本发明涉及铸钢材料，特别是涉及厚板轧机四辊粗轧高铬钢工作辊结合层的制备方法。
背景技术：
随着钢铁产业产能的严重过剩，各大钢厂对节能降耗更加地重视，对工作辊的质量、抗事故性能提出了越来越高的要求，同时对工作辊结合层的表面质量有了更高的要求。
目前，厚板轧机四辊粗轧高铬钢工作辊身直径一般大于1000mm，辊身长度一般大于4000mm，单重大，结合层质量难于控制；同时，离心复合工作辊的使用寿命降低，减少因结合层大片剥落而造成的报废现象，急需提供一种有效提高高铬钢工作辊结合层质量的制备方法。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是如何提供厚板轧机四辊粗轧高铬钢工作辊结合层的制备方法，
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
厚板轧机四辊粗轧高铬钢工作辊结合层的制备方法，包括以下工艺步骤：
a)冶炼：分别冶炼得到外层钢水和芯部铁水，将外层钢水转移至底漏包内；
b)离心浇注：将底漏包内的外层钢水和防氧化保护剂同时浇注至离心机的型腔内，并且防氧化保护剂早于外层钢水浇注完成，在外层钢水完成浇注后，向离心机的型腔内继续补加防氧化保护剂；外层钢水凝固后，将冶炼的芯部铁水进行浇注，得到辊坯。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤a)底漏包底部向包内的外层钢水中通入氩气，通入氩气的时间为10～40min。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中离心机的转速为600～1000r/min。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中外层钢水浇注的温度为1400～1650℃，外层钢水浇入型腔的速度为0.4～1.1m3/min。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中与外层钢水同时加入的防氧化保护剂的重量为50～200千克。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中继续补加防氧化保护剂的重量为2.5～30千克。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中外层钢水凝固后5～25min离心机减速，离心机减速后10～15min开始浇注芯部铁水。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b)中芯部铁水浇注温度为1350～1450℃，芯部铁水通过中注管浇注，芯部铁水的浇注时间控制在5～8min。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述中注管采用多孔喷头制成。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明通过对厚板轧机四辊粗轧离心复合高铬钢工作辊结合层的制备方法优化，使得轧辊结合层探伤、金相及反蚀均得到理想控制，有效的保证了轧辊成品率。
本发明在冶炼阶段时采用了底漏包替代翻包并进行吹氩净化钢水，使得经过处理的外层浇注后冷型内腔质量会得到进一步地提高；同时，控制了外层钢水的浇注至型腔内的速度，保证了冷型内钢水在离心机模具内的顺利铺展，也保证了工作辊结合层的温度均匀性。
外层钢水浇注过程中随流冲如防氧化保护剂，有效地预防了外层浇注时钢水的氧化，同时，在外层浇注后冷型两端也撒入防氧化保护剂，补充了在钢水凝固过程中两端防氧化保护剂的流失，保证了冷型两端内腔的质量。离心机停转后按照10～15分钟控制芯部铁水浇注间隔时间，减少了合箱过程中防氧化保护剂的流失和冷型内腔温度不均匀性的增加。
本发明在芯部铁水浇注过程中控制了浇注时间在5～8分钟，保证了在轧辊芯部组织、探伤质量满足要求的前提下，轧辊外层与芯部的良好冶金结合。
本发明按照芯部铁水浇完冷型时间确定芯部铁水浇注速度，使芯部铁水对外层保持了必要的机械冲刷能力，进一提高了外层内表面质量，保证了外层与芯部有效结合，中注管采用多孔喷头使芯部铁水流不散且均匀一致，冷型内腔不同部位外层反蚀一致性增加。
