RU2266341C1 - Method for thermal processing (improvement) of composite roller band - Google Patents

Method for thermal processing (improvement) of composite roller band Download PDF

Info

Publication number
RU2266341C1
RU2266341C1 RU2004128290/02A RU2004128290A RU2266341C1 RU 2266341 C1 RU2266341 C1 RU 2266341C1 RU 2004128290/02 A RU2004128290/02 A RU 2004128290/02A RU 2004128290 A RU2004128290 A RU 2004128290A RU 2266341 C1 RU2266341 C1 RU 2266341C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
hours
bandage
holding
composite roller
Prior art date
Application number
RU2004128290/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Корышев (RU)
А.Н. Корышев
Н.В. Андросов (RU)
Н.В. Андросов
С.Ю. Губин (RU)
С.Ю. Губин
А.Ф. Пименов (RU)
А.Ф. Пименов
А.И. Трайно (RU)
А.И. Трайно
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") filed Critical Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК")
Priority to RU2004128290/02A priority Critical patent/RU2266341C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2266341C1 publication Critical patent/RU2266341C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of composite roller bands for continuous casting machine.
SUBSTANCE: method involves first step including heating band to temperature of 580-620 C and holding at such temperature for 0.8-1.2 hours, and second step including heating band to hardening temperature of 930-980 C and holding at such temperature for 2.4-2.6 hours; providing tempering by heating to temperature of 660-720 C and holding at such temperature for 4-6 hours.
EFFECT: increased resistance of band to thermal abrasion and improved quality of cast blank surfaces.
1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано при изготовлении бандажей составных роликов машин непрерывного литья заготовок.The invention relates to the field of heat treatment and can be used in the manufacture of bandages of composite rollers of continuous casting machines.

Бандажированные ролики машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) работают в постоянном контакте с отливаемым металлом, вследствие чего подвержены термоциклическим нагрузкам, вызывающим интенсивный термический износ бандажей. Для повышения прочности и износостойкости бандажи роликов МНЛЗ заготовок изготавливают из хромомолибденованадиевой стали.The bandaged rollers of continuous casting machines (CCM) work in constant contact with the cast metal, as a result of which they are exposed to thermocyclic loads, causing intense thermal wear of the bandages. To increase the strength and wear resistance of the bandage rollers CCM blanks are made of chromium-molybdenum-vanadium steel.

Известен способ изготовления валка из хромомолибденованадиевой стали, по которому после механической обработки изделие подвергают термической обработке, включающей нагрев до температуры аустенитизации, закалку водой и низкотемпературный отпуск [Заявка №2205656 (Япония), МПК С 22 С 38/00, В 21 В 27/00 1990 г.].A known method of manufacturing a roll of chrome-molybdenum-vanadium steel, according to which, after machining, the product is subjected to heat treatment, including heating to austenitization temperature, water quenching and low-temperature tempering [Application No. 2205656 (Japan), IPC C 22 C 38/00, 21 V 27 / 00 1990].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не пригоден для термической обработки бандажа ролика МНЛЗ, т.к. после закалки и низкотемпературного отпуска в изделии сохраняются высокие остаточные напряжения, провоцирующие его термический износ.The disadvantage of this method is that it is not suitable for heat treatment of the bandage of the roller caster, because After quenching and low-temperature tempering, the product retains high residual stresses, which provoke its thermal wear.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ термической обработки валка, включающий его нагрев до температуры закалки за два этапа: вначале до температуры 600-650°С, а затем до температуры закалки 840-850°С. После закалки изделие подвергают отпуску при температуре 170-190°С, причем продолжительность выдержки при температуре отпуска назначают из расчета: 2 мин на 1 мм диаметра бочки [В.П. Полухин и др. Надежность и долговечность валков холодной прокатки. М.: Металлургия, 1976 г., с.184-186, 196-197] - прототип.The closest in its technical essence and the achieved results to the proposed invention is a method of heat treatment of a roll, comprising heating it to a hardening temperature in two stages: first to a temperature of 600-650 ° C, and then to a hardening temperature of 840-850 ° C. After hardening, the product is subjected to tempering at a temperature of 170-190 ° C, and the exposure time at the tempering temperature is assigned based on: 2 min per 1 mm of barrel diameter [V.P. Polukhin et al. Reliability and durability of cold rolling rolls. M .: Metallurgy, 1976, p.184-186, 196-197] - prototype.

