一種整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種對鑄造熱軋板帶支撐輥進行熱處理的方法，屬于軋輥熱處理方法
技術領域。
【背景技術】
[0002] 熱軋板帶支撐輥是熱軋重要部件，可以采用鍛造和鑄造兩種工藝方法制造。整體 鍛造熱軋板帶支撐輥的優點是軋輥的所有部位的成份全部一致，整體鍛造支撐輥可以廣泛 用于熱軋板帶軋機，輥身硬度控制多為55-70HSD，具有很好的耐磨性、抗熱裂性，但是鍛造 支撐輥的成本遠遠大于整體鑄造支撐輥的成本，而整體鑄造支撐輥如采用傳統的熱處理方 法，其耐磨性、硬度落差等技術參數不能很好地達到使用要求。目前，各個軋輥生產企業仍 然延續著兩種方法制造熱軋板帶支撐輥，有的采用整體鍛造方法生產鍛造支撐輥，雖然質 量好、使用壽命長，但是生產成本居高不下；有的采用傳統的熱處理方法生產整體鑄造支撐 輥，雖然生產成本較低，但是鑄造支撐輥的使用壽命短，不能滿足生產的需要，迄今為止這 種情況沒有得到有效改變。從軋輥生產的發展趨勢來看，整體鑄造支撐輥具有的低成本優 勢是整體鍛造支撐輥難以匹敵的，而通過改進熱處理工藝提高整體鑄造支撐輥的質量還有 很大的發展空間，有很大的潛力可以挖掘，因此改進目前的整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱 處理工藝、提高軋輥的質量是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法， 這種熱處理方法可以提高整體鑄造熱軋板帶支撐輥輥身的耐磨性、抗熱裂性及抗事故能 力，使整體鑄造熱軋板帶支撐輥表現出優異的綜合機械性能，提高整體鑄造熱軋板帶支撐 輥的使用壽命，滿足生產的需要。
[0004] 解決上述技術問題的技術方案是： 一種整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，它采用以下步驟進行： a. 工藝準備：整體鑄造熱軋板帶支撐輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩固； b. 軋輥整體預熱：利用電阻爐對整體鑄造熱軋板帶支撐輥分段加熱，加熱到 600-700°C，以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h ; c. 輥身表面快速加熱：將整體預熱后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，對輥身 工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h，保溫溫度950-1100°C，保溫時間60-100min。
[0005] d.噴液淬火：淬火介質為水經壓縮空氣霧化后的液化氣體，差溫爐加熱保溫結束 后，將軋輥吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火，噴霧淬火冷卻至400°C以下，停止噴霧，然后 風冷、空冷，控制終冷溫度300-350°C ; e.回火：空冷后裝入電阻爐回火，回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維氈，回火溫度為 500-550°C，保溫時間25-30h后爐冷。
[0006] 上述整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，乳輥整體預熱的加熱速度為 5_15°C /h。
[0007] 上述整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，乳輥整體預熱后快速取出裝入開合 式燃氣差溫爐的時間在5-10min內完成，輥身溫度不低于600°C。
[0008] 上述整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，差溫爐加熱保溫結束后，在3_5min 時間內將軋輥在吊到噴淬機工位，輥身溫度不低于900°C，進行輥身局部淬火。
[0009] 本發明的有益效果是： 本發明利用差溫熱處理技術通過輥身表面快速加熱使整體鑄造熱軋板帶支撐輥的組 織具有細小的晶粒、較高的耐磨性和較高的綜合機械性能。
[0010] 采用本發明方法處理的整體鑄造熱軋板帶支撐輥較常規高溫熱處理軋輥具有以 下優點：工作層硬度落差小于3HSD，輥面硬度均勻度2HSD，乳輥的耐磨性可提高20%以上， 軋輥毫米軋制量提高30%左右，乳輥的抗疲勞強度也較原來提高25%以上，抗蝕能力也得 到顯著的提高，乳輥單次修磨量也較原來可降低20%以上，同時輥頸和輥身心部組織為索 氏體、珠光體，輥身表層為貝氏體，滿足軋輥對強韌性的要求，提高了使用中的抗事故能力。
[0011] 本發明的整體鑄造熱軋板帶支撐輥的差溫熱處理方法是對整體鑄造熱軋板帶支 撐輥熱處理工藝的創新，顯著提高了整體鑄造熱軋板帶支撐輥的質量，不但滿足了生產的 需要，也提高了整體鑄造熱軋板帶支撐輥的使用壽命，解決了鍛造熱軋板帶支撐輥成本高、 整體鑄造熱軋板帶支撐輥常規熱處理方法不能滿足性能要求的問題，在本行業中有極大的 推廣使用價值，可顯著提高各個軋輥生產企業、乳鋼企業的經濟效益。
【具體實施方式】
[0012] 本發明所需設備和工裝吊具包括：1200 °C高溫臺車式電阻爐、750 °C臺車式電阻 爐、開合式燃氣差溫爐、高壓霧化噴淬機、起重設備、吊具、測溫裝置等。
[0013] 本發明的差溫熱處理方法的工藝步驟如下： a.工藝準備：整體鑄造熱軋板帶支撐輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩固，防止形變。
[0014] 輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖維氈的作用是防止輥頸過熱過燒使石墨形態毛化， 降低輥頸強度。
