一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法
【專利摘要】一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，屬于軋輥熱處理方法【技術領域】，用于對離心復合高鉻鋼軋輥進行熱處理。其技術方案是：先利用電阻爐將復合軋輥整體加熱到一定溫度，再將軋輥轉到差溫爐對輥身離心層繼續(xù)加熱到更高溫度，保溫足夠時間，出爐通過噴淬和回火處理，使輥身組織轉變?yōu)榧氠樅突鼗瘃R氏體、索氏體、少量殘余奧氏體，輥頸組織為索氏體和少量鐵素體。本發(fā)明的差溫熱處理方法使離心復合高鉻鋼軋輥表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性和綜合機械性能，提高了軋輥輥身耐磨性、抗熱裂性及抗事故能力。本發(fā)明是對離心復合高鉻鋼軋輥熱處理工藝的創(chuàng)新，解決了長期沒有適合離心復合高鉻鋼軋輥熱處理工藝的問題，顯著提高了軋輥的質量和企業(yè)的經濟效益。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對離心復合高鉻鋼軋輥進行熱處理的方法，屬于軋輥熱處理方法

【技術領域】。 一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法 技術背景
[0002] 在軋鋼生產過程中，乳輥是軋機中的關鍵部件，乳輥本身的質量將直接影響軋線 的生產效率和軋材質量。目前對于熱帶軋機，無論粗軋還是精軋，也無論精軋前段還是精軋 后段，都存在著提高軋輥耐磨性、增強輥型保持能力、控制輥面致密氧化膜的形成、以及通 過軋輥改進提高軋材的表面質量、降低表面印痕等急需解決的共性問題。
[0003] 離心復合高鉻鋼軋輥是通過離心復合鑄造方法制作而成，它的外層為高鉻鋼材 質，心部為高強度球墨鑄鐵材質。離心復合高鉻鋼軋輥廣泛用于四輥粗軋機架，輥身硬度控 制多為75-80HS，不僅要求具有很好的耐磨性、抗熱裂性，并且要求較高的輥頸強度以提高 抗事故能力。目前制作離心復合高鉻鋼軋輥的熱處理工藝采用的是常規(guī)熱處理方法，在熱 處理過程中對離心復合高鉻鋼軋輥進行高溫整體淬火和回火處理，這種常規(guī)熱處理生產的 離心復合高鉻鋼軋輥在耐磨性、抗熱裂性、抗事故能力等方面都不能很好地滿足使用要求。 但是，迄今為止這種情況沒有得到有效改變，各個軋輥生產企業(yè)仍然延續(xù)著常規(guī)熱處理工 藝對離心復合高鉻鋼軋輥進行加工，不但致使離心復合高鉻鋼軋輥的質量不能滿足生產的 需求，同時離心復合高鉻鋼軋輥的使用壽命降低，增加了企業(yè)的生產成本。因此改進目前的 離心復合高鉻鋼軋輥的熱處理工藝、提高離心復合高鉻鋼軋輥的質量是亟待解決的問題。
[0004] 發(fā)明方案 本發(fā)明所要解決的技術問題是一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，這種差溫 熱處理方法可以提高離心復合高鉻鋼軋輥輥身耐磨性、抗熱裂性及抗事故能力，使離心復 合高鉻鋼軋輥表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性和綜合機械性能。
[0005] 解決上述技術問題的技術方案是： 一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，它采用以下步驟進行： a. 工藝準備：鑄造離心復合高鉻鋼軋輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩(wěn)固； b. 軋輥整體預熱：利用電阻爐對離心復合高鉻鋼軋輥分段加熱，加熱到750-850°C， 以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h ; c. 輥身工作層快速加熱：將整體預熱后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，對輥 身工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h，保溫溫度1020-1100°C，保溫時間〔(工作層厚 度+5)/30〕h。
[0006] d.噴液淬火：淬火介質為水經壓縮空氣霧化后的液化氣體，差溫爐加熱保溫結束 后，將軋輥吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火，噴霧淬火冷卻至600°C，停止噴霧，然后風 冷、空冷控制終冷溫度380-450°C ; e.回火：回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維氈?；鼗饻囟纫暂伾碛捕染唧w要求而定，一 般在500-550°C，保溫時間25-30h后爐冷。
[0007] 上述離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，所述軋輥整體預熱的加熱速度為 8-25 °C /h。
[0008] 上述離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，所述整體預熱后的軋輥快速取出裝 入開合式燃氣差溫爐，要求5-10min完成，確保棍身溫度不低于700°C。
[0009] 上述離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，所述差溫爐加熱保溫結束后，要在 3-5min時間內將軋輥在吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明利用差溫熱處理技術通過輥身表面快速加熱使離心復合高鉻鋼軋輥的組織具 有較高的綜合機械性能，碳化物呈M7C3型，具有非常高的顯微硬度。
[0011] 采用本發(fā)明方法處理的離心復合高鉻鋼軋輥較常規(guī)高溫熱處理軋輥具有以下優(yōu) 點：工作層硬度落差小于3HSD，輥面硬度均勻度2HSD，乳輥的耐磨性可提高20%以上，乳輥 毫米軋制量提高30%左右，乳輥的抗疲勞強度也較原來提高25%以上，抗蝕能力也得到顯 著的提高，乳輥單次修磨量也較原來可降低20%以上，并且工作層與芯部材料冶金結合好， 使用壽命提高一倍以上，同時輥頸和輥身心部組織為索氏體和少量鐵素體，滿足軋輥對強 韌性的要求，提高了使用中的抗事故能力。
[0012] 本發(fā)明的離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法是對離心復合高鉻鋼軋輥熱處 理工藝的創(chuàng)新，解決了長期沒有適合離心復合高鉻鋼軋輥熱處理工藝的問題，顯著提高了 離心復合高鉻鋼軋輥的質量，不但滿足了生產的需要，也提高了離心復合高鉻鋼軋輥的使 用壽命，降低了生產成本，在本行業(yè)中有極大的推廣使用價值，可顯著提高各個軋輥、乳鋼 企業(yè)的經濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的熱處理工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明所需設備工裝吊具包括：1200°C高溫臺車式電阻爐、750°C臺車式電阻爐、 開合式燃氣差溫爐、高壓霧化噴淬機、起重設備、吊具、測溫裝置等。
