国产3000中厚板轧机概述及技术展望
我国已有中厚板轧机31套，正在建设或计划建设中厚板轧机约24套，中厚板轧机合计约55套(未含台湾)，其技术状况见表1，中厚板年生产能力约4900多万吨。由表1可见，我国中厚板轧机有约一半是引进国外设备和技术，部分设备由国内合作制造。中厚板轧机成套设备技术有：带弯辊和AGC的强力四辊轧机、强力四重式11辊或9辊矫直机、滚切式双边剪或圆盘剪、滚切式定尺剪、控制轧制和控制冷却、计算机自动控制等。近几年我国自主设计制造中厚板轧机的数量在逐步增加，表明我国已经具有了自主建设和自主集成中厚板轧机的能力，技术水平与引进国外技术相当。
表1 我国中厚板轧机技术状况
序号 厂名 轧机规格（宽度×辊数） 热矫直机型式 切边剪型式 定尺剪型式 万吨/年 投产/改造 说明
1 宝钢厚板厂 5100×4（立辊四辊） 四重式9辊 滚切式 滚切式 140 -2005.5 引进德国SMS技术，设备国内合作制造，引进技术交流
2 鞍钢厚板厂 4300×4 四重式9辊 滚切式 滚切式 100 1993/－2003 引进旧设备，引进技术交流
3 舞钢厚板厂 4200×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 60 1979 国产，1998年引进双边剪技术投产，待改造
4 浦钢厚板厂 4200×4＋3500×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 75 1991/ 轧机、矫直机国产，2001年引进双边剪技术，待搬迁改造
5 秦皇岛中板厂 3500×4（立辊四辊炉卷） 二重11辊 圆盘剪 斜刃剪 60 1993/ 主机部分引进西班牙旧设备，剪切线国产，待改造
6 济钢厚板厂 3200×4＋3500×4 四重式9辊 滚切式 摆动剪 80 1998/－2001 引进荷兰旧设备，1998年投产，3500轧机和双边剪国产，2001年投产，粗轧机待改造
7 首钢中板厂 3500×4 四重式9辊 圆盘剪 斜刃剪 80 1989/－2003 引进美国旧设备，3500轧机改造国产，剪切线待改造
8 邯钢中板厂 3000×4 四重式11辊 圆盘剪 滚切式 70 1974/1993 引进旧设备，待改造
9 柳钢中板厂 2800×4 四重式11辊 双边斜刃剪 摆动剪 70 1974/1998/ 轧机、矫直机国产，剪切线引进旧设备，待改造
10 武钢中板厂 2800×2＋2800×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 68 1966/1999 轧机、矫直机国产，剪切线待改造
11 酒钢中板厂 2800×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 72 1998/ 轧机、矫直机等主要设备国产，快速冷却装置和其他电气引进
12 济钢中板厂 2500×4＋2500×4 二重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 80 1989/2005.3
13 天钢中板厂 2300×3＋2500×4 二重式11辊 双边斜刃剪 斜刃剪 60 剪切线待改造
14 韶钢中板厂 2500×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 60 改造全部国产，2003年达到82万吨
15 新余中板厂 2300×3＋2500×4 四重式11辊 分开布置斜刃剪 斜刃剪 85 1978/1994 轧机、矫直机改造国产，剪切线待改造
16 营口中板厂 2800×2＋2800×4 四重式11辊 同上 斜刃剪 80 全部国产
17 马钢中板厂 2300×2＋2300×4 四重式11辊 同上 斜刃剪 70 /1997 全部国产，剪切线待改造
18 鞍钢中板厂 2700×2＋2700×4 二重式11辊 圆盘剪 滚切式 60 1938/1993/2003 全部国产
19 重钢中板厂 2350×2＋2450×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 63 1965/1983/2001/2004 引进双边剪技术
20 太钢中板厂 2300×2＋2300×4＋（1700炉卷 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 22 1966/ 钢卷产量27万吨/年，钢板产量22万吨/年
21 南钢中板厂 2300×3＋2500×4 四重式11辊 分开布置斜刃剪/圆盘剪 斜刃剪 80 1975/1986/1995/2002 轧机、矫直机改造国产，1995年投产，2002年增加一条圆盘剪切线
22 安阳中板厂 2800×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 70 1975/1996 轧机、矫直机改造国产，1996年投产
23 浦钢中板厂 2300×2＋2300×4 二重式11辊 分开布置斜刃剪 斜刃剪 60 待搬迁改造
24 昆钢中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 15 待改造
25 临钢中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 26 1974/ 待改造
26 无锡中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 36 待改造
27 新余厚板厂 3800×4 四重式11辊 圆盘剪 滚切式 100 -2005 轧机、矫直机引进德国SMS技术，滚切式定尺剪国产
28 南钢炉卷轧机 3500×4（立辊＋四混 四重式11辊 滚切式 滚切式 100 -2004 引进奥钢联技术，钢卷产量25万吨/年，钢板产量75万吨/年
29 韶钢厚板厂 3500×4（立辊＋四辊 四重式12辊 圆盘剪 滚切式 100 -2005 引进意大利DANIELI，钢卷产量20万吨/年，钢板产量80万吨/年，炉卷设备预留
30 安阳炉卷轧机 3500×5（立辊＋四辊 四重式13辊 滚切式 滚切式 110 -2005 引进意大利DANIELI技术
31 临钢厚板厂 3000×4＋（3000×4 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 70 -2005 全部国产，矫直机太重，双边剪沈重，轧机和定尺剪二重，AGC北京理工大学，二期120万t/年
32 安阳永兴厚板厂 3500×4 四重式10 滚切式 80 -2005 全部国产，暂停！
33 沙钢厚板厂 5100×4 四重式9辊矫直机 滚切式双边剪＋滚切式掊分剪 滚切式 140 -2005 引进奥钢联技术，工厂设计重钢院
34 湘潭钢铁公司 3800×4（四辊＋立辊）＋3800×4（四辊 四重式9辊矫直机 滚切式 滚切式 120 -2005 引进德国SMS技术，工场设计重钢院
35 本溪北台厚板厂 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式＋圆盘剪（二线 滚切式 130 -2006 全部国产，设备设计制造一重，工厂设计北钢院
36 天津厚板厂 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式＋盘剪（二线 130 -2006 全部国产，设备设计制造一种，工场设计北钢院
37 唐山中厚板公司 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 130 -2006 全部国产，双边剪和定尺剪沈重设计制造；轧机、矫直机等其它设备二重设计制造，工场设计北钢院
38 秦皇岛厚板厂 4300×4 滚切式 滚切式 120 -2006 引进技术
39 舞钢厚板厂 （3800×4）＋3800×4＋立辊（二期移到粗轧机） 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 100 -2006 引进奥钢联技术，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造，轧机等其它设备一重设计制造，工厂设计北钢院
40 福建三明中厚板厂 3000×4＋（3000×4） 四重式11辊矫直机 圆盘剪 滚切式 80 -2006 全部国产，设备二重设计制造，工场设计北钢院，二期120万吨/年
41 河北敬业中板厂 3000×4 四重式11辊矫直机 圆盘剪 滚切式 100 -2006 全部国产，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造；轧机区设备二重设计制造，工厂设计包头钢院
42 河北邯郸文丰 3000×2＋3000×4 120 2004.5 首钢旧设备改造
43 浦钢罗泾厚板厂 4200×4（R＋E）＋（F）4200×4 四重式11辊矫直机 滚切式（利旧） 滚切式 160 2008.4 引进德国SMS技术，工厂设计北钢院，轧机设备二重制造；矫直机、定尺剪常冶制造
44 鞍钢（营口）厚板厂 5000×4 滚切式 滚切式 150 2006.8 引进德国SMS技术
45 宁波建龙 3500×4＋3500×4 120
46 江阴中板厂 2800×4 70
47 河北邯郸普阳 3500×4 80 设备设计制造一重，工厂设计北钢院
48 营口厚板厂 5500×4 滚切式 滚切式 150 引进技术
49 包钢中厚板厂 3800×4（四辊＋立辊）＋3800×4（四辊） 四重式9辊矫直机 滚切式 滚切式 120 -2008 引进技术
50 莱芜厚板厂 4300×4 180 引进
51 江苏飞达中厚板厂 2500×4＋（2500×4） 50 旧设备
52 福建福鼎 2800×2＋2350×4 80
53 河北霸洲新利 2500×4＋2500×4 65
54 山东淄博 3400×4 100
55 河北武支 3000×4＋2800×4 120 旧设备
合计 4964
3000轧机生产规模及产品大纲
轧钢车间分两期建设，一期工程年生产规模80万t，建设一架3000精轧机和相应的配套设施。二期工程年生产规模为120万t，增加3000粗轧机和相应的配套设备。
成品钢板尺寸：厚度5～50mm，宽度1000～2700mm，长度3000～16000mm，轧制钢板最大长度30m。
原料板坯规格：板坯厚度250mm，板坯宽度1000～1600mm，板坯长度1600～2900mm，最大坯重9.05t。
工艺流程及平面布置
连铸坯→上料→板坯加热→除鳞→(粗轧)→精轧(控制轧制)→热矫直→(快速冷却)→检查修磨→切头、切尾、双试样、切定尺和切边→收集
3000轧机成套设备技术
1 四辊可逆精轧机
1) 技术参数
表2 技术参数
参数名称 数值
最大轧制力/kN 55000
最大轧制力矩/kN·m 2×2000
轧制速度/m/s 0～±6.28
电动压下速度/mm/s 0～±20～35
主电机功率/kW 2×5500交-交变频变速
主电机转速/r/min 0～50～120
液压AGC规格/mm φ1200/φ1100×55
工作辊尺寸/mm φ1000/φ940×3000
支承辊尺寸/mm φ1800/φ1650×2800
2) 结构组成
四辊可逆式精轧机通过电机传动上下工作辊，压下及平衡装置升降上、下辊系落座于阶梯垫下辊标高调整装置上，轧机工作辊道和机架辊将钢坯送入相对转动的上下工作辊辊缝之间进行轧制。为了保证轧辊磨损后能快速更换，在机架窗口中设置了固定的换工作辊轨道，它与能够抬升下辊系的抬升装置、支承辊小车、阶梯垫下辊标高调整装置以及机外换辊装置可快速更换轧辊。同时，阶梯垫下辊标高调整装置可调整补偿轧辊磨辊后的轧制标高变化。
2 十一辊热矫直机
十一辊热矫直机用于将热轧成品钢板在热态下矫直，消除钢板在热轧及冷却过程中出现的单面和双面浪形弯曲。
1) 技术参数
表3 十一辊热矫直机技术参数
参数名称 数值
钢板厚度/mm 5～50
钢板宽度/mm 1000～2850
钢板屈服强度/Mpa 400
最大矫直力/kN 23000
矫直速度/m/s 0～±0.6～±1.6
矫直辊直径×长度/mm285×3000
矫直辊辊距/mm 300
2)结构组成
矫直机由以下几部分组成：机架，压下机构，平衡装置，上受力架装置，上、下辊座装置，接轴托架装置，左右侧立导辊装置，水平导卫装置，快速松卡装置，液压卡紧装置，平台及梯子，换辊装置，传动装置等部分组成。热矫直机配置上倾动、快速换辊等功能。
3 圆盘式双边剪
圆盘剪用于对轧好的钢板进行边部纵切，将钢板剪切至成品宽度。
1)技术参数
表4 圆盘式双边剪技术参数
参数名称 数值
钢板厚度/mm 5-30
切边速度/m/s 0.2-1.0
最大剪切力/kN 750
切边剪主传动电机数量/台 2
额定功率/kW 200
额定转速/r/min 1490
2)结构组成
圆盘式双边剪机组由前输入辊道、激光划线装置、钢板对正装置、圆盘剪入口夹送辊、圆盘式双边剪本体、碎边剪、废料收集系统、圆盘剪出口夹送辊、圆盘剪输出辊道等组成。圆盘剪本体由切边剪机座、剪刀装置、剪刃间隙调整机构、主传动装置、压紧装置、废边溜槽、支撑辊道、横移装置、主基座、电缆拖链等组成。
4 滚切式定尺剪
用于钢板切头、切定尺、切尾、切试样，同时将切下的废料和试样进行收集。
1)技术参数
表5 滚切式定尺剪技术参数
参数名称 数值
钢板厚度/mm 5～50
钢板强度极限/N/mm 21200
连续空切次数/次/min 18～24
上下剪刃间隙/mm 0.5～4
主传动电机 2×740kW，780/1300r/min
2) 结构组成
定尺剪机组输入辊道、定尺剪前靠边装置、定尺剪前送料辊、滚切式定尺剪、剪后摆动辊道等组成。
滚切式切头剪由切头剪本体、平台、梯子及栏杆、换刀装置、切头及切试样输送收集装置、剪后摆动辊道、液压润滑配管等组成。其中滚切式切头剪本体主要由主传动系统、机架、剪刃间隙调整装置、前后测长辊装置、钢板压紧装置、推刀装置、上刀架装置、下刀架装置、机架辊、液压润滑配管等组成。
中厚板轧机技术展望
生产中厚板的主要设备四辊轧机、矫直机、剪切机等，在向大型、重型、强力方向发展，以适应生产高性能中厚板的工艺要求。新建设中厚板轧机宽度尺寸在三米以上；四辊轧机的结构趋于稳定和成熟，为了增加轧机强度和刚度，增大机架牌坊立柱断面尺寸和重量、支承辊直径，以承受更大的轧制力，如宝钢五米四辊轧机轧制力108MN，机架牌坊重量390t，支承辊直径2300mm；四辊轧机的板形控制方法有采用弯辊系统或弯辊+CVC系统，但最新的厚板轧机，增大支承辊直径和采用其他轧制工艺改善板形后，不再采用弯辊系统，CVC曲线轧辊在可逆式厚板轧机上的实际使用效果与性价比有待实践考验；轧辊沿长度方向分布冷却技术的采用，是希望减少轧辊热凸度改善板形，由于轧辊温度增高或降低反应缓慢效果不明显；
为了矫直高性能中厚板，矫直机采用强力四重式11辊或9辊，全液压压下，增大矫直力(宝钢五米9辊矫直机矫直力44MN)，带弯辊系统。但由于矫直辊细长，支承辊沿矫直辊长度方向多根排列，弯辊时支承辊与矫直辊受力分布问题，实际使用效果与性价比也有待实践验证；为了适应矫直中厚板大的厚度范围5～110mm，有的采用多辊双辊距组合式矫直机；具有我国自主知识产权的发明专利“板带材变辊距矫直机”也在研制中。
中厚板切边剪采用滚切式双边剪或圆盘剪，圆盘剪适于剪切厚度小于25mm中板，具有连续剪切速度快、效率高、操作方便、剪切质量好的优点，缺点是剪切厚度小。滚切式双边剪适于剪切厚度5～50mm中厚板，具有的优点是：剪切速度快(宝钢五米双边剪最大剪切速度30次/分钟)、效率高、自动化程度高、剪切质量好、自动快速更换剪刀片(更换刀片每侧约15分钟/次)；缺点是结构复杂、投资高、操作和维护困难。目前采用滚切式双边剪最大的问题是钢板在剪切过程的跑偏，造成中厚板边部有错位现象，因此双边剪的设计、制造、安装、操作、维护、自动化控制、人员素质等综合技术质量要求高。
中厚板切头、切定尺、切尾、切试样采用滚切式定尺剪。剪切厚度5～50mm中厚板，具有的优点是：剪切速度快、效率高、自动化程度高、剪切质量好、自动快速更换剪刀片(更换刀片约15分钟/次)。目前中厚板的定尺方式有自动定尺、机械定尺和人工定尺。根据需要可采用自动定尺和机械定尺联合方式。定尺方式比较见表6。
表6 定尺方式比较
定尺方式比较 自动定尺 机械定尺 人工定尺
定尺精度 高，稳定性差 很高 很高
定尺速度 快，不受长度限制 慢，受长度变化限制 慢，操作位置受限制
操作方式 自动化程度高 自动化程度受限制 人工操作
建议
1)我国不宜再建设3000mm以下规格的中厚板轧机，原因是3000mm以下规格的中厚板轧机约有20套，生产中厚板在产品质量、品种、高性能产品、经济效益方面都不理想。
2)我国中厚板轧机主要设备和技术状况差别较大，应该淘汰3辊轧机、2重式矫直机、斜刃式切边和定尺剪、人工操作控制等。应禁止淘汰设备的再使用。
3)中厚板轧机要推广应用厚度控制、板形控制、平面形状控制、控制轧制、控制冷却、在线探伤检查、热处理等技术。推广应用强力四辊轧机、强力四重式11辊或9辊矫直机、滚切式双边剪或圆盘剪、滚切式定尺剪等设备。
4)引进技术要注意经济性、实用性，不要盲目追求世界最新、最高水平，外商的宣传更多的带有商业性质，我国花许多外汇引进的高新技术，在实际生产中不用或很少使用的例子并不少见，造成很大的损失，真正的高新技术是买不到的。
5)我国已经具有了自主建设和自主集成中厚板轧机的能力，包括自主建设5m级宽厚板轧机的能力，正在建设或计划建设中厚板轧机成套设备技术应采用自主建设和自主集成为主方式，以利于我国自主创新和人才培养。
资料来源：http://bbs.chinarjg.com/viewthread.php?tid=11074
2009年4月12日星期日
2009年3月9日星期一
中国轧辊制造业技术现状与发展趋势 作者：贾建平
中国轧辊制造业技术现状与发展趋势
作者： 贾建平
单位：中钢集团邢台轧辊有限公司副总经理
一、概述
从20世纪90年代开始，中国的钢铁行业开始快速发展，前5年钢产量的年平均增量为600.2万吨，后5年的年平均增量在662.6万吨，进入21世纪后的前5年，钢产量的增幅迅速加大，年平均增量达4477.4万吨，为90年代初的7.09倍，2006年产钢4.23亿吨，占世界钢产量的三分之一，2007年，我国钢产量进一步提升，达4.89亿吨，占世界总钢产量13.44亿吨的36.44%。
在钢产量快速增长的同时，我国钢材品种的结构优化步伐也在加快，尤其是以发展板材为中心的产品结构优化与调整。第一个特点是冷轧板比例大大提高，汽车板、家电板等高级板材以及电工钢板、不锈钢板等高附加值特殊用途板材产能提升迅速。从整个冷轧行业来看，工艺装备能力及技术水平明显提高，2007年我国已建及在建的宽带冷连轧机已达到30余套，新上轧机以及一些老轧机通过技术改造，基本都配备了先进的板型控制系统，高级冷轧薄板的生产能力已达到4000万吨以上。如果再考虑单机架冷轧等小型轧机，我国冷轧板材产能约在7000万吨左右。第二个特点是钢材生产逐渐由常规型向高等级方向发展，如型线材产品向高强度方向发展，建筑用钢筋由过去的Ⅱ级钢筋向HRB400钢筋推广；第三个特点是以汽车板、管线钢、容器板、造船板为主体的各类板材，向高强度、高韧性、良好焊接性能及表面质量方向发展；薄板产品向着超细晶、高强度方向发展。总体上讲，除少数品种和规格特殊用钢外，目前我国钢材实物质量已逐步接近或达到国际先进水平。
为实现高等级钢材产品的轧制需求，国内高端轧辊的研制和开发进程加快，大量替代进口的轧辊在短时间研制成功并取代进口，极大地满足了国内钢铁工业发展的需求。
轧辊作为轧钢工业的重要工具，是轧钢设备的最主要消耗部件，随着产钢量的增加，轧辊消耗量迅速增加。粗略计算，如果按吨钢消耗轧辊1kg估算，仅2007年的轧辊消耗就约在50万吨左右。随着钢铁企业产出能力的大规模迅速扩张，新建投产轧机的不断增加，给轧辊制造行业带来“井喷式”的强劲需求，中国的轧辊制造行业获得了前所未有的发展机遇。
为紧跟钢铁产业迅猛发展的步伐，满足日益增长的市场需求，国内各轧辊制造企业近年来也加快了技术改造、产能扩张的速度。通过加强技术改造、自主研发能力培育，在技术装备、产品的使用性能上已达到国际水平，并形成了一大批具有自主知识产权的专有技术。经过多年发展，目前中国轧辊制造企业产品品种多、覆盖面广，可以生产不同材质、不同规格、不同品种的各种轧辊，服务并满足于国内各种轧机需求，通过与钢铁企业的合作与互动，建立战略联盟关系，深化技术交流与合作，共同立项研发课题，使上下游双方达成了一定的默契和协调，优化了市场资源和发展基础。
受轧辊行业火爆形势影响，大量的资金投入轧辊制造行业，扩建和新上一批轧辊制造企业。与此同时，国外轧辊制造企业也看中了中国轧辊业这块蛋糕，纷纷斥资在中国建立或合资兴建轧辊制造厂。据不完全统计，目前我国现有大大小小300多家轧辊厂，产出能力达到70万吨左右。
我国轧辊制造业经过几十年的发展，已取得较大成绩，主要表现在以下几方面：
一是产量有较大幅度的增长。随着轧钢产量的快速发展，轧辊制造业的产能和轧辊的产量也快速增长，对满足国内钢铁行业的需求和发展起到了积极的作用。
二是产品质量合格率稳定提高。以2007年上半年统计数据，主要铸铁轧辊综合质量合格率为94.06%，比2006年同期提高0.56%。
三是生产轧辊的品种结构有所变化。轧辊生产逐渐向板带等优质轧辊集中，特别是用于板带行业的高等级轧辊产量，近年来增长最为迅速。目前，中钢邢机所生产的用于现代化板带轧机轧辊已占到各类轧辊产量的70%以上。
四是轧辊出口创汇大幅度增长。2007年上半年，在被统计的31家企业中有9个单位出口铸铁轧辊3430吨，比去年同期增长75%。2007年中钢邢机完成各类轧辊出口创汇4000万美元。
但是也应该看到，国内的轧辊企业虽然在产量上不断扩大，但在品种结构调整却没有完全跟上钢铁工业技术进步、结构优化调整的步伐，高端轧辊生产能力明显不足。如高速钢、半高速钢轧辊，目前国内仅有中钢邢机具备批量生产能力，市场占有量较低；宽带冷连轧机用高质量轧辊，国内只有中钢邢机、常冶具备工作辊、中间辊批：量供货能力，而对于大型支承辊目前只有一重、二重以及中钢邢机等具备生产能力且产能难以满足市场需求。有些高等级板材的轧制还依赖进口轧辊，特别是“十一五”期间新上的宽带钢生产线，板材精度要求较高，这方面的矛盾会显得更加突出。宝钢、鞍钢等大型钢铁企业宽板带轧机每年都要从国外进口轧辊，这也反映出我国轧辊总体制造水平还有待于进一步提高。因此，为现代化轧机配备高性能的轧辊成为我国轧辊制造业面临的新课题，而选择轧辊生产工艺和材质是制造不同种类高等级轧辊的关键。
二、中国轧辊制造技术现状
近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。
1.铸造轧辊
在冶炼设备方面，对于铸铁轧辊，落后的冲天炉、反射炉已在上世纪末被陆续淘汰，代之以工频炉、中频炉，铁水质量改善，工作效率大大提高，工作环境净化，降低了工人的劳动强度。但目前国内工、中频炉冶炼主要还是采用酸性炉衬，不具备氧化、还原功能，降低铁水中的P、S含量受到一定限制，只能采用其他辅助手段进行降P脱S。铸钢轧辊因对钢水中P、S等杂质含量要求较严，一般冶炼采用电弧炉，随着轧辊对夹杂、气体含量要求的提高，铸钢轧辊的冶炼开始向电弧炉+钢包精炼炉冶炼发展，有些厂家还采用了保护浇注、真空浇注等先进生产工艺，进一步提高轧辊的内在质量。
在制造工艺方面，也从过去常法浇铸单一材质、半冲洗、全冲洗浇铸复合材质发展到今天的离心复合浇铸工艺、CPC复合制造以及喷射成型、热等静压成型、液态金属电渣复合等，目前以离心复合、全冲洗溢流复合为主要生产方式，CPC和其他——些先进的轧辊制造技术日前尚未形成生产能力。近年来，堆焊轧辊作为一种新型轧辊制造和修复方法，取得了快速发展，堆焊的品种主要包括铸钢、锻钢轧辊，堆焊方式已发展到目前的药芯焊丝堆焊、电刷涂镀、激光表面合金化和粘接轧辊等。有些轧辊品种实现了组合装配生产，如板带轧机的立辊、型钢万能机组组合辊等。针对型钢轧辊孔型深的特点，为保证孔型面磨损均匀，有些厂家采用了带槽铸造技术。为解决大型铸钢轧辊补缩问题，中钢邢机自主开发了无流浇注技术，使轧辊制造过程实现了顺序凝固，减少了中心疏松。
中钢邢机从德国GP公司引进了大型立式离心浇铸机及离心轧辊制造技术、增建了30吨、45吨电弧炉、70吨LF/VD钢包精炼炉以及多台中频、工频感应炉设备，已经建成大型铸钢轧辊、离心复合系列铸铁轧辊、大型复合铸钢支撑辊等优质轧辊生产线，其工艺、技术、装备代表着我国目前轧辊制造业的先进水平。另外，太钢和瑞典Akers、一重和德国依勒尔、宝钢和日立也实现了合资，外资和技术的引进，也使中国的轧辊制造技术快速发展。
在轧辊材质方面，铸铁轧辊由过去的冷硬铸铁、无限冷硬、冷硬球复等发展到目前的珠光体球铁、针状组织球铁、高NiCr无限冷硬铸铁、高Cr铸铁等新型轧辊材质，为适应不同轧机需要，各个材质的性能也在不断细化和提高，如适用于宽厚板轧机、炉卷轧机及带钢热连轧机的高NiCr无限冷硬铸铁，适用于带钢热连轧机粗轧、精轧前段的高Cr铸铁工作辊、宽厚板轧机高Cr铁上作辊及平整轧机用高Cr铁工作辊。为满足市场需求，在品种优化的同时，产品性能也向更高层次发展，如改进型高镍铬无限冷硬铸铁、改进型高Cr铸铁等材质新品种的开发和推广。铸钢轧辊过去一直采用的是低合金的普通铸钢、半钢材质，随着轧辊性能要求的提高，铸钢轧辊在向高合金方向发展，如在板带轧机两辊粗轧工作辊及型钢轧机开坯辊上用于替代常规铸钢材质的热作模具钢材质、热带钢精轧前段使用的高速钢材质、粗轧机架使用的高路钢、半高速钢材质、立辊使用的半钢材质、型钢万能轧机辊环使用的半钢、高碳半钢、高Cr铁、高Cr钢、高速钢材质等。根据轧机特点，为增加耐磨性，有些机架实现了以铁代钢，如型钢万能轧机的合金球铁BD辊。
在热处理方式上，过去有些轧辊基本不进行热处理，靠自然时效消除应力，如冷硬铸铁轧辊、普通铸钢轧辊系列，随着轧辊材质的发展，高合金的轧辊开始进行人工时效热处理，不仅用于消除铸造应力，更主要的是通过适宜的热处理，获得所需的轧辊使用性能，热处理一般采用箱式电阻炉或燃气炉。近年来，为进一步提高轧辊性能，差温、准差温热处理方式开始采用，差温热处理可将轧辊的工作层和芯部采用不同的热处理方式，获得优异的综合性能。目前，中钢邢机的优质复合轧辊和复合铸钢支撑辊均采用差温方式进行热处理。对于深开孔型的型钢轧辊，为保证轧辊的使用性能，采用了预开孔型热处理的生产方式。
2.锻钢轧辊
目前，我国锻钢轧辊主要应用于冷轧带钢工作辊、中间辊以及各类板带钢轧机支承辊，也用于带钢热连轧机小立辊、粗轧机架工作辊，初轧机及钢坯连轧机轧辊，H型钢万能轧机水平辊轴，棒线材轧机粗轧机架轧辊，无缝钢管轧机穿孔机架及轧管机前架轧辊，焊管轧机各类轧辊，有色金属板带材冷热轧工作辊、支承辊及铸轧辊，以及各类轧机辊道辊、夹送辊、校平辊、矫直辊等。产品制作一般经冶炼、铸锭及锻造，并通过热处理方法达到辊身、辊颈不同的性能要求。
(1)钢锭冶炼
锻钢轧辊的发展离不开轧辊毛坯生产技术的进步，钢锭冶炼作为决定轧辊最终使用性能的重要工艺步骤然被高度重视起来。钢水的纯净度对锻钢轧辊的使用性能特别是抗事故性能有重要的影响，存在于轧辊锻坯中的非金属夹杂物、有害气体(如[H)等)以及碳化物的偏析都有可能成为剥落或断辊的裂纹源。目前，我国锻钢轧辊常用的冶炼方法主要有以下几类：
电炉冶炼，主要适用于一些合金含量较低的锻钢热轧辊以及矫直辊、辊道辊、夹送辊等一般用途轧辊。现在大型轧辊企业制做锻钢轧辊时，电炉一般仅用作熔炼设备，所需成分的精炼和最终成分精确调整均在炉外钢包精炼的第二阶段进行。
电炉冶炼+炉外钢包精炼，主要适用于锻钢支承辊、合金含量较高的锻钢热轧辊以及部分冷轧工作辊。钢包精炼工艺可满足Cr5材质以下大部分黑色和有色金属轧制用冷轧辊的制作使用要求。1996年邢机公司研制成功并形成了批量生产钢包精炼冷轧辊的能力，开辟了国内首条钢包精炼冷轧辊生产线，产品在武钢、攀钢等厂家冷轧机上机实轧，取得了与电渣重熔冷轧辊相当的使用效果。目前，中钢邢机具备Cr2、Cr3、Cr4等系列钢包精炼冷轧辊的生产能力。
电炉冶炼+电渣重熔，主要适用于冷轧工作辊、高合金有色热轧辊以及铸轧辊套等特殊用途轧辊。电渣重熔属二次熔炼，制造周期长，需要消耗大量电能，使冷轧辊的制造成本提高，但对于偏析程度相对严重的Cr5等高材质冷轧辊钢，电渣重熔冶炼铸锭工艺还是不可缺少的。目前，中国带材冷轧工作辊及中间辊生产基本经过电渣重熔工序。
电炉冶炼+钢包精炼+电渣重熔，用于现代化连轧机用高性能冷轧工作辊。中钢邢机是目前世界范围内唯一采用这种“双精炼”冶炼方式生产锻钢冷轧辊的厂家，这种钢锭冶炼方式兼备电渣重熔和钢包精炼两种方式的优点，是目前冷轧辊常规冶炼方式中的最高配置，材料的冶金质量达到最优，最大限度地保证了产品的最终使用性能。
(2)辊坯锻造
锻造工序是锻钢轧辊制造过程中承上启下的重要环节。一方面，它通过辊坯的锻造成形过程消除铸态组织粗大的树枝状晶，细化晶粒，焊合钢锭内部疏松、气泡、裂纹等宏观缺陷，密实金属组织，提高材料的强韧性；另一方面，由于锻钢轧辊材质合金含量不断提高，成分和组织偏析程度相对更为严重，液析碳化物量以及碳化物带状倾向增大，因此更为重要的是通过锻造加热及变形工艺的合理制定，充分溶解、破碎、改善碳化物及非金属夹杂物在钢中的分布，降低偏析程度，均匀组织，提高材料的使用性能，并为后续的热处理工序奠定良好的基础。
目前，随着冷轧辊材质的发展，Cr8、热作模具钢、半高速钢、高速钢等新型锻钢轧辊逐步推广使用，轧辊材料的合金含量越来越高，锻造难度大大增加，锻造内部裂纹导致的超声波探伤超标成为制约锻钢轧辊成品率提高的主要因素。因此在我国，以内裂控制为核心的高合金冷轧辊坯控制锻造工艺技术正逐步发展起来。充分利用扩散均质化、高温停锻以及裂纹自修复原理，通过合理设定锻造温度、安排锻造火次、控制镦粗与终锻变形量，达到最大限度控制辊坯内裂的目的，提高辊坯超声波探伤合格率。
(3)热处理
锻钢轧辊通过热处理达到辊身、辊颈不同的性能要求，在辊坯质量保证的前提下，热处理直接决定了产品使用性能。锻钢轧辊根据不同使用性能要求，热处理种类很多，一般分为预备热处理和最终热处理两类。
预备热处理一般包括锻前加热时高温扩散退火，锻后正火、球化退火以及扩氢处理等，粗加工后调质处理，还包括针对辊颈表面硬度较高(≥HSD50)产品的辊颈强化处理。最终热处理主要有整体处理、感应加热淬火、差温热处理以及准差温加热淬火。整体处理包括调质、正火及整体淬火，主要用于初轧辊等辊身硬度要求较低(小于HSD50)的轧辊、多辊轧机用辊等小型冷轧辊以及辊轴、辊套类产品。
感应加热淬火分为连续式感应加热、整体感应加热两种方式，主要用于辊身硬度较高的冷轧辊以及规格在中1000mm以下的支承辊、有色热轧辊。按感应器类型不同，又分为单工频、中频、工频双感应器、双工频、双频等多种淬火工艺方式。目前，我国大型锻钢冷轧工作辊的最终热处理大多采用双频连续式感应淬火方式，对于合金含量相对较高的产品一般应经深冷处理控制残奥、提高硬度及淬硬层深度，并保证工作层组织的稳定性。产品辊身硬度均匀性可达到2HS以内，淬硬层深度最高可达到半径方向50mm以上。
差温及准差温热处理方式主要适用于规格较大的支承辊与热轧辊(辊身硬度不小于HSD50)。目前，国内一重、二重、中钢邢机等企业均具备成熟的大型支承辊差温热处理技术。
总体来说，中国锻钢轧辊制造装备能力基本达到国际先进水平，同时锻钢冷轧辊、大型锻钢支承辊等高端产品的制造技术水平也与国际先进水平不相上下。但轧辊企业之间水平发展不均衡，只有少数大型企业掌握了先进的轧辊制作技术，——些小型企业装备较差，生产工艺落后，制造技术水平还有待提高。
3.检测与加工
在检测设备方面，我国有实力的大部分轧辊制造企业也同国外基本接轨，真空光电直读光谱仪、碳硫分析仪、远红外线分析仪、扫描电子显微镜、数字超声波探伤分析仪、大工件现场金相显微镜、现场肖氏、里氏硬度计等先进的检测设备，为产品质量提供了有力的技术保证。
在加工精度方面，随着我国轧钢装备的改造和不断从国外引进先进的轧机，轧机向自动化、连续化、重型化方向发展，对轧辊的几何尺寸、表面精度、机械性能要求更高，特别是近年来板带轧制向宽、薄、平方向发展，对轧辊的精度提出特别要求，许多轧机的精度要求已达到微米级，目前国内许多轧辊制造企业已开始加工设备的数控化，不仅提高加工精度，也使加工效率大幅提高。
三、中国轧辊材质现状及发展趋势
1.热轧板带轧机用辊材质发展
经过几十年的发展和优化，中国的轧辊制造针对不同类型的轧机和使用环境己形成材质系列化，特别在高合金材质方面，通过自主研发和技术引进，中国轧辊的技术水平已和国外先进水平接近，特别是用于板带热轧机的轧辊材质，基本和国外处于同等水平。
根据轧辊的使用环境和轧机特性，板带轧机的轧辊基本上分为以下几个大类：
①大立辊
大立辊的作用分为破鳞和侧压轧制。当大立辊仅用来破磷时，轧制力不大，此时材质选择主要考虑轧辊的抗热裂性和耐磨性，所用材质有合金铸钢、石墨钢、球铁、锻钢等。如大立辊通过大侧压控制板宽，有较深的孔型和一定压下量，不仅要考虑其抗热裂问题，还要考虑其辊颈强度和孔型硬度及耐磨性问题，此时多采用强韧性良好的合金铸钢或锻钢。但一般而言，即使进行侧压调整板宽，受板坯变形均匀性限制，侧压量也只有50mm，侧压力较小，因而无论采用铸钢还是别的材质，轧制力都不是主要问题，应主要考虑其抗热裂性和耐磨性。
由于立辊的用量不是很大，其材质更新换代发展不是很快，目前主要采用的还是整体铸造的合金铸钢和半钢，有些厂家使用了石墨钢材质，但用量不大，使用效果也不是太明显。近年来，国外的部分轧机立辊开始采用镶套复合技术。
采用复合镶套立辊后，可着重从抗热裂性和耐磨角度考虑外层材质设计，选择高Cr铁、高Cr钢，芯部则可用锻钢或铸钢轴，由于靠配合来实现内外层的良好组装，需要较高机械加工精度和装配技术。目前中钢邢机已开发成功高Cr钢镶套立辊。
②小立辊
位于热带连轧机粗轧或精轧机架前面的小型立辊，以设定带宽和保证板材的侧边平整，几乎没有侧向压下，主要要求是其耐磨性，轧辊只要具有合适的硬度和良好的抗热裂性，即可满足使用要求，这类轧辊在国内外普遍使用半钢材质(Adamite)，使用状况良好。最近国外尝试使用离心高铬铁材质轧辊，取得了良好的使用效果，国内宝钢2050轧线E3—4也采用了离心复合高Cr铸铁立辊，外层采用高Cr铁材质，芯部采用球墨铸铁，使用效果较合金半钢材质成倍提高。
③两辊可逆粗轧工作辊
两辊可逆粗轧在宽厚板和热带连轧机上均有采用，是较为普遍的粗轧机架形式。一般位于轧线的最前端，和高温钢坯接触时间长，因而轧辊材质抗热裂性好是对其基本要求；由于可逆轧制，对其咬入性也有较高要求；另外，由于没有支承辊，承受较大的弯矩和扭矩，因而对轧辊的强度要求较高。
目前，在两辊粗轧上使用较多的材质仍然是合金铸钢或合金锻钢，从抗热裂性角度出发，有些厂家使用了复合石墨钢、合金球铁等材质，如宝钢2050、1580轧线，近年来铸造或锻造热作模具钢，综合使用性能较复合石墨钢材质成倍提高。
目前中钢邢机已成功研制出整体铸造和复合铸造的热作模具钢材质粗轧工作辊，并已批量供应市场。
④四辊可逆粗轧工作辊
带钢热轧四辊粗轧工作辊考虑的主要问题仍然是磨损、热裂、压痕、轧制卡钢和打滑。早期的四辊粗轧工作辊曾使用ICDP和高Cr铸铁轧辊，由于轧制温度高，氧化膜厚，使用中易产生打滑烧伤，后宋被合金半钢工作辊代替。但合金半钢工作辊由于合金含量少、硬度低、耐磨性差，也基本被淘汰，目前用于四辊粗轧机架的工作辊材质一般选用高铬铸钢。随着国内轧辊制造技术的进步，大型离心复合高Cr钢轧辊制造技术已取得突破，目前所生产的复合高Cr钢轧辊已基本可满足国内市场需求，并可出口国外。
随着轧制技术发展和轧机向大型、高速、现代化发展，四辊粗轧机架材质也不断更新，国内有些厂家如宝钢、鞍钢等已开始使用耐磨性、咬入性和抗热裂性更好的半高速钢材质复合轧辊，取得了较好使用效果。目前，国内半高速钢轧辊仅中钢邢机有少量产出，尚未广泛推广。
⑤精轧前段工作辊
精轧前段工作辊的主要失效形式是磨损，机理是热疲劳，要求轧辊具有较高的热弹性极限，以延缓热疲劳裂纹的产生。目前精轧前段采用的主流材质为高Cr铸铁，为优化高Cr铸铁轧辊的性能，近年出现了改进型高Cr铸铁轧辊。
高速钢轧辊是近年发展起来的用于热带连轧机精轧前架的新型轧辊，使轧材质量显著提高，在线时间成倍延长，使用寿命和生产效率显著提高，到本世纪初的这几年，已逐渐取代传统的高铬铸铁轧辊，国内宝钢1580、2050，鞍钢1780、邯钢CSP、唐钢1810等带钢热轧精轧前段均已开始使用高速钢轧辊，目前，中钢邢机研制开发的高速钢轧辊已在邯钢、宝钢、宝钢不锈上机使用，为武钢2250、唐钢1810、安阳1780轧线生产的高速钢近期也将上机。
⑥精轧后架工作辊
精轧后段工作辊对板材质量具有决定性作用，所需要的性能主要是高硬度、耐磨损、耐压痕，抗剥落和抗热裂。目前用于此机架的工作辊材质主要为ICDP，即离心复合高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。为进一步提高耐磨性，近年来在精轧后架开发出了改进型ICDP轧辊，采用W、V、Nb等合金元素获得更高的耐磨性。
随着高速钢轧辊在精轧前段取得成功应用，许多厂家在精轧后段也开始试用高速钢轧辊，如宝钢1580、2050轧线己用至F5机架，邯钢CSP轧线也在向F4机架推进，中钢邢机在积极推进高速钢轧辊在精轧前段使用同时，也在针对精轧后段用高速钢轧辊进行研制、开发，目前已为邯钢CSP轧线成功研制出用于F4机架的ф600mm的高速钢工作辊。
⑦支承辊
支承辊对工作辊起到支承作用，要求支承辊刚度好；始终与工作辊或中间辊滚动接触，产生加工硬化现象，在过载时局部屈服使硬化层底部产生皮下微裂纹，微裂纹扩展最终造成辊身剥落，这就要求支承辊具有较高的接触疲劳强度，良好的应力状态和抗裂纹扩展能力：支承辊中部磨损形成凹陷辊型，辊身两端接触应力剧增，导致掉肩剥落，要求轧辊耐磨性优良，延缓和减轻凹陷辊型的形成。支承辊使用周期长，辊颈也长期承受交变弯曲应力，要求辊颈具有良好的屈服强度、韧性和抗断裂性能。目前支承辊的制造主要有整体铸钢、复合铸钢和锻钢三种类型，材质也由早期的Cr2发展到现在的Cr4、Cr5材质。
