[发明专利]一种报废Cr5锻钢工作辊的再生方法

说明书

技术领域

本发明属于材料及热处理领域涉，是一种冷轧工作辊的再生方法，特别涉及报废辊的选定、再生方法、热处理工艺及X应力测试的方法。

背景技术

随着钢铁业的持续火热，轧辊的需求量急剧上升。目前，国内外冷轧工作辊(包括中间辊)主要材质为含Cr量为5％锻钢系列，通过感应或整体淬火达到一定的工作层厚度，特别是整个轧辊材质是一样的，通过ESR及锻造技术保证内部夹杂物含量、碳化物分布及疏松、偏析等指标较好。

按制造工序，从冶炼直至球化扩氢退火，均为Cr5锻钢辊坯的准备阶段，期间的能源消耗占整个加工工序的一半左右。报废辊的主要特点是存在外观质量不佳，表面碳化物网状和粗化等缺陷。同时，Cr5锻钢辊的报废率在90％左右。因此，利用报废Cr5锻钢工作辊来再生制造其他目标辊，不仅能节约成本，更能减少相当部分的碳排放，这是一件非常有意义的事情。

到目前为止，只有应用于小型轧机的Cr2轧辊的简单改制(如中国专利93111115.3，涉及一种废旧轧辊的改制工艺)，对于Cr5锻钢材质的大型连轧机用辊再生制造未见报道。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于：针对目前大型连轧机组使用的Cr5锻钢材质大型工作辊、中间辊，提供一种大改小的再生制造方法。

本发明的技术方案是：一种报废Cr5锻钢工作辊的再生方法，包括工作辊的检测，该方法包括以下步骤：

(1)工作辊检测：剔除有通孔的旧辊和外观有重度粘钢的旧辊；

(2)高温回火工艺：将工作辊加热至680～700℃，保温15小时以上冷却，使再生目标辊硬度在30～45HSD；

(3)调质工艺：第一次调质为940～980℃保温10-15小时淬火后，630～660℃保温15-25小时回火，目标辊硬度在35～45HSD；第二次调质为940～980℃保温10-15小时淬火后，610～650℃保温15-25小时回火，使目标辊硬度在40～50HSD；

(4)表面淬火工艺：首先在电炉进行200～350℃预热后，在双频机床上表面淬火，采用不同的感应圈移动速度来控制目标辊的淬硬层深度，淬火温度为970～1010℃；残余应力水平控制在-800～1000MPa之间。

在第(4)步表面淬火工艺之后，辊身的硬度可增加到93-98HSD。

根据本发明所述的报废Cr5锻钢工作辊的再生方法，较好的是，所述步骤(2)的加热步骤为：先将炉温升至250～300℃，保温10-15小时，然后以每小时30-60℃的速度升温至680～700℃。

根据本发明所述的报废Cr5锻钢工作辊的再生方法，较好的是，所述第一次调质工艺中，淬火前的加热工艺为：先将炉温升至650～700℃，保温10-18小时；然后以每小时30-60℃的速度升温至940～980℃。

优选的是，所述第二次调质工艺中，淬火前的加热工艺为：先将炉温升至650～700℃，保温10-18小时；然后以每小时30-60℃的速度升温至940～980℃。

报废Cr5锻钢工作辊的检测主要包括外观质量检测、几何尺寸检测、化学成份分析、超声波检测、表面波及磁粉检测和金相检测。其中前四项是必检项目，根据实际检测在改制过程决定是否对后两项进行检测。基本判定原则如下：

①为减少热处理环节开裂的风险和使用中容易出现断辊质量事故，一般情况下有通孔的旧辊不用于改制；外观不能有重度粘钢(重度粘钢即指辊身缠绕粘连很多钢板，辊面发蓝变色)；

②尺寸要符合再生辊的尺寸。目标新辊的直径必须符合原有报废辊原始直径的2/3以上；因为轧辊不能无限改制再生，到一定直径，内部偏析和夹杂会恶化，影响轧辊使用，经过解剖分析，设定在2/3。

其他优选的判定原则是：

①低碳含量的旧辊不用于高硬度的工作辊；MC5材质轧辊的碳含量在0.82～0.92％，低碳含量是指碳含量低于0.82％的旧辊，高硬度是指硬度大于95HSD的新辊；

②旧辊探伤有F＝￠3缺陷时，两次调质后检测如缺陷当量变大则不进行再生加工；F＝￠3是GB/T13314-2008锻钢冷轧工作辊通用技术条件上的缺陷当量。两次调质后缺陷当量变大说明这个缺陷是活动的，在后期的淬火和使用中具备危险性，需要报废。

③旧辊如有表面碳化物网状和粗化问题出现，需要进行正火热处理进行改善。表面网状碳化物粗化是指网状大于3级，正火热处理一般是指加热到900～940℃，保温一定时间后空冷到室温，然后进行630～670℃的高温回火处理。所述正火处理在调质工艺处理之前进行。