(0.35%～0.65%C)轧辊一般经正火回火或调质处理后用作热轧的初轧辊、粗轧辊和支承辊。在正火回火状态下抗拉强度500～800MPa，在调质状态下为800～1100MPa，硬度约255～325HB。铁素体不耐磨，而且其含量越高，轧辊在轧制过程中粘连程度也越大。因此热轧辊的含碳量规定不小于0.45%。合金元素含量应根据轧辊直径大小和强度要求确定，从而保证足够的强韧性。直径大的支承辊还可以使用差温热处理(支承辊热处理))，处理后的辊身硬度可达HS80。

(2)高碳钢(0.7%～1.0%C)轧辊可经正火回火处理或调质处理后用作支承辊。当支承辊辊身硬度要求很高时则需用淬火回火处理，淬火回火后的硬度可达70~80HS，淬硬层深度小于50mm。淬火至高硬度的锻钢辊用作板带钢冷轧工作辊、中间辊、平整辊和有色金属(铝、铜、锌)冷轧辊。

机加工 轧辊的粗加工在轧辊车床上完成。为了保证尺寸精度，广泛使用数控机床加工最终热处理前还要进行超声波探伤。轧辊中心孔的加工与否取决于轧机设计、淬火要求、检验结果等一系列因素。最终热处理后毛坯精加工成规定尺寸、表面精度和粗糙度的成品轧辊。精加工包括车、钻、铣、磨等工序。成品轧辊经过硬度、尺寸、组织、性能等一系列检查后提供使用。

轧辊的分类方法有多种，主要有：（1）按产品类型分有带钢轧辊、型钢轧辊、线材轧辊等；（2）按轧辊在轧机系列中的位置分有开坯辊、粗轧辊、精轧辊等；（3）按轧辊功能分有破鳞辊、穿孔辊、平整辊等；（4）按轧辊材质分有钢轧辊、铸铁轧辊、硬质合金轧辊、陶瓷轧辊等；（5）按制造方法分有铸造轧辊、锻造轧辊、堆焊轧辊、镶套轧辊等；（6）按所轧钢材状态分有热轧辊、冷轧辊。各种分类可以相应组合而使轧辊有更明确的含义，如热轧带钢用离心铸造高铬铸铁工作辊。

常用的轧辊材质和用途见表。轧辊的性能和质量一般取决于其化学成分和制造方式并可由其组织、物理和力学性能以及存在于轧辊内部的残余应力类型来评估（见轧辊检验）。轧辊在轧机中的使用效果不但取决于轧辊材质及其冶金质量，还和使用条件、轧辊设计、操作维护有关。不同类型轧机的轧辊使用条件有很大差异，造成差异的因素有：（1）轧机条件。如轧机类型、轧机和轧辊设计、孔型设计、水冷条件和轴承种类等；（2）轧制条件如轧材品种、规格及其变形抗力、压下制度和温度制度、产量要求和操作等；（3）对产品质量和表面质量的要求等。

常用轧辊材质和用途表

注：复合轧辊辊颈材料按强度要求选择。

因此，不同类型的轧机以及同类型而使用条件不同的轧机，对所用的轧辊性能要求不尽雷同，如方坯和板坯初轧机轧辊要具有好的扭转和弯曲强度、韧性、咬入性、抗热裂性和热冲击性以及耐磨性；而热带精轧机架要求轧辊辊面的高硬度、抗压痕、耐磨、抗剥落和耐热裂等性能。

弄清轧辊的使用条件以及在同类型轧机中所用轧辊的失效方式，了解当前各种轧辊材质的性能和制造工艺，才能较正确地制定该轧机用辊的技术条件和选用合适而经济的轧辊材质。

最常用来评价轧辊在轧机中使用性能的方法有：（1）轧制1t轧材所消耗的轧辊重量（kg）（简称辊耗），用kg/t表示；（2）每单位轧辊直径减少所轧材的重量，用t/mm表示。

随着轧机的现代化，对轧辊使用失效的深入研究以及轧辊材质和制造工艺的改进，工业发展国家的平均辊耗已降低到1kg/t以下。