CN111644470A - 一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法 - Google Patents

一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轧辊的技术领域，尤其是一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法，其包括上下平行设置的上辊和下辊，所述的上辊上沿长度方向均匀设置若干环形开口槽，所述的下辊上沿长度方向对应环形开口槽位置处均设置环形凸起，所述的环形凸起嵌入设置在环形凹槽内，所述的环形凸起与环形开口槽之间的间距形成槽钢轧制截面。该新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法，轧辊结构简单，其制造方法配置合理，可显著降低硬度落差，提高整体轧辊的使用寿命，保障轧制产品的质量，便于广泛推广和使用。

Description

一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法
技术领域
本发明涉及轧辊的技术领域，尤其是一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法。
背景技术
近年来，随着我国对机场、高铁、港口、道路桥梁的快速建设，市场对各类型钢的要求量已经突破8000万吨。在各类型材轧制生产过程中，型材的产品规格、形状尺寸精度、性能和表面质量，一直是控制的重点，特别是复杂断面的型钢，如槽钢、板桩钢、重轨等，精度已经要求控制到微米级，而轧制此类型钢使用的是传统轧辊，珠光体、贝氏体球墨铸铁，由于受到孔型深度的影响，均存在一定程度的硬度落差，因此对轧件的磨损必定存在差异，直接影响型钢的精度和表面质量。如果用高合金半钢，又需要耗费大量贵重合金，不符合国家出台的节约资源的产业政策。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法，轧辊结构简单，其制造方法配置合理，可显著降低硬度落差，提高整体轧辊的使用寿命，保障轧制产品的质量，便于广泛推广和使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，包括上下平行设置的上辊和下辊，所述的上辊上沿长度方向均匀设置若干环形开口槽，所述的下辊上沿长度方向对应环形开口槽位置处均设置环形凸起，所述的环形凸起嵌入设置在环形凹槽内，所述的环形凸起与环形开口槽之间的间距形成槽钢轧制截面。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的上辊的两端均固定设置第一轴承档，所述的第一轴承档一端固定第一连接端。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的下辊的两端均固定设置第二轴承档，所述的第二轴承档一端固定第二连接端。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的环形凸起与环形开口槽之间的间距为槽钢横截面的厚度。
一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C：1.60%～1.80%、Si：1.40%～1.60%、Mn: 0.40%～0.80%、Cr: 4.00%～8.00%、P:≤0.030%、S≤0.025%、Ni: 2.00%～3.00%、Mo：0.40%～0.60%、V：0.10%～0.30%、Nb：0.10%～0.30%、Re≤0.10%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1380℃～1420℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温50℃～80℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在5%～7%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度+80℃～83℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.40%～0.50%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入5～10min浇注；S4特殊热处理；S5、采用车床车削加工成轧辊成品。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的S4中特殊热处理包括如下工艺步骤：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至500℃～600℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温3～5h，然后以20℃～30℃/h的速度直升到1050℃～1100℃，保温20～40h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至400℃～500℃进炉升温，升温速度为20℃～30℃/h，至780℃～850℃时，保温15～30h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以20℃～30℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以10℃～30℃/h升温，辊温升至920℃～950±15℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至200℃～400℃装炉回火，回火时升温速度20℃～30℃/h，辊温至530℃～580℃，保温4～10h，然后炉冷；炉冷速度20℃～30℃/h，至200℃出炉空冷。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的S2中造渣剂由CaO:55%～65%、Fe2O3: 0.3%～1.6%、K2O：3.3%～6.3%和碎玻璃混合碾制而成的混合物。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的S5中轧辊成品的辊面硬度为65～75HSD，辊面至孔型槽底落差≤2HSD。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的S5中轧辊成品抗拉强度≥550MPa。
进一步地限定，上述技术方案中，所述的S5中轧辊成品金相基体组织为：球状石墨、细粒状金属型碳化物、贝氏体和马氏体。
本发明的有益效果是：本发明提出的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊及其制造方法，轧辊结构简单，其制造方法配置合理，可显著降低硬度落差，提高整体轧辊的使用寿命，保障轧制产品的质量，便于广泛推广和使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
附图中的标号为：1、上辊，2、下辊，3、环形开口槽，4、环形凸起，5、第一轴承档，6、第一连接端，7、第二轴承档，8、第二连接端。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
见图1所示的是一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，包括上下平行设置的上辊1和下辊2，上辊1上沿长度方向均匀设置若干环形开口槽3，下辊2上沿长度方向对应环形开口槽3位置处均设置环形凸起4，环形凸起4嵌入设置在环形凹槽3内，环形凸起4与环形开口槽3之间的间距形成槽钢轧制截面。
其中，上辊1的两端均固定设置第一轴承档5，第一轴承档5一端固定第一连接端6。下辊2的两端均固定设置第二轴承档7，第二轴承档7一端固定第二连接端8。环形凸起4与环形开口槽3之间的间距为槽钢横截面的厚度。
一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C：1.60%～1.80%、Si：1.40%～1.60%、Mn: 0.40%～0.80%、Cr: 4.00%～8.00%、P:≤0.030%、S≤0.025%、Ni: 2.00%～3.00%、Mo：0.40%～0.60%、V：0.10%～0.30%、Nb：0.10%～0.30%、Re≤0.10%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1380℃～1420℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温50℃～80℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在5%～7%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度+80℃～83℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.40%～0.50%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入5～10min浇注；S4特殊热处理；S5、采用车床车削加工成轧辊成品。
