CN111519089B - 一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法，铸铁型钢轧辊的化学成分按重量百分比计为：C 3.00％～3.50％，Si 1.05％～1.65％，Mn 0.40％～0.80％，P＜0.10％，S＜0.03％，Ni 1.50％～2.00％，Cr 0.25％～0.65％，Mo 0.25％～0.65％；其余为Fe及不可避免的杂质；浇注前，对铁水进行一次球化、三次孕育处理，铸件开箱后进行退火处理，消除铸造应力。本发明所述铸铁型钢轧辊具有更高的耐磨性和抗热裂性，从而有效提高了轧辊的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及轧辊制造技术领域，尤其涉及一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法。
背景技术
由于轧制型钢的轧辊往往需要开较深的孔型，多数轧辊厂生产轧制大型铸铁型钢的轧辊时，多采用在冷型内壁挂砂，低合金铁水通过一次压力加镁球化后直接浇注的浇注方式，这样既可以保证最小的硬度落差，又可以避免轧辊在激冷的作用下产生断辊或裂纹。但是，由于合金含量少、铁水冷却速度慢，加上没有很好的孕育处理，往往导致轧辊石墨、碳化物粗大等缺点。
近几年来，有关于改进型无限冷硬合金铸铁轧辊的生产研制在国内外虽有报道，但在实际生产中一直没有得到实施及推广应用，目前，仍然缺少一种实施容易、既能够保证较高的产品合格率、又有优良轧制性能的大型型钢轧辊的铸造方法。
发明内容
本发明提供了一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法，通过合理选择化学成分及采用多次孕育的方式，使轧辊得到细小、密集、不连续的碳化物组织，采用快速冷却方式使轧辊在开孔型时的硬度落差更小，保证碳化物均匀一致，使轧辊具有更高的耐磨性和抗热裂性，从而有效提高了轧辊的使用寿命。
改进后具有更高的耐磨性和抗热裂性，
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法，包括：
1)铸铁型钢轧辊的化学成分按重量百分比计为：C 3.00％～3.50％，Si 1.05％～1.65％，Mn 0.40％～0.80％，P＜0.10％，S＜0.03％，Ni 1.50％～2.00％，Cr 0.25％～0.65％，Mo 0.25％～0.65％；其余为Fe及不可避免的杂质；
2)浇注前，对铁水进行一次球化、三次孕育处理，得到细小分散的碳化物组织；具体如下：
铁水出炉时，先在密封包包底加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡孕育剂，反应1～10分钟后扒净铁水渣，进行压力加镁球化处理，加镁量为铁水重量的0.05％～0.15％；压力加镁8～15分钟后扒净铁水渣，加入铁水重量0.1％～0.6％的硅铁进行铁水表面孕育处理，反应2～5分钟；
3)对模具进行加热，当型腔温度达到50℃～120℃时进行浇注；在浇注过程中随流加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡进行随流孕育；
4)铸件开箱后进行退火处理，消除铸造应力。
所述退火处理时，铸件先以＜10℃/h的升温速率升温至295℃～305℃，保温7h以上；再以＜15℃/h的升温速率升温至445℃～455℃，保温30h以上；然后以＜10℃/h的降温速率降温至辊温为150℃时开窑门，降温至辊温＜80℃时出窑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过合理选择化学成分及采用多次孕育的方式，使轧辊得到细小、密集、不连续的碳化物组织，采用快速冷却方式使轧辊在开孔型时的硬度落差更小，保证碳化物均匀一致，使轧辊具有更高的耐磨性和抗热裂性，从而有效提高了轧辊的使用寿命。
2)通过加入Cr元素，形成Cr的碳化物，以提高轧辊硬度，另外加入0.25％～0.65％的Mo元素，形成Mo2C固溶于基体中，有利于强化基体，提高轧辊的高温红硬性，从而增加轧辊的耐磨性。
3)在铸腔型温50℃～120℃之间进行浇注，既能够保证有足够的激冷作用，有利于获得均匀细小的组织，同时又能够防止铁水冷却速度过快导致的裂纹倾向。
4)为了保证轧辊有较高的强度、韧性、耐磨性、耐热性及机械冲击性，将铁水球化孕育过程设计为一次球化、三次孕育过程。
5)由于轧辊中加入了合金，铸件开箱后进行退火处理，以消除铸造应力。
附图说明
图1是本发明所述铸件退火时的温度曲线图。
图2是本发明所述铸铁型钢轧辊的石墨金相组织图一(辊身水口端，放大100倍)。
图3是本发明所述铸铁型钢轧辊的石墨金相组织图二(辊身冒口端，放大100倍。
图4是本发明所述铸铁型钢轧辊的碳化物金相组织图一(辊身水口端，放大100倍)。
图5是本发明所述铸铁型钢轧辊的碳化物金相组织图二(辊身冒口端，放大100倍。
具体实施方式
本发明所述一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法，包括：
