一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环及其制造方法，其中所述的定减径辊环辊环由外层、内层组成，其中内层成分及其重量百分含量为C3.3

【技术实现步骤摘要】
一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环及其制造方法


[0001]本专利技术涉及无缝钢管制造领域，具体涉及一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环及其制造方法。

技术介绍

[0002]定(减)是热轧无缝钢管生产中的最后一道荒管热变形工序，其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的外径不一，以提高热轧成品管的外径精度和圆度。钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程。目前国内先进的定(减)径机均采用三辊120
°
等分的轧辊，采用该型式的定(减)径机后管材表面质量好，成品管材的规格较多。
[0003]定(减)径机轧辊采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，硬度为HSD55
‑
60之间。随着轧制支数增加，轧辊逐渐产生磨损，轧辊表面形成凹凸，严重时出现热裂纹，进而直接影响钢管表面质量。一般镍铬钼无限冷硬球墨铸铁材质轧制到4000支时，轧辊表面粗糙，不得到下机车削，影响生产效率。
[0004]随着无缝钢管行业的市场竞争日益激烈，最大程度地提高定减径辊环的耐磨性、抗事故能力、抗拉强度和冲击韧度，并提高定减径辊环上机使用后的单次轧制量，成为迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。
[0005]含碳化物的等温淬火球墨铸铁(CADI)不仅继承了等温淬火球墨铸铁(ADI)的高韧性，还极大地提升了材料的硬度和耐磨性。但是，作为CADI最重要的制造工序，球墨铸铁的等温淬火工艺存在工艺难度大、生产线投资成本高等缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的上述问题，在成本不增加的情况下，提供了一种高硬度、高耐磨性的CADI材质无缝钢管用定减径辊环及其制造方法，即将所述定减径辊环采用双层复合金属离心铸造生产，利用特殊的钢水冶炼和热处理步骤等，使所述定减径辊环达到外硬内韧的技术效果。
[0007]具体地，本专利技术提供了一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环，其由外层、内层组成，其中内层化学成分及其重量百分含量为C3.3
‑
3.8％，Si1.8～3.0％，Mn0.3～0.8％，Cr0.4～1.2％，Cu0.3～0.8％，Ni1.6～3.0％，Mo0.4～1.2％，其中内层化学成分及其重量百分含量为C3.0～3.6％，Si2.0～2.6％，Mn0.6～1.0％，Cr0.1～0.3％，内、外层的其余化学成分为Fe和不可避免的杂质。
[0008]另外，本专利技术提供了上述辊环的制造方法，其包括如下步骤：
[0009]A.钢水冶炼
[0010]A1.按无缝钢管用定减径辊环的内、外层化学成分及其重量百分含量进行配料，分别置于中频炉中冶炼，得到内、外层初练钢水；
[0011]A2.内、外层初练钢水出炉时，使用堤坝包，包内加入球化剂0.6
‑
1.2％和长效孕育剂0.2
‑
0.4％，并用铁屑覆盖；其中，球化剂优选稀土镁球化剂(QRMg8RE3)，长效孕育剂优选
钡硅铁(BaSiFe)。
[0012]A3.外层铁水出炉温度控制在1420
‑
1480℃，内层铁水出炉温度控制在1380
‑
1440℃，出炉后，加入复合孕育剂0.2
‑
0.4％，搅拌，其中复合孕育剂优选硅钙(Ca
‑
Si)；
[0013]B.离心浇注
[0014]B1.离心机转速控制在400
‑
600r/min，浇注外层时，随流加入瞬时孕育剂0.05
‑
0.1％，随流加入玻璃渣0.5
‑
1.0kg/t，其中瞬时孕育剂优选硅铁(Fe
‑
Si)；
[0015]B2.外层浇注完毕5
‑
10min后，浇入内层铁水；
[0016]C.热处理
[0017]C1.热开箱：在离心浇注过程中，进行型腔测温，当温度在950
‑
1050℃时，立即热开箱；
[0018]C2.喷淬：开箱后把辊环置于卧式旋转平台上，进行强制冷却，使其绕过珠光体转变区；
[0019]C3.贝氏体转变：冷却进入贝氏体区，装热处理炉保温，温度控制在300
‑
400℃；
[0020]C4.去应力：保温10
‑
20小时后，温度提升至350
‑
450℃，继续保温10
‑
20h。
[0021]C5.出炉空冷：保温结束后，出炉，空冷至室温，精车至成品。
[0022]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤A中内、外层钢水分别置于不同中频炉进行冶炼，外层钢水冶炼时，由于合金含量较高，熔炼时间较长，同时，外层钢水优先浇注，因此外层钢水冶炼时，优先送电0.5
