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0 6年第2期 C r 5型冷 轧辊 锻造辊坯研 制 陈建 礼(太原钢铁技术 中心 ,山西 太原

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0 3 ) 摘要 :根据冷轧辊性 能要求 ,辊坯选用具有 高淬透性 、高 回火稳 定性 的Cr5型材质 ,通 过采取 双精 炼 、大锻 压 比和热处理等技术措 施 ,所生产 的辊坯 钢质 纯净度 、组织均匀 ,满足 了冷轧辊抗疲 劳性 、抗 事故性能要求 . 关键词 :冷轧辊 ;

淬透 性 ;

回火稳定性 ;

抗疲 劳性能 中图分类号 :T G

3 1

6 文献标识码 :A 文章编号 :1

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0 -

3 9

4 0 (

2 0

0 6 )0

2 ―

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1 0 -0

3 De v e l o p m e nt o f Cr

5 f o r g e d b l a n k o f c ol d- r ol l e r s C HEN J i a n - l i ( Te c h n o l o g y Ce n t e r o f Tl S C 0,Ta i y u a n S h a n x i

0 3

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0 3 ,C h i n a ) Ab s t r a c t : Ac c o r d i n g t o t h e p r o p e r t i e s r e q u i r e m e n t o f c o l d r o l l e r s ,ma t e r i a l s o f Cr

5 wi t h h i g h h a r d e n a b i l i t y ,h i g h s t a b i l i t y a f t e r t e m p e r i n g a r e c h o s e n a n d me a s u r e s o f t wo - s t e p s r e f i n e me n t ,h i g h f o r g i n g r a t i o a n d s p e c i a l h e a t t r e a t me n t a r e t a k e n t o g e t t h e f i n a l r o l l e r s wi t h h i g h p u r i t y a n d h o mo g e n e o u s s t r u c t u r e t o me e t t h e r e q u i r e m e n t o f a n t i ― f a t i g u e a n d a n t i ― a c c i d e n c e . Ke y wo r d s : c o l d r o l l e r ;

h a r d e n a b i l i t y;

t e mp e r r e s i s t a n c e ;

f a t i g u e r e s i s t a n c e

1 引言 太原钢铁 ( 集团)有限公 司森吉米尔轧机投产 后,中间辊一直使用 Cr 2型 ,由于抗疲 劳性 、抗事故性不能很好地满足轧 制要求 ,在轧制过程 中常出 现裂纹 、剥落 等缺 陷,影响了轧制生产效率 .为提 高中间辊综合使用性能 ,适应不锈钢 、硅钢生产要 求 ,进行了 C r 5材质冷轧辊辊坯的研制.

2 冷轧辊辊坯性 能要求 森吉米尔轧机具有轧 钢速度快 、轧制 产 品薄 、 轧制张力 大、轧辊 的辊径 小 等特点 ,在生产 过程 中易产生 断带 、抽带 等现 象 ,因此 对 轧辊 的抗疲 劳性 、抗事故性(抗热裂 、抗剥落、抗 热 冲击 ) 等性能要 求很 高 .要满 足轧辊 的抗 事故 性及 抗疲 劳性能 ,辊坯 必须具有纯 净的钢 质、S 、P含量必 须低 以及 均匀 的组织 、高 的淬 透性 能和较 高 的组 织稳 定性.3冷轧辊辊坯材 质选 择 上世纪

6 O年代 以来 ,国内外冷轧辊材质一直延 *男,3 8岁 ,高级工程师 收稿 日期 :2

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5 ―

0 6 ―

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1 0 用9Cr 2系或

8 6 C r Mo V7钢 .为提高 冷轧辊使 用寿 命 ,曾采用工频双感应器加热淬火 ,或提高冷却能 力等方法增加淬硬层 ,因为 当时认为 只有高强度才 有高的耐磨性 ,忽略 了未溶碳化物对耐磨性的作用 ;

上世纪

7 O年代 以后 ,日本开始使用铬含量为

3 的MC 3钢冷轧辊,有效地提高了轧辊的耐磨性及使用 寿命 ;

上世纪

8 O年代 ,日本 、德国等国家又在大型 冷轧机、HC轧机 和森吉米尔 轧机 上使用 了铬含量 为5~1 O 的中铬和高铬冷轧辊 ,使 轧辊寿命提 高1~2 倍[ . 为提高轧辊抗疲 劳性、抗 事故性 能及耐磨 性,太原钢铁 ( 集团)有限公 司设计 了Cr 5型轧辊材质, 在Cr2型材质基础上,提高 C r(

