CN101530863A

CN101530863A - 一种合金铸钢轧辊及其制备方法

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Publication number: CN101530863A
Application number: CN200910031121A
Authority: CN
Inventors: 浦建明; 符寒光
Original assignee: JIANGSU HUANLI STRIP ROLL CO Ltd
Current assignee: JIANGSU HUANLI STRIP ROLL CO Ltd
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2029-04-28
Also published as: CN101530863B

Abstract

一种合金铸钢轧辊及其制备方法，属于轧钢技术领域。轧辊的化学组成成分及质量百分比为：0.70～0.85％的C，0.90～1.20％的Mn，1.02～1.16％的Cr，0.25～0.45％的Mo，0.17～0.44％的Si，0.03～0.08％的V，0.01～0.03％的N，0.04～0.10％的Nb，0.04～0.10％的Ti，0.02～0.08％的La，0.02～0.08％的Ce，0.03～0.08％的Al，0.005～0.015％的Ca，0.002～0.006％的B，0.003～0.015％的Te，＜0.03％的S，＜0.03％的P，其余为Fe，其中0.06％≤La+Ce≤0.12％。优点：具有较低的生产成本；提高了轧辊综合力学性能、热疲劳性能和耐磨性，并延长其使用寿命；抗拉强度达到1200～1280MPa，延伸率达到15～18％，冲击韧性达到22～25J/cm²，硬度达到45～48HSD；提高轧机作业率。

Description

一种合金铸钢轧辊及其制备方法

技术领域

本发明为一种轧钢机轧辊及其制备方法，特别涉及一种合金铸钢轧辊及其制备方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

在带钢连轧机发展之前，合金铸钢轧辊通常用于开坯轧机和型钢轧机，该轧辊材质由于具有较高的强度、韧性和较好的咬入性等特点，在带钢热连轧机发展之初直至目前仍广泛用于粗轧工作辊及立辊。目前，常用的合金铸钢轧辊是锰系或锰—钼系低合金钢铸钢轧辊。这类轧辊因耐磨性低、易断辊和辊耗高，从而难于满足现代化轧机的要求。在锰系或锰—钼系铸钢轧辊基础上，国内外开发了高碳铬钼铸钢轧辊，具有强度及硬度高和耐磨性好等特点，但韧性较低，使用中易出现断辊现象，影响轧机的正常使用。

中国发明专利CN101265554A公开了一种新型改良的轧辊材料，尤其是用于钢厂和有色加工企业的锻钢辊的材料，其各组成元素的百分比为：C，0.86-0.98％；Si，0.60-0.90％；Mn，0.30-0.45％；Cr，3.10-3.80％；Ni，0.40-0.60％；Mo，0.30-0.50％；V，0.05-0.10％；P≤0.020％；S≤0.015％，其余为铁及不可避免的杂质。由于采用了上述的元素组成，能使轧辊经热处理后提高淬火硬度、淬硬层深度和耐磨性，从而延长了轧辊的使用寿命。但上述轧辊材料因铬含量较高，碳化物数量多，脆性大，需要进行锻造加工，增加了轧辊生产成本。中国发明专利CN85102865A还公开了高铬轧辊钢及其轧辊，在成分上除含有高碳、高铬外，还含有一定量的Mo、W、Ni、Co、Nb、V和Ti等元素，使钢具有较高的淬透性、抗回火性，钢中主要碳化物类型为M₇C₃型，且呈岛状分布，使轧辊既有较高的硬度，又有良好的韧性和高温硬度；既便于磨削，又能得到均匀的喷丸表面，在制造工艺上采用两种成分分三次浇注。由于该发明轧辊碳和铬含量较高，脆性较大，只适合于采用复合铸造方法生产，轧辊生产工艺复杂，且含有价格昂贵的钴、镍等合金元素，导致轧辊生产成本升高。中国发明专利CN1136594A还公开了一种铸钢轧辊及其热处理方法，其特征是辊体为铸钢薄壁结构，在其内表面铸有环形肋筋，采用稀土多元共渗表面处理技术及在一种自制的淬火介质中进行淬火。该发明的优点是节约能源，提高生产效率，改善了渗层组织，提高了使用寿命。相同规格轧辊的辊体壁厚可比普通铸铁轧辊减小一半，且不开裂，无软点，变形小，机械性能显著提高，是一种现行商业部颁技术条件LS47-82油料轧辊的换代产品，亦可广泛用于制粉、制糖、炼胶等轻化工业领域，但由于轧辊耐磨层厚度小，且耐磨层抗高温性能差，无法适应于轧钢生产中。中国发明专利CN1332255A还公开了一种铸钢轧辊表面激光强化处理方法，该发明采用单纯将材料表面用激光束加热至熔化，使熔凝层与材料基体呈冶金结合的处理方法，因此，工件表面在熔凝过程中，不仅可排除其杂质和气体，而且其急冷重结晶可获得较为细化均质的组织和较高的硬度，且其耐磨性和抗腐蚀性均较好；另外，由于其熔凝层薄，热作用区小，对工件表面的粗糙度和工件尺寸影响较小，一般情况可以不需进行后续磨光而直接使用。但激光熔凝层厚度薄，轧辊使用寿命提高幅度并不十分明显。

