CN114351049A

CN114351049A - 一种抗事故型锻钢支承辊

Info

Publication number: CN114351049A
Application number: CN202111664050.6A
Authority: CN
Inventors: 韩维国; 梁建立
Original assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-15

Abstract

本发明公开了一种抗事故型锻钢支承辊，涉及钢铁冶金工艺技术领域，所述支承辊工作层为回火屈氏体组织，表面硬度≥60HSD。采用以下工艺步骤：按照新设计的材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照冶炼工序生产工艺制得钢锭；钢锭按照锻造工序生产工艺制得辊坯；对辊坯进行淬火、回火处理：轧辊先整体进入箱式炉预热，随后将轧辊的辊身放入感应淬火设备进行感应加热，加热至充分奥氏体化之后进行喷水快速冷却，最后进行回火处理；依据成品图纸要求，对回火辊坯进行机械加工，保证各部尺寸公差及形位公差，得到抗事故型锻钢支承辊。本发明提高了大型锻钢支承辊的耐磨性和抗事故性，提高轧材的精度和轧制效率，优化了热轧线工艺。

Description

一种抗事故型锻钢支承辊

技术领域

本发明涉及钢铁冶金工艺技术领域，尤其是一种抗事故型锻钢支承辊。

背景技术

随着钢铁行业的快速发展，热轧板材的材质牌号和性能也不断提升，高牌号或高强度的板材比例不断提高，对轧辊的性能提出了新的要求；另一方面，现代化轧机的升级也对轧辊的性能提出了更高的要求，先进的ESP热连轧线实现了全自动、全连续热轧钢板，生产效率大幅度提升。随之而来就是对轧辊的综合性能提出了更高的要求，ESP轧线轧制工况更为恶劣，轧制压力更大、轧制速度更快，对轧辊的损伤和磨损更为严重。对于愈发恶劣的轧制环境，常规材质支承辊已显示出一定的不适用性，在使用过程中，时常出现辊面掉块、辊面不均匀磨损等异常情况导致下机。针对现有感应淬火生产的轧辊，解剖发现次表层硬度异常、组织粗大、力学性能较差，降低了轧辊的抗事故能力，分析认为感应加热过程中次表层温度过高造成的。

目前亟需通过一种新的材质解决大型锻钢支承辊的耐磨性和抗事故性问题，从而提高轧材的精度和轧制效率，满足现代化热轧线对支承辊的需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种抗事故型锻钢支承辊，提高大型锻钢支承辊的耐磨性和抗事故性，提高轧材的精度和轧制效率，优化热轧线工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种抗事故型锻钢支承辊，所述支承辊材质中的化学组分及重量百分含量为：

C：0.40％～0.60％，Si：0.60％～1.00％，Mn：0.30％～0.80％，Cr：4.00％～6.00％，Ni：0.10％～0.40％，Mo：0.50％～0.90％，V：0.10～0.30％，P≤0.010％；S≤0.020％；其余为Fe和杂质；

所述支承辊工作层为回火屈氏体组织，表面硬度≥60HSD。

本发明技术方案的进一步改进在于：采用以下工艺步骤：

1)按照新设计的材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照冶炼工序生产工艺制得钢锭；

2)钢锭按照锻造工序生产工艺制得辊坯；

3)对辊坯进行淬火、回火处理：轧辊先整体进入箱式炉预热至400～450℃，随后将随后将轧辊的辊身放入感应淬火设备进行感应加热，加热至充分奥氏体化之后进行喷水快速冷却，最后进行回火处理450～600℃、保温180～240h；

4)依据成品图纸要求，对回火辊坯进行机械加工，保证各部尺寸公差及形位公差，得到抗事故型锻钢支承辊。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中加热至充分奥氏体化时加热至温度950～1000℃，保温20～40min。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述进行喷水快速冷却时使用喷水器对轧辊进行冷却，喷水器水压4～6MPa，水量60～160m³/h。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明提高了大型锻钢支承辊的耐磨性和抗事故性，提高轧材的精度和轧制效率，优化了热轧线工艺。

本发明针对钢锭冶炼、浇铸存在的成分偏析严重、凝固质量差，优化材质设计，改善凝固质量，减少了成分偏析。

本发明优化了C、Mo、V、P等元素范围，提升了轧辊的耐磨损性能和抗事故能力。

本发明优化了Mo、V等主要合金元素含量，提升了组织中的碳化物尺寸和数量，提升了轧辊的耐磨损性能和辊形保持能力。本发明降低了C含量，提高了该材质钢锭的均质化程度，提高了生产的工艺性。