其中，S4中特殊热处理包括如下工艺步骤：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至500℃～600℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温3～5h，然后以20℃～30℃/h的速度直升到1050℃～1100℃，保温20～40h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至400℃～500℃进炉升温，升温速度为20℃～30℃/h，至780℃～850℃时，保温15～30h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以20℃～30℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以10℃～30℃/h升温，辊温升至920℃～950±15℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至200℃～400℃装炉回火，回火时升温速度20℃～30℃/h，辊温至530℃～580℃，保温4～10h，然后炉冷；炉冷速度20℃～30℃/h，至200℃出炉空冷。S2中造渣剂由CaO:55%～65%、Fe2O3: 0.3%～1.6%、K2O：3.3%～6.3%和碎玻璃混合碾制而成的混合物。S5中轧辊成品的辊面硬度为65～75HSD，辊面至孔型槽底落差≤2HSD。S5中轧辊成品抗拉强度≥550MPa。S5中轧辊成品金相基体组织为：球状石墨、细粒状金属型碳化物、贝氏体和马氏体。
实施例一：
一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C：1.60%、Si：1.40%、Mn: 0.40%、Cr: 4.00%、P:0.020%、S：0.015%、Ni: 2.00%、Mo：0.40%、V：0.10%、Nb：0.10%、Re：0.050%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1380℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温50℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在5%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度+80℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.40%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入5min浇注；S4特殊热处理：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至500℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温3h，然后以20℃/h的速度直升到1050℃，保温20h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至400℃进炉升温，升温速度为20℃/h，至780℃时，保温15h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以20℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以10℃/h升温，辊温升至920℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至200℃装炉回火，回火时升温速度20℃/h，辊温至530℃，保温4h，然后炉冷；炉冷速度20℃/h，至200℃出炉空冷；S5、采用车床车削加工成轧辊成品一。
实施例二：
一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C：1.70%、Si：1.50%、Mn: 0.60%、Cr: 6.00%、P:0.020%、S:0.020%、Ni: 2.50%、Mo：0.50%、V：0.20%、Nb：0.20%、Re:0.08%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1400℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温60℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在6%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度83℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.50%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入8min浇注；S4特殊热处理：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至550℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温4h，然后以25℃/h的速度直升到1080℃，保温30h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至450℃进炉升温，升温速度为25℃/h，至800℃时，保温22h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以25℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以20℃/h升温，辊温升至950℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至300℃装炉回火，回火时升温速度25℃/h，辊温至550℃，保温6h，然后炉冷；炉冷速度25℃/h，至200℃出炉空冷；S5、采用车床车削加工成轧辊成品二。
实施例三：
一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C： 1.80%、Si： 1.60%、Mn: 0.80%、Cr: 8.00%、P: 0.030%、S:0.025%、Ni: 3.00%、Mo： 0.60%、V： 0.30%、Nb：0.30%、Re:0.10%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1420℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温80℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在7%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度83℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.50%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入10min浇注；S4特殊热处理：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至600℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温5h，然后以30℃/h的速度直升到1100℃，保温40h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至500℃进炉升温，升温速度为30℃/h，至850℃时，保温30h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以30℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以30℃/h升温，辊温升至965℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至400℃装炉回火，回火时升温速度30℃/h，辊温至580℃，保温10h，然后炉冷；炉冷速度30℃/h，至200℃出炉空冷；S5、采用车床车削加工成轧辊成品三。
将上述得到的成品进行对比检测分析，检测数据如下：
辊面硬度（HSD） 辊面至孔型槽底硬度落差（HSD） 抗拉强度（MPa）
实施例一 66 1.1 560
实施例二 74 0.8 680
实施例三 69 1.5 630
以上所述的，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 (10)