1)铸铁型钢轧辊的化学成分按重量百分比计为：C 3.00％～3.50％，Si 1.05％～1.65％，Mn 0.40％～0.80％，P＜0.10％，S＜0.03％，Ni 1.50％～2.00％，Cr 0.25％～0.65％，Mo 0.25％～0.65％；其余为Fe及不可避免的杂质；
2)浇注前，对铁水进行一次球化、三次孕育处理，得到细小分散的碳化物组织；具体如下：
铁水出炉时，先在密封包包底加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡孕育剂，反应1～10分钟后扒净铁水渣，进行压力加镁球化处理，加镁量为铁水重量的0.05％～0.15％；压力加镁8～15分钟后扒净铁水渣，加入铁水重量0.1％～0.6％的硅铁进行铁水表面孕育处理，反应2～5分钟；
3)对模具进行加热，当型腔温度达到50℃～120℃时进行浇注；在浇注过程中随流加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡进行随流孕育；
4)铸件开箱后进行退火处理，消除铸造应力。
如图1所示，所述退火处理时，铸件先以＜10℃/h的升温速率升温至295℃～305℃，保温7h以上；再以＜15℃/h的升温速率升温至445℃～455℃，保温30h以上；然后以＜10℃/h的降温速率降温至辊温为150℃时开窑门，降温至辊温＜80℃时出窑。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
某企业型钢生产线生产一种民用球扁钢，生产该产品时的最大特点是轧制力大、轧制温度高，同时对钢坯表面质量要求较高。轧辊供应单位提供的铬半冷硬合金铸铁轧辊在轧制120根球扁钢后轧辊表面粗糙严重，无法满足轧制要求，需要重新换辊才能继续轧制。这种情况大大消耗了型钢生产线的轧制时间，频繁的换辊也增加了工人的劳动强度。因此，决定针对轧辊进行技术攻关。
本实施例中，采用改进型无限冷硬合金生产铸铁型钢轧辊，铸造方法如下：
用于生产铸铁型钢轧辊的改进型无限冷硬合金的化学成分按重量百分比计为：C3.24％，Si 1.37％，Mn 0.48％，P 0.024％，S 0.017％，Ni 1.64％，Cr 0.43％，Mo0.39％；其余为Fe及不可避免的杂质；
浇注前，对铁水进行一次球化、三次孕育处理，得到细小分散的碳化物组织；具体如下：
铁水出炉时，先在密封包包底加入铁水重量0.5％的硅钡孕育剂，反应8分钟后扒净铁水渣，进行压力加镁球化处理，加镁量为铁水重量的0.1％；压力加镁12分钟后扒净铁水渣，加入铁水重量0.3％的硅铁进行铁水表面孕育处理，反应3分钟；
对模具进行加热，当型腔温度达到90℃时进行浇注；在浇注过程中随流加入铁水重量0.4％的硅钡进行随流孕育；
铸件开箱后进行退火处理，消除铸造应力。
退火处理时，铸件先以9℃/h的升温速率升温至300℃，保温7h；再以13℃/h的升温速率升温至450℃，保温30h；然后以6℃/h的降温速率降温至辊温为150℃时开窑门，降温至辊温＜80℃时出窑。
图2是本实施例中的铸铁型钢轧辊辊身水口端放大100倍的石墨金相组织图。图3是铸铁型钢轧辊辊身冒口端放大100倍的石墨金相组织图。图4是铸铁型钢轧辊辊身水口端放大100倍的碳化物金相组织图。图5是铸铁型钢轧辊辊身冒口端放大100倍的碳化物金相组织。从图4、图5中可以看出，碳化物为细小断续的碳化物。
本实施例中，改进型无限冷硬合金生产铸铁型钢轧辊上机使用后效果明显，原轧辊大约需要每24小时更换一次，改进后的轧辊可以每72小时更换一次，产能提高了3倍，每年可提高产值4000余万元。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种改进型无限冷硬合金铸铁型钢轧辊铸造方法，其特征在于，包括：
1)铸铁型钢轧辊的化学成分按重量百分比计为：C 3.00％～3.50％，Si 1.05％，Mn0.40％～0.80％，P＜0.10％，S＜0.03％，Ni 1.50％～2.00％，Cr 0.25％～0.43％，Mo0.25％；其余为Fe及不可避免的杂质；
2)浇注前，对铁水进行一次球化、三次孕育处理，得到细小分散的碳化物组织；具体如下：
铁水出炉时，先在密封包包底加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡孕育剂，反应1～10分钟后扒净铁水渣，进行压力加镁球化处理，加镁量为铁水重量的0.05％～0.15％；压力加镁8～15分钟后扒净铁水渣，加入铁水重量0.1％～0.6％的硅铁进行铁水表面孕育处理，反应2～5分钟；
3)对模具进行加热，当铸腔型腔温度达到50℃～120℃时进行浇注；在浇注过程中随流加入铁水重量0.1％～0.6％的硅钡进行随流孕育；
4)铸件开箱后进行退火处理，消除铸造应力；退火处理时，铸件先以＜10℃/h的升温速率升温至295℃～305℃，保温7h以上；再以＜15℃/h的升温速率升温至445℃～455℃，保温30h以上；然后以＜10℃/h的降温速率降温至辊温为150℃时开窑门，降温至辊温＜80℃时出窑。
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