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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