一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法，所述辊环用于H型钢的轧制，所述辊环外层为耐磨高铬铁材质，各合金元素成分及重量百分含量为：C2.20～3.00％，Si0.40～1.20％，Mn0.50～1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr15.0～22.0％，Ni0.80～1.50％，Mo1.00～2.50％，V0.50～1.50％，W0.50～1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述辊环芯部为球磨铸铁材质。本发明专利技术中的耐磨型高铬铁辊环较高碳半钢材质的辊环的使用性能提高100％以上，大幅提高H型钢轧线轧制效率，降低辊耗，实现绿色生产。

Wear resistant type high chromium iron roll ring and manufacturing method thereof

The invention discloses a wear resistant high chromium iron roller ring and its manufacturing method, the roller ring for rolling H steel, the outer layer of high chromium wear-resistant roller ring material, the composition of alloy elements and the weight percentage: C2.20 ~ 3%, Si0.40 ~ 1.20%, Mn0.50 ~ 1.20%, P = 0.10%; S = 0.05%, Cr15.0 ~ 22%, Ni0.80 ~ 1.50%, Mo1.00 ~ 2.50%, V0.50 ~ 1.50%, W0.50 ~ 1.50%, the remaining Fe and inevitable impurities; the roller ring core for nodular cast iron material. The abrasion resistant type high chromium iron roller ring of the invention has the advantages that the use performance of the roll ring with higher carbon and semi steel material is improved by more than 100%, and the rolling efficiency of the H type steel rolling line is greatly improved, the roll loss is reduced, and the green production is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法
本专利技术涉及一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法，属于轧辊制造