采用此方法生产厚板轧机四辊粗轧用高铬钢工作辊，结合层探伤无异常反射波，整体波高5～15％f.s，结合层无碳化物聚集等异常组织，不存在夹渣、疏松等铸造缺陷，外层至芯部组织均匀过度，轧辊外层厚度均匀性≤10mm，外层各区反蚀平均值控制在9～11mm，保证了轧辊各区使用性能的一致性，同时也降低了因外层局部反蚀过大对芯部组织、机械性能带来的负面影响。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明：
厚板轧机四辊粗轧高铬钢工作辊结合层的制备方法，包括以下工艺步骤：
a)冶炼：分别冶炼得到外层钢水和芯部铁水，将外层钢水转移至底漏包内，同时在底漏包底部向包内的外层钢水中通入氩气，通入氩气的时间控制在10～40分钟；
b)离心浇注：将底漏包内的外层钢水和防氧化保护剂同时浇注至离心机的型腔内，并且防氧化保护剂早于外层钢水浇注完成，离心机的转速为600～1000r/min，外层钢水浇注的温度为1400～1650℃，外层钢水浇入型腔的速度为0.4～1.1m3/min，与外层钢水同时加入的防氧化保护剂的重量为50～200千克。在外层钢水完成浇注后，向离心机的型腔内继续补加重量为2.5～30千克的防氧化保护剂。当外层钢水凝固后5～25分钟离心机减速，离心机减速后10～15min开始浇注芯部铁水，芯部铁水浇注温度为1350～1450℃，芯部铁水的浇注时间控制在5～8分钟，得到辊坯。芯部铁水通过中注管浇注，中注管采用多孔喷头制成。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1、
a)冶炼：分别冶炼得到外层钢水和芯部铁水，将外层钢水转移至底漏包内，同时在底漏包底部向包内的外层钢水中通入氩气10分钟；
b)离心浇注：将底漏包内的外层钢水和防氧化保护剂同时浇注至离心机的型腔内，并且防氧化保护剂早于外层钢水浇注完成，离心机的转速为600r/min，外层钢水浇注的温度为1400℃，外层钢水浇入型腔的速度为0.4m3/min，与外层钢水同时加入的防氧化保护剂的重量为50千克。在外层钢水完成浇注后，向离心机的型腔内继续补加防氧化保护剂，补加的防氧化保护剂的重量为2.5千克；当外层钢水凝固后5分钟离心机减速，停转。离心机减速后10分钟开始浇注芯部铁水，芯部铁水浇注温度为1350℃，芯部铁水的浇注时间控制在5分钟，得到辊坯。芯部铁水通过中注管浇注，中注管采用多孔喷头制成。
本实施例中得到的厚板轧机四辊粗轧用高铬钢工作辊，结合层探伤无异常反射波，整体波高5％f.s，工作辊外层至芯部组织均匀过度，轧辊外层厚度均匀性8mm，外层各区反蚀平均值为9mm，轧辊的成品率为98.7％。
实施例2、
本实施例与实施例1的区别在于，步骤a)冶炼过程中通入氩气的时间为25分钟；步骤b)中外层钢水浇注的温度为1500℃，外层钢水的浇注速度为0.8m3/min；在外层钢水完成浇注后，向离心机的型腔内继续补加19千克的防氧化保护剂。当外层钢水凝固16分钟后离心机减速，停转。离心机减速后13分钟开始浇注芯部铁水，芯部铁水浇注温度为1400℃，芯部铁水的浇注时间控制在6分钟。
本实施例中得到的厚板轧机四辊粗轧用高铬钢工作辊，结合层探伤无异常反射波，整体波高10％f.s，工作辊外层至芯部组织均匀过度，轧辊外层厚度均匀性5mm，外层各区反蚀平均值为10mm，轧辊的成品率为99.2％。
实施例3、
本实施例与实施例1的区别在于，步骤a)冶炼过程中通入氩气的时间为40分钟；步骤b)中外层钢水浇注的温度为1650℃，外层钢水的浇注速度为1.1m3/min；在外层钢水完成浇注后，向离心机的型腔内继续补加30千克的防氧化保护剂。当外层钢水凝固25分钟后离心机减速，停转。离心机减速后15分钟开始浇注芯部铁水，芯部铁水浇注温度为1450℃，芯部铁水的浇注时间控制在8分钟。
本实施例中得到的厚板轧机四辊粗轧用高铬钢工作辊，结合层探伤无异常反射波，整体波高15％f.s，工作辊外层至芯部组织均匀过度，轧辊外层厚度均匀性10mm，外层各区反蚀平均值为11mm，轧辊的成品率为99.4％。