文档介绍：合金球墨铸铁初轧辊生产和热处理工艺研究
华北地区第十六届热处理技术交流会论文集       作者:梁谨齐增生
 
摘要:本文分析了大型方板坯初轧机的使用条件和初轧辊的技术要求,提出采用合金球墨铸铁材质能够满足初轧辊的使用要求。喷雾淬火工艺可以有效减少或消除铸态组织中的牛眼状铁素体,提高轧辊的综合力学性能。通过试验,确定了初轧辊的最佳热处理工艺参数。生产结果表明,采用880-920℃加热,喷雾淬火加吹风续冷,540-580℃回火的热处理工艺,辊身工作层金相组织为球状石墨加回火索氏体和少量碳化物,抗拉强度大于700MPa,硬度42-48HS。
关键词:初轧辊,合金球墨铸铁,热处理工艺
1  前言
大型方板坯初轧机是用来轧制板坯和大方坯,比如宝钢80年代中期投产的1300mm初轧机,设计用来轧制120-250×650-1600mm板坯,200×200mm,225×225mm方坯。伴随着连铸技术的迅速发展,初轧机的发展和使用,经历了一个从兴盛、并存到衰亡的过程。90年代以前,是初轧机发展兴盛时期,陆续建成750mm以上初轧机19台。90年代以后,连铸比从20%发展到90年代末的90%以上,初轧机和连铸并存,初轧机的功能逐渐被取代。90年代末期到现在,国内连铸比一直保持在90%以上,初轧板坯被连铸所取代,在轧制产品上,初轧机起到一种补充作用,有的厂家,初轧机处于闲置状态。
在合金钢棒线材连轧生产中,初轧机仍然具有独特的优势。初轧机轧制合金钢的方坯,提供给5机架棒线材连轧机组,生产不同规格的合金棒材。
初轧机生产的特点是,一是以钢锭为原料,轧制温度高,钢锭变形量大,导致开坯时轧辊承受大的热冲击,容易造成辊身表面或孔槽底部产生大量的热裂纹。二是压下量大,轧制扭矩大,大型方板坯轧制道次压下量达到80-100mm,轧制压力达到2000-4000吨,最大轧制扭矩达到650-910吨米。三是方坯初轧机轧制负荷小,断辊不是主要问题,要求有较好的耐磨性以提高其轧制量。据此,对于大型方板坯初轧机,提出其技术要求为,辊身抗拉强度不小于600MPa,硬度42-48HS,辊颈抗拉强度不小于392MPa。
 
2  初轧辊材质选择
根据初轧辊的使用要求,轧辊材质一般有两种选择,一种是合金铸钢或锻钢,一种是合金球墨铸铁。合金铸钢或锻钢的材质有50CrNiMo或70CrMnMo等,经过正火处理,金相组织是索氏体,具有较高的强度和一定的塑性和冲击韧性,在初轧机的使用上获得满意的效果。具有七十年代水平宝钢1300mm方板坯初轧机,其2号轧机使用的是合金球墨铸铁轧辊。由于合金球铁轧辊具有良好的导热性和抗热疲劳的能力,在该机架使用中获得了良好的使用效果。轧辊国产化的研制中,如何选择轧辊的化学成分和热处理工艺是面临的主要问题。
分析了合金元素对于合金球铁组织和性能的影响。
碳和硅是主要的石墨化元素,硅的存在促使铁素体的量增加。由于球墨铸铁凝固过冷倾向大,易产生白口组织,要求具有较高的碳当量。碳当量过高有产生石墨漂浮和石墨粗大的倾向。-%为宜。
磷在大直径轧辊的生产中,是要严格控制的元素。,共晶转变完成后,残留液相中的磷含量相当高,生成二元磷共晶(Fe3P+Y)或三元磷共晶(Y+Fe3C+Fe3P)。磷共晶分布在共