離心復合高速鋼軋輥（HSS軋輥）與高鉻鐵軋輥相比，具有超強耐磨性，這是由其顯微結構的顯微組分的物理和力學性能所決定的。因其基體組織固溶體中的鉻等合金元素形成致密的、很薄的、附著力很強的氧化膜，HSS軋輥在高溫軋制情況下仍具有良好耐磨性。

　　為扭轉輥耗過高的被動局面，河北鋼鐵集團邯鋼2250熱軋廠于2011年5月起進入第一批次HSS軋輥試用工作。但在試用初期，由于缺乏HSS軋輥的使用經驗，該廠遇到了軋機振動大、下機輥面粗糙、難以磨削、“黑斑”磨耗大、軋機電耗高等諸多問題，試用工作一度停滯不前。因此該廠須要探尋并建立一種簡單、快捷、有效的HSS使用管理辦法，提高甄別輥面的辨識能力，分析、改善軋輥使用工況，維護輥面與氧化膜質量，才能最大程度發揮出HSS軋輥的優越性。

　　輥面氧化膜狀態是關鍵

　　組織特性：HSS軋輥含有各5%的Cr、Mo、V、W的合金元素。為了確保軋輥的耐磨性，其含碳量比較高。另外，HSS軋輥組織碳化物的合金元素含量較高，與高Cr鑄鐵相比，碳化物的種類不同而且很細很硬，特別是釩碳化物。因此，高速鋼軋輥與熱軋帶鋼軋機上使用的高鉻鐵材質相比，幾乎不磨損。

　　使用特性：HSS軋輥不但具有很高的顯微硬度，而且在高溫狀態下硬度依然不俗。其輥面抗壓強度也大大高于HCrI軋輥，使之抗熱裂紋性能明顯提高。

　　為了進一步提高HSS在高溫下軋制時的耐磨性，基體組織固溶體中的鉻含量最佳化可促使其形成致密的、很薄的、附著力很強的表面氧化物。因此，HSS軋輥不經中間修磨可多次上機軋制的特性與其輥面氧化膜狀態和低磨損（通常小于0.1mm）是相輔相成、密不可分的。

　　由于HSS軋輥氧化膜具有累加性與遺傳性的特點，其氧化膜的好壞就決定著輥面磨損的嚴重程度，輥面磨損輕重決定著輥型保持能力和產品質量的優劣。總而言之，維護并保持輥面氧化膜狀態良好，對HSS軋輥使用至關重要。

　　創新輥面評議方法

　　HSS輥面評議管理的建立準則。因為邯鋼2250熱軋廠對HSS軋輥使用經驗基本為零，所以要解決HSS軋輥各類使用問題，首先應建立起一套科學合理的評判準則。

　　結合實際情況，該廠將評判方法定位于對生產影響小、投入資金少、時間短見效快、技術成熟易于控制的原則，最終采取在現場判定HSS軋輥輥面與氧化膜質量的方法。這是因為使用HSS軋輥時，其重復使用的特性使軋輥表面質量相比軋輥磨損更為重要。軋輥表面受損或變得粗糙，是影響HSS軋輥使用次數和帶鋼表面質量的最直觀且最重要的信息。

　　HSS輥面評議方法。HSS輥面評議判定主要以下機輥面氧化膜粗糙度與狀態為標準，采用“三縱九級”評分法則，依據輥面3個不同區域的氧化膜實際粗糙度等狀況，將評分結果9級金字塔式簡單量化。“三縱”是指將輥面軸向三等分周向環帶區間，“九級”是指依據輥面粗糙度與氧化膜磨損狀態將軋輥進行金字塔九級評分。

　　當軋輥下機后，由技術人員對其輥面質量情況進行評分并記錄。評委的結果可分為3類：可接受、質疑、不可接受。

　　如果評分結果三方均可接受，則直接登記入冊；如果有一方或以上對結果提出異議或不可接受，則還要將原因等信息備案，以待積累更多數據后分析。

　　優化工藝與管理

　　冷卻系統的優化。對軋輥良好的冷卻是減少軋輥表面氧化膜過度增厚的最有效方法。它避免軋輥表面暴露在產生氧化的高溫下，可保持氧化膜的良好附著性能而不脫落，不至于造成表皮和表面剝落。因此要提高、穩定水壓，保障冷卻水有足夠的水壓，保證工作輥冷卻系統有效，較適合的水壓為7bar~15bar。

　　另外，還可采用改善水嘴的形狀、位置、角度、分布情況和噴灑高度等方法：水嘴的位置應放置在能最大限度消除熱能的地方；在機架安裝流量控制閥，工作輥中部的溫度最高，需要更多的冷卻水集中噴灑。

