高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法
【专利摘要】本发明公开一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，顺序包括将辊颈用石棉毡包裹，只对辊身进行预热处理的步骤；将辊身加热到奥氏体化温度，而辊颈保持空冷的步骤；将工作辊进行淬火、回火达到所需硬度的步骤。如果硬度不合格，再进行补充回火。本发明采用差温的方法，避免了辊颈和辊身芯部球铁组织的恶化，保证了辊颈足够的强度，也满足工作层高硬度、较好的硬度均匀性、较低的硬度降等要求；另外，差温热处理只有局部升到高温，可以显著减少能源消耗，降低热处理成本。
【专利说明】高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁轧制【技术领域】，主要是关于热连轧机粗轧机架、炉卷轧机粗轧机架上用的高铬铸钢离心复合工作辊的一种特殊热处理方法，即差温热处理方法。
【背景技术】
[0002]轧辊是轧机最重要的零件之一，也是轧机最主要的消耗备件，轧辊性能直接决定了钢产品的成本、性能及产量。高铬铸钢离心复合工作辊由于其良好的耐热性、耐磨性、抗事故性等优点，主要用作热连轧机粗轧机架、炉卷轧机粗轧机架工作辊。为生产出高性能的高铬铸钢工作辊，需要经过铸造、热处理、加工等工序，尤其是热处理工序直接决定了高铬铸钢工作辊的性能。目前广泛使用的热处理技术是整体高温淬火+回火，但此方法存在以下问题:1)高温使辊颈和辊身芯部球铁组织恶化(轧辊如图1所示)，造成辊身高硬度、辊颈低硬度要求无法保证，辊身硬度均匀性和工作层硬度降也无法保证；2)整体升温，没必要升温的部位跟随需要升温的部位一起升温，造成能源消耗大，热处理成本高。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，采用对辊身和辊颈差温热处理的措施，满足辊身硬度高、均匀，辊颈硬度低、强度高的工艺要求，同时也可以显著减少加工能耗。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，包括将辊颈和辊身进行差温热处理，使辊身硬度高于辊颈硬度，辊身硬度均匀。
[0006]优选的一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，包括如下步骤:
[0007]I)将工作辊的辊颈用耐高温石棉毡包裹；
[0008]2)将工作辊吊到差温炉中，对辊身部分进行加热、保温；
[0009]3)将工作辊从差温炉中吊出，放在垫铁上，进行空冷淬火；
[0010]4)将工作辊转吊到带有风循环的中低温回火炉中，进行一次回火；
[0011]5)—次回火后出炉检测硬度，如果满足工作辊的技术要求，转下序加工，如果不满足，再进行补充回火，直至满足技术要求为止。
[0012]具体讲，上述方案细化为如下过程:
[0013]I)将工作辊两端的辊颈用耐高温石棉毡包裹；
[0014]2)将包裹好的工作辊放在预热炉里进行整体预热、保温，预热温度低于奥氏体转变温度，保温时间为15-35小时；
[0015]3)预热、保温结束后，将工作辊吊到差温炉中，保持包裹着石棉毡的辊颈处于空冷状态，仅对辊身部分进行迅速加热、保温，加热温度以辊身的工作层达到完全奥氏体化状态为准，加热时间控制在0.5-3小时，保温时间控制在1-4小时；
[0016]4)保温过后，依然保持包裹着石棉毡的辊颈处于空冷状态，对辊身部分进行降温、保温，降温至900-1200°C，降温时间控制在0.5-3小时，保温时间控制在0.5-4小时；
[0017]在上述步骤3)、4)的处理过程中，工作辊始终保持旋转；
[0018]5)将工作辊从差温炉中吊出，垫设在垫铁上，放置在空气相对静止的地方进行空冷淬火，垫铁必须高于700mm ；
[0019]6)待工作辊空冷到辊身表面温度达到350_550°C时，转吊到带有风循环的中低温回火炉中继续冷却，在450-550°C下保温15-30小时后快速冷却到马氏体转变点以下，然后进行一次回火，一次回火温度为520_550°C ；
[0020]7)—次 回火后出炉检测硬度，如果满足工作辊的技术要求，转下序加工，如果不满足，再进行补充回火，直至满足技术要求为止。
[0021]所述石棉毡的宽度≤辊颈的宽度，且自辊颈根部开始包裹，厚度为30_100mm。
[0022]所述预热温度为650_850°C。
[0023]对辊身部分迅速加热温度为950-1250°C。
[0024]工作辊转速为30-90° /15分钟。
[0025]补充回火温度根据一次回火后硬度检测结果和轧辊技术要求来定。
[0026]该方法适用于技术要求为辊身硬度70-85HSD、辊颈硬度35-45HSD、辊身硬度均匀性≤5HSD、工作层硬度降≤4HSD的工作辊。
[0027]采用以上技术方案，本发明取得的技术进步是:相比常规的整体热处理的方法，本发明采用差温的方法，避免了辊颈和辊身芯部球铁组织的恶化，保证了轧辊辊颈足够的强度，也满足工作层高硬度、较好的硬度均匀性、较低的硬度降等要求；另外，相比整体热处理方案，差温热处理只有局部升到高温，可以显著减少能源消耗，降低热处理成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是工作辊的结构示意图，包括辊身1、辊颈2、工作层3几部分。
【具体实施方式】
[0029]本发明公开了一种高铬铸钢离心复合工作辊特殊热处理方法一差温热处理方法，主要包括将工作辊整体进行预热处理、辊身辊颈差温热处理、空冷淬火处理，回火处理几个步骤，具体操作顺序为:
[0030]I)如图1所示，首先将工作辊两端的辊颈2用耐高温石棉毡(即耐火纤维毡)包裹，石棉毡的宽度<辊颈的宽度，且自辊颈2根部开始包裹，厚度为30-100mm ；
[0031]2)将包裹好的工作辊放在预热炉里进行整体预热，然后保温，预热温度为650-850°C，保温时间为15-35小时；
[0032]3)预热保温结束后，将工作辊吊到差温炉里，保持包裹着石棉毡的辊颈2处于空冷状态，仅对辊身I部分进行迅速加热、保温，加热温度以辊身的工作层4达到完全奥氏体化状态为准，对于高铬铸钢一般为950-1250°C，加热时间控制在0.5-3小时，保温时间控制在1-4小时；
[0033]4)保温过后，依然保持包裹着石棉毡的辊颈2处于空冷状态，对辊身I部分进行降温、保温，降温至900-1200°C再开始保温，降温时间控制在0.5-3小时，保温时间控制在
0.5-4小时；[0034]在上述步骤3)、4)的处理过程中，工作辊始终保证旋转，速度为30-60° /15分钟；
[0035]5)将工作辊从差温炉中吊出，垫设在垫铁上，放置在空气相对静止的地方进行空冷淬火，垫铁必须高于700mm ；
[0036]6)待工作辊空冷到辊身表面温度达到350_550°C时结束空冷，吊到带有风循环的中低温回火炉中，在450-550°C下保温15-30小时后快速冷却到马氏体转变点以下，再进行一次回火，一次回火温度为520-550°C。
[0037]风循环中低温回火炉主要保证炉内温度场的均匀性从而保证工作辊温度场的均匀性，最后保证工作辊硬度均匀性。
[0038]7) 一次回火后出炉检测硬度，硬度要求是:辊身硬度70-85HSD、辊颈硬度35-45HSD、辊身硬度均匀性< 5HSD、工作层硬度降< 4HSD，如果硬度合格，转下序加工，如果硬度不合格，再进行补充回火，直至满足硬度要求为止。补充回火温度根据一次回火后硬度检测结果和轧辊技术要求来定。
[0039]下面是两个具体的实施例
[0040]实施例1
[0041]本发明的热处理方法应用于R77.3高铬铸钢离心复合工作辊，其主要成分为:
[0042]
【权利要求】
1.一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:包括将辊颈和辊身进行差温热处理的步骤，使辊身硬度高于辊颈硬度，辊身硬度均匀。
2.一种高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将工作辊的辊颈用耐高温石棉毡包裹； 2)将工作辊吊到差温炉中，对辊身部分进行加热、保温； 3)将工作辊从差温炉中吊出，吊放在垫铁上，进行空冷淬火； 4)将工作辊转吊到带有风循环的中低温回火炉中，进行一次回火； 5)—次回火后出炉检测硬度，如果满足工作辊的技术要求，转下序加工，如果不满足，再进行补充回火，直至满足技术要求为止。
3.根据权利要求2所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:在步骤I之后，步骤2)之前，加入将工作辊放到预热炉里进行整体预热、保温的步骤，预热温度低于奥氏体转变温度，保温时间为15-35小时。
4.根据权利要求2所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述步骤2)中，对辊身部分进行加热、保温的方法是:加热温度至奥氏体化温度950-1250°C，加热时间0.5-3小时，保温时间1-4小时；然后将辊身部分进行降温，降至900-1200°C再开始保温，降温用时0.5-3小时；最后再保温，时间为0.5-4小时。
5.根据权利要求2或4所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述步骤2)中，对辊身部分进行加热、保温的时候，保持包裹着石棉毡的辊颈部分处于空冷状态。
6.根据权利要求2或4所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述步骤2)中，对辊身部分进行加热、保温的时候，保持工作辊始终处于旋转状态。
7.根据权利要求2所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述步骤3)中，垫铁必须高于700mm ;空冷淬火的环境为空气相对静止。
8.根据权利要求2或4或7所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述步骤3)、4)中，空冷淬火至辊身表面温度到350-550°C时，转吊到带有风循环的中低温回火炉中，在回火炉中继续冷却，在450-550°C下保温15-30小时后快速冷却到马氏体转变点以下，再进行一次回火，一次回火温度为520-550°C。
9.根据权利要求2所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述石棉毡的宽度<辊颈的宽度，且自辊颈根部开始包裹，厚度为30-100mm。
10.根据权利要求1~9之一所述的高铬铸钢离心复合工作辊差温热处理方法，其特征在于:所述方法适用于技术要求为辊身硬度70-85HSD、辊颈硬度35-45HSD、辊身硬度均匀性≤5HSD、工作层硬度降≤4HSD的工作辊。
【文档编号】C21D9/38GK103667665SQ201310660866
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】刘汉银, 赵席春, 伏晓虎, 赵文辉, 白云龙 申请人:天津重型装备工程研究有限公司, 中国第一重型机械股份公司