提高Si元素含量，提高淬硬性；采用感应热处理技术进行淬火，使得工作层表面硬度≥60HSD，均匀性≤±1HSD。

本发明优化提高了Ni元素含量，严格限制了P含量上限，提高了材质的强度和韧性，从而提高了轧辊的抗事故能力。

本发明的辊坯热处理采取预热+感应式差温加热+淬火工艺，新设计材质轧辊的工作层得到全屈氏体组织，降低了工作层内硬度降落，使得工作层中后期的使用性能不降低。

本发明应用于轧制环境较为恶劣的大型ESP热连轧线支承辊，该制造方法也适用于一般轧线支承辊制造，扩大了工艺的适用范围。

本发明针对采用感应淬火生产的轧辊，解剖发现次表层硬度异常、组织粗大、力学性能较差，降低了轧辊的抗事故能力，分析认为感应加热过程中次表层温度过高造成的。本发明通过合金元素的优化组合，弱化了加热过程中晶粒长大倾向，得到了一种细晶的支承辊材质；另一方面对淬火设备进行了防次表层过热改造，通过设备改进，极大的减少了轧辊加热区的热损失，改造后轧辊加热能耗降低10％以上，轧辊加热区表层散热较少，投入较小的功率即可保证轧辊在工艺温度范围内，从而避免了次表层温度过热问题。

淬火加热升温过程中，当温度升至奥氏体温度时，因组织转变需要吸收大量的热量而影响温度继续升高，轧辊加热区到达工艺淬火温度时间大大延长。因此，淬火加热过程中，在奥氏体转变温度AC1以下增加工艺保温措施，保温时间20～40min，使透热层深度范围内均达到奥氏体转变温度附近。因此，轧辊加热区继续升温时可以快速的达到工艺淬火温度，保证了透热层深度范围内温度的一致性。

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：

所述支承辊工作层为回火屈氏体组织，表面硬度≥60HSD。

采用以下工艺步骤：

2)钢锭按照锻造工序生产工艺制得辊坯；

加热至充分奥氏体化时加热至温度950～1000℃，保温20～40min；

所述进行喷水快速冷却时使用喷水器对轧辊进行冷却，喷水器水压4～6MPa，水量60～160m³/h；

按照支承辊的工艺步骤实施，最终得到支承辊，将支承辊取样进行实验室磨损检测。检测结果见下表1。

表1耐磨性检测结果

实施例	硬度HRC	相对耐磨性
			1	47.2	1.9
2	47.6	2.0
			3	48.7	2.4
4	49.1	2.55

本实施例的抗事故型锻钢支承辊的成分检测结果见表2。

表2实施例1～4支承辊主要化学组分及重量百分含量对照表

Claims

1.一种抗事故型锻钢支承辊，其特征在于：

所述支承辊材质中的化学组分及重量百分含量为：

C：0.40%～0.60%，Si：0.60%～1.00%，Mn：0.30%～0.80%，Cr：4.00%～6.00%，Ni：0.10%～0.40%，Mo：0.50%～0.90%，V：0.10～0.30%，P≤0.010%；S≤0.020%；其余为Fe和杂质；

所述支承辊工作层为回火屈氏体组织，表面硬度≥60HSD。

2.根据权利要求1所述的一种抗事故型锻钢支承辊，其特征在于：采用以下工艺步骤：

1）按照新设计的材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照冶炼工序生产工艺制得钢锭；

2）钢锭按照锻造工序生产工艺制得辊坯；

3）对辊坯进行淬火、回火处理：轧辊先整体进入箱式炉预热至400～450℃，随后将随后将轧辊的辊身放入感应淬火设备进行感应加热，加热至充分奥氏体化之后进行喷水快速冷却，最后进行回火处理450～600℃、保温180～240h；

4）依据成品图纸要求，对回火辊坯进行机械加工，保证各部尺寸公差及形位公差，得到抗事故型锻钢支承辊。

3.根据权利要求2所述的一种抗事故型锻钢支承辊，其特征在于：所述步骤3）中加热至充分奥氏体化时加热至温度950～1000℃，保温20～40min。

4.根据权利要求2所述的一种抗事故型锻钢支承辊，其特征在于：所述进行喷水快速冷却时使用喷水器对轧辊进行冷却，喷水器水压4～6MPa，水量60～160m³/h。