　　保障冷卻水水質也很重要，這須要確保冷卻水的過濾系統正常，防止噴嘴堵塞影響輥面和帶鋼質量。建議定期取樣監控。

　　冷卻水溫也十分重要，特別是對那些在不同季節水溫有很大波動的軋機。為了更好地使用軋輥，可將冷卻水的溫度控制在一定范圍內。

　　還要時刻監控HSS軋輥的下機溫度。測量時間控制在下機后15min~30min，溫度應控制在55℃~65℃，但是較低的輥溫可更好地改善軋輥的表面質量。

　　軋制潤滑功能的投用。使用軋制油潤滑可減少軋輥的摩擦系數，因此可減小軋制負荷，降低表面溫度，減少熱裂紋和降低在軋輥表面的剪切力，從而能更持久地保持軋輥表面良好的狀況。同時，潤滑使得摩擦更加穩定，也可降低功率消耗，減小軋輥的磨損，改善軋材的表面質量。

　　首先，油品的選擇十分重要。好的潤滑油應具備良好的潤滑性和足夠的油膜強度，具有良好的吸附性，在軋輥表面形成牢固油膜，有較高的閃點和熱分解穩定性，具有良好的抗乳化性。

　　其次，由于軋機在設計時采用工作輥RGL潤滑系統，輥縫潤滑在機架入口側，該廠相應地對功能控制時序進行調整，盡量在機架加載延時以后再開啟，同時根據投入潤滑后軋制力的變化來確定各機架油從開啟到起作用即油水混合噴出的延時時間。盡量使其靠前，充分發揮輥縫潤滑的作用。

　　再其次，該廠對噴油壓力、型號、材質進行調整，使其達到最佳霧化效果。

　　“黑斑”問題的分析與改善。該廠通過輥面評分方法的跟蹤，以及對軋機工況系統的改善，找到了出現“黑斑”問題的根源。它與使用工況、組織結構、氧化機理的關系密不可分，尤其與工況系統中冷卻水和軋制潤滑的關系最為緊密。

　　HSS軋輥氧化膜產生的動力（能量）主要來自于軋鋼系統帶來的熱能和軋制力部分動能轉變的熱能。當氧化膜厚度較小時（顏色從黃色變至藍色，厚度為0.4μmm~0.7μmm），氧化膜牢固度較好且可降低軋鋼摩擦系數。此時氧化膜輕微、緩慢磨損，同時不斷生成新的氧化膜。當水冷卻系統和軋制潤滑系統對輥面的冷卻能力不足以抑制氧化膜過快生長時，則會導致氧化膜厚度較大（黑色，厚度不小于1μm）。此時氧化膜很脆，附著能力急劇下降，氧化膜的剝落和磨損速度加快。因此軋輥表面顯得粗糙，甚至引起表面氧化膜大面積剝落的現象，軋輥表面變成銀白色，然后氧化重新開始。

　　氧化動力系統還取決于碳化物的種類和體積分數，而摩擦系數與氧化后不同的表面形態和氧化物的附著性能有關。據有關資料顯示，MC型碳化物被氧化深度要比基體組織大。

　　由于氧化膜和軋輥表面的膨脹系數不一樣，與軋制方向相反的接觸圓弧處會發生變形，造成氧化膜的流動（如果氧化膜太厚而且結合得不牢）。同時，氧化膜與基體組織的磨損有關，高硬度碳化物（3000HV）留在基體組織的表面，經過軋制過程中的不斷磨損，就會出現流星磨損。

　　有證據表明，不同HSS軋輥制造商因生產工藝與組織成分的差別，細小、彌散的碳化物使“黑斑”出現得更晚、更小。

　　根據實際生產總結的經驗，精軋前機架的HSS出現的“黑斑”一般不影響帶鋼表面質量。但要注意的是，“黑斑”發展過于嚴重或將直接影響HSS磨耗。

　　磨削參數的改進。HSS軋輥由極高耐磨性的材料制造，其硬度遠比普通材質軋輥高。磨床采用傳統的磨削方法常常事倍功半，不僅磨削時間特別長，而且容易產生走刀痕、表面刮痕、振紋等磨削失誤。軋輥磨削過程是極為重要的，如果要將HSS軋輥的優越性充分發揮出來，磨削控制是必不可少的。

　　HSS軋輥使用記錄。在HSS軋輥使用初期，一定要做好詳細的使用記錄，盡可能地將過程中的各種參數收集起來，為將來HSS使用效果和廠家的比對提供準確的依據。

　　該廠通過HSS輥面評議辦法的實施，為HSS軋輥工況改善提供了可靠、真實的依據。該廠軋輥下機溫度由改善前的70℃降至目前的60℃左右；F2/3 機架周期使用次數由2次提高到4次~5次，磨削時間由75分鐘/支縮短到45分鐘/支；軋制振動消除；平均軋制力降幅達12%，電耗下降10%；HSS軋輥下機氧化膜變得十分均勻、致密、光滑；帶鋼表面質量明顯改善，產品表面平整光滑，缺陷率大幅降低。該技術的開發，為熱軋線軋輥管理積累了寶貴的使用經驗，應用前景廣闊。