⑧宽厚板和炉卷轧机用辊
工作辊由于可逆轧制，对轧辊的抗热裂性、咬入性有较高的要求，同时还要兼顾耐磨性，目前用于此机架的工作辊材质主要为ICDP，采用离心方法制造，和连轧机所用ICDP轧辊相比，碳化物含量相对较低。近年来，为提高轧辊耐磨性，有些厂家使用了高Cr铸铁工作辊，取得了较好的效果。宽厚板支承辊由于规格大、承受较大的轧制压力，目前主要采用锻钢轧辊，有些炉卷轧机的支承辊采用了复合铸钢轧辊，但主要还是采用锻钢材质。
2.型钢轧机用辊材质发展
①大中型型钢轧机
大中型型钢轧机轧辊的传统材质为CrMo球无、球半整体轧辊。由于球墨半冷硬轧辊采用冷型挂砂工艺生产，硬度较低，组织较粗大，耐磨性、综合机械性能不理想，后来一些厂家改用CrMo、NiCrMo球墨无限冷硬系列铸铁轧辊，轧辊采用冷型喷涂料方式生产，辊身石墨、碳化物、基体组织均得到细化，耐磨性、综合机械性能提高。但当轧制大规格型钢时，由于孔型很深，孔型底部铸造中激冷作用很弱，组织与球墨半冷硬轧辊相差不大，其耐磨性仍满足不了生产较高精度产品需要。
对于轧槽深度大于100毫米的大中型型钢中间机架用辊，大多选用合金半钢轧辊。
随着轧材质量、轧机效率的提高，新的轧辊材质有石墨钢、半钢和新工艺方法的铸槽轧辊。大型型钢轧机用带槽铸造轧辊，铸槽工艺有两种，一种是金属模挂涂料的硬模铸造，另一种是砂芯成型工艺，制作中存在的主要问题是槽底硬度控制不稳定。
②棒线材轧机
落后的多火成材的小型型钢(棒线)轧机大部分已被淘汰，被优质、高效、低成本的连轧机取代，原有的普通铸铁轧辊已不能适应轧机使用条件，高技术含量的离心辊使用机架向前移，如高镍铬离心辊由高线予精轧机架提前到中轧机架，使原来前架的球墨铸铁类轧辊受到冲击，促进了高附加值、高技术含量的离心轧辊的研发，如离心复合高NiCr无限冷硬、离心针状球铁、离心高速钢材质轧辊。
对于小型(线棒)轧机用轧辊：主要表现在离心替代静态铸造，高合金产品替代低合金产品，普通CrMo系列、NiCrMo系列冷硬、无限冷硬、球墨无限冷硬逐步被淘汰，静态铸造珠光体、贝氏体轧辊被离心高镍铬、高速钢替代。小型轧机用辊开发的重点在离心高镍铬、高速钢及高线轧机予精轧用高速钢辊环。目前各种棒材连轧机、高速线材轧机轧辊已有近50%使用离心复合轧辊，外层材质由高镍铬铸铁向高铬铸铁转变。
③型钢万能轧机
型钢万能轧机按用途可分为H型钢万能轧机、轨梁万能轧机；根据工艺要求和产品规格不同，常采用半连续式和连续式布置方式。轧机一般由开坯机组、万能粗轧机组、万能精轧机组构成。
开坯机架轧制温度高，变形量大，轧制压力大，且多采用闭口孔型轧制，轧槽加工较深，因此要求轧辊具有较高的强度和抗热疲劳性能。为满足开坯机架的性能要求，国内外多采用镍铬钼合金铸钢，逐步取代了铬钼锻钢材质轧辊。近年来为提高轧辊的耐磨性，轨梁万能轧机BD2机架使用了特殊合金球铁材质轧辊，取得了较好的效果。目前在提高开坯轧辊的耐磨性、抗热裂性方面，正在研制综合机械性能较好的铸造热作模具钢轧辊。
H型钢轧制方法与其他热轧型钢有着很大的不同，通常采用万能法进行轧制，对轧辊的耐磨性、抗热裂性等性能要求很高，水平辊多设计为辊套与辊轴镶配式结构，兼有良好的耐磨性和强韧性。用于万能粗轧与用于精轧机架的水平辊套相比，精轧机架主要要求耐磨性，粗轧机架还应考虑抗热裂性和防止粘钢。用于万能轧机粗、精轧机架的辊环材质：半钢、高碳半钢、改进型半钢、石墨钢、高铬铸铁、高速钢。辊轴可以选用强韧性很好的锻钢材质，一般为锻钢42CrMo或60CrMnMo材质。
轧边辊主要工作面为辊身两端或中部的凹槽，轧材对曹底实施锯切式磨损，主要考虑耐磨性。用于轧边辊的材质有：半钢、高碳半钢、球墨铸铁。
3.锻钢轧辊材质发展
目前中国锻钢轧辊材料基本是在各类工具钢基础上逐步发展演变出来的，主要分为以下几大类：
热作模具钢类材料以及在其基础上发展出来的各类锻钢支承辊、热轧用锻钢轧辊材料；
铬轴承钢类材料以及在其基础逐渐发展并成为主流的3%Cr、5%Cr、8%Cr系列冷轧辊用钢；
冷作模具钢材料，如Cr12MoV、D2等；
高速钢、半高速钢材料，已逐渐成为锻钢轧辊材料的发展方向；
锻造半钢及锻造白口铁材料，是介于普通锻钢和铸铁之间一种特殊锻造材料，产品主要应用于钢坯连轧机。
④锻钢冷轧辊
中国冷轧机用锻钢工作辊及中间辊材料主要采用高碳铬钼合金锻钢，铬含量的提高代表了此类冷轧辊材质发展的基本特征。按材质发展的先后顺序有：2%Cr型普通冷轧辊，目前大多用于小型冷轧机以及部分装备水平较差的可逆冷轧机；3%Cr型冷轧辊，大多用于可逆冷轧机以及部分大型冷连轧机；5%Cr型冷轧辊，目前5%Cr型钢是中国锻钢冷轧辊的主流材质，大多数冷连轧机以及带材质量要求较高的单机架可逆冷轧机基本全部采用5%Cr型工作辊及中间辊：8%～10%Cr型高耐磨性高铬钢冷轧辊，此类轧辊耐磨性能突出，但材料锻造性能较差，工艺成本较高，目前仅部分用于平整机及连轧机成品机架工作辊。
就目前来说，5%Cr型冷轧辊钢仍会是如今乃至未来几年内是现代化板材冷轧机的主导轧辊材质。而具有不同使用特性的改进型5%Cr材质冷轧辊的应用比例将不断扩大，如抗辊印型冷轧辊、高粗糙度保持能力型冷轧辊以及抗事故型冷轧辊等。
常规高碳铬钢冷轧辊受材质自身的限制，在具备较高的耐磨性的同时，很难拥有良好的抗事故能力，因此在如硅钢冷轧等对轧辊综合性能要求较高的使用环境下，常规高碳铬钢冷轧辊材质的局限性也就显现出来。为得到更高的综合使用性能，提高轧辊材料合金化水平，制作合金化程度更高的冷轧用辊已成为中国近中期冷轧板带用辊的发展方向。
锻造热作模具钢冷轧辊材质合金含量高于常规Cr5材质，和普通锻钢Cr5材质相比轧辊抗事故性能提高一倍以上，在轧制条件相对恶劣的硅钢冷轧机、可逆轧机及连轧机前架使用更能体现材质抗事故能力强的优越性。锻造热作模具钢轧辊按用途区分为两类：
低硬度热作模具钢轧辊：适合用于中间辊和辊身硬度要求较低的可逆轧机、连轧机前架工作辊。
高硬度热作模具钢轧辊：适合用于辊身硬度要求较高的冷轧工作辊。
随着对轧辊耐磨性、抗事故性能等综合性能要求的不断提高，锻造高速钢、半高速钢轧辊成为冷轧工作辊材质的最新发展方向。此类材质碳化物形成元素合金总量应达到10%一15%以上，碳化物类型主要以高显微硬度的MC型碳化物为主，轧辊的耐磨性显著提高；同时轧辊的回火抗力增强，400～500℃以上回火，硬度可超过HSD90，轧辊的抗事故性能也因而大大提高。以中钢邢机为代表的中国轧辊企业，已成功研制出冷轧带钢用锻造半高速钢、高速钢轧辊，标志着中国锻钢冷轧辊制造水平已达到世界先进水平。
总体来说，冷轧辊产品的发展是在冷轧行业的拉动和轧辊制造相关技术的推动下前进的。从冷轧行业的需求来看，为了实现自由轧制，轧制高质量板材，降低轧辊辊耗，增加轧辊耐磨性、粗糙度保持性能、抗事故性能以及硬度均匀性等指标的要求越来越高，在这些要求的推动下，中国轧辊制造企业也在不断努力来改进和创新轧辊制造技术。
首先，锻钢轧辊合金成分不断增加，5%Cr、半高速钢、高速钢等高合金钢在冷轧辊上的应用是一个趋势，同时轧辊材质会保持一种多样性，以适应不同轧制条件的需要。
第二，新的辊坯复合制造技术的应用，为了适应轧辊表面高耐磨和芯部高综合机械性能的要求，已经有厂商在探索电渣熔铸，CPC，OSPRAY等新型表面复合技术在轧辊毛坯制备上的试用。
第三，新的轧辊热处理和加工技术的应用，计算机自动控制的加热炉和淬火设备的试用，可以增加轧辊的制造精度和表面均匀性，适应高档次轧机制需要。
②锻钢支承辊
中国整体锻钢支承辊材质总体沿着铬含量不断提高而碳含量不断降低的方向发展的，大体可分为以下几代材料：
第一代：沿用冷轧工作辊用高碳铬钢材料，含碳量0.80%～0.95%，Cr含量2%，常用的牌号有86CrMoV7、9Cr2Mo等。在我国上世纪80年代以前，整体锻钢支承辊基本都采用此种材质：目前随着支承辊材质的发展，我国大规格整体锻钢支承辊已不在使用高碳铬钢材质，而在一些小型轧机上使用的ф1000mm以下直径锻钢支承辊还有此类材质的应用。
第二代：3%Cr系列中碳支承辊用钢，含碳量0.40%～0.70%，有代表性的钢种如70Cr3Mo，此后各轧辊生产厂家续开发出50Cr3MoV、60Cr3Mo、40Cr3Mo等钢种，同属于3%Cr系列中碳支承辊钢。我国Cr3型整体锻钢支承辊是从上世纪80年代以后武钢、宝钢冷热带钢连轧机陆续投产后为适应高硬度整体锻钢支承辊市场需求而开始大量使用的，其中70Cr3Mo材质最具代表性，结合差温热处理工艺，辊身硬度可达到55-68HSD，淬硬层可在50～100mm之间选择。近年来新型现代化带钢连轧机支承辊硬度进一步提高，一般要求65-75HSD，采用Cr3型材质生产必须降低回火温度才能达到此硬度要求，这对于残余应力的释放是不利的，增加了使用中辊身断裂的可能性。
第三代：4%～5%Cr系列支承辊用钢，含碳量0.35%～0.55%，此类材质支承辊的淬硬性、抗疲劳强度、抗事故性能相对以前支承辊材质均有明显提高，己逐渐成为现代化板带轧机用高性能锻钢支承辊的主导产品。
③锻钢热轧辊
我国整体锻钢热轧辊主要用于带钢热轧机粗轧前架、初轧机以及有色金属热轧机。由于钢材轧制温度较高且随着铸造材质及工艺的不断发展，锻钢材质轧辊的应用越来越受到限制，而有色金属的热轧成锻钢热轧辊的主要应用方向。
锻钢热轧辊材质在中国发展相对滞后，一直沿用60CrMnMo、60SiMnMo、50CrMnMo等中碳低合金轧辊钢，热轧辊除采用上述材质外，还在应用86CrMoV7、9Cr2Mo等冷轧工作辊钢。十几年来，随着锻钢支承辊材质的更新换代，新型锻钢支承辊材质通过部分成份及制作工艺的调整，逐渐开始在热轧机上使用，并取得良好的使用效果，常用的有50Cr3MoV、50Cr3MolV、45Cr4NiMoV等。材质Cr含量提高至3%～5%，材料的淬硬性增强，可以获得更高的成品硬度而提高组织强韧性；由于v含量的提高，组织晶粒更加细小，这都可显著提高轧辊的抗冷热疲劳能力而减少疲劳裂纹的产生。新型Cr3-5材质C含量减少可降低材料的裂纹敏感性，另外由于Mo等合金含量增大而提高材料回火抗力，正常轧制时一般不会出现网状热冲击裂纹。
四、中国轧辊业存在问题及对策
尽管近几年中国轧辊制造业取得长足发展，但是由于受钢铁行业快速发展，国内轧辊供不应求形势的影响，我国轧辊制造业出现了无限制的发展，使得轧机装备水平参差不齐，常法铸造的一般轧辊有一定的生存空间，轧辊产品技术水平和质量等级良莠不齐。
一是产业结构不合理。据不完全统计，我国大大小小轧辊制造厂家超过300家，大多数轧辊生产企业规模小、产品单一、没有核心技术或有技术竞争力的产品，生产能力总量远大于需求，但高端产品、高技术含量、高附加值产品却供不应求，不能满足市场需求，部分品种还要靠进口来补充。
二是企业综合水平较低。手工作业、人工操作是轧辊生产企业的现状，靠经验、凭感觉是生产操作现场的主流。由于企业生产管理能力的普遍低下，致使在生产过程中工序质量难以受控，产品实物质量不稳定。而国外许多轧辊制造厂家，铸造过程已实施了计算机控制，生产过程的效率、产品质量和成本指标均远远优于我国同类企业。
三是企业发展后劲不足，缺乏核心竞争力。除几家年产量上万吨的轧辊生产厂家外，整体技术水平较低，普遍存在轧辊材料的基础性研究匮乏，原始创新和科研新产品开发能力差的问题，都是根据市场需求、客户要求来制造轧辊，轧辊制造业处于被动地位，远没有做到引导和引领市场。
除了上述因素外，大多数小的轧辊生产厂是在改革开放以来形成的，起步于乡镇企业或个体工厂，人员素质相对较低。这就导致了企业在产品定位、技术改进、新品研发、效率改善、成本控制等方面处于劣势，这种劣势随着经济的发展、市场的秩序的规范、法律法规的健全以及新进入者的竞争，逐渐将被淘汰。
因此，中国轧辊企业要想在更加激烈的竞争中生存和发展，为建设钢铁强国提供有力支撑，为保障国家经济安全尽一份力量，就不但要在装备、产品、质量、技术等方面提高核心竞争力，还要在现代企业管理、人员素质提升、品牌建设、自主研发能力以及企业文化建设方面形成优势，此外，目前中国大部分的轧辊企业规模偏小，轧辊年产能超过万吨的不足20家：集中度低，资源的配置不合理；产品结构调整的步伐慢，大部分企业都在低端产品市场进行厮杀。如果以这样的行业状况，依靠大大小小单打独斗的300多家轧辊企业去满足钢铁工业联合重组、做精做强的发展要求，显然极不匹配，也很难集成优势，与国外企业抗衡，因此对轧辊行业的整合重组势在必行。因而为保持中国轧辊业旺盛发展，应从以下四方面采取措施：
一是加强轧辊的研发投入，根据市场需求推出新的产品。可采用校企联合开发的方式合作开发新品种：自身研发实力较强的企业，自主开发新产品是企业努力的方向。
二是提高企业管理水平，加大力度提高企业的管理水平。强化市场意识，完善营销职能，加强基础管理，提高经营效率。
三是完善和提高轧辊制造装备水平，适应目前国际和国内现代化轧机用辊需求，稳定国内市场，拓展国际空间，加大出口的力度，使我国轧辊在世界上创出自己的名牌。
四是开展战略性重组与合作。基于中国轧辊行业“小而散、多而乱”的现状，而且轧辊制造技术基本成熟，各制造厂在品种和工艺上各有特点，因此在市场处于完全竞争状态下，我国轧辊制造业要想生存和发展，要对抗来自国外的竞争，必须进行战略性的调整，实施强强联合共同发展。
2009年1月19日星期一
一些中国轧辊标准
JB-T_4120-93大型合金钢锻造支承辊
JB-T 4120-2006大型锻造合金钢支承辊
JB T 3733-1993 大型锻造合金钢热轧工作辊
GB T 15546-1995 冶金轧辊术语
GB T 13314-1991 锻钢冷轧工作辊通用技术条件
GB T 13315-1991 锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法
JBT 6401-1992 大型轧辊锻件用钢.pdf
GB 1503-1989 铸钢轧辊.pdf
GB 1504-1991 铸铁轧辊.pdf
GB T 13313-1991 轧辊肖氏硬度试验方法.pdf
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YB 4052-1991 高镍铬无限冷硬离心铸铁轧辊金相检验.pdf
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YB T 139-1998 复合铸钢支承辊.pdf
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2009年1月8日星期四
国内外电渣冶金发展概况
国内外电渣冶金发展概况
电渣冶金起源于美国，一九四O年霍普金斯取得了发明专利。一九五八年，苏联德聂泊尔特钢厂工业电渣炉建成，现代电渣冶金开始进入工业化进程。46年来国内外电渣冶金取得了突飞猛进的发展，新工艺、新技术层出不穷，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。了解和掌握国内外电渣冶金发展概况，对东北特钢电渣冶金的定位及决策具有一定的参考价值。
1 国外电渣冶金发展概况 一九四○年虽然霍普金斯已取得了发明专利，但是由于当时技术上的封闭和不成熟，以及理论上存在着电渣冶金是埋弧过程的错误的主导思想，致使电渣冶金的发展长期处于停滞状态。 现代电渣冶金技术是由前苏联发展起来的。乌克兰巴顿电焊研究院在埋弧焊接过程中偶然发现，过多的渣液会使电弧熄灭，并使操作变得平稳，于是发明了电渣焊。并在电渣焊的基础上开发出电渣冶金技术。一九五八年，乌克兰德聂泊尔特钢厂建成了世界第一台0.5t工业电渣炉，使电渣冶金进入了工业化生产进程。 进入六十年代，出于航空航天及军备竞赛的需要，苏联对电渣冶金开展了大量的研究工作，并曾一度把发展电渣冶金作为苏联的第二党纲，极大地推动了电渣冶金的发展。而美国和西欧的一些国家，在真空电弧重熔与电渣金熔经历了七年激烈竞争后确认，电渣重熔不仅设备简单，易于操作，成本较低，在质量方面，除去气不及真空电弧重熔外，结晶组织、钢锭表面、脱硫及去除夹杂物的能力均优于真空电弧重熔。因此，很多航空材料转向由电渣重熔设备生产。一些生产真空冶金设备的专业厂家如美国的Consarc公司，西德的Loybold-Hereaus公司及奥地利的BohClr公司等，也都转向生产电渣炉。由于很多国家都致力于发展电渣冶金，六、七十年代是电渣冶金飞跃发展的年代。 多年来，国外电渣冶金已不满足于一般电渣锭的生产，在工业技术成熟的基础上向着更深更广的领域发展，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。已开发出的工艺技术有：电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣离心浇注、电渣复合熔铸及快速电渣重熔等。 尤其值得重视的是电渣熔铸异形件的发展，小到几十克重的不锈钢假牙齿，大到几十吨重的发电机转子，直至重量超过百吨的水泥回转窑炉圈等，均可不经锻造在异形水冷结晶器中直接熔铸成型。现在电渣熔铸的主要产品有大型发电机转子、水轮机叶片、船舶柴油机大型曲轴、各种高压容器、大型环件、各类轧辊、模具、透平涡轮盘、厚壁中空管、石油裂化管、齿轮毛坯、三通管、核电站压水堆主回路管道等。种类规格之多，形状之复杂不胜枚举。 除此之外，实用性较强，具有发展前景的还有电渣热封顶、电渣离心浇注及快速电渣重熔等。 电渣热封顶(ESHT)即电渣热补缩有两种类型。一是大型铸锭的电渣热封顶，二是大型铸件的电渣热封顶。其功效都在于减小缩孔深度，消除疏松和偏析，提高铸锭及铸件的成材率。大型铸锭的电渣热封顶是用一般冶炼方法冶炼的钢液浇入盛有渣料的钢锭模。由于融渣的比重大大小于钢液，因此在锭模内钢液上面迅速形成一个渣池，将金属电极或石墨电极插入渣池，适量输入电能即可进行热封顶。采用金属电极热封顶，可使金属液以熔滴的形式不断地填充缩孔，效果优于石墨电极。但必须制备与铸锭化学成分相同的“本钢种”金属电极。 在采用电渣热封顶技术的国家中，奥地利采用水冷保温帽，意大利采用耐火材料做保温帽，乌克兰采用石墨衬和耐火水泥勾缝的保温帽。水冷保温帽热损失稍高，但可避免耐火材料污染钢液，并且没有耐火材料消耗。 日本特殊电极份公司与小松制造厂推出冒口加热装置，实质上是用于铸件的电渣热封顶装置。热封顶过程中，将带有石墨电极的活动的三角支架，固定在已浇注完毕的砂型上，然后将石墨电极降至冒口端的渣中通电保温，防止铸件在凝固过程中产生缩孔及疏松等缺陷。实验报告表明，同样是7.6t的铸钢件，用常规方法浇注的铸件，冒口重量为3.52t，而用电渣热封顶的方法冒口重量仅为620kg。收得率由常规方法的68%提高到92%。过去必须开动两台电炉同时浇注才能满足铸件重量要求的产品，采用电渣热封顶，提高金属收得率后，有时仅开动一台炉子即可浇注成，使电费、耐火材料费、人工费、火切费及热处理费等均明显降低。 电渣离心浇注是把有衬电渣冶炼及离心浇注两项技术融合在一起，将有衬电渣炉冶炼的钢液连同融渣一起倒入模内，在离心铸造的旋转过程中，模具内表面形成均匀的渣壳，为各种异形铸件表面质量的提高创造了有利条件;液态金属在离心力的作用下凝固结晶，成为组织致密的铸件。该技术在国内外应用较为广泛。 快速电渣重熔的内容已由 2003年《辽宁特殊钢》杂志第一期详细刊载，故不赘述。 随着电渣冶金的发展及金属材料要求的不断提高，钢锭大型化已成为电渣冶金发展的必然趋势。最初各国工业电渣炉容量仅为0.5t，大一些的一般也不超过3吨。八十年代中期，很多国家都有了50吨以上的电渣炉，就连印度这样的发展中国家也建立了88吨电渣炉。目前，世界上最大的电渣炉是我国上海重型机器厂的200吨电渣炉及德国萨尔钢厂的165吨电渣炉。世界上最大的电渣钢生产厂家是乌克兰德聂泊尔特钢厂，该厂拥有22台电渣炉和年产10万吨电渣钢的生产能力。 在理论上，电渣冶金去除非金属夹杂物的机理发生了极大变化。过去受苏联的影响电渣冶金工作者普遍认为，电渣冶金去除非金属夹杂物主要靠夹杂物从金属熔池中向上浮升，之后被融渣吸附。当浮升速度大于金属的结晶速度时，夹杂物就能得以去除;当浮升速度小于金属的结晶速度时，夹杂物就残留在金属中。 我国李正邦等电渣冶金工作者经过实验，提出电渣冶金去除非金属夹杂物主要靠电极末端熔滴形成的过程。这一过程使近三分之二的夹杂物得以去除。其余三分之一是在熔滴通过渣池向金属熔池过渡及夹杂物由金属熔池向上浮升等阶段去除的。这一理论在80年代逐渐为诸多国家的电渣冶金工作者所接受，在1988年第九届国际真空冶金会议上，美国真空冶金学会主席G·K·Bhat博士表示：“从此去夹杂物机理之争可以结束”。 在工艺方面，正常重熔期采用递减功率代替了恒功率输入，使电渣钢的冶金质量得到很大的提高。扩大充填比(电极直径/结晶器直径)已成为电渣冶金发展的必然趋势。很多欧美国家都采用大充填比的工艺，充填比一般控制在0.7-0.8左右，收到了明显的节电效果。在渣系的研究和使用上，已不局限于惯用的ANF-6即CaF 2 /Al 2 O 3 ＝70/30的为数不多的渣系，各种二元渣、三元渣、四元渣及五元渣的出现，为提高电渣冶金工艺的适用性和再现性创造了有利条件。 在电渣冶金设备的设计与制造方面，应用了很多新技术、新材料，实现了电渣冶金先进的工艺思想与生产实际的完美结合。尤其是保护性气氛电渣炉、高压电渣炉和真空电渣炉相继问世，为电渣冶金的发展开创了更加广阔的空间。早期的保护性气氛电渣炉是在结晶器上方安置了可输入气体的环形保护罩，结晶器与大气是相通的。封闭结晶器并起到保护作用的主要靠氩气、氨气及干燥空气较空气重的比重。另外，气体输入过程中也有一定的压力。保护性气氛电渣炉在防止电渣钢增氢，减少易氧化元素烧损方面作用比较明显。 新型保护性气氛电渣炉属于全封闭式电渣炉，结晶器上方用气密保护罩封闭、冶炼是在全封闭式惰性气体保护下进行的，因此，保护效果会更好些。 高压电渣炉主要用于生产发电机护环用无磁高氮奥氏体不锈钢。高压电磁炉属于全封闭式电渣炉，重熔过程中熔炼室的氮气压力高达4.2MPa。自耗电极由电弧炉生产，氮是以Si3N4 的形式加入钢中的。德国已用高压电渣炉生产出直径为一米，重达20吨的电渣锭。重熔后钢中氮含量与自耗电极相比有很大的提高。含氮0.85%-1.05%的元磁护环钢屈服强度达到1500N/mm 2 以上，满足了核电站建设的技术要求。近几年来奥地利、保加利亚等国家也建造了高压电渣炉。 真空电渣炉始建于德国，它结合和保留了真空电弧炉及电渣炉的优点，克服了二者的缺点，使重熔金属不仅具有良好的结晶组织、高的纯净度、低的含硫量及气体含量，而且消除了白点及年轮状偏析，没有元素烧损，使高温合金的重熔质量得到极大的改善。真空电炉炉和真空电渣炉同样是在真空状态下进行精炼，其主要区别在于，真空电弧炉的精炼是在没有融渣的情况下进行的，精炼过程属于电弧过程，而真空电渣炉的精炼是自耗电极自始自终插入融渣之中，精炼过程属于电渣过程。目前世界上仅有德国、意大利、日本等国家有真空电渣炉，其普及率不高的原因，除造价因素外，工艺技术的适应性方面还存在着一定的问题。
2 我国的电渣冶金发展概况 我国是世界上电渣冶金起步较早的国家之一。一九六○年，重庆特殊钢厂、大冶特殊钢厂，大连钢厂及上钢五厂的电渣炉先后建成投产。紧随其后齐齐哈尔钢厂、抚顺钢厂等工业电渣炉相继建成投产。四十多年来，我国电渣冶金始终保持着旺盛的发展趋势势。随着我国科学技术突飞猛进的发展，航天航海、汽车制造、石油化工、电站建设、核设施、机械制造等诸多行业，以及军工事业的发展、产品更新换代、列车提速等诸多环节都对钢的质量提出越来越高的要求。电渣钢以其金属纯净度高、组织致密、成分均匀、金属各向异性小、钢锭表面光洁及成材率高等特点，进一步显现出勃勃生机。洛阳轴承研究所于一九九七年发表在《特殊钢》杂志第四期的题目为《轴承钢冶炼工艺对滚动轴承额定功率负荷系数的影响》的文章中，对电弧炉、真空脱气和电渣工艺冶炼的204轴承进行寿命试验后，得出的结论是：“真空脱气钢的轴承额定寿命比电炉钢提高4倍，接触疲劳额定寿命提高0.8倍;用电渣钢制造的轴承平均额定寿命比电炉钢提高11倍，接触疲劳额定寿命提高2倍”。这一事实说明，真空脱气无法代替电渣重熔。 近些年来，由于电渣钢产品质量优异，越来 越多的用户订货时在合同的冶炼方法一栏明确要求“电渣重熔”。由于电渣炉属于投资少、见效快的项目，无论是冶金行业，还是机械行业均看好电渣钢产品市场，纷纷出资建造电渣炉，很多厂家同时建造几台电渣炉。目前国内新建电渣炉的数量之多，速度之快令人难以想象。 从趋势上看，新建电渣炉向着钢锭大型化的方向发展。八十年代，绝大多数厂家的电渣炉都在三吨以下，而近10年来十吨以上的电渣炉已相当普遍。就连山东民营企业也建起了40吨电渣炉。 另外，引进电渣炉的数量也呈增加的趋势，一九七九年，齐齐哈尔钢厂从西德莱保尔德——海拉斯公司引进了一台十吨单相、单支臂、双熔位、保护性气氛电渣炉。之后近20年的时间里， 没有厂家再从国外引进电渣炉。九十年代末期以来，邢台轧辊厂、内蒙二机及上钢五厂先后从美国引进了四台电渣炉。 随着引进电渣炉数量的增加，国外电渣炉一些先进技术也逐渐被移植。重力传感器的使用为电子称重系统的应用以及计算机控制熔化速率提供了必要条件。 从我国电渣炉的发展情况看，控制系统已由简单的自耦，甚至手动控制，发展为可控硅或PLC控制，部分厂家采用了计算机控制。但是由于我国在冶炼工艺与计算机的结合方面存在着薄弱环节，当前很多厂家的计算机控制实质上还是停留在一般的冶炼过程控制上。真正意义上的计算机控制应当是在控制冶炼过程的同时，控制熔化速率及熔池的深度和形状。 在传动机构方面，已由精密球型丝杠及液压传动取代了钢丝绳及梯型丝杠，使支臂及托锭承重小车的升降更加灵活、平稳、准确。另外，立柱旋转取代了支臂旋转，不仅解决了支臂旋转巨大的齿轮制造及安装方面的困难，而且减少了零部件重量，所占空间及造价，转动更加灵活，设备外观给人以简洁明快之感。 变压器由过去的冶炼过程中必须断电换档的无载有级调压，发展为不需断电即可发迹和调整冶炼电压的有载有级和有载无级变压器，有载无级变压器可以在带有负载，即在冶炼过程中，不需断电就可把电压调整到任何所需位置。有载无级调压变压器的出现，为实现真正意义上的计算机控制提供了必要条件。从变压器的冷却方式上，由原来的强制油循环冷却，发展为干式风冷。随着铁芯材料质量的提高，变压器发热的现象明显减弱，自冷式变压器将成为电渣炉用变压器的发展方向。西安变压器厂为山东一企业制造的 40t 电渣炉用 6000KVA 大型变压器就是采用自行冷却方式冷却的。其主要缺点是为了增大散热面积，变压器的体积较大。 为了减少电抗造成的电能损失，消除散磁、降低电流的搅拌作用，防止出现点状偏析，同轴设计电路（同轴导电立柱、同轴电缆）将会成为电渣炉今后的发展方向，到目前为止，国内引进的五台电渣炉全部采用的同轴设计电路。 另外，二次环路中通过强大的电流，在电渣炉附近空间会形成一个强大的交变磁场，磁场内的钢铁构件，甚至混凝土中的钢筋都要产生涡流发热，即增加了网路的电能损耗，又有损于结构件的强度。这一点应当成为新型电渣炉设计必须考虑的问题。 从国内电渣钢产量及生产能力方面也呈现出迅猛发展的态势。李正邦著《电渣冶金原理及应用》及姜周华著《电渣冶金的物理化学及传输现象》的文章中记载：我国冶金系统有工业电渣炉 86 台，电渣钢年生产能力为 10 万台。可在短短的几年内，仅东北特钢就成为拥有 30 台电渣炉，形成年产 8.5-9 万吨电渣钢的生产能力。目前，已形成年产两万吨电渣钢生产能力的厂家有抚顺特钢、北满特钢、大冶特钢和西宁特钢。 我国是电渣冶金起步较早的国家，属于电渣冶金技术先进的国家。但是在采用电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣离心浇注、电渣复合熔铸、快速电渣重熔等新技术方面普及面不宽，甚至在某些领域近乎处于空白状态。 我国在电渣熔铸异形件方面工作开展较早，很多厂家及院所在六、七十年代就对曲轴、炮管、飞机发动机涡轮盘、轧辊、模块等异形件进行过研制，但是电渣熔铸异形件这项技术始终没有真正发展起来。目前，实现工业化生产具有代表性的有西宁特钢电渣熔铸轧辊、模块；沈阳铸造研究所的大型电站用水轮机叶片、挖掘机复合斗齿、气压机连杆；成都冶金硬面技术加工厂的供无缝管生产用复合穿孔顶头等。 东北特钢成立后，北满、抚顺、大连三地合一，电渣炉总数为 30 台，可形成年产 8.5-9 万吨电渣钢的生产能力。成为世界上电渣炉炉台总数第一、产量规格一流的大型电渣钢生产集团公司。在发展战略上，东北特钢的电渣冶金不能仅仅满足于做大，更重要的是要做精、做强，使我们的电渣钢质量在国内最高、成本最低、产品最具市场竞争力、产品综合实力达到国际一流水平。因此如何打造东北特钢电渣冶金航母，是摆在我们面前的一项重要课题。我们坚信，有东北特钢电渣冶金雄厚的基础及资源共享、优势互补这一得天独厚的环境，三地之间互相学习、互相促进、取长补短、共同提高，通过不断地优化和改进工艺，推广新工艺、新技术，努力提高电渣钢的实物质量，降低生产制造成本，东北特钢的电渣冶金定会取得更大的发展。
作者：隋铁流 http://www.china001.com/
电渣冶金起源于美国，一九四O年霍普金斯取得了发明专利。一九五八年，苏联德聂泊尔特钢厂工业电渣炉建成，现代电渣冶金开始进入工业化进程。46年来国内外电渣冶金取得了突飞猛进的发展，新工艺、新技术层出不穷，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。了解和掌握国内外电渣冶金发展概况，对东北特钢电渣冶金的定位及决策具有一定的参考价值。
1 国外电渣冶金发展概况 一九四○年虽然霍普金斯已取得了发明专利，但是由于当时技术上的封闭和不成熟，以及理论上存在着电渣冶金是埋弧过程的错误的主导思想，致使电渣冶金的发展长期处于停滞状态。 现代电渣冶金技术是由前苏联发展起来的。乌克兰巴顿电焊研究院在埋弧焊接过程中偶然发现，过多的渣液会使电弧熄灭，并使操作变得平稳，于是发明了电渣焊。并在电渣焊的基础上开发出电渣冶金技术。一九五八年，乌克兰德聂泊尔特钢厂建成了世界第一台0.5t工业电渣炉，使电渣冶金进入了工业化生产进程。 进入六十年代，出于航空航天及军备竞赛的需要，苏联对电渣冶金开展了大量的研究工作，并曾一度把发展电渣冶金作为苏联的第二党纲，极大地推动了电渣冶金的发展。而美国和西欧的一些国家，在真空电弧重熔与电渣金熔经历了七年激烈竞争后确认，电渣重熔不仅设备简单，易于操作，成本较低，在质量方面，除去气不及真空电弧重熔外，结晶组织、钢锭表面、脱硫及去除夹杂物的能力均优于真空电弧重熔。因此，很多航空材料转向由电渣重熔设备生产。一些生产真空冶金设备的专业厂家如美国的Consarc公司，西德的Loybold-Hereaus公司及奥地利的BohClr公司等，也都转向生产电渣炉。由于很多国家都致力于发展电渣冶金，六、七十年代是电渣冶金飞跃发展的年代。 多年来，国外电渣冶金已不满足于一般电渣锭的生产，在工业技术成熟的基础上向着更深更广的领域发展，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。已开发出的工艺技术有：电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣离心浇注、电渣复合熔铸及快速电渣重熔等。 尤其值得重视的是电渣熔铸异形件的发展，小到几十克重的不锈钢假牙齿，大到几十吨重的发电机转子，直至重量超过百吨的水泥回转窑炉圈等，均可不经锻造在异形水冷结晶器中直接熔铸成型。现在电渣熔铸的主要产品有大型发电机转子、水轮机叶片、船舶柴油机大型曲轴、各种高压容器、大型环件、各类轧辊、模具、透平涡轮盘、厚壁中空管、石油裂化管、齿轮毛坯、三通管、核电站压水堆主回路管道等。种类规格之多，形状之复杂不胜枚举。 除此之外，实用性较强，具有发展前景的还有电渣热封顶、电渣离心浇注及快速电渣重熔等。 电渣热封顶(ESHT)即电渣热补缩有两种类型。一是大型铸锭的电渣热封顶，二是大型铸件的电渣热封顶。其功效都在于减小缩孔深度，消除疏松和偏析，提高铸锭及铸件的成材率。大型铸锭的电渣热封顶是用一般冶炼方法冶炼的钢液浇入盛有渣料的钢锭模。由于融渣的比重大大小于钢液，因此在锭模内钢液上面迅速形成一个渣池，将金属电极或石墨电极插入渣池，适量输入电能即可进行热封顶。采用金属电极热封顶，可使金属液以熔滴的形式不断地填充缩孔，效果优于石墨电极。但必须制备与铸锭化学成分相同的“本钢种”金属电极。 在采用电渣热封顶技术的国家中，奥地利采用水冷保温帽，意大利采用耐火材料做保温帽，乌克兰采用石墨衬和耐火水泥勾缝的保温帽。水冷保温帽热损失稍高，但可避免耐火材料污染钢液，并且没有耐火材料消耗。 日本特殊电极份公司与小松制造厂推出冒口加热装置，实质上是用于铸件的电渣热封顶装置。热封顶过程中，将带有石墨电极的活动的三角支架，固定在已浇注完毕的砂型上，然后将石墨电极降至冒口端的渣中通电保温，防止铸件在凝固过程中产生缩孔及疏松等缺陷。实验报告表明，同样是7.6t的铸钢件，用常规方法浇注的铸件，冒口重量为3.52t，而用电渣热封顶的方法冒口重量仅为620kg。收得率由常规方法的68%提高到92%。过去必须开动两台电炉同时浇注才能满足铸件重量要求的产品，采用电渣热封顶，提高金属收得率后，有时仅开动一台炉子即可浇注成，使电费、耐火材料费、人工费、火切费及热处理费等均明显降低。 电渣离心浇注是把有衬电渣冶炼及离心浇注两项技术融合在一起，将有衬电渣炉冶炼的钢液连同融渣一起倒入模内，在离心铸造的旋转过程中，模具内表面形成均匀的渣壳，为各种异形铸件表面质量的提高创造了有利条件;液态金属在离心力的作用下凝固结晶，成为组织致密的铸件。该技术在国内外应用较为广泛。 快速电渣重熔的内容已由 2003年《辽宁特殊钢》杂志第一期详细刊载，故不赘述。 随着电渣冶金的发展及金属材料要求的不断提高，钢锭大型化已成为电渣冶金发展的必然趋势。最初各国工业电渣炉容量仅为0.5t，大一些的一般也不超过3吨。八十年代中期，很多国家都有了50吨以上的电渣炉，就连印度这样的发展中国家也建立了88吨电渣炉。目前，世界上最大的电渣炉是我国上海重型机器厂的200吨电渣炉及德国萨尔钢厂的165吨电渣炉。世界上最大的电渣钢生产厂家是乌克兰德聂泊尔特钢厂，该厂拥有22台电渣炉和年产10万吨电渣钢的生产能力。 在理论上，电渣冶金去除非金属夹杂物的机理发生了极大变化。过去受苏联的影响电渣冶金工作者普遍认为，电渣冶金去除非金属夹杂物主要靠夹杂物从金属熔池中向上浮升，之后被融渣吸附。当浮升速度大于金属的结晶速度时，夹杂物就能得以去除;当浮升速度小于金属的结晶速度时，夹杂物就残留在金属中。 我国李正邦等电渣冶金工作者经过实验，提出电渣冶金去除非金属夹杂物主要靠电极末端熔滴形成的过程。这一过程使近三分之二的夹杂物得以去除。其余三分之一是在熔滴通过渣池向金属熔池过渡及夹杂物由金属熔池向上浮升等阶段去除的。这一理论在80年代逐渐为诸多国家的电渣冶金工作者所接受，在1988年第九届国际真空冶金会议上，美国真空冶金学会主席G·K·Bhat博士表示：“从此去夹杂物机理之争可以结束”。 在工艺方面，正常重熔期采用递减功率代替了恒功率输入，使电渣钢的冶金质量得到很大的提高。扩大充填比(电极直径/结晶器直径)已成为电渣冶金发展的必然趋势。很多欧美国家都采用大充填比的工艺，充填比一般控制在0.7-0.8左右，收到了明显的节电效果。在渣系的研究和使用上，已不局限于惯用的ANF-6即CaF 2 /Al 2 O 3 ＝70/30的为数不多的渣系，各种二元渣、三元渣、四元渣及五元渣的出现，为提高电渣冶金工艺的适用性和再现性创造了有利条件。 在电渣冶金设备的设计与制造方面，应用了很多新技术、新材料，实现了电渣冶金先进的工艺思想与生产实际的完美结合。尤其是保护性气氛电渣炉、高压电渣炉和真空电渣炉相继问世，为电渣冶金的发展开创了更加广阔的空间。早期的保护性气氛电渣炉是在结晶器上方安置了可输入气体的环形保护罩，结晶器与大气是相通的。封闭结晶器并起到保护作用的主要靠氩气、氨气及干燥空气较空气重的比重。另外，气体输入过程中也有一定的压力。保护性气氛电渣炉在防止电渣钢增氢，减少易氧化元素烧损方面作用比较明显。 新型保护性气氛电渣炉属于全封闭式电渣炉，结晶器上方用气密保护罩封闭、冶炼是在全封闭式惰性气体保护下进行的，因此，保护效果会更好些。 高压电渣炉主要用于生产发电机护环用无磁高氮奥氏体不锈钢。高压电磁炉属于全封闭式电渣炉，重熔过程中熔炼室的氮气压力高达4.2MPa。自耗电极由电弧炉生产，氮是以Si3N4 的形式加入钢中的。德国已用高压电渣炉生产出直径为一米，重达20吨的电渣锭。重熔后钢中氮含量与自耗电极相比有很大的提高。含氮0.85%-1.05%的元磁护环钢屈服强度达到1500N/mm 2 以上，满足了核电站建设的技术要求。近几年来奥地利、保加利亚等国家也建造了高压电渣炉。 真空电渣炉始建于德国，它结合和保留了真空电弧炉及电渣炉的优点，克服了二者的缺点，使重熔金属不仅具有良好的结晶组织、高的纯净度、低的含硫量及气体含量，而且消除了白点及年轮状偏析，没有元素烧损，使高温合金的重熔质量得到极大的改善。真空电炉炉和真空电渣炉同样是在真空状态下进行精炼，其主要区别在于，真空电弧炉的精炼是在没有融渣的情况下进行的，精炼过程属于电弧过程，而真空电渣炉的精炼是自耗电极自始自终插入融渣之中，精炼过程属于电渣过程。目前世界上仅有德国、意大利、日本等国家有真空电渣炉，其普及率不高的原因，除造价因素外，工艺技术的适应性方面还存在着一定的问题。
