CN104561504A - 一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，属于轧辊热处理方法技术领域，用于对整体铸造热轧板带支撑辊进行热处理。其技术方案是：先利用电阻炉将轧辊整体加热到一定温度，再将轧辊转到差温炉对辊身表层继续加热到更高温度，保温足够时间，出炉通过喷淬和回火处理，使辊身组织转变为贝氏体组织，辊颈组织为索式体和珠光体组织。本发明的差温热处理方法使得整体铸造热轧板带支撑辊表现出优异的耐磨性和综合机械性能，提高了轧辊辊身耐磨性、抗热裂性及抗事故能力。本发明是对整体铸造热轧板带支撑辊热处理工艺的创新，解决了长期没有适合整体铸造热轧板带支撑辊热处理工艺的问题，显著提高了轧辊的质量，满足用户使用要求和企业的经济效益。

Description

一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种对铸造热轧板带支撑辊进行热处理的方法，属于轧辊热处理方法技术领域。
背景技术
热轧板带支撑辊是热轧重要部件，可以采用锻造和铸造两种工艺方法制造。整体锻造热轧板带支撑辊的优点是轧辊的所有部位的成份全部一致，整体锻造支撑辊可以广泛用于热轧板带轧机，辊身硬度控制多为55-70HSD，具有很好的耐磨性、抗热裂性，但是锻造支撑辊的成本远远大于整体铸造支撑辊的成本，而整体铸造支撑辊如采用传统的热处理方法，其耐磨性、硬度落差等技术参数不能很好地达到使用要求。目前，各个轧辊生产企业仍然延续着两种方法制造热轧板带支撑辊，有的采用整体锻造方法生产锻造支撑辊，虽然质量好、使用寿命长，但是生产成本居高不下；有的采用传统的热处理方法生产整体铸造支撑辊，虽然生产成本较低，但是铸造支撑辊的使用寿命短，不能满足生产的需要，迄今为止这种情况没有得到有效改变。从轧辊生产的发展趋势来看，整体铸造支撑辊具有的低成本优势是整体锻造支撑辊难以匹敌的，而通过改进热处理工艺提高整体铸造支撑辊的质量还有很大的发展空间，有很大的潜力可以挖掘，因此改进目前的整体铸造热轧板带支撑辊的热处理工艺、提高轧辊的质量是亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，这种热处理方法可以提高整体铸造热轧板带支撑辊辊身的耐磨性、抗热裂性及抗事故能力，使整体铸造热轧板带支撑辊表现出优异的综合机械性能，提高整体铸造热轧板带支撑辊的使用寿命，满足生产的需要。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，它采用以下步骤进行：
a.工艺准备：整体铸造热轧板带支撑辊经粗加工后，将辊颈包覆保温隔热材料石棉纤维毡，辊身压铠装热电偶，外接温控仪表，吊装到台车式电阻炉支垫稳固；
b. 轧辊整体预热：利用电阻炉对整体铸造热轧板带支撑辊分段加热，加热到600-700℃，以辊身压铠装热电偶测温为准，保温时间20h；
c.辊身表面快速加热：将整体预热后的轧辊快速取出装入开合式燃气差温炉，对辊身工作层快速加热，加热速度240-320℃/h，保温温度950-1100℃，保温时间60-100min。
d.喷液淬火：淬火介质为水经压缩空气雾化后的液化气体，差温炉加热保温结束后，将轧辊吊到喷淬机工位进行辊身局部淬火，喷雾淬火冷却至400℃以下，停止喷雾，然后风冷、空冷，控制终冷温度300-350℃；
e.回火：空冷后装入电阻炉回火，回火前拆除辊颈包裹的石棉纤维毡，回火温度为500-550℃，保温时间25-30h后炉冷。
上述整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，轧辊整体预热的加热速度为5-15℃/h。
上述整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，轧辊整体预热后快速取出装入开合式燃气差温炉的时间在5-10min内完成，辊身温度不低于600℃。
上述整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，差温炉加热保温结束后，在3-5min时间内将轧辊在吊到喷淬机工位，辊身温度不低于900℃，进行辊身局部淬火。
本发明的有益效果是：
本发明利用差温热处理技术通过辊身表面快速加热使整体铸造热轧板带支撑辊的组织具有细小的晶粒、较高的耐磨性和较高的综合机械性能。
采用本发明方法处理的整体铸造热轧板带支撑辊较常规高温热处理轧辊具有以下优点：工作层硬度落差小于3HSD，辊面硬度均匀度2HSD，轧辊的耐磨性可提高20％以上，轧辊毫米轧制量提高30％左右，轧辊的抗疲劳强度也较原来提高25％以上，抗蚀能力也得到显著的提高，轧辊单次修磨量也较原来可降低20％以上，同时辊颈和辊身心部组织为索氏体、珠光体，辊身表层为贝氏体，满足轧辊对强韧性的要求，提高了使用中的抗事故能力。
本发明的整体铸造热轧板带支撑辊的差温热处理方法是对整体铸造热轧板带支撑辊热处理工艺的创新，显著提高了整体铸造热轧板带支撑辊的质量，不但满足了生产的需要，也提高了整体铸造热轧板带支撑辊的使用寿命，解决了锻造热轧板带支撑辊成本高、整体铸造热轧板带支撑辊常规热处理方法不能满足性能要求的问题，在本行业中有极大的推广使用价值，可显著提高各个轧辊生产企业、轧钢企业的经济效益。
具体实施方式
本发明所需设备和工装吊具包括：1200℃高温台车式电阻炉、750℃台车式电阻炉、开合式燃气差温炉、高压雾化喷淬机、起重设备、吊具、测温装置等。
本发明的差温热处理方法的工艺步骤如下：
a.工艺准备：整体铸造热轧板带支撑辊经粗加工后，将辊颈包覆保温隔热材料石棉纤维毡，辊身压铠装热电偶，外接温控仪表，吊装到台车式电阻炉支垫稳固，防止形变。
辊颈包覆保温隔热材料石棉纤维毡的作用是防止辊颈过热过烧使石墨形态毛化，降低辊颈强度。
 b. 轧辊整体预热：利用1200℃电阻炉将离心复合高铬钢轧辊以8-25℃/h加热速度分段加热，室温至300℃加热速度8℃/h，300℃-650℃加热速度20℃/h，加热到预定温度650℃，以辊身压铠装热电偶测温为准，保温时间20h。
轧辊整体预热的主要作用为差温炉加热做准备，降低轧辊横截面内外温差，避免在差温炉加热过程中内外温差过大形成的热应力使轧辊出现裂纹或断裂。
c.辊身表面快速加热：差温炉提前预热至1000℃，保温20-30min；将整体预热后的轧辊快速取出装入开合式燃气差温炉，要求5-10min完成，入差温炉辊身温度600℃，对辊身工作层快速加热，加热速度240-320℃/h为宜，保温温度1000-1050℃，保温时间60-100min。
辊身工作层快速加热的作用，利用差温炉快速加热的特点，仅对整体铸钢支撑辊进行加热保温，使辊身表面达到淬火所需的温度，而轧辊内部温度还处于较低的温度，减少整支轧辊的蓄热量，为后续淬火做准备。
本发明的一个实施例的加热速度280℃/h升温至保温温度，保温温度1030℃，保温时间90min。
d.喷液淬火：淬火前预调喷淬机水压风压，风压0.25-0.3MPa，水压0.1-0.2MPa，以保证雾化效果；预调喷嘴距辊身距离700mm,喷嘴中心略高于辊身中心线15-25mm；差温炉加热保温结束后，将轧辊在3-5min时间内吊到喷淬及工位进行辊身局部淬火；喷雾淬火冷却过程中每5min测温并记录一次，待辊身温度至400℃，停止喷雾；然后用轴流风机风冷至350℃；停止吹风在静止的空气中空冷，控制终冷温度300℃，期间每隔15-20min测温并记录一次，然后装入电阻炉回火。
e.回火：利用750℃电阻炉回火（带循环风机），回火前拆除辊颈包裹的石棉纤维毡，回火温度以辊身硬度具体要求而定，一般在500-550℃，保温时间25-30h后炉冷。
本发明的一个实施例采用一段回火工艺，第一段回火温度500℃，保温时间25h。
回火可以消除淬火时形成的热应力及相变应力稳定淬火组织，使辊身组织转变为贝氏体组织，辊颈及辊身心部组织为索式体和珠光体组织。
本发明的一个实施例如下：
整体铸造热轧板带支撑辊的规格为∮1550*1694，硬度要求为辊身60-65HS,辊颈≤55HS，辊颈强度≥800MPa。
本实施例生产的4支整体铸造热轧板带支撑辊的性能检测指标如表1：
上述轧辊用于1580热轧带钢生产线精轧段，经用户使用证明：轧辊的耐磨性较普通热处理铸造支撑辊提高25%—30%，基本达到了锻造支撑辊的性能指标。