Недостатки известного способа состоят в том, что после такой термической обработки изделия из хромомолибденованадиевой стали имеют низкую стойкость против термического износа, что отрицательно сказывается на долговечности бандажированных роликов МНЛЗ и качестве поверхности литых заготовок.The disadvantages of this method are that after such heat treatment, products made of chromium-molybdenum-vanadium steel have low resistance to thermal wear, which negatively affects the durability of the shrouded casters of the caster and the surface quality of cast billets.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе термической обработки бандажа составного ролика, включающем его нагрев до температуры закалки за два этапа, закалку и последующий отпуск, на первом этапе бандаж нагревают до температуры 580-620°С, при которой выдерживают в течение 0,8-1,2 ч, на втором этапе - до температуры закалки 930-980°С, при которой выдерживают в течение 2,4-2,6 ч, а отпуск ведут путем нагрева до температуры 660-720°С и выдержки при этой температуре в течение 4-6 ч.To solve the technical problem in the known method of heat treatment of the composite roller bandage, including heating it to a quenching temperature in two stages, quenching and subsequent tempering, at the first stage, the bandage is heated to a temperature of 580-620 ° C, at which it is held for 0.8 -1.2 hours, at the second stage - up to a quenching temperature of 930-980 ° С, at which they are kept for 2.4-2.6 hours, and tempering is carried out by heating to a temperature of 660-720 ° С and holding at this temperature within 4-6 hours

Сущность изобретения состоит в следующем. Термическая обработка (улучшение - закалка + отпуск) бандажа должна обеспечить одновременно высокую его прочность, стойкость к термическому износу, а также исключить образование трещин в процессах нагрева под закалку и закалки.The invention consists in the following. The heat treatment (improvement - hardening + tempering) of the bandage should provide both its high strength, resistance to thermal wear, and also eliminate the formation of cracks in the heating processes for hardening and hardening.

Нагрев на первом этапе до температуры 580-620°С с выдержкой 0,8-1,2 ч обеспечивает снятие фазовых напряжений в хромомолибденованадиевой стали и сокращает необходимое время выдержки при более высоких температурах на втором этапе для выравнивания температурного поля бандажа. Дальнейший нагрев до температуры закалки 930-980°С с выдержкой 2,4-2,6 ч обеспечивает полную аустенитизацию стали, формирование мелкозернистой микроструктуры, необходимой для последующей закалки. Кроме того, за время выдержки 2,4-2,6 ч при температуре повторного нагрева в металлической матрице стали не успевают развиваться процессы окисления и ослабления границ зерен.Heating at the first stage to a temperature of 580-620 ° C with a shutter speed of 0.8-1.2 h provides phase stress relief in chrome-molybdenum-vanadium steel and reduces the required holding time at higher temperatures at the second stage to equalize the temperature field of the bandage. Further heating to a quenching temperature of 930–980 ° C with a holding time of 2.4–2.6 h ensures complete austenitization of the steel and the formation of a fine-grained microstructure necessary for subsequent quenching. In addition, during the exposure time of 2.4-2.6 hours at a reheating temperature, oxidation and weakening of grain boundaries do not have time to develop in the metal matrix of the steel.

В закаленном состоянии хромомолибденованадиевая сталь характеризуется высокими термическими и фазовыми напряжениями и неустойчивым фазовым составом. Высокотемпературный отпуск при 660-720°С с выдержкой в течение 4-6 ч приводит к распаду мартенсита, образовавшегося при закалке с температуры 930-980°С, формированию ячеистой микроструктуры матрицы. В отпущенном состоянии сталь имеет стабильную мелкозернистую микроструктуру, которая характеризуется высокой термической стойкостью и не претерпевает изменений при термических циклах в процессе работы бандажированного ролика. За счет этого достигается повышение стойкости бандажа против термического износа, а также качества поверхности литых заготовок.In the hardened state, chrome-molybdenum-vanadium steel is characterized by high thermal and phase stresses and an unstable phase composition. High temperature tempering at 660–720 ° С with holding for 4–6 h leads to the decomposition of martensite formed upon quenching from a temperature of 930–980 ° С, and the formation of a cellular microstructure of the matrix. In the tempered condition, the steel has a stable fine-grained microstructure, which is characterized by high thermal stability and does not undergo changes during thermal cycles during operation of the bandaged roller. Due to this, an increase in the resistance of the bandage against thermal wear, as well as the surface quality of cast billets, is achieved.

