CN115780775A - 一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法 - Google Patents

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李晓刚
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Abstract

本发明涉及一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，属于轧辊制备技术领域，包括：S1、采用中工频炉进行熔炼；S2、分别对外层和芯部铁水进行处理；S3、将S2处理得到的外层铁水进行离心浇注；S4、将S3得到的铸件与辊颈模具合箱，合完箱静态下浇注S2球化孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度为1450～1470℃；S5、常温冷却至200～320℃开箱，粗加进行粗开孔型后热处理。本发明制备的轧制型钢用深孔型高速钢轧辊溶蚀厚度薄，冶金结合良好，工作层厚度可达200mm，保证了工作层的使用性能，较传统材质的使用性能提升了8‑12倍，大大提高了轧机作业率。

Description

一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法
技术领域
本发明涉及一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，属于轧辊制备技术领域。
背景技术
高速钢轧辊由于含有大量的V、W、Cr、Mo、Nb等合金元素，有较高的常温硬度HS82～90，同时有着良好的高温红硬性特点，在500℃以上仍能保证HS78以上，因此具有优良的高温耐磨性，目前已广泛应用于轧钢生产中。用高速钢轧辊取代半钢轧辊、高铬铸铁轧辊、高镍铬钼无限冷硬轧辊及针状贝氏体球铁轧辊，对于提高轧制量，延长换辊周期，生产实践中都取得了良好的效果。
然而，部分型钢轧机精轧机架因孔型较深，传统的高速钢轧辊生产方式不能满足其工作层的使用厚度要求，仍然需要使用传统的珠光体材质。与传统的高速钢轧辊生产比较，轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的生产存在两个难点：1、因无过渡层设计空间，只能采取两层复合方式进行生产，溶蚀厚度要精准控制，以保证成品工作层厚度及轧辊轴颈性能；2、工作层较厚，热处理要确保工作层内性能稳定，不能出现随着使用性能下降的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，替代传统的珠光体材质轧辊，提高过钢量和轧机作业效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、采用中工频炉进行熔炼；
S2、分别对外层和芯部铁水进行处理；
S3、离心浇注：在离心力下，将S2处理得到的外层铁水以1420～1480℃浇注温度浇入高速钢轧辊外层，离心重力倍数60～100G，当铸层型腔温度达到1320～1360℃时，离心机停转；
S4、芯部浇注：将S3得到的铸件与辊颈模具合箱，要求离心机停转至合完箱浇注芯部铁水的时间控制在7分钟以内，合完箱静态下浇注S2球化孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度为1450～1470℃；
S5、常温冷却至200～320℃开箱，粗加进行粗开孔型后热处理。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述S1的具体操作为：
轧辊外层高速钢熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为：C：1.2～2.4、Cr：4.0～6.5、Ni：0.2～1.3、Mo：2.5～5.0、V：5.0～9.0、W：1.0～2.5、Nb：1.0～2.0、Re：0.05～0.1、Si：0.6～2.0、P≤0.04、S≤0.04、Mn≤0.5，其余为Fe；
轧辊芯部球墨铸铁熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为C：2.9～3.6、Cr：0.1～0.6、Ni：0.2～1.2、Re：0.1、Mn：0.3～1.0、Si：1.3～2.0、P≤0.04、S≤0.04，其余为Fe。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述S2的具体操作为：
外层铁水出炉时添加稀土进行变质处理，添加量为0.5～0.8％，反应温度1550～1650℃；芯部铁水进行球化孕育处理，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量1.1～1.7％，孕育剂为75硅铁，添加量为0.3～0.9％，反应温度为1500～1600℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述S5的热处理过程为：
以加热温度为20～30℃/h的升温速度升温至1050～1150℃，保温3～4h；出炉以130～140℃/h的速度进行冷却至350～400℃，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温12～32h，再以20～30℃/h的降温速度降温至室温，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温10～32h，出炉空冷至室温。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明制备的轧制型钢用深孔型高速钢轧辊溶蚀厚度薄，冶金结合良好，工作层厚度可达200mm，保证了工作层的使用性能，较传统材质的使用性能提升了8-12倍，大大提高了轧机作业率。
本发明采用一层复合的方式进行生产，结合特殊热处理方式，保证了工作层的使用性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：
一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、采用中工频炉进行熔炼
轧辊外层高速钢熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为：C：1.2～2.4、Cr：4.0～6.5、Ni：0.2～1.3、Mo：2.5～5.0、V：5.0～9.0、W：1.0～2.5、Nb：1.0～2.0、Re：0.05～0.1、Si：0.6～2.0、P≤0.04、S≤0.04、Mn≤0.5，其余为Fe。
轧辊芯部球墨铸铁熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为C：2.9～3.6、Cr：0.1～0.6、Ni：0.2～1.2、Re：0.1、Mn：0.3～1.0、Si：1.3～2.0、P≤0.04、S≤0.04，其余为Fe。
S2、分别对外层和芯部铁水进行处理
外层铁水出炉时添加稀土进行变质处理，添加量为0.5～0.8％，反应温度1550～1650℃；芯部铁水进行球化孕育处理，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量1.1～1.7％，孕育剂为75硅铁，添加量为0.3～0.9％，反应温度为1500～1600℃；
S3、离心浇注
在离心力下，以1420～1480℃浇注温度浇入高速钢轧辊外层，离心重力倍数60～100G，当铸层型腔温度达到1320～1360℃时，离心机停转。
S4、芯部浇注
将S3的铸件与辊颈模具合箱，要求离心机停转至合完箱浇注芯部铁水控制在7分钟以内，合完箱静态下浇注球化处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度为1450～1470℃。
S5、粗加进行粗开孔型后热处理
常温冷却至200～320℃开箱，粗加进行粗开孔型后热处理，以加热温度为20～30℃/h的升温速度升温至1050～1150℃，保温3～4h，出炉以130～140℃/h的速度进行冷却至350～400℃，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温12～32h，再以20～30℃/h的降温速度降温至室温，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温10～32h，出炉空冷至室温。
实施例1
一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、采用中工频炉进行熔炼
轧辊外层高速钢熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为：C：1.2、Cr：4.0、Ni：0.2、Mo：2.5、V：9.0、W：2.5、Nb：1.0、Re：0.05、Si：0.6、P≤0.04、S≤0.04、Mn≤0.5，其余为Fe。
轧辊芯部球墨铸铁熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为C：2.9、Cr：0.6、Ni：0.2、Re：0.1、Mn：0.3、Si：2.0、P≤0.04、S≤0.04，其余为Fe。
S2、分别对外层和芯部铁水进行处理
外层铁水出炉时添加稀土进行变质处理，添加量为0.5％，反应温度1550～1650℃；芯部铁水进行球化孕育处理，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量1.1％，孕育剂为75硅铁，添加量为0.3％，反应温度为1500～1600℃；
S3、离心浇注
在离心力下，以1420～1480℃浇注温度浇入高速钢轧辊外层，离心重力倍数60～100G，当铸层型腔温度达到1320～1360℃时，离心机停转。
S4、芯部浇注
将S3的铸件与辊颈模具合箱，要求离心机停转至合完箱浇注芯部铁水控制在7分钟以内，合完箱静态下浇注球化处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度为1450～1470℃。
S5、粗加进行粗开孔型后热处理
常温冷却至200℃开箱，粗加进行粗开孔型后热处理，以加热温度为20～30℃/h的升温速度升温至1050～1150℃，保温4h，出炉以130～140℃/h的速度进行冷却至350～400℃，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温32h，再以20～30℃/h的降温速度降温至室温，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温32h，出炉空冷至室温。
实施例2～5与实施例1操作相同，不同之处如下表1：
表1
Figure SMS_1
Figure SMS_2
对照例1
与实施例1的不同之处在于：
S5、粗加不进行粗开孔型后热处理。
对上述实施例1～5及对照例1制备的产品进行性能检测，结果如下：
Figure SMS_3

