[发明专利]冷轧辊钢以铸代锻的精炼、变质及铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧辊钢以铸代锻的精炼、变质及铸造方法。

背景技术

冷轧辊的主要工作对象是冷金属板带，将中板轧成薄板，金属板轧制时被加工硬化，愈轧愈硬，轧制力愈来愈大，容易造成断辊，崩块剥离，或疲劳裂纹，因此对冷轧辊的钢材质量要求很高，现有制造冷轧辊钢材需经电炉熔铸，电渣重熔成锭和反复多维鐓拔锻压，能量消耗大，生产效率低，成本高，加工量大，材料利用率仅为60%左右，价格昂贵，多年来，冷轧辊钢材使用的牌号9Cr₂Mo（V）,存在疲劳强度不高，塑韧性低，抗回火性差，淬硬深度浅的缺陷；对不同使用要求的工作辊和支承辊的不同用途，钢材的化学成分有不同的要求，支承辊要求淬透性强，强韧性好，耐磨性则不必要求过高，工作辊要求硬度和疲劳强度高，耐磨性好，淬透性要求次之。一般轧辊钢锭尺寸重量偏大，凝固缓慢，影响钢的成分偏析，结晶粗大，存在偏析和疏松，虽经锻造仍存有带状偏析与网状碳化物，直到现在的冷轧钢从材料到工艺上的改进很少，如 9Cr₂Mo（V）加稀土可提高冷轧辊性能与寿命，但这个改进一直没有用于生产，而本申请人在精炼变质、浇注等方面采用的多项工艺措施，对9Cr₂Mo（V）锻坯来说是没有或无法采用的。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种从精炼变质及铸造工艺，使钢水高度净化，使铸晶细化，夹杂物减少，减少晶粒尺寸和球化夹杂物，硬度和疲劳强度高，耐磨性好的工作辊和一种淬透性强，强韧性好的冷轧辊钢以铸代锻的精炼、变质及铸造方法。

为实现上述目的，一种冷轧辊钢以铸代锻的精炼、变质及铸造方法，该冷轧辊钢的工作辊套的化学成分的重量百分比为:C:0.6%-1.2%，Si:0.2%-1.5%，Mn:0.3%-1.5%，Cr:1.6%-6.0%，W+Mo≤3.5%，Ni+Cu≤1.5%，V≤1.5%， RE≤0.15%， Ba+Mg≤0.10%，K+Na≤0.05%， S≤0.015%，O≤0.002%，其余是铁与难测的微量杂质；该冷轧辊钢的支承辊套的化学成分的重量百分比为:C:0.4%-1.0%，Si:0.3%-2.0%，Mn:0.6%-2.5%，Cr:1.0%-4.5%，W+Mo≤1.5%，Ni+Cu≤1.5%，V≤1.0%，RE≤0.15%， Ba+Mg≤0.10%，K+Na≤0.05%， S≤0.02%，O≤0.003%，其余是铁与难测的微量杂质。

冷轧辊的工作辊套和支承辊套的精炼变质及铸造，生产工艺流程相同，用电炉生产，工艺步骤如下：

1）、选料：选用的合金废钢或优质低碳钢边角余料，必须化验合格，有害杂质含量低于国家标准或企业标准，合金原料成分符合国标；

2）、熔化：将原料装炉通电熔化，升温到精炼温度1580-1640℃，除去熔化渣；

3）、脱氧去硫：往钢水上加CaO，CaF₂，CaC₂或FeSi粉造渣，渣料总量为钢水量的3-4%，并加入Al或含铝硅的复合脱氧剂强制脱氧，同时调整全部化学成分，炉内精炼15-20分钟；

4）、炉前分析：脱氧去硫精炼中途取样分析钢水含S量与含O量，当钢中S与O含量达到所述冷轧辊钢的工作辊套或冷轧辊钢的支承辊套的重量百分比规定时，准备出钢；

5）、包中精炼变质：在碱性包衬的保温浇包充分预热到950-1100℃之后，吊到炉前开始向包内加氩，同时出钢水，并按照所述冷轧辊钢的工作辊套或冷轧辊钢的支承辊套的重量百分比加入多种脱氧去硫的变质剂RE、Ar、Mg、B、K、Na、Ba，使发生有效变质作用，并进一步脱氧去硫和减少钢中气体；

6）、铸造：在钢水流动进入铸型过程中，充氩气保护，钢水浇铸温度为1480℃-1520℃，钢水进入型腔前用陶瓷过滤器过滤；

7）、凝固时加压：浇注后待铸件及冒口表层凝固后，向冒口通入气体，在 5-10个大气压下凝固结晶。