带有高强度耐磨合金钢的矫直板的制作方法

本发明涉及一种钢矫直板，尤其涉及带有高强度耐磨合金钢的矫直板。

背景技术：

冷床矫直板主要用于钢材(主要是螺纹钢、圆钢、钢管等)经过热轧后，在冷床上进行的在线缓慢自然冷却的工作台面。冷床矫直板是冷床设备中必不可少的辅助设备之一，能使热轧后的钢材在空冷过程中，避免产生钢材弯曲或出现不规则变形的问题。一般来说，热轧后的钢材温度为1000℃左右，通过冷床矫直板和冷床空冷后，钢材的温度会降至300℃左右。同时，钢材无时无刻都会对矫直板产生磨损。因此，冷床矫直板要求具有良好的耐高温性和优异的耐磨性。

目前国内主要采用铸造的方式生产矫直板，且均为整体铸造件。材质一般为铸铁，主要包括灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、耐热铸铁及高强度铸铁等各种材质铸件。使用较多、应用较广矫直板采用的材质为qt400-10(球墨铸铁)，一般使用寿命只达到6-8个月就需更换或采用304焊条堆焊砂磨修复后再使用。由于通过热轧后的钢筋，在矫直板处的温度很高，钢筋处于热态，若矫直板齿距较小，在矫直处容易产生乱钢，影响生产节奏，齿面为尖角型，在冷床步进过程中，很容易对热态钢筋表面产生划痕等质量缺陷。

从材质来看，传统的矫直板使用寿命短，一般最长约为8个月就需更换或修复；从结构上来说，不便于更换，也不利于稳定用户产品质量。这就会导致下游用户(钢铁生产企业)被迫停产，无形中就增加了用户的使用成本，影响生产节奏和产品表面质量。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种带有高强度耐磨合金钢的矫直板，可以通过将矫直板本体上先与经过热轧后钢材接触的第一矫直齿的材质由传统的铸铁改为强度更高、耐磨性更好的合金钢，提高使用寿命，同时使得第一矫直齿与直板本体之间采用可拆卸式的复合连接，从而方便工作人员的更换。

为达上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种带有高强度耐磨合金钢的矫直板，包括矫直板本体，所述矫直板本体上设置矫直齿，所述矫直齿包括由高强度耐磨合金钢制成的第一矫直齿，其中，所述第一矫直齿与所述矫直板本体之间采用可拆卸式的复合连接。

在上述实施例中，所述矫直齿还包括第二矫直齿，其中，所述第二矫直齿的矫直齿面两面倒角。

在上述实施例中，由高强度耐磨合金钢制成的所述第一矫直齿的化学成分组及其质量百分比含量如下：c：0.8-1.2％，si：0.5-1.2％，mn：0.8-3.0％，cr：9.0-21.0％，mo：0.5-4.0％，ni：0.8-3.0％，s：0-0.06％，p：0-0.06％，其余为fe和其它不可避免的杂质。

在上述实施例中，所述第一矫直齿的硬度hrc＝50-55。

在上述实施例中，所述第一矫直齿的加工工艺包括浇铸，其中，所述浇铸时的出钢水温度为1500℃，浇铸温度为1420-1450℃。

在上述实施例中，所述第一矫直齿的加工工艺包括正火工艺，其中，所述正火工艺中所述第一矫直齿进入热处理炉的进炉温度小于250℃，进入所述热处理炉后，所述热处理炉内以每小时小于70℃升温至600℃，并保温1小时，再然后将所述热处理炉升温至920℃，并再保温1.5小时，最后将所述第一矫直齿出炉吹风激冷。

在上述实施例中，所述第一矫直齿的加工工艺包括回火工艺，其中，所述回火工艺中所述第一矫直齿在热处理炉内升温至300-320℃，然后保温3小时出炉空冷，回火处理后的所述第一矫直齿硬度为hrc＝50～55。

在上述实施例中，所述矫直板本体的化学成分组及其质量百分比含量如下：c：0.4-0.5％，si：0.5-0.8％，mn：0.8-1.2％，cr：1.1-1.6％，re：0.05-0.1％，ni：1.0-1.5％，s：0-0.06％，p：0-0.06％，其余为fe和其它不可避免的杂质。

