专利名称：大型高铬铸铁轧辊准差温热处理的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轧辊的热处理工艺，具体的说是一种大型高铬铸铁轧辊的准差温热处理工艺。
背景技术：
轧辊是轧钢生产的主要并且经常耗用的部件，轧辊质量的好坏直接关系到轧制质量和轧机生产率的高低。轧辊的内在性能和质量，除了材料本身成本的特征外，主要是在热加工中形成。热加工即热处理是通过温度的变化改变钢的组织，从而改善其使用性能。生产中，为了使大型轧辊的辊身表面硬度、淬硬层深度、以及残余应力状态得到进一步的保证和提高，提出对轧辊进行差温热处理。差温热处理主要是通过快速加热热处理工件的局部，并使该局部加热到足以使该处的组织发生组织转变的温度，而其他区域的温度基本不发生变化、组织也无变化，最终达到有效控制工件不同区域性能的目的。差温热处理的加热方式包括电加热、燃气加热、柔性电弧(扇形弧幕)加热等，并且都是在专用的差温热处理炉内进行。但是差温热处理炉一般是针对普通尺寸的轧辊制作，对于某些特殊的直径为1米甚至超过1米的超大型中宽厚板轧机用的高铬铸铁轧辊来说，设计专门的差温热处理炉并不符合低碳经济的原则。为了让大直径的高铬铸铁轧辊也能进行类似差温热处理原理的热加工，申请人希望可以采用已有设备的高温煤气炉对大直径的高铬铸铁轧辊进行准差温热处理。所谓准差温处理即为非严格意义上的差温热处理，只是借用差温热处理的概念控制热处理工件的局部加热。然而高温煤气炉自身的结构设计并不适用直接进行准差温热处理，高温煤气炉烧嘴内除炉门处的下部设置有一个防止炉门处温度过低的烧嘴外，其余10个烧嘴全部设计在炉体的上部。每个烧嘴的加热能力为35万kcal/h，烧嘴的加热能力的大小可调，当达到最大通量的时候是大火火焰。由于烧嘴大都设置在炉体的上方， 炉体内部没有炉内气氛循环装置，上、下部温差可达70°C左右，在热处理时容易造成产品整体受热不均勻，导致辊身硬度均勻性差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能用高温煤气炉对高铬铸铁轧辊进行准差温热处理的工艺。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是大型高铬铸铁轧辊准差温热处理，使用高温煤气炉对大型高铬铸铁轧辊进行准差温热处理，包括以下步骤，A.使用双层枕铁将轧辊架设在高温煤气炉的台车上，轧辊的下辊面距离台车表面 800 900mm ；在轧辊辊身上、下辊面的中间位置各压装好测温用的铠装热电偶；将台车推入高温煤气炉内，关闭炉门；B.第一阶段预热第一阶段预热的保温温度为590 650°C，打开高温煤气炉的所有烧嘴对轧辊进行加热，控制烧嘴喷出的火焰为小火，使升温速度为5 30°C /h ；当辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度均达到590 650°C时，保温Ih ；C.第二阶段预热第二阶段预热的保温温度为690 780°C，控制烧嘴喷出的火焰为小火，使升温速度为5 30°C /h ；当辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度均达到690 780°C时，保温Ih ；D.淬火加热Dl.第二阶段预热结束后，使高温煤气炉的所有烧嘴均达到最大通量用大火对轧辊进行加热；D2.当辊身上辊面的温度达到Acl+30 60°C时，除保留因防止煤气内漏而一直燃烧的1个烧嘴为小火外关闭所有烧嘴，使高温煤气炉内及轧辊上部的热量向轧辊的下部传导；当辊身上辊面的温度降低到Acl时，再次打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热；如此反复，直到辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度能够同时达到Acl+30 60°C范围内；D3.继续打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热，使升温速度达到300-500°C /h ；当辊身上辊面的温度设定的淬火温度时，除控制防止煤气内漏的1个烧嘴为小火火焰外，关闭其他所有烧嘴，使高温煤气炉内及轧辊上部的热量向轧辊的下部传导；当辊身上辊面的温度降低到低于淬火温度时，再次打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热；如此反复，直到辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度能够同时达到设定的淬火温度范围内；D4.间断的用大火对轧辊进行加热，使辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度保持在设定的淬火温度范围内，并且辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度之差小于5°C，关闭所有烧嘴停止对轧辊加热；E.冷却将轧辊从高温煤气炉中吊出，按照常规冷却工艺进行冷却。本发明的进一步改进在于所述轧辊辊身两端的上、下辊面的也各压装一支铠装热电偶，所述辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度值、升温速度取辊身同一侧的三支铠装热电偶的对应值的平均值。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使用高温煤气炉对大型高铬铸铁轧辊进行准差温热处理的工艺，符合差温热处理的基本工艺段，对轧辊进行了两次预热均温后，将轧辊上辊面的温度提升到一定的温度，即给出一定的过热度。这个温度不能太高(即不能超过Ad)，太高就会造成辊身各部进入奥氏体化的时间不一致，导致周向辊身颈向硬度落差不一致。