[發明專利]一種原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環及其制備方法

在審

• 申請號: 202110867201.1
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113621879A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 周守行;劉瑞剛;花志仁;劉昀嘉;戴鵬宇;萬建榮;萬華文;徐文俊
• 申請（專利權）人: 三鑫重工機械有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/56;B22C9/28;B21B27/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

1.一種原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環，其特征在于，是在傳統鋼基軋輥的冶煉過程中，通過常規熔煉粗調合金熔液后，向其中添加含鈦合金與含氮合金，使合金熔液中鈦含量達到0.02-0.05％、氮含量達到0.02-0.03％；再在1500℃～1600℃下攪拌，使Ti與N相互充分作用生成TiN顆粒；隨后向所得合金懸液中吹入純氮氣，使合金懸液中總氮含量達0.03-0.04％，此時高富氮氣泡與合金懸液中殘留的單質Ti，繼續生成TiN顆粒；再通過孕育、變質處理，澆注、熱處理得原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環。

2.根據權利要求1所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環，其特征在于，粗調合金熔液中化學含量為C1.3-2.5％、Si0.6-1.6％、Mn0.5-1.2％、Cr0.8-3.5％、Ni0.5-2.5％、Mo0.2-1.5％、V0.01-0.2％、Al0.02-0.03％，其余為Fe及不可避免的有害雜質。

3.根據權利要求1所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟a)造型：對各鑄造部位分別進行造型，合箱；

步驟b)冶煉：按配比將各原料加入中頻爐中熔煉至金屬熔融，去除爐內殘渣，合金熔液在≥1500℃下粗調合金熔液的化學含量，加入含鈦與含氮合金至其中Ti含量為0.02-0.05％、[N]含量為≥0.02％，在1500℃～1600℃溫度條件下，攪拌30分鐘以上，使高溫熔融狀態的合金熔液中的Ti與N相互充分反應生成當量Φ5-20nm的TiN顆粒；

步驟c)精煉：將步驟b)所得合金懸液出鋼至帶底吹裝置的LF精煉鋼包中，通過包底吹入氮氣，至[N]含量為0.03-0.04％，在1500℃～1600℃溫度條件下，高富氮氣泡在與合金懸液混合攪拌上升的過程中，繼續與殘存在合金懸液中的單質Ti充分接觸，并發生反應生成TiN顆粒，再進行孕育及變質處理，得合金混合懸液；

步驟d)澆注：對步驟c)所得合金混合懸液進行澆注，合金混合懸液凝固后得鋼基軋輥粗胚；

步驟e)熱處理：對步驟d)所得鋼基軋輥胚進行擴散退火、正火+回火。

4.根據權利要求3所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環的制備方法，其特征在于：步驟a中的造型用鑄型包括：鑄造下輥頸部位的底座箱鑄型、鑄造輥身部位的冷型、鑄造上輥頸部位的上箱部位、冒口箱部位以及澆道系統。

5.根據權利要求4所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環的制備方法，其特征在于：所述底座箱鑄型是由金屬型箱體內壁掛15-25mm砂型+3-5mm耐高溫涂料；所述鑄造輥身部位的冷型為靜態鑄造用冷型部位時，采用金屬型箱體內壁掛15-20mm砂型+3-5mm耐高溫涂料；所述鑄造輥身部位的冷型為動態離心鑄造冷型部位，采用金屬型箱體內壁掛3-5mm耐高溫覆膜砂；所述上箱部位采用金屬外箱+150～200mm砂型+3-5mm耐高溫涂料；所述冒口箱部位采用金屬外箱+200～300mm砂型+50～80mm絕熱冒口套；所述澆道系統由金屬外箱+30-50mm砂型+10～15mm耐火磚管。

6.根據權利要求3所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環的制備方法，其特征在于：步驟d)的澆注方法可以是靜態整體鑄造、動態離心復合鑄造，僅需澆入對應的鑄型中，制造出對應的含原位再生氮化鈦的鋼基軋輥毛坯。

7.通過權利要求1～6任一所述的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼軋輥及輥環制備而得的原位再生氮化鈦石墨半鋼基型鋼粗軋輥，其特征在于，其粗調至主要化學元素范圍為：C1.3-1.8％、Si0.6-1.5％、Mn0.5-1.2％、Cr0.8-1.5％、Ni0.5-1.5％、Mo0.2-0.8％、V0.01-0.2％、Ti0.02-0.05％、[N]0.020-0.040％、Al0.02-0.03％；輥身工作層硬度48-58HSD，輥頸抗拉強度750-850Mpa。