2 我国的电渣冶金发展概况 我国是世界上电渣冶金起步较早的国家之一。一九六○年，重庆特殊钢厂、大冶特殊钢厂，大连钢厂及上钢五厂的电渣炉先后建成投产。紧随其后齐齐哈尔钢厂、抚顺钢厂等工业电渣炉相继建成投产。四十多年来，我国电渣冶金始终保持着旺盛的发展趋势势。随着我国科学技术突飞猛进的发展，航天航海、汽车制造、石油化工、电站建设、核设施、机械制造等诸多行业，以及军工事业的发展、产品更新换代、列车提速等诸多环节都对钢的质量提出越来越高的要求。电渣钢以其金属纯净度高、组织致密、成分均匀、金属各向异性小、钢锭表面光洁及成材率高等特点，进一步显现出勃勃生机。洛阳轴承研究所于一九九七年发表在《特殊钢》杂志第四期的题目为《轴承钢冶炼工艺对滚动轴承额定功率负荷系数的影响》的文章中，对电弧炉、真空脱气和电渣工艺冶炼的204轴承进行寿命试验后，得出的结论是：“真空脱气钢的轴承额定寿命比电炉钢提高4倍，接触疲劳额定寿命提高0.8倍;用电渣钢制造的轴承平均额定寿命比电炉钢提高11倍，接触疲劳额定寿命提高2倍”。这一事实说明，真空脱气无法代替电渣重熔。 近些年来，由于电渣钢产品质量优异，越来 越多的用户订货时在合同的冶炼方法一栏明确要求“电渣重熔”。由于电渣炉属于投资少、见效快的项目，无论是冶金行业，还是机械行业均看好电渣钢产品市场，纷纷出资建造电渣炉，很多厂家同时建造几台电渣炉。目前国内新建电渣炉的数量之多，速度之快令人难以想象。 从趋势上看，新建电渣炉向着钢锭大型化的方向发展。八十年代，绝大多数厂家的电渣炉都在三吨以下，而近10年来十吨以上的电渣炉已相当普遍。就连山东民营企业也建起了40吨电渣炉。 另外，引进电渣炉的数量也呈增加的趋势，一九七九年，齐齐哈尔钢厂从西德莱保尔德——海拉斯公司引进了一台十吨单相、单支臂、双熔位、保护性气氛电渣炉。之后近20年的时间里， 没有厂家再从国外引进电渣炉。九十年代末期以来，邢台轧辊厂、内蒙二机及上钢五厂先后从美国引进了四台电渣炉。 随着引进电渣炉数量的增加，国外电渣炉一些先进技术也逐渐被移植。重力传感器的使用为电子称重系统的应用以及计算机控制熔化速率提供了必要条件。 从我国电渣炉的发展情况看，控制系统已由简单的自耦，甚至手动控制，发展为可控硅或PLC控制，部分厂家采用了计算机控制。但是由于我国在冶炼工艺与计算机的结合方面存在着薄弱环节，当前很多厂家的计算机控制实质上还是停留在一般的冶炼过程控制上。真正意义上的计算机控制应当是在控制冶炼过程的同时，控制熔化速率及熔池的深度和形状。 在传动机构方面，已由精密球型丝杠及液压传动取代了钢丝绳及梯型丝杠，使支臂及托锭承重小车的升降更加灵活、平稳、准确。另外，立柱旋转取代了支臂旋转，不仅解决了支臂旋转巨大的齿轮制造及安装方面的困难，而且减少了零部件重量，所占空间及造价，转动更加灵活，设备外观给人以简洁明快之感。 变压器由过去的冶炼过程中必须断电换档的无载有级调压，发展为不需断电即可发迹和调整冶炼电压的有载有级和有载无级变压器，有载无级变压器可以在带有负载，即在冶炼过程中，不需断电就可把电压调整到任何所需位置。有载无级调压变压器的出现，为实现真正意义上的计算机控制提供了必要条件。从变压器的冷却方式上，由原来的强制油循环冷却，发展为干式风冷。随着铁芯材料质量的提高，变压器发热的现象明显减弱，自冷式变压器将成为电渣炉用变压器的发展方向。西安变压器厂为山东一企业制造的 40t 电渣炉用 6000KVA 大型变压器就是采用自行冷却方式冷却的。其主要缺点是为了增大散热面积，变压器的体积较大。 为了减少电抗造成的电能损失，消除散磁、降低电流的搅拌作用，防止出现点状偏析，同轴设计电路（同轴导电立柱、同轴电缆）将会成为电渣炉今后的发展方向，到目前为止，国内引进的五台电渣炉全部采用的同轴设计电路。 另外，二次环路中通过强大的电流，在电渣炉附近空间会形成一个强大的交变磁场，磁场内的钢铁构件，甚至混凝土中的钢筋都要产生涡流发热，即增加了网路的电能损耗，又有损于结构件的强度。这一点应当成为新型电渣炉设计必须考虑的问题。 从国内电渣钢产量及生产能力方面也呈现出迅猛发展的态势。李正邦著《电渣冶金原理及应用》及姜周华著《电渣冶金的物理化学及传输现象》的文章中记载：我国冶金系统有工业电渣炉 86 台，电渣钢年生产能力为 10 万台。可在短短的几年内，仅东北特钢就成为拥有 30 台电渣炉，形成年产 8.5-9 万吨电渣钢的生产能力。目前，已形成年产两万吨电渣钢生产能力的厂家有抚顺特钢、北满特钢、大冶特钢和西宁特钢。 我国是电渣冶金起步较早的国家，属于电渣冶金技术先进的国家。但是在采用电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣离心浇注、电渣复合熔铸、快速电渣重熔等新技术方面普及面不宽，甚至在某些领域近乎处于空白状态。 我国在电渣熔铸异形件方面工作开展较早，很多厂家及院所在六、七十年代就对曲轴、炮管、飞机发动机涡轮盘、轧辊、模块等异形件进行过研制，但是电渣熔铸异形件这项技术始终没有真正发展起来。目前，实现工业化生产具有代表性的有西宁特钢电渣熔铸轧辊、模块；沈阳铸造研究所的大型电站用水轮机叶片、挖掘机复合斗齿、气压机连杆；成都冶金硬面技术加工厂的供无缝管生产用复合穿孔顶头等。 东北特钢成立后，北满、抚顺、大连三地合一，电渣炉总数为 30 台，可形成年产 8.5-9 万吨电渣钢的生产能力。成为世界上电渣炉炉台总数第一、产量规格一流的大型电渣钢生产集团公司。在发展战略上，东北特钢的电渣冶金不能仅仅满足于做大，更重要的是要做精、做强，使我们的电渣钢质量在国内最高、成本最低、产品最具市场竞争力、产品综合实力达到国际一流水平。因此如何打造东北特钢电渣冶金航母，是摆在我们面前的一项重要课题。我们坚信，有东北特钢电渣冶金雄厚的基础及资源共享、优势互补这一得天独厚的环境，三地之间互相学习、互相促进、取长补短、共同提高，通过不断地优化和改进工艺，推广新工艺、新技术，努力提高电渣钢的实物质量，降低生产制造成本，东北特钢的电渣冶金定会取得更大的发展。
作者：隋铁流 http://www.china001.com/
轧辊材料及热处理工艺
轧辊材料及热处理工艺
频道：钢铁 发布时间：2008-05-14
轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺，同时，对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。 传统冷轧辊材料及其热处理方式 冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。 国内外冷轧工作辊一般使用的材质有ＧＣｒ15、9Ｃｒ2、9Ｃｒ、9ＣｒＶ、9Ｃｒ2Ｗ、9Ｃｒ2Ｍｏ、60ＣｒＭｏＶ、80ＣｒＮｉ3Ｗ、8ＣｒＭｏＶ、86ＣｒＭｏＶ7、Ｍｏ3Ａ等。 20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用1.5%～2%Ｃｒ锻钢。此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。 从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢(ＨＳＬＡ)的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Ｃｒ-Ｍｏ型或Ｃｒ-Ｍｏ-Ｖ型钢工作辊，如我国一直使用的9Ｃｒ2Ｍｏ、9Ｃｒ2ＭｏＶ和86ＣｒＭｏＶ7、俄罗斯的9Ｘ2ＭΦ、西德的86Ｃｒ2ＭｏＶ7、日本的ＭＣ2等。这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15ｍｍ(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。 通过改进热处理方式，即进行重淬1～2次，提高了该类轧辊的淬硬层，但每次重淬不仅需要一定的热处理费用，而且会使轧辊直径都要损失5ｍｍ左右，同时轧辊在经过多次热处理后容易变形，难以满足高精度轧辊的形位公差要求。因此，研制深淬硬层冷轧辊不仅可以大幅度地降低冷轧辊的消耗，减少轧辊在使用过程中的重新淬火次数，延长轧辊寿命，具有重大的经济效益。 为了减少重淬消耗，提高轧辊的淬硬层深度、接触疲劳强度、韧性，延长其使用寿命，从20世纪70年代后期到80年代中期，国内外开始研究使用铬含量在3%～5%的深淬硬层冷轧工作辊钢。3%铬冷轧辊不需重淬，且有效淬硬层深度可达到25～30ｍｍ，5%Ｃｒ冷轧辊有效淬硬层深度则达到40ｍｍ，其耐磨性和抗事故性能也有显著提高。在这一阶段，国内试制了9Ｃｒ3ＭｏＶ钢，国外一些制造厂也先后开发推广了深淬硬层冷轧辊，如美国的3.25%Ｃｒ钢和5%Ｃｒ钢，日本的ＫａｎｔｏｃＲＰ53、ＦＨ13、ＭｎＭＣ3和ＭＣ5等。这些钢都采用高碳高合金材料，具有良好的硬度和耐磨性，但轧辊淬硬表面脆性大，接触疲劳寿命低，质量不稳定。 为提高淬硬层深及接触疲劳寿命，降低淬硬层脆性及过热敏感性，同时也为满足轧件对冷轧工作辊力学性能和使用性能的进一步要求，自20世纪80年代中、后期，国外轧辊生产厂对5%Ｃｒ冷轧辊钢进行了化学成分的优化工作，主要是在5%Ｃｒ钢中增加钼、钒的含量或加入钛、镍等元素。 添加0.1%左右钛的5%Ｃｒ钢轧辊中，钛以碳氮化合物(ＴｉＣＮ)形式在基体中微细析出，经过摩擦损耗后ＴｉＣＮ脱落，在轧辊表面形成划痕，使适度的粗度再生。在镀锡板轧机的实际操作中，有效利用粗糙度降低小的优点，从轧制初期就可高速轧制。 在最终热处理过程中，对轧辊钢的淬火和加热限制在奥氏体中含碳量不超过0.6%的程度，然后进行尽可能强烈的冷却，这样就可以得到较深的淬硬层。此时，轧辊的淬硬层组织除隐针马氏体(以板条为主)外，尚有约4%的碳化物和10%左右的残留奥氏体。轧辊的表面硬度(包括残余压应力的影响)约为ＨＳ(Ｄ)95～99。最后，用低温回火将轧辊表面硬度调整到规定值，低温回火越充分，硬度偏低时韧性越好，抗热裂能力越高。钼、钒含量的增加导致淬火后钢中含有较多的残余奥氏体，回火后大部分又转变为新马氏体，这样就有助于提高轧辊硬度，增强耐磨性并降低磨损面粗糙度。 传统热轧辊材料的选用及热处理工艺 热轧辊常工作在700℃～800℃的高温环境，与灼热的钢坯相接触，需要承受强大的轧制力，同时表面要承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。这就要求热轧辊材料必须具有高的淬透性、低的热膨胀系数、高的热传导能力和高的高温屈服强度及高的抗氧化性。 国内曾经使用过锻钢轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，除普通冷硬铸铁外，还有低镍铬钼、中镍铬钼、高镍铬钼铸铁材料，高档次的冷硬铸铁材料为高镍铬钼冷硬铸铁。这类材质轧辊的缺点是硬度低，耐磨性不好。后来采用了球墨复合铸铁轧辊，相对而言，使用寿命提高了几倍，至今仍然在使用。国外则一般采用半钢和高硬度特殊半钢材质，对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。 为了提高热轧辊的表面耐磨性，热轧辊的材料不断地得到改进，其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。 高铬铸铁轧辊的化学成分为：2.0%～4.0%Ｃ，10%～30%Ｃｒ，0.15%～1.6%Ｎｉ，0.3%～2.9%Ｍｏ。其本质是一种高耐磨性的高合金白口铁，铬含量一般在10%～15%，其碳化物主要是Ｍ7Ｃ3型，与白口铸铁的连续的Ｍ8Ｃ型碳化物不同，它不但具有良好的耐磨性，还有较高的硬度(ＨＶ可达1800)，基体为奥氏体、马氏体，因而其硬度和韧性结合较好。实际的轧制生产表明，高铬铸铁轧辊有较好的抗热裂性能，原因是轧辊表面生成一层致密且有韧性的铬的氧化膜，能减少热裂纹的数量和深度。因此，高铬铸铁辊在20世纪80年代被非常广泛用于精轧前架。目前，高铬铸铁复合轧辊已广泛用作热轧带 (钢)连轧机，粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板；粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊等。 高铬铸铁轧辊的热处理有两种形式，一是低于临界转变温度的亚临界热处理，另一种是高于临界点Ａ3的高温热处理。高铬轧辊表面材料的珠光体基体，希望具有极细的片间距，并在基体上有大量弥散分布的二次碳化物，要求有尽量低的残余奥氏体和残余应力，所以一般选用后一种形式的热处理，具体为正火加回火。 高速钢作为热轧辊材料的应用在1988年始于日本，20世纪90年代初期美国和欧洲也进行了研制，我国在20世纪90年代后期开始研制和使用高速钢轧辊。一般高速钢的成分为1%～2%Ｃ，0%～5%Ｃｏ，0%～5%Ｎｂ，3%～10%Ｃｒ，2%～7%Ｍｏ，2%～7%Ｖ，1%～5%Ｗ。因为拥有大量可形成强碳化物的合金元素如Ｗ和Ｖ，其最终的显微组织含有大约10%～15%具有极高硬度和高温稳定性的碳化物，所以在高温下工作能保持较高的强度和硬度。其工作层硬度高，可达到80～85ＨＳ，具有较好的耐磨性和抗热裂性，轧辊表面没有出现热裂纹，一般没有剥落现象。 近年来国外在热轧薄板粗轧机架采用半高速钢轧辊也获成功，其耐磨性是高铬钢轧辊的2倍，且咬入性能和抗热疲劳性能好，因而成为热轧薄板粗轧机架和线棒材中轧机架轧辊的理想选择，半高速钢的化学成分范围为：1.5%～2.5%Ｃ，0.5%～1.5%Ｓｉ，0.4%～1.0%Ｍｎ，1.0%～6.0%Ｃｒ，0.1%～4.0%Ｍｏ，0.1%～3.0%Ｖ，0.1%～4.0%Ｗ。 高速钢热轧辊的热处理方式一般采用淬火加回火，在加热到高温时，钢中的二次碳化物充分溶解，一次共晶碳化物部分溶解。这些碳化物所含有的碳和合金元素溶入奥氏体中，增加了奥氏体中碳和合金元素的含量。在淬火时它们固溶于贝氏体和马氏体中，而在回火时析出了弥散的碳化物，使钢呈现出比淬火时硬度还要高的二次硬度。因此为了增加基体的硬度，应提高淬火温度，同时，为了防止基体中出现块状粗大的碳化物，应尽量降低淬火温度，一般确定最佳淬火温度为1050℃～1150℃，同时回火温度为550℃～600℃。 为了保证基体中含有大量弥散分布的球状ＭＣ型碳化物，应增加Ｖ含量，但Ｖ不宜过高，因为Ｖ会降低淬透性，凝固时生成粗大的一次碳化物，淬火时不能完全溶入奥氏体，从而降低了断裂韧性，同时还会降低轧辊的表面粗糙度。 轧辊材料及热处理工艺的发展趋势 冷轧辊的发展方向将是在进一步提高强度硬度和淬硬层深度的同时，保证一定的韧性。大型冷轧工作辊将普遍采用含钒、铣、镍等元素的改进型5%Ｃｒ钢制造。为提高材料的淬透性，Ｃｒ的含量将进一步增加，如8%～10%Ｃｒ及更高铬的锻钢已开始用于实际生产，但含Ｃｒ量的增加会导致较差的韧性，因此需要适当平衡Ｃ和Ｃｒ含量，在较低的温度下淬火获得所需要的冷轧辊硬度，从而减少轧辊的断裂和降低其断裂敏感性。 另外，随着锻件制造技术的进一步完善，高铬钢工作辊将更多地应用于大型冷连轧机。5%Ｃｒ及其含钒的改进型钢广泛用于大型支承辊锻件，高铬含量的大型锻钢支承辊进入实用阶段。大型冷轧工作辊要求采用电渣重熔锭锻制，而大型支承辊锻件用钢则被广泛采用钢包精炼并真空除气的冶铸工艺生产，钢水的纯净度均达到较高水平。 热轧辊工作在交变的高温和力的作用下，其表面反复受到摩擦，会产生强烈的磨损，因此热轧辊的发展主要在于进一步提高其耐磨性。在实际的轧制生产中，表面淬火和渗碳强化处理的热轧辊己不能满足对其高耐磨性的要求，但整体的高速钢或硬质合金轧辊成本极高，对于轧辊芯部材料将造成浪费。因此，轧辊的生产迫切需要进行表面处理，将硬质合金或陶瓷材料熔覆在轧辊的表面作为轧辊的工作表层。表面镀铬、火焰喷涂、等离子喷涂以及激光毛化都是工具表面合金强化技术，将进一步用于提高的轧辊的性能。 总之，合理选材及采用合适的热处理方式高质量地制造轧辊，可以节约大量的辊材，降低轧钢生产成本，同时提高轧辊的质量和产量。因此，应重视轧辊选材的新动向，从轧钢的实际条件出发.开发轧辊的新材质，提高轧辊的制造质量。
频道：钢铁 发布时间：2008-05-14
轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺，同时，对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。 传统冷轧辊材料及其热处理方式 冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。 国内外冷轧工作辊一般使用的材质有ＧＣｒ15、9Ｃｒ2、9Ｃｒ、9ＣｒＶ、9Ｃｒ2Ｗ、9Ｃｒ2Ｍｏ、60ＣｒＭｏＶ、80ＣｒＮｉ3Ｗ、8ＣｒＭｏＶ、86ＣｒＭｏＶ7、Ｍｏ3Ａ等。 20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用1.5%～2%Ｃｒ锻钢。此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。 从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢(ＨＳＬＡ)的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Ｃｒ-Ｍｏ型或Ｃｒ-Ｍｏ-Ｖ型钢工作辊，如我国一直使用的9Ｃｒ2Ｍｏ、9Ｃｒ2ＭｏＶ和86ＣｒＭｏＶ7、俄罗斯的9Ｘ2ＭΦ、西德的86Ｃｒ2ＭｏＶ7、日本的ＭＣ2等。这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15ｍｍ(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。 通过改进热处理方式，即进行重淬1～2次，提高了该类轧辊的淬硬层，但每次重淬不仅需要一定的热处理费用，而且会使轧辊直径都要损失5ｍｍ左右，同时轧辊在经过多次热处理后容易变形，难以满足高精度轧辊的形位公差要求。因此，研制深淬硬层冷轧辊不仅可以大幅度地降低冷轧辊的消耗，减少轧辊在使用过程中的重新淬火次数，延长轧辊寿命，具有重大的经济效益。 为了减少重淬消耗，提高轧辊的淬硬层深度、接触疲劳强度、韧性，延长其使用寿命，从20世纪70年代后期到80年代中期，国内外开始研究使用铬含量在3%～5%的深淬硬层冷轧工作辊钢。3%铬冷轧辊不需重淬，且有效淬硬层深度可达到25～30ｍｍ，5%Ｃｒ冷轧辊有效淬硬层深度则达到40ｍｍ，其耐磨性和抗事故性能也有显著提高。在这一阶段，国内试制了9Ｃｒ3ＭｏＶ钢，国外一些制造厂也先后开发推广了深淬硬层冷轧辊，如美国的3.25%Ｃｒ钢和5%Ｃｒ钢，日本的ＫａｎｔｏｃＲＰ53、ＦＨ13、ＭｎＭＣ3和ＭＣ5等。这些钢都采用高碳高合金材料，具有良好的硬度和耐磨性，但轧辊淬硬表面脆性大，接触疲劳寿命低，质量不稳定。 为提高淬硬层深及接触疲劳寿命，降低淬硬层脆性及过热敏感性，同时也为满足轧件对冷轧工作辊力学性能和使用性能的进一步要求，自20世纪80年代中、后期，国外轧辊生产厂对5%Ｃｒ冷轧辊钢进行了化学成分的优化工作，主要是在5%Ｃｒ钢中增加钼、钒的含量或加入钛、镍等元素。 添加0.1%左右钛的5%Ｃｒ钢轧辊中，钛以碳氮化合物(ＴｉＣＮ)形式在基体中微细析出，经过摩擦损耗后ＴｉＣＮ脱落，在轧辊表面形成划痕，使适度的粗度再生。在镀锡板轧机的实际操作中，有效利用粗糙度降低小的优点，从轧制初期就可高速轧制。 在最终热处理过程中，对轧辊钢的淬火和加热限制在奥氏体中含碳量不超过0.6%的程度，然后进行尽可能强烈的冷却，这样就可以得到较深的淬硬层。此时，轧辊的淬硬层组织除隐针马氏体(以板条为主)外，尚有约4%的碳化物和10%左右的残留奥氏体。轧辊的表面硬度(包括残余压应力的影响)约为ＨＳ(Ｄ)95～99。最后，用低温回火将轧辊表面硬度调整到规定值，低温回火越充分，硬度偏低时韧性越好，抗热裂能力越高。钼、钒含量的增加导致淬火后钢中含有较多的残余奥氏体，回火后大部分又转变为新马氏体，这样就有助于提高轧辊硬度，增强耐磨性并降低磨损面粗糙度。 传统热轧辊材料的选用及热处理工艺 热轧辊常工作在700℃～800℃的高温环境，与灼热的钢坯相接触，需要承受强大的轧制力，同时表面要承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。这就要求热轧辊材料必须具有高的淬透性、低的热膨胀系数、高的热传导能力和高的高温屈服强度及高的抗氧化性。 国内曾经使用过锻钢轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，除普通冷硬铸铁外，还有低镍铬钼、中镍铬钼、高镍铬钼铸铁材料，高档次的冷硬铸铁材料为高镍铬钼冷硬铸铁。这类材质轧辊的缺点是硬度低，耐磨性不好。后来采用了球墨复合铸铁轧辊，相对而言，使用寿命提高了几倍，至今仍然在使用。国外则一般采用半钢和高硬度特殊半钢材质，对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。 为了提高热轧辊的表面耐磨性，热轧辊的材料不断地得到改进，其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。 高铬铸铁轧辊的化学成分为：2.0%～4.0%Ｃ，10%～30%Ｃｒ，0.15%～1.6%Ｎｉ，0.3%～2.9%Ｍｏ。其本质是一种高耐磨性的高合金白口铁，铬含量一般在10%～15%，其碳化物主要是Ｍ7Ｃ3型，与白口铸铁的连续的Ｍ8Ｃ型碳化物不同，它不但具有良好的耐磨性，还有较高的硬度(ＨＶ可达1800)，基体为奥氏体、马氏体，因而其硬度和韧性结合较好。实际的轧制生产表明，高铬铸铁轧辊有较好的抗热裂性能，原因是轧辊表面生成一层致密且有韧性的铬的氧化膜，能减少热裂纹的数量和深度。因此，高铬铸铁辊在20世纪80年代被非常广泛用于精轧前架。目前，高铬铸铁复合轧辊已广泛用作热轧带 (钢)连轧机，粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板；粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊等。 高铬铸铁轧辊的热处理有两种形式，一是低于临界转变温度的亚临界热处理，另一种是高于临界点Ａ3的高温热处理。高铬轧辊表面材料的珠光体基体，希望具有极细的片间距，并在基体上有大量弥散分布的二次碳化物，要求有尽量低的残余奥氏体和残余应力，所以一般选用后一种形式的热处理，具体为正火加回火。 高速钢作为热轧辊材料的应用在1988年始于日本，20世纪90年代初期美国和欧洲也进行了研制，我国在20世纪90年代后期开始研制和使用高速钢轧辊。一般高速钢的成分为1%～2%Ｃ，0%～5%Ｃｏ，0%～5%Ｎｂ，3%～10%Ｃｒ，2%～7%Ｍｏ，2%～7%Ｖ，1%～5%Ｗ。因为拥有大量可形成强碳化物的合金元素如Ｗ和Ｖ，其最终的显微组织含有大约10%～15%具有极高硬度和高温稳定性的碳化物，所以在高温下工作能保持较高的强度和硬度。其工作层硬度高，可达到80～85ＨＳ，具有较好的耐磨性和抗热裂性，轧辊表面没有出现热裂纹，一般没有剥落现象。 近年来国外在热轧薄板粗轧机架采用半高速钢轧辊也获成功，其耐磨性是高铬钢轧辊的2倍，且咬入性能和抗热疲劳性能好，因而成为热轧薄板粗轧机架和线棒材中轧机架轧辊的理想选择，半高速钢的化学成分范围为：1.5%～2.5%Ｃ，0.5%～1.5%Ｓｉ，0.4%～1.0%Ｍｎ，1.0%～6.0%Ｃｒ，0.1%～4.0%Ｍｏ，0.1%～3.0%Ｖ，0.1%～4.0%Ｗ。 高速钢热轧辊的热处理方式一般采用淬火加回火，在加热到高温时，钢中的二次碳化物充分溶解，一次共晶碳化物部分溶解。这些碳化物所含有的碳和合金元素溶入奥氏体中，增加了奥氏体中碳和合金元素的含量。在淬火时它们固溶于贝氏体和马氏体中，而在回火时析出了弥散的碳化物，使钢呈现出比淬火时硬度还要高的二次硬度。因此为了增加基体的硬度，应提高淬火温度，同时，为了防止基体中出现块状粗大的碳化物，应尽量降低淬火温度，一般确定最佳淬火温度为1050℃～1150℃，同时回火温度为550℃～600℃。 为了保证基体中含有大量弥散分布的球状ＭＣ型碳化物，应增加Ｖ含量，但Ｖ不宜过高，因为Ｖ会降低淬透性，凝固时生成粗大的一次碳化物，淬火时不能完全溶入奥氏体，从而降低了断裂韧性，同时还会降低轧辊的表面粗糙度。 轧辊材料及热处理工艺的发展趋势 冷轧辊的发展方向将是在进一步提高强度硬度和淬硬层深度的同时，保证一定的韧性。大型冷轧工作辊将普遍采用含钒、铣、镍等元素的改进型5%Ｃｒ钢制造。为提高材料的淬透性，Ｃｒ的含量将进一步增加，如8%～10%Ｃｒ及更高铬的锻钢已开始用于实际生产，但含Ｃｒ量的增加会导致较差的韧性，因此需要适当平衡Ｃ和Ｃｒ含量，在较低的温度下淬火获得所需要的冷轧辊硬度，从而减少轧辊的断裂和降低其断裂敏感性。 另外，随着锻件制造技术的进一步完善，高铬钢工作辊将更多地应用于大型冷连轧机。5%Ｃｒ及其含钒的改进型钢广泛用于大型支承辊锻件，高铬含量的大型锻钢支承辊进入实用阶段。大型冷轧工作辊要求采用电渣重熔锭锻制，而大型支承辊锻件用钢则被广泛采用钢包精炼并真空除气的冶铸工艺生产，钢水的纯净度均达到较高水平。 热轧辊工作在交变的高温和力的作用下，其表面反复受到摩擦，会产生强烈的磨损，因此热轧辊的发展主要在于进一步提高其耐磨性。在实际的轧制生产中，表面淬火和渗碳强化处理的热轧辊己不能满足对其高耐磨性的要求，但整体的高速钢或硬质合金轧辊成本极高，对于轧辊芯部材料将造成浪费。因此，轧辊的生产迫切需要进行表面处理，将硬质合金或陶瓷材料熔覆在轧辊的表面作为轧辊的工作表层。表面镀铬、火焰喷涂、等离子喷涂以及激光毛化都是工具表面合金强化技术，将进一步用于提高的轧辊的性能。 总之，合理选材及采用合适的热处理方式高质量地制造轧辊，可以节约大量的辊材，降低轧钢生产成本，同时提高轧辊的质量和产量。因此，应重视轧辊选材的新动向，从轧钢的实际条件出发.开发轧辊的新材质，提高轧辊的制造质量。
中国轧辊制造业技术现状与发展趋势(上)
中国轧辊制造业技术现状与发展趋势(上)
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核心提示：近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。
一、概述
从20世纪90年代开始，中国的钢铁行业开始快速发展，前5年钢产量的年平均增量为600.2万吨，后5年的年平均增量在662.6万吨，进入21世纪后的前5年，钢产量的增幅迅速加大，年平均增量达4477.4万吨，为90年代初的7.09倍，2006年产钢4.23亿吨，占世界钢产量的三分之一，2007年，我国钢产量进一步提升，达4.89亿吨，占世界总钢产量13.44亿吨的36.44%。
在钢产量快速增长的同时，我国钢材品种的结构优化步伐也在加快，尤其是以发展板材为中心的产品结构优化与调整。第一个特点是冷轧板比例大大提高，汽车板、家电板等高级板材以及电工钢板、不锈钢板等高附加值特殊用途板材产能提升迅速。从整个冷轧行业来看，工艺装备能力及技术水平明显提高，2007年我国已建及在建的宽带冷连轧机已达到30余套，新上轧机以及一些老轧机通过技术改造，基本都配备了先进的板型控制系统，高级冷轧薄板的生产能力已达到4000万吨以上。如果再考虑单机架冷轧等小型轧机，我国冷轧板材产能约在7000万吨左右。第二个特点是钢材生产逐渐由常规型向高等级方向发展，如型线材产品向高强度方向发展，建筑用钢筋由过去的Ⅱ级钢筋向HRB400钢筋推广；第三个特点是以汽车板、管线钢、容器板、造船板为主体的各类板材，向高强度、高韧性、良好焊接性能及表面质量方向发展；薄板产品向着超细晶、高强度方向发展。总体上讲，除少数品种和规格特殊用钢外，目前我国钢材实物质量已逐步接近或达到国际先进水平。
为实现高等级钢材产品的轧制需求，国内高端轧辊的研制和开发进程加快，大量替代进口的轧辊在短时间研制成功并取代进口，极大地满足了国内钢铁工业发展的需求。
轧辊作为轧钢工业的重要工具，是轧钢设备的最主要消耗部件，随着产钢量的增加，轧辊消耗量迅速增加。粗略计算，如果按吨钢消耗轧辊1kg估算，仅2007年的轧辊消耗就约在50万吨左右。随着钢铁企业产出能力的大规模迅速扩张，新建投产轧机的不断增加，给轧辊制造行业带来“井喷式”的强劲需求，中国的轧辊制造行业获得了前所未有的发展机遇。
为紧跟钢铁产业迅猛发展的步伐，满足日益增长的市场需求，国内各轧辊制造企业近年来也加快了技术改造、产能扩张的速度。通过加强技术改造、自主研发能力培育，在技术装备、产品的使用性能上已达到国际水平，并形成了一大批具有自主知识产权的专有技术。经过多年发展，目前中国轧辊制造企业产品品种多、覆盖面广，可以生产不同材质、不同规格、不同品种的各种轧辊，服务并满足于国内各种轧机需求，通过与钢铁企业的合作与互动，建立战略联盟关系，深化技术交流与合作，共同立项研发课题，使上下游双方达成了一定的默契和协调，优化了市场资源和发展基础。
受轧辊行业火爆形势影响，大量的资金投入轧辊制造行业，扩建和新上一批轧辊制造企业。与此同时，国外轧辊制造企业也看中了中国轧辊业这块蛋糕，纷纷斥资在中国建立或合资兴建轧辊制造厂。据不完全统计，目前我国现有大大小小300多家轧辊厂，产出能力达到70万吨左右。
我国轧辊制造业经过几十年的发展，已取得较大成绩，主要表现在以下几方面：
一是产量有较大幅度的增长。随着轧钢产量的快速发展，轧辊制造业的产能和轧辊的产量也快速增长，对满足国内钢铁行业的需求和发展起到了积极的作用。
二是产品质量合格率稳定提高。以2007年上半年统计数据，主要铸铁轧辊综合质量合格率为94.06%，比2006年同期提高0.56%。
三是生产轧辊的品种结构有所变化。轧辊生产逐渐向板带等优质轧辊集中，特别是用于板带行业的高等级轧辊产量，近年来增长最为迅速。目前，中钢邢机所生产的用于现代化板带轧机轧辊已占到各类轧辊产量的70%以上。
四是轧辊出口创汇大幅度增长。2007年上半年，在被统计的31家企业中有9个单位出口铸铁轧辊3430吨，比去年同期增长75%。2007年中钢邢机完成各类轧辊出口创汇4000万美元。
但是也应该看到，国内的轧辊企业虽然在产量上不断扩大，但在品种结构调整却没有完全跟上钢铁工业技术进步、结构优化调整的步伐，高端轧辊生产能力明显不足。如高速钢、半高速钢轧辊，目前国内仅有中钢邢机具备批量生产能力，市场占有量较低；宽带冷连轧机用高质量轧辊，国内只有中钢邢机、常冶具备工作辊、中间辊批：量供货能力，而对于大型支承辊目前只有一重、二重以及中钢邢机等具备生产能力且产能难以满足市场需求。有些高等级板材的轧制还依赖进口轧辊，特别是“十一五”期间新上的宽带钢生产线，板材精度要求较高，这方面的矛盾会显得更加突出。宝钢、鞍钢等大型钢铁企业宽板带轧机每年都要从国外进口轧辊，这也反映出我国轧辊总体制造水平还有待于进一步提高。因此，为现代化轧机配备高性能的轧辊成为我国轧辊制造业面临的新课题，而选择轧辊生产工艺和材质是制造不同种类高等级轧辊的关键。
二、中国轧辊制造技术现状
近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。
1.铸造轧辊
在冶炼设备方面，对于铸铁轧辊，落后的冲天炉、反射炉已在上世纪末被陆续淘汰，代之以工频炉、中频炉，铁水质量改善，工作效率大大提高，工作环境净化，降低了工人的劳动强度。但目前国内工、中频炉冶炼主要还是采用酸性炉衬，不具备氧化、还原功能，降低铁水中的P、S含量受到一定限制，只能采用其他辅助手段进行降P脱S。铸钢轧辊因对钢水中P、S等杂质含量要求较严，一般冶炼采用电弧炉，随着轧辊对夹杂、气体含量要求的提高，铸钢轧辊的冶炼开始向电弧炉+钢包精炼炉冶炼发展，有些厂家还采用了保护浇注、真空浇注等先进生产工艺，进一步提高轧辊的内在质量。
在制造工艺方面，也从过去常法浇铸单一材质、半冲洗、全冲洗浇铸复合材质发展到今天的离心复合浇铸工艺、CPC复合制造以及喷射成型、热等静压成型、液态金属电渣复合等，目前以离心复合、全冲洗溢流复合为主要生产方式，CPC和其他——些先进的轧辊制造技术日前尚未形成生产能力。近年来，堆焊轧辊作为一种新型轧辊制造和修复方法，取得了快速发展，堆焊的品种主要包括铸钢、锻钢轧辊，堆焊方式已发展到目前的药芯焊丝堆焊、电刷涂镀、激光表面合金化和粘接轧辊等。有些轧辊品种实现了组合装配生产，如板带轧机的立辊、型钢万能机组组合辊等。针对型钢轧辊孔型深的特点，为保证孔型面磨损均匀，有些厂家采用了带槽铸造技术。为解决大型铸钢轧辊补缩问题，中钢邢机自主开发了无流浇注技术，使轧辊制造过程实现了顺序凝固，减少了中心疏松。
中钢邢机从德国GP公司引进了大型立式离心浇铸机及离心轧辊制造技术、增建了30吨、45吨电弧炉、70吨LF/VD钢包精炼炉以及多台中频、工频感应炉设备，已经建成大型铸钢轧辊、离心复合系列铸铁轧辊、大型复合铸钢支撑辊等优质轧辊生产线，其工艺、技术、装备代表着我国目前轧辊制造业的先进水平。另外，太钢和瑞典Akers、一重和德国依勒尔、宝钢和日立也实现了合资，外资和技术的引进，也使中国的轧辊制造技术快速发展。
在轧辊材质方面，铸铁轧辊由过去的冷硬铸铁、无限冷硬、冷硬球复等发展到目前的珠光体球铁、针状组织球铁、高NiCr无限冷硬铸铁、高Cr铸铁等新型轧辊材质，为适应不同轧机需要，各个材质的性能也在不断细化和提高，如适用于宽厚板轧机、炉卷轧机及带钢热连轧机的高NiCr无限冷硬铸铁，适用于带钢热连轧机粗轧、精轧前段的高Cr铸铁工作辊、宽厚板轧机高Cr铁上作辊及平整轧机用高Cr铁工作辊。为满足市场需求，在品种优化的同时，产品性能也向更高层次发展，如改进型高镍铬无限冷硬铸铁、改进型高Cr铸铁等材质新品种的开发和推广。铸钢轧辊过去一直采用的是低合金的普通铸钢、半钢材质，随着轧辊性能要求的提高，铸钢轧辊在向高合金方向发展，如在板带轧机两辊粗轧工作辊及型钢轧机开坯辊上用于替代常规铸钢材质的热作模具钢材质、热带钢精轧前段使用的高速钢材质、粗轧机架使用的高路钢、半高速钢材质、立辊使用的半钢材质、型钢万能轧机辊环使用的半钢、高碳半钢、高Cr铁、高Cr钢、高速钢材质等。根据轧机特点，为增加耐磨性，有些机架实现了以铁代钢，如型钢万能轧机的合金球铁BD辊。
在热处理方式上，过去有些轧辊基本不进行热处理，靠自然时效消除应力，如冷硬铸铁轧辊、普通铸钢轧辊系列，随着轧辊材质的发展，高合金的轧辊开始进行人工时效热处理，不仅用于消除铸造应力，更主要的是通过适宜的热处理，获得所需的轧辊使用性能，热处理一般采用箱式电阻炉或燃气炉。近年来，为进一步提高轧辊性能，差温、准差温热处理方式开始采用，差温热处理可将轧辊的工作层和芯部采用不同的热处理方式，获得优异的综合性能。目前，中钢邢机的优质复合轧辊和复合铸钢支撑辊均采用差温方式进行热处理。对于深开孔型的型钢轧辊，为保证轧辊的使用性能，采用了预开孔型热处理的生产方式。
2.锻钢轧辊
目前，我国锻钢轧辊主要应用于冷轧带钢工作辊、中间辊以及各类板带钢轧机支承辊，也用于带钢热连轧机小立辊、粗轧机架工作辊，初轧机及钢坯连轧机轧辊，H型钢万能轧机水平辊轴，棒线材轧机粗轧机架轧辊，无缝钢管轧机穿孔机架及轧管机前架轧辊，焊管轧机各类轧辊，有色金属板带材冷热轧工作辊、支承辊及铸轧辊，以及各类轧机辊道辊、夹送辊、校平辊、矫直辊等。产品制作一般经冶炼、铸锭及锻造，并通过热处理方法达到辊身、辊颈不同的性能要求。
(1)钢锭冶炼
锻钢轧辊的发展离不开轧辊毛坯生产技术的进步，钢锭冶炼作为决定轧辊最终使用性能的重要工艺步骤然被高度重视起来。钢水的纯净度对锻钢轧辊的使用性能特别是抗事故性能有重要的影响，存在于轧辊锻坯中的非金属夹杂物、有害气体(如[H)等)以及碳化物的偏析都有可能成为剥落或断辊的裂纹源。目前，我国锻钢轧辊常用的冶炼方法主要有以下几类：
电炉冶炼，主要适用于一些合金含量较低的锻钢热轧辊以及矫直辊、辊道辊、夹送辊等一般用途轧辊。现在大型轧辊企业制做锻钢轧辊时，电炉一般仅用作熔炼设备，所需成分的精炼和最终成分精确调整均在炉外钢包精炼的第二阶段进行。
电炉冶炼+炉外钢包精炼，主要适用于锻钢支承辊、合金含量较高的锻钢热轧辊以及部分冷轧工作辊。钢包精炼工艺可满足Cr5材质以下大部分黑色和有色金属轧制用冷轧辊的制作使用要求。1996年邢机公司研制成功并形成了批量生产钢包精炼冷轧辊的能力，开辟了国内首条钢包精炼冷轧辊生产线，产品在武钢、攀钢等厂家冷轧机上机实轧，取得了与电渣重熔冷轧辊相当的使用效果。目前，中钢邢机具备Cr2、Cr3、Cr4等系列钢包精炼冷轧辊的生产能力。
电炉冶炼+电渣重熔，主要适用于冷轧工作辊、高合金有色热轧辊以及铸轧辊套等特殊用途轧辊。电渣重熔属二次熔炼，制造周期长，需要消耗大量电能，使冷轧辊的制造成本提高，但对于偏析程度相对严重的Cr5等高材质冷轧辊钢，电渣重熔冶炼铸锭工艺还是不可缺少的。目前，中国带材冷轧工作辊及中间辊生产基本经过电渣重熔工序。
电炉冶炼+钢包精炼+电渣重熔，用于现代化连轧机用高性能冷轧工作辊。中钢邢机是目前世界范围内唯一采用这种“双精炼”冶炼方式生产锻钢冷轧辊的厂家，这种钢锭冶炼方式兼备电渣重熔和钢包精炼两种方式的优点，是目前冷轧辊常规冶炼方式中的最高配置，材料的冶金质量达到最优，最大限度地保证了产品的最终使用性能。
(2)辊坯锻造
锻造工序是锻钢轧辊制造过程中承上启下的重要环节。一方面，它通过辊坯的锻造成形过程消除铸态组织粗大的树枝状晶，细化晶粒，焊合钢锭内部疏松、气泡、裂纹等宏观缺陷，密实金属组织，提高材料的强韧性；另一方面，由于锻钢轧辊材质合金含量不断提高，成分和组织偏析程度相对更为严重，液析碳化物量以及碳化物带状倾向增大，因此更为重要的是通过锻造加热及变形工艺的合理制定，充分溶解、破碎、改善碳化物及非金属夹杂物在钢中的分布，降低偏析程度，均匀组织，提高材料的使用性能，并为后续的热处理工序奠定良好的基础。
目前，随着冷轧辊材质的发展，Cr8、热作模具钢、半高速钢、高速钢等新型锻钢轧辊逐步推广使用，轧辊材料的合金含量越来越高，锻造难度大大增加，锻造内部裂纹导致的超声波探伤超标成为制约锻钢轧辊成品率提高的主要因素。因此在我国，以内裂控制为核心的高合金冷轧辊坯控制锻造工艺技术正逐步发展起来。充分利用扩散均质化、高温停锻以及裂纹自修复原理，通过合理设定锻造温度、安排锻造火次、控制镦粗与终锻变形量，达到最大限度控制辊坯内裂的目的，提高辊坯超声波探伤合格率。
(3)热处理
锻钢轧辊通过热处理达到辊身、辊颈不同的性能要求，在辊坯质量保证的前提下，热处理直接决定了产品使用性能。锻钢轧辊根据不同使用性能要求，热处理种类很多，一般分为预备热处理和最终热处理两类。
预备热处理一般包括锻前加热时高温扩散退火，锻后正火、球化退火以及扩氢处理等，粗加工后调质处理，还包括针对辊颈表面硬度较高(≥HSD50)产品的辊颈强化处理。最终热处理主要有整体处理、感应加热淬火、差温热处理以及准差温加热淬火。整体处理包括调质、正火及整体淬火，主要用于初轧辊等辊身硬度要求较低(小于HSD50)的轧辊、多辊轧机用辊等小型冷轧辊以及辊轴、辊套类产品。