[0015] b.軋輥整體預熱：利用1200°C電阻爐將離心復合高鉻鋼軋輥以8-25°C /h加熱 速度分段加熱，室溫至300°C加熱速度8°C /h，300°C _650°C加熱速度20°C /h，加熱到預定 溫度650°C，以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h。
[0016] 軋輥整體預熱的主要作用為差溫爐加熱做準備，降低軋輥橫截面內外溫差，避免 在差溫爐加熱過程中內外溫差過大形成的熱應力使軋輥出現裂紋或斷裂。
[0017] C.輥身表面快速加熱：差溫爐提前預熱至1000°C，保溫20-30min ;將整體預熱 后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，要求5-10min完成，入差溫爐輥身溫度600°C， 對輥身工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h為宜，保溫溫度1000-1050°C，保溫時間 60-100min〇
[0018] 輥身工作層快速加熱的作用，利用差溫爐快速加熱的特點，僅對整體鑄鋼支撐輥 進行加熱保溫，使輥身表面達到淬火所需的溫度，而軋輥內部溫度還處于較低的溫度，減少 整支軋輥的蓄熱量，為后續淬火做準備。
[0019] 本發明的一個實施例的加熱速度280°C /h升溫至保溫溫度，保溫溫度1030°C，保 溫時間90min。
[0020] d.噴液淬火：淬火前預調噴淬機水壓風壓，風壓0. 25-0. 3MPa，水壓0. 1-0. 2MPa， 以保證霧化效果；預調噴嘴距輥身距離700mm，噴嘴中心略高于輥身中心線15-25mm ;差溫 爐加熱保溫結束后，將軋輥在3-5min時間內吊到噴淬及工位進行輥身局部淬火；噴霧淬火 冷卻過程中每5min測溫并記錄一次，待輥身溫度至400°C，停止噴霧；然后用軸流風機風冷 至350°C ;停止吹風在靜止的空氣中空冷，控制終冷溫度300°C，期間每隔15-20min測溫并 記錄一次，然后裝入電阻爐回火。
[0021] e.回火：利用750°C電阻爐回火(帶循環風機)，回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維 氈，回火溫度以輥身硬度具體要求而定，一般在500-550 °C，保溫時間25-30h后爐冷。
[0022] 本發明的一個實施例采用一段回火工藝，第一段回火溫度500°C，保溫時間25h。
[0023] 回火可以消除淬火時形成的熱應力及相變應力穩定淬火組織，使輥身組織轉變為 貝氏體組織，輥頸及輥身心部組織為索式體和珠光體組織。
[0024] 本發明的一個實施例如下： 整體鑄造熱軋板帶支撐輥的規格為纟1550*1694,硬度要求為輥身60-65HS，輥頸 彡55HS，輥頸強度彡800MPa。
[0025] 本實施例生產的4支整體鑄造熱軋板帶支撐輥的性能檢測指標如表1 :
【主權項】
1. 一種整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，其特征在于：它采用以下步驟進行： a. 工藝準備：整體鑄造熱軋板帶支撐輥經粗加工后，將輥頸包覆保溫隔熱材料石棉纖 維氈，輥身壓鎧裝熱電偶，外接溫控儀表，吊裝到臺車式電阻爐支墊穩固； b. 軋輥整體預熱：利用電阻爐對整體鑄造熱軋板帶支撐輥分段加熱，加熱到 600-700°C，以輥身壓鎧裝熱電偶測溫為準，保溫時間20h ; c. 輥身表面快速加熱：將整體預熱后的軋輥快速取出裝入開合式燃氣差溫爐，對輥身 工作層快速加熱，加熱速度240-320°C /h，保溫溫度950-1100°C，保溫時間60-100min ; d. 噴液淬火：淬火介質為水經壓縮空氣霧化后的液化氣體，差溫爐加熱保溫結束后， 將軋輥吊到噴淬機工位進行輥身局部淬火，噴霧淬火冷卻至400°C以下，停止噴霧，然后風 冷、空冷，控制終冷溫度300-350°C ; e. 回火：空冷后裝入電阻爐回火，回火前拆除輥頸包裹的石棉纖維氈，回火溫度為 500-550°C，保溫時間25-30h后爐冷。
2. 根據權利要求1所述的整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，其特征在于：乳輥 整體預熱的加熱速度為5-15°C /h。
3. 根據權利要求1或2所述的整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，其特征在于： 軋輥整體預熱后快速取出裝入開合式燃氣差溫爐的時間在5-10min內完成，輥身溫度不低 于 600。。。
4. 根據權利要求3所述的整體鑄造熱軋板帶支撐輥的差溫熱處理方法，其特征在 于：差溫爐加熱保溫結束后，在3-5min時間內將軋輥在吊到噴淬機工位，輥身溫度不低于 900°C，進行輥身局部淬火。
【專利摘要】一種整體鑄造熱軋板帶支撐輥的熱處理方法，屬于軋輥熱處理方法技術領域，用于對整體鑄造熱軋板帶支撐輥進行熱處理。其技術方案是：先利用電阻爐將軋輥整體加熱到一定溫度，再將軋輥轉到差溫爐對輥身表層繼續加熱到更高溫度，保溫足夠時間，出爐通過噴淬和回火處理，使輥身組織轉變為貝氏體組織，輥頸組織為索式體和珠光體組織。本發明的差溫熱處理方法使得整體鑄造熱軋板帶支撐輥表現出優異的耐磨性和綜合機械性能，提高了軋輥輥身耐磨性、抗熱裂性及抗事故能力。本發明是對整體鑄造熱軋板帶支撐輥熱處理工藝的創新，解決了長期沒有適合整體鑄造熱軋板帶支撐輥熱處理工藝的問題，顯著提高了軋輥的質量，滿足用戶使用要求和企業的經濟效益。
【IPC分類】C21D9-38, C21D1-06
【公開號】CN104561504
【申請號】CN201510022437
【發明人】李仕源, 孫禹, 張偉, 戴棟, 肖連華, 劉雙喜, 劉寶存, 高玉章, 王林濤, 曹瑞榮
【申請人】唐山鋼鐵集團有限責任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月16日