一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种轧辊及其生产工艺，尤其涉及一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊及其生产工艺，步骤如下：(1)配置轧辊化学成分：C：3.2～3.5％、Si：1.4～1.60％、Mn：0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：0.5～0.8％、Ni：3.3～3.8％、Mo：0.3～0.6％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：0.05～0.10％、Mg≥0.05％，余量为Fe或少量残余元素；(2)熔炼铁水；(3)浇注；(4)辊坯热处理及金加工。本发明专利技术根据异型球扁钢轧制的作业环境，加入一定含量的特殊合金化合物元素钒和铌，进一步细化显微组织，提高耐磨性，增强挤压和冲压刚性，减缓轧制过程中的热疲劳、阻碍氧化裂纹的产生，进而延迟轧辊的寿命，提高前后期的轧制产量和异型球扁钢的表面质量。

A new type of spheroidal graphite cast iron product roll and its production process

The invention relates to a roll and a production process, in particular to a new type of nodular cast iron special-shaped steel roll and its production process. The following steps are as follows: (1) configuring the chemical components of the rolls: C:3.2 to 3.5%, Si:1.4 to 1.60%, Mn:0.4 to 0.6%, P < 0.03%, S < 0.025%, Cr:0.5 to 0.8%, Ni:3.3 to 3.8%. Mo:0.3 ~ 0.6%; V:0.2 ~ 0.4%, Nb:0.2 ~ 0.4%, Re:0.05 ~ 0.10%, Mg > 0.05%; the remainder is Fe or a small amount of residual elements; (2) smelting iron water; (3) casting; (4) heat treatment and gold processing of roll billets. According to the working environment of the rolled flat steel, the invention adds a certain amount of special alloy compound elements vanadium and niobium, further refine the microstructure, improve the wear resistance, enhance the extrusion and stamping rigidity, slow down the thermal fatigue and prevent the production of the oxidation cracks in the rolling process, and then delay the service life of the roll and raise the length of the roll. Late rolling yield and surface quality of profiled flat steel.

【技术实现步骤摘要】
一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊及其生产工艺
本专利技术涉及一种轧辊及其生产工艺，尤其涉及一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊及其生产工艺。
技术介绍
随着我国造船业的快速发展，对造船中广泛应用的异型球扁钢需求越来越大。目前轧制船用异型球扁钢的轧辊普遍用珠光体材质。珠光体材质的轧辊，因其基体组织的局限性，合金化碳化物含量相对较低，耐磨性能受到一定影响。轧制一定的产量后，轧辊受热力、压力、水冷却影响轧辊孔型工作部位组织很容易产生氧化性疲劳裂纹，并不断延伸扩大，严重影响轧制产量和轧件的表面质量，修磨时修磨量也随之加大。使轧辊在轧制作业中前后期的轧制产量相差较大，不得不使轧辊提前退役，导致效率和效益大幅度下降，进而加大异型球扁钢的生产成本。另外由于现有的异型钢成品轧辊形状结构设计不合理，也经常导致轧辊使用寿命低，轧制产品质量不合格，给企业带来较大的经济损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种耐磨性高、耐挤压和耐冲击压能力强，使用寿命长且轧制产品表面质量优异的新型球墨铸铁异型钢成品轧辊及其生产工艺。