具有高抗事故性能的半高速鋼冷軋工作輥及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種乳輥及制造方法，屬于機(jī)械加工和熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著乳鋼工業(yè)發(fā)展，為乳制高精度冷乳帶鋼，新建的連乳或單機(jī)架乳機(jī)，均以六輥 乳機(jī)為主。為實(shí)現(xiàn)乳制高精度冷乳帶鋼和提高乳機(jī)生產(chǎn)效率，六輥乳機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)為：乳機(jī) 乳制速度越來(lái)越快、乳機(jī)乳制帶材厚度越來(lái)越薄、乳材變形抗力越來(lái)越大。普通Cr5或Cr3 工作輥常見的失效形式為受熱沖擊后引起的表面裂紋以及局部剝落。這主要是由于乳機(jī)乳 制速度快、乳制時(shí)工作輥表面損傷較嚴(yán)重而導(dǎo)致的，如不及時(shí)換輥，表面損傷處產(chǎn)生裂紋 并向內(nèi)部擴(kuò)展導(dǎo)致輥面剝落。
[0003] 乳制過程中如果出現(xiàn)打滑、斷帶、粘鋼等乳制事故，影響生產(chǎn)，降低工作效率。因 此，乳鋼廠希望提高乳輥的抗事故能力，最大限度地降低異常輥耗，延長(zhǎng)乳輥在線周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作 輥及其制造方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0006] -種具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥，其材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分 含量為
[0007] C0· 60 ~1. 20% ;SiO. 8 ~2. 00% ;ΜηΟ· 20 ~1. 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. 0 ~ 4. 00% ;V0. 20 ~2. 00%;S< 0· 025%;Ρ< 0· 025% ;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 所述具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥，其材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分 含量為：
[0009] C0· 72 ~1. 05%;Si0. 90 ~1. 40%;Μη0· 25 ~0· 60%;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~ 3. 50% ;V0. 48 ~1. 80%;S< 0. 025%;Ρ< 0. 025% ;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0010] 所述具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥的制造方法包括下列工藝步驟： [0011]a)煉制鋼材：使鋼材中的化學(xué)成分及含量達(dá)到要求范圍，在精煉爐進(jìn)行冶煉，在 電渣爐進(jìn)行重熔、結(jié)晶，制成鋼錠，并鍛造成鍛坯；
[0012] b)鍛后熱處理：將鍛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火，處理結(jié)束后進(jìn)行粗車加工制得輥坯；
[0013]c)預(yù)備熱處理：對(duì)粗車加工后的冷乳輥輥坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所述調(diào)質(zhì)處理的淬火 保溫溫度為940°C~1000°C，回火保溫溫度為500°C~650°C，保溫時(shí)間為20h~40h;然后 機(jī)械加工至需要的尺寸及精度；
[0014]d)最終熱處理：采用感應(yīng)淬火方法對(duì)乳輥表面進(jìn)行熱處理，淬火溫度980°C~ 1100°C，淬火保溫時(shí)間12min~15min，采用噴水方式冷卻；回火溫度180°C~520°C，回火 保溫時(shí)間為60h~150h;回火完成后，按所需尺寸對(duì)輥坯進(jìn)行精加工，制成冷乳工作輥。
[0015] 所述具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥的制造方法，在煉制鋼材時(shí)用電弧 爐和LF/VD精煉爐進(jìn)行冶煉，在電渣爐進(jìn)行重恪、結(jié)晶，制成鋼錠。
[0016] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的進(jìn)步在于：
