一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法，通过对热连轧轧制薄板、硅钢等特殊板材的轧制工况及使用问题进行调研及分析，采用创新方法，最终得出了适应于精轧后段尤其是成品机架的解决方案，得到了一种适用于硅钢等高强钢轧制的高性能成品机架工作辊制备方法，较常规精轧高速钢、高镍铬轧辊组织更细小，抗裂热性能更高，组织更均匀，更适合应用于薄板坯精轧机架工作辊，可用于成品机架轧制，在轧制硅钢、不锈钢等高强钢可获得良好使用效果。良好使用效果。良好使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法，属于特色化轧辊材料


技术介绍

[0002]随着各轧线高强钢、薄板坯等特殊板材比例的增加，使得全面实现全线高速钢的应用需求愈发迫切：如何提高产线效率，如何在单位时间之内获得高效产出，以及如何使得轧辊在机周期间获得更多的产量，高性能轧辊无疑是解决当前迫切需求的有效途径之一。当前，粗轧、精轧前段都相应有对应的材质来适应轧线长辊役的需求，因精轧后段机架尤其是成品机架存在表面质量要求高、甩尾的工况特点，使得精轧后段轧辊目前仍以高镍铬为主。但是，该种轧辊在轧制硅钢、高强钢等高附加值产品时存在在机辊役短，板面存在双边浪的问题，因此，研发精轧后段、尤其是成品机架高速钢，来满足精轧后段高表面质量及长辊役的轧制需求显得尤为关键。
[0003]如何设计全新精轧后段尤其是成品机架工作辊的基体成分，如何设计铸造参数，如何设计与新材料相匹配的热处理工艺等技术参数都是开发高性能精轧轧辊材料急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术通过对热连轧轧制薄板、硅钢等特殊板材的轧制工况及使用问题进行调研及分析，采用创新方法，最终得出了适应于精轧后段尤其是成品机架的解决方案，提供了一种适用于硅钢等高强钢轧制的高性能成品机架工作辊制备方法，提高工作层的耐磨性及硬度，解决了现有轧辊在轧制硅钢、高强钢等高附加值产品时存在在机辊役短，板面存在双边浪的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤A、采用废钢、钒铁、钼铁、硅铁、锰铁为初始炉料进行配料，分为外层及芯部材质；
[0008]工作辊外层化学组分为：C 0.4
‑
1.0，Si 0.2
‑
1.2，Mn 0.2
‑
1.5，Cr 2.0
‑
8.0，Ni 0.2
‑
3.0，Mo 3.0
‑
12.0，V 2.0
‑
10.0，0.3≤W≤0.8，0.2≤Nb≤1.0，余量为Fe，其中，外层C还需满足：C≤(0.06
×
Cr％+0.063
×
Mo％+0.033
×
W％+0.235
×
V％+0.13
×
Nb％+0.25
×
Ti％)/3；外层碳化物含量≤2.0％；
[0009]工作辊芯部材质为石墨钢，化学组分为：C 1.5
‑
2.0，Si 0.8
‑
2.0，Mn 0.5
‑
1.0，Cr≤0.6，Ni 0.1
‑
1.0，Mo 0.1
‑
0.8，V≤0.1，其余杂质元素总含量不超过0.1％，余量为Fe；
[0010]步骤B、采用灰铁冷型，喷涂1
‑
2mm锆英粉在灰铁冷型内壁；
[0011]步骤C、在中频炉中进行熔炼，外层钢液熔化完毕后提温至1610
‑
1710℃保温5
‑
10min后出炉，温度降至1550
‑
1560℃开始浇注；芯部钢水熔炼完毕后提温至1600
‑
1700℃保
温5
‑
10min出炉，温度降至1500
‑
1510℃开始浇注芯部；
[0012]步骤D、毛坯在浇注完毕后50
‑
100h开箱，开箱后放置在高温炉中进行预备热处理；
[0013]步骤E、对产品进行粗加工，粗加工完毕后进行热处理，热处理完毕后进行精加工直至成品。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤B中灰铁冷型在浇注前进行预热，预热温度100
‑
200℃，预热时间2
‑
10h。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C中外层钢液浇注前进行吹氩处理，吹氩时间2
‑
10min。
[0016]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤D中预备热处理温度800
‑
900℃，保温时间10
‑
20h，加热结束采用空冷的方式进行冷却，冷却至辊身550
‑
600℃装炉，保温5
‑
10h后以≤10℃/h的速率进行炉冷。
