冷连轧轧机支撑辊堆焊工艺及使用方案

文献概况与工程背景

张云涛等发表于《金属世界》2021年第3期的这篇文献，以河北钢铁集团邯钢公司2180 mm冷轧机组支撑辊为研究对象，系统探讨了冷轧支撑辊的堆焊修复工艺、过程控制关键点、检测制度和使用方案。冷轧支撑辊是冷连轧机组的核心部件，其辊面精度和硬度直接影响带钢的表面质量和板形控制。传统整体锻钢支撑辊成本高、制造周期长，而堆焊修复技术为降低轧辊成本提供了有效途径。

堆焊修复工艺的系统分析

支撑辊的使用工况与材质要求

冷轧支撑辊的工作条件十分苛刻：

• 高接触应力：轧制过程中承受极大的接触应力，要求辊面具有高硬度和高接触疲劳强度。
• 高精度要求：辊面圆度和粗糙度要求严格，直接影响带钢表面质量。
• 大修磨量：冷轧过程中需频繁修磨辊面，要求辊面具有足够的修磨余量。
• 高均匀性：辊面硬度均匀性要求高，避免局部硬度不均导致板形缺陷。

堆焊工艺过程控制关键点

辊面硬度与均匀性控制

文献通过跟踪堆焊支撑辊的综合服役使用情况，发现堆焊修复后辊面硬度达到≥68 HSD（轧辊硬度），均匀性可以控制在2 HSD以内。这一指标对于冷轧支撑辊而言具有重要意义：

• 硬度≥68 HSD：确保辊面具有足够的耐磨性和抗接触疲劳性能，延长修磨周期。
• 均匀性≤2 HSD：避免局部硬度差异导致辊面变形不均匀，影响板形控制。

使用方案与经济效益分析

修磨量与服役性能对比

文献通过对比分析发现，堆焊支撑辊的修磨量的平均毫米过钢量与整体锻钢支撑辊相当。这意味着堆焊修复后的支撑辊在实际使用中的服役性能与整体锻钢辊基本一致，验证了堆焊修复技术的技术可行性。

成本效益分析

如果F1~F5机架均使用堆焊支撑辊，轧辊成本可显著降低，推广使用后经济效益可观。

检测制度建立

文献建立了完善的轧辊检测制度，涵盖：

1. 入厂检验：基材尺寸、表面质量、硬度等基础指标检测。
2. 过程检验：堆焊各阶段的硬度、外观、尺寸检测。
3. 出厂检验：辊面硬度、均匀性、圆度、粗糙度等关键指标检测。
4. 使用跟踪：服役期间的修磨量记录、性能变化监测。

学习心得与工程启示

这篇文献的价值在于将堆焊修复技术从"工艺试验"推进到"工程应用"，形成了完整的"工艺-检测-使用-跟踪"技术体系。对于从事轧辊修复和管理的同行而言，有几个重要启示：

第一，冷轧支撑辊堆焊修复的关键在于"硬度均匀性"控制。与热轧辊不同，冷轧辊对板形控制的要求极高，辊面硬度的微小不均匀都会导致带钢局部变形差异，进而产生浪形、翘曲等板形缺陷。文献中实现的2 HSD以内均匀性控制，是冷轧支撑辊堆焊修复成功的关键指标。

第二，堆焊修复技术的推广需要建立完善的检测制度和跟踪体系。文献中建立的检测制度和使用方案，为堆焊支撑辊的质量保证和性能验证提供了制度化保障。这种"工艺+制度"的双重保障模式，是新技术推广的重要经验。

第三，从技术经济角度看，堆焊修复技术将支撑辊成本降低约50%，同时保持与整体锻钢辊相当的服役性能，这一经济效益十分显著。对于大型冷轧企业而言，全面推广堆焊支撑辊将带来可观的成本节约。

第四，从FMEA（失效模式与影响分析）的角度看，堆焊支撑辊的主要失效模式包括：辊面硬度不足导致耐磨性下降、硬度不均匀导致板形缺陷、堆焊层与基材界面开裂导致剥落等。针对这些失效模式，需要通过严格的工艺控制和检测制度来预防。

总体而言，这篇文献是轧辊堆焊修复技术工程化的典型范例，其系统性的工艺分析和经济评价为同类技术的推广应用提供了重要参考。