一种高合金型钢轧辊制造与使用方法技术

本发明专利技术是一种高合金型钢轧辊制造与使用方法，该轧辊工作层采用高铬、钼、钒、钨合金材料，通过特殊的铸造、加工、热处理、组合装配等工艺方法，与支撑轧辊工作层的辊轴制造一体；配合轧辊使用特殊的轧辊冷却方法，使高合金轧辊在型钢轧制生产中应用成为可能。代替传统NiCrMo珠光体、贝氏体球墨铸铁类、半钢、石墨钢类轧辊，用于轧制槽钢、角钢以及H型钢，无论轧材表面质量得到有效改善，轧辊耐磨性能提高3

【技术实现步骤摘要】
一种高合金型钢轧辊制造与使用方法


[0001]本专利技术涉及轧辊
，特别是涉及一种高合金型钢轧辊。

技术介绍

[0002]现阶段用于中、精轧型钢类轧辊生产材质，主要为传统退火热处理的静态整体与离心铸造NiCrMo珠光体球铁（硬度58
‑
63HSD）、NiCrMo贝氏体球铁（63
‑
68HSD）材质；部分超大型型钢类个别使用开孔型淬火的160
‑
220CrNiMo合金半钢或石墨钢类轧辊（硬度55
‑
60HSD）材质。
[0003]对于型钢（主要包括角钢、槽钢）轧制特点：1）孔型深（30
‑
200mm），对轧辊的工作层厚度要求厚（60
‑
300mm）；2）轧材在轧制规程边部、棱角冷却不一致，造成轧辊边部、棱角等局部磨损较快；轧辊整体寿命较低，频繁换辊修辊造成生产效率较低。3）由于传统球铁类轧辊较厚的工作层，靠轧辊制造过程自然冷却凝固工作层表面与工作层底部组织及硬度相差较大，造成整体球铁轧辊寿命较低、中后期表面质量较差。
[0004]随着轧辊材质的不断进步，高速钢、高铬钢、高铬铁等高合金材质轧辊，在轧材对工作层厚度要求（40
‑
70mm）不高的棒、线材轧机上得到应用，并收到了较好的使用效果。
[0005]然而，对于工作层要求特厚（120
‑
300mm）的型钢用高速钢、高铬钢、高铬铁等高合金材质轧辊，1）与传统球铁类轧辊相比合金含量较高（导热能力较差），轧辊在制造过程的淬火+回火过程不可逾越的马氏体相变过程，其相变应力足可以造成轧辊炸裂，致使型钢类高合金轧辊无法制造出来，是制约高合金轧辊推广的重要影响因素之一。2）在轧辊使用过程，由于轧材形状（特别是公辊孔型）因素，孔型被轧材三面包裹，受热面比传统棒线材大4
‑
5倍，传统冷却方式条件下，孔型部位升温较快造成与非轧制区温差过大，导致孔型炸裂是该轧辊极易发生的问题，也是制约高合金轧辊推广的又一重要影响因素。
[0006]特别是不锈钢型材（槽、角钢）生产，轧材合金含量高、轧制抗力大、对轧材表面质量要求更高（对高抗磨轧辊极为迫切）。从不锈钢轧制环境上，其正常轧制温度1260℃（开轧）～1000℃（终轧），比传统碳素钢轧材轧制温度1050℃（开轧）～850℃（终轧）高出了近200℃，对孔型局部受热影响更加剧烈（加剧了高合金轧辊的使用风险）。
[0007]综上所述，本专利技术从力求从降低轧辊自身结构应力角度出发，通过改变轧辊结构方式，一方面降低轧辊自身结构应力；二通过结构降低轧辊局部（孔型）受热冲击时对整个轧辊应力的影响和破坏；三在受热环境无法改变的前提下，通过改变冷却环境，使已受热的轧辊表层热量迅速带走，降低孔型内部的透热深度，起到降低热冲击带来的危害。

