[发明专利]高强球墨铸铁轧辊的球化孕育处理方法

说明书

一种高强球墨铸铁轧辊的球化孕育处理方法，其方法工艺为：（1）在球化处理包的包底背水侧依次加入球化剂、孕育剂、铁屑和钢板；所述球墨铸铁轧辊的辊身直径D≤400mm时，采用轻稀土镁硅铁复合球化剂；采用复合稀土硅铁孕育剂；所述球墨铸铁轧辊的辊身直径D＞400mm时，采用镍镁复合球化剂以及重稀土镁硅铁球化剂；采用硅锆复合孕育剂；（2）出铁水时，铁水与上述包底背水侧的孕育剂混合进行包内初次孕育；出铁水1/3～2/3过程中随流加入上述孕育剂进行铁液表面浮硅孕育；（3）球化孕育后进行浇注，浇注过程随流加入硅锆复合孕育剂进行随流孕育。本方法实现球化及孕育处理任务，最终获得较高强度的球墨铸铁轧辊。

技术领域

本发明涉及铸铁轧辊球化和孕育技术，尤其是一种高强球墨铸铁轧辊的球化孕育处理方法。

背景技术

球化处理使铁水在凝固时碳以球状石墨的形式形核和生长, 石墨球的形状主要受生长过程影响；硫氧是石墨球化的主要障碍，球化处理的首要问题是脱硫、脱氧。球墨铸铁轧辊中的石墨呈球状，对基体的割裂作用小，无应力集中现象，塑韧性好，强度高。因此都希望冶金铸铁轧辊凝固后的石墨组织得到球状石墨。

球化孕育处理时球化剂的选择一般遵循下述原则：铸态铁素体球墨铸铁选用低稀土球化剂；铸态珠光体球墨铸铁选用含铜或镍的球化剂；铁液中含钛、钒、铬、锡、锑、铅、锌等含量较高干扰元素，须用稀土含量较高的球化剂；干扰元素含量较低（总量小于0.1%)，可选用纯镁或镁合金球化剂；铁液含硫量较高时，采用稀土和镁含量较高的球化剂；硫含量较低时，选用低稀土低镁的稀土硅铁镁球化剂；冷却速度较快的金属型铸造条件下，可选用低稀土球化剂；冷却速度较慢的大型厚断面轧辊可选用钇基重稀土球化剂。

高强度球墨铸铁轧辊在轧钢行业得到广泛的应用，在“提产、提质、降本、创效”中发挥重要作用。因此，需要对球墨铸铁轧辊球化、孕育机理分析研究，以获得较高强度的球墨铸铁轧辊。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种产品强度高的高强球墨铸铁轧辊的球化孕育处理方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

（1）在球化处理包的包底背水侧依次加入球化剂、孕育剂、铁屑和钢板；

所述球墨铸铁轧辊的辊身直径D≤400mm时，采用轻稀土镁硅铁复合球化剂，加入量为15-18kg/t；采用复合稀土硅铁孕育剂，加入量为3-5kg/t；

所述球墨铸铁轧辊的辊身直径D＞400mm时，采用镍镁复合球化剂，加入量为4-6kg/t，以及重稀土硅铁球化剂，加入量为9-11kg/t；采用硅锆复合孕育剂，加入量为3-5kg/t；

（2）球化剂、孕育剂的加入方式，球化剂全部加入到包底背水一侧，孕育剂总量的2/3加入到包底，并覆盖在球化剂上面，将剩余的1/3的孕育剂在铁水出铁到后期随流一起冲入包内。

（3）球化孕育后进行浇注，浇注过程随流加入孕育剂进行随流孕育；所述随流孕育的孕育剂为硅锆复合孕育剂，加入量为1-1.5kg/t。

本发明所述步骤（1）中，在球化处理包的包底背水侧依次加入球化剂和孕育剂，再用20～30mm厚的铁屑和1～2mm厚的钢板覆盖压实；正对铁水流一侧加入碳酸钠即碱面，加入量为0.5～1.5kg/t。

本发明所述球墨铸铁轧辊的碳当量为3.6%～4.3%。

本发明所述步骤（2）中，出铁温度为1430～1450℃。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过向铁水中加入一定数量和特殊种类的球化剂和孕育剂，控制孕育工艺，实现球化及孕育处理任务，球化剂中的镁、铈等元素在铁水中形成的硫化物作为石墨核心，在长大过程中呈球状，有利于阻断裂纹的扩展，通过孕育剂控制石墨球的粒度，并细化晶粒，最终获得较高强度的球墨铸铁轧辊，抗拉强度由之前的400-450MPa提高到了600-650MPa。