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CPC法生产的高速钢轧辊组织细小、均匀且夹杂物少,几乎没有缩孔和疏松等缺陷发生,综合性能明显优于普通离心铸造高速钢轧辊。它不仅克服了离心铸造轧辊的偏析缺陷,轧辊心部可采用高强度锻钢,辊芯具有较高的强度,这也是离心铸造方法所做不到的。目前国外CPC法已实现了工业化,日本新日铁公司设计的一套CPC装置,其能力如下:轧辊辊身直径:250~850mm;辊身长度:≤3000mm;外层厚度:≤100mm;轧辊长度:≤5700mm;轧辊重量:≤15000Kg。
我国科学家也发明了一种复合高速钢轧辊的连续铸造装置,由操作平台、钢液浇铸系统、坩埚、分离环、水冷结晶器、振动器、定位导向装置、感应加热装置、拉坯系统组成。其主要技术特征体现在水冷结晶器和坩埚处于操作平台之上,两个振动器处于操作平台之下,水冷结晶器通过分离环与坩埚相连,钢液浇铸系统配置在坩埚上方的一侧,辊芯感应加热装置和定位导向装置位于坩埚的上方,拉坯系统位于操作平台之下,引锭板正对结晶器的下端。目前已应用该技术生产了W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合高速钢轧辊,可以降低轧制中换辊频率,大幅度提高轧机的作业率,降低生产成本,提高经济效益。



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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,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。



此时高速钢的硬度可达到 值;若V、Nb含量过大,基体中的弥散颗粒状碳化物数量减少,生成的碳物粗大,反会降低高速钢的力学性能。高速钢的 淬火温度为1100~1150℃,在此温度下淬火,硬度可达69HRC。淬火温度高于1000℃,高速钢淬火后得到的硬度都相当高,但超过1150℃,随淬火温度的升高,硬度值又会显著下降。高速钢的二次回火 温度为500~525℃,此时轧辊用高速钢出现二次硬化峰68.5HRC。回火尽管没有改变碳化物的类型,但对碳化物的大小、分布、体积分数以及基体的性能影响很大,改善了碳化物的沿晶分布,析出的MC型碳化物晶粒细小,分布均匀,纤维状减少而棒状增加。所研究的含V、Nb的轧辊用高速钢,其碳化物主要类型有:M7C3、M6C和MC等,呈菊花状、长条状和颗粒状分布。


较原双层或三层复合高速钢轧辊,在轧制过程中工作层剥落率降低30%左右,断辊机率减少50%-60%。但该方法制造高速钢轧辊工艺过于复杂,金属熔体种类过多,操作麻烦。 最近有关机构对高速钢轧辊偏析机理进行了深入研究,发现离心铸造高速钢轧辊偏析的主要原因是高速钢中存在与金属熔液密度不同的原子簇团,在离心力作用下,密度大的原子簇团向辊面移动,密度小的原子簇团向轧辊心部移动。而原子簇团产生的主要原因是高速钢轧辊中各种元素的物理和化学性质不同。影响离心铸造高速钢轧辊偏析的主要因素有:离心机转数、金属液凝固冷却速度和原子簇团性质,转速越高,凝固冷却速度越小,偏析越严重,反之偏析减轻。相同体积和密度的原子簇团,呈团块状或条状,比呈球形时的空间伸展尺度大,