感应加热淬火分为连续式感应加热、整体感应加热两种方式，主要用于辊身硬度较高的冷轧辊以及规格在中1000mm以下的支承辊、有色热轧辊。按感应器类型不同，又分为单工频、中频、工频双感应器、双工频、双频等多种淬火工艺方式。目前，我国大型锻钢冷轧工作辊的最终热处理大多采用双频连续式感应淬火方式，对于合金含量相对较高的产品一般应经深冷处理控制残奥、提高硬度及淬硬层深度，并保证工作层组织的稳定性。产品辊身硬度均匀性可达到2HS以内，淬硬层深度最高可达到半径方向50mm以上。
差温及准差温热处理方式主要适用于规格较大的支承辊与热轧辊(辊身硬度不小于HSD50)。目前，国内一重、二重、中钢邢机等企业均具备成熟的大型支承辊差温热处理技术。
总体来说，中国锻钢轧辊制造装备能力基本达到国际先进水平，同时锻钢冷轧辊、大型锻钢支承辊等高端产品的制造技术水平也与国际先进水平不相上下。但轧辊企业之间水平发展不均衡，只有少数大型企业掌握了先进的轧辊制作技术，——些小型企业装备较差，生产工艺落后，制造技术水平还有待提高。
3.检测与加工
在检测设备方面，我国有实力的大部分轧辊制造企业也同国外基本接轨，真空光电直读光谱仪、碳硫分析仪、远红外线分析仪、扫描电子显微镜、数字超声波探伤分析仪、大工件现场金相显微镜、现场肖氏、里氏硬度计等先进的检测设备，为产品质量提供了有力的技术保证。
在加工精度方面，随着我国轧钢装备的改造和不断从国外引进先进的轧机，轧机向自动化、连续化、重型化方向发展，对轧辊的几何尺寸、表面精度、机械性能要求更高，特别是近年来板带轧制向宽、薄、平方向发展，对轧辊的精度提出特别要求，许多轧机的精度要求已达到微米级，目前国内许多轧辊制造企业已开始加工设备的数控化，不仅提高加工精度，也使加工效率大幅提高。
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核心提示：近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。
一、概述
从20世纪90年代开始，中国的钢铁行业开始快速发展，前5年钢产量的年平均增量为600.2万吨，后5年的年平均增量在662.6万吨，进入21世纪后的前5年，钢产量的增幅迅速加大，年平均增量达4477.4万吨，为90年代初的7.09倍，2006年产钢4.23亿吨，占世界钢产量的三分之一，2007年，我国钢产量进一步提升，达4.89亿吨，占世界总钢产量13.44亿吨的36.44%。
在钢产量快速增长的同时，我国钢材品种的结构优化步伐也在加快，尤其是以发展板材为中心的产品结构优化与调整。第一个特点是冷轧板比例大大提高，汽车板、家电板等高级板材以及电工钢板、不锈钢板等高附加值特殊用途板材产能提升迅速。从整个冷轧行业来看，工艺装备能力及技术水平明显提高，2007年我国已建及在建的宽带冷连轧机已达到30余套，新上轧机以及一些老轧机通过技术改造，基本都配备了先进的板型控制系统，高级冷轧薄板的生产能力已达到4000万吨以上。如果再考虑单机架冷轧等小型轧机，我国冷轧板材产能约在7000万吨左右。第二个特点是钢材生产逐渐由常规型向高等级方向发展，如型线材产品向高强度方向发展，建筑用钢筋由过去的Ⅱ级钢筋向HRB400钢筋推广；第三个特点是以汽车板、管线钢、容器板、造船板为主体的各类板材，向高强度、高韧性、良好焊接性能及表面质量方向发展；薄板产品向着超细晶、高强度方向发展。总体上讲，除少数品种和规格特殊用钢外，目前我国钢材实物质量已逐步接近或达到国际先进水平。
为实现高等级钢材产品的轧制需求，国内高端轧辊的研制和开发进程加快，大量替代进口的轧辊在短时间研制成功并取代进口，极大地满足了国内钢铁工业发展的需求。
轧辊作为轧钢工业的重要工具，是轧钢设备的最主要消耗部件，随着产钢量的增加，轧辊消耗量迅速增加。粗略计算，如果按吨钢消耗轧辊1kg估算，仅2007年的轧辊消耗就约在50万吨左右。随着钢铁企业产出能力的大规模迅速扩张，新建投产轧机的不断增加，给轧辊制造行业带来“井喷式”的强劲需求，中国的轧辊制造行业获得了前所未有的发展机遇。
为紧跟钢铁产业迅猛发展的步伐，满足日益增长的市场需求，国内各轧辊制造企业近年来也加快了技术改造、产能扩张的速度。通过加强技术改造、自主研发能力培育，在技术装备、产品的使用性能上已达到国际水平，并形成了一大批具有自主知识产权的专有技术。经过多年发展，目前中国轧辊制造企业产品品种多、覆盖面广，可以生产不同材质、不同规格、不同品种的各种轧辊，服务并满足于国内各种轧机需求，通过与钢铁企业的合作与互动，建立战略联盟关系，深化技术交流与合作，共同立项研发课题，使上下游双方达成了一定的默契和协调，优化了市场资源和发展基础。
受轧辊行业火爆形势影响，大量的资金投入轧辊制造行业，扩建和新上一批轧辊制造企业。与此同时，国外轧辊制造企业也看中了中国轧辊业这块蛋糕，纷纷斥资在中国建立或合资兴建轧辊制造厂。据不完全统计，目前我国现有大大小小300多家轧辊厂，产出能力达到70万吨左右。
我国轧辊制造业经过几十年的发展，已取得较大成绩，主要表现在以下几方面：
一是产量有较大幅度的增长。随着轧钢产量的快速发展，轧辊制造业的产能和轧辊的产量也快速增长，对满足国内钢铁行业的需求和发展起到了积极的作用。
二是产品质量合格率稳定提高。以2007年上半年统计数据，主要铸铁轧辊综合质量合格率为94.06%，比2006年同期提高0.56%。
三是生产轧辊的品种结构有所变化。轧辊生产逐渐向板带等优质轧辊集中，特别是用于板带行业的高等级轧辊产量，近年来增长最为迅速。目前，中钢邢机所生产的用于现代化板带轧机轧辊已占到各类轧辊产量的70%以上。
四是轧辊出口创汇大幅度增长。2007年上半年，在被统计的31家企业中有9个单位出口铸铁轧辊3430吨，比去年同期增长75%。2007年中钢邢机完成各类轧辊出口创汇4000万美元。
但是也应该看到，国内的轧辊企业虽然在产量上不断扩大，但在品种结构调整却没有完全跟上钢铁工业技术进步、结构优化调整的步伐，高端轧辊生产能力明显不足。如高速钢、半高速钢轧辊，目前国内仅有中钢邢机具备批量生产能力，市场占有量较低；宽带冷连轧机用高质量轧辊，国内只有中钢邢机、常冶具备工作辊、中间辊批：量供货能力，而对于大型支承辊目前只有一重、二重以及中钢邢机等具备生产能力且产能难以满足市场需求。有些高等级板材的轧制还依赖进口轧辊，特别是“十一五”期间新上的宽带钢生产线，板材精度要求较高，这方面的矛盾会显得更加突出。宝钢、鞍钢等大型钢铁企业宽板带轧机每年都要从国外进口轧辊，这也反映出我国轧辊总体制造水平还有待于进一步提高。因此，为现代化轧机配备高性能的轧辊成为我国轧辊制造业面临的新课题，而选择轧辊生产工艺和材质是制造不同种类高等级轧辊的关键。
二、中国轧辊制造技术现状
近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。
1.铸造轧辊
在冶炼设备方面，对于铸铁轧辊，落后的冲天炉、反射炉已在上世纪末被陆续淘汰，代之以工频炉、中频炉，铁水质量改善，工作效率大大提高，工作环境净化，降低了工人的劳动强度。但目前国内工、中频炉冶炼主要还是采用酸性炉衬，不具备氧化、还原功能，降低铁水中的P、S含量受到一定限制，只能采用其他辅助手段进行降P脱S。铸钢轧辊因对钢水中P、S等杂质含量要求较严，一般冶炼采用电弧炉，随着轧辊对夹杂、气体含量要求的提高，铸钢轧辊的冶炼开始向电弧炉+钢包精炼炉冶炼发展，有些厂家还采用了保护浇注、真空浇注等先进生产工艺，进一步提高轧辊的内在质量。
在制造工艺方面，也从过去常法浇铸单一材质、半冲洗、全冲洗浇铸复合材质发展到今天的离心复合浇铸工艺、CPC复合制造以及喷射成型、热等静压成型、液态金属电渣复合等，目前以离心复合、全冲洗溢流复合为主要生产方式，CPC和其他——些先进的轧辊制造技术日前尚未形成生产能力。近年来，堆焊轧辊作为一种新型轧辊制造和修复方法，取得了快速发展，堆焊的品种主要包括铸钢、锻钢轧辊，堆焊方式已发展到目前的药芯焊丝堆焊、电刷涂镀、激光表面合金化和粘接轧辊等。有些轧辊品种实现了组合装配生产，如板带轧机的立辊、型钢万能机组组合辊等。针对型钢轧辊孔型深的特点，为保证孔型面磨损均匀，有些厂家采用了带槽铸造技术。为解决大型铸钢轧辊补缩问题，中钢邢机自主开发了无流浇注技术，使轧辊制造过程实现了顺序凝固，减少了中心疏松。
中钢邢机从德国GP公司引进了大型立式离心浇铸机及离心轧辊制造技术、增建了30吨、45吨电弧炉、70吨LF/VD钢包精炼炉以及多台中频、工频感应炉设备，已经建成大型铸钢轧辊、离心复合系列铸铁轧辊、大型复合铸钢支撑辊等优质轧辊生产线，其工艺、技术、装备代表着我国目前轧辊制造业的先进水平。另外，太钢和瑞典Akers、一重和德国依勒尔、宝钢和日立也实现了合资，外资和技术的引进，也使中国的轧辊制造技术快速发展。
在轧辊材质方面，铸铁轧辊由过去的冷硬铸铁、无限冷硬、冷硬球复等发展到目前的珠光体球铁、针状组织球铁、高NiCr无限冷硬铸铁、高Cr铸铁等新型轧辊材质，为适应不同轧机需要，各个材质的性能也在不断细化和提高，如适用于宽厚板轧机、炉卷轧机及带钢热连轧机的高NiCr无限冷硬铸铁，适用于带钢热连轧机粗轧、精轧前段的高Cr铸铁工作辊、宽厚板轧机高Cr铁上作辊及平整轧机用高Cr铁工作辊。为满足市场需求，在品种优化的同时，产品性能也向更高层次发展，如改进型高镍铬无限冷硬铸铁、改进型高Cr铸铁等材质新品种的开发和推广。铸钢轧辊过去一直采用的是低合金的普通铸钢、半钢材质，随着轧辊性能要求的提高，铸钢轧辊在向高合金方向发展，如在板带轧机两辊粗轧工作辊及型钢轧机开坯辊上用于替代常规铸钢材质的热作模具钢材质、热带钢精轧前段使用的高速钢材质、粗轧机架使用的高路钢、半高速钢材质、立辊使用的半钢材质、型钢万能轧机辊环使用的半钢、高碳半钢、高Cr铁、高Cr钢、高速钢材质等。根据轧机特点，为增加耐磨性，有些机架实现了以铁代钢，如型钢万能轧机的合金球铁BD辊。
在热处理方式上，过去有些轧辊基本不进行热处理，靠自然时效消除应力，如冷硬铸铁轧辊、普通铸钢轧辊系列，随着轧辊材质的发展，高合金的轧辊开始进行人工时效热处理，不仅用于消除铸造应力，更主要的是通过适宜的热处理，获得所需的轧辊使用性能，热处理一般采用箱式电阻炉或燃气炉。近年来，为进一步提高轧辊性能，差温、准差温热处理方式开始采用，差温热处理可将轧辊的工作层和芯部采用不同的热处理方式，获得优异的综合性能。目前，中钢邢机的优质复合轧辊和复合铸钢支撑辊均采用差温方式进行热处理。对于深开孔型的型钢轧辊，为保证轧辊的使用性能，采用了预开孔型热处理的生产方式。
2.锻钢轧辊
目前，我国锻钢轧辊主要应用于冷轧带钢工作辊、中间辊以及各类板带钢轧机支承辊，也用于带钢热连轧机小立辊、粗轧机架工作辊，初轧机及钢坯连轧机轧辊，H型钢万能轧机水平辊轴，棒线材轧机粗轧机架轧辊，无缝钢管轧机穿孔机架及轧管机前架轧辊，焊管轧机各类轧辊，有色金属板带材冷热轧工作辊、支承辊及铸轧辊，以及各类轧机辊道辊、夹送辊、校平辊、矫直辊等。产品制作一般经冶炼、铸锭及锻造，并通过热处理方法达到辊身、辊颈不同的性能要求。
(1)钢锭冶炼
锻钢轧辊的发展离不开轧辊毛坯生产技术的进步，钢锭冶炼作为决定轧辊最终使用性能的重要工艺步骤然被高度重视起来。钢水的纯净度对锻钢轧辊的使用性能特别是抗事故性能有重要的影响，存在于轧辊锻坯中的非金属夹杂物、有害气体(如[H)等)以及碳化物的偏析都有可能成为剥落或断辊的裂纹源。目前，我国锻钢轧辊常用的冶炼方法主要有以下几类：
电炉冶炼，主要适用于一些合金含量较低的锻钢热轧辊以及矫直辊、辊道辊、夹送辊等一般用途轧辊。现在大型轧辊企业制做锻钢轧辊时，电炉一般仅用作熔炼设备，所需成分的精炼和最终成分精确调整均在炉外钢包精炼的第二阶段进行。
电炉冶炼+炉外钢包精炼，主要适用于锻钢支承辊、合金含量较高的锻钢热轧辊以及部分冷轧工作辊。钢包精炼工艺可满足Cr5材质以下大部分黑色和有色金属轧制用冷轧辊的制作使用要求。1996年邢机公司研制成功并形成了批量生产钢包精炼冷轧辊的能力，开辟了国内首条钢包精炼冷轧辊生产线，产品在武钢、攀钢等厂家冷轧机上机实轧，取得了与电渣重熔冷轧辊相当的使用效果。目前，中钢邢机具备Cr2、Cr3、Cr4等系列钢包精炼冷轧辊的生产能力。
电炉冶炼+电渣重熔，主要适用于冷轧工作辊、高合金有色热轧辊以及铸轧辊套等特殊用途轧辊。电渣重熔属二次熔炼，制造周期长，需要消耗大量电能，使冷轧辊的制造成本提高，但对于偏析程度相对严重的Cr5等高材质冷轧辊钢，电渣重熔冶炼铸锭工艺还是不可缺少的。目前，中国带材冷轧工作辊及中间辊生产基本经过电渣重熔工序。
电炉冶炼+钢包精炼+电渣重熔，用于现代化连轧机用高性能冷轧工作辊。中钢邢机是目前世界范围内唯一采用这种“双精炼”冶炼方式生产锻钢冷轧辊的厂家，这种钢锭冶炼方式兼备电渣重熔和钢包精炼两种方式的优点，是目前冷轧辊常规冶炼方式中的最高配置，材料的冶金质量达到最优，最大限度地保证了产品的最终使用性能。
(2)辊坯锻造
锻造工序是锻钢轧辊制造过程中承上启下的重要环节。一方面，它通过辊坯的锻造成形过程消除铸态组织粗大的树枝状晶，细化晶粒，焊合钢锭内部疏松、气泡、裂纹等宏观缺陷，密实金属组织，提高材料的强韧性；另一方面，由于锻钢轧辊材质合金含量不断提高，成分和组织偏析程度相对更为严重，液析碳化物量以及碳化物带状倾向增大，因此更为重要的是通过锻造加热及变形工艺的合理制定，充分溶解、破碎、改善碳化物及非金属夹杂物在钢中的分布，降低偏析程度，均匀组织，提高材料的使用性能，并为后续的热处理工序奠定良好的基础。
目前，随着冷轧辊材质的发展，Cr8、热作模具钢、半高速钢、高速钢等新型锻钢轧辊逐步推广使用，轧辊材料的合金含量越来越高，锻造难度大大增加，锻造内部裂纹导致的超声波探伤超标成为制约锻钢轧辊成品率提高的主要因素。因此在我国，以内裂控制为核心的高合金冷轧辊坯控制锻造工艺技术正逐步发展起来。充分利用扩散均质化、高温停锻以及裂纹自修复原理，通过合理设定锻造温度、安排锻造火次、控制镦粗与终锻变形量，达到最大限度控制辊坯内裂的目的，提高辊坯超声波探伤合格率。
(3)热处理
锻钢轧辊通过热处理达到辊身、辊颈不同的性能要求，在辊坯质量保证的前提下，热处理直接决定了产品使用性能。锻钢轧辊根据不同使用性能要求，热处理种类很多，一般分为预备热处理和最终热处理两类。
预备热处理一般包括锻前加热时高温扩散退火，锻后正火、球化退火以及扩氢处理等，粗加工后调质处理，还包括针对辊颈表面硬度较高(≥HSD50)产品的辊颈强化处理。最终热处理主要有整体处理、感应加热淬火、差温热处理以及准差温加热淬火。整体处理包括调质、正火及整体淬火，主要用于初轧辊等辊身硬度要求较低(小于HSD50)的轧辊、多辊轧机用辊等小型冷轧辊以及辊轴、辊套类产品。
感应加热淬火分为连续式感应加热、整体感应加热两种方式，主要用于辊身硬度较高的冷轧辊以及规格在中1000mm以下的支承辊、有色热轧辊。按感应器类型不同，又分为单工频、中频、工频双感应器、双工频、双频等多种淬火工艺方式。目前，我国大型锻钢冷轧工作辊的最终热处理大多采用双频连续式感应淬火方式，对于合金含量相对较高的产品一般应经深冷处理控制残奥、提高硬度及淬硬层深度，并保证工作层组织的稳定性。产品辊身硬度均匀性可达到2HS以内，淬硬层深度最高可达到半径方向50mm以上。
差温及准差温热处理方式主要适用于规格较大的支承辊与热轧辊(辊身硬度不小于HSD50)。目前，国内一重、二重、中钢邢机等企业均具备成熟的大型支承辊差温热处理技术。
总体来说，中国锻钢轧辊制造装备能力基本达到国际先进水平，同时锻钢冷轧辊、大型锻钢支承辊等高端产品的制造技术水平也与国际先进水平不相上下。但轧辊企业之间水平发展不均衡，只有少数大型企业掌握了先进的轧辊制作技术，——些小型企业装备较差，生产工艺落后，制造技术水平还有待提高。
3.检测与加工
在检测设备方面，我国有实力的大部分轧辊制造企业也同国外基本接轨，真空光电直读光谱仪、碳硫分析仪、远红外线分析仪、扫描电子显微镜、数字超声波探伤分析仪、大工件现场金相显微镜、现场肖氏、里氏硬度计等先进的检测设备，为产品质量提供了有力的技术保证。
在加工精度方面，随着我国轧钢装备的改造和不断从国外引进先进的轧机，轧机向自动化、连续化、重型化方向发展，对轧辊的几何尺寸、表面精度、机械性能要求更高，特别是近年来板带轧制向宽、薄、平方向发展，对轧辊的精度提出特别要求，许多轧机的精度要求已达到微米级，目前国内许多轧辊制造企业已开始加工设备的数控化，不仅提高加工精度，也使加工效率大幅提高。
电渣冶金法制造高性能轧辊大有可为
电渣冶金法制造高性能轧辊大有可为
来源：中国钢铁新闻网 作者： 发布时间：2008.06.25
轧辊是轧机的重要部件之一，是轧钢行业的大宗消耗件。轧辊质量的优劣直接影响着轧钢生产的效率、工艺的合理性及所轧制产品的质量和经济性。如何提高轧辊的性能和使用寿命，以适应现代轧钢业发展的需要是当今轧辊制造业所面临的重要课题。轧制技术自动化、连续化、重型化的不断发展，对轧辊的性能提出了更高的要求。近年来，国内外轧辊制造业在不断研究和开发各种新型轧辊材料的同时，对轧辊制造工艺进行了大量的研究和开发，以期制造出性能优良的轧辊，满足现代轧辊业发展的需要。
电渣冶金，性能优越的精炼工艺
电渣冶金是金属及其合金的一种特殊熔炼方法。它是一种利用强电流通过渣池区域所产生的焦耳热将固态渣熔化成液态熔渣，自耗电极（或液态金属）在高温液态渣池中逐渐熔化和精炼的方法。电渣冶金与其他冶金方法的不同之处在于，在电渣冶金过程中，自耗电极的熔化、钢—渣的冶金反应、钢液的结晶、铸锭的形成等都是在一个连续的工作程序中进行的。其冶金特点是:重熔或熔铸始终在液态渣层下进行，与大气隔绝而不会被污染；液态金属在铜制水冷结晶器中凝固不与耐火材料接触；反应温度高；钢渣充分接触；渣池强烈搅拌；钢渣界面电毛细震荡以及顺序结晶。
因此，电渣冶金是一种二次精炼工艺，是一种在水冷铜结晶器内进行的，有冶金炉渣参与反应的净化性重熔与熔铸过程，因此也叫做电渣精炼。
电渣冶金技术的发展，使其已派生出了许多分支，目前的电渣冶金包括电渣重熔、电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣自熔模、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接、电渣复合等技术及新近开发的可控气氛电渣冶金等新技术。
电渣冶金由于它本身的特点，具有一系列特性：一是性能优越，电渣产品金属纯净度高、组织致密、成分均匀、表面光洁，产品使用性能优异；二是生产灵活，电渣重熔可生产各种圆锭、方锭、扁锭和空心锭以及圆管、方管等产品，还可以生产各种异形产品和双金属复合产品，所熔铸的异形铸件从几克重到150吨重，还有几十吨重的复合轧辊；三是工艺稳定，其质量与性能的再现性高，稳定性好；四是经济合理，设备简单、操作方便、生产费用低、金属成材率高；五是过程可控，过程控制参量较少且易于实现，便于自动化；六是质量可控，对产品微量的化学成分、夹杂物的形态及性质、晶粒尺寸、结晶方向、显微偏析、碳化物颗粒度及结构等都能予以控制。
用电渣冶金工艺制造高性能轧辊
在现代轧辊制造中，通常低负荷的热轧辊用铸造辊，而承受大负荷的热轧辊及表面质量要求高的冷轧辊均用锻造辊。随着轧制技术自动化、连续化、重型化的不断发展，轧制速度的提高及轧制负荷的增大，对热轧辊而言要求具有更高的抗冲击负荷及抗热冲击的能力，以及在热应力及反复负荷作用下的抗疲劳性能。对冷轧辊而言，由于轧制产品表面光洁度要求的提高，除要求轧辊有足够的表面硬度及淬透深度以保证耐磨性外，还要求材质成分及组织高度均匀，金属致密，确保轧辊表面硬度均匀以保证轧制产品的表面光洁度。
为了满足现代轧制工业对高性能轧辊的要求，人们向电渣冶金领域进行开发，以制造出高性能的轧辊。当前世界上应用电渣冶金法生产轧辊有四种形式：电渣重熔法、电渣熔铸法、电渣熔铸堆焊复合法及液态金属电渣连续复合法。
虽然电渣冶金有许多优点，但电渣冶金也存在着局限性，如熔炼和凝固速度偏低、自耗电极氧化、熔渣吸气以及活泼金属的氧化等，且生产工艺流程较一般炼钢方法复杂，电耗高，重熔费用高，生产效率低。
因此，近年来国内外均在开展各种研究工作，不断研究开发出新的工艺技术途径来加以改进，以求克服上述缺陷，降低电耗，提高生产效率，改善产品质量。目前，在国内外电渣冶金工作者的不懈努力下，电渣冶金技术又有了新的突破，相继开发出了可控气氛电渣冶金、电渣表面镀膜、洁净金属喷射成形、高压下电渣重熔、导电结晶器电渣冶金、快速电渣重熔等技术，其中适合轧辊制造的技术主要是快速电渣重熔和导电结晶器电渣冶金技术。
应大力推进研究成果产业化
我国是世界上最早进行电渣冶金技术研究、开发和应用的国家，是目前世界上仅有的完全掌握和独立发展电渣冶金技术的少数几个国家之一。在电渣冶金制造轧辊技术方面，我国目前主要采用电渣重熔法制造冷轧辊用钢锭，然后经锻造后制造冷轧辊，小部分小型轧辊制造企业采用电渣熔铸工艺制造小型整体冷轧辊。在采用电渣熔铸工艺制造热轧辊上，国内有关单位进行了研究和开发工作，如采用电渣球墨铸铁和30号钢进行电渣熔铸复合轧辊，采用双臂交替抽锭式电渣炉制造了?准750毫米×1430毫米的辊身为球墨铸铁，辊颈和接头为30号钢的双金属复合轧辊，开发了多种电渣冶金制造轧辊工艺等。在新型电渣复合工艺的研究开发上，国内已有十多家单位在从事该项工作，已开发了液态电渣复合法、熔铸熔焊复合法制造复合轧辊新工艺，目前已取得了良好的效果。
我国在电渣冶金工艺技术的研究开发上虽然获得了一定的突破，但在生产应用方面与国外尚存在很大差距。目前国内除在冷轧辊用钢锭和小型冷轧辊的制造上得到了一定的应用外，在热轧辊制造和热轧辊复合上的应用较少。因此，加强技术推广，加快产业化步伐，缩小我国与国外的差距，是目前我国轧辊研究和轧辊制造业的当务之急。
来源：中国钢铁新闻网 作者： 发布时间：2008.06.25
轧辊是轧机的重要部件之一，是轧钢行业的大宗消耗件。轧辊质量的优劣直接影响着轧钢生产的效率、工艺的合理性及所轧制产品的质量和经济性。如何提高轧辊的性能和使用寿命，以适应现代轧钢业发展的需要是当今轧辊制造业所面临的重要课题。轧制技术自动化、连续化、重型化的不断发展，对轧辊的性能提出了更高的要求。近年来，国内外轧辊制造业在不断研究和开发各种新型轧辊材料的同时，对轧辊制造工艺进行了大量的研究和开发，以期制造出性能优良的轧辊，满足现代轧辊业发展的需要。
电渣冶金，性能优越的精炼工艺
电渣冶金是金属及其合金的一种特殊熔炼方法。它是一种利用强电流通过渣池区域所产生的焦耳热将固态渣熔化成液态熔渣，自耗电极（或液态金属）在高温液态渣池中逐渐熔化和精炼的方法。电渣冶金与其他冶金方法的不同之处在于，在电渣冶金过程中，自耗电极的熔化、钢—渣的冶金反应、钢液的结晶、铸锭的形成等都是在一个连续的工作程序中进行的。其冶金特点是:重熔或熔铸始终在液态渣层下进行，与大气隔绝而不会被污染；液态金属在铜制水冷结晶器中凝固不与耐火材料接触；反应温度高；钢渣充分接触；渣池强烈搅拌；钢渣界面电毛细震荡以及顺序结晶。
因此，电渣冶金是一种二次精炼工艺，是一种在水冷铜结晶器内进行的，有冶金炉渣参与反应的净化性重熔与熔铸过程，因此也叫做电渣精炼。
电渣冶金技术的发展，使其已派生出了许多分支，目前的电渣冶金包括电渣重熔、电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣自熔模、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接、电渣复合等技术及新近开发的可控气氛电渣冶金等新技术。
电渣冶金由于它本身的特点，具有一系列特性：一是性能优越，电渣产品金属纯净度高、组织致密、成分均匀、表面光洁，产品使用性能优异；二是生产灵活，电渣重熔可生产各种圆锭、方锭、扁锭和空心锭以及圆管、方管等产品，还可以生产各种异形产品和双金属复合产品，所熔铸的异形铸件从几克重到150吨重，还有几十吨重的复合轧辊；三是工艺稳定，其质量与性能的再现性高，稳定性好；四是经济合理，设备简单、操作方便、生产费用低、金属成材率高；五是过程可控，过程控制参量较少且易于实现，便于自动化；六是质量可控，对产品微量的化学成分、夹杂物的形态及性质、晶粒尺寸、结晶方向、显微偏析、碳化物颗粒度及结构等都能予以控制。
用电渣冶金工艺制造高性能轧辊
在现代轧辊制造中，通常低负荷的热轧辊用铸造辊，而承受大负荷的热轧辊及表面质量要求高的冷轧辊均用锻造辊。随着轧制技术自动化、连续化、重型化的不断发展，轧制速度的提高及轧制负荷的增大，对热轧辊而言要求具有更高的抗冲击负荷及抗热冲击的能力，以及在热应力及反复负荷作用下的抗疲劳性能。对冷轧辊而言，由于轧制产品表面光洁度要求的提高，除要求轧辊有足够的表面硬度及淬透深度以保证耐磨性外，还要求材质成分及组织高度均匀，金属致密，确保轧辊表面硬度均匀以保证轧制产品的表面光洁度。
为了满足现代轧制工业对高性能轧辊的要求，人们向电渣冶金领域进行开发，以制造出高性能的轧辊。当前世界上应用电渣冶金法生产轧辊有四种形式：电渣重熔法、电渣熔铸法、电渣熔铸堆焊复合法及液态金属电渣连续复合法。
虽然电渣冶金有许多优点，但电渣冶金也存在着局限性，如熔炼和凝固速度偏低、自耗电极氧化、熔渣吸气以及活泼金属的氧化等，且生产工艺流程较一般炼钢方法复杂，电耗高，重熔费用高，生产效率低。
因此，近年来国内外均在开展各种研究工作，不断研究开发出新的工艺技术途径来加以改进，以求克服上述缺陷，降低电耗，提高生产效率，改善产品质量。目前，在国内外电渣冶金工作者的不懈努力下，电渣冶金技术又有了新的突破，相继开发出了可控气氛电渣冶金、电渣表面镀膜、洁净金属喷射成形、高压下电渣重熔、导电结晶器电渣冶金、快速电渣重熔等技术，其中适合轧辊制造的技术主要是快速电渣重熔和导电结晶器电渣冶金技术。
应大力推进研究成果产业化
我国是世界上最早进行电渣冶金技术研究、开发和应用的国家，是目前世界上仅有的完全掌握和独立发展电渣冶金技术的少数几个国家之一。在电渣冶金制造轧辊技术方面，我国目前主要采用电渣重熔法制造冷轧辊用钢锭，然后经锻造后制造冷轧辊，小部分小型轧辊制造企业采用电渣熔铸工艺制造小型整体冷轧辊。在采用电渣熔铸工艺制造热轧辊上，国内有关单位进行了研究和开发工作，如采用电渣球墨铸铁和30号钢进行电渣熔铸复合轧辊，采用双臂交替抽锭式电渣炉制造了?准750毫米×1430毫米的辊身为球墨铸铁，辊颈和接头为30号钢的双金属复合轧辊，开发了多种电渣冶金制造轧辊工艺等。在新型电渣复合工艺的研究开发上，国内已有十多家单位在从事该项工作，已开发了液态电渣复合法、熔铸熔焊复合法制造复合轧辊新工艺，目前已取得了良好的效果。
我国在电渣冶金工艺技术的研究开发上虽然获得了一定的突破，但在生产应用方面与国外尚存在很大差距。目前国内除在冷轧辊用钢锭和小型冷轧辊的制造上得到了一定的应用外，在热轧辊制造和热轧辊复合上的应用较少。因此，加强技术推广，加快产业化步伐，缩小我国与国外的差距，是目前我国轧辊研究和轧辊制造业的当务之急。
2009年1月7日星期三
努力打造全球大型铸锻件主要生产基地
努力打造全球大型铸锻件主要生产基地 【张国宝同志在一重中层干部座谈会上的讲话】 2006年12月30日，一重15000吨水压机竣工投产时，我曾来到这里，与大家交流看法。当时，一重提出2007年产值目标达到80亿，经过一年多努力，一重超额完成任务，总产值达到85亿元，效益也大大提高，缴税8亿，利润超过12亿元。一重取得了很大成绩，进入了企业发展史上最辉煌的时期，希望你们抓住机遇，乘势而上，推动企业实现跨越式发展，为国家建设和装备国产化做出更大贡献。近年来，在重大装备国产化工作中，大型关键铸锻件依靠进口供货，且受到国外供货能力和一些外交问题上的制约，国产件能力、质量难以满足需求，已成为重大装备制造业发展的瓶颈。下面，我对大型铸锻件行业的发展谈几点看法。 一、重大装备极端化趋势对大型铸锻件行业提出了更高要求 当前，装备制造业的一个突出技术发展趋势是极端制造，一方面是朝超微超精发展，另一方面是朝超大发展。以发电设备为例，火电机组今后发展将以60万千瓦和100万千瓦级的超临界、超超临界机组为主；核电将以百万千瓦级以上机组为主；水电将以混流式70万千瓦及70万千瓦以上机组和用于抽水蓄能的轴流式机组为主。电力、石化、冶金等领域装备大型化、复杂化对大型铸锻件行业提出了更高要求。我这里举几个例子。 一是核电核岛铸锻件。核岛部分的压力壳、蒸汽发生器、稳压器的壳体和管板普遍采用低合金钢锻件。在百万千瓦级核电机组中，无论是二代加，还是三代AP1000、EPR，都含有大量技术要求高、规格大、形状复杂的铸锻件。其中压力容器整体顶盖、下封头、锥形筒体等形状复杂的锻件都需要整体锻造。此外，特厚饼形件的蒸发器管板锻造以及主泵泵壳、主管道等不锈钢铸锻件的制造难度也都很大。 二是百万千瓦级核电机组常规岛低压整体转子锻件。这是目前世界上所需钢锭最大、锻件毛坯重量最大、截面尺寸最大、技术要求最高的实心锻件，是代表热加工最高综合技术水平的产品。转子重量为170吨，需600吨级钢锭。目前，国外只有JSW（日本制钢所）具备制造能力。 三是超纯净汽轮机低压转子锻件。为满足超超临界汽轮机组高参数设计要求，其回火脆性是技术关键，目前国内尚属空白。国外已用超纯净35NiCrMoV钢取代传统用钢，钢锭必须采用真空精炼和真空浇注，以保证化学成分的纯净和均匀性。 四是高中压复合转子锻件。超临界机组高中压复合转子要求制造兼具高中压功能的复合转子，难点是要求整体转子两端有不同的性能。该技术的关键是选择合适的化学成分，采用特殊的热处理方法。国外更多采用超纯净冶炼技术和新材料，转子重量在100吨左右，所需钢锭超过了200吨。 五是大型混流式水轮机铸锻件。三峡工程采用的70万千瓦机组是目前世界上最大功率等级的水轮机组，其不锈钢水轮机转轮直径达到了9.8米，重量达500吨，上冠、下环和叶片不仅需要大容量的不锈钢冶炼设备和精炼钢水设备，而且对冶炼工艺要求也很高。三峡工程中主要依靠进口，国内只有鞍重、大重华锐等少数企业攻关成功。目前，三峡开发总公司正在论证乌东德、白鹤滩电站采用100万千瓦水轮机组的可行性，一旦实施，对水电大型铸锻件要求又将是新突破。
六是大型抽水蓄能水轮机铸件。大型轴流式水轮机叶片铸件的制造是关键。这种叶片通常采用不锈钢制造，尺寸大，各处截面尺寸相差很大，型线要求严格，重达几十吨，对炼钢、浇铸、热处理设备和工艺都有特殊要求。 在石化、冶金装备和造船领域，也是如此。如大型锻焊结构加氢反应器，一重生产的世界最大的单台重量已超过2000吨。 5.5米中厚板轧机的支撑辊净重230吨，也需要600吨级钢锭，国内不具备生产能力；其机架作为整体铸件，净重410吨。组合式船用曲轴长度可达18米，重量达到300吨。这些例子都是一些典型产品，今后重大技术装备的发展还会催生出规格更大、工艺更复杂、技术含量更高的大型铸锻件。 二、国内大型铸锻件能力水平与国际先进水平相比仍有一定差距 世界上大型铸锻件的生产能力主要集中在日本、韩国、欧洲和中国。日本每年锻件生产量在75万吨左右，韩国产量在90万吨左右。国际上在大型铸锻件生产制造方面处于先进水平的企业主要有JSW、法国克鲁索、韩国斗山重工等。其中JSW整体技术水平世界领先，2007年产锻件8.7万吨，它拥有600吨级钢锭制造能力，装备有两台300吨炼钢天车、100吨电渣重熔炉。法国克鲁索公司拥有空心钢锭制造技术，在筒形锻件制造上独占鳌头。斗山重工生产能力世界最大，2007年生产锻件12万吨。 我国能够提供大型铸锻件的主要企业是一重、二重和上重。2007年一重锻件产量11万吨，二重7万吨，上重5万吨。在劳动生产率方面，国内企业与国外先进企业仍有较大差距。拿一重与韩国斗山相比，2007年一重产值约12亿美元，斗山48亿美元，一重职工超出10000人，斗山只有5000人左右，相比而言，一重的劳动生产率仅相当于斗山的1/8。在技术水平方面，中国企业也有一定差距，部分大型、复杂铸锻件尚未攻关成功，只能依靠进口。在生产能力上，也无法满足国内旺盛的市场需求。像火电设备汽轮机、发电机每年需要的转子几百根，前几年80%以上都依靠进口。这么大的市场拱手让人，其中原因既有水平不行，也有能力不足。 三、大型锻件市场需求巨大，国内外供不应求 未来10～15年将是我国推进工业化的关键时期，电力、石化、冶金、船舶等行业都将继续快速发展，孕育着对大型铸锻件的空前需求。 在核电装备领域，根据我国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4000万千瓦，实际可能还会有所突破。近两年已经或即将开工建设的二代改进型和三代百万千瓦级核电机组在20台以上。法国在其核电建设高峰期最多年份开工建设10台左右，我国每年开工建设量将会创造世界核电发展史上新记录。一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器的壳体及管板、主管道锻件按3亿元计算，平均每开工建设10台核电机组，大型铸锻件市场就在30亿元以上。此外，核电常规岛部分也需要大量的铸锻件。 在火电装备领域，到2007年年底，全国7.13亿千瓦装机容量中火电占到了77%以上，特别是近年新增装机中，80%以上是火电。按照现在发展态势，今后，我国火电建设速度将会适当放缓。即便如此，未来若干年每年火电装机也都会维持在大约5000万千瓦。按每台大型燃煤机组需要大型锻件200吨计算，预计每年火电锻件年均需求量在2万吨左右。 在水电装备领域，按水电发展规划，国内15年内将新增单机容量50万千瓦及50万千瓦以上大型水电机组近400台，每年平均新装30台50万千瓦及50万千瓦以上大型水电机组，每台大型水电机组需要大型锻件200～240吨，年锻件市场需求在6000～7200吨。 在石化装备领域，预计我国原油加工能力2010年达到4亿吨，2020年达到5亿吨左右。为此，将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂，预计每年需锻焊结构的厚壁重型容器30台左右，其中千吨级以上加氢反应器占1/3。 在煤化工装备领域，神华集团已在内蒙古开工建设我国第一座年产油品500万吨的煤液化工程，一期工程第一条线为100万吨/年。每套100万吨/年的装置需要加氢反应器12台，其中2000吨级超大型加氢反应器就有4台。此外，煤制烯烃、甲醇、二甲醚、合成气等煤化工项目也都需要大量的反应容器。
在冶金设备领域，随着钢铁工业的技术升级和结构调整步伐进一步加快，预计"十一五"期间，每年冷热连轧机新建和配件所需锻钢支承辊约700支左右，毛坯锻件约5万吨（每支毛坯锻件重70吨）；每年中厚板轧机锻钢支承辊新建和配件约150支（每支毛坯锻件重100吨），毛坯锻件约1.5万吨。热轧工作辊每年需要毛坯锻件约3万吨。合计起来，每年需在万吨级水压机上生产的大型轧辊毛坯锻件接近10万吨。 在船舶装备领域，2007年中国承接新船订单已占世界市场份额42.5%，成为世界造船史上第一个订单量超亿吨的造船大国，未来几年，我国造船能力也会成长为全球第一。预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年需要在万吨级水压机上生产的毛坯锻件需求量超过2万吨。 国际上大型铸锻件近期明显供不应求，很多主机厂的生产进度受到大型铸锻件的影响和制约。JSW、斗山重工等大型铸锻件生产企业都是满负荷生产，订单排到几年后。甚至有消息传出，GE、西屋、法玛通三家核电技术装备供应商对JSW不能按时提供锻件提出意见，称其已经制约了世界核电事业的发展。 四、不能靠买国外大型铸锻件支撑我国核电事业发展 我国作为一个发展中大国，今后一段时期，依然面临繁重的能源建设任务。核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比，核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，而且是电力工业减排污染物的有效途径，也是减缓地球温室效应的重要措施。随着全球对气候变暖问题的日益重视，核电在能源结构调整中将发挥积极而且重要的作用。 目前，世界上33个国家和地区共有440多台核电机组在运行，核电装机总量已达到3.6亿千瓦，核电发电量占总发电量的17%。全球有16个国家和地区的核电发电量占总发电量的比重超过25%，其中法国高达77%、比利时达50%、欧盟为35%、日本为34%、美国为20%、俄罗斯为15%，我国还不足2%。 最近，我国南方发生的低温、雨雪冰冻灾害提示我们要进一步调整优化电力结构，发展核电等清洁能源，减少温室气体排放。同时，也要求我们合理提高中心负荷地区的供电能力，降低煤炭运输压力，把加快推进核电建设落实到具体行动中。 根据规划和当前形势，未来10～15年，我国核电将会迎来世界核电建设史上前所未有的大发展。这样一块容量大、技术含量高的市场对国内装备制造业提出了新的挑战，其中大型铸锻件的研制又是重中之重，是最有可能制约核电建设进度的卡脖子问题。我们不能指望依靠买国外大型铸锻件支撑我国核电发展。一是因为买国外的大型铸锻件，价格至少高出30%～50%；二是国外铸锻件生产企业任务也很满，交货周期长；三是关键时候想买也买不来。这里，我举两个例子。 一个是关于红沿河一期工程核岛锻件。东方电气集团和上海锅炉厂于2006年7月和11月分别向JSW订购了红沿河一期工程的核岛锻件。按合同要求，反应堆压力容器的一体化顶盖和接管段筒体的第一批锻件应于2007年9月到港；但日本政府以目前“中日原子能协定的少量补充条款尚未达成一致”为由，拒绝了JSW出口许可证的申请。中日两国政府于1985年签订和平利用核能协定，2005年8月，在第三代核电招标期间，日方提出了 “关于中日核电项目保障监督问题”，提出了“全面跟踪、全面保障和违约返还”等要求，未能与中方达成一致。2006年，日方放弃了“全面保障和违约返还”的要求，但仍坚持对所谓“作为副产品回收或产生的特殊裂变材料”的全程跟踪，双方磋商陷入僵局。在此情况下，日本停止执行两国间核能协定，拒绝受理核电大锻件的出口许可申请，延误了红沿河一期工程的设备制造进度，目前尚未得到解决。 还有，海阳项目的常规岛低压转子锻件问题。三门、海阳两个AP1000项目常规岛招标范围不同，三门常规岛是整岛招标，海阳项目常规岛招标范围仅限汽轮发电机组及其配套系统，其他设备由业主采购。这两个项目都由三菱牵头的三菱－哈电联队中标，三菱提出鉴于JSW低压转子锻件供货进度问题，只能保证三门项目两台低压转子锻件的供货进度，而海阳项目的两台低压转子锻件均比进度要求晚8～9个月，并向中方提出了提高价格和扩大供货范围要求，最终海阳项目低压转子锻件供货期推迟，价格上涨了3000万元。
