CN102321795A - 辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法，主要包括将轧辊进行预热处理前，在轧辊靠近辊颈的辊身硬度要求低的部位包裹陶瓷纤维，然后进行预热处理、差温热处理和淬火处理，在进行回火前，拆除轧辊两端部的陶瓷纤维，再将轧辊放入低温回火炉中进行回火处理的步骤。采用本发明的热处理方法，可以满足轧辊辊身存在阶梯硬度的技术要求。

Description

辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法

技术领域

本发明涉及轧钢制造领域，具体地说是制造高铬铁轧辊时，当辊身硬度要求存在梯度情况下的一种热处理方法。

背景技术

轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件，轧辊主要包括辊身和与辊身两端部连接于一体的辊颈，轧辊质量直接影响轧机的生产作业率以及轧材的产量、质量和生产成本。高铬铁中由于含有高硬度的M7C3型碳化物，且碳化物呈块状分布于基体中，使基体连续性增强，因此高铬铁具有良好的韧性和耐磨性，应用于制造轧辊具有良好的效果。轧辊的生产过程必须经过热处理过程，才能控制轧辊的硬度。热处理通常包括快速加热、淬火、回火等工艺过程，热处理过程中采用均是整个轧辊整体进行预热、加热和淬火的过程，因此经过热处理的轧辊其辊身都具有同一个硬度。然而针对改进型的高铬铁轧辊由于使用环境的需求，其辊身的硬度也有特殊的要求，例如改进型的高铬铁轧辊TLU60060其辊身中部的硬度要求在70-75HSD之间，而辊身两端部，也即辊身靠近辊颈的部位则要求比辊身中部硬度低5HSD。此类特殊要求轧辊应用于中板轧机用中间辊。

中国专利ZL200610012855.1公开了一种高速钢冷轧辊端部热处理方法，是在现有高速钢冷轧辊加工工艺过程中，在硝盐炉冷却后与硝盐炉回火之前将轧辊端部转入盐浴炉快速加热并置入硝盐炉然后冷却到室温的热处理方法。这种方法主要是解决轧辊端部开裂的热处理方法，并不能解决轧辊辊身存在阶梯硬度需求的问题。

发明内容

本发明为解决的技术问题时提供一种能够解决高铬铁轧辊辊身存在阶梯硬度需求的热处理方法，以满足使用需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法，包括在预热炉中预热、在差温炉中进行快速加热、冷却、回火的工序，包括以下步骤：

a.首先对需要进行热处理的轧辊的辊身进行包扎处理，将耐高温软带紧密包裹在轧辊辊身硬度要求低的部位；

b.将包裹好的轧辊放入预热炉内进行整体预热处理；

c.将经过步骤b预热处理后的轧辊放入差温炉中对轧辊辊身进行快速加热，使辊身未包扎部位达到淬火温度，并保温；

d.将步骤c加热后的轧辊放置到冷却机进行按冷却速度进行吹风控制冷却；

e.冷却处理完成后，将包裹在轧辊辊身上的耐高温软带拆除，然后将轧辊放入低温回火炉中进行两次回火处理；

f.在第二次回火结束后，空冷至室温，然后对轧辊不同硬度要求的部位进行磨抛、并检测各部位硬度；

g.根据步骤f中的硬度检测结果，调整回火温度和轧辊在低温回火炉中的放置位置，再进行第三次回火处理；

h.第三次回火结束后空冷至室温，再次检测各部位硬度，如不符合工艺要求，则重新回火，如合格则转入下道工序。

本发明的改进在于：所述步骤a中的耐高温软带为陶瓷纤维，陶瓷纤维的厚度为20mm，包裹区域与硬度要求低的部位等宽。

本发明所述高铬铁的具体热处理工艺为：所述轧辊辊身中部的硬度要求为70～75HSD，轧辊辊身两端部的硬度要求低于中部5HSD；

所述步骤b中预热处理的预热温度为560～690℃，预热时间为8～45h；

所述步骤c中的加热温度为920～1210℃，加热时间为30～60分钟，保温时间为60～120分钟；

所述步骤e中的两次回火处理的第一次回火温度为450～520℃，回火保温时间为10～20h，然后空冷至100～180℃；第二次回火处理的温度为450～520℃，回火保温时间为10～20h，

所述步骤g中的调整轧辊在低温回火炉中的放置位置是指将硬度高的轧辊放置在低温回火炉中其它轧辊的上面。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明在热处理进行前，采用在轧辊辊身硬度要求低的部位捆扎陶瓷纤维，在经过本发明所述的热处理方法后，使得轧辊辊身的硬度满足辊身包裹陶瓷纤维的部位低于辊身其他部位的要求。陶瓷纤维具有耐高温、导热系数低、抗热震、低热容等优点，利用其优良的高温绝缘性能用作耐高温软带，包裹在轧辊辊身的两端部，可大大提高热处理过程中硬度的可控性。陶瓷纤维的厚度选择为20mm时，只需在轧辊辊身两端部包裹一周，再结合将各步骤中采用的温度和时间参数进行合理调整，便可实现轧辊辊身端部的硬度低于辊身中部硬度5HSD的要求，减少了包扎时间，提高了工作效率。采用12#或14#铁丝对陶瓷纤维进行固定，可以有效保证陶瓷纤维在热处理过程中包裹轧辊端部的牢固性，防止在热处理过程中掉落，影响硬度指标。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明的热处理工艺应用于改进型高铬铁轧辊TLU60060R-Z0201F，其主要成分为：