在上述实施例中，所述矫直板本体的加工工艺包括浇铸，其中，所述浇铸中的出钢水温度为1550℃，浇铸温度为1500-1530℃，所述浇铸完成后，保温4小时以上出箱。

在上述实施例中，所述矫直板本体的加工工艺包括回火热处理，其中，所述回火热处理中所述矫直板本体进入热处理炉的进炉温度为室温，进入所述热处理炉后，所述热处理炉内的炉温升温至300℃，保温4-5小时，最后出炉空冷，所述回火热处理后所述矫直板本体硬度hrc≤30。

本发明实施例提供了一种带有高强度耐磨合金钢的矫直板，包括矫直板本体，所述矫直板本体上设置矫直齿，所述矫直齿包括由高强度耐磨合金钢制成的第一矫直齿，其中，所述第一矫直齿与所述矫直板本体之间采用可拆卸式的复合连接；这样，使得所述第一矫直齿与所述矫直板本体焊接，并通过将所述矫直板本体上用于与热轧后钢材接触的所述第一矫直齿由传统的铸铁改为强度更高、耐磨性更好的合金钢，从而提高矫直板的使用寿命，同时也使得所述矫直板在长时间使用后，当所述第一矫直齿出现磨损而无法正常使用时，通过将所述第一矫直齿从所述矫直板本体上拆卸下来，然后重新焊接或者螺纹连接上新的所述第一矫直齿，进而避免传统维修方式中，直接更换矫直板而造成材料的浪费。

附图说明

图1为本发明实施例提供的带有高强度耐磨合金钢的矫直板结构示意图；

图2为本发明实施例提供的钢筋在带有高强度耐磨合金钢的矫直板移动时的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供了一种带有高强度耐磨合金钢的矫直板，如图1和2所示，包括矫直板本体1，所述矫直板本体1上设置矫直齿，所述矫直齿包括由高强度耐磨合金钢制成的第一矫直齿3，其中，所述第一矫直齿3与所述矫直板本体1之间采用可拆卸式的复合连接。

这里，如图1和2中所示出的，所述矫直齿有九组，其中，热轧后的钢材在所述矫直板本体1上第一次安置的位置即为所述第一矫直齿3，在使用时，钢筋从冷床的输入裙板上落到所述矫直板本体1的第一矫直齿3处，从使用范围看，由于所述第一矫直齿3处于冷床的前端，对轧件起矫直的作用，因此，所述第一矫直齿3长期处于高温和磨损的环境中，故所述矫直板本体1上的第一矫直齿3常常出现破损的问题。

因此，对于所述第一矫直齿3常常出现破损的问题，故将所述第一矫直齿3由传统的铸铁材料，改为高强度耐磨合金钢，并使所述第一矫直齿3与所述矫直板本体1之间采用可拆卸式的复合连接，其中，所述第一矫直齿3与所述矫直板本体1可以通过螺栓连接，也可以通过焊接的方式进行连接，这样具有灵活性，方便后期维护，减少对用户生产节奏的影响。

进一步地，在本发明实施例中，如图1和2所示，所述矫直齿还包括第二矫直齿2，其中，所述第二矫直齿2的矫直齿面两面倒角。

这里，所述矫直齿的矫直齿面改为两面倒角，避免冷床在步进过程中，齿面对热态钢筋表面的划伤。

进一步地，在本发明实施例中，由高强度耐磨合金钢制成的所述第一矫直齿的化学成分组及其质量百分比含量如下：c：0.8-1.2％，si：0.5-1.2％，mn：0.8-3.0％，cr：9.0-21.0％，mo：0.5-4.0％，ni：0.8-3.0％，s：0-0.06％，p：0-0.06％，其余为fe和其它不可避免的杂质。

所述第一矫直齿的硬度hrc＝50-55。

这里，所述矫直板第一矫直齿处长期处于工作温度1000℃左右，既要有良好的耐热性，且保证在高温下不变形，同时还要具备优异的耐磨性。本发明实施例的成分设计中，加入cr、mo和ni合金，其中，cr的加入量较大，这样能有效提高钢的硬度和耐磨性，加入的mo和ni合金，在提高其热强性能的同时又保持良好的塑性和韧性，其使用寿命是球墨铸铁的5倍。

