近年來，在國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的指導(dǎo)下，以冷軋薄板為代表的高等級(jí)鋼材產(chǎn)量大幅提高。“十一五”期間，一大批現(xiàn)代化寬帶冷連軋生產(chǎn)線迅速建設(shè)并投產(chǎn)，冷軋板比例大幅提高。同時(shí)，冷連軋工藝裝備和技術(shù)水平明顯提高，新上軋機(jī)和老軋機(jī)經(jīng)過技術(shù)改造，基本配備了先進(jìn)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(qiáng)度、高韌性、良好的焊接性能和表面質(zhì)量方向發(fā)展，薄板產(chǎn)品向超細(xì)晶粒、高強(qiáng)度方向發(fā)展，這也對(duì)軋輥質(zhì)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(jī)支承輥，也用作帶鋼熱連軋機(jī)小立輥、粗軋輥，初軋機(jī)、鋼坯連軋機(jī)軋輥，H型鋼萬能軋機(jī)水平輥軸，線棒材軋機(jī)粗軋機(jī)架軋輥，無縫鋼管軋機(jī)穿孔機(jī)架和軋管機(jī)前架軋輥，焊管軋機(jī)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(jī)輥道輥、夾送輥、校平輥、矯直輥等。鍛鋼軋輥制造周期較長(zhǎng)，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(shù)發(fā)展推動(dòng)軋輥質(zhì)量提高

    冶煉鑄錠。鍛鋼軋輥的發(fā)展以輥坯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步為基礎(chǔ)，冶煉工序是決定軋輥?zhàn)罱K使用性能的重要環(huán)節(jié)，鋼水純凈度對(duì)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(dǎo)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(shí)，電爐一般僅用作熔煉設(shè)備，冶金質(zhì)量控制和最終成分的精確調(diào)整則在爐外精煉階段進(jìn)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(zhì)及以下大部分黑色金屬、有色金屬軋制用軋輥的冶金質(zhì)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(zhǎng)，須消耗大量能源，使軋輥制造成本提高。但對(duì)于偏析程度相對(duì)嚴(yán)重的Cr5以上高合金材質(zhì)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(jī)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(jī)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(diǎn)，使材料的冶金質(zhì)量進(jìn)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(xì)化晶粒，焊合鋼錠內(nèi)部疏松、氣泡、裂紋等缺陷，使金屬組織密實(shí)，以提高材料強(qiáng)韌性：另一方面，針對(duì)鍛鋼軋輥材質(zhì)合金含量不斷提高，成分、組織偏析程度相對(duì)嚴(yán)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(chǔ)。
    隨著冷軋輥材質(zhì)的發(fā)展，軋輥材質(zhì)中合金含量越來越高，鍛造難度也大大增加，鍛造內(nèi)部裂紋所導(dǎo)致的超聲波探傷超標(biāo)成為制約鍛鋼軋輥成品率提高的主要因素。以內(nèi)裂控制為核心的高合金冷軋輥坯鍛造工藝技術(shù)也因此得到逐步發(fā)展，該工藝充分利用擴(kuò)散均質(zhì)化、高溫停鍛和裂紋自修復(fù)原理，通過合理設(shè)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(nèi)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(dá)到輥身、輥頸不同的性能要求。在保證冶金、鍛造質(zhì)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(yù)備熱處理和最終熱處理兩部分。
    預(yù)備熱處理主要包括鍛后正火、球化退火以及擴(kuò)氫處理和粗加工后的調(diào)質(zhì)處理等，還包括針對(duì)輥頸表面硬度較高產(chǎn)品的輥頸強(qiáng)化處理。最終熱處理方式主要包括整體處理、感應(yīng)加熱處理、差溫?zé)崽幚?、?zhǔn)差溫?zé)崽幚怼?br />    整體處理包括調(diào)質(zhì)、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(jī)用輥等小型冷軋輥以及輥軸、輥套類產(chǎn)品。
    感應(yīng)加熱淬火分為連續(xù)感應(yīng)加熱和整體感應(yīng)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(jī)用軋輥。按感應(yīng)器類型不同，又分為單工頻、工頻雙感應(yīng)器、雙工頻、雙頻等多種淬火工藝。目前，國內(nèi)外鍛鋼冷軋工作輥的最終熱處理大多采用計(jì)算機(jī)控制連續(xù)感應(yīng)淬火方法，對(duì)于合金含量相對(duì)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(zhǔn)差溫?zé)崽幚矸绞街饕m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(shù)經(jīng)過不斷探索創(chuàng)新，技術(shù)裝備能力已達(dá)到國際先進(jìn)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(shù)也與國際先進(jìn)水平相當(dāng)。

持續(xù)優(yōu)化滿足多樣化軋制需求

    鍛鋼材質(zhì)軋輥是在工具鋼基礎(chǔ)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(jī)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(zhì)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(jī)以及部分裝備水平較低的可逆冷軋機(jī)；3%鉻含量冷軋輥大多用于可逆冷軋機(jī)和部分大型冷連軋機(jī)；5%鉻含量是目前我國鍛鋼冷軋輥的主流材質(zhì)，大多數(shù)冷連軋機(jī)和對(duì)帶材質(zhì)量要求較高的單機(jī)架可逆冷軋機(jī)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(qiáng)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(jī)和連軋機(jī)成品機(jī)架工作輥。
    鍛造模具鋼軋輥。鍛造模具鋼材質(zhì)合金含量高于常規(guī)Cr5材質(zhì)，與普通鍛鋼Cr5材質(zhì)軋輥相比，抗事故性能可增強(qiáng)1倍以上，在軋制條件相對(duì)惡劣的硅鋼冷軋機(jī)、可逆軋機(jī)及連軋機(jī)前架使用，更能體現(xiàn)其抗事故能力強(qiáng)的優(yōu)越性。
    鍛造半高速、高速鋼軋輥。為實(shí)現(xiàn)冷軋機(jī)自由軋制，提高板材表面質(zhì)量，降低軋輥消耗，對(duì)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(dòng)了鍛造半高速鋼、高速鋼軋輥的發(fā)展。
    高速鋼材質(zhì)軋輥的碳化物形成元素合金總量可達(dá)15%以上，顯著提高了合金化效果：該軋輥的回火抗能力增強(qiáng)，使其抗事故性能也大大提高。中鋼邢機(jī)等單位研制成功的鍛造半高速鋼、高速鋼軋輥經(jīng)冷軋機(jī)上機(jī)實(shí)軋證明，換輥周期、使用壽命均較普通材質(zhì)鍛鋼冷軋輥延長(zhǎng)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(jī)、軋制條件的使用要求，不斷改進(jìn)并提高鍛鋼軋輥制造技術(shù)水平，一要加強(qiáng)軋輥新材料的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用理論研究，在不斷增加鍛鋼軋輥合金成分的同時(shí)，開展軋輥材質(zhì)多樣性試驗(yàn)，通過調(diào)整、優(yōu)化工藝技術(shù)，研制更經(jīng)濟(jì)、適用的新優(yōu)軋輥產(chǎn)品，在滿足軋鋼用戶多樣性、個(gè)性化需求的基礎(chǔ)上，積極引導(dǎo)市場(chǎng)。二要加強(qiáng)軋輥成型新技術(shù)研究，加快新型輥坯復(fù)合制造技術(shù)應(yīng)用，以更好地滿足軋輥表面高耐磨和芯部高綜合機(jī)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(yùn)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制手段，加強(qiáng)對(duì)軋輥冶煉、鑄錠、鍛造、熱處理、機(jī)械加工等工序的過程質(zhì)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(jí)、高質(zhì)量、高附加值鋼材軋制的需求。