‑
1.0h。
[0023]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤A1的配料包括先后将生铁、废钢、料头加入中频炉。
[0024]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤B1浇注前15min开启离心机，控制外层浇注温度1320
‑
1380℃。
[0025]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤B3中内层浇注温度控制在1280
‑
1340℃。
[0026]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C1快速开箱，当内腔温度达到950
‑
1050℃后，开箱时间≤5min，优选2
‑
5min。
[0027]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C2根据贝氏体转变原理图(见图1)控制冷却速度，喷淬要求快速操作，开箱完成，迅速把辊环放置在卧式喷淬机上，并打开喷嘴，总时间控制≤5min，优选3
‑
4min，所述冷却速度要求≥1℃/s，优选1.3
‑
1.5℃/s。
[0028]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C3贝氏体转变，当辊环外圆温度达到200
‑
220℃后，停止喷淬，并立即放入热处理炉中，热处理炉应提前预热至300℃。
[0029]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0030](1)现有技术中，球墨铸铁的等温淬火工艺主要分为两个阶段：(1)奥氏体化阶段，将ADI球墨铸铁材料加热至奥氏体化温度，保温至完全转变为成分均匀的富碳奥氏体组织；(2)等温淬火阶段，将完全奥氏体化的球墨铸铁材料在盐浴液中迅速淬火至奥氏体贝氏体相变温度区间(220
‑
400℃)，保温，空冷至室温。因此，现有技术的球墨铸铁的等温淬火工艺存在工艺难度大、盐浴液生产线投资成本高等缺陷。而本专利技术采用铸造铁水组织转变，配合强制冷却工艺，实现了铸态直接转变为含碳化物的奥贝组织，工艺流程更短，生产成本极低，非常适合工业化生产。
[0031](2)本专利技术的无缝钢管用定减径辊环，通过铸造热处理形成含碳化物的奥贝球墨铸铁，与传统的铸造镍铬钼无限冷硬球墨铸铁材质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CADI材质无缝钢管用定减径辊环，其特征在于，其由外层、内层组成，其中内层化学成分及其重量百分含量为C3.3
‑
3.8%，Si1.8～3.0%，Mn0.3～0.8%，Cr0.4～1.2%，Cu0.3～0.8%，Ni1.6～3.0%，Mo0.4～1.2%，其中内层化学成分及其重量百分含量为C3.0～3.6%，Si2.0～2.6%，Mn0.6～1.0%，Cr0.1～0.3%，内、外层的其余化学成分为Fe和不可避免的杂质。2.一种权利要求1所述定减径辊环的制造方法，包括如下步骤：A.钢水冶炼A1.按无缝钢管用定减径辊环的内、外层化学成分及其重量百分含量进行配料，分别置于中频炉冶炼，得到内、外层初练钢水；A2.内、外层初练钢水出炉时，使用堤坝包，包内加入球化剂0.6
‑
1.2%和长效孕育剂0.2
‑
0.4%，并用铁屑覆盖，外层钢水出炉温度控制在1420
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1480℃，内层钢水出炉温度控制在1380
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1440℃；A3. 内、外层钢水出炉后，加入复合孕育剂0.2
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0.4%，搅拌；B.离心浇注B1. 浇注外层时，离心机转速控制在400
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600r/min，随流加入瞬时孕育剂0.05
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0.1%，随流加入玻璃渣0.5
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1.0kg/t；B2.外层浇注完毕5
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10min后，浇入内层钢水；C.热...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华楼，朱志磊，白思诺，王滟伟，
申请(专利权)人：邢台轧辊异型辊有限公司，
类型：发明
国别省市：