进一步地，在本发明实施例中，所述第一矫直齿的加工工艺包括浇铸，其中，所述浇铸时的出钢水温度为1500℃，浇铸温度为1420-1450℃。

所述第一矫直齿的加工工艺包括正火工艺，其中，所述正火工艺中所述第一矫直齿进入热处理炉的进炉温度小于250℃，进入所述热处理炉后，所述热处理炉内以每小时小于70℃升温至600℃，并保温1小时，再然后将所述热处理炉升温至920℃，并再保温1.5小时，最后将所述第一矫直齿出炉吹风激冷。

所述第一矫直齿的加工工艺包括回火工艺，其中，所述回火工艺中所述第一矫直齿在热处理炉内升温至300-320℃，然后保温3小时出炉空冷，回火处理后的所述第一矫直齿硬度为hrc＝50～55。

这里，进一步地，在本发明实施例中，所述矫直板本体的化学成分组及其质量百分比含量如下：c：0.4-0.5％，si：0.5-0.8％，mn：0.8-1.2％，cr：1.1-1.6％，re：0.05-0.1％，ni：1.0-1.5％，s：0-0.06％，p：0-0.06％，其余为fe和其它不可避免的杂质。

这里，所述矫直板本体要求具有较高的硬度，且还应具有良好的韧性。因此，在成分设计中，特别要加入cr和mo合金，cr能显著提高硬度和耐磨性，mo提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。

进一步地，在本发明实施例中，所述矫直板本体的加工工艺包括浇铸，其中，所述浇铸中的出钢水温度为1550℃，浇铸温度为1500-1530℃，所述浇铸完成后，保温4小时以上出箱。

所述矫直板本体的加工工艺包括回火热处理，其中，所述回火热处理中所述矫直板本体进入热处理炉的进炉温度为室温，进入所述热处理炉后，所述热处理炉内的炉温升温至300℃，保温4-5小时，最后出炉空冷，所述回火热处理后矫直板本体硬度hrc≤30。

这里，进一步地，在本发明实施例中，所述矫直板的制造工艺如下：

1、结合使用单位现场安装和运行使用情况，首先将矫直板图纸cad输入电脑，根据矫直板图纸确定所述矫直板本体(其中，所述矫直板本体包含所述矫直齿，需要注意的是，所述矫直板本体除了所述矫直齿上的第一矫直齿，其余部分均为一体成型制成)尺寸、结构形状采用电脑排版放样制作泡沫模型，采用真空负压铸造工艺。

2、所述矫直板上第一矫直齿处确定采用高强度耐热耐磨合金钢材料，厚度为16mm，在电脑排版放样时，必须将所述第一矫直齿处尺寸位置放样准确，以便后道工序组装焊接。

3、将所述矫直板本体采用电脑排版放样后出料各部位小件制作泡沫模型，各部位小件泡沫模型对照图纸形状尺寸进行组装成型，成型模型制作人再对照图纸尺寸严格检查合格再批量组装成为成品模型。

4、所述矫直板本体泡沫材料为18目。

5、将电脑排版放样后的所述第一矫直齿处高强度耐磨合金板尺寸图纸进行开模，制作钢模，采用精密铸造。

6、批量成品所述矫直板本体泡沫模型由质检部进行每件复核检验尺寸，检验合格入库。

7、所述矫直板本体泡沫模型刷涂料：涂料采用锆英粉，质量好，耐高温。泡沫模型上刷涂料要求：刷两遍涂料，第一遍涂料应锆英粉与水的比例按0.9：1配制，搅拌稀点，不宜浓厚，将泡沫模型外观各表面全部刷好，不得有漏刷，检查漏补修复后上刷第一遍涂料完成进入烘房内，必须烘干方能上刷第二遍涂料，第二遍涂料应比第一遍涂料稍微厚点，按锆英粉与水的比例按1:1配制，同样第二遍涂料也应将泡沫模型外观各表面全部刷好，不得有漏刷，检查漏补修复后再进入烘房烘干。

8、将烘干的矫直板本体泡沫模型护箱造型：每件矫直板主体泡沫模型采用1个浇口杯，连接浇口杯的直浇道截面尺寸为55mmx55mm，连接直浇道的横浇道截面尺寸为45mmx45mm，连接工件的为内浇道截面尺寸为45mmx45mm，长度在护箱时确定。护箱为矫直板主体泡沫模型竖立，第一矫直齿端朝上竖立护箱，每件两个短内浇道应与矫直板外侧连接，再与横浇道、直浇道连接，然后再到顶部做好浇口杯。注意，短内浇道与外面一侧横浇道两处连接时应偏让两个孔处。