另外，国际上主要核电设备供应商都认识到了大型铸锻件供货难问题，法国的法玛通已并购了克鲁索，克鲁索的锻件今后将优先保证法玛通的需要。这些事例让我们更加清醒地认识到，中国核电发展不能指望别人，必须要依靠自己的力量突破大型铸锻件制约。 五、齐心协力推动我国成为全球大型铸锻件的主要供货地 国家发展改革委全力支持一重、二重、上重等大型铸锻件制造企业的加快发展。我认为，国内骨干企业现在搞技术改造，建成后从技术水平到生产规模都要引领全球。2007年，国家发展改革委批准一重实施的铸锻钢基地及大型铸锻件自主化改造项目，在能力水平上都瞄准了世界一流。项目建成后，一重将形成年产钢水50万吨、锻件24万吨、铸钢件6万吨的生产能力。届时，可一次提供钢水700吨，浇注最大双真空钢锭600吨，最大铸件500吨，提供最大锻件400吨。2007年11月底，我们还在北京召集有关方面开会，协调一重技术改造项目进度，要求各有关方面要保证按计划完成各自承担的任务，确保一重改造项目顺利推进。今后，我们还将对一重、二重、上重等企业一如既往地给予支持。 这次调研一同前来的还有中广核集团和哈电集团的负责同志。中广核在红沿河、宁德项目上大力支持使用国产设备，这两个项目总体国产化率将达到80%，实现了新突破。希望你们进一步支持核电锻件国产化，与一重等国内企业建立更加紧密的合作关系，突破锻件制约，这将有利于核电建设降低投资，保证工期。 哈电集团作为主机企业，要把大型铸锻件作为技术战略的重要组成部分，放在突出位置考虑，尽快与国内企业签订供货合同，结成战略联盟。 大型铸锻件的生产需要硬件与软件的结合，技术与经验的结合，特别是核电锻件技术上有很大难度，一重等企业在研制中遇到的问题充分说明这绝非易事。能不能建成世界一流的铸锻钢生产基地，内因是关键，最重要的还是重机企业自己要争气。国外同行也都在积极应对旺盛的市场需求带来的机遇和挑战，JSW斥巨资进行更新改造，法玛通并购克鲁索等都是具体应对举措。突破大型铸锻件的核心技术问题，在战略上要藐视，要有必胜信心，在战术上要重视，全力应对。希望一重和国内其他重机企业以全球眼光、世界胸怀，抓住国内外市场机遇，开拓进取，胆子再大一点，步子再快一点，改革再深入一些，尽快提高国内大型铸锻件技术水平和生产能力。不仅服务于国内经济建设，同时积极开拓国际市场，努力使中国成为全球大型铸锻件的主要供货地，为实现我国装备制造业由大到强转变做出更大贡献！
六是大型抽水蓄能水轮机铸件。大型轴流式水轮机叶片铸件的制造是关键。这种叶片通常采用不锈钢制造，尺寸大，各处截面尺寸相差很大，型线要求严格，重达几十吨，对炼钢、浇铸、热处理设备和工艺都有特殊要求。 在石化、冶金装备和造船领域，也是如此。如大型锻焊结构加氢反应器，一重生产的世界最大的单台重量已超过2000吨。 5.5米中厚板轧机的支撑辊净重230吨，也需要600吨级钢锭，国内不具备生产能力；其机架作为整体铸件，净重410吨。组合式船用曲轴长度可达18米，重量达到300吨。这些例子都是一些典型产品，今后重大技术装备的发展还会催生出规格更大、工艺更复杂、技术含量更高的大型铸锻件。 二、国内大型铸锻件能力水平与国际先进水平相比仍有一定差距 世界上大型铸锻件的生产能力主要集中在日本、韩国、欧洲和中国。日本每年锻件生产量在75万吨左右，韩国产量在90万吨左右。国际上在大型铸锻件生产制造方面处于先进水平的企业主要有JSW、法国克鲁索、韩国斗山重工等。其中JSW整体技术水平世界领先，2007年产锻件8.7万吨，它拥有600吨级钢锭制造能力，装备有两台300吨炼钢天车、100吨电渣重熔炉。法国克鲁索公司拥有空心钢锭制造技术，在筒形锻件制造上独占鳌头。斗山重工生产能力世界最大，2007年生产锻件12万吨。 我国能够提供大型铸锻件的主要企业是一重、二重和上重。2007年一重锻件产量11万吨，二重7万吨，上重5万吨。在劳动生产率方面，国内企业与国外先进企业仍有较大差距。拿一重与韩国斗山相比，2007年一重产值约12亿美元，斗山48亿美元，一重职工超出10000人，斗山只有5000人左右，相比而言，一重的劳动生产率仅相当于斗山的1/8。在技术水平方面，中国企业也有一定差距，部分大型、复杂铸锻件尚未攻关成功，只能依靠进口。在生产能力上，也无法满足国内旺盛的市场需求。像火电设备汽轮机、发电机每年需要的转子几百根，前几年80%以上都依靠进口。这么大的市场拱手让人，其中原因既有水平不行，也有能力不足。 三、大型锻件市场需求巨大，国内外供不应求 未来10～15年将是我国推进工业化的关键时期，电力、石化、冶金、船舶等行业都将继续快速发展，孕育着对大型铸锻件的空前需求。 在核电装备领域，根据我国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4000万千瓦，实际可能还会有所突破。近两年已经或即将开工建设的二代改进型和三代百万千瓦级核电机组在20台以上。法国在其核电建设高峰期最多年份开工建设10台左右，我国每年开工建设量将会创造世界核电发展史上新记录。一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器的壳体及管板、主管道锻件按3亿元计算，平均每开工建设10台核电机组，大型铸锻件市场就在30亿元以上。此外，核电常规岛部分也需要大量的铸锻件。 在火电装备领域，到2007年年底，全国7.13亿千瓦装机容量中火电占到了77%以上，特别是近年新增装机中，80%以上是火电。按照现在发展态势，今后，我国火电建设速度将会适当放缓。即便如此，未来若干年每年火电装机也都会维持在大约5000万千瓦。按每台大型燃煤机组需要大型锻件200吨计算，预计每年火电锻件年均需求量在2万吨左右。 在水电装备领域，按水电发展规划，国内15年内将新增单机容量50万千瓦及50万千瓦以上大型水电机组近400台，每年平均新装30台50万千瓦及50万千瓦以上大型水电机组，每台大型水电机组需要大型锻件200～240吨，年锻件市场需求在6000～7200吨。 在石化装备领域，预计我国原油加工能力2010年达到4亿吨，2020年达到5亿吨左右。为此，将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂，预计每年需锻焊结构的厚壁重型容器30台左右，其中千吨级以上加氢反应器占1/3。 在煤化工装备领域，神华集团已在内蒙古开工建设我国第一座年产油品500万吨的煤液化工程，一期工程第一条线为100万吨/年。每套100万吨/年的装置需要加氢反应器12台，其中2000吨级超大型加氢反应器就有4台。此外，煤制烯烃、甲醇、二甲醚、合成气等煤化工项目也都需要大量的反应容器。
在冶金设备领域，随着钢铁工业的技术升级和结构调整步伐进一步加快，预计"十一五"期间，每年冷热连轧机新建和配件所需锻钢支承辊约700支左右，毛坯锻件约5万吨（每支毛坯锻件重70吨）；每年中厚板轧机锻钢支承辊新建和配件约150支（每支毛坯锻件重100吨），毛坯锻件约1.5万吨。热轧工作辊每年需要毛坯锻件约3万吨。合计起来，每年需在万吨级水压机上生产的大型轧辊毛坯锻件接近10万吨。 在船舶装备领域，2007年中国承接新船订单已占世界市场份额42.5%，成为世界造船史上第一个订单量超亿吨的造船大国，未来几年，我国造船能力也会成长为全球第一。预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年需要在万吨级水压机上生产的毛坯锻件需求量超过2万吨。 国际上大型铸锻件近期明显供不应求，很多主机厂的生产进度受到大型铸锻件的影响和制约。JSW、斗山重工等大型铸锻件生产企业都是满负荷生产，订单排到几年后。甚至有消息传出，GE、西屋、法玛通三家核电技术装备供应商对JSW不能按时提供锻件提出意见，称其已经制约了世界核电事业的发展。 四、不能靠买国外大型铸锻件支撑我国核电事业发展 我国作为一个发展中大国，今后一段时期，依然面临繁重的能源建设任务。核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比，核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，而且是电力工业减排污染物的有效途径，也是减缓地球温室效应的重要措施。随着全球对气候变暖问题的日益重视，核电在能源结构调整中将发挥积极而且重要的作用。 目前，世界上33个国家和地区共有440多台核电机组在运行，核电装机总量已达到3.6亿千瓦，核电发电量占总发电量的17%。全球有16个国家和地区的核电发电量占总发电量的比重超过25%，其中法国高达77%、比利时达50%、欧盟为35%、日本为34%、美国为20%、俄罗斯为15%，我国还不足2%。 最近，我国南方发生的低温、雨雪冰冻灾害提示我们要进一步调整优化电力结构，发展核电等清洁能源，减少温室气体排放。同时，也要求我们合理提高中心负荷地区的供电能力，降低煤炭运输压力，把加快推进核电建设落实到具体行动中。 根据规划和当前形势，未来10～15年，我国核电将会迎来世界核电建设史上前所未有的大发展。这样一块容量大、技术含量高的市场对国内装备制造业提出了新的挑战，其中大型铸锻件的研制又是重中之重，是最有可能制约核电建设进度的卡脖子问题。我们不能指望依靠买国外大型铸锻件支撑我国核电发展。一是因为买国外的大型铸锻件，价格至少高出30%～50%；二是国外铸锻件生产企业任务也很满，交货周期长；三是关键时候想买也买不来。这里，我举两个例子。 一个是关于红沿河一期工程核岛锻件。东方电气集团和上海锅炉厂于2006年7月和11月分别向JSW订购了红沿河一期工程的核岛锻件。按合同要求，反应堆压力容器的一体化顶盖和接管段筒体的第一批锻件应于2007年9月到港；但日本政府以目前“中日原子能协定的少量补充条款尚未达成一致”为由，拒绝了JSW出口许可证的申请。中日两国政府于1985年签订和平利用核能协定，2005年8月，在第三代核电招标期间，日方提出了 “关于中日核电项目保障监督问题”，提出了“全面跟踪、全面保障和违约返还”等要求，未能与中方达成一致。2006年，日方放弃了“全面保障和违约返还”的要求，但仍坚持对所谓“作为副产品回收或产生的特殊裂变材料”的全程跟踪，双方磋商陷入僵局。在此情况下，日本停止执行两国间核能协定，拒绝受理核电大锻件的出口许可申请，延误了红沿河一期工程的设备制造进度，目前尚未得到解决。 还有，海阳项目的常规岛低压转子锻件问题。三门、海阳两个AP1000项目常规岛招标范围不同，三门常规岛是整岛招标，海阳项目常规岛招标范围仅限汽轮发电机组及其配套系统，其他设备由业主采购。这两个项目都由三菱牵头的三菱－哈电联队中标，三菱提出鉴于JSW低压转子锻件供货进度问题，只能保证三门项目两台低压转子锻件的供货进度，而海阳项目的两台低压转子锻件均比进度要求晚8～9个月，并向中方提出了提高价格和扩大供货范围要求，最终海阳项目低压转子锻件供货期推迟，价格上涨了3000万元。
另外，国际上主要核电设备供应商都认识到了大型铸锻件供货难问题，法国的法玛通已并购了克鲁索，克鲁索的锻件今后将优先保证法玛通的需要。这些事例让我们更加清醒地认识到，中国核电发展不能指望别人，必须要依靠自己的力量突破大型铸锻件制约。 五、齐心协力推动我国成为全球大型铸锻件的主要供货地 国家发展改革委全力支持一重、二重、上重等大型铸锻件制造企业的加快发展。我认为，国内骨干企业现在搞技术改造，建成后从技术水平到生产规模都要引领全球。2007年，国家发展改革委批准一重实施的铸锻钢基地及大型铸锻件自主化改造项目，在能力水平上都瞄准了世界一流。项目建成后，一重将形成年产钢水50万吨、锻件24万吨、铸钢件6万吨的生产能力。届时，可一次提供钢水700吨，浇注最大双真空钢锭600吨，最大铸件500吨，提供最大锻件400吨。2007年11月底，我们还在北京召集有关方面开会，协调一重技术改造项目进度，要求各有关方面要保证按计划完成各自承担的任务，确保一重改造项目顺利推进。今后，我们还将对一重、二重、上重等企业一如既往地给予支持。 这次调研一同前来的还有中广核集团和哈电集团的负责同志。中广核在红沿河、宁德项目上大力支持使用国产设备，这两个项目总体国产化率将达到80%，实现了新突破。希望你们进一步支持核电锻件国产化，与一重等国内企业建立更加紧密的合作关系，突破锻件制约，这将有利于核电建设降低投资，保证工期。 哈电集团作为主机企业，要把大型铸锻件作为技术战略的重要组成部分，放在突出位置考虑，尽快与国内企业签订供货合同，结成战略联盟。 大型铸锻件的生产需要硬件与软件的结合，技术与经验的结合，特别是核电锻件技术上有很大难度，一重等企业在研制中遇到的问题充分说明这绝非易事。能不能建成世界一流的铸锻钢生产基地，内因是关键，最重要的还是重机企业自己要争气。国外同行也都在积极应对旺盛的市场需求带来的机遇和挑战，JSW斥巨资进行更新改造，法玛通并购克鲁索等都是具体应对举措。突破大型铸锻件的核心技术问题，在战略上要藐视，要有必胜信心，在战术上要重视，全力应对。希望一重和国内其他重机企业以全球眼光、世界胸怀，抓住国内外市场机遇，开拓进取，胆子再大一点，步子再快一点，改革再深入一些，尽快提高国内大型铸锻件技术水平和生产能力。不仅服务于国内经济建设，同时积极开拓国际市场，努力使中国成为全球大型铸锻件的主要供货地，为实现我国装备制造业由大到强转变做出更大贡献！
中国大型锻件生产水平
现在我国大型锻件的生产水平
我国经过50多年的发展，能为国民经济各部门，如电站、冶金、矿山、石油、化工、造船、军工、大型机器和重型锻压设备等提供大型自由锻件。
在大锻件的生产工艺中，已基本撑握国际上采用的多种锻造法，如JTS（中心压实锻造法）、WHF（宽砧大压下量锻造法）、FM（不对称平砧锻造法）、FMV（不对称V型砧锻造法）、FML（低锻压力锻造法）、LZ（用料宽比和砧宽比控制锻件内部质量的拔长工艺）、CKD（用于锻造管板的工艺）、三点砧锻造法、收口锻造法等，以上这些锻造法是保证大型锻件内在质量的重要工艺，有些是引进技术、有些是我国自已开发。
自1973年起，第一机械工业部先后组织工厂、设计和科研单位到罗马尼亚、意大利、德国、奥地利、日本、法国、捷克等国生产轧钢、火电和核电设备用大型锻件的企业进行实地考察，回国后又进行技术交流。同时请日本制钢所室兰工厂等大锻件生产企业来华进行技术交流。并收集整理了国外有关大锻件生广的技术情报资料，使从事大锻件生产者，了解我国与国外的差距，提出缩小差距的途径。
在20世纪80年代第二重型机器厂、上海重型机器厂向日本室兰制钢所引进了冷热轧辊、火电汽轮机和发电机、核电压力壳等锻件的生产技术，遗憾的是有些锻件的生产工艺未能在规定期限内进行考核。
我国已生产过的几种大型锻件主要数据
1、广东岭澳核电站1000Mw压水堆蒸汽发生器筒体锻件
蒸汽发生器尺寸：下Φ3286mm /上Φ4280mm×21122mm、壳体总重~310 吨、 材质：18MnD5
2、秦山核电站二期600Mw压水堆压力壳接管段锻件
钢锭重：312吨、锻件约重~190吨
稳压器锻件：由封头、筒体、支撑座等6大件组成，总重95吨。
3、300Mw、600Mw、800Mw火电机组高、中、低压汽轮机转子、叶轮、叶片、发电主轴、护环。
4、300Mw、600Mw压水堆核电站核岛设备锻件（压力壳、堆内构件、管板、蒸发器、稳压器）和常规岛设备锻件（汽轮机高、中、低压转子、叶轮、叶片、发电机主轴、护环）。
5、现三峡水电站30台700Mw水力发电机组的水轮机大轴锻件、发电机主轴、镜板、上下环、叶片轴等，基本上都从国外进口。国内也制造了一些，具体有哪些品种不详。 水轮机大轴锻件重量~160吨。
从业内人士得悉，三峡水电站还有地下电站需3台700MW水轮发电机，三峡下游要建梯级电站，连同其他水电站约有30台700MW水力发电机组所用大锻件，将由我国自己制造。
6、煤液化反应器筒体锻件
反应器尺寸：筒节外径Φ5500mm、壁厚：335mm，由13个筒节和球封头、裙座组成，反应器总重2050吨
7、高压立式液氢容器锻件
材质：0Cr18Ni9、锻件重量：～42吨
8、加氢反应器（含热壁）封头和筒体锻件，筒体外径Φ5500mm~Φ6000mm、
壁厚480mm
9、520000 t合成氨塔筒体外径Φ2800mm、壁厚200mm。
10、3500mm钢板轧机支承辊锻件
辊身尺寸：Φ2050mm、轧辊总长：10600mm、锻件重：~185吨、
钢锭重：296吨。
11、船用低速柴油机6拐组合曲轴锻件
曲轴总长：8030mm、净重71吨。
12、300MN模锻液压机柱片
13、125MN自由锻水压机立柱锻件Φ1100mm×19700mm、重147吨。
14、环形锻件最大直径：用辗环机为Φ5000mm，用125MN液压机自由锻约为Φ5700mm 现在我国可浇铸的最大钢锭重量约400~500 t、可生产重260~320 t大型锻件。
资料来源：http://www.chinaforge.org.cn
我国经过50多年的发展，能为国民经济各部门，如电站、冶金、矿山、石油、化工、造船、军工、大型机器和重型锻压设备等提供大型自由锻件。
在大锻件的生产工艺中，已基本撑握国际上采用的多种锻造法，如JTS（中心压实锻造法）、WHF（宽砧大压下量锻造法）、FM（不对称平砧锻造法）、FMV（不对称V型砧锻造法）、FML（低锻压力锻造法）、LZ（用料宽比和砧宽比控制锻件内部质量的拔长工艺）、CKD（用于锻造管板的工艺）、三点砧锻造法、收口锻造法等，以上这些锻造法是保证大型锻件内在质量的重要工艺，有些是引进技术、有些是我国自已开发。
自1973年起，第一机械工业部先后组织工厂、设计和科研单位到罗马尼亚、意大利、德国、奥地利、日本、法国、捷克等国生产轧钢、火电和核电设备用大型锻件的企业进行实地考察，回国后又进行技术交流。同时请日本制钢所室兰工厂等大锻件生产企业来华进行技术交流。并收集整理了国外有关大锻件生广的技术情报资料，使从事大锻件生产者，了解我国与国外的差距，提出缩小差距的途径。
在20世纪80年代第二重型机器厂、上海重型机器厂向日本室兰制钢所引进了冷热轧辊、火电汽轮机和发电机、核电压力壳等锻件的生产技术，遗憾的是有些锻件的生产工艺未能在规定期限内进行考核。
我国已生产过的几种大型锻件主要数据
1、广东岭澳核电站1000Mw压水堆蒸汽发生器筒体锻件
蒸汽发生器尺寸：下Φ3286mm /上Φ4280mm×21122mm、壳体总重~310 吨、 材质：18MnD5
2、秦山核电站二期600Mw压水堆压力壳接管段锻件
钢锭重：312吨、锻件约重~190吨
稳压器锻件：由封头、筒体、支撑座等6大件组成，总重95吨。
3、300Mw、600Mw、800Mw火电机组高、中、低压汽轮机转子、叶轮、叶片、发电主轴、护环。
4、300Mw、600Mw压水堆核电站核岛设备锻件（压力壳、堆内构件、管板、蒸发器、稳压器）和常规岛设备锻件（汽轮机高、中、低压转子、叶轮、叶片、发电机主轴、护环）。
5、现三峡水电站30台700Mw水力发电机组的水轮机大轴锻件、发电机主轴、镜板、上下环、叶片轴等，基本上都从国外进口。国内也制造了一些，具体有哪些品种不详。 水轮机大轴锻件重量~160吨。
从业内人士得悉，三峡水电站还有地下电站需3台700MW水轮发电机，三峡下游要建梯级电站，连同其他水电站约有30台700MW水力发电机组所用大锻件，将由我国自己制造。
6、煤液化反应器筒体锻件
反应器尺寸：筒节外径Φ5500mm、壁厚：335mm，由13个筒节和球封头、裙座组成，反应器总重2050吨
7、高压立式液氢容器锻件
材质：0Cr18Ni9、锻件重量：～42吨
8、加氢反应器（含热壁）封头和筒体锻件，筒体外径Φ5500mm~Φ6000mm、
壁厚480mm
9、520000 t合成氨塔筒体外径Φ2800mm、壁厚200mm。
10、3500mm钢板轧机支承辊锻件
辊身尺寸：Φ2050mm、轧辊总长：10600mm、锻件重：~185吨、
钢锭重：296吨。
11、船用低速柴油机6拐组合曲轴锻件
曲轴总长：8030mm、净重71吨。
12、300MN模锻液压机柱片
13、125MN自由锻水压机立柱锻件Φ1100mm×19700mm、重147吨。
14、环形锻件最大直径：用辗环机为Φ5000mm，用125MN液压机自由锻约为Φ5700mm 现在我国可浇铸的最大钢锭重量约400~500 t、可生产重260~320 t大型锻件。
资料来源：http://www.chinaforge.org.cn
对国内目前发展大中型自由锻液压机的观点
最近几年，我国用自由锻液压机生产大型自由锻件（以下筒称大锻件）的销售形势看好，大有供不应求之势，因此，有些企业和个人都要投资大锻件生产，形成当前盲目无序、互相攀比新增大中型自由锻液压机的局面。现把国内、国外大锻件生产现状简单介绍如下，只有了解国外大锻件生产发展过程，才能探讨我国大锻件生产方向和制订当前应采取的措施。
一、 当前我国自由锻液压机拥有量及自由锻件产量
到2007年6月，我国约有150个企业拥有8MN～150MN（800～15000吨）自由锻液压机在155台以上，居世界首位。
其中：8MN自由锻液压机约40台，
10～12.5 MN自由锻液压机约30台，
16 MN自由锻液压机约25台，
20 MN自由锻液压机约20台，
25～32MN自由锻液压机约20台，
36～45 MN自由锻液压机10台，
60 MN自由锻液压机3台，
80 MN自由锻液压机3台，
120～125 MN自由锻液压机3台，
150MN自由锻液压机1台。
在2007年底～2008年12月左右，要投产的自由锻液压机有以下7台，
其中：50MN、70 MN、80 MN 、140MN、160 MN 、165 MN 、185 MN。
到2008年12月左右，我国60～185MN自由锻液压机拥有量为16台
即60～80MN为8台、 120～185MN为8台。
我国目前大锻件年产量：
在2006年9月，对生产大锻件的30家生产企业（拥有8～125MN自由锻液压机共56台，组成如下：8MN—5台、12.5MN—9台、16MN—13台、20MN—2台、25～28MN—4台、36～45MN—4台、60MN—3台、80MN—2台、120～125MN—3台），调查2003～2005年大锻件产量如下：
2003年大锻件产量为36.8万吨、
2004年大锻件产量为55.1万吨、
2005年大锻件产量为64.3万吨。
按该产量测算，目前全国155台（8～125MN自由锻液压机）大锻件年产量约100万吨。
我国大锻件年生产能力：
按现有自由锻液压机的中等生产能力测算：年产大锻件能力约200～250万吨。
其中：8MN自由锻液压机约有40台，主要生产火车轴及重量﹤3吨自由锻件，年生产能力30～35万吨，
10～20MN自由锻液压机75台，年生产能力80～100万吨，
25～45MN自由锻液压机30台，年生产能力55～65万吨，
60～80 MN自由锻液压机6台，年生产能力20～25万吨，
120～150 MN自由锻液压机4台，年生产能力15～25万吨。
到2008年尚有7台50～185MN自由锻液压机要投产，其年生产能力至少新增25～30万吨，总生产能力可达230～280万吨。
但是，现在还有20多家企业和个人要投资扩建、新建大锻件生产点。要新增50～120MN以上自由锻液压机。
二、国外大型自由锻液压机的发展和大锻件生产情况
按已有资料，自1893年美国在伯利恒公司安装世界第一台140MN（14000t）自由锻液压机到2008年洛阳中重铸锻厂安装185MN自由锻液压机为止，100多年来全世界生产万吨级自由锻液压机约41台（当时美国有8台，最大150MN），扣去因老旧拆除以外，现存100～185MN自由锻液压机约31台，其中：
中国8台（最大185MN）、 原苏联6台（最大150MN）、
日本3台（最大130 MN）、 法国2台（最大113MN）、
美国2台（最大120MN）、 捷克2台（最大120 MN）、
韩国2台（最大130 MN），
英国、德国、意大利、罗马尼亚、印度、澳大利亚均为1台。
早在20世纪60～70年代，国外大锻件生产企业产量下滑，开始结构调整，关闭、合并一些企业进行重组和分工，拆除一些陈旧自由锻液压机，用新技术对旧液压机进行改造、或用全新锻造液压机来代替。在这个时间段，美国、英国、日本、德国、意大利等国关闭10多家大锻件生产厂，拆除10多台60MN以上自由锻液压机，其中美国有60MN、120MN、150MN，英国有2台60MN，德国有60MN、90MN、150MN，意大利有80MN、120MN等。
进入20世纪90年代，世界经济发展的动向是新技术成为推动经济发展的重要因素，世界性产业结构调整继续深化和国际化的步伐加快，发展中国家的经济迅速发展。在20世纪90年代前后，由于发达国家重工业生产不景气，成套设备市场处于饱和状态，造成大型锻件市场紧缩，竟争激烈，再加上油价上涨、劳动力不足、严格执行环保法规，这些辣手问题困扰着大锻件的生产发展。另一个难题是随着大型机械产品和重大设备技术不断发展，对大型锻件的质量提出了更高的性能要求。近十几年出现不少新钢种，冶金技术和锻压加工技术的快速发展，推动了世界性大型锻件生产行业的大改组、大投资和生产技术的大提高。
主要工业国大锻件生产企业改造措施和生产情况
（1）日本：
1985～1995期间，对10台50MN以下自由锻液压机更新或现代化改造，所有锻造液压机都配用锻造操作机，大部份与液压机联动，提高了产量和锻造精度，减少火次、节约材料和燃料。日本生产大锻件企业约20余家，1980年产量为73万吨，1987年以后，产量在50～62万吨之间波动，2002年生产大锻件企业为22家，产量54万吨。
日本仅有室兰工厂（有100MN自由锻液压机）、神户制钢（有130MN自由液压机）、日本铸锻钢（有105MN自由锻液压机）三个企业能采用300吨以上钢锭生产大锻件。室兰工厂（JSW）是生产大锻件较多的企业，而且是世界上唯一用100MN自由锻液压机锻造600T钢锭的企业，JSW于1969年浇注第一支400t钢锭，1986年浇注第一支600t钢锭，到1990年已浇注350～600t钢锭约370支。
（2）意大利
1980年大锻件产量为61万吨，1984年世界性大锻件生产不景气时，
1986年产量下降到25.5万吨。为适应国内外市场变化的新形势，从1989年起对生产大锻件企业采取关闭、兼并、改组，对设备、生产技术进行现代化改造，成绩显著。他们拆除6MN、15MN、45MN、50MN、80MN、120MN自由锻液压机，制造1台用计算机控制的新型126MN自由锻液压机，并与锻造操作机联动，能按最佳锻造工艺进行操作，避免人为失误，提高了锻造质量和效率，取得较大经济效益。
现意大利生产大锻件企业约25家，有10～126MN自由锻液压机约30台，1990年大锻件产量32万吨，1997年上升到56.8万吨，2001年为69.7万吨 ，2004年为74.5万吨，2005年为85.5万吨。
（3）韩国
韩国从1982年才开始生产大锻件，主要有三家，韩国政府对他们作了分工：
◎韩国重工（有130MN、42MN、16MN液压机）主要生产电站大锻件，1984年浇注第一支重430t钢锭，用以锻造核电汽轮机转子。1998年浇注重496t钢锭，锻造1000Mw核电汽轮机转子。2004年浇注重510t钢锭。现公司大锻件产量为12.4万吨。
◎HHI重工（有100MN、40MN、25MN液压机）主要生产船用轴系、大型柴油机曲轴锻件，1999年锻件产量6万吨，2004年为7.9万吨。
◎太熊公司（有80MN、50MN、20MN、15MN液压机和目前世界最大φ9000mm辗环机），主要生产环件及其他锻件。
韩国现有10～130MN自由锻液压机约15台，大锻件生产企业不到10家，1999年大锻件产量约25万吨，2004年为66万吨。
（4）德国
在20世纪80～90年代调整期间关闭了一些锻造厂，拆除90MN以下自由锻液压机9台，并对大锻件生产企业进行调整、重组。德国现有46家自由锻件生产厂，但生产＞5t自由锻件的企仅12家。
（5）法国
1991年起对大锻件生产企业进行重新组合和调整，在拆除陈旧液压机的同时，新上12MN、25MN、40MN、45MN自由锻液压机，但重要大型锻件都在克鲁索公司（现有75MN、113MN液压机）生产，该公司在1991年对液压机、工业炉进行技术改造。
以上国家的这些措施，迅速扭转了困难局面，适应了市场对大型锻件的高要求。
我国在20世纪80～90年代，亦应任务不足，有近10家企业的10多台8～60MN 自由锻液压机拆除、变卖或回炉炼钢。
三、目前我国大型自由锻件生产中存在的主要问题
我国生产大锻件已有50多年历史，自由锻液压机数量、等级、产量已居世界首位，己进入大锻件生产大国行列，但还不是大锻件生产强国，因为有些质量要求高的重要大锻件仍需进口，其原因是多方面的，有炼钢、锻造的技术和设备问题，也有对我国生产的大锻件质量抱怀疑态度而进口。三峡电站32台单机容量为70万千瓦的水轮发电机组大部份是进口，其中有部份机组的少量大锻件由国内制造，已并网发电；国内新上百万千瓦级核电站的核岛和常规岛设备中的部分大锻件已开始由我国自制，说明我国锻造行业有能力提供高质量重要大锻件。
我国现有3台万吨自由锻水压机，其结构和控制系统落后，部份重要零件受损，原水压机净空距偏小，不能锻造大型筒体锻件，为了满足某些大型锻件的生产工艺要求，提高镦粗能力，在2008年内，一重、二重、上重、洛阳中重分别新增150MN、160MN、165MN、185MN自由锻液压机，同时完善配套工程等硬件设施，
在提高钢水冶炼质量以后，完全能满足我国重大装备所需大锻件的品种和数量上的要求，而且还能走向国际市场，因此不能再新增万吨级自由锻液压机。
目前我国大型自由锻件生产中存在的主要问题如下：
1、某些投资者缺少市场调查﹔
现在我国大锻件生产处于“过剩”和“短缺”的双重压力，一般性大锻件供大于求，对技术含量和质量要求高的大锻件，如百万千瓦级火电和核电用（超临界、超超临界）汽轮机转子、特大支承辊和热轧工作辊、大型高温高压厚壁筒体、大马力低速柴油机组合曲轴锻件等，生产能力低或不能生产尚需进口。
我认为有些企业和个体经营者对大锻件用户和需要量不是很了解，认为市场很大，只要上了大中型自由锻液压机什么锻件都能干。实际上需要用60MN以上液压机生产大锻件的市场很小，仅在以下重大成套设备中用量最多，所占比例是冶金设备（含易耗品轧辊）50％、发电设备20％、石化设备15％、重型机床（含锻压设备）5％、矿山设备3％、舰船3％、其它4％。
而需要用万吨液压机生产大锻件的市场就更小，主要是﹥600Mw火电机组、﹥600Mw核电和大型水电机组、﹥φ1600mm支承辊和热轧工作辊、大型石化设备用﹥φ4500mm各种厚壁筒体、吃水量﹥20万吨船用轴系及组合曲轴、大型锻压设备立柱和工作缸等。
尽管现在是市场经济，投资者有权作主，他们仅看到目前市场，缺少对中长期市场需求的调研分析。新建一台大中型自由锻液压机，需要炼钢、粗加工、热处理及相应动力站房和其他设施为其配套。对没有冶炼能力的企业，要考虑大型液压机所需大钢锭的来源，为保证钢锭和锻件质量，节约燃料、降低成本，对钢锭重量超过60t以上都要采用热锭（表面温度＞650℃）。因此，资金投入和征用土地都很可观，如果建成投产，任务不足，无利可求而破产，将是很大损失。
2、低水平配套，机槭化、自动化生产水平低
目前8～16MN自由锻液压机大部份已配用锻造操作机，20～45自由锻液压机尚未全部配用，60～125MN自由锻液压机仅有1台60MN和1台80MN液压机配用了锻造操作机，但夹持力偏小。在2008年新投产的50～185MN自由锻液压机都配置了较大夹持力的锻造操作机。
在现有150多台液压机中，操作系统较落后的约占40％，如果进行现代化改造，将花费很大资金，对部份陈旧液压机如何改造要进行分析比较。
总之，辅助设施的机械化、自动化水平低和液压机操作系统落后，是影响锻件产量的主要因素。
3、工业炉配置偏少
现有生产企加热钢锭及锻坯用加热炉偏少，尤其是大量采用冷钢锭和钢种多的企业，这个矛盾可能较突出。同样，锻件热处理炉也偏少，因为钢种和热处理工艺各异，以及锻件大小等问题不易配炉，为减少待炉时间，节约燃料，热处理炉必须大中小相结合，由于厂房面积较紧，对增添工业炉有一定困难，这些因素都影响锻件产量。
4、钢锭质量不稳定
大锻件质量取决于钢锭，要提高大锻件的综合性能，必须减少钢锭的成份偏析、改变非金属夹杂物形态，使钢中气体和有害元素含量达到最低。采用电炉、超高功率电炉和钢包精炼炉合理冶炼分工，组织最佳冶金过程，如电磁搅拌、真空吹氩脱气、真空碳脱氧、真空吹氧脱碳，减少钢液中的气体和有害元素含量之后，在真空室浇注钢锭，已成为用自由锻液压机生产大锻件不可缺少的重要条件。我国几家有冶炼能力的主要重机厂（一重，二重、上重、洛阳中重、太重、沈重等）都具备这些条件。
现国际上对钢中气体和有害元素含量要求是：H2 ：≦0.5ppm，O2 ：≦9ppm，P、S、As、Sn、Sb为0.003％～0.006％的较低水平。我国企业目前还做不到，含P：0.01％、S：0.005％。因此，某些质量要求较高的锻件只能进口，现在新型70～185MN自由锻液压机将络续投产，锻造设备己不是关口，主要问题是钢液质量， 如果钢液纯度不提高，仍无法生产高质量大锻件，还是要进口。因此，提高冶炼技术是当务之急，必须尽快解决。
四、建议
1、大锻件生产属高技术、高投入、高能耗、高污染产业，工程项目占用土地面积大、投入大，国家应予以宏观调控。对新上自由锻液压机的公称压力，不仅企业之间互相攀比，某些地方政府也予以支持。国家有关部门对新上大中型自由锻液压机项目应予以审批，要迅速管起来，不能再盲目无序新建和扩建。
2、我国大中型自由锻液压机数量、等级和大锻件产量已居世界首位，目前产量仅是没备能力的50％，还有很大潜力没有发挥。 到2008年还新增50～185MN自由锻液压机7台，按中等生产能力计算，可新增大锻件25～30万吨，总生产能力至少230～280万吨，已存在大锻件产量过剩和某些企业生产任不足的隐危，如果再不控制，就会造成更大损失。
3、加强管理，学习国外经验，各企业生产大锻件品种应有侧重，要发挥自已的擅长，向专业化方向发展。要依椐生产条件形成自已的特色产品，开发市场、占领市场。
大锻件生产难度大，质量要求高，一般企业不易生产。投资者不能只看目前市场，要对中长期需求进行调研分析，谨慎从事。
作 者：蔡墉
发布时间：2008年4月24日
发表日期：2007年7月1日
文献来源：第一届中国大中型自由锻研讨会论文集
一、 当前我国自由锻液压机拥有量及自由锻件产量
到2007年6月，我国约有150个企业拥有8MN～150MN（800～15000吨）自由锻液压机在155台以上，居世界首位。
其中：8MN自由锻液压机约40台，
10～12.5 MN自由锻液压机约30台，
16 MN自由锻液压机约25台，
20 MN自由锻液压机约20台，
25～32MN自由锻液压机约20台，
36～45 MN自由锻液压机10台，
60 MN自由锻液压机3台，
80 MN自由锻液压机3台，
120～125 MN自由锻液压机3台，
150MN自由锻液压机1台。
在2007年底～2008年12月左右，要投产的自由锻液压机有以下7台，
其中：50MN、70 MN、80 MN 、140MN、160 MN 、165 MN 、185 MN。
到2008年12月左右，我国60～185MN自由锻液压机拥有量为16台
即60～80MN为8台、 120～185MN为8台。
我国目前大锻件年产量：
在2006年9月，对生产大锻件的30家生产企业（拥有8～125MN自由锻液压机共56台，组成如下：8MN—5台、12.5MN—9台、16MN—13台、20MN—2台、25～28MN—4台、36～45MN—4台、60MN—3台、80MN—2台、120～125MN—3台），调查2003～2005年大锻件产量如下：
2003年大锻件产量为36.8万吨、
2004年大锻件产量为55.1万吨、
2005年大锻件产量为64.3万吨。
按该产量测算，目前全国155台（8～125MN自由锻液压机）大锻件年产量约100万吨。
我国大锻件年生产能力：
按现有自由锻液压机的中等生产能力测算：年产大锻件能力约200～250万吨。
其中：8MN自由锻液压机约有40台，主要生产火车轴及重量﹤3吨自由锻件，年生产能力30～35万吨，
10～20MN自由锻液压机75台，年生产能力80～100万吨，
25～45MN自由锻液压机30台，年生产能力55～65万吨，
60～80 MN自由锻液压机6台，年生产能力20～25万吨，
120～150 MN自由锻液压机4台，年生产能力15～25万吨。
到2008年尚有7台50～185MN自由锻液压机要投产，其年生产能力至少新增25～30万吨，总生产能力可达230～280万吨。
但是，现在还有20多家企业和个人要投资扩建、新建大锻件生产点。要新增50～120MN以上自由锻液压机。
二、国外大型自由锻液压机的发展和大锻件生产情况
按已有资料，自1893年美国在伯利恒公司安装世界第一台140MN（14000t）自由锻液压机到2008年洛阳中重铸锻厂安装185MN自由锻液压机为止，100多年来全世界生产万吨级自由锻液压机约41台（当时美国有8台，最大150MN），扣去因老旧拆除以外，现存100～185MN自由锻液压机约31台，其中：
中国8台（最大185MN）、 原苏联6台（最大150MN）、
日本3台（最大130 MN）、 法国2台（最大113MN）、
美国2台（最大120MN）、 捷克2台（最大120 MN）、
韩国2台（最大130 MN），
英国、德国、意大利、罗马尼亚、印度、澳大利亚均为1台。
早在20世纪60～70年代，国外大锻件生产企业产量下滑，开始结构调整，关闭、合并一些企业进行重组和分工，拆除一些陈旧自由锻液压机，用新技术对旧液压机进行改造、或用全新锻造液压机来代替。在这个时间段，美国、英国、日本、德国、意大利等国关闭10多家大锻件生产厂，拆除10多台60MN以上自由锻液压机，其中美国有60MN、120MN、150MN，英国有2台60MN，德国有60MN、90MN、150MN，意大利有80MN、120MN等。
进入20世纪90年代，世界经济发展的动向是新技术成为推动经济发展的重要因素，世界性产业结构调整继续深化和国际化的步伐加快，发展中国家的经济迅速发展。在20世纪90年代前后，由于发达国家重工业生产不景气，成套设备市场处于饱和状态，造成大型锻件市场紧缩，竟争激烈，再加上油价上涨、劳动力不足、严格执行环保法规，这些辣手问题困扰着大锻件的生产发展。另一个难题是随着大型机械产品和重大设备技术不断发展，对大型锻件的质量提出了更高的性能要求。近十几年出现不少新钢种，冶金技术和锻压加工技术的快速发展，推动了世界性大型锻件生产行业的大改组、大投资和生产技术的大提高。