[0017]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤E中热处理方式为高温热处理，采用等硬层热处理技术，包括加热时间在5
‑
10min内工作层径向和轴向温度差控制在5
‑
10℃范围内，加热时间55
‑
65min，工作层加热温度1000
‑
1100℃，冷却采用高压喷雾+喷风的方式进行冷却，冷却风压0.4
‑
0.5MPa、水压0.3
‑
0.35MPa下喷雾10
‑
30min，风压0.3
‑
0.5MPa吹30
‑
60min，辊面温度至430
‑
460℃停风，空冷30
‑
300min至辊身200
‑
500℃装炉，回火2
‑
3次，回火温度500
‑
600℃，保温时间25
‑
50h。
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：制备的工作辊的辊身硬度范围在HSD80
‑
90，辊颈硬度HSD38
‑
50，辊颈强度≥600MPa。
[0019]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0020]本专利技术基于高镍铬在精轧后段及成品机架使用过程中板面边部存在边浪及无法提升辊役的问题，从提高材质耐磨性，同时需保证轧辊材质性能均匀性上进行研究，通过使主要的合金均进入基体获得高耐磨性的基体，避免了基体中夹杂着过多硬质相碳化物，导致磨损不均影响板面的情况，因此通过增加合金元素的同时，避免大量的合金元素以碳化物的形式存在，限定了碳化物形成元素C的加入含量，即
[0021]C≤(0.06
×
Cr％+0.063
×
Mo％+0.033
×
W％+0.235
×
V％+0.13
×
Nb％+0.25
×
Ti％)/3，
[0022]碳化物含量≤2.0％，通过该技术专利技术，对C含量进行限定，使碳化物的含量进行了限定，使得合金元素主要进入基体达到强化基体，达到提高基体耐磨性的目的。
[0023]本专利技术采用改善基体组织，通过限定碳化物含量，合金元素适量的形成碳化物，其余合金元素进入基体，强化基体，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高强钢轧制的成品机架工作辊的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤A、采用废钢、钒铁、钼铁、硅铁、锰铁为初始炉料进行配料，分为外层及芯部材质；工作辊外层化学组分为：C 0.4
‑
1.0，Si 0.2
‑
1.2，Mn 0.2
‑
1.5，Cr 2.0
‑
8.0，Ni 0.2
‑
3.0，Mo 3.0
‑
12.0，V 2.0
‑
10.0，0.3≤W≤0.8，0.2≤Nb≤1.0，余量为Fe，其中，外层C还需满足：C≤（0.06
×
Cr%+0.063
×
Mo%+0.033
×
W%+0.235
×
V%+0.13
×
Nb%+0.25
×
Ti%）/3；外层碳化物含量≤2.0%；工作辊芯部材质为石墨钢，化学组分为：C 1.5
‑
2.0，Si 0.8
‑
2.0，Mn 0.5
‑
1.0，Cr≤0.6，Ni 0.1
‑
1.0，Mo 0.1
‑
0.8，V≤0.1，其余杂质元素总含量不超过0.1%，余量为Fe；步骤B、采用灰铁冷型，喷涂1
‑
2mm锆英粉在灰铁冷型内壁；步骤C、在中频炉中进行熔炼，外层钢液熔化完毕后提温至1610
‑
1710℃保温5
‑
10min后出炉，温度降至1550
‑
1560℃开始浇注；芯部钢水熔炼完毕后提温至1600
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1700℃保温5
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10min出炉，温度降至1500
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1510℃开始浇注芯部；步骤D、毛坯在浇注完毕后50
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100h开箱，开箱后放置在高温炉中进行预备热处理；步骤E、对产品进行粗加工，粗加工完毕后进行热处理，热处理完毕后进行精加工直至成品。2.根据权利要求1所述的一种适...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，胡兵，马凤川，杜旭景，杜江伟，
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：