CN116024404A - 大直径极片辊表面淬火方法 - Google Patents
大直径极片辊表面淬火方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116024404A CN116024404A CN202211687393.9A CN202211687393A CN116024404A CN 116024404 A CN116024404 A CN 116024404A CN 202211687393 A CN202211687393 A CN 202211687393A CN 116024404 A CN116024404 A CN 116024404A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quenching
- inductor
- pole piece
- frequency
- phi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了大直径极片辊表面淬火方法，属于热处理领域，实际生产过程中产品依次经过工频感应器（50HZ）和中频感应器（250HZ）后进行喷水淬火，根据材质不同，工频加热温度控制在830～870℃，中频加热温度控制在905～945℃（加热温度随材质不同而变化），冷却时间控制在0.5h～1.0h。本发明采用双频淬火代替原有工频淬火方式，同时对双频淬火参数进行优化，提高表面淬火过程自动化控制水平，提高产品质量及一致性。
Description
技术领域
本发明涉及热处理领域，尤其是极片辊表面淬火工艺。
背景技术
目前大直径极片辊采用工频淬火方式，淬火过程中需操作者全程手动控制，如边部温度、水流量、送电位置、停机床位置等，操作过程极为繁琐且难度较大，受操作者技能水平及操作习惯影响较大，同时导致大直径极片辊质量稳定性较低，容易出现一些质量问题，如崩边、软带过长、软带区硬度过低等问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供大直径极片辊表面淬火方法，采用双频淬火代替原有工频淬火方式，同时对双频淬火参数进行优化，提高表面淬火过程自动化控制水平，提高产品质量及产品质量一致性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
大直径极片辊表面淬火方法，依次经过工频淬火、中频淬火后进行喷水冷却，工频淬火频率为50HZ，中频淬火频率为250HZ，工频加热温度控制在830-870℃，中频加热温度控制在905-945℃，冷却时间控制在0.5h～1.0h，直接进行回火。
本发明技术方案的进一步改进在于：极片辊的移动速度为0.7mm/s。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述工频淬火采用φ830mm感应器，中频淬火采用φ855mm感应器，喷水冷却采用环形喷水器，每个感应器高度为165mm，两个感应器线圈之间距离65mm，感应器线圈与环形喷水器之间距离为35mm，喷水器高度为455mm。
本发明技术方案的进一步改进在于：φ830mm感应器以及φ855mm感应器均包括感应线圈以及设置在感应线圈外的四圈独立的散热管，每根散热管具有独立的进水口和出水口。
本发明技术方案的进一步改进在于：每个感应线圈将感应器平均分为3等份、共5个测温孔，每个测温孔为所述φ830mm感应器和φ855mm感应器的每圈散热管两侧均设置有测温点，依次为T1、T2、T3……T10，将T5和T10两点作为工频和中频的温度的控制点。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述环形喷水器整体高度为455mm，包括设置在内壁上部的倾斜喷水区和下部的水平喷水区，倾斜喷水区的最上一排设置活动喷嘴，喷射角度为24°。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明研究了一种大直径极片辊表面淬火方法，使用双频淬火代替原有工频淬火方式，有效解决了大直径极片辊表面淬火方式带来的淬火过程中质量不稳定、易崩边、软带长度及硬度可控性差等问题；同时针对双频淬火参数进行优化，提高表面淬火过程自动控制水平，提高产品质量一致性；同时对现有工装设备进行改造，以满足大型级片辊双频淬火需求。
经过对市场极片辊进行统计，发现多数极片辊工作层厚度均不大于10mm，且使用过程中每次下机后均进行镀铬处理，因此对辊身工作层硬度降落要求较低，但由于辊身硬度要求高、应力大，存在较大的崩边风险。根据上述情况，工艺优化时需降低工频控制点温度，已达到如下目的：
1）在保证10mm的淬硬层厚度的前提下，降低内部应力，降低产品崩边风险，自该淬火工艺优化后，双频共淬火大直径极片辊120余支，未发生过一起崩边事故；
2）减少产品蓄热量，降低产品蓄冷时间，正常情况下同规格产品蓄冷时间在2.5h左右，而通过降低工频淬火温度及降低蓄热量的措施，可将蓄冷时间缩短60%-80%；
3）减少残奥含量，正常情况下工作辊由于工频加热温度较高，辊身内部奥氏体化较为充分，淬火后需进行冷处理工序以降低残奥含量，而通过降低工频控制温度可避免该情况，较其他产品相比节省一道深冷处理工序；
4）减少淬火回火时间。通过该工艺优化，可降低淬硬层内淬火组织应力，通过现场工艺优化，后续通过工艺对比，将该情况下淬火回火48h后辊身残奥及残余应力情况与前期工频淬火后回火116h检测结果基本一致。
附图说明
图1是本发明感应器和环形喷水器的位置示意图；
图2是本发明环形喷水器结构示意图；
图3是环形喷水器内部剖视图；
