[发明专利]一种离心铸造高铬铸铁复合轧辊及其制备方法

权利要求书

1.一种离心铸造高铬铸铁复合轧辊，包括轧辊外层和轧辊辊芯，其特征在于所述的轧辊外层的材料的化学元素重量％为：25～28％的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑，28～30％的碳素铬铁，1.5～2.5％的中碳锰铁，2.5～3.5％的硼铁，0.5～0.8％的硅钙钡合金，0.2～0.4％的铝，0.3～0.5％的钛铁，0.2～0.4％的稀土硅铁，0.10～0.15％的锌，0.15～0.18％的镁，余量为低碳废钢片；所述轧辊辊芯为高强度合金铸铁或低合金球墨铸铁，所述的轧辊外层和辊芯两部分通过离心复合铸造而成，所述的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑的化学成分重量％为：3.01～4.80％的Ni，1.00～2.00％的Cr，2.90～3.60％的C，0.60～1.50％的Si，0.40～1.20％的Mn，0.20～1.00％的Mo，余量为Fe；所述的碳素铬铁的化学成分重量％为：62.0～68.0％的Cr，7.0～8.5％的C，2.0～3.5％的Si，余量为Fe；所述的中碳锰铁的化学成分重量％为：75.0～82.0％的Mn，1.0～1.8％的C，≤1.5％的Si，≤0.20％的P，≤0.03％的S，余量为Fe；所述的硼铁的化学成分重量％为：17.0～19.0％的B，＜0.5％的C，＜3.5％的Si，余量为Fe；所述的硅钙钡合金的化学成分重量％为：40～45％的Si、10～12％的Ca、10～12％的Ba、≤0.8％的C、≤0.04％的P、≤0.06％的S，余量为Fe。

2.一种如权利要求1所述的离心铸造高铬铸铁复合轧辊的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

第一步：外层高铬铸铁的熔炼：

①先将高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑、硅钙钡合金和低碳废钢片混合于一体，并在压力机上压实成块状，然后放入感应电炉中加热熔化，再依次加入碳素铬铁和中碳锰铁，

②铁水熔清后，当铁水温度达到1500～1520℃时，加入铝，然后依次加入钛铁、硼铁，当铁水温度达到1520～1560℃时出炉，

③出铁过程中，当出铁40-60％时，将金属锌用厚度0.10～0.25mm的薄钢片包覆严实，然后随流扔入浇包， 

④将稀土硅铁破碎至小块，经烘干后，置于浇包底部，同时将涂覆了钝化层的钝化颗粒镁也置于浇包底部，并用铸铁屑覆盖，用包内冲入法对铁水进行复合变质处理，同时加入造渣剂，铁水经扒渣后待浇注；

第二步：辊芯铸铁的熔炼：

用电炉或冲天炉熔炼辊芯铁水，辊芯选用高强度合金铸铁或低合金球墨铸铁，辊芯铁水出炉温度1480～1520℃；

第三步：轧辊复合铸造成形：

①先将高铬铸铁铁水浇入在离心机上旋转的铸型内，铁水浇注温度为1420～1460℃，铸型材质是灰铸铁，壁厚120mm～240mm，预热温度大于150℃，并在此温度下喷刷涂料，浇注时铸型温度不低于100℃；涂料厚度小于3.5mm，

②铸型转数n按下式确定：

式(1)

式中：n-铸型转数，r/min，γ-高铬铸铁熔液密度，g/cm³，r-轧辊外层内半径，cm，β-调整系数，高铬铸铁为1.3～1.5，

③外层浇注完毕6～15min后，用非接触式测温仪测量轧辊外层内表面温度，当温度为1240℃～1300℃时，浇入辊芯铁水，铁水浇注温度为1300～1350℃，

④辊芯铁水浇注完毕12～24h后，取出高铬铸铁复合轧辊进保温炉或缓冷坑；

第四步：高铬铸铁复合轧辊热处理：

将高铬铸铁复合轧辊在铸态下直接进行粗加工，然后在加热炉中加热至520～580℃，加热升温速度为15～25℃/h，保温6～10h后风冷，再以25～35℃/h的升温速度加热至450～500℃，保温12～15h后，炉冷至150℃以下，空冷，最后将轧辊精加工至规定尺寸和精度，得到离心铸造高铬铸铁复合轧辊。

3.根据权利要求2所述的离心铸造高铬铸铁复合轧辊的制备方法，其特征在于所述的压力机上压实成块状是压实成几何尺寸的长、宽和高各为150～250mm的块状。 

4.根据权利要求2所述的离心铸造高铬铸铁复合轧辊的制备方法，其特征在于所述的将稀土硅铁破碎至小块是指破碎至粒度＜18mm的小块。