也不能太低，过热度太低，就会失去差温热处理效果，同时造成工序时间延长。此温度按Acl+30 60°C控制， 具体根据轧辊的规格型号及工艺要求进行调整。当辊身上辊面接近此过热度时，直接开启大火加热，利用大火的搅拌作用，快速加热使辊面快速达到工艺温度即为Ac3 ；之后停火保温，通过热传导使整个轧辊外层达到工艺温度；最后再进行一定时间的保温冷却，一方面使轧辊一定工作层深获得足够的奥氏体化时间，另一方面避免轧辊辊面温度超温造成组织粗大。本发明要求在装炉时，使用双层枕铁将轧辊架高至轧辊的下辊面距离炉体的台车 800 950mm以上的位置，该架设的高度参考轧辊的直径进行，以保证轧辊上方距离炉体上部距离大于500mm为最好，例如当辊身直径未超过1000mm，故使用双层枕铁将其架高至 900mm 950mm。这样做的目的是避开炉内下部低温区，同时也防止炉体上部火焰直接喷射到轧辊上而引起轧辊局部过热、过烧现象。本发明在淬火加热脉冲等温控制工艺段操作时， 只使用大火火焰加热，而不使用小火火焰，是为了防止热量集中在炉内上部区域，造成轧辊受热不均，并且大火加热可以对炉内温度的均勻起到搅拌作用。使用上下各三支铠装热电偶的形式，更精确的检测和掌握辊身整体的加热控制，便于了解整体加热情况。本发明充分挖掘了现有设备的潜能，解决了中宽厚板轧机用的高铬铸铁轧辊因规格尺寸特点不能使用现有差温炉生产；因使用高温煤气炉存在加热温度不均勻，硬度均勻性不易控制等缺陷的问题。经统计，6月份 10月份共生产准差温高铬铸铁轧辊16支，硬度均勻性彡4HS达到15支占93. 8%，比未实施前硬度均勻性彡4HS只有50%左右，提高了 40 %，同时硬度合格率也达到了近90 %。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明高铬铸铁轧辊外层的主要化学成分
权利要求
1.大型高铬铸铁轧辊准差温热处理，其特征在于使用高温煤气炉对大型高铬铸铁轧辊进行准差温热处理，包括以下步骤，A.使用双层枕铁将轧辊架设在高温煤气炉的台车上，轧辊的下辊面距离台车表面 800 900mm ；在轧辊辊身上、下辊面的中间位置各压装好测温用的铠装热电偶；将台车推入高温煤气炉内，关闭炉门；B.第一阶段预热第一阶段预热的保温温度为590 650°C，打开高温煤气炉的所有烧嘴对轧辊进行加热，控制烧嘴喷出的火焰为小火，使升温速度为5 30°C /h ；当辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度均达到590 650°C时，保温Ih ；C.第二阶段预热第二阶段预热的保温温度为690 780°C，控制烧嘴喷出的火焰为小火，使升温速度为5 30°C /h ；当辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度均达到690 780V 时，保温Ih ；D.淬火加热Dl.第二阶段预热结束后，使高温煤气炉的所有烧嘴均达到最大通量用大火对轧辊进行加热；D2.当辊身上辊面的温度达到Acl+30 60°C时，除保留因防止煤气内漏而一直燃烧的 1个烧嘴为小火外关闭所有烧嘴，使高温煤气炉内及轧辊上部的热量向轧辊的下部传导； 当辊身上辊面的温度降低到Acl时，再次打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热；如此反复， 直到辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度能够同时达到Ac 1+30 60°C范围内；D3.继续打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热，使升温速度达到300-50(TC /h ；当辊身上辊面的温度设定的淬火温度时，除控制防止煤气内漏的1个烧嘴为小火火焰外，关闭其他所有烧嘴，使高温煤气炉内及轧辊上部的热量向轧辊的下部传导；当辊身上辊面的温度降低到低于淬火温度时，再次打开所有烧嘴用大火对轧辊进行加热；如此反复，直到辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度能够同时达到设定的淬火温度范围内；D4.间断的用大火对轧辊进行加热，使辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度保持在设定的淬火温度范围内，并且辊身下辊面的温度与辊身上辊面的温度之差小于5°C，关闭所有烧嘴停止对轧辊加热；E.冷却将轧辊从高温煤气炉中吊出，按照常规冷却工艺进行冷却。
2.根据权利要求1所述的大型高铬铸铁轧辊准差温热处理，其特征在于所述轧辊辊身两端的上、下辊面的也各压装一支铠装热电偶，所述辊身上、下辊面的铠装热电偶的温度值、升温速度取辊身同一侧的三支铠装热电偶的对应值的平均值。
全文摘要
本发明公开了一种大型高铬铸铁轧辊准差温热处理，包括轧辊的装炉摆放、第一阶段预热、第二阶段预热、淬火加热的工艺过程。在装炉时，使用双层枕铁将轧辊架高至轧辊的下辊面距离炉体的台车800～950mm以上的位置，目的是避开炉内下部低温区，同时也防止炉体上部火焰直接喷射到轧辊上而引起轧辊局部过热、过烧现象。在淬火加热控制操作时，只使用大火火焰加热，而不使用小火火焰，防止热量集中在炉内上部区域，造成轧辊受热不均，并且大火加热可以对炉内温度的均匀起到搅拌作用。本发明解决了中宽厚板轧机用的高铬铸铁轧辊因规格尺寸特点不能使用现有差温炉生产；因使用高温煤气炉存在加热温度不均匀，硬度均匀性不易控制等缺陷的问题。
文档编号C21D11/00GK102352431SQ201110313488
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者张建, 程志平 申请人:中钢集团邢台机械轧辊有限公司