[0017] 本發(fā)明的鋼材成分中，提高了Cr、Mo和V等強(qiáng)碳化物形成元素的含量，提高合金化 水平，形成的高硬度M〇2C、VC、Cr7C3碳化物數(shù)量多，顆粒小，分布彌散，尤其是V元素含量增 加能有效提高材料的紅硬性，這就保證了半高速鋼冷乳工作輥具有優(yōu)異的抗回火性和抗 熱沖擊性，最終使乳輥具有優(yōu)異的抗事故性。本發(fā)明的熱處理方法保證了乳輥的性能，其淬 火、回火的溫度和時(shí)間，也是使本發(fā)明的材料具有最佳性能的合理選擇。
[0018] 經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)證明，乳輥在相同的工作條件下，正常在機(jī)時(shí)間由6小時(shí)延長(zhǎng)至8小 時(shí)，乳鋼量由600噸提高到800噸?？紤]到常規(guī)Cr5材質(zhì)乳輥因事故導(dǎo)致輥身裂紋、剝落造 成的異常損失，在同樣的使用條件下，本發(fā)明的半高速鋼乳輥綜合使用性能與常規(guī)Cr5材 質(zhì)乳輥相比提高60%以上，在事故率較高的乳機(jī)上應(yīng)用，綜合使用性能提高100%以上，使 用性能得到明顯提升。
【具體實(shí)施方式】
[0019] -種具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥及其制造方法，其材質(zhì)中的化學(xué)組 分及重量百分含量為下列范圍的任意數(shù)值：C0. 60~1. 20% ;SiO. 8~2. 00% ;MnO. 20~ 1. 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. 0 ~4. 00% ;V0. 20 ~2. 00%;S彡 0· 025%;P彡 0· 025% ; 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。上述材質(zhì)還可以優(yōu)選為下列范圍C0. 72~1. 05 % ;SiO. 90~ 1. 40%;Mn0. 25 ~0. 60%;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~3. 50%;V0. 48 ~1. 80%;S彡 0. 025%; 0.025%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0020] 制造時(shí)包括下列工藝步驟：
[0021] a)煉制鋼材：使鋼材中的化學(xué)成分及含量達(dá)到要求范圍，在精煉爐進(jìn)行冶煉，在 電渣爐進(jìn)行重恪、結(jié)晶，制成鋼錠，鋼錠鍛造成鍛還。
[0022] b)鍛后熱處理：將鍛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火，處理結(jié)束后進(jìn)行粗車加工制得輥坯；
[0023]c)預(yù)備熱處理：對(duì)粗車加工后的冷乳輥輥坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所述調(diào)質(zhì)處理的淬火 保溫溫度為940°C~1000°C，回火保溫溫度為500°C~650°C，保溫時(shí)間為20h~40h;然后 機(jī)械加工至需要的尺寸及精度；
[0024]d)最終熱處理：采用感應(yīng)淬火方法對(duì)乳輥表面進(jìn)行熱處理，淬火溫度980°C~ 1080°C，淬火保溫時(shí)間12min~15min，采用噴水方式冷卻；回火溫度180°C~520°C，回火 保溫時(shí)間為60h~150h;回火完成后，按所需尺寸對(duì)輥坯進(jìn)行精加工，制成冷乳工作輥。
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 本實(shí)施例的冷乳工作輥的制造方法包括以下步驟：
[0028]a)使鋼材的化學(xué)成分及含量達(dá)到要求范圍，然后進(jìn)行輥坯的冶煉。具體步驟是，煉 制鋼材時(shí)用電弧爐和LF/VD精煉爐進(jìn)行冶煉，模鑄成電極，然后將電極棒進(jìn)行退火，再電渣 重恪成電渣錠。
[0029] 經(jīng)最終化驗(yàn)，實(shí)施例1中冷乳工作輥的材質(zhì)中的化學(xué)組分及含量如下表（表中單 位為wt%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)）：
[0030]
[0031 ] 成分合格后將電渣錠加熱，鍛造成鍛坯；
[0032] b)對(duì)鍛坯進(jìn)行鍛后熱處理即退火處理，處理結(jié)束后進(jìn)行粗車加工，檢驗(yàn)合格后即 可作為輥坯；
[0033] c)對(duì)輥坯進(jìn)行預(yù)備熱處理即調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括淬火處理和回火處理，淬火 保溫溫度為960°C，保溫結(jié)束后采用噴霧或浸水冷卻；回火處理，回火保溫溫度為600°C，保 溫時(shí)間為30h;然后機(jī)械加工至需要的尺寸及精度；
[0034] d)感應(yīng)淬火處理，加熱溫度為1000°C，淬火保溫時(shí)間15min，采用噴水方式冷卻； 回火處理，回火溫度為200°C，回火保溫時(shí)間為110h?；鼗鹜瓿珊螅此璩叽鐚?duì)輥坯進(jìn)行 精加工，制成冷乳工作輥。