技术实现思路

[0008]根据上述需要解决的技术问题，提供一种高合金型钢轧辊。
[0009]为实现上述目的，一种高合金型钢轧辊，包括轧辊外层材料采用C1.2
‑
2.7%、Si0.4
‑
0.8%、Mn0.4
‑
1.1%、Cr4
‑
18%、Ni0.3
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1.5%、Mo1.0
‑
5.5%、V0.2
‑
5.5%、W0.2
‑
4.0的高合金抗磨合金，根据孔型结构、工作层厚度，采用对应的铸造方法，以及特殊的结构形式，经相
应的特殊热处理、加工，完成外形结构尺寸，配合特殊的冷却水冷却使用方法，实现该轧辊的耐磨性指标到达现传统珠光体、贝氏体球墨铸铁类轧辊2
‑
4倍，综合毫米过钢量指标为传统轧辊的3
‑
5倍。
[0010]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，采用离心带槽铸造外层和中间层，最后通过填入芯金属液完成整个轧辊铸造，对于孔型尺寸较小的，可以采用离心复合无孔型铸造，铸后采用机械加工方法加工出孔型。
[0011]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述热处理方法，将带孔型轧辊或工作层有效轧制部位，经软化退火、加工成需要的粗加工形状后，经带孔型淬火和回火热处理，达到需要的轧辊硬度、组织、应力指标。
[0012]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述加工方法，是将热处理加工工好的轧辊工作层有效轧制部位和辅助轧制部位、采用锻造方法制造的辊轴部位，用热装配和螺纹机械把合方法组装到一起。
[0013]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述冷却水冷却使用方法，采用沿辊身外圆能覆盖约1/3弧面环形冷却水箱体上，焊制至少5组间距80
‑
120mm均布的，与孔型外形轮廓相似的鸭嘴状冷却水嘴，在与孔型相对的鸭嘴侧面上，钻制多个锥角90
‑
100
°
的双锥面孔嘴，中心透孔Φ3
‑
5mm，鸭嘴在对应母辊槽底圆弧角部位钻制的双锥面孔嘴采用双排；冷却水出口处压力5
‑
8kg/cm2，使散状的高压水幕覆盖整个孔型断面。
[0014]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述工作层化学成分是C1.2
‑
1.5%、Si0.4
‑
0.8%、Mn0.4
‑
1.1%、Cr8
‑
13%、Ni0.3
‑
1.0%、Mo1.0
‑
2.5%、V0.2
‑
0.7%、W0.2
‑
0.5的高铬合金钢轧辊成分，用于中轧角、槽钢轧制，及角钢精轧、成品轧制；辊面硬度75
‑
80HSD，代替传统珠光体、贝氏体，其单槽过钢量为传统轧辊的2
‑
3倍。
[0015]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述工作层化学成分是C2.3
‑
2.7%、Si0.4
‑
0.8%、Mn0.4
‑
1.1%、Cr13
‑
18%、Ni0.8
‑
1.5%、Mo0.8
‑
1.5%、V0.2
‑
0.7%、W0.0
‑
1.0的高铬铸铁轧辊成分，用于中轧角、槽钢轧制，及角钢精轧、成品轧制；辊面硬度68
‑
75HSD，代替传统珠光体、贝氏体，其单槽过钢量为传统轧辊的2
‑
2.5倍。
[0016]本专利技术在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述工作层化学成分是C1.6
‑
2.3%、Si0.4
‑
0.8%、Mn0.4
‑
1.1%、Cr4
‑
8%、Ni0.3
‑
1.0%、Mo3
‑
5.5%、V3
‑
5.5%、W0.5
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高合金型钢轧辊，其特征在于，轧辊外层材料采用C1.2
‑
2.7%、Si0.4
‑
0.8%、Mn0.4
‑
1.1%、Cr4
‑
18%、Ni0.3
‑
1.5%、Mo1.0
‑
5.5%、V0.2
‑
5.5%、W0.2
‑
4.0的高合金抗磨合金，根据孔型结构、工作层厚度，采用对应的铸造方法，以及特殊的结构形式，经相应的特殊热处理、加工，完成外形结构尺寸，配合特殊的冷却水冷却使用方法，实现该轧辊的耐磨性指标到达现传统珠光体、贝氏体球墨铸铁类轧辊2
‑
4倍，综合毫米过钢量指标为传统轧辊的3
‑
5倍。2.根据权利要求1所述的一种高合金型钢轧辊，其特征在于，采用离心带槽铸造外层和中间层，最后通过填入芯金属液完成整个轧辊铸造，对于孔型尺寸较小的，可以采用离心复合无孔型铸造，铸后采用机械加工方法加工出孔型。3.根据权利要求1所述的一种高合金型钢轧辊，其特征在于，所述热处理方法，将带孔型轧辊或工作层有效轧制部位，经软化退火、加工成需要的粗加工形状后，经带孔型淬火和回火热处理，达到需要的轧辊硬度、组织、应力指标。4.根据权利要求3所述的一种高合金型钢轧辊，其特征在于，所述加工方法，是将热处理加工工好的轧辊工作层有效轧制部位和辅助轧制部位、采用锻造方法制造的辊轴部位，用热装配和螺纹机械把合方法组装到一起。5.根据权利要求4所述的一种高合金型钢轧辊，其特征在于，所述冷却水冷却使用方法，采用沿辊身外圆能覆盖约1/3弧面环形冷却水箱体上，焊制至少5组间距80
‑
120mm均布的，与孔型外形轮廓相似的鸭嘴状冷却水嘴，在与孔型相对的鸭嘴侧面上，钻制多个锥角90
‑
100
°
的双锥面孔嘴，中心透孔Φ3
‑
5mm，鸭嘴在对应母辊槽底圆弧角部位钻制的双锥面孔嘴采用双排；冷却水出口处压力5
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8kg/cm2，使散状的高压水幕覆盖整个孔型断面。6.根据权利要求5所述的一种高合金型钢轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周守行，
申请(专利权)人：三鑫重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：