国外专利WO9400253-A和EP646052-A也公开了一种含1-20％Cr，0.5-3％B和1％C合金轧辊的化学组成，具有优异的耐磨性，但硼含量过高，易出现脆性硼化物，降低轧辊强度和韧性。国外专利SE8603987-A和SE464225-B还公开了一种含0.5-2.0％C，0.2-0.7％Si，0.2-0.7％Mn，3.0-7.0％Cr，0.5-2.5％Ni，1.0-6.0％Mo，1.0-6.0％V，<5％Co+W合金轧辊的化学组成，也具有优异的耐磨性，但含有较多的镍、钼、钒、钴等合金元素，轧辊生产成本高，且铬含量太高，轧辊强度和韧性低。

上述合金铸钢轧辊均存在韧性差，使用中易断辊的不足。为了提高铸钢轧辊韧性，防止轧辊使用中断裂，常将轧辊毛坯先进行锻造加工，以细化其组织，然后再加工成轧辊成品，存在工艺复杂、能耗高和材料利用率低等不足。此外，由于铸钢轧辊属厚大铸钢件，成份偏析严重、晶粒粗大，且存在魏氏组织和铸造应力等缺陷，故其机械性能较低，为克服上述缺陷，需要先进行高温扩散退火，然后再正火和高温回火，存在热处理工艺复杂、热处理周期长和能耗高等不足。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有利于细化凝固组织、减轻元素偏析，消除魏氏组织、提高轧辊综合力学性能和抗热疲劳性能以及耐磨性，延长使用寿命并且无需使用价格昂贵的镍、钴而有助于降低成本的合金铸钢轧辊。

本发明的任务还在于提供一种合金铸钢轧辊的制备方法，该方法能保障所述合金铸钢轧辊的技术效果的全面体现，并且制造效率高，有利于节约能源。

本发明的任务是这样来完成的，一种合金铸钢轧辊，轧辊的化学组成成分及质量百分比为：0.70～0.85％的C，0.90～1.20％的Mn，1.02～1.16％的Cr，0.25～0.45％的Mo，0.17～0.44％的Si，0.03～0.08％的V，0.01～0.03％的N，0.04～0.10％的Nb，0.04～0.10％的Ti，0.02～0.08％的La，0.02～0.08％的Ce，0.03～0.08％的Al，0.005～0.015％的Ca，0.002～0.006％的B，0.003～0.015％的Te，<0.03％的S，<0.03％的P，其余为Fe，其中0.06％≤La+Ce≤0.12％。

