CN102618710A - 将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法 - Google Patents

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郑明利
曲力
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Abstract

本发明提供一种将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法，其要点是：首先采用退火工艺；其次对退火后的报废冷轧辊进行机械加工成辊坯；再次调质处理，将辊坯放入炉温为400℃的台车炉，热处理炉以50℃/h的加热速度加热至890±10℃，保温10小时；出炉，水冷至200-250℃；再放入炉温400℃的热处理炉里保温4小时，然后再升温至600℃时，保温20小时，炉冷；最终进行多次热处理。本发明的积极效果是，它将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊，缩短了冷轧辊的制做周期，降低企业的采购成本，并达到降低资源消耗，减少环境污染，实现循环经济的目的。

Description

将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法
技术领域
本发明属于冶金冷轧辊的制造方法，具体说是将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法。
背景技术
冷轧辊是黑色和有色冷轧机上最主要的消耗品之一，在轧制成本中占有相当大的比例。受轧机型号的限制，轧辊磨削至一定尺寸后或者轧制过程出现打滑、断带、粘钢、局部过载，造成辊身剥落等现象，就得提前报废，就不能再使用，给轧辊使用厂家造成极大的经济损失。随着现代化轧机向高速、高效、高质量发展，对冷轧辊要求日益严格，冷轧辊不仅要有较高的耐磨性、抗事故性，而且保证一定的淬硬层深度，致使冷轧辊材质和制造工艺不断发展。冷轧辊一般由高碳高合金钢锻造成辊坯，经过多次热处理达到辊身辊颈硬度和综合性能要求，制造过程复杂、难度大、周期长，成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法，以实现报废冷轧辊的循环使用。
将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法是：
1、采用退火工艺，具体是将报废冷轧辊放在炉温600℃±10℃的退火炉里，保温13小时后，炉冷。退火目的是消除辊身残余应力，软化组织便于随后的改制加工，退火后硬度在HSD55以下。
2、对退火后的报废冷轧辊进行机械加工成辊坯，辊坯的几何尺寸是，在目标轧辊（指使用本发明改制后的轧辊）的每个几何尺寸上多出6～7mm的余量，必要时对辊坯进行超声波探伤，以保证轧辊内部质量满足后续热处理和使用要求。
3、调质处理，将辊坯放入炉温400℃的台车炉，台车炉以50℃/h的加热速度加热至890±10℃，保温10小时，出炉，水冷至200-250℃，再放入炉温400℃的热处理炉里保温4小时，然后再升温至600℃时，保温20小时，最后炉冷。调质的目的是调整轧辊组织，彻底消除网状碳化物，获得索氏体组织或索氏体组织和均匀的颗粒状碳化物组织，提高轧辊的综合性能和安全性能。
4、最终热处理
首先将调质处理后的辊坯放在炉温350-400℃的台车炉中预热，预热时间为12个小时，以减少冷轧辊淬火应力；预热后转入双频淬火机床淬火，淬火温度为940-960℃，双频淬火机床移动速度0.7m/s，续冷时间50分钟。淬火时由于肌肤效应，热量集中在轧辊表面，使表层到心部形成一定梯度的温度场，在表层一定深度范围内发生组织转变，达到一定的淬硬层，使轧辊具有较高的表面硬度，从而增加耐磨性。然后在冷处理温度为-70℃下进行6-7小时（冷处理时间）的冷处理，使心部热量逐渐传导出来，避免淬硬层因返热而自回火。最后进行低温回火，台车炉炉温即回火温度100-180℃，保温即回火时间90-120小时。在此温度下长时间回火可以部分消除淬火应力，特别是降低过渡层的拉应力。同时调整辊身硬度达到技术要求，并使组织稳定保持高的表面残余压应力，成为目标轧辊。双工频感应淬火将感应淬火工艺提高到一个新的水平，采用双感应器进行加热，奥氏体化时间延长到10min，实现低温长时间奥氏体化条件， >800℃的奥氏体化层深达到50－70mm，加热温度梯度小，经过足够冷却强度的淬火之后获得高硬度，又避免表层过热，得到较高的淬火质量，保证淬硬度层内加热条件和淬火组织均匀一致，辊身表面硬度均匀，淬硬层内硬度降落小，过渡层硬度变化梯度≤2HS/mm，残余拉应力峰值明显减小，并推移到过渡层以内，产品的抗事故性能明显增强。