主要工业国大锻件生产企业改造措施和生产情况
（1）日本：
1985～1995期间，对10台50MN以下自由锻液压机更新或现代化改造，所有锻造液压机都配用锻造操作机，大部份与液压机联动，提高了产量和锻造精度，减少火次、节约材料和燃料。日本生产大锻件企业约20余家，1980年产量为73万吨，1987年以后，产量在50～62万吨之间波动，2002年生产大锻件企业为22家，产量54万吨。
日本仅有室兰工厂（有100MN自由锻液压机）、神户制钢（有130MN自由液压机）、日本铸锻钢（有105MN自由锻液压机）三个企业能采用300吨以上钢锭生产大锻件。室兰工厂（JSW）是生产大锻件较多的企业，而且是世界上唯一用100MN自由锻液压机锻造600T钢锭的企业，JSW于1969年浇注第一支400t钢锭，1986年浇注第一支600t钢锭，到1990年已浇注350～600t钢锭约370支。
（2）意大利
1980年大锻件产量为61万吨，1984年世界性大锻件生产不景气时，
1986年产量下降到25.5万吨。为适应国内外市场变化的新形势，从1989年起对生产大锻件企业采取关闭、兼并、改组，对设备、生产技术进行现代化改造，成绩显著。他们拆除6MN、15MN、45MN、50MN、80MN、120MN自由锻液压机，制造1台用计算机控制的新型126MN自由锻液压机，并与锻造操作机联动，能按最佳锻造工艺进行操作，避免人为失误，提高了锻造质量和效率，取得较大经济效益。
现意大利生产大锻件企业约25家，有10～126MN自由锻液压机约30台，1990年大锻件产量32万吨，1997年上升到56.8万吨，2001年为69.7万吨 ，2004年为74.5万吨，2005年为85.5万吨。
（3）韩国
韩国从1982年才开始生产大锻件，主要有三家，韩国政府对他们作了分工：
◎韩国重工（有130MN、42MN、16MN液压机）主要生产电站大锻件，1984年浇注第一支重430t钢锭，用以锻造核电汽轮机转子。1998年浇注重496t钢锭，锻造1000Mw核电汽轮机转子。2004年浇注重510t钢锭。现公司大锻件产量为12.4万吨。
◎HHI重工（有100MN、40MN、25MN液压机）主要生产船用轴系、大型柴油机曲轴锻件，1999年锻件产量6万吨，2004年为7.9万吨。
◎太熊公司（有80MN、50MN、20MN、15MN液压机和目前世界最大φ9000mm辗环机），主要生产环件及其他锻件。
韩国现有10～130MN自由锻液压机约15台，大锻件生产企业不到10家，1999年大锻件产量约25万吨，2004年为66万吨。
（4）德国
在20世纪80～90年代调整期间关闭了一些锻造厂，拆除90MN以下自由锻液压机9台，并对大锻件生产企业进行调整、重组。德国现有46家自由锻件生产厂，但生产＞5t自由锻件的企仅12家。
（5）法国
1991年起对大锻件生产企业进行重新组合和调整，在拆除陈旧液压机的同时，新上12MN、25MN、40MN、45MN自由锻液压机，但重要大型锻件都在克鲁索公司（现有75MN、113MN液压机）生产，该公司在1991年对液压机、工业炉进行技术改造。
以上国家的这些措施，迅速扭转了困难局面，适应了市场对大型锻件的高要求。
我国在20世纪80～90年代，亦应任务不足，有近10家企业的10多台8～60MN 自由锻液压机拆除、变卖或回炉炼钢。
三、目前我国大型自由锻件生产中存在的主要问题
我国生产大锻件已有50多年历史，自由锻液压机数量、等级、产量已居世界首位，己进入大锻件生产大国行列，但还不是大锻件生产强国，因为有些质量要求高的重要大锻件仍需进口，其原因是多方面的，有炼钢、锻造的技术和设备问题，也有对我国生产的大锻件质量抱怀疑态度而进口。三峡电站32台单机容量为70万千瓦的水轮发电机组大部份是进口，其中有部份机组的少量大锻件由国内制造，已并网发电；国内新上百万千瓦级核电站的核岛和常规岛设备中的部分大锻件已开始由我国自制，说明我国锻造行业有能力提供高质量重要大锻件。
我国现有3台万吨自由锻水压机，其结构和控制系统落后，部份重要零件受损，原水压机净空距偏小，不能锻造大型筒体锻件，为了满足某些大型锻件的生产工艺要求，提高镦粗能力，在2008年内，一重、二重、上重、洛阳中重分别新增150MN、160MN、165MN、185MN自由锻液压机，同时完善配套工程等硬件设施，
在提高钢水冶炼质量以后，完全能满足我国重大装备所需大锻件的品种和数量上的要求，而且还能走向国际市场，因此不能再新增万吨级自由锻液压机。
目前我国大型自由锻件生产中存在的主要问题如下：
1、某些投资者缺少市场调查﹔
现在我国大锻件生产处于“过剩”和“短缺”的双重压力，一般性大锻件供大于求，对技术含量和质量要求高的大锻件，如百万千瓦级火电和核电用（超临界、超超临界）汽轮机转子、特大支承辊和热轧工作辊、大型高温高压厚壁筒体、大马力低速柴油机组合曲轴锻件等，生产能力低或不能生产尚需进口。
我认为有些企业和个体经营者对大锻件用户和需要量不是很了解，认为市场很大，只要上了大中型自由锻液压机什么锻件都能干。实际上需要用60MN以上液压机生产大锻件的市场很小，仅在以下重大成套设备中用量最多，所占比例是冶金设备（含易耗品轧辊）50％、发电设备20％、石化设备15％、重型机床（含锻压设备）5％、矿山设备3％、舰船3％、其它4％。
而需要用万吨液压机生产大锻件的市场就更小，主要是﹥600Mw火电机组、﹥600Mw核电和大型水电机组、﹥φ1600mm支承辊和热轧工作辊、大型石化设备用﹥φ4500mm各种厚壁筒体、吃水量﹥20万吨船用轴系及组合曲轴、大型锻压设备立柱和工作缸等。
尽管现在是市场经济，投资者有权作主，他们仅看到目前市场，缺少对中长期市场需求的调研分析。新建一台大中型自由锻液压机，需要炼钢、粗加工、热处理及相应动力站房和其他设施为其配套。对没有冶炼能力的企业，要考虑大型液压机所需大钢锭的来源，为保证钢锭和锻件质量，节约燃料、降低成本，对钢锭重量超过60t以上都要采用热锭（表面温度＞650℃）。因此，资金投入和征用土地都很可观，如果建成投产，任务不足，无利可求而破产，将是很大损失。
2、低水平配套，机槭化、自动化生产水平低
目前8～16MN自由锻液压机大部份已配用锻造操作机，20～45自由锻液压机尚未全部配用，60～125MN自由锻液压机仅有1台60MN和1台80MN液压机配用了锻造操作机，但夹持力偏小。在2008年新投产的50～185MN自由锻液压机都配置了较大夹持力的锻造操作机。
在现有150多台液压机中，操作系统较落后的约占40％，如果进行现代化改造，将花费很大资金，对部份陈旧液压机如何改造要进行分析比较。
总之，辅助设施的机械化、自动化水平低和液压机操作系统落后，是影响锻件产量的主要因素。
3、工业炉配置偏少
现有生产企加热钢锭及锻坯用加热炉偏少，尤其是大量采用冷钢锭和钢种多的企业，这个矛盾可能较突出。同样，锻件热处理炉也偏少，因为钢种和热处理工艺各异，以及锻件大小等问题不易配炉，为减少待炉时间，节约燃料，热处理炉必须大中小相结合，由于厂房面积较紧，对增添工业炉有一定困难，这些因素都影响锻件产量。
4、钢锭质量不稳定
大锻件质量取决于钢锭，要提高大锻件的综合性能，必须减少钢锭的成份偏析、改变非金属夹杂物形态，使钢中气体和有害元素含量达到最低。采用电炉、超高功率电炉和钢包精炼炉合理冶炼分工，组织最佳冶金过程，如电磁搅拌、真空吹氩脱气、真空碳脱氧、真空吹氧脱碳，减少钢液中的气体和有害元素含量之后，在真空室浇注钢锭，已成为用自由锻液压机生产大锻件不可缺少的重要条件。我国几家有冶炼能力的主要重机厂（一重，二重、上重、洛阳中重、太重、沈重等）都具备这些条件。
现国际上对钢中气体和有害元素含量要求是：H2 ：≦0.5ppm，O2 ：≦9ppm，P、S、As、Sn、Sb为0.003％～0.006％的较低水平。我国企业目前还做不到，含P：0.01％、S：0.005％。因此，某些质量要求较高的锻件只能进口，现在新型70～185MN自由锻液压机将络续投产，锻造设备己不是关口，主要问题是钢液质量， 如果钢液纯度不提高，仍无法生产高质量大锻件，还是要进口。因此，提高冶炼技术是当务之急，必须尽快解决。
四、建议
1、大锻件生产属高技术、高投入、高能耗、高污染产业，工程项目占用土地面积大、投入大，国家应予以宏观调控。对新上自由锻液压机的公称压力，不仅企业之间互相攀比，某些地方政府也予以支持。国家有关部门对新上大中型自由锻液压机项目应予以审批，要迅速管起来，不能再盲目无序新建和扩建。
2、我国大中型自由锻液压机数量、等级和大锻件产量已居世界首位，目前产量仅是没备能力的50％，还有很大潜力没有发挥。 到2008年还新增50～185MN自由锻液压机7台，按中等生产能力计算，可新增大锻件25～30万吨，总生产能力至少230～280万吨，已存在大锻件产量过剩和某些企业生产任不足的隐危，如果再不控制，就会造成更大损失。
3、加强管理，学习国外经验，各企业生产大锻件品种应有侧重，要发挥自已的擅长，向专业化方向发展。要依椐生产条件形成自已的特色产品，开发市场、占领市场。
大锻件生产难度大，质量要求高，一般企业不易生产。投资者不能只看目前市场，要对中长期需求进行调研分析，谨慎从事。
作 者：蔡墉
发布时间：2008年4月24日
发表日期：2007年7月1日
文献来源：第一届中国大中型自由锻研讨会论文集
2009年1月6日星期二
热处理--英文terms
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age hardening 时效硬化 ageing 老化处理 air hardening 气体硬化 air patenting 空气韧化 annealing 退火 anode effect 阳极效应 anodizing 阳极氧化处理 atomloy treatment 阿托木洛伊表面 austempering 奥氏体等温淬火 austenite 奥斯田体/奥氏体 bainite 贝氏体 banded structure 条纹状组织 barrel plating 滚镀 barrel tumbling 滚筒打光 blackening 染黑法 blue shortness 青熟脆性 bonderizing 磷酸盐皮膜处理 box annealing 箱型退火 box carburizing 封箱渗碳 bright electroplating 辉面电镀 bright heat treatment 光辉热处理 bypass heat treatment 旁路热处理 carbide 炭化物 carburized case depth 浸碳硬化深层 carburizing 渗碳 cementite 炭化铁 chemical plating 化学电镀 chemical vapor deposition 化学蒸镀 coarsening 结晶粒粗大化 coating 涂布被覆 cold shortness 低温脆性 comemtite 渗碳体 controlled atmosphere 大气热处理 corner effect 锐角效应 creeping discharge 蠕缓放电 decarburization 脱碳处理 decarburizing 脱碳退火 depth of hardening 硬化深层 diffusion 扩散 diffusion annealing 扩散退火 electrolytic hardening 电解淬火 embossing 压花 etching 表面蚀刻 ferrite 肥粒铁 first stage annealing 第一段退火 flame hardening 火焰硬化 flame treatment 火焰处理 full annealing 完全退火 gaseous cyaniding 气体氧化法 globular cementite 球状炭化铁 grain size 结晶粒度 granolite treatment 磷酸溶液热处理 graphitizing 石墨退火 hardenability 硬化性 hardenability curve 硬化性曲线 hardening 硬化 heat treatment 热处理 hot bath quenching 热浴淬火 hot dipping 热浸镀 induction hardening 高周波硬化 ion carbonitriding 离子渗碳氮化 ion carburizing 离子渗碳处理 ion plating 离子电镀 isothermal annealing 等温退火 liquid honing 液体喷砂法 low temperature annealing 低温退火 malleablizing 可锻化退火 martempering 麻回火处理 martensite 马氏体/硬化铁炭 metallikon 金属喷镀法 metallizing 真空涂膜 nitriding 氮化处理 ~nitrocarburizing 软氮化 normalizing 正常化 oil quenching 油淬化 overageing 过老化 overheating 过热 pearlite 针尖组织 phosphating 磷酸盐皮膜处理 physical vapor deposition 物理蒸镀 plasma nitriding 离子氮化 pre-annealing 预备退火 precipitation 析出 precipitation hardening 析出硬化 press quenching 加压硬化 process annealing 制程退火 quench ageing 淬火老化 quench hardening 淬火 quenching crack 淬火裂痕 quenching distortion 淬火变形 quenching stress 淬火应力 reconditioning 再调质 recrystallization 再结晶 red shortness 红热脆性 residual stress 残留应力 retained austenite 残留奥 rust prevention 防蚀 salt bath quenching 盐浴淬火 sand blast 喷砂处理 seasoning 时效处理 second stage annealing 第二段退火 secular distortion 经年变形 segregation 偏析 selective hardening 部分淬火 shot blast 喷丸处理 shot peening 珠击法 single stage nitriding 等温渗氮 sintering 烧结处理 soaking 均热处理 softening 软化退火 solution treatment 固溶化热处理 spheroidizing 球状化退火 stabilizing treatment 安定化处理 straightening annealing 矫直退火 strain ageing 应变老化 stress relieving annealing 应力消除退火 subzero treatment 生冷处理 supercooling 过冷 surface hardening 表面硬化处理 temper brittleness 回火脆性 temper colour 回火颜色 tempering 回火 tempering crack 回火裂痕 texture 咬花 thermal refining 调质处理 thermoechanical treatment 加工热处理 time quenching 时间淬火 transformation 变态 tufftride process 软氮化处理 under annealing 不完全退火 vacuum carbonitriding 真空渗碳氮化 vacuum carburizing 真空渗碳处理 vacuum hardening 真空淬火 vacuum heat treatment 真空热处理 vacuum nitriding 真空氮化 water quenching 水淬火 wetout 浸润处理 资料来源：WWW
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大型自由锻件市场有限 企业投入需谨慎
如果再不控制，10～15年后，我国大型自由锻件产能过剩问题将逐步显现。据不完全统计，我国现有8～185MN自由锻液（水、油）压机在500台以上，其中大型液压机60～80MN约10台、120～185MN为7台。而根据粗略统计，目前我国大锻件年产量约140万吨，液压机生产能力则在400万吨以上。
我大锻件生产面临短缺与过剩矛盾
我国生产大型自由锻件已有50多年历史，目前自由锻液压机的数量、等级、大锻件产量位居世界之首，但我们不得不承认，虽然我们已进入大锻件生产大国行列，但还远不是生产强国，因为有些质量要求高的重要大锻件仍需进口。现在我国大锻件生产处于“过剩”和“短缺”的双重压力，即一般大锻件供大于求，技术含量和质量要求高的大锻件，如百万千瓦级火电和核电用汽轮机转子（超临界、超超临界）、特大支承辊、大型高温高压厚壁筒体、船用大马力低速柴油机组合曲轴等锻件，我们尚处于生产能力低或不能生产的状态。
国内需要用万吨自由锻液压机生产大锻件的用户主要是电站、石化、冶金和造船。电站所需大锻件如单机600MW以上火电、核电用汽轮机转子、发电机主轴，单机600MW以上核电站用核反应压力壳、蒸发器和稳压器，单机500MW以上水电站水轮机大轴、发电机主轴、镜板等；石化设备大锻件主要是＞覫4500mm加氢反应器等高温高压厚壁塔器筒体、封头等；冶金设备主要是＞覫1600mm锻造支承辊、大直径热轧工作辊；＞20万载重吨船用轴系、舵杆及大马力低速柴油机组合曲轴；大型锻压设备立柱、柱片、工作缸等。
笔者对要用万吨自由锻液压机生产大锻件的主要行业的大锻件需求量做了如下测算：
发电设备：按国家能源局透露，我国核电建设原计划到2020年总装机容量为4000万千瓦，现调整为1亿千瓦（建成6000万千瓦，在建3800万千瓦），其中扣除2008年前已建、在建的870万千瓦，在以后的12年中要新建单机容量百万千瓦级压水堆核电机组90台，平均每年8台，每台百万千瓦核电机组需大锻件约3000吨，每年总量约3万吨；火电方面，到2020年装机容量将达到15亿千瓦，在以后的12年中要增加单机容量60万～100万千瓦机组约350台（其中单机60万千瓦约占70%），按哈电、上电、东电三大集团生产能力预计，每年约需大锻件3万吨；到2020年水电安装容量要达到3亿千瓦，在以后的12年中要新增单机容量50万千瓦以上水电机组400台，每年平均生产34台，年需大锻件3万吨。
冶金设备：所需大锻件主要是新增轧机、配件及易耗品轧辊，现年需各种轧辊约40万吨。邢台轧辊公司全面技改，新增80MN自由锻液压机，年产各种轧辊15万吨（其中锻钢轧辊约5万吨）。目前大型锻造支承辊、热轧工作辊主要在一重、二重生产，年产量约2万吨，按年产5亿吨钢材，年需特大锻造支承辊约5万吨，当4台新万吨液压机投产后，大型锻造支承辊不足的问题将逐步解决。
石化设备：大锻件主要用于炼油和化工所需加氢反应器等高温高压厚壁塔器的筒体、封头，一旦煤液化技术成功，所需反应器筒体将会更多，预计年需各种厚壁筒体约5万吨。
造船：大型远洋船用大锻件主要是轴系、舵杆、低速大马力组合曲轴，到2020年大型新船需求每年约1000万载重吨，年需大锻件15万吨，其中约有30%用万吨液压机锻造，约5万吨。
其他：如重型锻压设备、矿山设备等年需大锻件5万吨。
据了解，国内原有3台万吨自由锻液压机因结构和控制系统落后，不能锻造大型筒体锻件，为满足某些大锻件的生产，一重、二重、上重、洛阳中重在多年掌握的冶炼、锻造生产经验，并在原有配套设施的基础上适当扩大，安装具有新结构、现代化控制系统的150MN、160MN、165MN、185MN（尚在制造）自由锻液压机是合适的，这些万吨液压机投产后将逐步减少大锻件的进口，并有望出口。
现新投产和即将投产的150MN、160MN、165MN、185MN4台自由锻液压机都要配新型全液压锻造操作机，其生产率可提高80%以上，每台万吨液压机月产约1万吨锻件。原有3台120MN液压机年产大锻件约12万～15万吨，新增4台万吨液压机年产大锻件在40万吨以上。
按上面笔者对用户的测算，国内市场年需大型自由锻件约30万～35万吨，占现有新旧7台万吨自由锻液压机生产能力的60%。而现在还有多家重机厂及其他企业都要新上万吨自由锻液压机约8台，值得思考。
正是由于近几年大型自由锻件供应紧张，销售形势看好，因此，部分企业纷纷要投资新建、扩建万吨自由锻液压机生产大锻件，一些地方政府也予以支持，形成当前盲目无序、互相攀比，都要新增大型自由锻液压机的局面。
有些企业也知道需要用80MN以上液压机生产大锻件的市场有限，因为有些重要大锻件国内生产少或尚不生产，现在投资就想抢占这个市场，要在大锻件生产上搏一下，成功了就站住脚，失败了就下来。这种思想实在要不得，用银行几十亿元贷款下赌注，企业倒闭后都是呆账，最终受损失的是国家和人民。
目前拥有60MN以上自由锻液压机的民营企业大都无冶炼能力，所需钢锭全在社会上采购。50吨以上钢锭都用冷锭，不仅影响锻件质量，也增加能耗和成本。在万吨液压机上生产大锻件时，大部分钢锭单重都在百吨以上，若不用热钢锭，无法保证锻件质量，且燃料损失大，提高了生产成本。若百吨以上钢锭从冶炼厂用重卡运到用户，路况等是否允许；如果自己建冶炼厂浇注钢锭，就需要大电炉、钢包精炼炉、真空注锭室等，不仅投资大，多余钢液如何解决，当地是否允许建污染环境的冶炼厂，这些实际问题必须充分考虑。
冶炼技术难度比锻造工艺更难，因为大型自由锻件质量取决于钢锭，要提高大锻件的综合性能，必须减少钢锭的成分偏析，改变非金属夹杂物形态，使钢中有害气体和有害元素含量达到最低，这样才能保证大锻件质量。现在新上4台万吨自由锻液压机的结构、参数和控制系统的技术水平并不比国外差，而且冶炼设备的配置水平（钢包精炼、真空注锭）与国外相当。但随着各种成套设备性能不断提高，对锻件质量的综合指标也相应提高。如为了减少二氧化碳排放量，提高发电效率，采用超超临界汽轮发电机，蒸汽压力为316kg／cm2、温度593℃，汽轮机转子就要采用高温疲劳强度和蠕变断裂性能更高的新钢种；现在要把蒸汽温度提高到621℃，又要研制新钢种。对核电压力容器锻件的要求就更高，为最大限度地减少压力容器受中子辐射后，使容器材质降低韧性及延性而发生脆化现象，冶炼时必须严格控制有害元素的含量，使容器材质脆化量达到最小。对石油精炼所用加氢裂解反应压力容器锻件，长期在高温、高压条件下工作，要求钢材具有高的抗张强度、断裂韧性和耐氢腐蚀，这些材料一般冶炼厂不易完成。因此，新钢种的不断出现，增加了冶炼难度。我们的冶炼水平还不高，当务之急是尽快提高冶炼技术，如果炼不出优质钢液、浇不出合格钢锭，就是再上数台300MN自由锻液压机仍生产不了合格大锻件。
大锻件生产属高技术、高投入、高能耗、高污染产业，连同配套工程项目占用土地面积大，国家应迅速管起来进行宏观调控，不能再允许这种盲目无序的新建和扩建。各企业生产大锻件品种应有侧重，要有分工，向专业化方向发展，要依据生产条件形成自己的特色产品，以便更好地开发国内外市场。
资料来源：中国工业报
我大锻件生产面临短缺与过剩矛盾
我国生产大型自由锻件已有50多年历史，目前自由锻液压机的数量、等级、大锻件产量位居世界之首，但我们不得不承认，虽然我们已进入大锻件生产大国行列，但还远不是生产强国，因为有些质量要求高的重要大锻件仍需进口。现在我国大锻件生产处于“过剩”和“短缺”的双重压力，即一般大锻件供大于求，技术含量和质量要求高的大锻件，如百万千瓦级火电和核电用汽轮机转子（超临界、超超临界）、特大支承辊、大型高温高压厚壁筒体、船用大马力低速柴油机组合曲轴等锻件，我们尚处于生产能力低或不能生产的状态。
国内需要用万吨自由锻液压机生产大锻件的用户主要是电站、石化、冶金和造船。电站所需大锻件如单机600MW以上火电、核电用汽轮机转子、发电机主轴，单机600MW以上核电站用核反应压力壳、蒸发器和稳压器，单机500MW以上水电站水轮机大轴、发电机主轴、镜板等；石化设备大锻件主要是＞覫4500mm加氢反应器等高温高压厚壁塔器筒体、封头等；冶金设备主要是＞覫1600mm锻造支承辊、大直径热轧工作辊；＞20万载重吨船用轴系、舵杆及大马力低速柴油机组合曲轴；大型锻压设备立柱、柱片、工作缸等。
笔者对要用万吨自由锻液压机生产大锻件的主要行业的大锻件需求量做了如下测算：
发电设备：按国家能源局透露，我国核电建设原计划到2020年总装机容量为4000万千瓦，现调整为1亿千瓦（建成6000万千瓦，在建3800万千瓦），其中扣除2008年前已建、在建的870万千瓦，在以后的12年中要新建单机容量百万千瓦级压水堆核电机组90台，平均每年8台，每台百万千瓦核电机组需大锻件约3000吨，每年总量约3万吨；火电方面，到2020年装机容量将达到15亿千瓦，在以后的12年中要增加单机容量60万～100万千瓦机组约350台（其中单机60万千瓦约占70%），按哈电、上电、东电三大集团生产能力预计，每年约需大锻件3万吨；到2020年水电安装容量要达到3亿千瓦，在以后的12年中要新增单机容量50万千瓦以上水电机组400台，每年平均生产34台，年需大锻件3万吨。
冶金设备：所需大锻件主要是新增轧机、配件及易耗品轧辊，现年需各种轧辊约40万吨。邢台轧辊公司全面技改，新增80MN自由锻液压机，年产各种轧辊15万吨（其中锻钢轧辊约5万吨）。目前大型锻造支承辊、热轧工作辊主要在一重、二重生产，年产量约2万吨，按年产5亿吨钢材，年需特大锻造支承辊约5万吨，当4台新万吨液压机投产后，大型锻造支承辊不足的问题将逐步解决。
石化设备：大锻件主要用于炼油和化工所需加氢反应器等高温高压厚壁塔器的筒体、封头，一旦煤液化技术成功，所需反应器筒体将会更多，预计年需各种厚壁筒体约5万吨。
造船：大型远洋船用大锻件主要是轴系、舵杆、低速大马力组合曲轴，到2020年大型新船需求每年约1000万载重吨，年需大锻件15万吨，其中约有30%用万吨液压机锻造，约5万吨。
其他：如重型锻压设备、矿山设备等年需大锻件5万吨。
据了解，国内原有3台万吨自由锻液压机因结构和控制系统落后，不能锻造大型筒体锻件，为满足某些大锻件的生产，一重、二重、上重、洛阳中重在多年掌握的冶炼、锻造生产经验，并在原有配套设施的基础上适当扩大，安装具有新结构、现代化控制系统的150MN、160MN、165MN、185MN（尚在制造）自由锻液压机是合适的，这些万吨液压机投产后将逐步减少大锻件的进口，并有望出口。
现新投产和即将投产的150MN、160MN、165MN、185MN4台自由锻液压机都要配新型全液压锻造操作机，其生产率可提高80%以上，每台万吨液压机月产约1万吨锻件。原有3台120MN液压机年产大锻件约12万～15万吨，新增4台万吨液压机年产大锻件在40万吨以上。
按上面笔者对用户的测算，国内市场年需大型自由锻件约30万～35万吨，占现有新旧7台万吨自由锻液压机生产能力的60%。而现在还有多家重机厂及其他企业都要新上万吨自由锻液压机约8台，值得思考。
正是由于近几年大型自由锻件供应紧张，销售形势看好，因此，部分企业纷纷要投资新建、扩建万吨自由锻液压机生产大锻件，一些地方政府也予以支持，形成当前盲目无序、互相攀比，都要新增大型自由锻液压机的局面。
有些企业也知道需要用80MN以上液压机生产大锻件的市场有限，因为有些重要大锻件国内生产少或尚不生产，现在投资就想抢占这个市场，要在大锻件生产上搏一下，成功了就站住脚，失败了就下来。这种思想实在要不得，用银行几十亿元贷款下赌注，企业倒闭后都是呆账，最终受损失的是国家和人民。
目前拥有60MN以上自由锻液压机的民营企业大都无冶炼能力，所需钢锭全在社会上采购。50吨以上钢锭都用冷锭，不仅影响锻件质量，也增加能耗和成本。在万吨液压机上生产大锻件时，大部分钢锭单重都在百吨以上，若不用热钢锭，无法保证锻件质量，且燃料损失大，提高了生产成本。若百吨以上钢锭从冶炼厂用重卡运到用户，路况等是否允许；如果自己建冶炼厂浇注钢锭，就需要大电炉、钢包精炼炉、真空注锭室等，不仅投资大，多余钢液如何解决，当地是否允许建污染环境的冶炼厂，这些实际问题必须充分考虑。
冶炼技术难度比锻造工艺更难，因为大型自由锻件质量取决于钢锭，要提高大锻件的综合性能，必须减少钢锭的成分偏析，改变非金属夹杂物形态，使钢中有害气体和有害元素含量达到最低，这样才能保证大锻件质量。现在新上4台万吨自由锻液压机的结构、参数和控制系统的技术水平并不比国外差，而且冶炼设备的配置水平（钢包精炼、真空注锭）与国外相当。但随着各种成套设备性能不断提高，对锻件质量的综合指标也相应提高。如为了减少二氧化碳排放量，提高发电效率，采用超超临界汽轮发电机，蒸汽压力为316kg／cm2、温度593℃，汽轮机转子就要采用高温疲劳强度和蠕变断裂性能更高的新钢种；现在要把蒸汽温度提高到621℃，又要研制新钢种。对核电压力容器锻件的要求就更高，为最大限度地减少压力容器受中子辐射后，使容器材质降低韧性及延性而发生脆化现象，冶炼时必须严格控制有害元素的含量，使容器材质脆化量达到最小。对石油精炼所用加氢裂解反应压力容器锻件，长期在高温、高压条件下工作，要求钢材具有高的抗张强度、断裂韧性和耐氢腐蚀，这些材料一般冶炼厂不易完成。因此，新钢种的不断出现，增加了冶炼难度。我们的冶炼水平还不高，当务之急是尽快提高冶炼技术，如果炼不出优质钢液、浇不出合格钢锭，就是再上数台300MN自由锻液压机仍生产不了合格大锻件。
大锻件生产属高技术、高投入、高能耗、高污染产业，连同配套工程项目占用土地面积大，国家应迅速管起来进行宏观调控，不能再允许这种盲目无序的新建和扩建。各企业生产大锻件品种应有侧重，要有分工，向专业化方向发展，要依据生产条件形成自己的特色产品，以便更好地开发国内外市场。
资料来源：中国工业报
特大型卧式离心机 中钢邢机
中钢完成国内最大、性能最优、功能最完备的卧式离心机
2008-12-23 15:21:17.0 中国中钢集团公司
日前，中钢邢机重点技改设备特大型卧式离心机热试车成功。标志着中钢邢机热轧板带离心铸造轧辊生产线技改工程基本完成，为中钢邢机进一步扩大宽厚板轧机工作辊极限制造技术提供了强有力的装备保障。
此新建特大型卧式离心机是中钢邢机与国内专业制造商共同研制开发的，其主机最大旋转重量为100吨，具有油气润滑系统自动化等多项独有技术，是目前国内设计规格最大、性能最优、功能最完备的卧式离心轧辊铸造机。主要用于生产直径1m以上、辊身长度5m以上特大型宽厚板轧辊。
5m以上宽厚板主要用于造船、石油输送和军工等特种钢板行业，其生产能力在一定程度上代表着国家的钢铁生产实力。国内宝钢、沙钢等5m以上宽厚板轧机已经投产，营口、武钢、罗泾等宽厚板轧机正在建设中，其生产所需关键部件——工作辊，主要依靠进口。中钢邢机利用原有设备为沙钢研制的我国首对5m以上宽厚板轧机工作辊热试轧成功，填补了国内此项产品生产空白，但由于原有设备生产能力限制，难以实现批量生产。此新建特大型卧式离心机热试车成功，使中钢邢机具备了特大型宽厚板工作辊规模产出能力，为进一步研制出技术含量更高、使用性能更稳定、实物质量更优的产品，提供了更加有力的装备保障，对缓解目前国内宽厚板市场供求矛盾，实现大型宽厚板工作辊的国产化，具有重大意义。
资料来源：机经网
2008-12-23 15:21:17.0 中国中钢集团公司
日前，中钢邢机重点技改设备特大型卧式离心机热试车成功。标志着中钢邢机热轧板带离心铸造轧辊生产线技改工程基本完成，为中钢邢机进一步扩大宽厚板轧机工作辊极限制造技术提供了强有力的装备保障。
此新建特大型卧式离心机是中钢邢机与国内专业制造商共同研制开发的，其主机最大旋转重量为100吨，具有油气润滑系统自动化等多项独有技术，是目前国内设计规格最大、性能最优、功能最完备的卧式离心轧辊铸造机。主要用于生产直径1m以上、辊身长度5m以上特大型宽厚板轧辊。
5m以上宽厚板主要用于造船、石油输送和军工等特种钢板行业，其生产能力在一定程度上代表着国家的钢铁生产实力。国内宝钢、沙钢等5m以上宽厚板轧机已经投产，营口、武钢、罗泾等宽厚板轧机正在建设中，其生产所需关键部件——工作辊，主要依靠进口。中钢邢机利用原有设备为沙钢研制的我国首对5m以上宽厚板轧机工作辊热试轧成功，填补了国内此项产品生产空白，但由于原有设备生产能力限制，难以实现批量生产。此新建特大型卧式离心机热试车成功，使中钢邢机具备了特大型宽厚板工作辊规模产出能力，为进一步研制出技术含量更高、使用性能更稳定、实物质量更优的产品，提供了更加有力的装备保障，对缓解目前国内宽厚板市场供求矛盾，实现大型宽厚板工作辊的国产化，具有重大意义。
资料来源：机经网
中钢邢机8000吨油压机投产运行
中钢邢机8000吨油压机投产运行
www.xtxcm.com 2008-12-29 08:15:15 星期一 邢台新传媒
2008-12-29 08:15:15.0中钢邢机8000吨油压机投产运行136政务/enpproperty-->
本报讯 45吨重的钢锻件在8000吨油压机的作用下，竟然变得像面团一样软和，慢慢按设定好的形状成型。12月28日，中钢邢机锻压分厂水压机车间内一片欢腾，该公司新添的锻压“巨无霸”——8000吨油压机顺利通过了热试车。这不但使该公司装备水平走在了世界同行业的最前列，生产高新轧辊产品范围拓宽，也让它们向世界轧辊行业第一强企迈进了一大步。
中钢集团公司总裁黄天文，市委书记姜德果一同为8000吨油压机投产剪彩。国家开发银行河北省分行行长王力红，市委副书记、代市长刘大群，副市长张砚平出席投产仪式。
据了解，8000吨油压机建设项目是中钢邢机三大技改工程锻造冷轧辊生产线扩建项目的重点工程，也是中钢邢机“十一五”期间一次性投资最大的技改工程。 8000吨油压机是目前国内最
本报讯 45吨重的钢锻件在8000吨油压机的作用下，竟然变得像面团一样软和，慢慢按设定好的形状成型。12月28日，中钢邢机锻压分厂水压机车间内一片欢腾，该公司新添的锻压“巨无霸”——8000吨油压机顺利通过了热试车。这不但使该公司装备水平走在了世界同行业的最前列，生产高新轧辊产品范围拓宽，也让它们向世界轧辊行业第一强企迈进了一大步。
中钢集团公司总裁黄天文，市委书记姜德果一同为8000吨油压机投产剪彩。国家开发银行河北省分行行长王力红，市委副书记、代市长刘大群，副市长张砚平出席投产仪式。
据了解，8000吨油压机建设项目是中钢邢机三大技改工程锻造冷轧辊生产线扩建项目的重点工程，也是中钢邢机“十一五”期间一次性投资最大的技改工程。 8000吨油压机是目前国内最大的双柱油压机，它由8000吨油压机体、400KN—800KN×M全液压轨道操作机组成，具有一次锻压最大镦粗钢锭90吨、年产7万吨的超强生产能力，而且这台“巨无霸”可以锻压大型冶金机械轧辊锻坯、直型和台阶型锻钢辊轴及转轴类锻件、环型件补套、大型管件等多种产品。 （本报记者 林晓东）
大的双柱油压机，它由8000吨油压机体、400KN—800KN×M全液压轨道操作机组成，具有一次锻压最大镦粗钢锭90吨、年产7万吨的超强生产能力，而且这台“巨无霸”可以锻压大型冶金机械轧辊锻坯、直型和台阶型锻钢辊轴及转轴类锻件、环型件补套、大型管件等多种产品。 （本报记者 林晓东）
来源： 邢台新传媒-牛城晚报
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2008-12-29 08:15:15.0中钢邢机8000吨油压机投产运行136政务/enpproperty-->
本报讯 45吨重的钢锻件在8000吨油压机的作用下，竟然变得像面团一样软和，慢慢按设定好的形状成型。12月28日，中钢邢机锻压分厂水压机车间内一片欢腾，该公司新添的锻压“巨无霸”——8000吨油压机顺利通过了热试车。这不但使该公司装备水平走在了世界同行业的最前列，生产高新轧辊产品范围拓宽，也让它们向世界轧辊行业第一强企迈进了一大步。
中钢集团公司总裁黄天文，市委书记姜德果一同为8000吨油压机投产剪彩。国家开发银行河北省分行行长王力红，市委副书记、代市长刘大群，副市长张砚平出席投产仪式。
据了解，8000吨油压机建设项目是中钢邢机三大技改工程锻造冷轧辊生产线扩建项目的重点工程，也是中钢邢机“十一五”期间一次性投资最大的技改工程。 8000吨油压机是目前国内最
本报讯 45吨重的钢锻件在8000吨油压机的作用下，竟然变得像面团一样软和，慢慢按设定好的形状成型。12月28日，中钢邢机锻压分厂水压机车间内一片欢腾，该公司新添的锻压“巨无霸”——8000吨油压机顺利通过了热试车。这不但使该公司装备水平走在了世界同行业的最前列，生产高新轧辊产品范围拓宽，也让它们向世界轧辊行业第一强企迈进了一大步。
中钢集团公司总裁黄天文，市委书记姜德果一同为8000吨油压机投产剪彩。国家开发银行河北省分行行长王力红，市委副书记、代市长刘大群，副市长张砚平出席投产仪式。
据了解，8000吨油压机建设项目是中钢邢机三大技改工程锻造冷轧辊生产线扩建项目的重点工程，也是中钢邢机“十一五”期间一次性投资最大的技改工程。 8000吨油压机是目前国内最大的双柱油压机，它由8000吨油压机体、400KN—800KN×M全液压轨道操作机组成，具有一次锻压最大镦粗钢锭90吨、年产7万吨的超强生产能力，而且这台“巨无霸”可以锻压大型冶金机械轧辊锻坯、直型和台阶型锻钢辊轴及转轴类锻件、环型件补套、大型管件等多种产品。 （本报记者 林晓东）
大的双柱油压机，它由8000吨油压机体、400KN—800KN×M全液压轨道操作机组成，具有一次锻压最大镦粗钢锭90吨、年产7万吨的超强生产能力，而且这台“巨无霸”可以锻压大型冶金机械轧辊锻坯、直型和台阶型锻钢辊轴及转轴类锻件、环型件补套、大型管件等多种产品。 （本报记者 林晓东）
来源： 邢台新传媒-牛城晚报
2009年1月5日星期一
宝钢1880热轧辊耗
宝钢分公司热轧厂1880热轧辊耗指标创新低
（时间:2007-12-17 8:28:40）