本发明的还一任务是这样来完成的，一种合金铸钢轧辊的制备方法，它包括以下步骤：

A)将普通废钢装入电弧炉内加热熔化，钢水熔清后加入钼铁，并且待钢水熔清后进行元素分析；

B)钢水温度达到1530～1550℃时，吹氧、脱碳，当温度达到1560～1580℃时除渣，随即加入锰铁和铬铁，并加入碳粉，紧闭炉门搅拌，取样分析，炉前调整成分合格后将温度升至1580～1600℃，依次加入Si—Ca合金、铝、钒氮合金、铌铁和钛铁，而后出炉；

C)将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至小块，并经烘干后置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理；

D)轧辊辊身采用铸铁冷型敷砂工艺，控制敷砂层厚度，底箱、盖箱和冒口箱均用砂型，并采用底注式浇注系统浇注轧辊，钢水浇注温度1450～1490℃；

E)铸钢轧辊浇注24～72h后拆箱，并将轧辊置于保温坑内冷却至室温，切割浇冒口，清理残根、飞边和毛刺，然后进行粗加工；

F)将粗加工后的轧辊重新加热至880～920℃，保温10～15h后空冷正火，随后将轧辊继续加热至620～650℃，保温20～25h后，炉冷至温度低于120℃后空冷，最后精加工至规定尺寸和精度，得到成品合金铸钢轧辊。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)中所述的钢水熔清后进行元素分析是指待钢水熔清3-10min后对元素分析。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A)中所述的元素分析是指对C、Mn、Si、S、P和Mo元素分析

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤B)中所述的紧闭炉门搅拌为：紧闭炉门5-15min后搅拌。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B)中所述的取样分析是对钢水中的C、Mn、Si、S、P、Cr和Mo元素分析。

在本发明的还一个具体的实施例中，步骤C)中所述的将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至小块是指将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至粒度为12～18mm的小块。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤C)中所述的烘干的烘干温度为150～200℃，烘干时间为1-2h。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的控制敷砂层厚度是将厚度控制为10-15mm。

在本发明的更进而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的冷却为缓慢冷却。

本发明与现有技术相比具有以下特点：

1)本发明轧辊不含镍、钴等价格昂贵的合金元素，铬、锰、钼等加入量较少，因此，具有较低的生产成本；

2)本发明在轧辊铸造凝固成形过程中，加入钒、氮、铌、钛、镧、铈、铝、钙、硼和碲等微合金元素，细化凝固组织，减轻元素偏析，消除魏氏组织，明显提高了轧辊综合力学性能、热疲劳性能和耐磨性，并延长其使用寿命；

3)本发明轧辊抗拉强度达到1200～1280Mpa，延伸率达到15～18％，冲击韧性达到22～25J/cm²，硬度达到45～48HSD；

4)本发明轧辊已成功应用于热轧型材轧机和热轧带钢轧机上，使用寿命比70Mn2铸钢轧辊提高50～80％，且无断辊现象出现，使用本发明轧辊可提高轧机作业率，减轻工人劳动强度，降低轧材生产成本，具有显著的经济和社会效益。

附图说明

附图是本发明合金铸钢轧辊浇注过程示意图。

图中：1—浇口杯，2—浇注管，3—盖箱和冒口箱，4—冒口，5—上辊颈，6—冷型，7—敷砂层，8—辊身，9—下辊颈，10—底箱。

具体实施方式

轧钢作业要求轧辊具有良好的综合力学性能，而这种性能在很大程度上取决于材质的化学成分和金相状态。采用添加少量合金元素办法，可以改善材质的综合力学性能。具体成分设计原则如下：

碳：碳对钢的强度有显著影响，碳钢中碳量提高，抗拉强度σb也提高，但在合金钢中，因加入合金元索，共析点左移，室温组织受碳影响很大，故考虑到韧性指标，碳含量不应过高，为了保证铸钢轧辊的强度和韧性，本发明铸钢轧辊将碳含量控制在0.70～0.85％。

