∅1 800 mm以上特大型支承辊表淬热处理工艺

杨 萍 陈先毅 朱长清

(中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所，四川618013)

中、宽厚板轧机∅1 800 mm以上特大型支承辊，由于体积和重量大，超出公司差温炉热处理能力，不能采用差温加热淬火方式进行辊身的表淬处理。为此，必须研究一种特殊的热处理工艺以满足支承辊不同部位不同硬度的要求。本文提出了一种特殊表淬热处理工艺，利用大型台车炉，顺利实现∅1 800 mm以上特大型支承辊的台车炉表淬。

1 表淬前的组织准备——锻后热处理

作为表淬前的热处理工序，锻后热处理必须达到以下目标：

(1)调整锻造组织，获得均匀细小的晶粒，避免出现网状碳化物等明显的组织缺陷，为表淬工序作组织准备。工件心部区域尤其不能有影响强度和韧性的组织缺陷，如粗晶和网状碳化物等；

(2)保证工件基体的综合力学性能；

(3)满足超声检测条件；

(4)去氢，避免出现白点。

支承辊用钢的合金元素含量较高，锻后热处理工艺形式宜采用“正火+球化退火+回火” 。

2 表淬工艺

作为性能热处理的表淬工序，一方面要满足辊颈的技术要求，如表面硬度和综合力学性能，另一方面必须满足辊身的技术要求，如表面硬度及均匀性、淬硬层深度，尤其要将残余内应力控制到足够低的水平，以避免使用过程中出现断辊等事故。

能满足快速升温的燃气台车式热处理炉，炉子体积大，烧嘴功率大，大火苗燃烧时，火焰前端可以穿越台车宽度中轴线。针对热处理炉的这些特性，制订表淬热处理工艺时，需要解决以下几个问题：

(1)如何实现快速加热？要求12 h以内加热到淬火温度。

(2)如何克服火焰直喷辊身表面而出现的硬度软区？

(3)如何拉开辊身和辊颈的硬度差？

为此，制订表淬工艺见图1。

为了得到辊身和辊颈不同的表面硬度，辊身和辊颈应采用不同的回火温度，另一方面还应避免回火不均匀而导致的硬度不均匀。为此，工件回火装炉时，辊身外圆及端面包扎陶瓷纤维布，陶瓷纤维能减缓热传导。回火升温时，辊身因为陶瓷纤维的保护作用，升温速度会明显慢于辊颈的升温速度，从而出现辊身和辊颈两个不同的温度区间。

包扎陶瓷纤维后，安装辊身和大辊颈的外接电偶以监控回火过程中工件各部位的料温。辊身外接电偶位于陶瓷纤维布以下，紧贴辊身表面。

图1 特大型支承辊表淬工艺Figure 1 Surface quenching process of extra large back-up roll

3 生产结果

表淬后，对辊身、辊颈表面硬度进行了检测。辊身表面硬度45～65HS，辊颈表面硬度35～45HS，辊身硬度均匀性5HS。结果表明，所制定的表淬工艺完全满足大型支承辊的技术要求。

4 结论

通过在生产实践中不断的总结经验，积累数据，现已完全掌握了特大型支承辊采用台车式热处理炉进行表淬的工艺要点。生产实践证明，我们的工艺完全能满足这类特大型支承辊的技术要求。