日前，宝钢分公司热轧厂1880热轧辊耗指标刷新热轧单元记录，达到0.38公斤/吨钢以下，其中非生产性辊耗达到了0.018公斤/吨钢以下，创下热轧单元辊耗指标的新高。 辊耗、能耗指标历来是热轧关键的控制指标。从1880产线的设计阶段开始，热轧人就以高效、低耗，打造最具竞争力的产线为目标，对1880产线的工艺、装备进行优化。投产第一天，磨辊人员就开始设计轧辊运用的方案。投产一周后就开始了1880热轧高速钢轧辊运用的验证。有了这些基础的保证，1880产线不仅在投产3个月后达到了项目的要求，更在5个月后达到了2050产线、1580产线的水平。
资料来源：http://www.ttssteel.com
（时间:2007-12-17 8:28:40）
日前，宝钢分公司热轧厂1880热轧辊耗指标刷新热轧单元记录，达到0.38公斤/吨钢以下，其中非生产性辊耗达到了0.018公斤/吨钢以下，创下热轧单元辊耗指标的新高。 辊耗、能耗指标历来是热轧关键的控制指标。从1880产线的设计阶段开始，热轧人就以高效、低耗，打造最具竞争力的产线为目标，对1880产线的工艺、装备进行优化。投产第一天，磨辊人员就开始设计轧辊运用的方案。投产一周后就开始了1880热轧高速钢轧辊运用的验证。有了这些基础的保证，1880产线不仅在投产3个月后达到了项目的要求，更在5个月后达到了2050产线、1580产线的水平。
资料来源：http://www.ttssteel.com
中国轧辊进入高成本时代
中国轧辊进入高成本时代
（时间:2008-3-4 8:26:23）
轧辊制造行业和钢铁行业一样，在经历了2007年原辅材料的又一次大幅涨价，特别是生铁、废钢和焦炭等黑色物资的价格大幅上涨之后，几乎所有的生产要素价格都提升到一个前所未有的高位。可以说，中国轧辊业进入了一个高成本制造时代。
资源紧缺拉高原料价格
世界经济持续繁荣，特别是中国经济连续5年高速增长，拉动了钢铁行业的持续发展，中国粗钢产量2007年达到4.89亿吨。然而，在钢产量不断增长的同时，大量的铁矿石、铁合金、焦炭等资源被消耗，这些资源类产品的稀缺程度进一步提高，供不应求的局面不断延续，资源产品价格屡创新高。以铁矿石为例，2007年，我国进口铁矿石价格在海运费和需求的拉动下大幅上扬，印度高品位铁矿石到岸价格由2006年年底的76美元/吨涨至185美元/吨～190美元/吨。2007年全国大部分地区生铁的价格涨幅几乎都超过1000元/吨，废钢、焦炭的价格涨幅也都在40%以上。另外，镍、钼铁、铬铁等有色金属及铁合金的价格连续十几个月保持高位运行。从长远来看，由于包括中国在内的“金砖四国”（特指巴西、俄罗斯、印度和中国）经济向好，对资源类产品的需求将在较长时期内保持高增长，这就决定了这些日渐稀缺的资源价格将长期保持高位运行。因此，轧辊制造行业使用廉价黑色金属和有色金属的日子将一去不复返。
除此之外，电价和水价的提高也成为一种必然趋势，这些因素均成为提升轧辊制造成本的助推剂。
高人工成本趋势明显
随着中国GDP连续多年的高增长，中国产业工人的工资水平也在逐年提高。2007年，全国城镇居民人均可支配收入达到13786元，同比增加17.2%，扣除价格因素，实际增长高于GDP的增长。2008年，新的《劳动合同法》颁布实行，《工资条例》即将出台，企业职工的工资增长机制以法律形式得到确认，这将加快职工工资的增长步伐。因为《工资条例》可能写入职工参照CPI进行调薪的条款，按2007年CPI的统计结果推测﹙2007年中国居民消费价格指数CPI上涨4.8%﹚，中国职工的工资尚有相当大的上涨空间。有关专家曾预测，至2020年，中国工资总额有3～4倍的提高空间，人均工资有2.4～3.2倍的增长空间。这种预测能否成为现实现在虽难下结论，但从国家再次提高个人所得税征收标准的迹象来看，我国正逐步进入高收入时代。由此，高人工成本带来的各行各业制造成本或运营成本的增加将不可避免。
好品牌需要成本支撑
市场经济的本质是诚信经济，品牌是诚信经济的外在表现方式。具有中国特色的市场经济经过19年的发展和完善，已经开始步入品牌消费时代。无论是在日常生活中，还是在企业生产经营过程中，品牌都已深入人心。在好品牌产品高品质、高信誉的背后，是严格的质量管理、精益的生产控制、周到的技术服务和永恒的品质承诺，这些都是高成本支持下的企业行为。可见，品牌消费是一种安全消费，也是一种高成本消费。
轧辊制造行业经过近十几年的发展、整合、提高和淘汰，也逐渐形成了以中钢邢机等为代表的大型轧辊品牌，以及以唐山联强等为代表的中小型轧辊品牌。这些品牌日渐走强，在国内乃至国际市场的影响力也越来越大。为了维持品牌的影响力，这些企业在产品研发、工艺控制、材料选择、质量把关以及技术服务等方面的成本投入都持续增加。
绿色制造推动成本攀升
目前，在科学发展观和营造和谐社会的大政方针指引下，我国上下大力推进节能减排和绿色环保工作，特别是冶金行业，其节能减排的任务重。这开启了中国制造行业进入绿色制造时代的新纪元。在这样的环境约束下，含有较多环境污染因素的轧辊制造业要寻求长期发展，对环保的投入成为必需。环保投入一般资金额较大，会大幅增加企业的制造成本。
综上所述，中国轧辊制造行业在材料、人工、质量控制和环保投入四种成本因素普遍提高的情况下，正在进入高成本制造时代。这一时代的到来是挑战，也是机遇，它将对轧辊业的联合重组、产品结构升级、管理优化等产生重大的推动作用。在这种推动作用下，优势品牌的市场效果将更明显，产品售价将提高；劣势企业在高成本的压力下将逐渐退出市场。整个轧辊制造行业在经过残酷的优胜劣汰及整合之后，产业集中度将得到提高，真正规范的轧辊市场将逐渐形成。
资料来源：http://www.ttssteel.com
（时间:2008-3-4 8:26:23）
轧辊制造行业和钢铁行业一样，在经历了2007年原辅材料的又一次大幅涨价，特别是生铁、废钢和焦炭等黑色物资的价格大幅上涨之后，几乎所有的生产要素价格都提升到一个前所未有的高位。可以说，中国轧辊业进入了一个高成本制造时代。
资源紧缺拉高原料价格
世界经济持续繁荣，特别是中国经济连续5年高速增长，拉动了钢铁行业的持续发展，中国粗钢产量2007年达到4.89亿吨。然而，在钢产量不断增长的同时，大量的铁矿石、铁合金、焦炭等资源被消耗，这些资源类产品的稀缺程度进一步提高，供不应求的局面不断延续，资源产品价格屡创新高。以铁矿石为例，2007年，我国进口铁矿石价格在海运费和需求的拉动下大幅上扬，印度高品位铁矿石到岸价格由2006年年底的76美元/吨涨至185美元/吨～190美元/吨。2007年全国大部分地区生铁的价格涨幅几乎都超过1000元/吨，废钢、焦炭的价格涨幅也都在40%以上。另外，镍、钼铁、铬铁等有色金属及铁合金的价格连续十几个月保持高位运行。从长远来看，由于包括中国在内的“金砖四国”（特指巴西、俄罗斯、印度和中国）经济向好，对资源类产品的需求将在较长时期内保持高增长，这就决定了这些日渐稀缺的资源价格将长期保持高位运行。因此，轧辊制造行业使用廉价黑色金属和有色金属的日子将一去不复返。
除此之外，电价和水价的提高也成为一种必然趋势，这些因素均成为提升轧辊制造成本的助推剂。
高人工成本趋势明显
随着中国GDP连续多年的高增长，中国产业工人的工资水平也在逐年提高。2007年，全国城镇居民人均可支配收入达到13786元，同比增加17.2%，扣除价格因素，实际增长高于GDP的增长。2008年，新的《劳动合同法》颁布实行，《工资条例》即将出台，企业职工的工资增长机制以法律形式得到确认，这将加快职工工资的增长步伐。因为《工资条例》可能写入职工参照CPI进行调薪的条款，按2007年CPI的统计结果推测﹙2007年中国居民消费价格指数CPI上涨4.8%﹚，中国职工的工资尚有相当大的上涨空间。有关专家曾预测，至2020年，中国工资总额有3～4倍的提高空间，人均工资有2.4～3.2倍的增长空间。这种预测能否成为现实现在虽难下结论，但从国家再次提高个人所得税征收标准的迹象来看，我国正逐步进入高收入时代。由此，高人工成本带来的各行各业制造成本或运营成本的增加将不可避免。
好品牌需要成本支撑
市场经济的本质是诚信经济，品牌是诚信经济的外在表现方式。具有中国特色的市场经济经过19年的发展和完善，已经开始步入品牌消费时代。无论是在日常生活中，还是在企业生产经营过程中，品牌都已深入人心。在好品牌产品高品质、高信誉的背后，是严格的质量管理、精益的生产控制、周到的技术服务和永恒的品质承诺，这些都是高成本支持下的企业行为。可见，品牌消费是一种安全消费，也是一种高成本消费。
轧辊制造行业经过近十几年的发展、整合、提高和淘汰，也逐渐形成了以中钢邢机等为代表的大型轧辊品牌，以及以唐山联强等为代表的中小型轧辊品牌。这些品牌日渐走强，在国内乃至国际市场的影响力也越来越大。为了维持品牌的影响力，这些企业在产品研发、工艺控制、材料选择、质量把关以及技术服务等方面的成本投入都持续增加。
绿色制造推动成本攀升
目前，在科学发展观和营造和谐社会的大政方针指引下，我国上下大力推进节能减排和绿色环保工作，特别是冶金行业，其节能减排的任务重。这开启了中国制造行业进入绿色制造时代的新纪元。在这样的环境约束下，含有较多环境污染因素的轧辊制造业要寻求长期发展，对环保的投入成为必需。环保投入一般资金额较大，会大幅增加企业的制造成本。
综上所述，中国轧辊制造行业在材料、人工、质量控制和环保投入四种成本因素普遍提高的情况下，正在进入高成本制造时代。这一时代的到来是挑战，也是机遇，它将对轧辊业的联合重组、产品结构升级、管理优化等产生重大的推动作用。在这种推动作用下，优势品牌的市场效果将更明显，产品售价将提高；劣势企业在高成本的压力下将逐渐退出市场。整个轧辊制造行业在经过残酷的优胜劣汰及整合之后，产业集中度将得到提高，真正规范的轧辊市场将逐渐形成。
资料来源：http://www.ttssteel.com
轧机使用保养制度
轧机使用保养制度
为了加强设备有效的管理，提高设备利用率，保证生产效率和稳固产品质量逐步提高；减少因违规操作设备或保养不及时造成的损失。特制定本制度。
一、操作要点：
1）、操作前认真检查设备情况是否正常，特别注意轧机运动部位的运转情况有无异常现状，各部分的油眼有无足够的润滑油。
2）、根据生产任务单工艺要求和规格材质，选择相应轧机使产品与设备相配备。
3）、在轧制过程中根据工艺要求，对每道次的压下量必须按照规定进行适当的压下。首道次压下量应按照不同材质的软硬度控制合理的范围内，依次按上道次的50％逐减压下量。
4）、压下应采用静压为主，动压为辅的原则，静压时间不能超过3分钟，以防损坏设备；轧机工作时应符合设备主要技术参数要求，不允许超负荷运行。
5）、因工艺要求需调整压下螺丝时，两边的调整量必须相等，以免影响产品质量；如：钢带镰刀弯等现象。
6）、根据加工产品的厚度不一致，应根据当前加工厚度的产品适当调整前涨力，以保证产品的平直度。
7）、操作人员在轧机工作时不准离开岗位，应注意钢带进轧辊时，是否有缠轧现象，如发生缠轧应立即停车，严防钢带双层轧制，杜绝造成安全、设备事故发生。
8）、认真检查产品和使用的压板帆布、油布等清洗布上面杂物，以免造成轧辊表面严重磨损。如工作辊出现此现象，立即换工作辊以免连支撑辊表面造成损坏。
9）、根据任务要求进行下一次生产，在换轧辊时需空车运转2-3分钟，并将压下螺丝逐步均匀压下，预热轧辊。有利于轧辊寿命和使用率。
10）、轧制中钢带如有撕裂或钻入辊颈时，不得用手拉，应停车后用钢丝钳取出，使用布夹子时，喂钢带需将手放在夹子后面，防止将手轧入以免造成工伤事故；停车时必须将压下螺丝松开，以免损坏设备。
二、故障产生原因：
1）、裂纹：
轧辊裂纹的产生主要是由于轧辊局部压力过大或轧辊急冷急热而引起的；
2）、掉皮：
因轧辊有裂纹继续使用造成裂纹扩展，就会慢慢形成片状或掉皮，轻微的问题可重磨后可以继续使用，严重的导致轧辊报废。
3）、划坑：
划坑主要是由于钢带的焊缝处或其它杂物进入轧机，使轧辊面被划出不同形状的坑，一般划坑必须换辊。钢带焊缝处在进入轧辊时，必须抬起轧辊，不能继续往下压，以防轧辊划伤。
4）、粘辊：
粘辊的主要原因是局部压下量过大，断碎片、破边等，一般轻微粘辊经辊面手磨后即可恢复使用，不过此辊不能使用于高档产品加工。
5）勒辊：
勒辊主要是压下量过大而使钢带重皮或轻微的折损和钢带跑偏产生重皮造成的，勒辊严重时产生粘辊，钢带会被轧裂；勒辊轻微时钢带和轧辊上均有勒印。
6）、断辊：
支承辊折断的原因主要是超压下（轧制压力过大），轧辊内部有缺陷（非金属夹杂气泡等）和轧制温度应力过大等。
三、润滑保养：
1）、机架衬板每班二次，20＃机油；
2）、压下螺柱每班二次，20＃机油；
3）、万向接头每班二次，20＃机油；
4）、收卷螺柱、支承架每班二次，20＃机油；
5）、放收卷、传动轴、轴承座每班二次，20＃机油；
6）、螺轮箱、轴承座每周一次，20＃机油；
7）、螺轮箱每2—3个月一次，3＃锂基润滑油；
8）、减速箱每3个月一次，齿轮油220＃；
9）、齿轮箱每3个月一次，齿轮油220＃320＃；
10）、液压系统每2—3周检查加油，HJ46＃液压油。
四、操作工基本维护：
1）、严格按照操作规程和轧机操作要求进行操作运行。
2）、设备按上述规定进行保养，易损件不合要求时，应及时汇报金工进行更换。
3）、设备按润滑保养规定进行润滑，添加相应油和更换新油。
4）、在交接时对上班使用后的设备进行严格的检查，是否有异常现象并汇报当班的车间主任说明原因，发现联接松动立即紧固，然后对各润滑点加油后方可生产。
5）、严禁设备带病运转，发现设备在操作时出现异常现象，必须停机汇报专业人员进行判定或维护检修。
6）、每日下班前并做好设备清洁工作。
资料来源：http://hexun.com/xgmxgmxgm/default.html
为了加强设备有效的管理，提高设备利用率，保证生产效率和稳固产品质量逐步提高；减少因违规操作设备或保养不及时造成的损失。特制定本制度。
一、操作要点：
1）、操作前认真检查设备情况是否正常，特别注意轧机运动部位的运转情况有无异常现状，各部分的油眼有无足够的润滑油。
2）、根据生产任务单工艺要求和规格材质，选择相应轧机使产品与设备相配备。
3）、在轧制过程中根据工艺要求，对每道次的压下量必须按照规定进行适当的压下。首道次压下量应按照不同材质的软硬度控制合理的范围内，依次按上道次的50％逐减压下量。
4）、压下应采用静压为主，动压为辅的原则，静压时间不能超过3分钟，以防损坏设备；轧机工作时应符合设备主要技术参数要求，不允许超负荷运行。
5）、因工艺要求需调整压下螺丝时，两边的调整量必须相等，以免影响产品质量；如：钢带镰刀弯等现象。
6）、根据加工产品的厚度不一致，应根据当前加工厚度的产品适当调整前涨力，以保证产品的平直度。
7）、操作人员在轧机工作时不准离开岗位，应注意钢带进轧辊时，是否有缠轧现象，如发生缠轧应立即停车，严防钢带双层轧制，杜绝造成安全、设备事故发生。
8）、认真检查产品和使用的压板帆布、油布等清洗布上面杂物，以免造成轧辊表面严重磨损。如工作辊出现此现象，立即换工作辊以免连支撑辊表面造成损坏。
9）、根据任务要求进行下一次生产，在换轧辊时需空车运转2-3分钟，并将压下螺丝逐步均匀压下，预热轧辊。有利于轧辊寿命和使用率。
10）、轧制中钢带如有撕裂或钻入辊颈时，不得用手拉，应停车后用钢丝钳取出，使用布夹子时，喂钢带需将手放在夹子后面，防止将手轧入以免造成工伤事故；停车时必须将压下螺丝松开，以免损坏设备。
二、故障产生原因：
1）、裂纹：
轧辊裂纹的产生主要是由于轧辊局部压力过大或轧辊急冷急热而引起的；
2）、掉皮：
因轧辊有裂纹继续使用造成裂纹扩展，就会慢慢形成片状或掉皮，轻微的问题可重磨后可以继续使用，严重的导致轧辊报废。
3）、划坑：
划坑主要是由于钢带的焊缝处或其它杂物进入轧机，使轧辊面被划出不同形状的坑，一般划坑必须换辊。钢带焊缝处在进入轧辊时，必须抬起轧辊，不能继续往下压，以防轧辊划伤。
4）、粘辊：
粘辊的主要原因是局部压下量过大，断碎片、破边等，一般轻微粘辊经辊面手磨后即可恢复使用，不过此辊不能使用于高档产品加工。
5）勒辊：
勒辊主要是压下量过大而使钢带重皮或轻微的折损和钢带跑偏产生重皮造成的，勒辊严重时产生粘辊，钢带会被轧裂；勒辊轻微时钢带和轧辊上均有勒印。
6）、断辊：
支承辊折断的原因主要是超压下（轧制压力过大），轧辊内部有缺陷（非金属夹杂气泡等）和轧制温度应力过大等。
三、润滑保养：
1）、机架衬板每班二次，20＃机油；
2）、压下螺柱每班二次，20＃机油；
3）、万向接头每班二次，20＃机油；
4）、收卷螺柱、支承架每班二次，20＃机油；
5）、放收卷、传动轴、轴承座每班二次，20＃机油；
6）、螺轮箱、轴承座每周一次，20＃机油；
7）、螺轮箱每2—3个月一次，3＃锂基润滑油；
8）、减速箱每3个月一次，齿轮油220＃；
9）、齿轮箱每3个月一次，齿轮油220＃320＃；
10）、液压系统每2—3周检查加油，HJ46＃液压油。
四、操作工基本维护：
1）、严格按照操作规程和轧机操作要求进行操作运行。
2）、设备按上述规定进行保养，易损件不合要求时，应及时汇报金工进行更换。
3）、设备按润滑保养规定进行润滑，添加相应油和更换新油。
4）、在交接时对上班使用后的设备进行严格的检查，是否有异常现象并汇报当班的车间主任说明原因，发现联接松动立即紧固，然后对各润滑点加油后方可生产。
5）、严禁设备带病运转，发现设备在操作时出现异常现象，必须停机汇报专业人员进行判定或维护检修。
6）、每日下班前并做好设备清洁工作。
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四大领域拉动大型铸锻件市场需求
据新华社电 国家发展和改革委员会副主任张国宝说，四大领域将拉动大型铸锻件市场的巨大需求。
张国宝在近日对中国第一重型机械集团公司等企业的有关调研中介绍，未来几年，我国电力、石化、冶金、船舶等行业的发展将对大型铸锻件产业发展起巨大拉动作用。
在电力领域，根据我国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4000万千瓦。如果一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的主要组成件按3亿元计算，对大型铸锻件产品需求将达80亿元左右。未来几年我国电力火电装机按每年5000万千瓦计算，每台大型燃煤机组需要大型锻件200吨计算，预计每年火电锻件年均需求量2万吨左右。按水电发展规划，如每年平均新装30台50万千瓦及以上大型水电机组，每台大型水电机组需要大型锻件200吨至240吨。
在石化装备领域，预计我国原油加工能力到2010年达4亿吨，2020年达5亿吨左右，将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂。加上大型加氢反应器的需求量的增加，预计每年需锻焊结构的厚壁重型容器30台左右。煤化工装备方面，随着神华集团的我国第一座年产油品500万吨的煤液化工程建设，其他地区煤制油基地建设也将启动。预计锻焊结构重型容器市场将有每年40台的需求。
在冶金设备领域，预计“十一五”期间，每年新建冷热连轧机所需锻钢支承辊、中厚板轧机锻钢支承辊、万吨级水压机上的大型轧辊等毛坯锻件接近10万吨。 在船舶装备领域，预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年在万吨级水压机上生产的毛坯锻件需求量超过2万吨。
另据介绍，从国际上看，大型铸锻件近期也明显供不应求，很多主机厂的生产进度都受到了大型铸锻件的影响和制约。
资料来源：http://www.cnstock.com/
张国宝在近日对中国第一重型机械集团公司等企业的有关调研中介绍，未来几年，我国电力、石化、冶金、船舶等行业的发展将对大型铸锻件产业发展起巨大拉动作用。
在电力领域，根据我国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4000万千瓦。如果一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的主要组成件按3亿元计算，对大型铸锻件产品需求将达80亿元左右。未来几年我国电力火电装机按每年5000万千瓦计算，每台大型燃煤机组需要大型锻件200吨计算，预计每年火电锻件年均需求量2万吨左右。按水电发展规划，如每年平均新装30台50万千瓦及以上大型水电机组，每台大型水电机组需要大型锻件200吨至240吨。
在石化装备领域，预计我国原油加工能力到2010年达4亿吨，2020年达5亿吨左右，将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂。加上大型加氢反应器的需求量的增加，预计每年需锻焊结构的厚壁重型容器30台左右。煤化工装备方面，随着神华集团的我国第一座年产油品500万吨的煤液化工程建设，其他地区煤制油基地建设也将启动。预计锻焊结构重型容器市场将有每年40台的需求。
在冶金设备领域，预计“十一五”期间，每年新建冷热连轧机所需锻钢支承辊、中厚板轧机锻钢支承辊、万吨级水压机上的大型轧辊等毛坯锻件接近10万吨。 在船舶装备领域，预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年在万吨级水压机上生产的毛坯锻件需求量超过2万吨。
另据介绍，从国际上看，大型铸锻件近期也明显供不应求，很多主机厂的生产进度都受到了大型铸锻件的影响和制约。
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轧辊检测疑难解答
1.什么是检测？
2.为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？
3.对轧辊实施测量的主要项目有哪些？
4.为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？
5.轧辊同轴度测量仪是如何使用的？
6.通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？
7.为什么要测量板带钢轧辊的辊型？
8.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
9.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
10.怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？
11.如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？
12.测量板带钢轧辊辊型的现状如何?
1.什么是检测？
检测是"检验"与"测量"的统称。
所谓"测量"，就是将被测的量与作为单位或标准的量，在数量上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。如果以Q表示被测量，ｕ表示计量单位，二者比值为ｘ=Q/ｕ，则有Q=Xｕ
即测量所得量值为用计量单位表示的被测的量的数值。
所谓"检验"，通常是指采用"综合量规"（如轧辊辊型测量样板）检查被测要素是否在图样上规定的公差带内，从而判断其合格与否，而不要求确切知道被测要素的具体尺寸。
2.为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？
答：正确的检测轧辊是认识轧辊几何形状及其精度状况的基本手段。通过检测可以达到的目的是：
（1）、正确判断轧辊是否符合精度要求，即判断其合格性。
（2）、根据测量得到的尺寸误差值，分析产生误差的原因，从而采取措施改进工艺，以保证和不断提高轧辊的加工精度。
对轧辊检测的基本要求：一是准确性，即对轧辊的检测结果必须具有一定的可靠性，以实现检测的目的。二是经济实用性，在检测中所花费的代价，是轧辊经济指标的重要组成部分，必须采取经济合理的方式方法，在保证轧辊质量的同时，取得最好的经济效果。
3.对轧辊实施测量的主要项目有哪些？
答：对新制造的轧辊,要测量轧辊的各部分尺寸，主要包括：轧辊总长；辊身长度与直径；轧辊轴颈的长度、锥度与直径；轧辊两端轴头的各台阶长度与直径；轧辊辊身与轧辊轴颈及各台阶圆柱的同轴度等。
对于轧钢厂正使用的轧辊，由于轧钢过程中辊身上辊型的磨损，下轧机后要测量轧辊的磨损量，以确定其在磨床上修复辊型时的磨削量。对于磨削后的这些轧辊要重点测量：辊身直径；辊型误差；以及辊身工作圆与支承圆（轴颈）的同轴度等。
4.为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？
答：轧钢时轧辊的辊身工作圆轴心如果与支承圆（轧辊轴颈）轴心不同轴，将导致轧机运转不稳定。如轧制板带钢，轧制时就会产生厚薄不匀、波浪弯曲、凸凹边缘，不仅严重影响产品质量，还会减少轧机、轴承等机件的寿命。对加工后的轧辊，其工作圆轴心与轴承支承圆轴心是否能满足同轴度的要求，则必须通过测量来实现。
5.轧辊同轴度测量仪是如何使用的？
答：使用该仪器测量轧辊同轴度有两种测量方式：
（1）、静态测量：手持仪器绕静态的轧辊测量。
（2）、动态测量：在机床上轧辊慢速转动时，手持仪器测量。
其操作方法是：
（1）、将仪器放在被测轧辊正上方的适当位置，使测架体上的测量定位面与被测轧辊的辊身（或轧辊轴承安装位）接触。
（2）、旋松两横梁紧定螺，左、右移动横梁至适当位置，将两横梁紧定螺旋紧。
（3）、旋松左、右两测量杆紧定螺，调左、右两测量杆向下，使两测量杆测头一个与被测轧辊的辊身接触并受到一定的压缩（在百分表量程的中部位置），另一个与被测轧辊的轴承安装位置接触并受一定压缩（也调整到百分表量程的中部位置）推拉仪器绕轧辊小幅来回转动，使仪器定位板的定位面确实都与轧辊辊面接触，转动两百分表的表盘，使表盘"0"位刻线都与量表指针对正。
（4）、仪器绕轧辊相对回转一圈（静态或动态)，两量表读数（通常其中一表的读数还为"0"）的最大差值即为轧辊的同轴度误差。
（5）、为防止轧辊轴向尺寸变化影响测量结果，测量时可将仪器轴向定位（设计有轴向定位装置）。
6.通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？
答： 1/5、 1/5.647058、 1/10、 1/12、 1/30等。
7.为什么要测量板带钢轧辊的辊型 ,hu@V\SKv 答：在板带钢生产过程中，保证和提高板带钢的质量是企业在日益激烈的市场竞争中立于不败之地、维持生存、保持发展的重要条件。要生产出"尺寸精确板形好、表面光洁性能高"的板带钢产品。轧辊的辊型设计、控制与检测就至关重要。随着轧制技术的不断成熟与完善，在特定的工艺条件下，轧制某种材质的材料，轧辊应该具备什么样的辊型，才能保证轧制时辊缝均匀一致并生产出高质量的板带材，也日趋成为定数。目前设计的板带钢的辊型是在保证辊身每一横截面圆度好的前提下，沿辊身长度方向上的凸度、凹度、波度（如S型）、锥度等几何参数。经磨削后的轧辊，或轧制一定数量的板带材后的轧辊，还能否满足这些设计参数要求，就必须通过测量来检验。
8.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
答：（1）、千分尺
（2）、鞍式辊型测量仪
（3）、轧辊多参数测量仪
（4）、高精度智能辊型测量
（5）、带有测量系统的高精度磨床
9.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
答：（1）、千分尺
（2）、鞍式辊型测量仪
（3）、轧辊多参数测量仪
（4）、高精度智能辊型测量
（5）、带有测量系统的高精度磨床
10.怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？
答：(1）、测量前的准备
a、将测量仪从仪器箱中取出，擦拭测量杆及测量定板上的涂油。
b、将量表（百分表或千分表）安装在测量杆上的端的连接孔中，当量表测头与内传动杆接触时旋紧量表紧定螺，将量表固定。
c、"0"位调整
将仪器骑放在被测轧辊上，旋松测量杆旋钮上下调整测量杆，使测量头与被测轧辊相接触并受一定的压缩（最好在量表量程的中部）时旋紧测量杆旋钮。
手持仪器，绕轧辊圆周方向（或左、右方向）推拉仪器，使仪器测量定位板的定位面四点同时与轧辊接触时，转量表表盘使表盘"0"位与指针对正。
d、测量及读数方法：
将仪器放在所选测量截面上，使仪器测量定位面与轧辊同时接触时量表上读取数值。
如果第一测量截面处量表指示为"0"，第二次测量截面量表指针过"0"位，停留在顺时针方向，表示第二次测量位置的轧辊直径比第一次测量处的直径小。指针指不到"0"位时，表示比第一次测量截面处的直径大。因测量仪已设计为量表示值变化量等于被测轧辊直径变化量的二分之一，故有仪器沿辊身全长范围测量时，量表示值变化量即为轧辊辊形变化量。
（2）测量参数与测量点的选择
a、锥度测量
在轧辊的两端截面各测一次，两次读数之差2倍为两截面的直径差（测量锥度时仪器的测量头应放在轧辊的两端部位）。
b、凸凹度测量
测量两端截面后，再测量中间截面与之比较，即可知轧辊的凸、凹情况。
c、辊形曲线测量
在轧辊辊身方向多个截面测量，并将各截面对应测量的读数记下，绘制出的曲线即辊形曲线。（可推仪器沿辊身轴向滑动，也可测一截面，拿起仪器一次。）
d、椭圆度测量
将仪器被测轧辊上，轧辊转动（或仪器绕轧辊转动）一周量表指示的最大变化量即为椭圆度。
e、磨辊时的上下配辊操作
在磨好辊上使仪器对"0"位后，再磨需配的辊时，用该仪器进行反复测量，并调整磨削量，直至仪器仍指示为"0"位。（可实现上、下辊"0"对"0"）。
f、轧机上下配辊的检验。
测下轧辊不需吊去上轧辊，仪器可以从侧边测量。
g、轧辊的表面脱层深度测量 :
将仪器放置在被测轧辊上，测量头在不脱层与脱层两处测量，读数之差即为表面脱层深度。
h、直径测量
将仪器放在所选测量截面上，使仪器测量定位面与轧辊同时接触，推直径测量尺杆与被测轧辊的辊面接触时，在测量尺上读取数值（X）
被测轧辊直径（D）= 标定值+2倍测量尺读数（X）
11.如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？
答：用马鞍仪测量轧辊辊型是一种比较传统的测量方法。测量时首先根据被测轧辊的大小选择测量范围合适的马鞍仪。然后对仪器进行调整：（参见下图）将仪器放置在被测轧辊的正上方，使鞍座上的四滚轮都与被测轧辊的辊面接触；调整定位重锤使其定位端部在被测轧辊的最大直径附近将其固定；安装调整百分表及其滑座，使百分表测头与被测轧辊的辊面接触，并使百分表测量杆受到一定压缩（量表指针在量程的中部附近）将其固定。仪器调整完毕后，推拉仪器沿轧辊轴向移动，由于测力定位重锤的作用，在仪器移动时保证了重锤杆的端部始终与被测辊面接触，当被测轧辊直径变化时，测量表即指示出变化量。
为保证仪器能测量到轧辊的两端，测量时一般应该在轧辊的中部两次调整"0"位，先测量轧辊的左（右）半部，再测量轧辊的右（左）半部。
12.测量板带钢轧辊辊型的现状如何?
答：自五十年代起，板带钢轧辊辊型参数一直采用千分尺和马鞍仪测量。千分尺只能测量直径，主要有弓形架、固定测量砧和测微螺旋读数装置组成。马鞍仪只能测量轧辊辊身的轴向形状，主要有鞍式滑车、V型尺架、调整滑座等组成。由于这两种测量器具都是采用调整对径测量，都存在结构大、精度低、测量范围小、测量参数单一，要求操作者素质高和不能动态测量的不足，很难适应现阶段对轧辊辊型测量的要求。
近年来已有不少板带钢生产厂家使用了安装有辊型测量系统的轧辊数控磨床，这种设备加工和测量精度都很高（可达μm级，甚至更高），自身配置有计算机，具有测量过程半自动化、数据处理、显示辊形曲线、显示辊径尺寸、数据存储及打印等功能。
最近各钢厂使用便携式高精度智能辊形测量仪,该仪器是一种测量板带钢生产中的柱体轧辊辊形（如S型、凸度、凹度、锥度等）的高精度智能测量仪器（适用于CVC轧辊）,是我国家专利技术。该仪器由于采用特殊的结构形式，使其具有结构简单、体小质轻、操作方便、测量精度高；配有接口，便于和各种计算机相连，实现测量的智能化；且具有较好的经济性的特点。
现国内钢厂在具备了便携式高精度智能辊形测量仪的基础上，又推出了为：轧辊自身温度（有时存在热凸度）对轧辊辊型测量的影响有多大？针对该问题河已研制出"带温度测量的便携式高精度智能辊形测量仪"，取得了较好的效果。
资料来源：http://www.china-roll.com/
2.为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？
3.对轧辊实施测量的主要项目有哪些？
4.为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？
5.轧辊同轴度测量仪是如何使用的？
6.通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？
7.为什么要测量板带钢轧辊的辊型？
8.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
9.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
10.怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？
11.如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？
12.测量板带钢轧辊辊型的现状如何?
1.什么是检测？
检测是"检验"与"测量"的统称。
所谓"测量"，就是将被测的量与作为单位或标准的量，在数量上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。如果以Q表示被测量，ｕ表示计量单位，二者比值为ｘ=Q/ｕ，则有Q=Xｕ
即测量所得量值为用计量单位表示的被测的量的数值。
所谓"检验"，通常是指采用"综合量规"（如轧辊辊型测量样板）检查被测要素是否在图样上规定的公差带内，从而判断其合格与否，而不要求确切知道被测要素的具体尺寸。
2.为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？
答：正确的检测轧辊是认识轧辊几何形状及其精度状况的基本手段。通过检测可以达到的目的是：
（1）、正确判断轧辊是否符合精度要求，即判断其合格性。
（2）、根据测量得到的尺寸误差值，分析产生误差的原因，从而采取措施改进工艺，以保证和不断提高轧辊的加工精度。
对轧辊检测的基本要求：一是准确性，即对轧辊的检测结果必须具有一定的可靠性，以实现检测的目的。二是经济实用性，在检测中所花费的代价，是轧辊经济指标的重要组成部分，必须采取经济合理的方式方法，在保证轧辊质量的同时，取得最好的经济效果。
3.对轧辊实施测量的主要项目有哪些？
答：对新制造的轧辊,要测量轧辊的各部分尺寸，主要包括：轧辊总长；辊身长度与直径；轧辊轴颈的长度、锥度与直径；轧辊两端轴头的各台阶长度与直径；轧辊辊身与轧辊轴颈及各台阶圆柱的同轴度等。
对于轧钢厂正使用的轧辊，由于轧钢过程中辊身上辊型的磨损，下轧机后要测量轧辊的磨损量，以确定其在磨床上修复辊型时的磨削量。对于磨削后的这些轧辊要重点测量：辊身直径；辊型误差；以及辊身工作圆与支承圆（轴颈）的同轴度等。
4.为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？
答：轧钢时轧辊的辊身工作圆轴心如果与支承圆（轧辊轴颈）轴心不同轴，将导致轧机运转不稳定。如轧制板带钢，轧制时就会产生厚薄不匀、波浪弯曲、凸凹边缘，不仅严重影响产品质量，还会减少轧机、轴承等机件的寿命。对加工后的轧辊，其工作圆轴心与轴承支承圆轴心是否能满足同轴度的要求，则必须通过测量来实现。
5.轧辊同轴度测量仪是如何使用的？
答：使用该仪器测量轧辊同轴度有两种测量方式：
（1）、静态测量：手持仪器绕静态的轧辊测量。
（2）、动态测量：在机床上轧辊慢速转动时，手持仪器测量。
其操作方法是：
（1）、将仪器放在被测轧辊正上方的适当位置，使测架体上的测量定位面与被测轧辊的辊身（或轧辊轴承安装位）接触。
（2）、旋松两横梁紧定螺，左、右移动横梁至适当位置，将两横梁紧定螺旋紧。
（3）、旋松左、右两测量杆紧定螺，调左、右两测量杆向下，使两测量杆测头一个与被测轧辊的辊身接触并受到一定的压缩（在百分表量程的中部位置），另一个与被测轧辊的轴承安装位置接触并受一定压缩（也调整到百分表量程的中部位置）推拉仪器绕轧辊小幅来回转动，使仪器定位板的定位面确实都与轧辊辊面接触，转动两百分表的表盘，使表盘"0"位刻线都与量表指针对正。
（4）、仪器绕轧辊相对回转一圈（静态或动态)，两量表读数（通常其中一表的读数还为"0"）的最大差值即为轧辊的同轴度误差。
（5）、为防止轧辊轴向尺寸变化影响测量结果，测量时可将仪器轴向定位（设计有轴向定位装置）。
6.通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？
答： 1/5、 1/5.647058、 1/10、 1/12、 1/30等。
7.为什么要测量板带钢轧辊的辊型 ,hu@V\SKv 答：在板带钢生产过程中，保证和提高板带钢的质量是企业在日益激烈的市场竞争中立于不败之地、维持生存、保持发展的重要条件。要生产出"尺寸精确板形好、表面光洁性能高"的板带钢产品。轧辊的辊型设计、控制与检测就至关重要。随着轧制技术的不断成熟与完善，在特定的工艺条件下，轧制某种材质的材料，轧辊应该具备什么样的辊型，才能保证轧制时辊缝均匀一致并生产出高质量的板带材，也日趋成为定数。目前设计的板带钢的辊型是在保证辊身每一横截面圆度好的前提下，沿辊身长度方向上的凸度、凹度、波度（如S型）、锥度等几何参数。经磨削后的轧辊，或轧制一定数量的板带材后的轧辊，还能否满足这些设计参数要求，就必须通过测量来检验。
8.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
答：（1）、千分尺
（2）、鞍式辊型测量仪
（3）、轧辊多参数测量仪
（4）、高精度智能辊型测量
（5）、带有测量系统的高精度磨床
9.测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?