锰：锰溶于铁素体和渗碳体中，起固溶强化作用，可改善钢的组织，但锰加入量过多，轧辊组织粗大，且铸造中易出现热裂，因此，将锰含量控制在0.90～1.20％。

铬：铬超过1％时，对正火后钢的强化作用很明显，适量铬(<1.2％)可细化晶粒而提高强度和冲击韧性，但铬是强碳化物形成元素，加入量过多，使钢中碳化物数量增加，尽管有利于改善轧辊耐磨性，但使钢的强度和韧性明显下降，综合考虑将铬含量控制在1.02～1.16％。

钼：钼有利于提高钢的高温强度和抗蠕变性能，另外，钼加入有回火脆性的钢(含锰、铬)中，能显著降低该钢的回火脆性，提高钢的淬透性且改善其韧性，对钢的耐磨性也有益，但钼价格昂贵，只能有限使用，因此，将钼含量控制在0.25～0.45％。

硅：硅有提高高温强度的作用，但恶化钢的韧性，降低钢的冲击韧性，宜尽量低些，将铸钢轧辊中硅含量控制在0.17～0.44％。

钒和氮：铸钢轧辊中加入适量钒氮合金，可以显著细化轧辊组织，提高轧辊强度和韧性，钒氮合金价格较高，加入量过多，将增加轧辊生产成本，合适的钒加入量为0.03～0.08％，合适的氮加入量为0.01～0.03％。

铌和钛：铌、钛是强碳化物形成元素，加入钢水中，易形成熔点高、颗粒细小且均匀分布于钢液中的TiC、NbC等化合物，它们可作为初生奥氏体结晶核心，促进凝固组织的细化和元素偏析的减轻，还有利于较少轧辊中的魏氏组织，提高轧辊韧性和抗热疲劳性能，促进轧辊使用寿命的延长，但加入量过多，TiC、NbC易粗化，反而降低轧辊的韧性，合适的铌加入量为0.04～0.10％，合适的钛加入量为0.04～0.10％。

镧和铈：由于轧辊的疲劳裂纹是由疲劳裂纹核心不断扩展，并相互连接而成，疲劳裂纹核心常产生于应力集中部位。就材料本身而言，非金属夹杂、气孔、空洞、微裂纹等缺陷，往往是裂纹核心形成之处。铸钢轧辊中加入适量镧和铈，由于镧和铈的净化作用，使铸造缺陷减少，非金属夹杂的数量大大下降，夹杂物的圆度增加，从而使可能产生应力集中的部位减少，裂纹核心形成的几率下降，导致含镧和铈的铸钢轧辊疲劳裂纹萌生和裂纹扩展滞后。另外，热疲劳扩展过程是机械疲劳损伤与氧化腐蚀联合作用的结果，而晶界的局部氧化对裂纹的产生与扩展起重要作用，因此材料抗氧化能力是影晌热疲劳抗力的重要因素之一，当室温疲劳极限相同时，则材料的抗氧化能力是热疲劳抗力的决定因素，由于镧和铈加入铸钢轧辊中，使轧辊的抗氧化能力提高，因而也有利于抗热疲劳性能提高。但镧、铈加入量过低，使铸钢轧辊中夹杂物数量增加，反而损害轧辊的强度和韧性，合适的镧加入量为0.02～0.08％，合适的钇加入量为0.02～0.08％，且0.06％≤La+Ce≤0.12％。

铝：铝具有很好的脱氧效果，另外，铸钢轧辊中加入适量铝，可与钢中的氮、氧反应，生成弥散的AlN、Al2O3等非金属夹杂物充当外来晶核，加速辊芯等轴晶的形成和扩大等轴晶带，有利于提高辊芯强度和韧性，防止轧辊使用中出现断辊事故，加入量过多，含铝夹杂物增多，反而损耗轧辊的强度和韧性，合适的加入量宜控制在0.03～0.08％。

钙：钙与氧有很大的亲合力，钙的脱氧能力很强，钙对钢水有很好的除气效果。钙还对铸钢中夹杂物的变质具有显著作用，加入适量钙可将合金铸钢轧辊中的长条状硫化物夹杂转变为球状的CaS或(Ca，Mn)S夹杂，适量钙还显著降低硫在晶界的偏聚，钙对降低合金铸钢轧辊脆性和提高合金铸钢轧辊铸造时抗热裂性是十分有益的。但加入过多的钙将使合金铸钢轧辊中夹杂物增多，对合金铸钢轧辊韧性的提高不利，合适的钙加入量为0.005～0.015％。