Экспериментально установлено, что при уменьшении температуры нагрева на первом этапе ниже 580°С или сокращении времени выдержки менее 0,8 ч не достигается снижение фазовых напряжений стали, и для выравнивания температурного поля бандажа требуется более длительная его выдержка при повышенных температурах на втором этапе нагрева. Это отрицательно сказывается на стойкости бандажа. Увеличение температуры нагрева выше 620°С или времени выдержки более 1,2 ч увеличивает разнозернистость микроструктуры и снижает стойкость бандажа.It was experimentally established that with a decrease in the heating temperature in the first stage below 580 ° C or a decrease in the exposure time of less than 0.8 hours, a decrease in the phase stresses of the steel is not achieved, and to equalize the temperature field of the bandage, its longer exposure at elevated temperatures in the second stage of heating is required. This adversely affects the resistance of the bandage. An increase in the heating temperature above 620 ° C or a holding time of more than 1.2 h increases the heterogeneity of the microstructure and reduces the resistance of the bandage.

При температуре нагрева под закалку ниже 930°С и времени выдержки менее 2,4 ч хромомолибденованадиевая сталь сохраняет двухфазную структуру, поэтому после закалки имеет низкую прочность и износостойкость. Увеличение температуры повторного нагрева выше 980°С и времени выдержки при этой температуре более 2,6 ч способствует чрезмерному росту аустенитных зерен, ослаблению и окислению их границ. В результате снижается эксплуатационная стойкость бандажа и качество поверхности литых заготовок.At a heating temperature for hardening below 930 ° C and a holding time of less than 2.4 hours, chromium-molybdenum-vanadium steel retains a two-phase structure, therefore, after hardening it has low strength and wear resistance. An increase in the reheating temperature above 980 ° C and the exposure time at this temperature for more than 2.6 hours contributes to the excessive growth of austenitic grains, the weakening and oxidation of their boundaries. As a result, the operational stability of the bandage and the surface quality of cast billets are reduced.

Также экспериментально установлено, что при уменьшении температуры отпуска ниже 660°С или сокращении времени отпуска менее 4 ч не достигается полного снятия структурных и фазовых напряжений закалки. Бандаж приобретает неравномерные механические и трибологические свойства, что приводит к его повышенному термическому износу. Увеличение температуры отпуска более 720°С и времени выдержки более 6 ч приводит к падению твердости, прочности и износостойкости бандажа, ухудшению качества поверхности литых заготовок, что недопустимо.It was also experimentally established that with a decrease in tempering temperature below 660 ° C or a decrease in tempering time of less than 4 hours, complete removal of the structural and phase stresses of quenching is not achieved. The bandage acquires uneven mechanical and tribological properties, which leads to its increased thermal wear. An increase in tempering temperature of more than 720 ° C and a holding time of more than 6 hours leads to a drop in the hardness, strength and wear resistance of the bandage, deterioration of the surface quality of cast billets, which is unacceptable.

Примеры реализации способаMethod implementation examples

Бандаж составного ролика из хромомолибденованадиевой стали марки 25Х1M1Ф в виде отрезка трубы с внешним диаметром 600 мм и толщиной стенки 30 мм нагревают на первом этапе до промежуточной температуры Тп=600°С, при которой выдерживают в течение времени τп=1,0 ч. Затем бандаж нагревают до температуры закалки Тз=950°С и, после выдержки в течение времени τз=2,5 ч, подвергают закалке в масляной ванне.The bandage of a composite roller made of chromium-molybdenum-vanadium steel grade 25X1M1F in the form of a pipe segment with an external diameter of 600 mm and a wall thickness of 30 mm is heated in the first stage to an intermediate temperature T p = 600 ° C, at which it is kept for a time τ p = 1.0 h. Then the bandage is heated to a quenching temperature T s = 950 ° C and, after holding for a time τ s = 2.5 hours, is quenched in an oil bath.

