在半钢轧辊材质的基础上通过控制石墨化元素和碳化物形成元素的含量及相应比例，在钢液中添加适量的孕育合金和球化剂进行孕育和球化，使轧辊在凝固过程中形成球状或团状石墨，因组织中含有少量游离石墨而称之为石墨钢轧辊。早在2003年国内首次采用溢流复合工艺试制出复合石墨钢轧辊，已经应用于目前国内最宽的热带连轧机的粗轧机架。
石墨钢轧辊与半钢相识，大多采用整体铸造方法生产。根据需要也可采用溢流复合工艺或离心铸造生产外层为石墨钢材质、芯部及辊径为合金铸钢材质的复合石墨轧辊，如热带连轧机二辊粗轧辊。石墨钢轧辊主要用于大型初轧机、钢坯连轧机、大中型型钢轧机粗轧中间轧和精扎、小型型钢和棒材粗轧，复合石墨钢轧辊用于热轧带钢二辊可逆粗轧辊和炉卷轧机的立辊，型钢万能轧机、悬臂轧机所使用得辊环可选用离心复合石墨钢辊环。
石墨钢辊环铸造方式与半钢材质辊环一样，采用离心铸造生产，辊环的外层为石墨钢，内层为球墨铸铁。要针对不同用途的石墨钢轧辊提出合理的热处理制度，粗轧辊的主要要求是热稳定性、强度、塑性要高，对中轧和精轧机轧辊的要求是硬度和耐磨性高。
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