实现本专利技术目的的技术方案是：首先提供一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺；其特征在于：包括如下步骤：(1)配置轧辊化学成分：C：3.2～3.5％、Si：1.4～1.60％、Mn：0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：0.5～0.8％、Ni：3.3～3.8％、Mo：0.3～0.6％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：0.05～0.10％、Mg≥0.05％，余量为Fe或少量残余元素；(2)熔炼铁水及浇注：熔炼铁水时加入变质剂，同时加入球化剂进行球化处理，3～5分钟后加入孕育剂进行连续孕育，提高球化级别，培育完整分布均匀的球状石墨，待温度下降至浇注温度时开始浇注；(3)轧辊热处理及金加工：待辊坏温度下降至热开箱温度后开箱装入电阻炉进行特殊热处理，随后待温度降至常温后出炉金加工。上述技术方案，所述步骤(2)加入的变质剂为1～3千克/吨钇基铁水变质剂；熔炼铁水成分达标后，待温度在1410℃～1430℃出炉并加入镍镁合金球化剂进行球化处理，球化处理采用冲入法工艺，首次出65％的铁水，球化反应结束后，加入0.25～0.35kg铁硅孕育剂，补出35％的铁水孕育，完毕再加入0.10～0.20kgCaSi孕育剂连续孕育，其间用电磁搅拌机在钢包内搅拌20～30秒钟至液相温度+30～50℃将铁水浇入轧辊型模中。上述技术方案，所述步骤(3)中采用热开箱工艺，待辊温度降至550～650℃时开箱装入电阻炉进行球化扩散退火，每小时升温8～12℃，至Acm+30℃后保温8小时，然后出炉吊装至喷淬机上旋转喷淬，喷淬5～10分钟，间息2～3分钟，以此循环多次；当辊温在450～480℃时装炉回火，每小时升温10～15℃，温度至550～580℃后，保温6小时，按此要求进行2～3次正火+回火热处理或喷淬热处理。其次提供一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊，所述轧辊成分为：C：3.2～3.5％，Si：1.4～1.60％，Mn：0.4～0.6％，P≤0.03％、S≤0.025％，Cr：0.5～0.8％，Ni：3.3～3.8％，Mo：0.3～0.6％，V：0.2～0.4％，Nb：0.2～0.4％，Re：0.05～0.10％，Mg≥0.05％，余量为Fe或少量残余元素。上述技术方案，所述轧辊辊面硬度为70～80HSD，辊颈抗拉强度≥380Mpa。上述技术方案，所述轧辊基体组织为球状石墨+贝氏体+马氏体。最后提供一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊组件，所述轧辊组件由两根轧辊组成，包括上辊和下辊，所述上辊包括上辊颈和上辊身，所述上辊身上开设有环绕上辊身的至少两个异型凹槽；所述下辊包括下辊颈和下辊身，所述下辊身对应设有环绕下辊身的至少两个异型凸台，所述上辊身和下辊身相互啮合。上述技术方案，所述异型凹槽一端为向上辊身中心延伸的上直角平面，另一端为向上辊身中心延伸的上弧面，所述上直角平面底部与上辊面之间的高度差为h1，所述上弧面底部与上辊面之间的高度差为h2，h2＞h1；所述上直角平面底部与上弧面底部通过一环绕辊身的上倾斜面相连；所述上弧面半径为上辊身半径的1/4～1/3；所述异型凸台一端为从下辊面向外延伸的下直角平面，另一端为从下辊面向外延伸的下弧面，所述下直角平面顶部与下辊面之间的高度差为H1，所述下弧面顶部与下辊面之间的高度差为H2，H2＞H1；所述下直角平面顶部与下弧面顶部通过一环绕辊身的下倾斜面相连；所述下弧面半径为下辊身半径的1/4～1/3；h1＝H1，h2＝H2。上述技术方案，所述异型凹槽和异型凸台均设置三个，均匀分布在上辊身上和下辊身上。上述技术方案，所述上辊身与上辊颈连接处，及下辊身与下辊颈连接处均设有弧形倒角，所述弧形倒角半径为分别为上辊颈和下辊颈半径的1/3～1/2。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：(1)本专利技术根据异型球扁钢轧制的作业环境，加入一定含量的特殊合金化合物元素钒和铌，进一步细化显微组织，提高耐磨性，增强挤压和冲压刚性，减缓轧制过程中的热疲劳、阻碍氧化裂纹的产生，进而延迟轧辊的寿命，提高前后期的轧制产量和异型球扁钢的表面质量；(2)本专利技术通过在冶炼铁水时加入适量的钇基铁水变质剂，可去除铁水中的有害元素，从而起到净化铁水、提供铁水纯净度的作用；同时加入镍镁球剂和CaSi孕育剂可提高球化级别，培育一定量完整且均匀分布的球状石墨，达到改善轧辊的综合力学性能，提高轧制产品产量和质量，延长轧辊使用寿命，达到企业降本增效的目的；(3)本专利技术辊坯通过在适时的温度下开箱热处理，并结合球化退火，多次正火+回火或喷淬热处理综合运用，有效消除了轧辊热处理时的热应力，保证了轧辊形成球状石墨+贝氏体+马氏体的基体组织，可使轧辊具有良好的耐磨性，很高的加压韧性和抗热裂性能，可使轧辊在机使用过程中轧制量比传统珠光体材质轧辊提高80％，产品表面质量优异；(4)本专利技术轧辊通过在辊身上开设有符合轧制产品要求的异型凹槽或异型凸台，并通过两个相互啮合的上、下轧辊组合在一定的轧制压力下生产出异型扁钢成品，一个辊身上可通过扁钢的尺寸大小设计多个异型凹槽或异型凸台从而可一次性轧制多个异型扁钢成品，提高生产效率和扁钢成品的一致性；(5)本专利技术轧辊组件中异型凹槽或异型凸台均匀布置在辊身上，可保证不同区域轧制力相同，从而进一步保证了轧制产品的质量；(6)本专利技术上辊身和上辊颈及下辊身与下辊颈连接处均设有弧形倒角可降低轧辊轧制时受力过大造成连接处产生应力集中，从而产生裂纹并导致断裂，延长轧辊的使用寿命。