Закаленный бандаж отпускают путем выдержки при температуре То=690°С в течение τо=5 ч, после чего охлаждают на воздухе.The hardened bandage is released by holding it at a temperature of T o = 690 ° C for τ o = 5 hours, after which it is cooled in air.

Термически обработанные (улучшенные) бандажи напрессовывают на ось и устанавливают на горизонтальном участке радиальной слябовой МНЛЗ. При работе МНЛЗ бандаж составного ролика, по которому перемещается отлитый сляб, подвержен циклическим термическим и механическим нагрузкам. Благодаря тому что в процессе термического улучшения была сформирована мелкозернистая ячеистая микроструктура бандажа и сняты фазовые, структурные и термические напряжения, бандаж имеет высокую прочность и стойкость против термического износа. За счет этого наработка бандажированного ролика на слябовой МНЛЗ составила: Q=2,5 тыс. штук разлитых плавок при высоком качестве поверхности слябов.Heat-treated (improved) bandages are pressed onto the axis and installed on a horizontal section of the radial slab caster. During operation of the continuous casting machine, the composite roller bandage along which the cast slab moves is subject to cyclic thermal and mechanical stresses. Due to the fact that in the process of thermal improvement, a fine-grained cellular microstructure of the bandage was formed and phase, structural and thermal stresses were removed, the bandage has high strength and resistance to thermal wear. Due to this, the operating time of the bandaged roller on the slab continuous casting machine was: Q = 2.5 thousand pieces of spilled melt with a high surface quality of the slabs.

Варианты реализации способа термической обработки бандажа составного ролика представлены в таблице.The options for implementing the method of heat treatment of the composite roller brace are presented in the table.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение стойкости бандажа против термического износа. В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) и при реализации способа-прототипа (вариант 6) стойкость бандажа против термического износа снижается, вследствие чего ухудшается качество поверхности литых слябов.The table shows that when implementing the proposed method (options 2-4), an increase in the resistance of the bandage against thermal wear is achieved. In the case of transcendental values of the declared parameters (options 1 and 5) and the implementation of the prototype method (option 6), the resistance of the bandage against thermal wear is reduced, as a result of which the surface quality of the cast slabs is deteriorated.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что предложенные режимы термической обработки (улучшения) обеспечивают формирование микроструктуры бандажа составного ролика из хромомолибденованадиевой стали, имеющей высокую прочность и наиболее хорошо противостоящей термическому износу. Это позволяет повысить количество плавок металла, разливаемого на МНЛЗ без замены бандажированных роликов при высоком качестве поверхности слябов.The technical and economic advantages of the proposed method consist in the fact that the proposed heat treatment (improvement) regimes provide the formation of the microstructure of the composite roller band from chromium-molybdenum-vanadium steel, which has high strength and is most resistant to thermal wear. This allows you to increase the number of melts of the metal cast on the continuous casting machine without replacing the bandaged rollers with a high surface quality of the slabs.

В качестве базового объекта при определении эффективности предложенного способа принят способ-прототип. Использование предложенного способа позволит повысить рентабельность производства непрерывно литых слябов на МНЛЗ на 2,5-4,4%.As a basic object in determining the effectiveness of the proposed method adopted the prototype method. Using the proposed method will increase the profitability of the production of continuously cast slabs in continuous casting machines by 2.5-4.4%.

Таблица
Режимы термической обработки и стойкость бандажа
Table
Heat treatment modes and resistance of the bandage
№ п/пNo. p / p Тп, °СT p , ° C τп, чτ p , h Тз, °СT s , ° C τз, чτ s , h То, °СT o , ° C τо, чτ about , h Q, тыс. плавокQ, thousand swimming trunks 1.1. 570570 0,70.7 925925 2,32,3 655655 3,93.9 0,970.97 2.2. 580580 0,80.8 930930 2,42,4 660660 4,04.0 2,202.20 3.3. 600600 1,01,0 950950 2,52,5 690690 5,05,0 2,502,50 4.4. 620620 1,21,2 980980 2,62.6 720720 6,06.0 2,272.27 5.5. 625625 1,31.3 990990 2,72.7 730730 6,26.2 1,321.32 6.6. 630630 не регл.not regl. 850850 не регл.not regl. 190190 30,030,0 0,990.99