其中，1、φ830mm感应器，2、φ855mm感应器，3、环形喷水器，4、散热管，5、测温孔。
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：
大直径极片辊表面淬火方法，依次经过工频淬火、中频淬火后进行喷水冷却，工频淬火频率为50HZ，中频淬火频率为250HZ，工频加热温度控制在830-870℃，中频加热温度控制在905-945℃，加热温度随材质不同而变化，冷却时间控制在0.5h-1.0h，跳过冷处理工序而直接进行回火，极片辊的移动速度为0.7mm/s。
其中，工频淬火采用φ830mm感应器，中频淬火采用φ855mm感应器，每个感应器高度为165mm，两个感应器线圈之间距离65mm。喷水冷却采用环形喷水器，喷水器高度为455mm，感应器线圈与环形喷水器之间距离为35mm，经过实验在上述距离下既能保证一定的热传导性，又不至于温度下降太多，影响整个加热及冷却过程。
如图1所示，φ830mm感应器以及φ855mm感应器均包括感应圈以及设置在感应圈外的四圈独立的散热管，每根散热管具有独立的进水口和出水口。
φ830mm感应器和φ855mm感应器每个感应线圈将感应器平均分为3等份、共5个测温孔，每圈散热管两侧设置测温孔作为测温点，依次为T1、T2、T3……T10，经过现场测温，发现T5及T10位置显示数值均为工频及中频感应器包含位置内最高温度点，因此将上述两个点温度控制点，同时为了更好的控制，又将T3和T9作为实际操作过程中的监控点，如图1所示。
环形喷水器整体高度为455mm，采用不同角度组合以达到最佳冷却效果，因此喷水器共有两部分喷嘴，如图2、3所示，上面144mm为倾斜喷水区，下面290mm为水平喷水区，同时为控制喷水的均匀性及喷射张角，最上面一排安装有活动喷嘴。经反复测试，发现24°为最佳喷射角度，既能保证冷却效果又能有效避免反水情况发生。
工艺改进
1、梳理大型极片辊使用条件及技术要求。
经梳理大直径极片辊身硬度要求多为830-850LE，同时工作层深度通常不大于10mm，材质多为低合金的86CrMoV7材质。现场调查轧辊使用情况，发现该类型轧辊使用过程中轧制力不超过400吨，且每次上机前均进行镀铬处理，辊身磨损非常小，通常情况下1对极片辊使用寿命多超过15年，且使用过程中出现最多的质量问题为环裂。
2、加热温度选择
基于上述情况，双频淬火工艺策划时主要通过降低轧辊工频加热控制温度的方式进行工艺优化。前期工频淬火及双频淬火其他连轧工作辊时，为保证产品工作层深度及工作层内硬度降落，中频及工频淬火温度均相同，而大直径极片辊技术条件与上述产品均在较大差异，基于该情况经反复试验，将工频加热温度控制在比中频加热温度低75℃的水平（同时高于该材质奥氏体化温度），经过反复试验，该温度下可淬硬层深度可达10-12mm，可满足98%以上极片辊工艺要求。
3、缩短产品蓄冷时间
通过工频加热温度的降低，可减少产品蓄热量，降低产品蓄冷时间，通过对不同蓄冷时间下辊身返温情况进行测量及统计，发现该产品蓄冷0.5h后的辊面返温情况与前期工频淬火蓄冷2.5h后的辊身返温温度基本一致（正常情况下同规格产品蓄冷时间在2.5h左右），由此可将蓄冷时间缩短60%-80%；
4、取消冷处理工序。
正常情况下工作辊由于工频加热温度较高，辊身内部奥氏体化较为充分，淬火后需进行冷处理工序以降低残奥含量，而该辊通过降低工频控制温度等，可降低工作层内奥氏体化程度从而达到降低残奥含量的目的，通过回火后残奥检测，发现取消冷处理后辊身残奥含量处于10-15%范围，符合企业残奥含量不超过15%的技术要求，与前期工频淬火后残奥含量达13-16%有了明显降低（残奥为淬火后派生的一种组织，由于奥氏体未完全转化为马氏体所致，且该组织为一种有害组织，使用过程中容易发生组织转变，从而导致晶粒体积发生变化而容易产生裂纹等缺陷），通过工艺优化，较其他产品相比节省一道深冷处理工序。
5、减少淬火回火时间
通过降低产品工频加热温度，可降低淬硬层内淬火组织应力，淬火后对辊身进行应力检测，发现与工频淬火产品相比拉应力及压应力均减少30%左右，后续通过回火时间对比试验，将该情况下淬火回火48h后辊身残奥及残余应力情况与前期工频淬火后回火116h检测结果基本一致，由此淬火回火时间可缩短60%左右。
Claims (6)
1.大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：依次经过工频淬火、中频淬火后进行喷水冷却，工频淬火频率为50HZ，中频淬火频率为250HZ，工频加热温度控制在830-870℃，中频加热温度控制在905-945℃，冷却时间控制在0.5h～1.0h，直接进行回火。
2.根据权利要求1所述的大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：极片辊的移动速度为0.7mm/s。
3.根据权利要求1所述的大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：所述工频淬火采用φ830mm感应器（1），中频淬火采用φ855mm感应器（2），喷水冷却采用环形喷水器（3），每个感应器高度为165mm，两个感应器线圈之间距离65mm，感应器线圈与环形喷水器（3）之间距离为35mm，喷水器高度为455mm。
4.根据权利要求3所述的大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：φ830mm感应器（1）以及φ855mm感应器（2）均包括感应线圈以及设置在感应线圈外的四圈独立的散热管（4），每根散热管（4）具有独立的进水口和出水口。