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为本专利技术轧辊组件结构示意图；图2为本专利技术轧辊组件中上辊身异型凹槽局部放大图；图3为本专利技术轧辊组件中下辊身异型凸台局部方大图；图中1、上辊；11、上辊颈；12、上辊身；13、异型凹槽；13-1、上直角平面；13-2、上弧面；13-3、上倾斜面；2、下辊；21、下辊颈；22、下辊身；23、异型凸台；23-1、下直角平面；23-2、下弧面；23-3、下倾斜面。具体实施方式(实施例1)本专利技术新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺；包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺；其特征在于：包括如下步骤：(1)配置轧辊化学成分：C：3.2～3.5％、Si：1.4～1.60％、Mn：0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：0.5～0.8％、Ni：3.3～3.8％、Mo：0.3～0.6％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：0.05～0.10％、Mg≥0.05％，余量为Fe或少量残余元素；(2)熔炼铁水及浇注：熔炼铁水时加入变质剂，同时加入球化剂进行球化处理，3～5分钟后加入孕育剂进行连续孕育，提高球化级别，培育完整分布均匀的球状石墨，待温度下降至浇注温度时开始浇注；(3)轧辊热处理及金加工：待辊坏温度下降至热开箱温度后开箱装入电阻炉进行特殊热处理，随后待温度降至常温后出炉金加工。

【技术特征摘要】
1.一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺；其特征在于：包括如下步骤：(1)配置轧辊化学成分：C：3.2～3.5％、Si：1.4～1.60％、Mn：0.4～0.6％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：0.5～0.8％、Ni：3.3～3.8％、Mo：0.3～0.6％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：0.05～0.10％、Mg≥0.05％，余量为Fe或少量残余元素；(2)熔炼铁水及浇注：熔炼铁水时加入变质剂，同时加入球化剂进行球化处理，3～5分钟后加入孕育剂进行连续孕育，提高球化级别，培育完整分布均匀的球状石墨，待温度下降至浇注温度时开始浇注；(3)轧辊热处理及金加工：待辊坏温度下降至热开箱温度后开箱装入电阻炉进行特殊热处理，随后待温度降至常温后出炉金加工。2.如权利要求1所述的新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)加入的变质剂为1～3千克/吨钇基铁水变质剂；熔炼铁水成分达标后，待温度在1410℃～1430℃出炉并加入镍镁合金球化剂进行球化处理，球化处理采用冲入法工艺，首次出65％的铁水，球化反应结束后，加入0.25～0.35kg铁硅孕育剂，补出35％的铁水孕育，完毕再加入0.10～0.20kgCaSi孕育剂连续孕育，其间用电磁搅拌机在钢包内搅拌20～30秒钟至液相温度+30～50℃将铁水浇入轧辊型模中。3.如权利要求1所述的新型球墨铸铁异型钢成品轧辊生产工艺，其特征在于：所述步骤(3)中采用热开箱工艺，待辊温度降至550～650℃时开箱装入电阻炉进行球化扩散退火，每小时升温8～12℃，至Acm+30℃后保温8小时，然后出炉吊装至喷淬机上旋转喷淬，喷淬5～10分钟，间息2～3分钟，以此循环多次；当辊温在450～480℃时装炉回火，每小时升温10～15℃，温度至550～580℃后，保温6小时，按此要求进行2～3次正火+回火热处理或喷淬热处理。4.一种新型球墨铸铁异型钢成品轧辊，其特征在于：所述轧辊成分为：C：3.2～3.5％，Si：1.4～1.60％，Mn：0.4～0.6％，P≤0.03％、S≤0.025％，Cr：0.5～0.8％，Ni：3.3～3.8％，Mo：0.3～0.6％，V：0.2～0.4％，Nb：0.2～0.4％，Re：0.05～0.10％，Mg≥0.05％，余...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明夸，蒋志芳，李伟，
申请(专利权)人：湖州中杭轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33