[發明專利]新型軌梁軋制用合金球鐵開坯輥及其制造方法

在審

• 申請號: 201510979610.5
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105568127A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 劉娣;朱志磊;彭書平
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/04;C22C33/10;C21D5/00;C21D9/38
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及一種軋輥及其制造方法，具體涉及一種適用于型鋼軋制行業，特別是 重軌軋制行業開坯軋機用高耐磨、高強度、抗沖擊、抗熱裂特性的新型合金球鐵材質開坯輥 及其制造方法。

背景技術

目前我國鋼鐵企業發展迅速，對鋼鐵產品質量的需求也不斷提高，特別是國家鐵 路建設大面積鋪開，對鋼軌的需求量越來越大。目前國內主要有鞍鋼、包鋼、攀鋼、武鋼、邯 鋼等五條鋼軌生產線，均采用合金鑄鋼開坯輥進行鋼軌生產。

開坯輥是鋼軋生產線中第一道軋輥，是將厚鋼坯按一定形狀開坯成所需板坯的工 作輥。帶鋼開坯輥孔型較復雜，工作環境惡劣，軋制板坯溫度一般在1000℃左右，同時受到 冷卻水冷卻，因此要求輥面具有足夠的熱強性，很高的耐磨、耐熱和耐沖擊能力。

合金鑄鋼開坯輥雖然具有較高的強度，但由于合金鑄鋼開坯軋輥的碳化物含量 低，基體以顯微硬度較低的珠光體或回火索氏體組織為主，耐磨性及疲勞性能較差，使軋輥 在機軋制時易出現磨損量大，熱裂紋深等問題，造成軋輥在機周期短，重車量高。

伴隨著近兩年時速超過250km的高速鐵路迅猛發展，對鋼軌的質量要求及精度要 求也越來越高，鋼軌的軋制環境也在進一步惡化。為加快軋線生產節奏，提高鋼軌產量，同 時為了充分利用再生資源避免浪費,進行合金球鐵軋輥取代傳統的高碳合金鑄鋼輥的研 制。但由于合金球鐵軋輥強度略低于合金鑄鋼軋輥，軋輥使用安全性受到嚴峻考驗。為了在 惡劣的軋制環境下進一步發揮合金球鐵的性能優勢，確保鋼軌足量產出，迫切需要研制一 種新型的高強度、高耐磨合金球鐵開坯輥。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是在原有合金球鐵軋輥的基礎上，通過合金元素的調 整及特殊合金元素的添加，提供一種耐磨性能更好，強度更高、抗熱沖擊更強、抗熱裂性更 好的軌梁用合金球鐵開坯輥及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種新型軌梁軋制用合金球鐵開坯輥，整體為合金球鐵材質，合金成分及重量百 分含量為C3.00～3.50％，Si1.80～2.30％，Mn0.90～1.30％，P≤0.10％，S≤0.03％，Cr≤ 0.50％，Ni1.00～2.00％，Nb0.20～0.60％，V0.20～0.60％，其余為鐵和不可避免的雜質。

本發明技術方案的進一步改進在于：合金成分及重量百分含量為C3.20～3.40％， Si1.90～2.20％，Mn1.10～1.30％，P≤0.10％，S≤0.03％，Cr≤0.50％，Ni1.40～1.90％， Nb0.35～0.50％，V0.35～0.55％，其余為鐵和不可避免的雜質。

一種新型軌梁軋制用合金球鐵開坯輥的制造方法，包括以下步驟：

A、熔煉原料：將合金原材料在電弧爐內采用氧化法進行冶煉，氧化末期使鋼水溫 度達1500～1600℃后加入石灰及螢石，待電弧爐內形成稀薄渣后加入碳粉和炭化硅造電石 渣進行鋼水的脫氧脫硫，待稀薄渣變為白渣且流動性良好后進行出鋼，出鋼溫度為1320～ 1400℃，得到材料鋼水；

B、球化處理：將步驟A熔煉好的材料鋼水轉移到鋼包中，采用浸入式球化處理方 式，球化處理溫度為1300～1350℃，用天車吊球化劑處理筒快速下降浸入鋼包中，等鎂光基 本消失后將球化劑處理筒吊出，然后進行澆注；

C、整體鑄造：通過澆包將步驟B處理好的材料鋼水澆注到鑄型內，澆注溫度1250～ 1300℃；

D、軋輥保溫120～180h后脫模，脫模緩冷至100℃以下出槽，冷卻后對軋輥外形及 尺寸進行粗加工，并進行整輥探傷檢測；

E、熱處理：將探傷合格后的軋輥裝入臺車式高溫電阻爐進行正火處理，正火溫度 為900～980℃，保溫15～30h后出爐油冷，待溫度降至300～450℃時裝入臺車式低溫電阻爐 進行回火處理，回火溫度為500～600℃，回火時間為25～35h；

回火完成后，按所需尺寸對輥坯進行精加工，制成開坯輥，進行超聲波檢測、硬度 測試和金相組織檢驗。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟A中的石灰、螢石、碳粉和炭化硅造電石 渣的添加量分別為0.3～1.1％、1.0～1.6％、0.8～1.2％、0.4～1.0％。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟B中的球化劑為稀土鎂硅鐵合金，添加量 為1.0～1.6％。