5 ) 、S i 、Mo 、V 等合金元素含量 .C r 元素含量的提高,使 中间辊材 质具有较强的淬透性 ,可以保证 轧辊全部淬透 ,避 免了 C r 2型轧辊出现 的淬硬层与非淬硬层剥离现象 , 从而杜绝 了轧辊大块剥落 ;

S i 元素除可提 高钢的淬 透性外 ,还具有抑制碳化物从基体 中析出从而起到 强化基体 、提 高钢 的回火稳定性 的作用 .Mo元素可起到细化晶粒和降低钢 的回火脆性 ,对 改善辊身 工作层 的耐热裂性能有 良好的影 响的作用I

2 ] .V元 素主要形成弥散度较大 的VC,可细化 钢的组织和 晶粒 ,增加钢 的回火稳定性 ,另外 VC可使 中间辊 的硬度达到

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1 0 H、 , [ 引,还是提高钢耐磨性 的主要元 素之一.C元素决定钢热处理后强度 、硬度 ,但高的碳含量过高对 中间辊 的韧性不利 ,因此 在满足轧 辊硬度 、强度的前提下 ,尽可能降低 了 C含量 .表1所示为 Cr 5型轧辊材质化学成分 . 表1Cr5型轧辊材质 化学成分 ( %) T a b l e

1 C h e mi c a l c o mp o s i t i o n o f C r

5 r o l l b l a n k ( %) C S i M n P S Cr Mo V

0 .

6 1 _ O

40 .

6 4

0 .

0 2

0 4 o .

0 1

0 5 . O

1 _ O

0 .

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4 辊坯 生产 工艺研 究4.1轧辊钢的冶炼、精炼 轧辊钢 的冶炼 、精炼采用 了EBT+L F+VD+ E S R工艺:(1)E B T 氧化末期,粗 钢水P含 量控制在0.008以下,出钢 时杜绝下渣 ;

L F精炼期 ,化学 成份严格按 内控标准执行 ,保证化学成 份波动在较 小的范围之 内;

VD处理后要求 E H]≤2 p p m. (

2 )为进一步提高钢 质纯净度 ,有效 降低钢 中 的硫含量 ,使钢锭组织致密 、成 份均匀 ,轧辊钢采 取了电渣重熔 ( E S R)精炼工艺.在 电渣重熔过程 中,根据轧辊主要受力方 向,通过调整 结晶器 中冷 却水流向,控制 了钢锭柱状 晶生长方 向,使轧辊受 力方向具有较好抗冲击性能.

4 .

2 辊坯锻造 采用镦粗拔长多向变形 的锻造方法达到破碎粗 大的铸态组织 ,改善组织 的偏析程度和使碳化物均 匀分布 目的.由于锻钢厂 目前还不具备镦粗的生产 条件 ,因此只能通过增加 大锻造 比来达到改善偏 析 程度 ,得到较为均匀的组织 .因此规定 中间辊坯锻 造比≥5 .根据现有的结晶器尺寸及锻钢生产能力 , 中间辊坯实际锻造 比控制 在8~1

2 .表 2所示为辊 坯 的锻造 工艺 . 防止辊坯在冷却过程中形成 网状碳化物 ,辊坯 锻造后应快速冷却到

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0 ℃左右 ,并及时入炉退火 . 表2辊坯 的锻造工艺 Ta bI e

2 For g i n gt e c hn o l o g y o fr o l l b la nk 加热温度 ( ℃) l 开锻温度 ( . c) l 终锻温度 ( ℃)

1 1

8 0 l

1 1

6 0 I >

~8

5 o

4 .

3 辊 坯热 处理在冷轧辊中,如果 碳化物颗粒尺寸过大 、形态不良以及偏析严重 ,轧辊最终热处理后将造成基 体 组织和硬度的不 均匀 ,导致轧辊工 作层 发生剥落 的 几率增加且降低 了冷轧辊 的热冲击抗力.为进一步 改善组织均匀性 ,改善碳化物的形态及其分布特征 , 辊坯锻造后必须采取球化退火+ 固溶 +高温 回火工 艺.实践证明通过采取这一预处理工 艺,使辊坯组 织的均匀性得到 了较大的改善,辊坯热处理 后组织 如图1所示.图1辊坯热处理后组织 *5

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1 M i c r o s t r u c t u r e a f t e r he a t ― t r e ........