Claims (1)

Способ термической обработки бандажа составного ролика, включающий его нагрев до температуры закалки за два этапа, закалку и последующий отпуск, отличающийся тем, что на первом этапе бандаж нагревают до температуры 580-620°С, при которой выдерживают в течение 0,8-1,2 ч, на втором этапе - до температуры закалки 930-980°С, при которой выдерживают в течение 2,4-2,6 ч, а отпуск ведут путем нагрева до температуры 660-720°С и выдержки при этой температуре в течение 4-6 ч.A method of heat treating a composite roller bandage, including heating it to a hardening temperature in two stages, hardening and subsequent tempering, characterized in that in the first stage the bandage is heated to a temperature of 580-620 ° C, at which it is held for 0.8-1, 2 hours, at the second stage - up to a quenching temperature of 930-980 ° С, at which they are kept for 2.4-2.6 hours, and tempering is carried out by heating to a temperature of 660-720 ° С and holding at this temperature for 4 -6 hours
RU2004128290/02A 2004-09-22 2004-09-22 Method for thermal processing (improvement) of composite roller band RU2266341C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004128290/02A RU2266341C1 (en) 2004-09-22 2004-09-22 Method for thermal processing (improvement) of composite roller band

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004128290/02A RU2266341C1 (en) 2004-09-22 2004-09-22 Method for thermal processing (improvement) of composite roller band

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2266341C1 true RU2266341C1 (en) 2005-12-20

Family

ID=35869692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004128290/02A RU2266341C1 (en) 2004-09-22 2004-09-22 Method for thermal processing (improvement) of composite roller band

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2266341C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145984A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана" (Мгту Им. Н.Э.Баумана) Method for producing a high-strength banded mill roll

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОЛУХИН В.П. и др. Надежность и долговечность валков холодной прокатки. - М.: Металлургия, 1976, с.184-186, 196-197. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145984A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана" (Мгту Им. Н.Э.Баумана) Method for producing a high-strength banded mill roll

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101698902B (en) Quenching method for integral cast steel supporting roll
KR101423826B1 (en) Martensitic stainless steel and the method of manufacturing the same
JP5535922B2 (en) Heat treatment process for steel
US6203634B1 (en) Method for heat-treating steel or cast iron components
JP2007044764A (en) Hot forging equipment
MXPA97002792A (en) Procedure for manufacturing steel tubes without cost
RU2266341C1 (en) Method for thermal processing (improvement) of composite roller band
KR20090123597A (en) Heat treatment method of press roll
CN102864299B (en) Isothermal transformation thermal treatment method for superhigh-intensity steel
EP3378578A1 (en) Roll for hot rolling process and method for manufacturing same
JPH06299240A (en) Manufacture of steel material for bearing having excellent spheroidizing characteristic
KR20110066637A (en) Method for manufacturing high strength steel wire for prestressed concrete stranded wire and high strength steel wire for prestressed concrete stranded wire produced by the same
CN108424999B (en) A kind of heat treatment process of shallow-tank separator driving chain components
CN111593179A (en) Heating method of bearing steel continuous casting billet
KR100832960B1 (en) The method for manufacturing the high carbon chromium bearing steel
RU2307176C2 (en) Method for producing hot rolled bars of bearing steels
KR101696095B1 (en) Method for manufacturing heat treated wire rod having excellent drawability
JPS61199035A (en) Manufacture of composite roll having tough neck part
SU1479548A1 (en) Method of chemical and thermomechanical treatment of steel articles
KR20110010195A (en) Soaking method of high carbon and chromium bearing steel
KR100325712B1 (en) A method of manufacturing bearing steel
RU2119961C1 (en) Method of manufacturing railway tires from continuously cast preforms
SU1301856A1 (en) Method for heat treatment of workpieces
JPH03165906A (en) Manufacture of roll for cold rolling
KR0138441B1 (en) Surface hardening method of forged steel product

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090923