技术介绍
H型钢以其优良的力学性能，广泛用于要求承载能力大、截面稳定型好的大型桥梁，高层建筑，重型设备以及高速公路等方面，在国民经济建设中发挥着重要作用。H型钢轧制方法与其他热轧型钢有着很大的不同，通常采用万能法进行轧制，水平辊采用辊环与芯轴镶配。辊环通常为复合材质，外层为高碳半钢材质，芯部为强韧性较好的石墨钢或球墨铸铁材质。水平辊环主要用于轧制H型钢的腹板及翼缘内侧，由于H型钢的翼缘尺寸较大，因此，万能轧机水平辊环外圆及两个端面均为工作面参与轧制。轧制过程中辊环端面不同位置处速度差别大，端面磨损严重，因此辊环工作层要求通常较厚，工作层内硬度落差要求小。随着用户对H型钢质量要求的不断提升，高碳半钢材质耐磨型差的问题表现的越来越突出，往往车削后单次过钢量500～800支就因磨损大而不得不换辊，增加了换辊频次，也制约了H型钢轧线产量的提高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种适合于H型钢轧制的耐磨型高铬铁辊环及其制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐磨型高铬铁辊环，所述辊环用于H型钢轧制，所述辊环外层为耐磨高铬铁材质，各合金元素成分及重量百分含量为：C2.20～3.00％，Si0.40～1.20％，Mn0.50～1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr15.0～22.0％，Ni0.80～1.50％，Mo1.00～2.50％，V0.50～1.50％，W0.50～1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述辊环芯部为球磨铸铁材质。进一步的，耐磨型高铬合金材质的各合金元素成分及重量百分含量优选为C2.32～2.83％，Si0.55～1.11％，Mn0.64～1.15％，P≤0.08％；S≤0.048％，Cr16.2～21.2％，Ni0.93～1.46％，Mo1.21～2.22％，V0.66～1.38％，W0.65～1.33％，其余为Fe和不可避免的杂质。一种耐磨型高铬铁辊环的制造方法，采用离心复合铸造方式，具体工艺步骤如下：1)采用中频炉分别冶炼外层铁水及芯部铁水，外层铁水的冶炼温度为1450～1550℃；2)将冶炼好的外层铁水浇入到高速旋转的离心机铸型上，控制外层铁水凝固3～5min后浇入芯部铁水，2～3h后停止离心机转动；3)辊环脱模后缓冷至100℃以下出槽，出槽后对辊环进行加工；4)将辊环装入高温电阻炉加热到900～1100℃，保温30～90min后出炉空冷，待温度降低至150～350℃后装低温电阻炉进行回火处理；5)将完成热处理的辊环按图纸加工至工艺要求。进一步的，步骤2)中使用的离心机为立式离心机。进一步的，步骤4)中的回火处理分为三次进行。进一步的，步骤4)中的三次回火处理，其中，第一次回火温度为480-530℃，第一次回火时间为15-20h；第二次回火温度为500-550℃，第二次回火时间为15-20h；第三次回火温度为500-550℃，第三次回火时间为25-40h。进一步的，步骤2)中浇注外层铁水时的离心机转速为300-330r.p.m，浇注芯部铁水时离心机的转速为310-340r.p.m，浇注外层铁水时离心机的转速比浇注芯部铁水时离心机的转速小。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：本专利技术中耐磨型高铬铁辊环的工作层厚度大，硬度均匀落差小，辊环的外圆及两个端面均具有良好的强度和硬度。本专利技术中的耐磨型高铬铁辊环较高碳半钢材质的辊环的使用性能提高100％以上，大幅提高H型钢轧线轧制效率，降低辊耗，实现绿色生产。本专利技术中的高铬铁辊环，耐磨性较传统高碳半钢材质提高120％以上。实际使用效果表明，采用本专利技术中的耐磨型高铬铁辊环轧制，单次过钢量可达到1600～1900支，实现了2～3倍于传统高碳半钢材质轧辊轧制周期的延长。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术公开了一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法，目的是提供一种适用于H型钢轧制的耐磨型高铬铁辊环，该辊环的工作层厚度大，工作层内硬度落差小，辊环外圆及两个端面均具有良好的耐磨性。在轧制H型钢时辊耗低，辊环寿命长。一种耐磨型高铬铁辊环，所述辊环用于H型钢轧制，所述辊环外层为耐磨高铬铁材质，各合金元素成分及重量百分含量为：C2.20～3.00％，Si0.40～1.20％，Mn0.50～1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr15.0～22.0％，Ni0.80～1.50％，Mo1.00～2.50％，V0.50～1.50％，W0.50～1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述辊环芯部为球磨铸铁材质。上述辊环外层的耐磨型高铬铁材质的各合金元素成分及重量百分含量还可以优选为：C2.32～2.83％，Si0.55～1.11％，Mn0.64～1.15％，P≤0.08％；S≤0.048％，Cr16.2～21.2％，Ni0.93～1.46％，Mo1.21～2.22％，V0.66～1.38％，W0.65～1.33％，其余为Fe和不可避免的杂质。所述耐磨型高铬铁辊环的制造方法，采用离心复合铸造方式，具体工艺步骤如下：1)采用中频炉分别冶炼外层铁水及芯部铁水，外层铁水的冶炼温度为1450～1550℃。2)将冶炼好的外层铁水浇入到高速旋转的离心机铸型上，控制外层铁水凝固3～5min后浇入芯部铁水，2～3h后停止离心机转动；该工艺步骤中使用立式离心机进行离心浇注；浇注外层铁水时的离心机转速为300-330r.p.m，浇注芯部铁水时离心机的转速为310-340r.p.m，浇注外层铁水时离心机的转速比浇注芯部铁水时离心机的转速小。3)辊环脱模后缓冷至100℃以下出槽，出槽后对辊环进行加工。4)将辊环装入高温电阻炉加热到900～1100℃，保温30～90min后出炉空冷，待温度降低至150～350℃后装低温电阻炉进行回火处理；该工艺步骤中的回火处理分为三次进行。第一次回火温度为480-530℃，第一次回火时间为15-20h；第二次回火温度为500-550℃，第二次回火时间为15-20h；第三次回火温度为500-550℃，第三次回火时间为25-40h。5)将完成热处理的辊环按图纸加工至工艺要求。下面是本专利技术的具体实施例：实施例1本实施例的辊环的制造方法包括以下步骤:1)使用中频炉冶炼作为内层的球磨铸铁材质的铁水和添加了合金元素的外层铁水，外层铁水的各合金成分及重量百分含量为C2.70％，Si0.80％，Mn0.90％，P0.10％；S0.05％，Cr19.0％，Ni1.20％，Mo1.50％，V1.00％，W0.50％，其余为Fe和不可避免的杂质，外层铁水的冶炼温度控制为1480℃。2)将冶炼好的外层铁水浇入到高速旋转的离心机铸型上，控制外层铁水凝固3min40s后浇入芯部铁水，2h20min后停止离心机转动；该工艺步骤中使用立式离心机进行离心复合浇铸。浇注外层铁水时的离心机转速为300r.p.m，浇注芯部铁水时离心机的转速为310r.p.m。3)辊环脱模后缓冷至100℃以下出槽，出槽后对辊环进行加工，并进行探伤检测，确认结合层质量无问题后装炉热处理。4)将辊环装入高温电阻炉加热到1050℃，保温40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨型高铬铁辊环，其特征在于：所述辊环用于H型钢轧制，所述辊环外层为耐磨高铬铁材质，各合金元素成分及重量百分含量为：C2.20～3.00％，Si0.40～1.20％，Mn0.50～1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr15.0～22.0％，Ni0.80～1.50％，Mo1.00～2.50％，V0.50～1.50％，W0.50～1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述辊环芯部为球磨铸铁材质。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨型高铬铁辊环，其特征在于：所述辊环用于H型钢轧制，所述辊环外层为耐磨高铬铁材质，各合金元素成分及重量百分含量为：C2.20～3.00％，Si0.40～1.20％，Mn0.50～1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr15.0～22.0％，Ni0.80～1.50％，Mo1.00～2.50％，V0.50～1.50％，W0.50～1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述辊环芯部为球磨铸铁材质。2.根据权利要求1所述的一种耐磨型高铬铁辊环，其特征在于：耐磨型高铬铁材质的各合金元素成分及重量百分含量为C2.32～2.83％，Si0.55～1.11％，Mn0.64～1.15％，P≤0.08％；S≤0.048％，Cr16.2～21.2％，Ni0.93～1.46％，Mo1.21～2.22％，V0.66～1.38％，W0.65～1.33％，其余为Fe和不可避免的杂质。3.权利要求1或2任一项所述的一种耐磨型高铬铁辊环的制造方法，其特征在于：采用离心复合铸造方式，具体工艺步骤如下：1)采用中频炉分别冶炼外层铁水及芯部铁水，外层铁水的冶炼温度为1450～1550℃；2)将冶炼好的外层铁水浇入到高速旋转的离心机铸型上，控制外层铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，杨昱东，朱志磊，彭书平，韩建宁，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13