[发明专利]一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊

权利要求书

1.一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊，结构是由辊身（1-1）、辊颈（1-2）和轴头（1-3）所组成，其特征在于：按照重量组分计：包括设置在辊身上的工作层组织，所述的工作层组织是由以下化学成分所组成：C1.5-1.8、Si1.2-1.8、Mn0.8-1.2、Cr1.5-3.5、Ni2.0-2.5、Mo0.6-1.5、V0.05-0.2、Al0.02-0.03、O≤0.015；辊身有效工作层厚度50-90mm，辊面硬度65-75HSD；

按照重量组分计：所述的辊颈采用低合金石墨钢，其是由以下化学成分所组成：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03，辊颈抗拉强度550-750Mpa；

所述的工作层组织是由两部分所组成的混合组织，其中主要部分包括有点块和团絮状石墨、呈断续分布的一次碳化物以及以粒状贝氏体为主的混合组织， 其余部分包括上贝氏体的回火组织、少量回火索氏体的基体和以弥散分布于基体上的颗粒状二次碳化物，所述的石墨的面积百分比为1～2%，一次碳化物的面积百分比为10～15%，基体组织中贝氏体总量占基体面积百分比50～65%，弥散的颗粒状二次碳化物占基体面积百分比15～20%；

所述的辊身、辊颈以及轴头所组成的轧辊采用离心钢芯复合制造，所述离心钢芯复合制造方法是采用在高速离心旋转中，浇入外层金属液及外层金属液保护渣后先在外层金属液处于半凝固状态下即外层浇铸后5-12分钟，添加一层厚度在15-30mm的Fe基、低熔点、低质量密度、不会对外层、心部以及结合层金属产生有害作用的中间层金属液；按照重量组分计：其中，中间层金属液之一化学成分：C2.8-3.3、Si1.5-1.8、Mn0.5-1.0、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03。

2.根据权利要求1所述的一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊，其特征在于：所述的离心钢芯复合制造即外层采用含石墨的贝氏体半钢，心部采用低合金石墨钢，通过离心复合铸造，在高速旋转的离心铸型中，外层含石墨的贝氏体半钢处于半凝固状态下，填入一定厚度的低熔点无害中间层，并在静态填入低合金石墨钢心部时，将无害中间层融掉，实现外层含石墨的贝氏体半钢与心部低合金石墨钢的良好冶金结合。

3.根据权利要求1所述的一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊，其特征在于：中间层金属液的填入温度：T中间层=TL外层金属液相线+40～60℃，保证与外层良好冶金结合的同时，保证外层内杂质的外浮，以及外层顺序凝固所需的温度场分布，消除外层宏观组织疏松、缩孔缺陷，提高外层金属的有效利用；再然后待中间层温度T中间层=TS中间层金属固相线 -（70～120）℃时停转，将旋转金属型合箱到下箱上，再依次将上箱+冒口箱合到金属型上；最后进行心部金属液填芯，心部金属液填芯温度T芯= TL外层金属液相线+（35～60℃）；同时满足T芯= TL填芯金属液相线 +（40～90）℃，并根据轧辊填芯重量偏小的取上限原则。

4.根据权利要求3所述的一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊，其特征在于：按照重量组分计：所述的心部金属液的成分包括：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03；所述的心部金属液填芯是指：将滑动水口对准中轧辊内腔中心线，进行浇铸，金属液从进入下箱充型至纯冒口箱前，进行大流快速浇铸，将已凝固的中间层及保护渣融化并有效上浮，形成高合金的外层与低合金的心部材料得到良好冶金结合，再然后进入纯冒口后放缓浇铸流，浇至距冒口上沿50～100mm，放置冒口保温剂。

5.根据权利要求4所述的一种含石墨的贝氏体半钢板带粗轧工作辊，其特征在于：所述的心部金属液填芯后15～35分钟用同炉心部金属液补点冒口进行补缩，点冒口的浇注温度T点=TL芯+（60～90）℃，冒口上方通过覆盖发热剂和保温剂进行保温。