CN102554515A - 一种磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂及其制备方法 - Google Patents

一种磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂及其制备方法 Download PDF

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朱亚忠
浦跃奋
王俊明
丁幼钧
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Abstract

本发明属于焊接技术领域，具体为一种磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂。该熔炼焊剂，为中高锰型碱性焊剂，其配方为：MgO，CaO，CaF2，Al2O3，MnO，SiO2，Cr2O3。将上述配料称量后均匀混合，逐步加入单相电极电弧炉熔炼，炉料全部熔化后，精炼，取出焊剂熔液，晶体转变为黑色后即可倾炉倒入冷却水池冷却，后经烘干，即得所需焊剂。本发明的脱渣性能和辊面成型性能良好，磨煤辊辊面裂纹细少，磨煤辊使用寿命长。

Description

一种磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种长寿命的磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂及其制备方法。
背景技术
传统用于磨煤辊堆焊工艺的焊材（焊丝和焊剂）：高鉻铸铁型管丝和HJ107熔炼焊剂，其堆焊工艺性能、脱渣性和焊道成型性等基本良好，采用这些焊材堆焊的试板经磨削抛光，化学试制侵蚀后经显微镜观察纵横截面组织均为一次长条状莱氏体和少量块状渗碳体，发电厂等用户采用上述焊材堆制的磨煤辊在磨制较差煤质（煤中煤矸石等杂质较多）的煤粉时经常发生磨煤辊堆焊层大块剥落等，严重影响磨煤辊的使用寿命，为此国内不少用户以国外进口ABB管丝及国内制造的SH625管丝等新型焊丝，但仍匹配采用HJ107、HJ260焊剂。
在实际研究过程中发现。首先将303、311和ABB及SH625四种管丝匹配HJ107焊剂，堆制四块试板，分别检测四种管丝堆焊层合金成分及焊渣渣壳成分，发现ABB、SH625管丝与303、311管丝堆焊层成分差别在于：前者焊层[Mn]比后者高达一倍，前者焊层还含Mo3.8%，B0.7%及少量Nb和稀土元素，而后者（即303、311）焊层不含Mo、B、Nb和稀土，又发现焊渣渣壳中含MnO较高，这一发现揭示ABB和SH625管丝匹配HJ107焊剂堆焊过程中容易粘渣的原因是管丝成分中[Mn]的氧化烧损引起的。即在使用过程中发现HJ107、HJ260焊剂容易粘渣，堆焊工艺性能较差。
HJ107焊剂成分为：
MgO ：15~20
CaO ：3~7
CaF2 ：20~25
Al2O3 ：20~30
SiO2 ：20~30
而MnO为零，属于无锰型碱性焊剂；
而HJ260焊剂成分为：
MgO ：15~18
CaO ：4~7
CaF2 ：20~25
Al2O3：19~24
SiO2：29~34
MnO ：2~4
属低锰型碱性焊剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱渣性能和辊面成型性能良好，磨煤辊辊面裂纹细少，磨煤辊使用寿命长的磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂及其制备方法。
本发明提供的磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂，简称为SSN焊剂，为中高锰型碱性焊剂（碱度B=1.1~1.3），其配方按重量分计如下：
MgO： 8~12
CaO ：10~15
CaF2： 9~14
Al2O3 ：7~13
MnO ：10~20
SiO2 ：20~30
Cr2O3 ：2~4 。
上述焊剂的制备方法如下：
将所述配料称量后均匀混合，逐步加入单相电极电弧炉中，熔炼，熔炼工艺参数为：电流1600~1700A，电压60~65V，炉料全部熔化后，经过20-30分钟精炼，用取样棒取出焊剂熔液，晶体转变为黑色后即可倾炉倒入冷却水池冷却，后经烘干，即得所述焊剂。然后选粒筛分，包装。
