[发明专利]用于Kocks轧机复合辊环及其制造方法

说明书

用于Kocks轧机复合辊环及其制造方法，属于轧钢技术领域，使用无缝钢管作为复合辊环的内层，外层使用高碳高钴耐磨钢，外层材料熔炼过程中，先将铌铁、生铁、废钢和金属钴在炉内混合加热熔化，当炉内温度达到1583‑1605℃时，加入铬铁和钼铁，钢水熔清后，化验并调整炉内钢水成分，外层金属液体和内层无缝钢管实现牢固的冶金结合，获得的复合辊环强韧性好，且工作层红硬性好，具有优异的抗高温磨损能力，在Kocks轧机使用，效果良好。

技术领域

本发明公开了复合辊环及其制造方法，特别涉及用于Kocks轧机复合辊环及其制造方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

高精度的KOCKS三辊减定径机组与传统二辊轧机相比，具有变形效率高、宽展系数小、能耗低、轧件断面变形均匀、孔型磨损小等较多优势，被广泛应用于棒线材生产上。减定径机组作为棒线材在线尺寸控制的精密轧制技术，已受到众多钢铁企业的关注。其主要特点是产品尺寸精度高、表面质量好；自由尺寸轧制；换辊时间短、容易操作；容易实现低温轧制和控制轧制。轧件在KOCKS辊环的辊缝处发生宽展，并且宽展是不均匀的，在靠近KOCKS辊环的区域宽展较小，在辊缝处宽展较大并产生鼓形。这主要是由于靠近KOCKS辊环，受辊环的约束作用较大所致。因此，KOCKS轧机辊环使用过程中，对其力学性能和耐磨性能要求较高。

为了提高辊环的综合性能，中国发明专利CN105755379A公开了用于kocks轧机的耐磨高速钢辊环及其制备方法，采用离心铸造方法，先在感应电炉内熔炼高速钢材料，当炉内钢水温度达到1620-1650℃、质量分数％为1.8-2.5C、3.9-5.0V、4.5-4.9Mo、5.1-5.5W、4.8-5.2Cr、0.04-0.09N、0.03-0.06Al、0.02-0.05Ca、0.04-0.08Ba、0.5-0.9Si、0.6Mn、0.035S、0.040P、余量Fe，出炉到钢包，并在钢水出炉过程中，随钢水流加入复合孕育和变质剂，当温度降至1440-1480℃，将其浇入离心机上高速旋转的铸型内，退火、粗加工，进行淬火后回火。中国发明专利CN105420629A还公开了适用于高速线材轧制的高塑性硬质材料辊环及制造方法，该材料的化学组成按重量百分比为：C：4～5.5％，Re：0.04～0.1％，W：6～18％，Mo：3～5％，Cr：4～6％，Ni：0.5～2％，V：6～8％，S0.035％，P0.035％，其余为Fe。其制造方法采用电炉冶炼，离心铸造，球化退火+淬火+多次回火的热处理工艺。该种高塑性硬质材料辊环的技术创新点主要集中于材料创新和工艺创新两个方面，具有优异耐磨性，具有较高强韧性配合。主要用于取代目前国内冶金工业轧钢领域中广泛使用的普通铸铁辊环和WC辊环，延长辊环的使用寿命周期，提高高速线材轧机的作业率。中国发明专利CN104384470A还公开了一种双金属复合辊环的制造工艺，它的制作流程为：先制造离心模具，然后再将离心模具的两端加装端盖，将离心模具上涂刷涂料，进行覆膜后，采用高温烘烤，放置在离心机上转动，进行浇注准备；半钢的熔炼及芯部球墨铸铁材料的球化处理，完成后，工作层材料离心浇注，待工作层材料浇注完成，覆盖少量玻璃渣，防止工作层材料氧化，离心模具继续转动，工作层材料继续凝固，经过一定时间，浇注内层材料，浇注过程分两次完成。在制造过程中确定了辊身的化学成份，使浇注温度，冷却参数热处理的退火工艺、淬火工艺、回火工艺参数控制在一定范围内，能生产出大型的质量可靠的辊环，更加受到国内外市场欢迎。中国发明专利CN103962505B还公开了一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，用于提高轧钢加热炉炉底辊辊环的铸造质量。其技术方案是：使用水基铝矾土模型涂料包裹EPS泡沫塑料模型，在浇注钢水前先把埋在干砂中的EPS泡沫塑料模型烧除，使“实型”变为“涂料空壳”，避免实型模型中的碳元素在浇注过程中进入铸件体中，再进行钢水浇注，从而彻底解决了EPS泡沫塑料模型对低碳铸件的增碳问题，极大地减少了铸件的气孔和夹杂等缺陷。该发明具有高质量、高效率、低成本、易操作的优点，提高了铸件产品的质量，解决了长期困扰真空负压实型铸造技术中的难题，是生产高附加值合金铸件的一种新方法，具有巨大的商业价值，值得在行业内推广应用。中国发明专利CN101994050A还公开了一种轧钢帘线碳化钨辊环配方，包括以下组份，各组份重量百分比为：WC 90.5～92.5％、Co3.5～4.5％、Ni 3.5～4.5％、TiC 0.2～0.5％、CrC0.2～0.5％、VC 0.1～0.3％。该发明的优点是：改善了碳化钨辊环的原料组成和成分配比，使其具备了满足使用性能需要的内部组织结构形成的内在条件，应用在水质PH值为碱性、水温低于32℃冷却水的条件下，可大大提高轧辊单槽单次高碳钢的轧制量，与同行业使用的碳化钨轧辊相比，辊环的轧制量可提高一倍以上。中国发明专利CN1067443还公开了一种多元钨合金铸铁辊环及其制造方法，所述辊环的成分为(重量％)：C2.5～3.5％，Si0.5～1.5％，Mn0.5～1.2％，W3.5～10％，RE0.05～0.2％，K0.03～0.2％，Na0.08～0.25％，Cr0.8～1.5％，Mo0.1～1.0％，Ni0.5～1.2％，Cu0.1～1.0％，S＜0.05％，P＜0.05％，Cr+Mo+Ni+Cu：2.5～3.5％，其余为Fe。所述制造方法为：按上述成分范围配料→冶炼→离心铸造→软化退火→粗加工→淬火→回火→精加工。该发明辊环辊面硬度高，硬度均匀性好，淬硬层深，耐磨性和抗粘钢性能好。