[发明专利]一种球墨铸铁轧辊辊身及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及球墨铸铁的技术领域，尤其涉及球墨铸铁轧辊辊身及其制备方法。

背景技术

随着新的轧制工艺和轧制技术的开发及应用,轧钢生产向着大型化、高速化和自动化的方向发展,同时对轧辊的使用性能和使用寿命提出了更高的要求。轧辊(尤其是工作辊)是轧钢设备中的主要消耗部件,其寿命和使用性能对轧机作业率和产品质量起着关键性的作用。因此单一材质的整体铸造轧辊已经不能满足要求。因而辊身工作层和辊身心部采用不同材质铸造的复合轧辊得到迅速的发展。复合轧辊的辊身工作层采用耐磨、耐剥落、耐糙化、耐热裂的合金材料,而辊身心部和辊颈则采用具有很好的强度与韧性的球墨铸铁。这样的轧辊同时具有良好的轧制性能和抗折断性能,因而得到广泛的采用。

现有的大尺寸轧辊辊身(外径大于1000mm)加工后存在的问题在于：容易出现缩松、缩孔、夹渣、夹砂和裂纹等铸造缺陷；无法通过100％超声波探伤和磁粉探伤检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种零缺陷的球墨铸铁轧辊辊身及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种球墨铸铁轧辊辊身，包括以下重量百分比组分：

C：3.85-3.88％；Si：1.80-1.90％；Mn≤0.10％；P≤0.020％；S≤0.010％；Mo：0.35-0.50％；Ni：0.70-0.85％；Ti≤0.025％；Cr+Pb+V≤0.020％；RE：0.0030-0.0050％；Mg：0.030-0.045％以及余量铁和不可除杂质。

上述的球墨铸铁轧辊辊身中，所述的辊身壁厚为75-80mm，外径Φ1654mm，长度1890mm。

在上述的球墨铸铁轧辊辊身中，所述的辊身两端为Φ310mm的轴，一端长度为340mm，另一端长度675mm。

在本发明中，并不特定限制辊身为上述尺寸，本方案在此仅为强调本方案优选适用于大尺寸的辊身制作。在实际应用中，上述组分的球墨铸铁所制得的轧辊辊身通常无可检测的缺陷存在。

同时，本发明还公开了一种球墨铸铁轧辊辊身的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将原料在1490-1510℃的温度下融化成铁液，在脱硫铁水包内吹氮脱硫后调整成分应符合下列要求C：3.85-3.88％；Si：0.65-0.75％；Mn≤0.10％；P≤0.020％；S≤0.010％；Ti≤0.025％；Cr+Pb+V≤0.020％以及余量铁和不可除杂质；

步骤2：将步骤1脱硫后的铁液升温至1470-1480℃，出铁液进行球化处理和孕育处理；

步骤3：将步骤2得到的铁液在1380-1390℃的条件下通过浇注系统进入树脂砂型浇铸成为辊身，充型时间：64-97秒。

在上述的球墨铸铁轧辊辊身的制备方法中，所述的原料为质量比为70-80:20-30的高纯生铁和打包废钢；

其中，高纯生铁的各组分的质量百分比为：C：4.35；Si：0.50；Mn：0.062；P：0.021；S：0.012；Ti：0.022；Cr：0.011；Ni：0.006；Mo：0.002；V：0.010；Pb：0.0006以及余量的铁和不可除杂质；

打包废钢的各组分的质量百分比为：C：0.021；Si：0.25；Mn：0.13；P:0.011；S：0.014；Ti：0.015；V≤0.0010以及余量的铁和不可除杂质。

在上述的球墨铸铁轧辊辊身的制备方法中，球化处理所用到的球化剂加入量如下：

重稀土球化剂和轻稀土球化剂的重量比为30:70，总加入量占原料总重量的1.0-1.1％。

在上述的球墨铸铁轧辊辊身的制备方法中，所述的孕育处理分为三步进行：

一次孕育处理：将75SiFe孕育剂和球化剂同时加入到铁水中，进行一次孕育处理；75SiFe孕育剂占原料总重量的0.5％；

二次孕育处理：在出铁液三分之二时加入高钙钡孕育剂，高钙钡孕育剂占原料总重量的0.5％；

三次孕育处理：在浇口杯内放置硫氧孕育剂，硫氧孕育剂占原料总重量的0.2％。

75SiFe孕育剂成分wt％：Si：73.51；Al：1.34；余Fe；

高钙钡孕育剂成分wt％：Si：72.99；Ca：1.25；Ba：2.97；Al：1.25；余Fe；

硫氧孕育剂wt％：Si：74；Ca：0.74；Ce：1.68；Al：0.94；S、O适量；余Fe；粒度：0.7-2mm。