9、所述矫直板本体生产材质化学成份为：

10、根据化学成份要求进行配料，开炉下料熔炼，并做炉前光谱仪分析化验，直至材质化验合格。

11、浇铸：出钢水温度1550℃，浇铸温度1500-1530℃。

12、浇铸完成出箱时间：保温4小时以上出箱，保温时间越长越好(注意出箱千万不能早，以防开裂)。

13、达到出箱时间4小时以上出箱，将吊出箱的所述矫直板本体齿尖朝上平放在地面上，不得受压或斜压地放置，以防止变形。

14、采用等离子切割浇口、跑道，切除浇口杯跑道后将所述矫直板本体吊进抛丸机里进行抛丸清砂、去砂处理，每抛丸一机时间为18-20分钟。

15、检验所述矫直板本体所有尺寸及角度，检验合格后所有外观内外各表面砂磨光洁、光滑，尤其是所述矫直齿上每个齿尖顶部(包括所述第一矫直齿2)必须严格认真砂磨光洁、光滑、无缺陷，所述矫直板本体另一端20mm刮口内档两侧表面必须砂磨光洁、光滑，并采用18-19mm厚钢板(塞规板)进行每件插入检验。要求插进去插到位要活动灵活(不能插进去存在偏紧现象)。

16、矫直板本体装炉进行回火热处理。热处理回火工艺：室温进炉，升温至300℃，保温4-5小时，出炉空冷。

热处理回火后所述矫直板本体硬度hrc≦30(确保硬度不影响精加工)。

17、将所述高强度耐磨合金钢第一矫直齿，采用精密制造工艺制作。精密钢模制作，模具检验合格，制造蜡模，蜡模模型结构尺寸检验合格，制造模壳，烘焙模壳。

18、由高强度耐磨合金钢制成的所述第一矫直齿的材质化学成分为：

19、根据化学成份要求进行配料，开炉下料熔炼，并做炉前光谱仪分析化验，直至材质化验合格。

20、浇铸：出钢水温度1500℃，浇铸温度1420-1450℃。

21、浇铸完成保温出箱时间：1小时。出箱后先去除表面厚砂，去除模壳，平放在地面，自然风冷。

22、采用等离子切割浇口，再将由高强度耐热耐磨合金钢制成的所述第一矫直齿放入抛丸机里抛丸清砂、去砂处理，每抛丸一机时间为18-20分钟。

23、检验所有尺寸及平面度，检验合格所有外观表面再砂磨打磨光洁光滑。

24、所述第一矫直齿上数控加工中心按图纸尺寸要求进行数控切削加工至合格。

25、所述第一矫直齿数控加工完成进行热处理正火处理和回火处理。

热处理正火工艺：炉温小于250℃时进炉，每小时小于70℃升温至600℃时保温1小时，然后升温至920℃时保温1.5小时，出炉吹风激冷。

热处理回火工艺：升温至300-320℃，保温3小时出炉空冷。

回火处理后所述第一矫直齿硬度hrc＝50-55。

26、对照图纸要求，将所述第一矫直齿和矫直板本体进行组装焊接固定，焊接采用亚弧焊，焊接处焊缝要求平整、光洁、美观、无焊接缺陷。

27、按矫直板上所述矫直齿齿顶尺寸形式要求，采用12mm厚钢板，数控加工中心加工齿顶部反向齿顶齿规检测样板，检验整体矫直齿齿顶角度及尺寸，直至合格。

28、整体矫直板运上钻床精加工，钻孔加工前必须按图纸尺寸要求制作钻孔靠模，以保证加工后每件矫直板孔径、孔距，尺寸和位置一致。确保使用单位安装时每件矫直板齿对齿都成整体直线。(另外，按图纸要求，每件矫直板两边外侧孔应采用圆棒或圆管进行对应穿孔通过检测)。

29、整体所述矫直板成品再复检，各项复检合格，所述矫直板成品外表面全部喷漆处理，喷漆颜色为深灰色。

30、包装打包，必须保证矫直齿尖朝上放置打包。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。