Claims (4)

1.一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用中工频炉进行熔炼；
S2、分别对外层和芯部铁水进行处理；
S3、离心浇注：在离心力下，将S2处理得到的外层铁水以1420～1480℃浇注温度浇入高速钢轧辊外层，离心重力倍数60～100G，当铸层型腔温度达到1320～1360℃时，离心机停转；
S4、芯部浇注：将S3得到的铸件与辊颈模具合箱，要求离心机停转至合完箱浇注芯部铁水的时间控制在7分钟以内，合完箱静态下浇注S2球化孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度为1450～1470℃；
S5、常温冷却至200～320℃开箱，粗加进行粗开孔型后热处理。
2.根据权利要求1所述的一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述S1的具体操作为：
轧辊外层高速钢熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为：C：1.2～2.4、Cr：4.0～6.5、Ni：0.2～1.3、Mo：2.5～5.0、V：5.0～9.0、W： 1.0～2.5、Nb：1.0～2.0、Re：0.05～0.1、Si：0.6～2.0、P≤0.04、 S≤0.04、Mn≤0.5，其余为Fe；
轧辊芯部球墨铸铁熔炼：熔炼温度为1500～1650℃，化学成分重量百分比为C：2.9～3.6、Cr：0.1～0.6、Ni：0.2～1.2、Re：0.1、Mn：0.3～1.0、Si：1.3～2.0、P≤0.04、S≤0.04，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述S2的具体操作为：
外层铁水出炉时添加稀土进行变质处理，添加量为0.5～0.8%，反应温度1550～1650℃；芯部铁水进行球化孕育处理，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量1.1～1.7%，孕育剂为75硅铁，添加量为0.3～0.9%，反应温度为1500～1600℃。
4.根据权利要求1所述的一种轧制型钢用深孔型高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述S5的热处理过程为：
以加热温度为20～30℃/h的升温速度升温至1050～1150℃，保温3～4h；出炉以130～140℃/h的速度进行冷却至350～400℃，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温12～32h，再以20～30℃/h的降温速度降温至室温，再以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温10～32h，出炉空冷至室温。
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