CN115074625B - 森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法 - Google Patents

森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼电渣锭坯、锻造辊坯、锻后热处理以及最终热处理；化学成分及重量百分比如下：碳0.90～1.20%、硅0.60～1.20%、锰0.30～0.80%、磷≤0.020%、硫≤0.010%、铬8.20～9.00%、镍≤0.20%、钼1.60～2.20%、钒2.20～2.80%、其余为铁和不可避免的杂质；锻造辊坯的锻造加热温度为1150～1180℃，始锻温度为1120～1150℃；锻后热处理包括二次正火+一次球化退火；最终热处理包括1130～1170℃的整体淬火处理1～3h以及500～550℃的高温回火处理3次，每次15～20h。本发明一方面通过优化合金含量，另一方面通过优化热处理工艺，尤其是采用特殊的锻后热处理，最终能够得到粗糙度保持性能较好、平均换辊周期较长的森吉米尔轧机一中间辊。

Description

森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法
技术领域
本发明属于森吉米尔轧机技术领域，具体涉及一种森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法。
背景技术
森吉米尔轧机（20辊轧机）主要用于轧制高牌号无取向硅钢和取向硅钢产品，硅钢板材表面质量和横向厚度差等技术指标要求严苛。
在轧制过程中，主要通过一中间辊的辊形和轴向窜动等轧制工艺保证轧制带钢板形质量要求。整个辊系工作中，一中间辊需要与工作辊、二中间辊形成滚动接触，在服役中承受着轧制负荷、一中间轴向窜动摩擦应力、滚动接触摩擦应力等，综合叠加受力较为复杂。另外，由于工作辊的粗糙度极高，通常达到Ra2.5以上，在与一中间辊滚动接触时产生微观切削挤压，从而对一中间辊的磨削辊形和表面粗糙度保持性产生很大的负面影响，在轧制服役初期，一中间辊的辊形和表面粗糙度即衰减至一定数值，从而影响了轧制板形质量，不得不通过换辊降低轧制周期的方式保证轧制带钢板形质量。
常规的森吉米尔轧机工作辊材质为Cr12MoVCo、Cr12Mo1V1等高碳高铬钢，合金含量在14%左右（参见中国专利文献CN103753116A）。常规的森吉米尔轧机中间辊材质为半高速钢，合金含量在11%左右（参见中国专利文献CN104646422A和CN110923583A）。
尽管通过一定的热处理能够使这两类轧辊（工作辊和中间辊）的硬度接近，但是由于合金含量存在较大差距，导致一中间辊的耐磨性能明显低于工作辊，进而导致一中间辊存在辊形保持性差、粗糙度衰减快的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种粗糙度保持性能较好、平均换辊周期较长的森吉米尔轧机一中间辊及其制造方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种森吉米尔轧机一中间辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼电渣锭坯、锻造辊坯、锻后热处理以及最终热处理。
所述化学成分及重量百分比如下：碳0.90～1.20%、硅0.60～1.20%、锰0.30～0.80%、磷≤0.020%、硫≤0.010%、铬8.20～9.00%、镍≤0.20%、钼1.60～2.20%、钒2.20～2.80%、其余为铁和不可避免的杂质。
所述锻造辊坯的锻造比为8～9。
所述锻造辊坯的锻造加热温度为1150～1180℃，始锻温度为1120～1150℃。
所述锻后热处理是保证上述材质的一中间辊粗糙度保持性能较好、平均换辊周期较长的的关键工序。常规锻后热处理为一次正火+一次球化退火。本申请的锻后热处理则为二次正火+一次球化退火，具体如下：
⑴第一次正火：锻后空冷至500℃采用风冷，风冷后入炉过冷至300℃等温5h。
⑵第二次正火：加热至1050～1070℃等温2h，出炉风冷。
⑶球化退火：加热至500～600℃等温2h，升温至910～930℃等温（等温系数为2min/mm），炉冷至720～750℃等温（等温系数为2min/mm），炉冷至≤400℃出炉空冷。
通过上述锻后热处理可以进一步细化晶粒，使碳化物分布更加均匀，同时可以改善锻造过程中产生的网状碳化物。
所述最终热处理包括1130～1170℃的整体淬火处理1～3h以及500～550℃的高温回火处理3次，每次15～20h。
本发明具有的积极效果：本发明一方面通过优化合金含量（适当提高C、Cr含量，明显提高Vo含量，并将合金总含量提高到13%以上），另一方面通过优化热处理工艺，尤其是采用特殊的锻后热处理（二次正火+一次球化退火），最终能够制得粗糙度保持性能较好（衰减幅度低于0.3）、平均换辊周期较长（超过400km）的森吉米尔轧机一中间辊。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的森吉米尔轧机一中间辊的制造方法如下：
