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。