本发明专利技术公开了一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊材料的熔体处理方法，钢水出炉时，随流加入钒铁颗粒，其加入量占钢水总重量的０．８０－１．２０％。钢水冲入浇包前，在浇包内预先加入钇基稀土镁合金、氮化铬铁、钾盐和金属铝，其中钇基稀土镁合金加入量占钢水重量的０．３０－０．８０％，氮化铬铁加入量占钢水重量的０．２０－０．５０％，钾盐加入量占钢水重量的０．３０－０．８０％，金属铝加入量占钢水重量的０．３０－０．６０％。当钢水温度达到１４５０－１４８０℃时，在离心机上直接浇注成轧辊，在钢水浇注过程中，随流加入颗粒尺寸５ｍｍ－８ｍｍ的钒铁和钛铁颗粒，其中钒铁颗粒加入量占钢水总量的０．３０－０．８０％，钛铁颗粒加入量占钢水总量的０．４０－１．００％。本发明专利技术离心铸造的高钒高速钢轧辊偏析轻，无铸造裂纹，硬度高，耐磨性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料熔炼与铸造领域，涉及钢铁材料的熔体处理方法， 特别涉及一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊桐料的熔体处理方法。
技术介绍
轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件，轧辊质量直接影响轧材质量和轧钢 设备的生产作业率，提高轧辊质量，延长轧辊使用寿命，是轧辊研制、生产 和使用部门不断关注的课题。长期以来，无限冷硬铸铁和高铬白口铸铁一直 是热轧辊的主要选择材质，因其熔炼和铸造工艺简单，在轧辊生产中获得了 广泛的应用。但这两类轧辊材质也存在高温硬度较低和高温耐磨性较差等不 足，目前在国外有不断被高速钢轧辊所取代的趋势。高速钢轧辊是在普通高速工具钢基础上发展起来的新一代热轧辊材料， 与普通铸铁轧辊材料相比，具有更高的高温硬度和更好的高温耐磨性，其使 用寿命比无限冷硬铸铁轧辊和高铬白口铸铁轧辊成倍提高。目前，国内外对 高速钢轧辊材质及其制备方法己进行了深入研究，并有许多专利文献报道。曰本专利公报JP6330235公开了一种离心铸造高速钢轧辊材料，其化学 组成如下..C: 1.4-2.6%， Si: 0.2-1.5%， Mn<1.5%， Cr: 3-8%， (2Mo+W): 6-14%， V: 4-8%， Ti: 0.3-2.5%，余量Fe。这种轧辊材料具有优异的耐磨 性，但离心铸造时元素偏析严重。美国专利US6095957也公开了一种高速 钢轧辊材料，其化学成分(重量％)是:C: 2.4 2.9， Cr: 12.0 18.0， Mo: 3.0 9.0， V: 3.0 7.0， Nb: 0.5 4.0， Si<1.0， Mn<1.0， W<1.0。这种轧 辊材料含钨较少，红硬性差，高温耐磨性较低。中国专利技术专利CN1264749公开了一种高耐磨性铸造高速钢，适用于大型耐磨件、复合轧辊工作层。它的具体化学成分(重量％)如下1.8 4.2C，2 12W， 3 12Mo， 4 15Cr， 0 10Co， 2.5 10.0V， 0.3 2.5Nb， 0.5 1.5Si， 0.3 0.8Mn， 0.2 0.6A1， 0.02 0.10N， S^0.03， PS0.03，其余为Fe，该专利技术特点是一种高碳、高钒、高铬型铸造高速钢，铸造性能良好，耐磨及 红硬性好。但该材料在离心铸造中易产生偏析，损害轧辊力学性能，并降低 轧辊耐磨性。中国专利技术专利CN100999804公开了一种新型高碳高鸨高速钢 轧辊及其制备方法，该专利技术的高碳高鸨高速钢轧辊含有碳2.0Q/^ 3.0Q^， 鸨6.0% 18.0%，钒2.0% 4.0%，钼1.0% 3.0%，铬3.0% 9.0%，硅 小于1.2%，锰小于1.2。％;制成的该高碳高钩高速钢轧辊含有钒、鸭系的 MC型复合碳化物。该高碳高钩高速钢轧辊的制备方法是，将高碳高钩高速 钢加热到158(TC 162(TC后脱氧；在40(TC 150(TC浇铸，同时对离心铸 型施加0.05T 0.25T的稳恒磁场，并以600-1800转/分钟转速旋转至成型。 由于轧辊中含有较多的钨，易出现大块状的含钨碳化物，导致轧辊热疲劳抗 力降低，轧辊使用中易出现疲劳裂纹，加剧轧辊失效，降低轧辊使用寿命。 中国专利技术专利CN169352'7还公开了一种用于生产轧辊及辊环和导辊的高速 工具钢，该钢种的化学成分(重量％)为C: L8 2.2; Si: 0.5 1; Mn:0.5 1; S: <0.05; P: <0.05; Cr: 4 6; V: 4 6; Mo: 4 6; W: <2; Ni: 0.8 1.2; Nb: 0.2; Ti: 0.05 0.1; Mg: 0.005 0.01; RE: 0.05 0.1。该专利技术钨的含量降低到2.0。/^以下，轧辊红硬性差，高温耐磨性较差。目前，常用的轧辊制造方法主要有冲洗复合铸造法、离心复合铸造法、连续铸造复合法、电渣重熔法、热等静压法、喷射沉积成形法和表面堆焊法 等。