CN104226919A - 一种周期轧管机轧辊的铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，包括以下步骤：①安装模具；②在模具的孔型内挂15-25mm耐高温型砂，将型砂摏结实，并刮出轧辊孔型圆弧，24-48小时阴干后再刷涂2-3mm锆银粉调配的涂料，然后进炉烘干；③为铁水配置化学成分，浇注后得到轧辊毛坯；④对轧辊毛坯粗加工，然后进行高温热处理；⑤在热处理后的毛坯轧辊下辊颈端面部位切片做拉伸和冲击试验，验证轧辊的抗拉强度及段轧韧性；⑥符合要求后对全辊轴向、径向进行探伤、检测金相工序，最后对轧辊和孔型精加工。本发明铸造的轧辊的锻轧韧性、耐磨性、抗热裂纹性能等综合性能，都有显著提高。

Description

一种周期轧管机轧辊的铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种周期轧管机轧辊的铸造工艺。 

背景技术

周期轧管机是轧制钢管外径最大达660mm、管壁最厚的无缝钢管轧机，该机轧制无缝钢管的最大特点是将钢管延伸轧制中各道次变形分阶段集中在同一轧槽中完成。因此，轧管机使用的轧辊孔型在辊身中部，且孔型呈垂度。孔槽孔型为一复杂的变断面曲线，孔型的最大最小比约为2，形似曲轴。所以对轧辊的要求不但要有很高的强度，锻轧韧性，耐磨性和抗热裂纹性能。另外，由于轧辊孔型的不同心，用平辊加工的垂度孔最宽最深处接近轧辊的心部，因钢水凝固结晶条件缓慢的关系，部分基体组织晶粒不细化并有疏松区存在，因此，轧制寿命比较差，锻轧作业时孔型内侧弧形部位容易产生细小的钢纤维小疙瘩，会直接影响钢管外圆的质量和轧制产量。目前周期轧管机所采用的轧辊，大都是AS60Ⅰ材质，因其碳含量低，合金含量少，所以轧辊的硬度低、锻轧韧性、耐磨性、抗热裂纹性能差。 

发明内容

本发明的目的是提供一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，提高轧辊的锻轧韧性、耐磨性、抗热裂纹性能等综合性能。 

实现本发明目的的技术方案是：一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，包括以下步骤： 

①、将四片外围相同但内腔槽不同的冷型模具按孔型次序用螺栓紧固，螺栓上螺母时在螺母的内侧安装木片垫圈，从而调节浇注时模具受高温膨胀后至冷却收缩时间段的胀力和缩力； 

②、在模具的孔型内挂15-25mm耐高温型砂，将型砂摏结实，并刮出轧辊孔型圆弧，24-48小时阴干后再刷涂2-3mm锆银粉调配的涂料，然后进炉烘干； 

③、为铁水配置化学成分，浇注后得到轧辊毛坯； 

④、对带槽铸造轧辊毛坯上下辊颈粗加工，单边留20-30MM加工余量，然后进行高温热处理； 

⑤、在热处理后的毛坯轧辊下辊颈端面部位切割厚度为50MM的圆片，加工成拉伸圆棒和冲击试块，做拉伸和冲击试验，以验证轧辊的抗拉强度及段轧韧性。 

⑥、符合要求后对全辊轴向、径向进行探伤、检测金相工序，最后对轧辊和孔型精 加工。 

所述步骤③中配置的化学成分为：C：0.5-0.7％；Si：0.3-0.8％；Mn：0.8-1.2％；Cr：1.5-2.5％；Ni：0.5-1.0％；Mo：0.5-1.0％；V：0.1-0.3％；P：≤0.03％；S：≤0.03％。 

所述步骤③的浇注采用采用底注工艺。 

所述步骤④中的高温热处理具体为：正火轧辊至950℃-980℃后吊出，然后搁置在喷淬机上以每分钟3-5转旋转，喷水量0.5-2.5吨，喷水压力0.8-2.5Kg，喷淬20-30分钟后停机半小时左右；按此循环多次，再调节水压、水量、雾状喷淬，测辊温至450-480℃，进炉回火至550-580℃，然后保温30-50小时，至常温出炉。 

所述喷淬机的主要喷淬部位为轧辊的孔型处。 

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明铸造的轧辊的锻轧韧性、耐磨性、抗热裂纹性能等综合性能，都有显著提高，轧辊经客户使用，切屑量下降25％，使用寿命提高，60-80％，周期轧管机用轧辊带槽浇注成功，为我国钢管轧辊研发生产和发展，又迈进了一大步。 

(2)本发明的浇注模具由四片外围相同内腔槽不同的冷型模具组合而成，浇注的轧辊在顺序凝固的原理作用下，最深处孔型处避免了组织疏松处域获得了较细化的基体组织。 

(3)本发明的轧辊毛坯粗开孔型，然后进行高温热处理，能够获得较细化的基体组织，基体组织为回火索氏体+少量弥散型粒状碳化物，辊面和孔槽的硬度46-51HSD，辊颈抗拉强度大于等于850Mpa。 

