CN103540853B - 一种压球机用压辊的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种压球机用压辊的制备方法，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.8-3.2%、Mn0.5-1.2%、Si0.25-0.6%、Cr19.0-23.0%、Mo1.0-1.5%、Cu0.7-1.0%、RE0.05-0.10%、S<0.040%及P<0.080%，余量为铁及其它元素；压辊的制备方法为：将废钢、电解铜、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁等材料按比例在中频电炉中加热熔炼好后，再加入稀土硅锰合金和纯铝粉后浇铸成型，再经特定工艺热处理加工后即可完成制备工艺。本发明制得的压辊，有效地改善了其耐磨性和抗拉伸性，比传统的压辊相比，耐磨性和抗拉伸性要提高3-4倍，使用寿命提高8-10倍，成本降低40%以上。

Description

一种压球机用压辊的制备方法

技术领域

本发明涉及一种钢厂或电厂用压球机上的压辊，具体的说是一种压球机用压辊的制备方法。

背景技术

压球机主要用于煤粉成型、铁屑及各种金属矿粉成型等，其特点是成型压力大、主机转数可调、配有螺旋送料装置。目前市场上压球机的种类及型号繁多，但其都是由三部分组成：给料部分、转动部分与成型部分。成型部分即主机部分，其核心部分是压辊，压辊质量的好坏直接决定了压球机质量的高低。可以做压辊的材料有很多，如普通钢材、合金钢材、球墨件、铸钢45#钢以及27硅锰等。使用较多的型煤压辊材质是铸造65Mn，锻造9cr2Mn，压铸合金钢。目前，钢厂、电厂等行业用压球机上的压辊大多都是采用GCr15锻件加工而成，在实际使用过程中，这种材料的压辊存在耐磨性能差、抗冲击性能差、使用寿命低、加工艺复杂以及成本高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中压辊采用GCr15锻件加工而成，该压辊存在耐磨性能差、抗冲击性能差及成本高等问题，提供一种压球机用压辊的制备方法。

本发明为解决上述问题所采取的技术方案为：一种压球机用压辊，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.8-3.2%、Mn0.5-1.2%、Si0.25-0.6%、Cr19.0-23.0%、Mo1.0-1.5%、Cu0.7-1.0%、RE0.05-0.10%、S<0.040%及P<0.080%，余量为铁及其它元素。

所述其它元素是加入的原料中含有的微量杂质元素和满足工艺要求所加入的0.05-0.3%的Al元素，这些元素并不会对产品的性能构成影响。

一种压球机用压辊的制备方法，包括以下步骤：步骤一、取适量的废钢，将其加入中频电炉中加热熔化，取样进行化验分析测得其组成成分含量，然后以上述的组成成分含量为目标配比，计算所要加入的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁及稀土硅锰合金的量，并按照计算结果称取各物料，然后依次加入所称取的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁及硅铁，继续加热至1400℃使其全部熔化成钢水，去除钢水表面的杂质，备用；

步骤二、将步骤一称取的稀土硅锰合金和纯铝粉放入钢水包中，再将步骤一制备好的钢水倒入钢水包中，保持钢水包中温度为1400℃，在钢水包中的钢水液面投加一层保温覆盖剂，备用；其中，在钢水包中的钢水液面投加一层保温覆盖剂，该保温覆盖剂为碳化稻壳或复合型保温覆盖剂，可隔绝空气，防止钢水包中的钢水二次氧化及钢水液面结壳，减少钢水温降，吸收钢水液面上浮夹杂物，给后续连铸提供合适温度的钢水，保证其顺利浇铸；

步骤三、将步骤二制备的钢水通过钢水包的浇口倒入预先制备好的压辊砂型中，直至砂型注满钢水后停止浇铸，待砂型在1400℃温度下保温24h，清砂得到压辊铸件；

步骤四、将步骤三制得的压辊铸件放入纯净水中，待其铸件表面温度降到100℃以下时，将铸件放入500-600℃炉中保温5-6h，然后随炉冷却至室温后取出压辊铸件，经打磨修整，使压辊达到车床上加工要求的尺寸和光洁度。

