近年來，在國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的指導下，以冷軋薄板為代表的高等級鋼材產(chǎn)量大幅提高?！笆晃濉逼陂g，一大批現(xiàn)代化寬帶冷連軋生產(chǎn)線迅速建設并投產(chǎn)，冷軋板比例大幅提高。同時，冷連軋工藝裝備和技術水平明顯提高，新上軋機和老軋機經(jīng)過技術改造，基本配備了先進的板型控制系統(tǒng)。以汽車板、管線鋼、容器板、造船板為主的各類板材，向高強度、高韌性、良好的焊接性能和表面質量方向發(fā)展，薄板產(chǎn)品向超細晶粒、高強度方向發(fā)展，這也對軋輥質量性能提出了新的更高的要求。
    目前，我國鍛鋼軋輥主要用作冷軋帶鋼工作輥、中間輥以及各類板帶鋼軋機支承輥，也用作帶鋼熱連軋機小立輥、粗軋輥，初軋機、鋼坯連軋機軋輥，H型鋼萬能軋機水平輥軸，線棒材軋機粗軋機架軋輥，無縫鋼管軋機穿孔機架和軋管機前架軋輥，焊管軋機軋輥，有色金屬板帶材冷熱軋工作輥、支承輥、鑄軋輥，以及各類軋機輥道輥、夾送輥、校平輥、矯直輥等。鍛鋼軋輥制造周期較長，一般經(jīng)冶煉、鑄錠和鍛造，并通過不同熱處理工藝以滿足輥身、輥頸不同的性能要求。

    制造技術發(fā)展推動軋輥質量提高

    冶煉鑄錠。鍛鋼軋輥的發(fā)展以輥坯生產(chǎn)技術進步為基礎，冶煉工序是決定軋輥最終使用性能的重要環(huán)節(jié)，鋼水純凈度對鍛鋼軋輥的使用性能，特別是抗事故性能具有重要影響。軋輥毛坯中的非金屬夾雜物、有害氣體以及各種偏析，都可能導致軋輥非正常失效。目前，我國常用的鍛鋼軋輥冶煉方法主要有如下幾種。
    電爐冶煉主要用于一些合金含量較低的鍛鋼熱軋輥以及矯直輥、輥道輥、夾送輥等一般用途軋輥的生產(chǎn)。大型軋輥制造企業(yè)在制作鍛鋼軋輥時，電爐一般僅用作熔煉設備，冶金質量控制和最終成分的精確調整則在爐外精煉階段進行。
    電爐冶煉+爐外精煉工藝主要適用于鍛鋼支承輥、合金含量較高的鍛鋼熱軋輥以及部分冷軋工作輥的生產(chǎn)。爐外精煉工藝可滿足包括Cr5材質及以下大部分黑色金屬、有色金屬軋制用軋輥的冶金質量要求。
    電爐冶煉+電渣重熔工藝主要用于冷軋工作輥、中間輥、高合金有色金屬熱軋輥及鑄軋輥套等特殊用途軋輥的生產(chǎn)。電渣重熔屬于二次熔煉，制造周期長，須消耗大量能源，使軋輥制造成本提高。但對于偏析程度相對嚴重的Cr5以上高合金材質鍛鋼軋輥，電渣重熔冶煉鑄錠工藝必不可少。目前，用于板帶冷連軋機的冷軋工作輥和中間輥基本上都是采用電渣重熔工藝生產(chǎn)的。
    電爐冶煉+鋼包精煉+電渣重熔工藝主要用于現(xiàn)代化連軋機高性能冷軋工作輥、中間輥的生產(chǎn)。這種“雙精煉”方式兼?zhèn)淞穗娫厝酆弯摪珶挼膬?yōu)點，使材料的冶金質量進一步提高，并能夠最大限度地保障產(chǎn)品的最終使用性能。
    輥坯鍛造。鍛造工序是鍛鋼軋輥制造過程中承上啟下的重要環(huán)節(jié)，一方面通過輥坯的鍛造成形改善鑄態(tài)組織粗大的樹枝狀晶，細化晶粒，焊合鋼錠內部疏松、氣泡、裂紋等缺陷，使金屬組織密實，以提高材料強韌性：另一方面，針對鍛鋼軋輥材質合金含量不斷提高，成分、組織偏析程度相對嚴重，液析碳化物量和碳化物帶狀傾向增大的特性，通過鍛造加熱及變形，可充分溶解、破碎并改善碳化物和非金屬夾雜物在鋼中的分布，降低偏析程度，均勻組織，提高材料的使用性能，并為后續(xù)的熱處理工序奠定良好基礎。
    隨著冷軋輥材質的發(fā)展，軋輥材質中合金含量越來越高，鍛造難度也大大增加，鍛造內部裂紋所導致的超聲波探傷超標成為制約鍛鋼軋輥成品率提高的主要因素。以內裂控制為核心的高合金冷軋輥坯鍛造工藝技術也因此得到逐步發(fā)展，該工藝充分利用擴散均質化、高溫停鍛和裂紋自修復原理，通過合理設定鍛造溫度、鍛造火次、控制鐓粗、終鍛變形量，可最大限度控制輥坯內裂，提高輥坯超聲波探傷合格率。