1.一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，其特征在于：包括上下平行设置的上辊和下辊，所述的上辊上沿长度方向均匀设置若干环形开口槽，所述的下辊上沿长度方向对应环形开口槽位置处均设置环形凸起，所述的环形凸起嵌入设置在环形凹槽内，所述的环形凸起与环形开口槽之间的间距形成槽钢轧制截面。
2.根据权利要求1所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，其特征在于：所述的上辊的两端均固定设置第一轴承档，所述的第一轴承档一端固定第一连接端。
3.根据权利要求1所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，其特征在于：所述的下辊的两端均固定设置第二轴承档，所述的第二轴承档一端固定第二连接端。
4.根据权利要求1所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊，其特征在于：所述的环形凸起与环形开口槽之间的间距为槽钢横截面的厚度。
5.一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于，包括如下生产步骤：S1、优化配置化学成分：C：1.60%～1.80%、Si：1.40%～1.60%、Mn: 0.40%～0.80%、Cr: 4.00%～8.00%、P:≤0.030%、S≤0.025%、Ni: 2.00%～3.00%、Mo：0.40%～0.60%、V：0.10%～0.30%、Nb：0.10%～0.30%、Re≤0.10%；S2、熔炼纯净钢水：钢水温度至1380℃～1420℃时加入造渣剂，搅拌后，脱硫和杂质元素；然后扒渣，接着升温50℃～80℃，再加入工业碱和除硫除氧剂；是钢水中碱性保持在5%～7%内控制钢水氧化；S3、钢水温度至液相温度+80℃～83℃时出钢球化处理，处理完毕后，加入CaSi0.40%～0.50%进行孕育，除渣后在钢水包内吹入氩气，观察钢水翻腾程度；再轻吹让微细渣上浮，停止氩气吹入5～10min浇注；S4特殊热处理；S5、采用车床车削加工成轧辊成品。
6.如权利要求5所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：所述的S4中特殊热处理包括如下工艺步骤：S11、扩散退火：轧辊采用热开箱，轧辊温度在型内至500℃～600℃时开出，装入预热成型至相同温度的炉内，恒温3～5h，然后以20℃～30℃/h的速度直升到1050℃～1100℃，保温20～40h，在台车上冷却；S22、球化处理：轧辊在台车上冷却至400℃～500℃进炉升温，升温速度为20℃～30℃/h，至780℃～850℃时，保温15～30h炉冷；S33、正火：炉冷至500℃，以20℃～30℃/h速度冷却；然后出炉空冷至常温装炉，以10℃～30℃/h升温，辊温升至920℃～950±15℃时；保温时间为辊身直径每25mm保温1h，然后轧辊在架子上冷却，架子离地面≥800mm，辊距≥2m；S44、回火：轧辊空冷至200℃～400℃装炉回火，回火时升温速度20℃～30℃/h，辊温至530℃～580℃，保温4～10h，然后炉冷；炉冷速度20℃～30℃/h，至200℃出炉空冷。
7.如权利要求5所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：所述的S2中造渣剂由CaO:55%～65%、Fe2O3: 0.3%～1.6%、K2O：3.3%～6.3%和碎玻璃混合碾制而成的混合物。
8.如权利要求5所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：所述的S5中轧辊成品的辊面硬度为65～75HSD，辊面至孔型槽底落差≤2HSD。
9.如权利要求5所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：所述的S5中轧辊成品抗拉强度≥550MPa。
10.如权利要求5所述的一种新型铬合金石墨钢型钢成品轧辊的制造方法，其特征在于：所述的S5中轧辊成品金相基体组织为：球状石墨、细粒状金属型碳化物、贝氏体和马氏体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113020904A (zh) * 2021-02-26 2021-06-25 临沂大学 C型内开口薄壁金属环形件制作方法和设备
CN114309060A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 刘淑容 碾压成型设备和物料生产线

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