本发明所述的磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂（SSN焊剂），相对HJ107焊剂，匹配高锰高钼含量的高鉻铸铁型的ABB和SH625管丝，用于磨煤辊堆焊工艺，具有下述良好的性能：
①堆焊工艺性能
SSN焊剂匹配ABB和SH625管丝，堆焊工艺过程烟尘少，脱渣性能良好，成型性良好，磨煤辊辊面裂纹细少，裂纹间距均匀。
②SSN焊剂的堆焊层成分（焊前和焊后的合金成分烧损）及焊层硬度（即焊层显微组织中的渗碳体显微硬度和基体显微硬度）均高于HJ107焊剂。
以SSN焊剂配焊丝SH625管丝堆焊层成分和焊层硬度为例进行说明，
Figure 427670DEST_PATH_IMAGE002
 ③SSN焊剂配焊丝ABB和SH625管丝堆焊层合金相显微组织具有HJ107焊剂堆焊层所少有的块状合金碳化物硬质相和弥散分布的细少碳硼化合物硬质相，由于SSN焊剂堆焊层显微微组织中硬质相密度较高，其形态或颗粒不易断裂剥落，因而SSN焊剂配套ABB和SH625管丝堆焊层在堆焊过程或使用过程中不容易发生堆焊层剥落问题。
④SSN焊剂配焊丝SH625管丝堆制的磨煤辊具有更高的使用寿命，HJ107焊剂堆焊的煤辊使用8千-1万小时，而SSN焊剂堆焊的煤辊使用寿命1万小时以上。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明，当原材料（如锰矿，镁砂等）有变化时，需对SSN焊剂生产配方进行微调，以确保SSN焊剂成分按重量份计，稳定在：
MgO ：8~12
CaO ：10~15
CaF2 ：9~14
Al2O3 ：7~13
MnO ：10~20
SiO2 ：20~30
Cr2O3 ：2~4
范围内。
实施例1：
采用福建青柳锰矿（MnO为43%）和山东淄博冶金镁砂（MgO为85%）时，SSN焊剂生产配方（36Kg）为
①青柳锰矿：12.3Kg
②山东镁砂+大理石+ 萤石10.5Kg (其中山东镁砂3Kg)
③氧化铝+石英+铬铁矿13.2Kg
上述配方经单相电极电弧炉熔炼的SSN焊剂，配焊国产SH625管丝，堆焊五层硬度为HRC64，供用户堆焊制新出口磨煤辊。
实施例2：
采用安徽贵池锰矿（MnO为37%）和山东淄博冶金镁砂（MgO为85%）时，SSN焊剂生产配方（36Kg）为
①安徽贵池锰矿13.1Kg
②山东镁砂+大理石+ 萤石10.5Kg(其中山东镁砂3Kg)
③氧化铝+石英+铬铁矿12.4Kg
上述配方经单相电极电弧炉熔炼SSN焊剂，配焊进口ABB管丝，堆焊五层硬度为HRC63.5，供用户堆焊制新出口磨煤辊。
实施例3：
采用马来西亚进口锰矿（MnO为32.2%）和山东淄博冶金镁砂（MgO为85%）时,SSN焊剂生产配方（36Kg）为
①马来西亚进口锰矿为13.8Kg
②山东镁砂+大理石+ 萤石10.5Kg
③氧化铝+石英+铬铁矿11.7Kg
上述配方经单相电极电弧炉熔炼SSN焊剂，配焊进口VAUTID-100Mo焊丝，堆焊五层，硬度为HRC64.5，供用户堆焊制新出口印度的磨煤辊。
实施例4：
 采用辽宁大石桥烧结镁砂（MgO为90%）和安徽贵池锰矿（MnO为37%）时SSN焊剂生产配方为36Kg为
大石桥烧结镁砂2.8Kg
贵池锰矿13.1Kg
大理石+萤石7.8Kg
氧化铝+石英+铬铁矿12.3Kg
上述配方经单相电极电弧炉熔炼的SSN焊剂，配焊进口ABB管丝，堆焊五层，硬度为HRC64.3供用户堆焊制新出口磨煤辊。

Claims (2)

1.一种磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂，其特征在于配方按重量份计如下：
MgO ： 8~12
CaO ： 10~15
CaF2 ：9~14
Al2O3 ：7~13
MnO ： 10~20
SiO2 ：20~30
Cr2O3 ：2~4 。
2.一种如权利要求1所述的磨煤辊堆焊用高合金管丝的配套熔炼焊剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：将所述配方称量后均匀混合，逐步加入单相电极电弧炉中，熔炼，熔炼工艺参数为：电流1600~1700A，电压60~65V，炉料全部熔化后，经过20-30分钟精炼，用取样棒取出焊剂熔液，晶体转变为黑色后即可倾炉倒入冷却水池冷却，烘干。
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