铸轧辊

液态金属注入铸轧辊之间后需要完成冷却、结晶变形，直到成为所需要断面形状的金属带坯。工作时铸轧辊的辊套外表面与炙热的金属液接触，辊套内部又有强力冷却水的冲刷，以便迅速地带走大量的热量，它们之间进行着强烈的热交换。铸轧辊既承受着变形金属的轧制压力，又承受着巨大的热交换应力，因而对铸轧辊套材料和铸轧辊结构提出了特殊的要求，选择的辊套材料能经得起交变的热负荷，有足够的传热能力，不与金属液起化学反应，有足够的强度和刚度，保证铸轧过程的顺利进行。

各种铸轧辊在结构上的主要区别在于冷却水供水系统的不同。

1、如图2a为美国亨特式双辊铸轧机的铸轧辊结构图，它是从辊的一端利用特殊的分配套管，将冷却水送入和输出铸轧辊。进人铸轧辊的冷却水沿辊直径方向散开，流到辊芯与辊套之间，再分成两个相反的水路，经过半个铸轧辊圆周，经辊直径方向的水路，向内流人纵向槽沟，经集水装置排人循环水系统。该结构铸轧辊表面温度均匀，冷却效果较好，但结构复杂，制造困难。

2、如图2b是法国3C双辊铸轧机的铸轧辊结构，其冷却水是通过设在辊端的两个孔进入轧辊，并又通过两个孔流出。进入轧辊的冷却水从辊芯上的孔流入辊芯与辊套之间，然后再流经轧辊的四分之一周后排出。辊套与辊芯需过盈热装，过盈量取0. 25~0. 4 mm，等装配好的铸轧辊冷却后，将配合缝的外表面焊合。

3、国内一些工厂的铸轧辊多采用图2c所示的结构形式。冷却水供排方式是通过辊芯端部一个中心入水孔输人，沿中心孔钻有许多排径向小孔，每排4个径向小孔，直接通向辊套和辊芯之间的沟槽，由围绕中心如水孔和进水孔相差45°的4个径向排水孔出水。辊芯表面开有横向和纵向交叉的井字格沟槽，可以使辊套内表面与循环冷却水充分接触，达到温度分布均匀，轴向沮差小的目的。

双辊式板带铸轧机上的铸轧辊不完全等同于普通热板带轧机上的轧辊，它不仅担当像普通热板带轧机轧辊是变形工具的角色，而且还起着铸轧过程中水冷结晶器的作用。

在铸轧辊结构上要求辊套和辊芯相互间采用过盈热装，不能有相对转动和轴向窜动，辊套和辊芯之间的端面应当进行焊接，或者采用密封。沿辊身长度方向的温差要小，不应当超过5℃同时还要考虑铸轧辊的加工工艺和装配工艺上的方便性，以便降低生产成本。铸轧辊的结构多采用钢辊芯和由耐热钢辊套热装而成的结构形式，如图1所示。

轧辊的分类方法有多种，主要有：（1）按产品类型分有带钢轧辊、型钢轧辊、线材轧辊等；（2）按轧辊在轧机系列中的位置分有开坯辊、粗轧辊、精轧辊等；（3）按轧辊功能分有破鳞辊、穿孔辊、平整辊等；（4）按轧辊材质分有钢轧辊、铸铁轧辊、硬质合金轧辊、陶瓷轧辊等；（5）按制造方法分有铸造轧辊、锻造轧辊、堆焊轧辊、镶套轧辊等；（6）按所轧钢材状态分有热轧辊、冷轧辊。各种分类可以相应组合而使轧辊有更明确的含义，如热轧带钢用离心铸造高铬铸铁工作辊。

常用的轧辊材质和用途见表。轧辊的性能和质量一般取决于其化学成分和制造方式并可由其组织、物理和力学性能以及存在于轧辊内部的残余应力类型来评估（见轧辊检验）。轧辊在轧机中的使用效果不但取决于轧辊材质及其冶金质量，还和使用条件、轧辊设计、操作维护有关。不同类型轧机的轧辊使用条件有很大差异，造成差异的因素有：（1）轧机条件。如轧机类型、轧机和轧辊设计、孔型设计、水冷条件和轴承种类等；（2）轧制条件如轧材品种、规格及其变形抗力、压下制度和温度制度、产量要求和操作等；（3）对产品质量和表面质量的要求等。

常用轧辊材质和用途表

注：复合轧辊辊颈材料按强度要求选择。

因此，不同类型的轧机以及同类型而使用条件不同的轧机，对所用的轧辊性能要求不尽雷同，如方坯和板坯初轧机轧辊要具有好的扭转和弯曲强度、韧性、咬入性、抗热裂性和热冲击性以及耐磨性；而热带精轧机架要求轧辊辊面的高硬度、抗压痕、耐磨、抗剥落和耐热裂等性能。

弄清轧辊的使用条件以及在同类型轧机中所用轧辊的失效方式，了解当前各种轧辊材质的性能和制造工艺，才能较正确地制定该轧机用辊的技术条件和选用合适而经济的轧辊材质。

最常用来评价轧辊在轧机中使用性能的方法有：（1）轧制1t轧材所消耗的轧辊重量（kg）（简称辊耗），用kg/t表示；（2）每单位轧辊直径减少所轧材的重量，用t/mm表示。

随着轧机的现代化，对轧辊使用失效的深入研究以及轧辊材质和制造工艺的改进，工业发展国家的平均辊耗已降低到1kg/t以下。

从供料嘴子前沿到铸轧辊中心线之间的距离成为铸轧区，液体金属铝通过供料嘴进到铸轧区时，立即与两个相转动的铸轧辊相遇，液体金属铝的热量不断从垂直于铸轧辊面的方向传递到铸轧辊中，使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降，因此，液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶、凝固。随着铸轧辊的不断转动，液体金属铝的热量继续向铸轧中传递，并不断被铸轧辊中的冷却水带走，晶体不断向液体中生长，凝固层随之增厚。液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触，同时结晶，其结晶过程和条件相同，形成凝固层的速度和厚度相同，当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加，并在两个铸轧辊中心线以下相遇时，即完成了铸造过程，并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用，并给以一定的轧制加工率，是液体金属铝被铸造、轧制成铸轧板，这就是连续铸轧的基本原理。 

由此可见，通过供料嘴子从铸轧辊的一侧源源不断地供应液体金属铝，经过铸轧辊的连续冷却、铸造、轧制，从铸轧辊的另一侧不断铸轧出铸轧板，使进、出铸轧区的金属量始终保持平衡，这样就达到了连续铸轧的稳定过程。