硼：硼为表面活性元素，在钢的结晶过程中，容易富集在结晶前沿，阻止晶粒长大；另一方面，硼元素的化学性质活泼，易与钢中的氮作用，生成高熔点硼氮化合物，并在钢液中形成后自由长大，当钢液开始结晶时，高熔点硼氮化合物又可作为结晶核心，从而阻止了夹杂物的进一步生长，使夹杂物以球状或类球状均匀弥散地分布在晶内，消除了沿晶界聚集分布而对钢的危害。但加入量过多，易使钢发生硼脆，反而降低轧辊的强度和韧性，合适的硼加入量为0.002～0.006％。

碲：碲是一种非金属材料，由于碲的熔点低，只有452℃，原子半径大，达0.1432nm，在钢水中被排挤在原子集团及相界面上，形成表面吸附，碲溶于钢水后，增大液相线斜率，减小偏析系数，显著降低液相线温度，加大成分过冷，使晶体长大发生困难，甚至可能产生局部熔化，阻碍了已有晶粒的长大，而在界面前沿成分过冷度大的地方产生新的晶核，从而抑制了柱状晶长大，有利于得到细小的等轴晶，从而可减轻甚至消除铸钢轧辊开裂缺陷，此外，加入适量碲还可提高轧辊硬度，改善轧辊耐磨性，但加入量过多，轧辊铸态硬度过高，加工性能差，因此合适的碲加入量为0.003～0.015％。

硫和磷：硫和磷均是有害元素，降低合金轧辊中的磷含量，是提高抗拉强度的有效途径；硫不仅与钢中合金元素锰形成MnS夹杂，影响合金钢的强度和韧性，而且在高温下，易与铁形成FeS，导致热脆，钢中硫含量每下降0.001％，延伸率可提高0.25％左右，因此应严格控制铸钢轧辊中硫、磷含量，本发明轧辊将硫、磷含量控制在0.03％以下。

实施例1：

铸钢轧辊采用5吨电弧炉熔炼，轧辊辊身尺寸：φ490mm×1500mm；辊颈：φ260mm×580mm；总长：L＝2660mm。其制造工艺步骤是：

A)将普通废钢装入电弧炉内加热熔化，钢水熔清后加入钼铁；钢水熔清8分钟后分析C、Mn、Si、S、P、Mo等元素；

B)钢水温度达到1540℃时，吹氧、脱碳，当温度达到1570℃时除渣，随即加入锰铁和铬铁，并加入碳粉，紧闭炉门10min后充分搅拌，取样分析C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo等元素，炉前调整成分合格后将温度升至1592℃，依次加入Si—Ca合金、铝、钒氮合金、铌铁和钛铁，而后出炉；

C)将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至粒度为12～18mm的小块，经180℃烘干1h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理；

D)请结合附图，轧辊辊身采用铸铁冷型(6)敷砂工艺，敷砂层(7)厚度12mm，底箱(10)、盖箱和冒口箱(3)均用砂型，并采用底注式浇注系统浇注轧辊，钢水由浇口杯(1)浇入，经浇注管(2)流入铸型底箱(10)，钢水由下辊颈(9)、辊身(8)、上辊颈(5)和冒口(4)，实现顺序凝固，下辊颈和辊身用涂料选用以锆英粉为骨料，上辊颈选用以石英为骨料并配以粘土、糖浆、膨润土和水，按一定比例配制而成。钢水浇注温度1470℃；

E)铸钢轧辊浇注24h后拆箱，并将轧辊置于保温坑内缓慢冷却至室温，切割浇冒口，清理残根、飞边、毛刺，然后进行粗加工；

F)将粗加工后的轧辊重新加热至880℃，保温12h后空冷正火，随后将轧辊继续加热至620℃，保温20h后，炉冷至温度低于120℃后空冷，最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例的合金铸钢轧辊的化学成分见表1，合金铸钢轧辊的力学性能见表2。