答：（1）、千分尺
（2）、鞍式辊型测量仪
（3）、轧辊多参数测量仪
（4）、高精度智能辊型测量
（5）、带有测量系统的高精度磨床
10.怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？
答：(1）、测量前的准备
a、将测量仪从仪器箱中取出，擦拭测量杆及测量定板上的涂油。
b、将量表（百分表或千分表）安装在测量杆上的端的连接孔中，当量表测头与内传动杆接触时旋紧量表紧定螺，将量表固定。
c、"0"位调整
将仪器骑放在被测轧辊上，旋松测量杆旋钮上下调整测量杆，使测量头与被测轧辊相接触并受一定的压缩（最好在量表量程的中部）时旋紧测量杆旋钮。
手持仪器，绕轧辊圆周方向（或左、右方向）推拉仪器，使仪器测量定位板的定位面四点同时与轧辊接触时，转量表表盘使表盘"0"位与指针对正。
d、测量及读数方法：
将仪器放在所选测量截面上，使仪器测量定位面与轧辊同时接触时量表上读取数值。
如果第一测量截面处量表指示为"0"，第二次测量截面量表指针过"0"位，停留在顺时针方向，表示第二次测量位置的轧辊直径比第一次测量处的直径小。指针指不到"0"位时，表示比第一次测量截面处的直径大。因测量仪已设计为量表示值变化量等于被测轧辊直径变化量的二分之一，故有仪器沿辊身全长范围测量时，量表示值变化量即为轧辊辊形变化量。
（2）测量参数与测量点的选择
a、锥度测量
在轧辊的两端截面各测一次，两次读数之差2倍为两截面的直径差（测量锥度时仪器的测量头应放在轧辊的两端部位）。
b、凸凹度测量
测量两端截面后，再测量中间截面与之比较，即可知轧辊的凸、凹情况。
c、辊形曲线测量
在轧辊辊身方向多个截面测量，并将各截面对应测量的读数记下，绘制出的曲线即辊形曲线。（可推仪器沿辊身轴向滑动，也可测一截面，拿起仪器一次。）
d、椭圆度测量
将仪器被测轧辊上，轧辊转动（或仪器绕轧辊转动）一周量表指示的最大变化量即为椭圆度。
e、磨辊时的上下配辊操作
在磨好辊上使仪器对"0"位后，再磨需配的辊时，用该仪器进行反复测量，并调整磨削量，直至仪器仍指示为"0"位。（可实现上、下辊"0"对"0"）。
f、轧机上下配辊的检验。
测下轧辊不需吊去上轧辊，仪器可以从侧边测量。
g、轧辊的表面脱层深度测量 :
将仪器放置在被测轧辊上，测量头在不脱层与脱层两处测量，读数之差即为表面脱层深度。
h、直径测量
将仪器放在所选测量截面上，使仪器测量定位面与轧辊同时接触，推直径测量尺杆与被测轧辊的辊面接触时，在测量尺上读取数值（X）
被测轧辊直径（D）= 标定值+2倍测量尺读数（X）
11.如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？
答：用马鞍仪测量轧辊辊型是一种比较传统的测量方法。测量时首先根据被测轧辊的大小选择测量范围合适的马鞍仪。然后对仪器进行调整：（参见下图）将仪器放置在被测轧辊的正上方，使鞍座上的四滚轮都与被测轧辊的辊面接触；调整定位重锤使其定位端部在被测轧辊的最大直径附近将其固定；安装调整百分表及其滑座，使百分表测头与被测轧辊的辊面接触，并使百分表测量杆受到一定压缩（量表指针在量程的中部附近）将其固定。仪器调整完毕后，推拉仪器沿轧辊轴向移动，由于测力定位重锤的作用，在仪器移动时保证了重锤杆的端部始终与被测辊面接触，当被测轧辊直径变化时，测量表即指示出变化量。
为保证仪器能测量到轧辊的两端，测量时一般应该在轧辊的中部两次调整"0"位，先测量轧辊的左（右）半部，再测量轧辊的右（左）半部。
12.测量板带钢轧辊辊型的现状如何?
答：自五十年代起，板带钢轧辊辊型参数一直采用千分尺和马鞍仪测量。千分尺只能测量直径，主要有弓形架、固定测量砧和测微螺旋读数装置组成。马鞍仪只能测量轧辊辊身的轴向形状，主要有鞍式滑车、V型尺架、调整滑座等组成。由于这两种测量器具都是采用调整对径测量，都存在结构大、精度低、测量范围小、测量参数单一，要求操作者素质高和不能动态测量的不足，很难适应现阶段对轧辊辊型测量的要求。
近年来已有不少板带钢生产厂家使用了安装有辊型测量系统的轧辊数控磨床，这种设备加工和测量精度都很高（可达μm级，甚至更高），自身配置有计算机，具有测量过程半自动化、数据处理、显示辊形曲线、显示辊径尺寸、数据存储及打印等功能。
最近各钢厂使用便携式高精度智能辊形测量仪,该仪器是一种测量板带钢生产中的柱体轧辊辊形（如S型、凸度、凹度、锥度等）的高精度智能测量仪器（适用于CVC轧辊）,是我国家专利技术。该仪器由于采用特殊的结构形式，使其具有结构简单、体小质轻、操作方便、测量精度高；配有接口，便于和各种计算机相连，实现测量的智能化；且具有较好的经济性的特点。
现国内钢厂在具备了便携式高精度智能辊形测量仪的基础上，又推出了为：轧辊自身温度（有时存在热凸度）对轧辊辊型测量的影响有多大？针对该问题河已研制出"带温度测量的便携式高精度智能辊形测量仪"，取得了较好的效果。
资料来源：http://www.china-roll.com/
2009年1月4日星期日
上重支承辊制造能力（设备） 机械加工篇
上海重型机器厂有限公司拥有齐全的机械加工设备，包括一批大型、稀有、精密的金属切削机床。.其中：数控铣床11台，数控镗床15台，数控立车10台，数控卧车6台，数控切割机5台，大型轧辊专用磨床2台（承重250吨、最大直径能磨到2500mm、长度15M）。
φ3150×25m卧车
世界最大的数控轧辊磨床
另上海重型机器厂有限公司的母公司上海电气集团公司在上海临港新城投资兴建重装备基地，集中建设了一批中国最大尺寸重型机械加工装备，一期工程占地面积1平方公里，建成后的主要产品1000MW级以上核电设备、极端重工设备、大型船用曲轴、大型及特大型支承辊、交通运输设备等大型机械设备。
4×20m卧车（临港基地）
上重支承辊制造能力（设备） 热处理篇
上海重型机器厂有限公司建有华东地区最大的热处理车间，拥有10m×10m（承载450吨）、4 m×15m（承载300吨）等一批共22台大型台车炉和轧辊专用差温热处理设备。
大型煤气加热台车炉车间
大型轧辊专用卧式差温加热炉
大型轧辊专用喷雾淬火装置
支承辊热加工能力：
带钢支承辊（10~100吨）200支/年
中厚板支承辊（100~200吨）80支/年
宽厚板支承辊（200吨以上） 20支/年
设备设计极限能力：净重260吨的6m宽厚板支承辊（尚无产品）
设备设计极限能力：净重260吨的6m宽厚板支承辊（尚无产品）
上重支承辊制造能力（设备） 锻造篇
上海重型机器厂有限公司是中国第一台自行设计的国产万吨水压机诞生地，2008年又迎来了世界最大的（西重所与上重联合设计，上重自行制造）的16500吨油压机，可对最大500t双真空钢锭进行锻造。现具有年产12000吨优质锻件的能力。 
12000吨水压机
2800吨水压机
16500吨油压机
上重支承辊制造能力（设备） 特钢篇
上海重型机器厂电渣炉, 钢锭重达200吨（世界第一）, 最大锭炼过205t的核电锻件。现正在新建世界最大的450t电渣炉。
1980年4月，一台200吨级的大型电渣重熔炉在上海重型机器厂试制成功。它是中国最大，也是世界上最大的一台电渣重熔炉。整个工程由上海重型机器厂副总工程师林宗棠负责领导和组织，北京钢铁学院朱觉教授任顾问，上海重型机器厂和北京钢铁学院共同开发研制。
20世纪70年代，我国第一座核电站———秦山核电站开始筹建。上海重型机器厂为了经济而可靠地为秦山核电站提供核电大锻件，在著名电冶金学家朱觉教授的精心指导下，深入研究大锻件生产的主要质量问题和特殊性，并认真总结100吨电渣炉的生产实践，于1980年创建了至今仍然是世界最大的200吨级电渣炉。
从1972年11月起到1974年12月止，刘椿林和北京钢院教师刘海洪带领试验小组在上重厂和有关工厂先后进行了多项试验，以确定电渣炉设备的设计参数、重熔和抽锭工艺参数。这台三相三摇臂双极串联式的大型电渣炉由三个小机架呈等边三角形布置构成。每个小机架有一根18米高的立柱。三根立柱的底部固定在地基上，中部和顶部用曲梁连结，构成电渣炉本体。在中部曲梁上安放直径2.8米的铜衬钢壳水冷结晶器。每根立柱的上部通过传动装置装有可以上下运动又能左右旋转的摇臂。摇臂的一端装有电极夹持机构，可以夹持相互绝缘而串联的两根电极。 三个摇臂共悬挂六根电极。每两根电极由一台单相变压器供电。这样六根电极便组成三相双极串联回路。电极直径为500毫米，每根重约5吨。结晶器下部有一台带水冷却底板的电动平车，平车载重可达300吨。平车放在能沿三根立柱上下运动的活动平台上。重熔开始前，活动平台上升使水冷底板将结晶器下部封住，然后在结晶器内造渣和重熔电极。
六根钢电极同时进行重熔，经过一定时间电极重熔将尽，三个摇臂轮流地换上新的电极，以便熔炼出一个大的电渣锭。若更换成直径为3300毫米的结晶器，则可生产300吨重的电渣锭。随着钢电极的重熔，结晶器的渣液面便不断上升，达到一定高度后便进行抽锭操作，即在渣液面上涨的同时不断将水冷底板向下缓慢降落，以得到有一定长度和所需吨位的大型电渣锭。钢锭炼成后，平台下降，钢锭便从结晶器内抽出，电动平车载着钢锭沿着轨道开出炉外。这台电渣炉有以下特点：双极串联供电，可以减少回路感应，提高电功率因数；采用三相电源，有利于外网络电压平衡；三摇臂轮换电极，用小截面电极重熔大钢锭，有利于控制电极成分偏析；采用抽锭操作，能用短结晶器重熔长的钢锭。由于电渣锭的冶金质量与普通钢锭迥然不同，采用电渣锭生产百吨以上的大锻件，钢锭利用率要比普通钢锭高出20个百分点以上，这就大大增加了钢锭的有效吨位。比如，240吨电渣锭相当于400吨普通钢锭，可生产200吨重的锻件；300吨电渣锭相当于500吨普通钢锭，可生产250吨重的锻件。该电渣炉也可用于单相重熔，以生产不同直径各种吨位的中小型电渣锭，或者直接熔铸轧辊。因此，该设备灵活多变，适应性很强，属于万能型电渣炉。用它重熔钢锭制成的锻件，1982年通过国家鉴定，同意用这台电渣炉为中国第一台核电站——秦山30万千瓦核电站生产安全一级压力容器用钢锭。接着为核电站的蒸发器和稳压器提供了所需的全部大型电渣锭。其中最大的两只电渣锭单重分别为205吨和207吨。后还用这台电渣炉重熔了火电锻件和化工容器用的大型电渣锭。它生产的大型电渣锭经过国家鉴定，表明电渣钢纯度高，成份均匀，性能良好，韧性特别优良。从而为中国优质大型锻件的制造开辟了一条新的途径。进入21世纪，上重生产了三峡工程710兆瓦水轮机导叶轴头、100万千瓦核电站堆内构件、超超临界汽轮机转子等高合金大锻件，取得了巨大的经济和社会效益。
该大型电渣炉建成后，上重又针对其重熔工艺的关键技术展开了全方位、多层面、深入系统的研究，攻克了一系列重大技术难题，使其生产能力得到充分发挥。
一是均匀性控制技术解决了用成分有差异的若干炉号数十根电极通过几个昼夜重镕成一根200吨电渣锭的成分均匀性问题。
二是大功率、快熔速、高冷却和强脱氧工艺为获得高质量巨型电渣锭提供了重要保证。大功率供电，渣温高，冶金反应的动力学条件好，精炼净化效果强。熔速高达5吨/小时以上，但因为有高速强制冷却，且熔池浅，所以成分均匀，组织致密。强制脱氧使渣池始终保持低氧位（FeO≤0.3%），高冶金性能。因此，200吨级电渣炉生产的电渣锭热塑性良好，锻压时一次压下量达到1米也不开裂。电渣锭中心的密度与锭边缘密度一致；锭中心的二次枝晶间距仅为2毫米；氧化物0.5级，硫化物为0。直径为2米的锻件，超声波探伤起始灵敏度Φ1.1毫米也能通过。
三是低氢控制技术解决了高湿度气候条件下长时间重熔获得低氢巨型电渣锭的难题。尽管上海气候潮湿，空气湿度高达每立方米30克水，熔炼区气/渣接触面积有5平方米大，但几个昼夜的重熔过程中的低氢控制与天气和季节无关，使用冷渣料对低氢控制没有明显影响。电渣锭中的氢含量均低于2ppm，大部分在1.4ppm以下。四是低铝控制技术清除了电渣重熔法生产汽轮机转子的障碍。汽轮机转子中的铝含量不允许超过0.010%。用低铝、低氧、低硫的重熔工艺技术批量生产高、中、低压汽轮机转子，铝含量均在0.005%～0.007%之间，氧、硫均在25ppm以下，大部分为20ppm。
1980年4月，一台200吨级的大型电渣重熔炉在上海重型机器厂试制成功。它是中国最大，也是世界上最大的一台电渣重熔炉。整个工程由上海重型机器厂副总工程师林宗棠负责领导和组织，北京钢铁学院朱觉教授任顾问，上海重型机器厂和北京钢铁学院共同开发研制。
20世纪70年代，我国第一座核电站———秦山核电站开始筹建。上海重型机器厂为了经济而可靠地为秦山核电站提供核电大锻件，在著名电冶金学家朱觉教授的精心指导下，深入研究大锻件生产的主要质量问题和特殊性，并认真总结100吨电渣炉的生产实践，于1980年创建了至今仍然是世界最大的200吨级电渣炉。
从1972年11月起到1974年12月止，刘椿林和北京钢院教师刘海洪带领试验小组在上重厂和有关工厂先后进行了多项试验，以确定电渣炉设备的设计参数、重熔和抽锭工艺参数。这台三相三摇臂双极串联式的大型电渣炉由三个小机架呈等边三角形布置构成。每个小机架有一根18米高的立柱。三根立柱的底部固定在地基上，中部和顶部用曲梁连结，构成电渣炉本体。在中部曲梁上安放直径2.8米的铜衬钢壳水冷结晶器。每根立柱的上部通过传动装置装有可以上下运动又能左右旋转的摇臂。摇臂的一端装有电极夹持机构，可以夹持相互绝缘而串联的两根电极。 三个摇臂共悬挂六根电极。每两根电极由一台单相变压器供电。这样六根电极便组成三相双极串联回路。电极直径为500毫米，每根重约5吨。结晶器下部有一台带水冷却底板的电动平车，平车载重可达300吨。平车放在能沿三根立柱上下运动的活动平台上。重熔开始前，活动平台上升使水冷底板将结晶器下部封住，然后在结晶器内造渣和重熔电极。
六根钢电极同时进行重熔，经过一定时间电极重熔将尽，三个摇臂轮流地换上新的电极，以便熔炼出一个大的电渣锭。若更换成直径为3300毫米的结晶器，则可生产300吨重的电渣锭。随着钢电极的重熔，结晶器的渣液面便不断上升，达到一定高度后便进行抽锭操作，即在渣液面上涨的同时不断将水冷底板向下缓慢降落，以得到有一定长度和所需吨位的大型电渣锭。钢锭炼成后，平台下降，钢锭便从结晶器内抽出，电动平车载着钢锭沿着轨道开出炉外。这台电渣炉有以下特点：双极串联供电，可以减少回路感应，提高电功率因数；采用三相电源，有利于外网络电压平衡；三摇臂轮换电极，用小截面电极重熔大钢锭，有利于控制电极成分偏析；采用抽锭操作，能用短结晶器重熔长的钢锭。由于电渣锭的冶金质量与普通钢锭迥然不同，采用电渣锭生产百吨以上的大锻件，钢锭利用率要比普通钢锭高出20个百分点以上，这就大大增加了钢锭的有效吨位。比如，240吨电渣锭相当于400吨普通钢锭，可生产200吨重的锻件；300吨电渣锭相当于500吨普通钢锭，可生产250吨重的锻件。该电渣炉也可用于单相重熔，以生产不同直径各种吨位的中小型电渣锭，或者直接熔铸轧辊。因此，该设备灵活多变，适应性很强，属于万能型电渣炉。用它重熔钢锭制成的锻件，1982年通过国家鉴定，同意用这台电渣炉为中国第一台核电站——秦山30万千瓦核电站生产安全一级压力容器用钢锭。接着为核电站的蒸发器和稳压器提供了所需的全部大型电渣锭。其中最大的两只电渣锭单重分别为205吨和207吨。后还用这台电渣炉重熔了火电锻件和化工容器用的大型电渣锭。它生产的大型电渣锭经过国家鉴定，表明电渣钢纯度高，成份均匀，性能良好，韧性特别优良。从而为中国优质大型锻件的制造开辟了一条新的途径。进入21世纪，上重生产了三峡工程710兆瓦水轮机导叶轴头、100万千瓦核电站堆内构件、超超临界汽轮机转子等高合金大锻件，取得了巨大的经济和社会效益。
该大型电渣炉建成后，上重又针对其重熔工艺的关键技术展开了全方位、多层面、深入系统的研究，攻克了一系列重大技术难题，使其生产能力得到充分发挥。
一是均匀性控制技术解决了用成分有差异的若干炉号数十根电极通过几个昼夜重镕成一根200吨电渣锭的成分均匀性问题。
二是大功率、快熔速、高冷却和强脱氧工艺为获得高质量巨型电渣锭提供了重要保证。大功率供电，渣温高，冶金反应的动力学条件好，精炼净化效果强。熔速高达5吨/小时以上，但因为有高速强制冷却，且熔池浅，所以成分均匀，组织致密。强制脱氧使渣池始终保持低氧位（FeO≤0.3%），高冶金性能。因此，200吨级电渣炉生产的电渣锭热塑性良好，锻压时一次压下量达到1米也不开裂。电渣锭中心的密度与锭边缘密度一致；锭中心的二次枝晶间距仅为2毫米；氧化物0.5级，硫化物为0。直径为2米的锻件，超声波探伤起始灵敏度Φ1.1毫米也能通过。
三是低氢控制技术解决了高湿度气候条件下长时间重熔获得低氢巨型电渣锭的难题。尽管上海气候潮湿，空气湿度高达每立方米30克水，熔炼区气/渣接触面积有5平方米大，但几个昼夜的重熔过程中的低氢控制与天气和季节无关，使用冷渣料对低氢控制没有明显影响。电渣锭中的氢含量均低于2ppm，大部分在1.4ppm以下。四是低铝控制技术清除了电渣重熔法生产汽轮机转子的障碍。汽轮机转子中的铝含量不允许超过0.010%。用低铝、低氧、低硫的重熔工艺技术批量生产高、中、低压汽轮机转子，铝含量均在0.005%～0.007%之间，氧、硫均在25ppm以下，大部分为20ppm。
上重支承辊制造能力（设备）冶铸篇
上海重型机器厂有限公司前身是大鑫机器厂，始建于1934年。1953年改名为上海矿山机器厂，1958年在闵行现址建立新厂，1962年正式命名为上海重型机器厂，1993年起成为上海电气（集团）总公司的成员企业之一，2004年3月成为上海电气集团有限公司首批十七家企业之一，2004年7月正式改名为上海重型机器厂有限公司。我公司是国家机械工业大型骨干企业，东南地区最大的重型机械制造厂和铸锻中心。
冶铸设备：
15tEBT电弧炉× 1
40tEBT电弧炉× 2
100tEBT电弧炉× 1
120tLF钢包精炼炉× 1
120tLFV钢包精炼炉× 1
500t真空浇注罐× 1
300t真空浇注罐× 2
200t真空浇注罐× 2
生产规模：
钢水产量 25万吨/年；新增大型铸钢件产量4万吨/年；大型锻钢件年产12万吨/年。
生产能级：
最大一次钢水720吨，单件铸钢件最重450吨，双真空锭单件最重600吨，单件锻钢件最重350吨。
80吨钢包精炼炉
40吨电弧炉
支承辊的化学成分设计原理
支承辊材料主要合金元素的作用如下：
（1）C： 碳是影响钢强度、硬度、韧性和接触疲劳的主要因素。随着碳量的提高，淬火回火后的强度增加，疲劳极限提高。C含量分为固溶C和未溶碳化物相的C，未溶C化物硬度很高，具有较高的耐磨性。但过多的V将使得材料脆性增大，降低Ms点，增加残余奥氏体含量。
（2）Cr：Cr是轧辊中最重要的合金元素，在淬火加热时，固溶于基体的C元素能显著增加奥氏体的稳定性，降低马氏体转变温度，并随含Cr量的提高，使CCT曲线、珠光体、贝氏体转变区右移，从而降低了钢的临界冷却速度，提高淬透性与淬硬性，从而提高钢的硬度和耐磨性。
（3）Ni：镍是非碳化物形成元素，它完全固溶于基体，提高钢的淬透性，尤其是与Cr复合作用效果更好，另外一个作用是改善韧性。
（4）Mo：钼是强碳化物形成元素，可以提高淬透性，作用较Cr弱一些，但推迟珠光体转变比Cr强，推迟贝多体转变能力比Cr弱。另外可以细化晶粒，并可提高回火稳定性，抑制回火脆性。
（5）V：钒是强C化物形成元素，以独立的VC细质点存在，可提高钢的硬度和耐磨性，V在钢中主要作用是细化晶粒。
亦有添加微量钴、钛、钨等元素。
（1）C： 碳是影响钢强度、硬度、韧性和接触疲劳的主要因素。随着碳量的提高，淬火回火后的强度增加，疲劳极限提高。C含量分为固溶C和未溶碳化物相的C，未溶C化物硬度很高，具有较高的耐磨性。但过多的V将使得材料脆性增大，降低Ms点，增加残余奥氏体含量。
（2）Cr：Cr是轧辊中最重要的合金元素，在淬火加热时，固溶于基体的C元素能显著增加奥氏体的稳定性，降低马氏体转变温度，并随含Cr量的提高，使CCT曲线、珠光体、贝氏体转变区右移，从而降低了钢的临界冷却速度，提高淬透性与淬硬性，从而提高钢的硬度和耐磨性。
（3）Ni：镍是非碳化物形成元素，它完全固溶于基体，提高钢的淬透性，尤其是与Cr复合作用效果更好，另外一个作用是改善韧性。
（4）Mo：钼是强碳化物形成元素，可以提高淬透性，作用较Cr弱一些，但推迟珠光体转变比Cr强，推迟贝多体转变能力比Cr弱。另外可以细化晶粒，并可提高回火稳定性，抑制回火脆性。
（5）V：钒是强C化物形成元素，以独立的VC细质点存在，可提高钢的硬度和耐磨性，V在钢中主要作用是细化晶粒。
亦有添加微量钴、钛、钨等元素。
大型支承辊的技术特点
支承辊是轧机中用来支承工作辊或中间辊以便在轧制时防止工作辊出现挠曲变形而影响板形质量的重要部件。支承辊质量的优劣直接影响轧板的产量及质量。
支承辊复杂多样的工况条件使其不同于一般的工件。一方面轧制过程中支承辊本体要承受很多的弯曲应力和摩擦力，另一方面辊身表面要长时间的磨损、冲击，接触应力和激冷激热造成的疲劳造成的疲劳现象，因此支承辊必须满足下列条件的要求：
（1）抗折断性：辊身、辊颈承受工作应力而不发生横向断裂。主要应具有足够的强度和韧性，并且不存在可能导致断裂的制造缺陷。
（2）耐磨性：支承辊辊身工作部位在轧制中抵抗失重和尺寸减少的能力。应注意的是支承辊在热态的耐磨性和冷态的耐磨性并不一定相同，也就是说，轧辊在冷态使用时的相对耐磨性好并不等于热态时相对耐磨性好。
（3）抗剥落性：支承辊在接触应力长时间作用下而不产生辊身掉块现象的能力。
(4) 抗热裂性：支承辊要经受来自轧材及冷却水的激冷激热作用而产生热疲劳，抵抗这种作用而不产生网状龟裂或使网裂细化变浅的能力。
典型带钢支承辊（图片来源JSW）
尺寸：Φ1530×2032×5512mm；重量：42.1t；材料：3.5%Cr-Mo ；辊身硬度：70~75HSC ；辊颈硬度：35~40HSC；淬硬层深： ≥ 50mm。
典型厚板支承辊（图片来源JSW）
尺寸：Φ2400×5390×10850mm；重量：245t；材料：MC1 ；辊身硬度：40~50HSC；辊颈硬度：37~47HSC；淬硬层深： ≥95mm。
轧辊 简介
轧机上使受轧制的金属发生塑性变形的部件。轧辊的形状、尺寸和材质须与轧机和轧制产品相适应。图1指出轧辊的基本形状和各部分名称。辊身是轧辊的工作部分；辊颈是与轴承接触的部分；用接头与传动装置相联接。(见彩图)
轧辊有不同的分类方法。按辊身形状分为圆柱形和非圆柱形，前者主要用于板材、带材、型材和线材生产，后者主要用于管材生产。按是否接触轧件分为工作轧辊和支承辊。直接接触轧件的轧辊称工作轧辊；为增加工作轧辊的刚度和强度而置于工作轧辊背面或侧面又不直接接触轧件的轧辊称支承辊。按使用机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
轧辊的工作条件
轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用,包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，其原因不仅有设计因素，还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。此外，轧制条件经常会出现异常情况。轧辊在使用后冷却不当，也会受到热应力的损害。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。一个好的轧辊，其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。这样，不仅在正常轧制条件下持久耐用，又能在出现某些异常轧制情况时损伤较小。所以在制造轧辊时要严格控制轧辊的冶金质量或辅以外部措施以增强轧辊的承载能力。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷，避免局部高峰应力，延长轧辊寿命。轧辊消耗量决定于三个因素：①轧机、轧材和轧制条件，以及轧辊的合理选择；②轧辊材料及其制造质量；③轧辊的使用和维护制度。
轧辊的选用
小型20辊轧机的工作轧辊重仅 100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求，选定安全承载的主体材料（各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等），然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。由于轧辊的磨损机理很复杂，包括机械应力作用、轧制时的热作用、冷却作用、润滑介质的化学作用以及其他作用，目前还没有一项综合评定轧辊抗磨性的统一指标。由于硬度易于测量，并在一定条件下可以反映耐磨性，所以一般就用径向硬度曲线来近似地表述轧辊的耐磨指标。图2为一般热轧辊径向硬度曲线。
通常对粗轧辊以强度、抗热裂为主要要求；而精轧辊速度较高，轧制最终产品要有一定的表面质量，对它以硬度、耐磨等为主要要求。此外，对轧辊还有一些特殊要求，如压下量大时,要求轧辊有较强的咬入能力,较耐冲击；轧制薄规格产品时，则对轧辊的刚性、组织性能均匀性、加工精度以及表面光洁度等要求较严；轧制复杂断面的型钢时，还要考虑辊身工作层的切削加工性能等。
选用轧辊时，对轧辊的有些性能要求往往是彼此对立的，轧辊购置费和维护费用又很昂贵，所以应充分权衡技术和经济上的利弊，决定用铸的还是锻的，合金的还是非合金的，单一材料的还是复合材料的。
轧辊种类
轧辊品种很多，主要有以下几类：①铸铁轧辊。一般按制造工艺分类：工作层因金属型的激冷作用呈白口组织（基体＋碳化物）的轧辊称冷硬铸铁轧辊；用上述方法，但适当提高铁水碳当量而得到麻口组织（基体＋碳化物＋石墨）的轧辊称无限冷硬铸铁轧辊。“无限”—词源于英文“indefinite”，原意为“不明确”,指激冷层在断口上无明确界限,被误译为“无限”，现已沿用成习。采用衬砂金属型并继续提高碳当量可得粗麻口组织的轧辊，称半冷硬铸铁轧辊。所有上述品种的组织中凡石墨呈球状的，称球墨铸铁轧辊；复合浇铸的轧辊加“复合”一词。②铸钢轧辊。一般按含碳量分类：含碳极高(1.4～2.4％)的过共析钢轧辊，俗称半钢轧辊，高碳的半钢轧辊实际已伸入铸铁领域；高碳过共析钢轧辊还有一类为石墨钢轧辊，其石墨是通过孕育和热处理获得的。③锻钢轧辊。一般按用途分类。④其他，除采用特殊加工工艺的以外，都直接以材质称呼。如用电渣重熔铸造坯料锻压的轧辊称为电渣重熔锻压轧辊。
各种轧辊的主要特点和用途列于附表。
对大部分轧辊的芯部和工作表层有不同的性能要求。用单一材料难于满足要求时，内外层可分别用两种材料来制造。复合工艺可采用机械组合、复合铸造及其他复层技术。修复轧辊常用堆焊技术。
参考书目
Selection of Material for Rolls for the Metal Working Industry,Metals Handboo,9th ed., Vol. 3, pp. 502～507,ASM, Metals Park, Ohio, 1980.
Waher Patt, Walzen, Walzenwerkstoffe und ihre Bearbeitung,Technische Mitteilungen, Vol. 69, No.11, pp. 578～587, 1976.
关于提高我国大型铸锻件自主化能力的建议（支承辊部分）
关于提高我国大型铸锻件自主化能力的建议（支承辊部分）
1. 我国大型锻钢支承辊技术发展水平和制造能力现状
大型锻钢支承辊是轧辊产品中尺寸大、制造难度高的品种，具有高技术含量、高附加值的特点。预计“十一五”期间，每年新建冷热连轧机所需锻钢支承辊、中厚板轧机锻钢支承辊、宽厚板轧机锻钢支承辊等锻件接近１０万吨，超过半数需要进口，其中120吨以上大部分需进口，200吨级全部依赖进口。
中国大型锻钢支承辊制造企业经过几十年的发展，已取得一定的成绩，能提供尺寸相对较小的部分冷热轧带钢支承辊、少量中厚钢支承辊产品，但仍存在以下问题：
1.1 制造质量水平偏低，与国外先进水平有差距。
1.2 对于可以制造的带钢支承辊产品，生产能力不足，不能满足国内钢厂的需要。
1.3 对于国内外急需的绝大部分中厚板支承辊、全部宽厚板支承辊，尚不具备生产能力。
2. 世界大型锻钢支承辊技术水平及发展方向
随着轧机高速化、自动化的发展，对支承辊的制造要求也提出了越来越高的要求，各支承辊制造厂家也不断开发新产品、新工艺以适应市场需要。现代大型锻钢支承辊制造技术的发展主要体现以下几个方面：
2.1 冶金质量要求
为提高轧机支承辊的抗事故性能，国外部分企业已对支承辊的冶金质量提出了极高的要求。如达涅利为天铁集团设计的四辊轧机支承辊，辊身工作层要求300×300mm区域内，只允许存在一个当量直径为0.5~1.0mm的缺陷，不允许有当量直径超过1mm的缺陷存在。此要求不仅明显高于中国现行机械行业标准《大型锻造合金钢支承辊》JB/T4120中的要求，亦超过了国际上很多大型高档锻件的标准（如核电压力壳锻件、汽轮机转子锻件等）。
2.2 支承辊材质
支承辊材质向高合金含量、多元合金化发展。从最早的锻钢支承辊材质9Cr2开始，支承辊用钢的成分逐渐向低碳、高Cr发展，并开始添加Ni、Mo、V等合金元素。目前Cr5材料已基本成熟，已开始向更高的Cr含量及添加微量的Ti、Nb进行微合金化发展。
2.3 淬硬层深度
随着先进材质的引入，支承辊淬硬层深度日趋加深。辊身表面硬度为65~75HS的传统材质70Cr3NiMo支承辊，按中国现行机械行业标准JB/T4120中的要求，淬硬层深度≥40mm即为合格，而现代先进轧机选用的Cr5材质支承辊，淬硬层深度一般都要求≥78mm。
2.4 辊身硬度均匀性
为提高板材型控制精度及表面质量，现代轧机支承辊辊身硬度均匀性要求也趋于严格。如日立公司为宝钢设计的1550轧机支承辊，辊身表面硬度波动为≤2HS，明显高于中国现行机械行业标准JB/T4120中的要求（≤5HS）。
2.5 特大型支承辊制造技术
近年来国内外新建了大批中厚板、宽厚板轧机，而目前有能力供货的日本JSW和德国GP生产能力有限，特大型支承辊市场更显紧缺，越来越多支承辊制造厂家开始研制特大型支承辊。
2.5 计算机应用技术
国外先进企业已将计算机模拟制造技术引入支承辊生产领域。现代计算机有限元模拟技术可以有效地对支承辊制造中的铸锭、锻造、热处理等工序进行仿真，从而有效降低了新产品开发成本，加快了开发速度。
3. 我国大型锻钢支承辊制造行业存在的主要不足和问题
3.1 设备整体水平较为落后
国外先进企业已普遍实现冶炼、锻造、热处理过程的计算机实时监控、精确控制，自动化水平很高，有效的提高了劳动效率，降低了单位产值能耗较，而国内大部分大型锻钢支承辊制造厂家由于设备整体水平相对较低，在自动化水平、劳动效率、单位产值能耗方面不如外国同行。
3.2 热处理质量水平较低
与外国先进企业相比，我国的支承辊热处理质量相对较低且不稳定，主要体现在淬硬层深度和辊身表面硬度均匀性指标不如国外同类产品，制造废品率较高。
3.3 支承辊材料的基础性研究不足
国外先进企业对支承辊材料进行了深入研究，主导着支承辊材料的发展趋势，产品档次较高。而国内企业对支承辊材料的基础性研究普遍不足，一般局限于按图加工制造，缺少自主开发新材料、新产品的能力。这也导致我国支承辊制造整体技术水平低、缺少具有核心竞争力产品，使大多数企业的产品在低档次水平上徘徊。
3.4 特大型锻钢支承辊（净重150~250吨）生产能力尚为空白
特大型锻钢支承辊（净重150~250吨）的制造对厂家的设备能力、技术水平要求极高，其制造技术目前尚垄断在国外极少数企业手中，国内尚无制造能力。目前国内一重、二重、上重等少数重型机械制造厂家经大规模热加工设备改造，已初步具备制造该类产品的硬件设备，但制造工艺技术尚需从零开始摸索。
3.5 计算机应用水平较低
国外先进企业已将计算机模拟技术系统的应用于支承辊产品开发之中，具有许多成功的经验。国内仅有少数研究者在此方面做过一些零星的研究，大规模的应用尚无先例。
4. 突破我国大型锻钢支承辊自主化的主要措施及建议
4.1 研究开发先进的工艺装备及其使用技术。
4.2 开发新工艺、新生产技术，提高支承辊制造质量和能力。
4.3 各制造厂家与高等院校、科研院所开展合作，加强支承辊材料基础性研究。
4.4 开展特大型锻钢支承辊的制造技术研究，实现其国产化。
4.5 开展计算机模拟技术在支承辊生产领域的应用研究，加快支承辊产品开发速度。
5. 希望国家出台的大型锻钢支承辊政策建议
5.1 鼓励企业对现有设备进行升级改造，淘汰落后产能，提高大型锻钢支承辊制造质量，提高劳动生产率，降低单位产值能耗。
5.2 鼓励企业进行大型锻钢支承辊新产品、新工艺的开发工作。
5.3 支持企业与高等院校、科研院所的产、学、研合作。
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1. 我国大型锻钢支承辊技术发展水平和制造能力现状
大型锻钢支承辊是轧辊产品中尺寸大、制造难度高的品种，具有高技术含量、高附加值的特点。预计“十一五”期间，每年新建冷热连轧机所需锻钢支承辊、中厚板轧机锻钢支承辊、宽厚板轧机锻钢支承辊等锻件接近１０万吨，超过半数需要进口，其中120吨以上大部分需进口，200吨级全部依赖进口。
中国大型锻钢支承辊制造企业经过几十年的发展，已取得一定的成绩，能提供尺寸相对较小的部分冷热轧带钢支承辊、少量中厚钢支承辊产品，但仍存在以下问题：
1.1 制造质量水平偏低，与国外先进水平有差距。
1.2 对于可以制造的带钢支承辊产品，生产能力不足，不能满足国内钢厂的需要。
1.3 对于国内外急需的绝大部分中厚板支承辊、全部宽厚板支承辊，尚不具备生产能力。
2. 世界大型锻钢支承辊技术水平及发展方向
随着轧机高速化、自动化的发展，对支承辊的制造要求也提出了越来越高的要求，各支承辊制造厂家也不断开发新产品、新工艺以适应市场需要。现代大型锻钢支承辊制造技术的发展主要体现以下几个方面：
2.1 冶金质量要求
为提高轧机支承辊的抗事故性能，国外部分企业已对支承辊的冶金质量提出了极高的要求。如达涅利为天铁集团设计的四辊轧机支承辊，辊身工作层要求300×300mm区域内，只允许存在一个当量直径为0.5~1.0mm的缺陷，不允许有当量直径超过1mm的缺陷存在。此要求不仅明显高于中国现行机械行业标准《大型锻造合金钢支承辊》JB/T4120中的要求，亦超过了国际上很多大型高档锻件的标准（如核电压力壳锻件、汽轮机转子锻件等）。
2.2 支承辊材质
支承辊材质向高合金含量、多元合金化发展。从最早的锻钢支承辊材质9Cr2开始，支承辊用钢的成分逐渐向低碳、高Cr发展，并开始添加Ni、Mo、V等合金元素。目前Cr5材料已基本成熟，已开始向更高的Cr含量及添加微量的Ti、Nb进行微合金化发展。
2.3 淬硬层深度
随着先进材质的引入，支承辊淬硬层深度日趋加深。辊身表面硬度为65~75HS的传统材质70Cr3NiMo支承辊，按中国现行机械行业标准JB/T4120中的要求，淬硬层深度≥40mm即为合格，而现代先进轧机选用的Cr5材质支承辊，淬硬层深度一般都要求≥78mm。
2.4 辊身硬度均匀性
为提高板材型控制精度及表面质量，现代轧机支承辊辊身硬度均匀性要求也趋于严格。如日立公司为宝钢设计的1550轧机支承辊，辊身表面硬度波动为≤2HS，明显高于中国现行机械行业标准JB/T4120中的要求（≤5HS）。
2.5 特大型支承辊制造技术
近年来国内外新建了大批中厚板、宽厚板轧机，而目前有能力供货的日本JSW和德国GP生产能力有限，特大型支承辊市场更显紧缺，越来越多支承辊制造厂家开始研制特大型支承辊。
2.5 计算机应用技术
国外先进企业已将计算机模拟制造技术引入支承辊生产领域。现代计算机有限元模拟技术可以有效地对支承辊制造中的铸锭、锻造、热处理等工序进行仿真，从而有效降低了新产品开发成本，加快了开发速度。
3. 我国大型锻钢支承辊制造行业存在的主要不足和问题
3.1 设备整体水平较为落后
国外先进企业已普遍实现冶炼、锻造、热处理过程的计算机实时监控、精确控制，自动化水平很高，有效的提高了劳动效率，降低了单位产值能耗较，而国内大部分大型锻钢支承辊制造厂家由于设备整体水平相对较低，在自动化水平、劳动效率、单位产值能耗方面不如外国同行。
3.2 热处理质量水平较低
与外国先进企业相比，我国的支承辊热处理质量相对较低且不稳定，主要体现在淬硬层深度和辊身表面硬度均匀性指标不如国外同类产品，制造废品率较高。
3.3 支承辊材料的基础性研究不足
国外先进企业对支承辊材料进行了深入研究，主导着支承辊材料的发展趋势，产品档次较高。而国内企业对支承辊材料的基础性研究普遍不足，一般局限于按图加工制造，缺少自主开发新材料、新产品的能力。这也导致我国支承辊制造整体技术水平低、缺少具有核心竞争力产品，使大多数企业的产品在低档次水平上徘徊。
3.4 特大型锻钢支承辊（净重150~250吨）生产能力尚为空白
特大型锻钢支承辊（净重150~250吨）的制造对厂家的设备能力、技术水平要求极高，其制造技术目前尚垄断在国外极少数企业手中，国内尚无制造能力。目前国内一重、二重、上重等少数重型机械制造厂家经大规模热加工设备改造，已初步具备制造该类产品的硬件设备，但制造工艺技术尚需从零开始摸索。
3.5 计算机应用水平较低
国外先进企业已将计算机模拟技术系统的应用于支承辊产品开发之中，具有许多成功的经验。国内仅有少数研究者在此方面做过一些零星的研究，大规模的应用尚无先例。
4. 突破我国大型锻钢支承辊自主化的主要措施及建议
4.1 研究开发先进的工艺装备及其使用技术。
4.2 开发新工艺、新生产技术，提高支承辊制造质量和能力。
4.3 各制造厂家与高等院校、科研院所开展合作，加强支承辊材料基础性研究。
4.4 开展特大型锻钢支承辊的制造技术研究，实现其国产化。
4.5 开展计算机模拟技术在支承辊生产领域的应用研究，加快支承辊产品开发速度。
5. 希望国家出台的大型锻钢支承辊政策建议
5.1 鼓励企业对现有设备进行升级改造，淘汰落后产能，提高大型锻钢支承辊制造质量，提高劳动生产率，降低单位产值能耗。
5.2 鼓励企业进行大型锻钢支承辊新产品、新工艺的开发工作。
5.3 支持企业与高等院校、科研院所的产、学、研合作。
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铸钢支撑辊的制造 邢台轧辊
邢台轧辊除可提供GB/T1503中的产品外，还提供复合铸钢支撑辊产品。
代号 性能 C Si Mn Ni Cr Mo
复合铸钢（低Cr）
代号 性能 C Si Mn Ni Cr Mo
复合铸钢（低Cr）
辊身 50-70HSC 0.6/1.0 0.3/0.8 1.0/2.5 0.8/2.0 1.0/2.5 0.2/1.0
辊颈 37HSCmin 低碳、低合金
复合铸钢（高Cr）
辊身 50-70HSC 0.4/0.8 0.3/0.8 0.2/1.2 0.8/2.0 2.5/5.0 0.2/1.0
辊颈 37HSCmin 低碳、低合金
邢台轧辊采用卧式差温炉对支撑辊进行热处理。
复合铸钢（高Cr）
辊身 50-70HSC 0.4/0.8 0.3/0.8 0.2/1.2 0.8/2.0 2.5/5.0 0.2/1.0
辊颈 37HSCmin 低碳、低合金
邢台轧辊采用卧式差温炉对支撑辊进行热处理。
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