[发明专利]一种预防球墨铸铁轧辊芯部疏松的方法

说明书

本发明公开了一种预防球墨铸铁轧辊芯部疏松的方法，属于冶金技术领域。生产工艺包括熔炼、铁水变质处理、浇注、保温、热处理工序；所述热处理工序，采用高温正火+两段去应力退火热处理工艺，正火温度970～990℃，正火时间15～17小时；第一段退火温度为515～535℃，保温时间11～13h；第二段退火温度为550～570℃，保温时间11～13h。本发明解决离心复合球墨铸铁轧辊芯部产生缩孔缩松存在的问题，实现超声波探伤检验无衰减现象，满足用户使用要求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种预防球墨铸铁轧辊芯部疏松的方法。

背景技术

球墨铸铁轧辊铸造生产中经常遇到缩松方面的质量问题，特别是辊身内部的细微疏松，超声波探伤检验表现为底波衰减，即无损探伤检验底波反射波小于10%，超过国家要求标准，这种疏松缺陷将影响轧辊的刚性和强度等使用性能，也会造成生产线上机使用的轧辊断辊，导致一些轧辊铸造企业的废品率高达30%，因此在行业内亟需研究出一种防止离心复合轧辊芯部疏松解决方法。

近年来，国内外各大型轧辊企业虽然针对离心轧辊辊身芯部疏松造成的底波衰减问题采用更改浇注方式、调整铁水凝固顺序、增加冒口铁水量等措施，但未能从根本上有效解决，仍然无法避免底波衰减问题产生。

由于上述这些措施都是通过增加宏观的铁水流动性，延迟铁水凝固方式以利于补缩，消除疏松，但对于辊身较长的轧辊，特别是离心复合轧辊，由于多层离心层材质与芯部相结合，离心层与芯部相互进行热作用，具有复杂的温度场和凝固特性，造成铁水凝固顺序复杂多变，所以单纯用提高铁水流动性、延迟凝固方式进行补缩的常规宏观手段无法有效解决这种疏松问题。因此，需要深入研究球墨铸铁铸造产生缩松缺陷的本质机理，避开错综复杂的宏观条件影响，从铁水微观组织形态方面，利用铁水凝固后析出的石墨球体积的膨胀来进行补缩，进而消除这种细微型的疏松。本发明主要从增大石墨化膨胀，减少缩孔缩松方面提出技术方案，实现利用石墨体积膨胀起到自补缩作用，进而从本质上解决疏松引起的底部衰减问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种预防球墨铸铁轧辊芯部疏松的方法，与行业内现有工艺相比，本发明方法能够预防球墨铸铁轧辊芯部疏松，使轧辊耐磨性和使用寿命有显著提高，杜绝了使用断辊现象。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种预防球墨铸铁轧辊芯部疏松的方法，所述生产方法包括熔炼、铁水变质处理、浇注、保温、热处理工序；所述热处理工序，采用高温正火+两段去应力退火热处理工艺，正火温度970～990℃，正火时间15～17小时；第一段退火温度为515～535℃，保温时间11～13h；第二段退火温度为550～570℃，保温时间11～13h。

本发明所述轧辊芯部碳当量4.1%≤C%+1/3Si%≤4.4%，增大石墨化膨胀，减少缩孔缩松，提高球铁的流动性，有利于补缩。轧辊规格：Φ800～1050mm*1880～2500mm。

本发明所述熔炼工序，控制铁液中的含硫量≤0.03%，按铁水重量的0.1～0.2%加入23#稀土硅铁合金，净化铁液，尽可能降低含硅量和残镁量；铁液的出炉温度为1460～1480℃。

本发明所述铁水变质处理工序，铁水出铁前包底加入铁水量0.5～1.0%的75FeSi，1.7～1.9%的稀土镁合金，0.1～0.3%的硅锆合金。利用稀土镁合金、硅锆合金复合球化剂生产的球墨铸铁轧辊不仅石墨球数多，而且石墨球的尺寸大小不一，凝固初期形成的石墨球数也略有减少，中、小尺寸的石墨球数明显增多，说明凝固过程中石墨析出量自始至终比较一致，因此，在凝固后期有较大的膨胀且以中、小石墨球为主，尺寸分布偏向于较细小的石墨球，即缩孔、缩松倾向较小。

本发明所述铁水变质处理工序，分别采用两个中频感应炉熔炼工作层及芯部铁水；铁水化清后液面加入碎玻璃5～10kg/t铁水，保护铁水防止氧化，出铁水前10min在炉内调整成分合格。