随着我国钢铁工业的不断发展，高附加值钢铁产品的需求日益增长促进了高性能轧辊技术的不断进步，其中，高速钢轧辊的制造和使用技术也取得了突破性进展。上世纪90年代，高速钢轧辊首先在热轧精轧前段机架得到应用，近年又逐渐推广到热轧精轧后段机架和粗轧机架，在冷轧精轧机上的应用也获得了成功。
    高速钢轧辊具有优异的耐磨性、抗粗糙性和抗热裂性，使用寿命是传统轧辊的3～5倍，采用高速钢轧辊，不仅能够大大降低换辊次数、磨辊次数和周转量，减少辊耗和生产成本，还可以提高轧件断面精度和表面质量、增加轧制计划吨位、实现自由规程轧制等。但是，目前高速钢轧辊还存在热膨胀量大、摩擦系数大、氧化膜易脱落等缺点，因此开展高速钢轧辊的使用与管理技术研究，对于发挥高速钢轧辊的使用性能、提高轧制稳定性具有重要意义。

制造工艺不同造成材质差异

    高速钢轧辊工作层材料的成分中含有1.5%～3.5%的碳元素以及大量的铬、钼、钒、钨、钴等强碳化物合金元素，基体组织为回火马氏体和贝氏体，分布着大量的MC型和M6C型高硬度碳化物。高速钢轧辊材质的发展趋势是合金元素总含量不断提高（目前达到了15%以上），以获得大量细小弥散分布的高硬度碳化物和高稳定的基体组织。高速钢轧辊的碳化物硬度、形貌、数量、分布和基体的组织、性能，决定了其优异的耐磨性、抗热裂性和抗粗糙性，而其材质与制造工艺密切相关。鉴于此，各轧辊制造厂分别开发出不同材质系列的高速钢轧辊产品，其实际使用效果也相差较大。
    目前，高速钢轧辊铸造方法主要有离心铸造法和连续复合法（CPC）两种。离心铸造法主要是将液态外层材料和芯部材料浇入铸型内，离心铸造工艺的关键是有效控制内外层材料界面结合状态，生产工艺简单、生产成本低，目前是高速钢轧辊的主要制造方法。由于高速钢材质中含有较多的铬、钼、钒、钨等合金元素，这些元素及其形成的碳化物密度相差很大，在离心铸造条件下容易产生偏析，从而影响其使用性能。CPC法是将轧辊外层材质的钢水浇注到垂直芯棒(铸钢或锻钢)和水冷铸型的空隙里，通过电磁感应加热钢水和芯棒，实现钢水与芯棒逐渐熔敷和快速凝固，组织均匀、细小，消除了离心铸造法合金元素及其碳化物的偏析缺陷，外层材质合金元素不受限制，芯棒可采用合金锻钢材质，能够获得较高的辊体强度和韧性。由于CPC高速钢轧辊的显著性能特点，近年逐渐得到了推广应用。

熟悉高速钢轧辊的使用性能

    高速钢轧辊具有出色的耐磨损性能。高速钢轧辊两次磨削之间一般采用多次上机使用，下机后只冷却、不磨削的维护方式。有F3机架高速钢轧辊连续使用5次后仍较好地保持了原始辊型，总磨损量不足0.1mm，证实了高速钢轧辊优异的耐磨性，但使用至第3次以后，辊面局部氧化膜脱落，引起局部不均匀磨损和粗化现象。
    表面氧化膜具有理想的保护性能但容易脱落。通常情况下，高速钢轧辊与热带钢接触，辊面形成均匀分布的薄氧化膜，呈银灰色或浅蓝色。研究表明，高速钢轧辊的氧化膜主要为Fe₃O₄，氧化膜致密、均匀，具有理想的保护性能。但随着氧化膜厚度增加，氧化膜的抗剪切强度及与基体的结合强度大大降低。当氧化膜呈深蓝色或黑色时，在轧制力的反复作用下，氧化膜沿碳化物周围萌生微裂纹，致使辊面粗糙度升高。氧化膜进一步增厚，裂纹明显扩展，造成辊面氧化膜脱落、耐磨性能下降，形成流星斑、斑带和大面积脱落等氧化膜异常缺陷。 
    高速钢轧辊的热膨胀量大。高速钢轧辊材质的热传导率低，持续与热带钢接触，辊体产生较大热膨胀。由于轧辊的原始辊型、热膨胀和磨损均直接影响负载辊缝，决定着带钢的断面和板形精度，因此需精确控制轧辊的磨损和热凸度。