其中冲洗复合铸造法工艺简单，但存在金属液收得率低、合金材料浪费 严重以及轧辊表面质量差等不足，很难应用于高速钢复合轧辊的生产。应用 表面堆焊法制造复合轧辊不仅效率低，而且堆焊层易出现夹渣、气孔和裂纹 等缺陷，影响轧辊的正常使用。离心复合铸造轧辊生产方法与连续铸造复合法(中国专利技术专利CN280042)、电渣重熔法(美国专利US5081760、中国 专利技术专利CN1157192和CN1339342)、喷射沉积成形法和热等静压法(日本 专利公报特开昭61-238407)等相比较，具有设备投资少、生产效率高、生 产成本低、操作简便和产品质量稳定等优点。但是，由于高速钢中含有较多 的W、 Cr、 Mo、 V等合金元素，而这些元素及其形成的碳化物的密度差很 大，在普通离心铸造条件下，高速钢轧辊合金元素偏析严重，外层V含量 低，而W、 Mo含量高，内层正好相反，严重影响轧辊的使用。另外，在离 心铸造高速钢复合轧辊过程中，离心力的作用易引起轧辊产生裂纹。因此， 高速钢采用普通方法熔炼后，在离心铸造机上直接浇注成轧辊，由于偏析现 象的存在以及裂纹的出现，轧辊生产合格率较低且使用效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊材料的熔 体处理方法，通过对高钒高速钢熔体的处理，使离心铸造高速钢轧辊的凝固 速度加快，有利于减轻轧辊元素偏析，另外，随着凝固速度的加快，有利于 获得细小的凝固组织，可提高高速钢轧辊的抗裂纹萌生与扩展能力，有利于 降低高速钢轧辊铸造废品率，并改善高速钢轧辊力学性能和延长高速钢轧辊 使用寿命。本专利技术是在高钒高速钢出炉时，采用钒铁颗粒随流孕育，并在浇 包内加入钇基稀土镁合金、氮化铬铁、钾盐和金属铝，对钢水进行复合变质 处理，在高钒高速钢浇注过程中，用钒铁和钛铁颗粒进行二次随流孕育，这 些措施可促进凝固组织的细化以及碳化物形态和分布的改善，并加快高速钢 轧辊的凝固，可减轻偏析，消除铸造裂纹，提高轧辊综合性能。本专利技术的目的可以通过以下技术措施得以实现一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊材料的的熔体处理方法，其特征 在于，制得的高钒高速钢轧辊的主要化学组成成分及其重量百分比是C: 1.5%-3.0%， V: 4.0%-8.0%， W: 2.0%-8.0%， Mo: 2.0%-8.0%， Cr: 4.0%-10.0%， Nb: 1.0%-5.0%，余量为Fe，其中，12.0%^ W+2Mo ^18.0%;该高钒高速钢轧辊材料的熔体处理过程按下列步骤进行1) 高钒高速钢经电炉熔化后，当温度达到1580。C 164(TC时，用0.20% _0.40%铝脱氧，随后出炉；2) 钢水出炉时，随流加入钒铁颗粒，其加入量占钢水总重量的0.80% —1.20%;钢水冲入浇包前，在浇包内预先加入钇基稀土镁合金颗粒、氮化 铬铁颗粒、钾盐颗粒和金属铝颗粒，其中钇基稀土镁合金加入量占钢水重量 的0.30% — 0.80%，氮化铬铁加入量占钢水重量的0.20%—0.50%，钾盐加入 量占钢水重量的0.30%—0.80%，金属铝加入量占钢水重量的0.30 — 0.60%;3) 当钢水温度达到145(TC — 1480。C时，在离心机上直接浇注成轧辊， 在钢水浇注过程中，随流加入钒铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊材料的熔体处理方法，其特征在于，制得的高钒高速钢轧辊的主要化学组成成分及其重量百分比是：Ｃ：１．５％－３．０％，Ｖ：４．０％－８．０％，Ｗ：２．０％－８．０％，Ｍｏ：２．０％－８．０％，Ｃｒ：４．０％－１０．０％，Ｎｂ：１．０％－５．０％，余量为Ｆｅ，其中，１２．０％≤Ｗ＋２Ｍｏ≤１８．０％；该高钒高速钢轧辊材料的熔体处理过程按下列步骤进行：１）高钒高速钢经电炉熔化后，当温度达到１５８０℃～１６４０℃时，用０．２０％－０．４０％铝脱氧 ，随后出炉；２）钢水出炉时，随流加入钒铁颗粒，其加入量占钢水总重量的０．８０％－１．２０％；钢水冲入浇包前，在浇包内预先加入钇基稀土镁合金颗粒、氮化铬铁颗粒、钾盐颗粒和金属铝颗粒，其中钇基稀土镁合金加入量占钢水重量的０．３０％－０． ８０％，氮化铬铁加入量占钢水重量的０．２０％－０．５０％，钾盐加入量占钢水重量的０．３０％－０．８０％，金属铝加入量占钢水重量的０．３０－０．６０％；３）当钢水温度达到１４５０℃－１４８０℃时，在离心机上直接浇注成轧辊，在钢水浇注过 程中，随流加入钒铁和钛铁颗粒，其中钒铁颗粒加入量占钢水总量的０．３０－０．８０％，钛铁颗粒加入量占钢水总量的０．４０％－１．００％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，蒋志强，邢建东，高义民，李明伟，成小乐，张轶，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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