    熱處理。鍛鋼軋輥通過熱處理達到輥身、輥頸不同的性能要求。在保證冶金、鍛造質量的前提下，熱處理工藝直接決定了產(chǎn)品的使用性能。鍛鋼軋輥根據(jù)不同的使用性能要求，熱處理工藝種類很多，一般分為預備熱處理和最終熱處理兩部分。
    預備熱處理主要包括鍛后正火、球化退火以及擴氫處理和粗加工后的調質處理等，還包括針對輥頸表面硬度較高產(chǎn)品的輥頸強化處理。最終熱處理方式主要包括整體處理、感應加熱處理、差溫熱處理、準差溫熱處理。
    整體處理包括調質、正火、整體淬火+回火，主要用于初軋輥等輥身硬度要求較低的軋輥、多輥軋機用輥等小型冷軋輥以及輥軸、輥套類產(chǎn)品。
    感應加熱淬火分為連續(xù)感應加熱和整體感應加熱兩種方式，主要用于輥身硬度要求較高的冷軋輥、支承輥、有色金屬軋機用軋輥。按感應器類型不同，又分為單工頻、工頻雙感應器、雙工頻、雙頻等多種淬火工藝。目前，國內外鍛鋼冷軋工作輥的最終熱處理大多采用計算機控制連續(xù)感應淬火方法，對于合金含量相對較高的冷軋工作輥采用深冷處理控制殘余奧氏體含量，以提高硬度和淬硬層厚度，并保證工作層組織的穩(wěn)定性。
    差溫和準差溫熱處理方式主要適用于規(guī)格較大的支承輥和輥身硬度不小于50HSD的熱軋輥。從總體來看，我國鍛鋼軋輥制造技術經(jīng)過不斷探索創(chuàng)新，技術裝備能力已達到國際先進水平，鍛鋼冷軋輥、大型鍛鋼支承輥等高端產(chǎn)品的制造技術也與國際先進水平相當。

持續(xù)優(yōu)化滿足多樣化軋制需求

    鍛鋼材質軋輥是在工具鋼基礎上逐步發(fā)展演變出來的，主要有熱作模具鋼類材料,冷作模具鋼類材料,鉻軸承鋼類材料,高速鋼、半高速鋼材料,鍛造半鋼及鍛造白口鐵材料等。
    鍛鋼冷軋輥。冷軋機用鍛鋼工作輥和中間輥材料主要采用高碳鉻鉬合金鍛鋼，鉻含量的提高是此類冷軋輥材質演變發(fā)展的基本特征，2%鉻含量普通型冷軋輥大多用于小型冷軋機以及部分裝備水平較低的可逆冷軋機；3%鉻含量冷軋輥大多用于可逆冷軋機和部分大型冷連軋機；5%鉻含量是目前我國鍛鋼冷軋輥的主流材質，大多數(shù)冷連軋機和對帶材質量要求較高的單機架可逆冷軋機幾乎全部采用鉻5型鍛鋼工作輥及中間輥；8%～10%鉻含量高鉻鋼冷軋輥具有更強的耐磨性能，但材料鍛造性能較差，工藝成本較高，目前部分用作平整機和連軋機成品機架工作輥。
    鍛造模具鋼軋輥。鍛造模具鋼材質合金含量高于常規(guī)Cr5材質，與普通鍛鋼Cr5材質軋輥相比，抗事故性能可增強1倍以上，在軋制條件相對惡劣的硅鋼冷軋機、可逆軋機及連軋機前架使用，更能體現(xiàn)其抗事故能力強的優(yōu)越性。
    鍛造半高速、高速鋼軋輥。為實現(xiàn)冷軋機自由軋制，提高板材表面質量，降低軋輥消耗，對軋輥耐磨性、粗糙度保持性能、抗事故性能以及硬度均勻性等的要求越來越高，推動了鍛造半高速鋼、高速鋼軋輥的發(fā)展。
    高速鋼材質軋輥的碳化物形成元素合金總量可達15%以上，顯著提高了合金化效果：該軋輥的回火抗能力增強，使其抗事故性能也大大提高。中鋼邢機等單位研制成功的鍛造半高速鋼、高速鋼軋輥經(jīng)冷軋機上機實軋證明，換輥周期、使用壽命均較普通材質鍛鋼冷軋輥延長3倍以上。
    為更好地滿足鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和不同軋機、軋制條件的使用要求，不斷改進并提高鍛鋼軋輥制造技術水平，一要加強軋輥新材料的基礎理論研究和應用理論研究，在不斷增加鍛鋼軋輥合金成分的同時，開展軋輥材質多樣性試驗，通過調整、優(yōu)化工藝技術，研制更經(jīng)濟、適用的新優(yōu)軋輥產(chǎn)品，在滿足軋鋼用戶多樣性、個性化需求的基礎上，積極引導市場。二要加強軋輥成型新技術研究，加快新型輥坯復合制造技術應用，以更好地滿足軋輥表面高耐磨和芯部高綜合機械性能要求，改善軋輥使用效果，降低生產(chǎn)制造成本。三要運用計算機自動控制手段，加強對軋輥冶煉、鑄錠、鍛造、熱處理、機械加工等工序的過程質量控制，通過不斷提高軋輥的表面均勻度和制造精度，滿足高等級、高質量、高附加值鋼材軋制的需求。