重视高速钢轧辊的使用技术

    实施合理的轧辊冷却方式。高速钢材质热膨胀量大，辊温分布不佳易产生不均匀热膨胀和氧化膜异常脱落，影响轧辊的热凸度和辊缝精度。影响高速钢轧辊氧化膜和热凸度的关键因素是轧辊辊面温度。因此，理想的轧辊冷却方式、缩短辊面处于高温状态的时间，是控制辊面的氧化膜厚度、控制热凸度、减少热裂纹的重要手段。热轧过程中轧辊的瞬时接触温度为600℃～750℃，辊体温度超过50℃，辊面从接触弧出来后，必须尽快将温度由700℃降至300℃以下，以防止进一步氧化。轧辊经过瞬时高温接触区后，快速工作在100%水冷环境中有利于生成具有最佳保护性能的Fe₃O₄氧化膜。加大出口侧冷却水量、减少入口侧水量、降低切水板高度可以加强轧辊的冷却效果，但仍存在辊面温度高、分布不均匀的问题。通过优化轧辊冷却水分布，加大轧辊中部的冷却水量，能够明显降低辊面温度、改善温度分布均匀性。
    利用工艺润滑技术。热轧工艺润滑技术是指在轧件进入辊缝前表面喷射油水混合剂。由于热轧润滑剂燃烧能形成燃烧残留物，同时润滑剂在变形区的高温、高压下发生汽化和分解，形成高温、高压的气垫，燃烧残留物及气垫可将轧辊与带钢隔开，起到润滑作用，降低轧辊与板带间的摩擦系数。热轧工艺润滑能形成覆盖高速钢轧辊辊面的保护膜，阻碍轧件向轧辊传热，降低轧制力、辊温并减少磨损、改善辊面状态，同时还可以防止氧化铁皮的压入，提高带钢表面质量。除此之外，通过机架间冷却来合理控制板带表面温度，使板带表面形成极薄的FeO层，对于降低高速钢轧辊与板带间的摩擦系数，保护辊面氧化膜、减少轧辊磨损、降低轧制负荷也是非常有利的。
    优化辊型设置。在正常冷却条件下，高速钢轧辊的热膨胀量为100μm～150μm，超过传统材质热轧辊的热膨胀量。为了补偿热膨胀产生的热凸度，获得稳定的轧制辊缝和均匀的轧制力分布，避免辊面应力集中和氧化膜破损，高速钢轧辊需设置优化的初始凸度。不同的轧制产品和轧机机型所设定的初始凸度也不同，热轧精轧机前段机架高速钢工作辊的初始凸度一般设定为50μm～200μm。

严格高速钢轧辊的维护管理

    正确判断使用次数。高速钢轧辊两次磨削之间的使用次数，取决于每次下机后辊面氧化膜和粗糙度保持状况，这直接关系到轧辊使用寿命、轧辊安全性和带钢表面质量。不同机架和不同轧制计划，氧化膜保持状况往往相差很大。正常情况下，前段机架可使用3～7次，后段机架可使用2～4次，CPC高速钢轧辊甚至可以使用10次以上，辊面氧化膜和粗糙度仍保持完好。为此，需建立高速钢轧辊辊面氧化膜的评价标准，以典型氧化膜图谱作为轧辊能否继续使用的依据，一般分为3～5级，不同等级代表辊面的劣化程度，大多数厂家采用人工目视观察方式加以比对判断。除了观察表面氧化膜状态以外，还需要测试辊温和粗糙度分布。由于辊面不同部位的氧化膜相差很大，有时需要结合带钢表面情况进行综合判断。
    利用辊面探伤手段避免轧辊失效事故。高速钢轧辊下机后需立即进行水冷或空冷，确保下次使用前消除热膨胀。高速钢轧辊易萌生热裂纹，尤其是轧制不稳定时易引起辊面局部严重网状热裂纹，如有轧制异常停机需要立即更换高速钢轧辊。为了避免轧辊剥落等失效事故，轧辊冷却后应采用自动或便携式超声波探伤仪进行辊面裂纹检测，经探伤发现异常裂纹，避免再次上机。
    利用专业工具强化磨削效果。经确认高速钢轧辊辊面氧化膜破损严重或存在较深的热裂纹，就要进行辊面磨削。由于高速钢轧辊耐磨性高，研磨比较困难，要选用专用砂轮和自动磨床。研磨时易产生碳化物颗粒脱落划伤辊面，要严格控制进给量。研磨完成后，采用自动涡流探伤仪和自动超声波探伤仪进行辊面的复合探伤。正常下机的高速钢轧辊磨削后可残留微热裂纹上机使用。轧制事故下机的高速钢轧辊，需在磨削清除辊面裂纹基础上，增加一定的磨削量。