5.根据权利要求4所述的大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：每个感应线圈将感应器平均分为3等份、共5个测温孔（5），每个测温孔（5）为所述φ830mm感应器（1）和φ855mm感应器（2）的每圈散热管两侧均设置有测温点，依次为T1、T2、T3……T10，将T5和T10两点作为工频和中频的温度的控制点。
6.根据权利要求3所述的大直径极片辊表面淬火方法，其特征在于：所述环形喷水器（3）包括设置在内壁上部的倾斜喷水区和下部的水平喷水区，倾斜喷水区的最上一排设置活动喷嘴，喷射角度为24°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211687393.9A CN116024404A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 大直径极片辊表面淬火方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211687393.9A CN116024404A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 大直径极片辊表面淬火方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116024404A true CN116024404A (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=86075320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211687393.9A Pending CN116024404A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 大直径极片辊表面淬火方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116024404A (zh) |
-
2022
- 2022-12-27 CN CN202211687393.9A patent/CN116024404A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2552801C2 (ru) | Способ закалки стальной трубы | |
| KR101016594B1 (ko) | 열간 단조 설비 | |
| RU2441076C2 (ru) | Способ для термомеханической обработки бесшовных колец, изготовленных на радиально-осевом кольцепрокатном стане | |
| KR20010021589A (ko) | 금속 링의 열처리 방법 및 그에 따라 얻어진 베어링 링 | |
| CN101928818B (zh) | 一种中空管状热处理件的快速空气冷却装置 | |
| CN106391734B (zh) | 一种用于热轧高强度钢筋的分段阶梯型冷却装置 | |
| KR101104662B1 (ko) | 열간 단조 부품의 냉각 방법 및 그 장치, 그리고 열간 단조 부품의 제조 방법 | |
| CN106868267B (zh) | 一种d2钢轧辊双频热处理淬火工艺及装置 | |
| CN108130403B (zh) | 一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法 | |
| CN104561462B (zh) | 一种贝氏体‑马氏体复相钢/铁分级等温淬火热处理方法和装置 | |
| CN104357621A (zh) | 感应淬火细化晶粒的工艺方法 | |
| CN116024404A (zh) | 大直径极片辊表面淬火方法 | |
| CN112899461B (zh) | 一种异形凸轮局部仿形复合强化方法及装置 | |
| KR101760654B1 (ko) | 특별한 특성을 가지는 스틸 파이프를 생산하는 방법 및 장치 | |
| CN107385170B (zh) | 一种轮体淬火装置及淬火方法 | |
| CN109609852B (zh) | 一种平整机、光整机工作辊的制备方法 | |
| CN106498132B (zh) | 模具高压气淬工艺 | |
| CN206599591U (zh) | 一种可调节式锻钢支承辊差温淬火设备 | |
| CN102586565A (zh) | 中厚板热处理炉炉后快冷方法及快冷装置 | |
| CN106011397B (zh) | 42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法 | |
| CN106244784A (zh) | 一种用于挖掘机支重轮轴头轴颈部的淬火设备 | |
| CN115232951B (zh) | H11钢矫直辊感应淬火过程中预留软带的方法 | |
| KR930010322B1 (ko) | 큰지름의 고강도 압연강봉과 그 제조방법 | |
| CN114369706B (zh) | 一种hw型钢水平辊环热处理喷淬装置及其热处理方法 | |
| CN212426108U (zh) | 一种超长圆钢的雾冷装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |