CN111790756A - 一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法 - Google Patents

一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，具体过程如下：轧辊由下述重量组份的原料配制而成：碳0.45～0.75％，硅0.45～0.80％，锰0.45～0.80％，铬5.50～6.50％，镍0.50～1.00％，钒0.50～0.80％，铌0.15～0.30％；熔炼纯净钢水，利用造渣剂造渣，加入变质剂，利用稀土中活性元素，去除杂质元素，得到纯净钢水；采用顶注工艺，浇至上辊颈有效高度时，提升钢水包高度，增大钢水下流冲击力；扩散退火阶段，球化处理升温阶段，正火升温阶段，回火。该铬合金型钢成品轧辊及其制造方法，所得轧辊具备高性能、绿色化、环保节约型的特点。

Description

一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法
技术领域
本发明涉及轧辊的技术领域，尤其是一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法。
背景技术
近年来，我国各类型钢生产发展迅速，各类型钢的轧制产量已突破亿吨大关，在型钢轧制生产过程中，型钢成品的规格、形状、尺寸、精度、表面光洁度，一直是型钢生产过程控制的重点，特别是复杂断面的型钢，要达到上述要求，影响的因素很多，如轧制力、型钢的材质、刚度、工艺设计、轧制环境等，还有与轧制主要工具轧辊的综合性能有不可或缺的紧密联系。目前，国内外用于轧制各类型钢的传统轧辊的材质比较多，但由于受轧制环境的限制，完全满足轧制需求的精品轧辊比较少，随着国家出台钢铁产品要做强，需开发减量化绿色工艺装备，在减少资源和能源消耗，减少污染环境和碳排放的产业政策，要在科技创新上下功夫，开发高性能、绿色化、环保节约型新产品。为此，作为实现上述目标的轧辊制造企业，更需走出一条创新之路，向科技要效率，向科技寻市场，不断研发符合时差要求的新产品，以满足型钢轧制企业的新需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法，所得轧辊具备高性能、绿色化、环保节约型的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铬合金型钢成品轧辊，具有上下对称式分布的两个轧辊，所述轧辊具有由铬合金型钢制成的轧辊本体，轧辊本体的左右两端分别设置有一由铬合金型钢制成的轴承安装部，轧辊本体与轴承安装部的连接处设有倒圆角，其中左边一侧的轴承安装部的外侧设置有由铬合金型钢制成的连接部，另外右边一侧的轴承安装部的外侧设置有由铬合金型钢制成的传动部；沿着轧辊本体的长度方向上均匀设置有若干弧形环槽，所述弧形环槽沿着上下方向剖开得到向下凹陷的上凹槽和向上凹槽的下凹槽，位于上方轧辊中的下凹槽和位于下方轧辊中的上凹槽拼装形成一个整圆。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述轧辊本体的轴线、弧形环槽的轴线、轴承安装部的轴线、连接部的轴线以及传动部的轴线位于同一条直线上。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述弧形环槽宽度尺寸占据轧辊本体长度尺寸的0.07～0.09。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述轧辊本体、轴承安装部、连接部以及传动部为一体结构。
一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，具体过程如下：
第一步骤、轧辊由下述重量组份的原料配制而成：
碳0.45～0.75%，
硅0.45～0.80%，
锰0.45～0.80%，
铬5.50～6.50%，
镍0.50～1.00%，
钒0.50～0.80%，
铌0.15～0.30%；
第二步骤、熔炼纯净钢水，钢温至1450～1500℃时加合金，利用造渣剂造渣，并用电磁搅拌机混合后钢温至1580～1620℃时，加入3～5kg/吨钇基重稀土钢水变质剂，利用稀土中活性元素，去除杂质元素，得到纯净钢水；
第三步骤、采用顶注工艺，为满足顺序凝要求浇注型腔内下辊颈时，并注小流量，钢液填满辊颈至辊身时，开浇大流量，浇至上辊颈有效高度时，提升钢水包高度，增大钢水下流冲击力，顺序补缩，同时启动电磁振动器，利用振动波提高钢水冷却凝固结晶致密度，细化显微组织，并消除轧辊冷却凝固时形成的疏松区；
第四步骤、扩散退火阶段，轧辊在常温时装炉，以10～15℃/小时的速度升温，升温到相变阶段的660～680℃时，保温6～8小时，然后以15～20℃/小时的速度升温，辊温至1050～1100℃时，然后拉出在台车上空冷；
第五步骤、球化处理升温阶段，轧辊在台车上冷却至450～550℃时进炉球化处理，使组织中的碳化物由片状转变为细粒状，此时升温速度以20～30℃/小时，升温至略高于AC1临界点，保温15～30小时，然后炉冷；