Claims (4)

1.一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：
a.工艺准备：整体铸造热轧板带支撑辊经粗加工后，将辊颈包覆保温隔热材料石棉纤维毡，辊身压铠装热电偶，外接温控仪表，吊装到台车式电阻炉支垫稳固；
b. 轧辊整体预热：利用电阻炉对整体铸造热轧板带支撑辊分段加热，加热到600-700℃，以辊身压铠装热电偶测温为准，保温时间20h；
c.辊身表面快速加热：将整体预热后的轧辊快速取出装入开合式燃气差温炉，对辊身工作层快速加热，加热速度240-320℃/h，保温温度950-1100℃，保温时间60-100min；
d.喷液淬火：淬火介质为水经压缩空气雾化后的液化气体，差温炉加热保温结束后，将轧辊吊到喷淬机工位进行辊身局部淬火，喷雾淬火冷却至400℃以下，停止喷雾，然后风冷、空冷，控制终冷温度300-350℃；
e.回火：空冷后装入电阻炉回火，回火前拆除辊颈包裹的石棉纤维毡，回火温度为500-550℃，保温时间25-30h后炉冷。
2.根据权利要求1所述的整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，其特征在于：轧辊整体预热的加热速度为5-15℃/h。
3.根据权利要求1或2所述的整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法，其特征在于：轧辊整体预热后快速取出装入开合式燃气差温炉的时间在5-10min内完成，辊身温度不低于600℃。
4.根据权利要求3所述的整体铸造热轧板带支撑辊的差温热处理方法，其特征在于：差温炉加热保温结束后，在3-5min时间内将轧辊在吊到喷淬机工位，辊身温度不低于900℃，进行辊身局部淬火。
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