具体实施方式

(实施例1) 

本实施例的周期轧管机轧辊的带槽铸造工艺，包括以下步骤： 

①、将四片外围相同但内腔槽不同的冷型模具按孔型次序用螺栓紧固，螺栓上螺母时在螺母的内侧安装木片垫圈，从而调节浇注时模具受高温膨胀后至冷却收缩时间段的胀力和缩力。 

②、在模具的孔型内挂15-25mm耐高温型砂，将型砂摏结实，并刮出轧辊孔型圆弧，24-48小时阴干后再刷涂2-3mm锆银粉调配的涂料，然后进炉烘干。 

③、为铁水配置化学成分，浇注后得到轧辊毛坯。配置的化学成分为：C：0.5-0.7％；Si：0.3-0.8％；Mn：0.8-1.2％；Cr：1.5-2.5％；Ni：0.5-1.0％；Mo：0.5-1.0％；V：0.1-0.3％；P：≤0.03％；S：≤0.03％。浇注采用采用底注工艺。 

④、对带槽铸造轧辊毛坯上下辊颈粗加工，单边留20-30MM加工余量，然后进行 高温热处理。高温热处理具体为：正火轧辊至950℃-980℃后吊出，然后搁置在喷淬机上以每分钟3-5转旋转，喷水量0.5-2.5吨，喷水压力0.8-2.5Kg，喷淬20-30分钟后停机半小时左右；按此循环多次，再调节水压、水量、雾状喷淬，测辊温至450-480℃，进炉回火至550-580℃，然后保温30-50小时，至常温出炉。喷淬机的主要喷淬部位为轧辊的孔型处。 

⑤、在热处理后的毛坯轧辊下辊颈端面部位切割厚度为50MM的圆片，加工成拉伸圆棒和冲击试块，做拉伸和冲击试验，以验证轧辊的抗拉强度及段轧韧性。 

⑥、符合要求后对全辊轴向、径向进行探伤、检测金相工序，最后对轧辊和孔型精加工。 

本实施例的周期轧管机轧辊的带槽铸造工艺铸造的轧辊的检测数据显示：辊面和辊槽的硬度为46-51HSD，辊颈抗拉强度≥850Mpa，获得的基体组织为回火索氏体+少量弥散型粒状碳化物。轧辊的锻轧韧性、耐磨性、抗热裂纹性能等综合性能，都有显著提高。轧辊经客户使用，切屑量下降25％，使用寿命提高，60-80％，周期轧管机用轧辊带槽浇注成功，为我国钢管轧辊研发生产和发展，又迈进了一大步。 

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，其特征在于：包括以下步骤： 

①、将四片外围相同但内腔槽不同的冷型模具按孔型次序用螺栓紧固，螺栓上螺母时在螺母的内侧安装木片垫圈，从而调节浇注时模具受高温膨胀后至冷却收缩时间段的胀力和缩力； 

②、在模具的孔型内挂15-25mm耐高温型砂，将型砂摏结实，并刮出轧辊孔型圆弧，24-48小时阴干后再刷涂2-3mm锆银粉调配的涂料，然后进炉烘干； 

③、为铁水配置化学成分，浇注后得到轧辊毛坯； 

④、对带槽铸造轧辊毛坯上下辊颈粗加工，单边留20-30MM加工余量，然后进行高温热处理； 

⑤、在热处理后的毛坯轧辊下辊颈端面部位切割厚度为50MM的圆片，加工成拉伸圆棒和冲击试块，做拉伸和冲击试验，以验证轧辊的抗拉强度及段轧韧性。 

⑥、符合要求后对全辊轴向、径向进行探伤、检测金相工序，最后对轧辊和孔型精加工。 

2.根据权利要求1所述的一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，其特征在于：所述步骤③中配置的化学成分为：C：0.5-0.7％；Si：0.3-0.8％；Mn：0.8-1.2％；Cr：1.5-2.5％；Ni：0.5-1.0％；Mo：0.5-1.0％；V：0.1-0.3％；P：≤0.03％；S：≤0.03％。 

3.根据权利要求1所述的一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，其特征在于：所述步骤③的浇注采用采用底注工艺。 

4.根据权利要求1所述的一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，其特征在于：所述步骤④中的高温热处理具体为：正火轧辊至950℃-980℃后吊出，然后搁置在喷淬机上以每分钟3-5转旋转，喷水量0.5-2.5吨，喷水压力0.8-2.5Kg，喷淬20-30分钟后停机半小时左右；按此循环多次，再调节水压、水量、雾状喷淬，测辊温至450-480℃，进炉回火至550-580℃，然后保温30-50小时，至常温出炉。 

5.根据权利要求4所述的一种周期轧管机轧辊的铸造工艺，其特征在于：所述喷淬机的主要喷淬部位为轧辊的孔型处。