第六步骤、正火升温阶段，辊温炉冷至500℃时进炉，以10～30℃速度升温，至1000～1050℃时，然后将轧辊吊至旋转喷淬机上进行水雾喷淬；
第七步骤、辊温至250～300℃进行回火，升温速度10～20℃/小时，至480～520℃时保温，以25mm/小时，然后炉冷。
进一步具体地说，上述技术方案中，在第一步骤中，轧辊的原料还具有磷≤0.020%。
进一步具体地说，上述技术方案中，在第一步骤中，轧辊的原料还具有硫≤0.020%。
进一步具体地说，上述技术方案中，在第二步骤中，所述造渣剂由石灰、萤虫、碳粉、硅粉以及电石混制而成。
进一步具体地说，上述技术方案中，在第二步骤中，然后在出钢前，在炉内插0.03～0.05%铝饼脱氧，出钢时在钢包内软吹氩气，使微渣上浮并去氢，数分钟后停吹，钢水镇静5～15分钟，钢温至液相温度50～80℃浇注。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种铬合金型钢成品轧辊及其制造方法，结构设计十分合理，使得轧辊具备高性能、绿色化、环保节约型的特点，满足轧钢企业的使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图中的标号为：1、轧辊本体；2、倒圆角；3、轴承安装部；4、连接部；5、传动部；6、弧形环槽；6-1、上凹槽；6-2、下凹槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一侧”、“另一侧”、“两侧”、“之间”、“中部”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
见图1，本发明的一种铬合金型钢成品轧辊，具有上下对称式分布的两个轧辊，轧辊具有由铬合金型钢制成的轧辊本体1，轧辊本体1的左右两端分别设置有一由铬合金型钢制成的轴承安装部3，轧辊本体1与轴承安装部3的连接处设有倒圆角2，其中左边一侧的轴承安装部3的外侧设置有由铬合金型钢制成的连接部4，另外右边一侧的轴承安装部3的外侧设置有由铬合金型钢制成的传动部5；沿着轧辊本体1的长度方向上均匀设置有若干弧形环槽6，弧形环槽6沿着上下方向剖开得到向下凹陷的上凹槽6-1和向上凹槽的下凹槽6-2，位于上方轧辊中的下凹槽6-2和位于下方轧辊中的上凹槽6-1拼装形成一个整圆。
其中，轧辊本体1的轴线、弧形环槽6的轴线、轴承安装部3的轴线、连接部4的轴线以及传动部5的轴线位于同一条直线上。弧形环槽6宽度尺寸占据轧辊本体1长度尺寸的0.07～0.09轧辊本体1、轴承安装部3、连接部4以及传动部5为一体结构，即轧辊本体1、轴承安装部3、连接部4以及传动部5均由同种材料制成，且轧辊本体1、轴承安装部3、连接部4以及传动部5是一个整体结构。轧辊本体1、轴承安装部3以及连接部4均为圆柱体结构。传动部5采用的是扁方传动部。
本专利申请针对型钢产品向多样化、标准化、系列化、大型化、高刚度、高精度方向发展的特点，并结合国家的产业政策，研发出一种改进型铬合金型钢成品轧辊，产品耐磨性好，冲击韧性强，抗热裂性能强，轧辊上机作业轧制量前后期基本相当，轧制总量比传统轧辊提高5成以上，深受轧制企业欢迎，并取得较好的经济效益和社会效益。
该铬合金型钢成品轧辊具体生产方法如下：
一、合理化配置化学成分，轧辊由下述重量组份的原料配制而成：碳0.45～0.75%，硅0.45～0.80%，锰0.45～0.80%，磷≤0.020%，硫≤0.020%，铬5.50～6.50%，镍0.50～1.00%，钒0.50～0.80%，铌0.15～0.30%。
二、熔炼和浇注要点：1、熔炼纯净钢水，钢温至1450～1500℃时加合金，20分钟后造渣，造渣剂由石灰、萤虫、碳粉、硅粉、电石混制，并用电磁搅拌机混合后钢温至1580～1620℃时，加入3～5kg/吨钇基重稀土钢水变质剂，利用稀土中活性元素，去除杂质元素，得到纯净钢水，然后在出钢前5分钟，在炉内插0.03～0.05%铝饼脱氧。出钢时在钢包内软吹氩气，使微渣上浮并去氢，数分钟后停吹，钢水镇静5～15分钟，钢温至液相温度50～80℃浇注；2、浇注：采用顶注工艺，为满足顺序凝要求浇注型腔内下辊颈时，并注小流量，钢液填满辊颈至辊身时，开浇大流量，浇至上辊颈有效高度时，提升钢水包高度，增大钢水下流冲击力，流量三分之一，顺序补缩，同时启动电磁振动器，利用振动波提高钢水冷却凝固结晶致密度，细化显微组织，并消除轧辊冷却凝固时形成的疏松区。
三、特殊热处理：1、扩散退火阶段，轧辊在常温时装炉，以10～15℃/小时的速度升温，升温到相变阶段的660～680℃时，保温6～8小时，然后以15～20℃/小时的速度升温，辊温至1050～1100℃时，按轧辊直径25mm/小时保温，然后拉出在台车上空冷；2、球化处理升温阶段，轧辊在台车上冷却至450～550℃时进炉球化处理，使组织中的碳化物由片状转变为细粒状，同时为后续轧辊淬火处理做好相应的组织准备，此时升温速度以20～30℃/小时，升温至略高于AC1临界点，保温15～30小时，然后炉冷；3、正火升温阶段，辊温炉冷至500℃时进炉，以10～30℃速度升温（前段10～20℃，后段20～30℃），至1000～1050℃时，保温按25mm/小时，然后将轧辊吊至旋转喷淬机上进行水雾喷淬；4、回火：辊温至250～300℃进行回火，升温速度10～20℃/小时，至480～520℃时保温，以25mm/小时，然后炉冷。