[0035] 通過上述處理后，用專用的乳輥肖氏硬度計(jì)測(cè)定，測(cè)得本實(shí)施例的冷乳工作輥的 表面硬度為88~90HSD。
[0036] 實(shí)施例2~實(shí)施例8
[0037] 各實(shí)施例的制造方法工藝步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處見下表：
[0038]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥，其特征在于：其材質(zhì)中的化學(xué)組分 及重量百分含量為： C 0? 60 ~L 20% ;SiO. 8 ~2. 00% ;MnO. 20 ~L 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. O ~ 4. 00% ;V0. 20 ~2. 00% ;S < 0? 025% ;P < 0? 025% ;其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥，其特征在于：其 材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量為： C 0? 72 ~1. 05 % ;SiO. 90 ~1. 40 % ;MnO. 25 ~0? 60 % ;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~ 3. 50% ;V0. 48 ~1. 80% ;S < 0. 025% ;P < 0. 025% ;其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。3. 權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥的制造方 法，其特征在于包括下列工藝步驟： a) 煉制鋼材：使鋼材中的化學(xué)成分及含量達(dá)到要求范圍，在精煉爐進(jìn)行冶煉，在電渣 爐進(jìn)行重恪、結(jié)晶，制成鋼錠，鋼錠鍛造成鍛還； b) 鍛后熱處理：將鍛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火，處理結(jié)束后進(jìn)行粗車加工制得輥坯； c) 預(yù)備熱處理：對(duì)粗車加工后的冷乳輥輥坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所述調(diào)質(zhì)處理的淬火保溫 溫度為940 °C~1000 °C，回火保溫溫度為500 °C~650 °C，保溫時(shí)間為20h~40h ;然后機(jī)械 加工至需要的尺寸及精度； d) 最終熱處理：采用感應(yīng)淬火方法對(duì)乳輥表面進(jìn)行熱處理，淬火溫度980°C~1100°C， 淬火保溫時(shí)間12min~15min，采用噴水方式冷卻；回火溫度180°C~520°C，回火保溫時(shí)間 為60h~150h ;回火完成后，按所需尺寸對(duì)輥坯進(jìn)行精加工，制成冷乳工作輥。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高抗事故性能的半高速鋼冷乳工作輥的制造方法，其特 征在于：煉制鋼材時(shí)用電弧爐和LF/VD精煉爐進(jìn)行冶煉，用電渣爐進(jìn)行重熔、結(jié)晶。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有高抗事故性能的半高速鋼冷軋工作輥及其制造方法，涉及機(jī)械加工和熱處理技術(shù)領(lǐng)域。其材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量為C？0.60～1.20％；Si？0.8～2.00％；Mn？0.20～1.00％；Cr？4.50～10.00％；Mo？1.0～4.00％；V？0.20～2.00％；S≤0.025％；P≤0.025％；其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)合理的合金成分和加工工藝，使所述半高速鋼冷軋工作輥具有良好抗事故性能，能夠大幅提升冷軋工作輥的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C22C38/34, B21B27/00, C21D1/18, C21D9/38, C21D1/25, C22C38/24
【公開號(hào)】CN105239012
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510664682
【發(fā)明人】楊昱東, 劉娣, 苗金平, 崔聰聰, 蘇軍新, 黨坤會(huì), 孫滿臣
【申請(qǐng)人】中鋼集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械軋輥有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日