[0015] 本發(fā)明的一個實施例如下： 離心復合高鉻鋼軋輥的規(guī)格為# 1450*1810,硬度要求為輥身73-78HS，輥頸35-45 HS，輥頸強度彡350 MPa。
[0016] 該實施例的差溫熱處理方法的工藝步驟如下： a.工藝準備：鑄造離心復合高鉻鋼軋輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩(wěn)固，防止形變。
[0017] 輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖維氈的作用是防止輥頸過熱過燒使石墨形態(tài)毛化， 降低輥頸強度。
[0018] b.軋輥整體預熱：利用1200°C電阻爐將離心復合高鉻鋼軋輥以8-25°C /h加熱 速度分段加熱，室溫至350°C加熱速度8°C /h，350°C -750°C加熱速度20°C /h，加熱到預定 溫度750°C，以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h。
[0019] 軋輥整體預熱的主要作用為差溫爐加熱做準備，降低軋輥橫截面內外溫差，避免 在差溫爐加熱過程中內外溫差過大形成的熱應力使軋輥出現(xiàn)裂紋或斷裂。
[0020] c.輥身工作層快速加熱：差溫爐提前預熱至1000°C，保溫20_30min。將整體預熱 后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，要求5-10min完成，入差溫爐輥身溫度700°C， 對輥身工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h為宜，保溫溫度1020-1100°C，保溫時間〔 (工作層厚度+5)/30〕h。本實施例的加熱速度280°C /h升溫至保溫溫度，保溫溫度1030°C， 保溫時間2h。
[0021] 輥身工作層快速加熱的作用，利用差溫爐快速加熱的特點，僅對輥身高鉻鋼工作 層進行加熱保溫，使輥身工作層達到淬火所需的溫度，而軋輥內部溫度還處于較低的溫度， 減少整支軋輥的蓄熱量，為后續(xù)淬火做準備。
[0022] d.噴液淬火：淬火前預調噴淬機水壓風壓，風壓0. 25-0. 3MPa，水壓0. 1-0. 2MPa， 以保證霧化效果；預調噴嘴距輥身距離700mm，噴嘴中心略高于輥身中心線15-25mm。差溫 爐加熱保溫結束后，將軋輥在3-5min時間內吊到噴淬及工位進行輥身局部淬火。噴霧淬火 冷卻過程中每5min測溫并記錄一次，待輥身溫度至600°C，停止噴霧；然后用軸流風機風冷 至450°C ;停止吹風在靜止的空氣中空冷，控制終冷溫度400°C，期間每隔15-20min測溫并 記錄一次，然后裝入電阻爐回火。
[0023] e.回火：利用750°C電阻爐回火(帶循環(huán)風機)，回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維 氈。采取三段回火工藝，第一段回火溫度500°C，保溫時間14h ;第二段回火溫度510°C，保 溫時間25h ;第二段回火溫度525°C，保溫時間25h。
[0024] 回火可以消除淬火時形成的熱應力及相變應力穩(wěn)定淬火組織，使輥身組織轉變?yōu)?細針和回火馬氏體、索氏體、少量殘余奧氏體，輥頸及輥身心部組織為索氏體和少量鐵素 體。
[0025] 本實施例生產的4支離心復合高鉻鋼軋輥的性能檢測指標如表1 :

【權利要求】
1. 一種離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，其特征在于：它采用以下步驟進行： a. 工藝準備：鑄造離心復合高鉻鋼軋輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩(wěn)固； b. 軋輥整體預熱：利用電阻爐對離心復合高鉻鋼軋輥分段加熱，加熱到750-850°C， 以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h ; c. 輥身工作層快速加熱：將整體預熱后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，對輥 身工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h，保溫溫度1020-1100°C，保溫時間〔(工作層厚 度+5)/30〕h ; d. 噴液淬火：淬火介質為水經壓縮空氣霧化后的液化氣體，差溫爐加熱保溫結束后， 將軋輥吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火，噴霧淬火冷卻至600°C，停止噴霧，然后風冷、空 冷控制終冷溫度380-450°C ; e. 回火：回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維氈； 回火溫度以輥身硬度具體要求而定，一般在500-550°C，保溫時間25-30h后爐冷。
2. 根據權利要求1所述的離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，其特征在于：所述 軋輥整體預熱的加熱速度為8-25°C /h。
3. 根據權利要求2所述的離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，其特征在于：所述 整體預熱后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，要求5-10min完成，確保輥身溫度不 低于700°C。
4. 根據權利要求3所述的離心復合高鉻鋼軋輥的差溫熱處理方法，其特征在于：所述 差溫爐加熱保溫結束后，要在3-5min時間內將軋輥在吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火。
【文檔編號】C21D1/18GK104087742SQ201410285338
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權日:2014年6月24日
【發(fā)明者】劉寶存, 張偉, 李元春, 肖連華, 李仕源, 黃明, 高玉章, 劉雙喜 申請人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司