四、轧辊综合性能：1、轧辊辊身硬度65～73HSD，工作层硬度落差≤1.5 HSD；2、轧辊抗拉强度≥600Mpa；3、轧辊金相基体组织，金属型细粒状碳化物+回火索氏体+贝氏体+少量马氏体。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铬合金型钢成品轧辊，其特征在于：具有上下对称式分布的两个轧辊，所述轧辊具有由铬合金型钢制成的轧辊本体（1），轧辊本体（1）的左右两端分别设置有一由铬合金型钢制成的轴承安装部（3），轧辊本体（1）与轴承安装部（3）的连接处设有倒圆角（2），其中左边一侧的轴承安装部（3）的外侧设置有由铬合金型钢制成的连接部（4），另外右边一侧的轴承安装部（3）的外侧设置有由铬合金型钢制成的传动部（5）；沿着轧辊本体（1）的长度方向上均匀设置有若干弧形环槽（6），所述弧形环槽（6）沿着上下方向剖开得到向下凹陷的上凹槽（6-1）和向上凹槽的下凹槽（6-2），位于上方轧辊中的下凹槽（6-2）和位于下方轧辊中的上凹槽（6-1）拼装形成一个整圆。
2.根据权利要求1所述的一种铬合金型钢成品轧辊，其特征在于：所述轧辊本体（1）的轴线、弧形环槽（6）的轴线、轴承安装部（3）的轴线、连接部（4）的轴线以及传动部（5）的轴线位于同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的一种铬合金型钢成品轧辊，其特征在于：所述弧形环槽（6）宽度尺寸占据轧辊本体（1）长度尺寸的0.07～0.09。
4.根据权利要求1所述的一种铬合金型钢成品轧辊，其特征在于：所述轧辊本体（1）、轴承安装部（3）、连接部（4）以及传动部（5）为一体结构。
5.如权利要求1所述的一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：具体过程如下：
第一步骤、轧辊由下述重量组份的原料配制而成：
碳0.45～0.75%，
硅0.45～0.80%，
锰0.45～0.80%，
铬5.50～6.50%，
镍0.50～1.00%，
钒0.50～0.80%，
铌0.15～0.30%；
第二步骤、熔炼纯净钢水，钢温至1450～1500℃时加合金，利用造渣剂造渣，并用电磁搅拌机混合后钢温至1580～1620℃时，加入3～5kg/吨钇基重稀土钢水变质剂，利用稀土中活性元素，去除杂质元素，得到纯净钢水；
第三步骤、采用顶注工艺，为满足顺序凝要求浇注型腔内下辊颈时，并注小流量，钢液填满辊颈至辊身时，开浇大流量，浇至上辊颈有效高度时，提升钢水包高度，增大钢水下流冲击力，顺序补缩，同时启动电磁振动器，利用振动波提高钢水冷却凝固结晶致密度，细化显微组织，并消除轧辊冷却凝固时形成的疏松区；
第四步骤、扩散退火阶段，轧辊在常温时装炉，以10～15℃/小时的速度升温，升温到相变阶段的660～680℃时，保温6～8小时，然后以15～20℃/小时的速度升温，辊温至1050～1100℃时，然后拉出在台车上空冷；
第五步骤、球化处理升温阶段，轧辊在台车上冷却至450～550℃时进炉球化处理，使组织中的碳化物由片状转变为细粒状，此时升温速度以20～30℃/小时，升温至略高于AC1临界点，保温15～30小时，然后炉冷；
第六步骤、正火升温阶段，辊温炉冷至500℃时进炉，以10～30℃速度升温，至1000～1050℃时，然后将轧辊吊至旋转喷淬机上进行水雾喷淬；
第七步骤、辊温至250～300℃进行回火，升温速度10～20℃/小时，至480～520℃时保温，以25mm/小时，然后炉冷。
6.根据权利要求5所述的一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：在第一步骤中，轧辊的原料还具有磷≤0.020%。
7.根据权利要求5所述的一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：在第一步骤中，轧辊的原料还具有硫≤0.020%。
8.根据权利要求5所述的一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：在第二步骤中，所述造渣剂由石灰、萤虫、碳粉、硅粉以及电石混制而成。
9.根据权利要求5所述的一种铬合金型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：在第二步骤中，然后在出钢前，在炉内插0.03～0.05%铝饼脱氧，出钢时在钢包内软吹氩气，使微渣上浮并去氢，数分钟后停吹，钢水镇静5～15分钟，钢温至液相温度50～80℃浇注。
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