一种提高轧辊寿命的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种提高乳辊寿命的方法。
【背景技术】
[0002] 乳辊是钢铁生产企业重要的生产工具。在乳制生产中，由于乳辊与乳材直接接触， 参与了乳件的变形过程，同时乳辊本身也会磨损消耗、产生裂纹，达到一定乳制吨位后需要 更换，从而产生备件消耗和影响作业率。因此，对于乳辊的要求，不论是外观尺寸、内部结构 以及组织和各种性能，都有着非常严格的控制标准，基于这些原因，乳辊的使用状况直接影 响到产品质量和生产效率，因此，通过一种新的方法来改善乳辊的表面质量和硬度，从而提 高乳辊的使用寿命，不仅可以降低企业的生产成本，而且对于降低职工劳动强度，改善工作 环境都具有重要意义。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种通过一种提高乳辊寿命的方法，通过改善乳 辊的表面质量和硬度，从而提高乳辊的使用寿命，从而大幅降低乳辊消耗量、提高乳机作业 率，减少现场工人换辊工作量，降低企业的生产成本，可创造良好的经济效益和社会效益。
[0004] 为达上述目的，本发明一种提高乳辊寿命的方法，包括以下步骤：
[0005] (1)对车削好的乳辊进行表面合金喷涂合金粉，合金粉熔化并使之与乳辊基体结 合，形成一系列激光加热熔融合金化点，所述合金粉包括Cr、Si、Mo、W、莫来石和金红石；
[0006] (2)通过激光辐射功率密度为104~105W/cm2条件下，进行加热，随后以103~ 105°C/s快速冷却。
[0007] 其中步骤（1)中采用脉冲激光逐点对乳辊表面进行合金喷涂。
[0008] 其中所述合金粉包含以下质量百分比的原料：Cr8%，Si19%，Mo6%，W6%以 及莫来石30%，金红石31%。
[0009] 本发明方法主要针对铸铁乳辊进行表面处理，主要原理是采用激光表面合金化， 激光表面合金化技术是利用激光的快速加热作用，即利用脉冲激光逐点加工乳辊表面，将 预涂在乳辑表面的合金粉（含有Cr、Si、Mo、W等合金元素），合金粉恪化并使之与乳辑基体 结合，形成一系列激光加热熔融合金化点，通过激光辐射功率密度为104~105W/cm2条件 下，进行加热，随后以103~105°C/s，通过基体（乳辊）自身的高导热性能而快速冷却，从 而获得在常规条件下难以得到的快速凝固组织，以细化晶粒、第二相强化、马氏体强化等综 合强化方式来改善乳辊的表面性能，这种在乳辊表面成点状分布的激光合金化点能有效阻 止疲劳裂纹的扩展，降低裂纹扩展速率，同时合金化点的高耐磨性起到了支撑作用，可提高 整个乳辊的耐磨性。
[0010] 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
[0011] 乳辊是钢铁生产企业中较重要的生产工具，在乳制生产中，由于乳辊与乳材直接 接触，使乳件产生大量的变形，同时乳辊本身也会磨损消耗、产生裂纹，达到一定乳制吨位 后需要更换，从而产生备件消耗和影响作业率，本发明基于以上问题，采用一种新型方法提 高乳辊使用寿命，从而大幅降低乳辊消耗量、提高乳机作业率，减少工人换辊工作量，降低 企业的生产成本，创造良好的经济效益和社会效益。对于年产40万吨的Φ400无缝钢管生 产线，年可节约乳辊消耗费用120万元左右，减少工人换辊工作量同时可提高乳机作业率 0. 3%左右，同时减少工人日常换辊工作量，创造良好的经济效益和社会效益。
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明普通试样和合金化试样进行试验，疲劳裂纹长度和热循环次数的关 系示意图。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0015] 实施步骤：
[0016] (1)将乳辊按图纸要求进行车削；
[0017] (2)将车削好的乳辊进行表面合金喷涂合金粉，所述合金粉包括Cr、Si、Mo、W、莫 来石和金红石，质量百分比为：Cr8%，Si19%，Mo6%，W6%以及莫来石30%，金红石 31% ；
[0018] (3)进行激光点状加热使合金与乳辊基体金属熔融，使合金形成点状、离散的分布 的合金化点，激光辐射功率密度为104~105W/cm2;
[0019] (4)对合金化点以103~105°C/s速度快速冷却热处理，处理后的乳辊上线使用。
[0020] 图1为对普通试样和合金化试样进行试验，疲劳裂纹长度和热循环次数的关系 图，通过对试样进行分析对比，发现激光合金化点对热疲劳裂纹有明显的阻滞作用。
[0021] 表1为国内某大型Φ400无缝钢管生产线使用激光表面合金化处理前后使用对 比：
[0022]表 1 [0023]
[0024] 从成本方面分析：
[0025] 工作辊
[0026] 虽然每次换规格更换工作辊，但是下线车削量由14mm为9mm，减少5mm车削量，平 均每对辊可车削11次到限，也就是可使用11次，增加了 3次。
[0027] 回送辊
[0028] 回送辊处理之后可使用3-4次后方需下线车削，虽然平均车削量由9mm变为12mm， 但是使用次数由原来的6次变为可使用24次，寿命提高四倍，且只需装拆6次左右，减少现 场工人很多劳动量。
[0029] (3) 1# 穿孔辊
[0030] 每次上线使用增加到16-19天，下线车削量平均为13mm，平均每对辊可使用260天 左右，需要更换15次，使用天数增加了近100天，之外减少了换辊次数，由原来的每月3次 减少到现在每月1. 7次左右，节省了大量时间。
[0031] (4) 2# 穿孔辊
[0032] 每次上线使用17-20天，下线车削量平均为8mm，平均每对辊可使用400天左右，需 要更换25次，使用天数增加了 150天多，换辊次数由原来的每月3次减少到每月2次。
[0033] 处理前后，乳辊使用情况总体对比如下：
[0034] 表2工作辊处理前后对比效果
[0035]
[0042] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种提高乳辊寿命的方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 对车削好的乳辊进行表面合金喷涂合金粉，合金粉熔化并使之与乳辊基体结合，形 成一系列激光加热熔融合金化点，所述合金粉包括Cr、Si、Mo、W、莫来石和金红石； (2) 通过激光辐射功率密度为104~105W/cm2条件下，进行加热，随后以103~105°C/ s快速冷却。2. 根据权利要求1所述的提高乳辊寿命的方法，其特征在于：步骤（1)中采用脉冲激 光逐点对乳辊表面进行合金喷涂。3. 根据权利要求1所述的提高乳辊寿命的方法，其特征在于所述合金粉包含以下质量 百分比的原料：Cr8%，Si19%，Mo6%，W6%以及莫来石30%，金红石31 %。
【专利摘要】本发明公开了一种提高轧辊寿命的方法，对车削好的轧辊进行表面合金喷涂合金粉，合金粉熔化并使之与轧辊基体结合，形成一系列激光加热熔融合金化点，所述合金粉包括Cr、Si、Mo、W、莫来石和金红石；通过激光辐射功率密度为104～105W/cm2条件下，进行加热，随后以103～105℃/s快速冷却，本发明通过改善轧辊的表面质量和硬度，从而提高轧辊的使用寿命，从而大幅降低轧辊消耗量、提高轧机作业率，减少现场工人换辊工作量，降低企业的生产成本，可创造良好的经济效益和社会效益。
【IPC分类】B21B27/02, C23C24/10
【公开号】CN105274517
【申请号】CN201510753864
【发明人】张丽, 雷虎, 潘向东
【申请人】内蒙古包钢钢联股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月4日