表1 合金铸钢轧辊化学成分

元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti
元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti	成分	0.71	1.18	1.02	0.27	0.43	0.035	0.012	0.09	0.04
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.71	1.18	1.02	0.27	0.43	0.035	0.012	0.09	0.04
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.03	0.08	0.04	0.014	0.003	0.007	0.014	0.025	余量

表2 合金铸钢轧辊力学性能

抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD
抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD	1210.7	17.6	24.7	45.3

实施例2：

铸钢轧辊采用10吨电弧炉熔炼，轧辊辊身尺寸：φ680mm×1800mm；辊颈：φ300mm×650mm；总长：L＝3100mm。其制造工艺步骤是：

A)将普通废钢装入电弧炉内加热熔化，钢水熔清后加入钼铁；钢水熔清10分钟后分析C、Mn、Si、S、P、Mo等元素；

B)钢水温度达到1548℃时，吹氧、脱碳，当温度达到1579℃时除渣，随即加入锰铁和铬铁，并加入碳粉，紧闭炉门12min后充分搅拌，取样分析C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo等元素，炉前调整成分合格后将温度升至1596℃，依次加入Si—Ca合金、铝、钒氮合金、铌铁和钛铁，而后出炉；

C)将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至粒度为12～18mm的小块，经150℃烘干2h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理；

D)请见附图，轧辊辊身采用铸铁冷型(6)敷砂工艺，敷砂层(7)厚度15mm，底箱(10)、盖箱和冒口箱(3)均用砂型，并采用底注式浇注系统浇注轧辊，钢水由浇口杯(1)浇入，经浇注管(2)流入铸型底箱(10)，钢水由下辊颈(9)、辊身(8)、上辊颈(5)和冒口(4)，实现顺序凝固，下辊颈和辊身用涂料选用以锆英粉为骨料，上辊颈选用以石英为骨料并配以粘土、糖浆、膨润土和水，按一定比例配制而成。钢水浇注温度1455℃；

E)铸钢轧辊浇注72h后拆箱，并将轧辊置于保温坑内缓慢冷却至室温，切割浇冒口，清理残根、飞边、毛刺，然后进行粗加工；

F)将粗加工后的轧辊重新加热至920℃，保温10h后空冷正火，随后将轧辊继续加热至650℃，保温20h后，炉冷至温度低于120℃后空冷，最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例的合金铸钢轧辊的化学成分见表3，合金铸钢轧辊的力学性能见表4。

表3 合金铸钢轧辊化学成分

元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti
元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti	成分	0.85	0.92	1.15	0.44	0.18	0.078	0.030	0.05	0.10
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.85	0.92	1.15	0.44	0.18	0.078	0.030	0.05	0.10
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.08	0.02	0.07	0.006	0.004	0.014	0.011	0.026	余量

表4 合金铸钢轧辊力学性能

抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD
抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD	1274.5	15.3	22.6	47.8

实施例3：

铸钢轧辊采用5吨电弧炉熔炼，轧辊辊身尺寸：φ545mm×1500mm；辊颈：φ300mm×530mm；总长：L＝2560mm。其制造工艺步骤是：

A)将普通废钢装入电弧炉内加热熔化，钢水熔清后加入钼铁；钢水熔清4分钟后分析C、Mn、Si、S、P、Mo等元素；

B)钢水温度达到1531℃时，吹氧、脱碳，当温度达到1564℃时除渣，随即加入锰铁和铬铁，并加入碳粉，紧闭炉门7分钟后充分搅拌，取样分析C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo等元素，炉前调整成分合格后将温度升至1586℃，依次加入Si—Ca合金、铝、钒氮合金、铌铁和钛铁，而后出炉；

C)将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至粒度为12～18mm的小块，经200℃烘干1h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理；