其中，步骤二中，稀土硅锰合金的量为步骤三中浇注用钢水重量的0.1-0.5%，纯铝粉的量为步骤三中浇注用钢水重量的0.05-0.3%。

本发明中，锰铁是炼钢生产中的一种合金材料，锰铁随着含碳量的增加而成本降低，本发明在保证钢质量的基础上采用含锰75%的高碳锰铁；

硅铁是炼钢生产中的一种合金材料，硅铁按含硅量分为Si45%、75%和90%三种，本发明采用含硅75%的硅铁，可用于沉淀脱氧，也可磨成粉状用于扩散脱氧。硅铁中含有一定量的锰、铬、磷、硫、铝及钙等杂质，其中，磷、硫含量应控制在：S<0.040%及P<0.080%；

铬铁，铬可以和碳形成各种稳定的碳化物，故铬铁含碳越低冶炼越困难，成本也越高。铬铁中含有较高的硅，本发明在选取材料时，在大量使用铬铁的同时控制硅铁的用量。

钼铁，熔点较高，钼不易氧化，可后续加入到废钢熔化的钢液中，减少氧化烧损。

该压球机用压辊的制备方法的步骤一中，待废钢熔化后，依次加入电解铜、铬铁、钼铁、锰铁及硅铁，其中，电解铜及铬铁中含有的Cu、Cr等元素与氧的亲和力较小，可以较早时间加入到废钢熔化的钢液中；而钼铁、锰铁及硅铁中含有的Mn、Si、Mu等与氧的亲和力较大，可后续加入到废钢熔化的钢液中，减少氧化烧损。

一种压球机用压辊的制备方法的步骤二中，稀土硅锰合金作为钢水的复合脱氧剂，其脱氧产物为大颗粒、低熔点的硅酸锰，有利于从钢水中排出，保证钢的质量，利于调整钢水中的硅锰成分；同时，其中含有的稀土元素，与氧以及硫的亲和力较强，可作为一种良好的脱氧剂和脱硫剂，同时还能去气，改善夹杂物的形态、大小及分布；此外，稀土合金还可作为钢液的净化剂和合金化材料，使制得的钢材具有良好的力学性能，还可提供铼元素（Re）。

纯铝粉作为一种强扩散脱氧剂，本发明采用的纯铝粉含Al在98%以上，用铝作为最终脱氧剂，用以细化奥氏体晶粒，提高合金元素的收得率和缩短还原时间。本发明中，纯铝粉使用前应干燥，应控制铝粉粒度≤0.5mm，水分≤0.20%。

有益效果：本发明通过限定压辊中铼元素、锰元素、铬元素以及钼元素等的含量，制得一种改性耐磨铸铁，有效地改善了压辊的耐磨性和抗拉伸性，经检测，与传统使用的压辊相比，本发明所制得的压辊的耐磨性和抗拉伸性要提高3-4倍，使用寿命提高8-10倍，成本降低40%以上。

具体实施方式

本发明所用的原材料如电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、稀土硅锰合金及纯铝粉并无特殊要求。下面结合具体实施例对本发明做具体的阐述。

一种压球机用压辊，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.8-3.2%、Mn0.5-1.2%、Si0.25-0.6%、Cr19.0-23.0%、Mo1.0-1.5%、Cu0.7-1.0%、RE0.05-0.10%、S<0.040%及P<0.080%，余量为铁及其它元素。

实施例1

一种压球机用压辊，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.8%、Mn0.5%、Si0.25%、Cr19.0%、Mo1.0%、Cu0.7%、RE0.05%、S0.033%及P0.062%，余量为铁及其它元素。

上述的其它元素是加入的原料中含有的微量杂质元素和满足工艺要求所加入的0.05%的Al元素，这些元素并不会对产品的性能构成影响。

上述压辊的制备方法为：

步骤一、根据压辊的图纸加工好木质模型，再用该模型在砂箱中把砂型造好；

步骤二、取适量的废钢，将其加入中频电炉中加热熔化，取样进行化验分析测得其组成成分含量，然后以上述的组成成分含量为目标配比，计算所要加入的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁及稀土硅锰合金的量，并按照计算结果称取各物料，然后依次加入所称取的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁及硅铁，继续加热至1400℃使其全部熔化成钢水，去除钢水表面的杂质，备用；

