MC5冷轧辊二次电渣重熔与碳化物超细化工艺开发

摘要

轧辊是轧钢机上的重要组成部分，也是轧机的主要消耗部件。按产量比例综合计算，目前我国冶金轧辊量每年消耗多达50～60万t。因此，大力开展回收废旧轧辊制备新辊具有重要的意义。本文利用宝钢提供的下线MC5轧辊，从电渣重熔工艺入手，对其工艺及组织的关系进行了较为全面的研究，并结合实际生产情况，为旧辊二次电渣重熔制备新辊和提高轧辊性能提供了理论依据。 为了减少主要合金元素的烧损，电渣重熔过程中使用了气体保护罩、622渣系并配有一定的脱氧剂。试验结果表明，旧辊经二次电渣重熔后，Mo，V，Mn没有烧损，C和Cr元素的烧损量在0.01％～0.02％之间，完全满足旧辊制备新辊的要求。 旧辊经过二次电渣后，钢的纯净度大大提高。评级结果显示，A、B、C、D、Ds各类夹杂物都远低于轧辊标准要求的级别。 由于选分结晶的原因，在凝固过程中合金元素产生偏析，导致在重熔电渣锭的1/2R处和心部都有尺寸较大的液析碳化物生成，而边部几乎没有液析碳化物。对二次电渣重熔锭实施了锻造——高温扩散——锻造;1030℃喷雾冷却;最后进行球化退火制备辊坯的工艺路线。检验结果表明，辊坯边部，1/3R，1/2R和心部均未发现液析碳化物和带状碳化物，边部网状碳化物为0级，1/3R，1/2R处网状碳化物为2级，心部网状碳化物为2.5级，球化退火组织均为2级。该组织状态良好，完全符合辊坯要求。 采用高温固溶+高温回火与高温固溶+循环处理+高温回火两种方式对MC5钢进行了碳化物超细化处理。高温固溶+高温回火工艺的试验结果是:1050℃固溶+740℃回火，碳化物明显细化，但组织均匀性差;950℃固溶+740℃回火，组织均匀好，但存在少数尺寸较大的未溶碳化物。1050℃高温固溶+800℃、840℃两个温度各自循环不同次数的超细化试验结果表明，生成的碳化物尺寸80％以上在0.3μm以内，尺寸最大的不超过0.5μm，表明超细化处理较普通锻后热处理碳化物分布明显细小均匀。综合考虑碳化物的大小与组织均匀性，优化出的最佳循环处理工艺为:1050℃高温固溶+840℃奥氏体循环三次+740℃高温回火。 实验发现，随循环次数的增加，碳化物有明显的长大趋势，这一现象是碳化物发生了0stwald熟化所致。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2冷轧辊的发展现状及趋势

1．2．1冷轧辊材质主要经历阶段

1．2．2冷轧辊材质的发展方向

1．3冷轧辊用钢中主要合金元素的作用

1．4冷轧辊的主要性能要求

1．5冷轧辊坯的生产工艺

1．5．1冶炼工艺

1．5．2锻造工艺

1．5．3高温均质化工艺

1．6辊坯的锻后热处理

1．6．1正火工艺

1．6．2球化退火工艺

1．7碳化物对冷轧辊材料的影响

1．8本课题意义及研究内容

第二章旧辊二次电渣重熔再利用研究

2．1实验内容及方法

2．2实验结果与分析

2．2．1电渣锭的成分分析

2．2．2电渣锭纯净度、硬度测试与组织分析

2．3本章小结

第三章模拟辊坯试验研究

3．1实验材料与方法

3．1．1电渣锭的生产工艺

3．1．2锻造与高温均质化处理

3．1．3锻后热处理

3．2实验结果与分析

3．2．1低倍检验

3．2．2硬度测试

3．2．3成分检测

3．2．4非金属夹杂物

3．2．5碳化物检测

3．2．6性能测试结果

3．3本章小结

第四章碳化物细化新工艺开发

4．1热处理工艺

4．1．1固溶温度的确定

4．1．2高温固溶+高温回火工艺

4．1．3高温固溶+低温奥氏体循环+高温回火工艺

4．1．4粒状碳化物球化长大机理

4．2新工艺与传统工艺比较

4．3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