CN103667664A - 一种冷轧工作辊盐浴淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧辊淬火方法，具体为一种冷轧工作辊盐浴淬火方法，解决了现有冷轧辊盐浴淬火技术因无有效防护措施易导致辊颈局部应力过大、硬度不均并发生断裂的问题。一种冷轧工作辊盐浴淬火方法，首先对冷轧辊盐浴加热时，冷轧辊辊身边缘处至同侧辊颈端面不入盐浴加热，其余辊身部分与另一侧辊颈盐浴加热；保温足够时间后，经盐浴加热的辊颈不入水冷却，冷轧工作辊其余部分入水冷却；冷却一定时间后，全部浸入淬火油冷却至室温。本发明对冷轧工作辊盐浴淬火无需增加隔热防护层予以防护，冷轧辊辊身表面工作层硬度58～62HRC，辊身硬度梯度小，辊颈部位保持相对低的硬度和韧性，避免了冷轧辊辊颈断裂，使用寿命提高。

Description

一种冷轧工作辊盐浴淬火方法

技术领域    

    本发明涉及一种轧辊淬火方法，具体为一种冷轧工作辊盐浴淬火方法。

背景技术    

轧辊的质量和使用寿命,直接关系到轧制的生产效率、产品质量及生产成本。冷轧工作辊辊身表面要求高而均匀的硬度，以承受较大的轧制压力并获得良好的耐磨性能，从而在保证轧材表面质量的基础上，获得良好的使用寿命；冷轧工作辊辊面的淬硬深度和硬度梯度要求很高，而辊颈部分硬度则要求较低，以获取良好的韧性和抗弯曲、扭转、剪切性能，避免发生辊面剥落和辊颈断裂非正常失效。 淬火工艺是关系冷轧辊最终使用性能的关键环节。

高频或中频等感应加热方式更适合大型支撑辊或热轧辊的局部加热淬火，如果利用感应加热方式对冷轧工作轧辊进行淬火，因辊身较长，需要借助专门的传动装置来实现，工艺参数难于控制；且冷却时无法实现水淬油冷造成辊面淬硬层深度不够，硬度梯度太陡而表层剥落。实际生产中，对冷轧工作辊进行整体盐浴淬火的工艺仍被广泛应用。为获得理想的辊身硬度，轧辊加热后需要在冷却介质中停留较长时间，这将使辊颈部位硬度过高，残余应力过大，直接导致冷轧工作辊在后续加工或使用中发生辊颈脆性断裂。

成品冷轧工作辊的辊颈不要求有过高的硬度，以保证其足够的韧性，为此在冷轧工作辊淬火前需对轧辊进行调质处理，并在对冷轧辊进行盐浴加热和淬火冷却时，对辊颈增加隔热防护层予以防护，降低辊颈硬度。但实际应用中，由于辊颈隔热防护层在盐浴加热后水冷时极易爆炸脱落，无法起到很好的防护效果，造成辊颈局部淬火硬度过高，并最终导致冷轧辊辊颈断裂的问题经常发生。 

发明内容    

本发明旨在提出一种冷轧工作辊盐浴淬火方法，以解决现有技术中隔热防护层无法对轧辊辊颈部位进行有效防护问题，避免由此引发的轧辊辊颈裂纹甚至断裂。

为实现上述目的，本发明提供一种冷轧工作辊盐浴淬火方法，其关键技术在于冷轧工作辊的盐浴加热方式和出炉冷却方法，本发明特征在于，包括以下步骤：

 步骤一，将冷轧工作辊垂直置于盐浴炉中加热，冷轧工作辊一侧辊颈及相邻部分辊身置于空气中，其余辊身部分及另一侧辊颈在盐浴中加热并保温足够时间；

步骤二，将冷轧工作辊从盐浴炉中取出并倒置，垂直入水冷却足够时间，经盐浴加热的辊颈不入水冷却；

步骤三，将冷轧工作辊从冷却水中取出，全部浸入淬火油冷却至室温。

进一步地，所述步骤一中，盐浴炉加热温度为实际淬火温度，升温速度大于50℃/h，保温时间按辊身有效直径乘以20s/mm计算。

进一步地，所述步骤一中，冷轧工作辊部分辊身置于空气中的长度为30～50mm，这部分辊身通过轧辊内部热传导获得热量，达到奥氏体化温度；置于空气中的辊颈未达到奥氏体化温度，保持原组织状态。