步骤三、将步骤二称取的稀土硅锰合金和纯铝粉放入钢水包中，再将步骤一制备好的钢水倒入钢水包中，保持钢水包中温度为1400℃，在钢水包中的钢水液面投加一层保温覆盖剂，备用；

步骤四、将步骤三制备的钢水通过钢水包的浇口倒入预先制备好的压辊砂型中，直至砂型注满钢水后停止浇铸，待砂型在1400℃温度下保温24h，清砂得到压辊铸件；

步骤五、将步骤四制得的压辊铸件放入纯净水中，待其铸件表面温度降到100℃以下时，将铸件放入500-600℃炉中保温5-6h，然后随炉冷却至室温后取出压辊铸件，经打磨修整，使压辊达到车床上加工要求的尺寸和光洁度。

其中，所述稀土硅锰合金的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.1%，纯铝粉的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.05%。

实施例2

一种压球机用压辊，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.95%、Mn0.72%、Si0.45%、Cr20.45%、Mo1.22%、Cu0.79%、RE0.07%、S0.031%及P0.058%，余量为铁及其它元素。

上述的其它元素是加入的原料中含有的微量杂质元素和满足工艺要求所加入的0.175%的Al元素，这些元素并不会对产品的性能构成影响。

上述压辊的制备方法与实施例1相同。

其中，所述稀土硅锰合金的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.3%，纯铝粉的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.175%。

实施例3

一种压球机用压辊，所述压辊的组成成分的百分比为：C3.2%、Mn1.2%、Si0.6%、Cr23.0%、Mo1.5%、Cu1.0%、RE0.10%、S0.039%及P0.079%，余量为铁及其它元素。

上述的其它元素是加入的原料中含有的微量杂质元素和满足工艺要求所加入的0.3%的Al元素，这些元素并不会对产品的性能构成影响。

上述压辊的制备方法与实施例1相同。

其中，所述稀土硅锰合金的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.5%，纯铝粉的量为步骤四中浇注用钢水重量的0.3%。

本发明中，所述加入的纯铝粉可消耗钢水中的氧，从而提高所制备压辊铸件的致密度，降低内部缺陷。

Claims (2)

1.一种压球机用压辊的制备方法，所述压辊的组成成分的百分比为：C2.8-3.2%、Mn0.5-1.2%、Si0.25-0.6%、Cr19.0-23.0%、Mo1.0-1.5%、Cu0.7-1.0%、RE0.05-0.10%、S<0.040%及P<0.080%，余量为铁及其它元素，所述其它元素是加入的原料中含有的微量杂质元素和满足工艺要求所加入的0.05-0.3%的Al元素，这些元素并不会对产品的性能构成影响，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、取适量的废钢，将其加入中频电炉中加热熔化，取样进行化验分析测得其组成成分含量，然后以所述的组成成分含量为目标配比，计算所要加入的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁及稀土硅锰合金的量，并按照计算结果称取各物料，然后依次加入所称取的电解铜、废钢、铬铁、钼铁、锰铁及硅铁，继续加热至1400℃使其全部熔化成钢水，去除钢水表面的杂质，备用；

步骤二、将步骤一称取的稀土硅锰合金和纯铝粉放入钢水包中，再将步骤一制备好的钢水倒入钢水包中，保持钢水包中温度为1400℃，在钢水包中的钢水液面投加一层保温覆盖剂，备用；

步骤三、将步骤二制备的钢水通过钢水包的浇口倒入预先制备好的压辊砂型中，直至砂型注满钢水后停止浇铸，待砂型在1400℃温度下保温24h，清砂得到压辊铸件；

步骤四、将步骤三制得的压辊铸件放入纯净水中，待其铸件表面温度降到100℃以下时，将铸件放入500-600℃炉中保温5-6h，然后随炉冷却至室温后取出压辊铸件，经打磨修整，使压辊达到车床上加工要求的尺寸和光洁度。

2.根据权利要求1所述的一种压球机用压辊的制备方法，其特征在于：所述稀土硅锰合金的量为步骤三中浇注用钢水重量的0.1-0.5%，纯铝粉的量为步骤三中浇注用钢水重量的0.05-0.3%。