成分	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	V	Fe
											数量	2.3-2.6	0.7-0.9	0.7-1.1	0-0.06	0-0.04	15-17	0.8-1.1	1.0-1.4	0.2-0.5	余量

TLU60060R-Z0201F的辊身长度为1950mm，辊身两端部为辊身边缘至距辊身边缘150mm的宽度范围。要求其辊身中部的硬度为75HSD，辊身两端部的硬度要求低于辊身中部的硬度5HSD，即辊身两端部的硬度为70HSD。

根据上述使用需求，其具体的热处理工艺过程如下：

a.首先裁剪厚度为20mm的陶瓷纤维，宽度为150mm，长度为高铬铁轧辊的一个周长，即以满足将陶瓷纤维包裹在辊身端部一周为标准。采用14#铁丝将陶瓷纤维固定在轧辊辊身两端部，对TLU60060R-Z0201F高铬铁轧辊的两端部进行包裹处理。轧辊辊身的中部裸露。

b.将包裹好的轧辊放入煤气预热炉内进行预热处理，预热温度为670℃，预热时间为10h。

由于预热温度较低，且预热时间较长，预热后轧辊辊身中部的温度与包裹有陶瓷纤维的辊身端部的温度相差较少。

c.将经过步骤b预热后的轧辊放入差温炉中对轧辊辊身进行快速加热，是辊身中部部位达到淬火温度；本实施例中差温热处理的加热温度为960℃，加热时间为30分钟，保温时间为60分钟。

此步骤中由于差温热处理的温度较高，并且加热时间较短，因此辊身中部的温度与包裹有陶瓷纤维的辊身两端部的温度出现了较大差异，为后续工艺过程提供基础。在本实施例中差温热处理后轧辊辊身中部的温度为930℃，轧辊两端包裹有陶瓷纤维的温度为900℃。

d.将步骤c加热后的轧辊放置到冷却机进行按冷却速度进行吹风控制冷却；

淬火工艺可使轧辊获得较高的硬度，进一步提高轧辊的强度、韧性及疲劳强度。

e.淬火处理完成后，将包裹在轧辊辊身两端部的陶瓷纤维拆除，然后将轧辊放入低温回火炉中进行两次回火处理；第一次回火温度为460℃，回火保温时间为10h，然后进行空冷至180℃；第二次回火处理，回火温度为470℃，回火保温时间为15h，再进行空冷；

f.在第二次回火结束后，空冷至室温，然后对轧辊的中部和两端部进行磨抛处理，并检测中部和两端部磨抛处的硬度。本实施例经过上述步骤处理后，检测到辊身中部的硬度为80HSD，包裹有陶瓷纤维的辊身两端部硬度分别为70.1HSD和69.9HSD。

g.根据步骤f中的硬度检测结果，调整高铬铁轧辊在低温回火炉中的放置位置，由于此时轧辊辊身端部的硬度比辊身中部的硬度低大约10HSD，相差较多，因此将轧辊由低温回火炉中的外垛下层调整到外垛上层，再进行第三段回火处理，回火温度为500℃，回火保温时间为20小时。

h.第三次回火结束后，将轧辊空冷至室温，再次检测空冷后轧辊各部位的硬度。延续上例，检测到辊身中部的硬度为72HSD，辊身两端部硬度均为67HSD，辊身中部的硬度高于辊身两端部的硬度5HSD，符合工艺要求。

Claims (3)

1.辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法，包括在预热炉中预热、在差温炉中进行快速加热、冷却、回火的工序，其特征在于包括以下步骤：

a.首先对需要进行热处理的轧辊的辊身进行包扎处理，将耐高温软带紧密包裹在轧辊辊身硬度要求低的部位；

b.将包裹好的轧辊放入预热炉内进行整体预热处理；

c.将经过步骤b预热处理后的轧辊放入差温炉中对轧辊辊身进行快速加热，使辊身未包扎部位达到淬火温度，并保温；

d.将步骤c加热后的轧辊放置到冷却机进行按冷却速度进行吹风控制冷却；

e.冷却处理完成后，将包裹在轧辊辊身上的耐高温软带拆除，然后将轧辊放入低温回火炉中进行两次回火处理；

f.在第二次回火结束后，空冷至室温，然后对轧辊不同硬度要求的部位进行磨抛、并检测各部位硬度；

g.根据步骤f中的硬度检测结果，调整回火温度和轧辊在低温回火炉中的放置位置，再进行第三次回火处理；

h.第三次回火结束后空冷至室温，再次检测各部位硬度，如不符合工艺要求，则重新回火，如合格则转入下道工序。

2.根据权利要求1所述的辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法，其特征在于：所述步骤a中的耐高温软带为陶瓷纤维，陶瓷纤维的厚度为20mm，包裹区域与硬度要求低的部位等宽。

3.根据权利要求2所述的辊身上要求阶梯硬度的高铬铁轧辊的热处理方法，其特征在于：所述轧辊辊身中部的硬度要求为70～75HSD，轧辊辊身两端部的硬度要求低于中部5HSD，

所述步骤b中预热处理的预热温度为560～690℃，预热时间为8～45h；

所述步骤c中的加热温度为920～1210℃，加热时间为30～60分钟，保温时间为60～120分钟；

所述步骤e中的两次回火处理的第一次回火温度为450～520℃，回火保温时间为10～20h，然后空冷至100～180℃；第二次回火处理的温度为450～520℃，回火保温时间为10～20h，

所述步骤g中的调整轧辊在低温回火炉中的放置位置是指将硬度高的轧辊放置在低温回火炉中其它轧辊的上面。