与现有技术相比，本发明的积极效果是，它将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊，缩短了冷轧辊的制做周期，降低企业的采购成本，并达到降低资源消耗，减少环境污染，实现循环经济的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
1、采用退火工艺，具体是将报废冷轧辊放在炉温600℃±10℃的退火炉里，保温13小时后，炉冷。
2、对退火后的报废冷轧辊进行机械加工成辊坯，辊坯的几何尺寸是，在目标轧辊（指使用本发明改制后的轧辊）的每个几何尺寸上多出6～7mm的余量，必要时对辊坯进行超声波探伤，以保证轧辊内部质量满足后续热处理和使用要求。
3、调质处理，将辊坯放入炉温400℃的台车炉，热处理炉以50℃/h的加热速度加热至890±10℃，保温10小时，出炉，水冷至200-250℃，再放入炉温400℃的热处理炉里保温4小时，然后再升温至600℃时，保温20小时，最后炉冷。
4、最终热处理
首先将调质处理后的辊坯放在炉温350-400℃的台车炉中预热，预热时间为12个小时，以减少冷轧辊淬火应力；预热后转入双频淬火机床淬火，淬火温度为940℃，双频淬火机床移动速度0.7m/s，续冷时间50分钟。淬火时由于肌肤效应，热量集中在轧辊表面，使表层到心部形成一定梯度的温度场，在表层一定深度范围内发生组织转变，达到一定的淬硬层，使轧辊具有较高的表面硬度，从而增加耐磨性。然后在-70℃下进行6小时的冷处理，使心部热量逐渐传导出来，避免淬硬层因返热而自回火。最后进行低温回火，台车炉炉温100-180℃，保温100小时。在此温度下长时间回火可以部分消除淬火应力，特别是降低过渡层的拉应力。同时调整辊身硬度达到技术要求，并使组织稳定保持高的表面残余压应力，成为目标轧辊。
其它实施例的制造方法与实施例1相同，不同部分如下：
合金元素 实施例1 实施例2 实施例3 实施4
C 0.86 0.89 0.84 0.88
Si 0.60 0.64 0.55 0.58
Mn 0.45 0.50 0.48 0.40
Cr 5.02 4.85 5.10 4.98
Mo 0.24 0.27 0.20 0.18
淬火温度℃ 940 940 960 950
回火温度℃ 160 150 130 120
回火时间h 100 90 120 100
冷处理温度℃ －70 －70 －90 －100
冷处理时间h 6 6 6 7
表面硬度HSD 90－92 92－94 94－97 95－98

Claims (2)

1.一种将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法，其特征是：
（1）采用退火工艺，具体是将报废冷轧辊放在炉温600℃±10℃的退火炉里，保温13小时后，炉冷；
（2）对退火后的报废冷轧辊进行机械加工成辊坯，辊坯的几何尺寸是，在目标轧辊的每个几何尺寸上多出6～7mm的余量；
（3）调质处理，将辊坯放入炉温为400℃的台车炉，热处理炉以50℃/h的加热速度加热至890±10℃，保温10小时；出炉，水冷至200-250℃；再放入炉温400℃的热处理炉里保温4小时，然后再升温至600℃时，保温20小时，最后炉冷；
（4）最终热处理
首先将调质处理后的辊坯放在炉温350-400℃的台车炉中预热，预热时间为12个小时；其次预热后转入双频淬火机床淬火，淬火温度为940-960℃，双频淬火机床移动速度0.7m/s，续冷时间50分钟；两次在冷处理温度为-70℃下进行6-7小时的冷处理；最后进行低温回火，台车炉炉温即回火温度为100-180℃，保温即回火时间90-120小时。
2.按照权利要求1所述的将报废冷轧辊改制成合格冷轧辊的方法，其特征是：在调质处理之前对辊坯进行超声波探伤。
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