[发明专利]一种磨辊制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于矿山、电力、水泥、冶金等工业设备上的磨辊的制备方法。

背景技术

磨辊是电力、矿山、水泥、冶金等领域粉磨装备关键部件，国内年需求量近10万吨。目前，国内外生产磨辊所用铸型均为砂型，生产每吨磨辊用砂量为4吨左右，近一半的砂不能重复使用而排出。因此国内年生产磨辊用砂量为40万吨左右，约20万吨废砂排出，对环境造成极大的影响。用砂型铸造由于紧实度的原因，铸件使用面表面粗糙，甚至有的凹凸不平，磨辊在使用过程中运行不稳定，震动大，对设备造成极大的安全隐患，生产效率低。目前，生产磨辊的材质使用高铬铸铁，其组织由M₇C₃和马氏体及少量残余奥氏体构成。M₇C₃型碳化物呈杆状，实验表明，平行于杆状方向硬度低于垂直于杆状方向硬度，因此如果M₇C₃杆状垂直于磨辊使用面，则耐磨性大幅提高，但砂型铸造由于砂型散热慢，M₇C₃杆状分布随机，不具备M₇C₃杆状定向分布条件。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能够减少废砂排放，提高磨辊使用面精度、光洁度及使用寿命的磨辊制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的磨辊制备方法，其特点是包括如下步骤：

1）制作与磨辊使用面接触的金属铸型，该金属铸型与铁水接触面的形状与磨辊使用面形状相反，金属铸型的型腔采用机加工制得，型腔表面涂刷石墨粉快干涂料；

2）制作与磨辊非使用面接触的且与金属铸型组合在一起用于制备磨辊的砂型铸型和砂型铸芯，且砂型铸型和砂型铸芯的型腔表面涂刷锆英粉快干涂料；

3）将金属铸型预热到300～500℃，快速合箱浇注，待浇注的金属液凝固冷却后得到磨辊。

其中，上述机加工为车加工或铣加工；上述砂型铸型和砂型铸芯均采用石英砂或刚玉砂或锆英砂通过水玻璃粘结形成，并采用CO₂硬化；上述磨辊所用材质为高铬铸铁，如Cr15、Cr20或Cr25，碳含量不低于3%；上述金属液的浇注温度为1320～1350℃；上述预热后的金属铸型出炉后必须在20分钟内合箱浇注；上述金属铸型的材质为球墨铸铁，且所述金属铸型可重复使用；上述砂型铸型与金属铸型接触的分型面处均匀放置有至少四块垫块，各垫块分别采用金属材料或无机非金属材料制成。

本发明由于采用了与磨辊使用面接触的铸型用金属铸型，其他部位用砂型来制备磨辊的方法，该方法不但操作简单，实现容易，而且有利于减少废砂排放，实现环保的目的，同时极大地提高了磨辊使用面精度，并改善了高铬铸铁碳化物分布，使磨辊的耐磨性得到了有效的提高，而且有效地延长了磨辊的使用寿命。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例一的模具结构示意图。

图2为本发明实施例二的模具结构示意图。

图3为本发明实施例三的模具结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，制备锥形磨辊，所用模具由金属铸型4、砂型铸型和砂型铸芯10组成，其中所述砂型铸型包括上箱2和下箱6。其制备方法如下：

先用球墨铸铁材质浇注金属型铸坯，铸坯型腔表面和上下面通过车削后获得金属铸型4。缩水率按2%计算，模具的上箱2、下箱6和砂型铸芯10分别采用锆英砂加5%水玻璃粘结形成，并采用CO₂硬化。而且，上箱和下箱与金属铸型接触的分型面处分别均布有四块垫铁3，且模具内设有与铸造型腔5相连通的内浇道7、横浇道8、直浇道11和冒口1。金属铸型的型腔表面涂刷石墨粉快干涂料，砂型铸型和砂型铸芯的型腔表面分别涂刷锆英粉快干涂料，并将金属铸型放入电炉中预热到450℃；

磨辊材质选用Cr25，重量百分比为C：3.05%，Cr：25.5%，Si：0.6%，Mn：0.6%，Mo：11%，Ni：0.5%，Al：0.025%，RE：0.2%，P、S≤0.04%，余量为Fe。将废钢、高铬铸铁、钼铁和废不锈钢放入中频感应电炉中熔炼，造渣至少3次，用硅铁、锰铁和铝线脱氧、除气，熔炼温度1450℃，得铁水；