四種鍛鋼支承輥?zhàn)罱K熱處理工藝對(duì)比分析

時(shí)間：2013-12-07 20:09:48 來源：作者：

鍛鋼支承輥是現(xiàn)代軋鋼設(shè)備的核心功能部件，主要承受工作輥或中間輥的軋制負(fù)荷。產(chǎn)品規(guī)格大、技術(shù)含量高，其使用性能直接決定著軋機(jī)穩(wěn)定、產(chǎn)線順行和產(chǎn)品質(zhì)量。
　　目前，在鍛鋼支承輥的主要生產(chǎn)流程中，最終熱處理是指對(duì)支承輥輥身部位進(jìn)行表面淬火+回火的熱處理，它是決定支承輥工作層組織、硬度分布、應(yīng)力分布和使用性能的關(guān)鍵工序，也是支承輥制造技術(shù)中的核心所在。因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)鍛鋼支承輥?zhàn)罱K熱處理技術(shù)的研究給予了大量關(guān)注。
　　鍛鋼支承輥的最終熱處理技術(shù)主要有以下4種工藝方式：臺(tái)車爐或井爐不透燒加熱淬火技術(shù)、連續(xù)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)、差溫爐加熱淬火技術(shù)和低頻靜態(tài)整體感應(yīng)加熱淬火技術(shù)等。這4種方式針對(duì)不同的產(chǎn)品和不同的用戶均在使用，其中以差溫爐加熱淬火技術(shù)在國(guó)內(nèi)使用最為廣泛，而最先進(jìn)的低頻靜態(tài)整體感應(yīng)加熱淬火技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)并無報(bào)道，世界上也只有日本幾家企業(yè)在使用。但用該技術(shù)生產(chǎn)的鍛鋼支承輥產(chǎn)品在寶鋼軋機(jī)上使用表現(xiàn)良好。
　　不斷發(fā)展的最終熱處理技術(shù)
　　臺(tái)車爐或井爐不透燒加熱淬火技術(shù)。不透燒整體加熱淬火技術(shù)是利用普通臺(tái)車爐或井式爐，將支承輥經(jīng)預(yù)熱后隨爐快速升溫，即將爐溫快速升到淬火溫度以上20℃~50℃的范圍內(nèi)，待輥身表面溫度顯示到達(dá)淬火溫度后進(jìn)行保溫，控制保溫時(shí)間獲得奧氏體化層深度，而后在未透燒前出爐淬火，達(dá)到差溫淬火效果。采用這種工藝，支承輥輥頸也在爐內(nèi)加熱，而且是透燒加熱，等于又進(jìn)行一次強(qiáng)化處理，因此在隨后的輥身噴霧淬火時(shí)輥頸要采取防護(hù)措施避免淬硬，再經(jīng)整體回火后，輥身、輥頸同時(shí)滿足不同的硬度要求。
　　連續(xù)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)。支承輥連續(xù)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)是指將支承輥在臺(tái)車爐內(nèi)預(yù)熱后吊至感應(yīng)圈內(nèi)進(jìn)行邊加熱邊冷卻的淬火技術(shù)。這一技術(shù)與生產(chǎn)工作輥和中間輥的方式相似，所采用的感應(yīng)圈為高度較低的感應(yīng)圈，因此感應(yīng)圈加熱區(qū)域較小、加熱時(shí)間短、奧氏體化層深度較淺；雖然有較強(qiáng)的噴水冷卻能力，能使表面得到高的硬度，但淬火后所得的淬硬層深度較淺。另外，利用這種淬火技術(shù)生產(chǎn)支承輥時(shí)輥頸不用特別保護(hù)。目前，對(duì)于一些深度要求小（≤40mm）的支承輥，在沒有差溫爐和整體感應(yīng)加熱設(shè)備的企業(yè)均采用連續(xù)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)來生產(chǎn)。
　　差溫爐加熱淬火技術(shù)。差溫爐加熱淬火技術(shù)是指將經(jīng)臺(tái)車爐預(yù)熱后的支承輥輥身置于專用的開合式差溫爐內(nèi)，利用煤氣或天然氣燃燒作為熱源，由高速燒嘴噴出火焰對(duì)輥身表面進(jìn)行快速加熱，造成輥身內(nèi)外溫差大，使輥身表面獲得一定深度的奧氏體層而芯部仍保持在相變點(diǎn)以下，進(jìn)行冷卻的表面熱處理方法。差溫?zé)崽幚砉に囎畛跏窃谏鲜兰o(jì)70年代美國(guó)開發(fā)的，專用的熱處理爐是一種開合式煤氣爐。后來這種工藝和裝備被世界上許多軋輥制造者采用，成為支承輥熱處理的主要工藝形式，目前用該方法生產(chǎn)支承輥是國(guó)內(nèi)的主流。各軋輥制造者根據(jù)各自具體條件所用的燃料有丙烷氣、天然氣和發(fā)生爐煤氣等，效果以發(fā)熱值高者為佳。差溫爐加熱的主要特點(diǎn)是采用的高速燒嘴能使?fàn)t溫升溫速度達(dá)到≥200℃/h，支承輥表面也能迅速升溫，從而實(shí)現(xiàn)良好的差溫效果。差溫爐加熱后的淬火冷卻方式有油淬、水淬油冷和噴霧冷卻等，在這些冷卻方式中首推噴霧冷卻，可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)壓水壓靈活地調(diào)整冷卻強(qiáng)度。目前國(guó)內(nèi)大型支承輥生產(chǎn)廠家均采用這種工藝生產(chǎn)，能得到以貝氏體為主的輥身金相組織，輥身硬度控制在55HSD~71HSD，淬硬層深度≤90mm，輥身表面硬度均勻性控制在±2HSD~3HSD.
　　低頻靜態(tài)整體感應(yīng)加熱淬火技術(shù)。低頻靜態(tài)整體感應(yīng)加熱淬火技術(shù)是指利用低頻感應(yīng)圈對(duì)支承輥輥身表面進(jìn)行整體加熱，隨后進(jìn)行噴霧冷卻的淬火方式。該技術(shù)是上世紀(jì)80年代日本日立制作所（HITACHI）首先開發(fā)應(yīng)用的，隨后日本鑄鍛鋼（JCFC）和日本制鋼所（JSW）等公司相繼進(jìn)行了技術(shù)改造，推廣應(yīng)用了這種方法，其代表了支承輥?zhàn)罱K熱處理工藝技術(shù)的先進(jìn)水平。使用這種工藝技術(shù)生產(chǎn)鍛鋼支承輥是提高支承輥輥身表面硬度、增加輥身硬化層深度和輥身表面硬度均勻性的有效方法，與差溫淬火工藝相比具有加熱效率高、差溫效果好、輥身表面硬度高、淬硬層深、消耗能源少等優(yōu)勢(shì)。

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