D)请见附图，轧辊辊身采用铸铁冷型(6)敷砂工艺，敷砂层(7)厚度10mm，底箱(10)、盖箱和冒口箱(3)均用砂型，并采用底注式浇注系统浇注轧辊，钢水由浇口杯(1)浇入，经浇注管(2)流入铸型底箱(10)，钢水由下辊颈(9)、辊身(8)、上辊颈(5)和冒口(4)，实现顺序凝固，下辊颈和辊身用涂料选用以锆英粉为骨料，上辊颈选用以石英为骨料并配以粘土、糖浆、膨润土和水，按一定比例配制而成。钢水浇注温度1487℃；

E)铸钢轧辊浇注36h后拆箱，并将轧辊置于保温坑内缓慢冷却至室温，切割浇冒口，清理残根、飞边、毛刺，然后进行粗加工；

F)将粗加工后的轧辊重新加热至880℃，保温15h后空冷正火，随后将轧辊继续加热至620℃，保温25h后，炉冷至温度低于120℃后空冷，最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例的合金铸钢轧辊的化学成分见表5，合金铸钢轧辊的力学性能见表6。

表5 合金铸钢轧辊化学成分

元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti
元素	C	Mn	Cr	Mo	Si	V	N	Nb	Ti	成分	0.78	1.13	1.09	0.30	0.35	0.05	0.02	0.06	0.07
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.78	1.13	1.09	0.30	0.35	0.05	0.02	0.06	0.07
元素	La	Ce	Al	Ca	B	Te	S	P	Fe	成分	0.05	0.06	0.05	0.008	0.005	0.009	0.015	0.024	余量

表6 合金铸钢轧辊力学性能

抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD
抗拉强度，MPa	延伸率，％	冲击韧性，J/cm²	硬度，HSD	1244.0	16.3	24.1	46.8

本发明轧辊具有较高的硬度、强度和韧性，且硬度均匀性好，辊面硬度差小于2.5HSD，本发明轧辊还具有良好的抗热疲劳性能，已成功应用于热轧型材轧机和热轧带钢轧机上。本发明轧辊磨损均匀，使用中无开裂、剥落和断辊现象出现，使用寿命比70Mn2铸钢轧辊提高50～80％，且提高了轧钢产量和质量。使用本发明轧辊可提高轧机作业率，减轻工人劳动强度，降低轧材生产成本，具有显著的经济和社会效益。

Claims

1、一种合金铸钢轧辊，其特征在于轧辊的化学组成成分及质量百分比为：0.70～0.85％的C，0.90～1.20％的Mn，1.02～1.16％的Cr，0.25～0.45％的Mo，0.17～0.44％的Si，0.03～0.08％的V，0.01～0.03％的N，0.04～0.10％的Nb，0.04～0.10％的Ti，0.02～0.08％的La，0.02～0.08％的Ce，0.03～0.08％的Al，0.005～0.015％的Ca，0.002～0.006％的B，0.003～0.015％的Te，<0.03％的S，<0.03％的P，其余为Fe，其中0.06％≤La+Ce≤0.12％。

2、一种如权利要求1所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

3、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤A)中所述的钢水熔清后进行元素分析是指待钢水熔清3-10min后对元素分析。

4、根据权利要求2或3所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤A)中所述的元素分析是指对C、Mn、Si、S、P和Mo元素分析。

5、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的紧闭炉门搅拌为：紧闭炉门5-15min后搅拌。

6、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的取样分析是对钢水中的C、Mn、Si、S、P、Cr和Mo元素分析。

7、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤C)中所述的将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至小块是指将镧铈混合稀土、硼铁和碲破碎至粒度为12～18mm的小块。

8、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤C)中所述的烘干的烘干温度为150～200℃，烘干时间为1-2h。

9、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤D)中所述的控制敷砂层厚度是将厚度控制为10-15mm。

10、根据权利要求2所述的合金铸钢轧辊的制备方法，其特征在于步骤E)中所述的冷却为缓慢冷却。