S1：按照下述化学成分及重量百分比采用常规方法冶炼电渣锭坯：碳1.05%、硅0.90%、锰0.55%、磷≤0.020%、硫≤0.010%、铬8.60%、镍0.15%、钼1.90%、钒2.50%、其余为铁和不可避免的杂质。
S2：将步骤S1冶炼得到的电渣锭坯锻造成辊坯。
其中：锻造比为8.5，锻造加热温度为1165±5℃，始锻温度为1135±5℃。
S3：锻后热处理，具体包括：
S31：第一次正火。
锻后空冷至500℃采用风冷，考虑锻后表面温降大于芯部，风冷后入炉过冷至300℃等温5h。
S32：第二次正火。
加热至1060℃等温2h，出炉风冷。
S33：球化退火。
加热至550±5℃等温2h，升温至920℃等温（等温系数为2min/mm），炉冷至735±5℃等温（等温系数为2min/mm），炉冷至≤400℃出炉空冷。
S4：最终热处理。
包括1150±5℃的整体淬火处理2h以及530℃的高温回火处理3次，每次18h左右。
（实施例2～实施例3）
各实施例的森吉米尔轧机一中间辊的制造方法与实施例1相同，不同之处在于化学成分及重量百分比，具体见表1。
（实施例4～实施例5）
各实施例的森吉米尔轧机一中间辊的化学成分及重量百分比与实施例1相同，不同之处在于热处理工艺参数，具体见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
碳 1.05% 0.95% 1.15% 1.05% 1.05%
硅 0.90% 0.70% 1.10% 0.90% 0.90%
锰 0.55% 0.40% 0.70% 0.55% 0.55%
磷 ≤0.020% ≤0.020% ≤0.020% ≤0.020% ≤0.020%
硫 ≤0.010% ≤0.010% ≤0.010% ≤0.010% ≤0.010%
铬 8.60% 8.90% 8.30% 8.60% 8.60%
镍 0.15% 0.10% 0.20% 0.15% 0.15%
钼 1.90% 1.70% 2.10% 1.90% 1.90%
钒 2.50% 2.30% 2.70% 2.50% 2.50%
第二次正火 1060℃等温2h 1060℃等温2h 1060℃等温2h 1050℃等温2h 1070℃等温2h
球化退火 920℃等温 920℃等温 920℃等温 910℃等温 930℃等温
整体淬火温度 1150±5℃ 1150±5℃ 1150±5℃ 1140±5℃ 1160±5℃
整体淬火时间 2h 2h 2h 2.5h 1.5h
硬度 88～89HSD 88～89HSD 89～90HSD 87～88HSD 88～89HSD
粗糙度衰减幅度 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2
平均换辊周期 443km 408km 422km 412km 435km
（对比例1）
对比例1与实施例1的区别仅在于：钒含量不同，具体见表2。
（对比例2）
对比例2与实施例1的区别仅在于：锻后热处理为常规方法（一次正火+一次球化退火），具体见表2。
（对比例3）
对比例3与实施例1的区别在于：钒含量不同，同时锻后热处理为常规方法（一次正火+一次球化退火），具体见表2。
表2
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
钒 2.50% 0.70% 2.50% 0.70%
第一次正火 有 有 无 无
第二次正火 有 有 有 有
球化退火 有 有 有 有
硬度 88～89HSD 87～88HSD 88～89HSD 87～88HSD
粗糙度衰减幅度 0.2 0.4 0.4 0.5
平均换辊周期 443km 333km 312km 250km

Claims (2)

1.一种森吉米尔轧机一中间辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼电渣锭坯、锻造辊坯、锻后热处理以及最终热处理；其特征在于所述化学成分及重量百分比如下：碳0.90～1.20%、硅0.60～1.20%、锰0.30～0.80%、磷≤0.020%、硫≤0.010%、铬8.20～9.00%、镍≤0.20%、钼1.60～2.20%、钒2.20～2.80%、其余为铁和不可避免的杂质；
所述锻后热处理为二次正火+一次球化退火，具体如下：
⑴第一次正火：锻后风冷至500℃，风冷后入炉过冷至300℃等温5h；
⑵第二次正火：加热至1050～1070℃等温2h，出炉风冷；
⑶球化退火：加热至500～600℃等温2h，升温至910～930℃等温，炉冷至720～750℃等温，炉冷至≤400℃出炉空冷；
所述最终热处理包括1130～1170℃的整体淬火处理1～3h以及500～550℃的高温回火处理3次，每次15～20h。
2.根据权利要求1所述的森吉米尔轧机一中间辊的制造方法，其特征在于：所述锻造辊坯的锻造比为8～9，锻造加热温度为1150～1180℃，始锻温度为1120～1150℃。
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