进一步地，所述步骤二中，冷轧工作辊未经盐浴加热的一侧与辊身共同入水冷却时，冷轧工作辊在冷却水槽中不断旋转和充分移动，避免冷却水局部升温过快并气化而影响淬火效果。

进一步地，所述步骤二和步骤三中，冷轧工作辊未经盐浴加热的一侧与辊身共同入水冷却的时间为3～5min，将冷轧工作辊从冷却水中取出时，辊身表面温度不超过200℃。

本发明的有益技术效果在于：

与现有技术相比，本发明对冷轧工作辊盐浴淬火时，无需在冷轧辊上增加隔热防护层予以防护，减少工序提高了生产效率。

本发明采用辊颈部位“入盐加热不入水淬、入水淬不入盐加热”的方法，保证辊身高硬度和两端辊颈低硬度的稳定配合，避免辊颈脆性断裂的发生。

本发明冷轧工作辊辊身组织主要为淬火马氏体组织，整体淬透全硬化，工作层硬度可达58～62HRC，辊身表面至中心硬度梯度小于5HRC，保持了冷轧工作辊辊身高硬度、足够的淬硬层深度、高耐磨性和断裂韧性等性能要求，能满足大负荷冷轧机工况条件。

附图说明

图1为冷轧工作辊置于盐浴炉加热方式示意图；

图2为冷轧工作辊置于冷却水冷却方式示意图； 

图3为冷轧工作辊置于淬火油冷却方式示意图。

其中，附图标记：

1—盐，2—水，3—淬火油，4—入水淬不入盐加热的辊颈，5—入水淬不入盐加热的辊身边缘30～50mm部分，6—入盐加热且入水淬的辊身，7—入盐加热不入水淬的辊颈。

具体实施方式    

实施例1

冷轧工作辊辊身尺寸Φ220×1200mm、材质MC3钢、调质态，按图1将冷轧工作辊垂直置于盐浴炉中加热，冷轧工作辊一侧辊颈部位4及相邻部分辊身5置于空气中，其余辊身部分6及另一侧辊颈7在盐浴中加热并保温，盐浴炉的最终加热温度为870℃，升温速度80℃/h，保温时间73min；将冷轧工作辊从盐浴炉中取出并倒置，按图2垂直入水冷却5min，并在冷却水槽中不断旋转和充分移动，经盐浴加热的辊颈部位7不入水冷却；将冷轧工作辊从冷却水中取出时，冷轧工作辊辊身部位5、6表面温度170℃，按图3将轧辊部位4～7全部浸入淬火油冷却至室温。

实施例2

冷轧工作辊辊身尺寸Φ120×1000mm、材质9Cr2Mo钢、调质态，按图1将冷轧工作辊垂直置于盐浴炉中加热，冷轧工作辊一侧辊颈部位4及相邻部分辊身5置于空气中，其余辊身部分6及另一侧辊颈7在盐浴中加热并保温，盐浴炉的最终加热温度为870℃，升温速度100℃/h，保温时间40min；将冷轧工作辊从盐浴炉中取出并倒置，按图2垂直入水冷却3min，并在冷却水槽中不断旋转和充分移动，经盐浴加热的辊颈部位7不入水冷却；将冷轧工作辊从冷却水中取出时，冷轧工作辊辊身部位5、6表面温度180℃，按图3将轧辊部位4～7全部浸入淬火油冷却至室温。

以上所述实施例并不用于限制本发明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种冷轧工作辊盐浴淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将冷轧工作辊垂直置于盐浴炉中加热，冷轧工作辊一侧辊颈及相邻部分辊身置于空气中，其余辊身部分及另一侧辊颈在盐浴中加热并保温足够时间；

步骤二，将冷轧工作辊从盐浴炉中取出并倒置，垂直入水冷却足够时间，经盐浴加热的辊颈不入水冷却；

步骤三，将冷轧工作辊从冷却水中取出，全部浸入淬火油冷却至室温。

2.如权利要求1所述步骤一中， 盐浴炉加热温度为实际淬火温度，升温速度大于50℃/h，保温时间按冷轧工作辊辊身有效直径乘以20s/mm计算。

3.如权利要求1所述步骤一中，冷轧工作辊部分辊身置于空气中的长度为30～50mm，这部分辊身通过轧辊内部热传导获得热量，达到奥氏体化温度；置于空气中的辊颈未达到奥氏体化温度，保持原组织状态。

4.如权利要求1所述步骤二中，冷轧工作辊未经盐浴加热的一侧与辊身共同入水冷却时，冷轧工作辊在冷却水槽中不断旋转和充分移动，避免冷却水局部升温过快并气化而影响淬火效果。

5.如权利要求1所述步骤二和步骤三中，冷轧工作辊未经盐浴加热的一侧与辊身共同入水冷却的时间为3～5min，将冷轧工作辊从冷却水中取出时，辊身表面温度不超过200℃。

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