CN104177097A - 一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺，涉及带钢无氧化连续退火生产技术领域，以解决现有炉辊抗腐耐磨性能差，成本高的问题。一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊，以质量百分比计，包括如下组份：C80％～90％；Al1％～3％；Si1.2％～3.0％；Ti0.4％～1.3％；Mg2.5％～3.5％；Ca1.8％～3％；Fe0.9％～1.8％；Na1.2％～2.1％；W1％～2.3％；所述石墨碳套辊的制造工艺包括如下步骤：配制添加剂，浸渍，焙烧。本发明实施例用以提高炉辊的抗腐耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及带钢无氧化连续退火生产技术领域，特别是指一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺。
背景技术
随着对大量各种规格的高质量冷轧薄钢板的需求量的不断增加，适合连续、大批量生产的连续退火生产线(CAL/CAPL)被开发出来。连续退火炉机组一般由加热炉、均热炉、冷却炉、时效炉几个炉室组成，入炉钢带借助于分组集体传动的炉底辊，从入侧输送到出侧，退火炉内充满了氮、氢保护气体，对钢带实现无氧化退火。
炉辊一般分为耐热合金钢辊(整体铸成)、石墨套辊(碳套辊)、全陶瓷炉辊、陶瓷芯材喷涂辊、合金钢喷涂辊等。在大多数工矿条件下，钢辊被广泛采用，但是当温度较高时，钢带表面产生的大量亚氧化铁皮(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、FeSiO4、SiO2、Al2O3等)会粘附在钢辊表面，堆积产生结瘤，使钢带表面产生压痕缺陷，因此高温条件下，一般采用陶瓷辊或碳套辊。在温度低于600℃的区域内，可采用陶瓷辊，但温度高于600℃时，钢带处于赤热较软的状态，表面易于被划伤，此时宜于采用具有自润滑特性的、不易擦伤钢带的碳套辊对钢带进行传送。
目前，连续退火炉炉底辊的生产，日本、美国、瑞士、德国和韩国等处于领先地位，而中国则落后于他们。国内很多炭素企业跃跃欲试，多次尝试后均以失败而告终，使用寿命仅是日本碳套辊的1/3。在这种情况下，我公司投入大量的开发经费，历时18个月的时间，开发研制出“抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊新材料”。用这种石墨新材料加工制造的石墨碳套辊，在宝钢三期工程1550mm电工钢连续退火涂层机组中，高于600℃低于1200℃的工况条件下进行试用，使用寿命达到了日本碳套辊的使用寿命，实现了中国炭素人的愿望，降低了中国钢铁企业的生产成本，提高了中国人的自信力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺，以解决现有炉辊抗腐耐磨性能差，成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊，以质量百分比计，包括如下组份：C80％～90％；Al1％～3％；Si1.2％～3.0％；Ti0.4％～1.3％；Mg2.5％～3.5％；Ca1.8％～3％；Fe0.9％～1.8％；Na1.2％～2.1％；W1％～2.3％。
其中，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C87.8％；Al1％；Si1.2％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe1.8％；Na1.2％；W2.3％。
其中，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C88.2％；Al1％；Si1.2％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C87％；Al2％；Si2.1％；Ti0.4％；Mg3％；Ca2.4％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
其中，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C86.2％；Al3％；Si3％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
其中，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C84.4％；Al3％；Si3％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
本发明还提供一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊制造工艺，所述石墨碳套辊的制造工艺包括如下步骤：
配制添加剂，先将石墨抗氧化剂倒入盛有水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放50～70分钟制得添加剂；
浸渍，将石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.06～-0.09MPa的真空度，将添加剂混合液体吸入浸渍罐中，在0.3MPa～2MPa的压力下浸渍；
焙烧，将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在500℃～1500℃温度下，经110～130小时的焙烧制得。
其中，所述添加剂中的四种成分以质量百分比计配比如下：
其中，所述石墨抗氧化剂中，Si50％-54.5％；Al45.5％-50％；所述石墨防渗漏剂:Ti25％-38.2％；Na61.8％-75％；所述石墨抗腐蚀剂:Ca41.9％-46.2％；Mg53.8％-58.1％；所述石墨耐磨剂:W52.6％-56.1％；Fe43.9％-47.4％。
其中，所述浸渍罐在优选1.5MPa的压力下完成浸渍工艺。
其中，所述焙烧炉中焙烧温度优选1200℃，焙烧时间优选120小时。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过采用石墨新材料加工生产的石墨碳套辊，增强了抗腐耐磨性能，提高了冷轧薄钢板的生产质量，降低了生产成本。
附图说明
如图1为本发明实施例的制造工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有的炉辊抗腐耐磨性能差，成本高的问题，提供一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺。
如图1所示，本发明提供的一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊及其制造工艺，所述石墨碳套辊，以质量百分比计，包括如下组份：C80％～90％；Al1％～3％；Si1.2％～3.0％；Ti0.4％～1.3％；Mg2.5％～3.5％；Ca1.8％～3％；Fe0.9％～1.8％；Na1.2％～2.1％；W1％～2.3％；
所述石墨碳套辊的制造工艺包括如下步骤：
S1、配制添加剂，先将石墨抗氧化剂倒入盛有水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放50～70分钟制得添加剂；
S2、浸渍，将石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.06～-0.09MPa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在0.3MPa～2MPa的压力下浸渍；
S3、焙烧，将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在500℃～1500℃温度下，经110～130小时的焙烧制得。
本发明实施例通过采用石墨新材料加工生产的石墨碳套辊，增强了抗腐耐磨性能，提高了冷轧薄钢板的生产质量，降低了生产成本。
实施例1
一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括：C87.8％；Al1％；Si1.2％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe1.8％；Na1.2％；W2.3％。
上述石墨碳套辊的制造工艺，包括如下步骤：
先将以质量百分比计22％石墨抗氧化剂倒入盛有9％水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入16％石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将32.5％石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将20.5％石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放50分钟制得添加剂。
将上述石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.09MPa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在0.3MPa的压力下完成浸渍工艺。
将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在500℃温度下，经110小时的焙烧，焙烧过程中发生化学反应，生成碳的复合材料，从而制得具有抗腐、耐磨、抗氧化、不渗漏优越特性的石墨碳套辊。
实施例2
一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括：C88.2％；Al1％；Si1.2％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
上述石墨碳套辊的制造工艺，包括如下步骤：
先将以质量百分比计22％石墨抗氧化剂倒入盛有9.5％水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入17％石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将32.5％石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将19％石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放55分钟制得添加剂。
将上述石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.08MPa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在0.7MPa的压力下完成浸渍工艺。
将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在750℃温度下，经115小时的焙烧，焙烧过程中发生化学反应，生成碳的复合材料，从而制得具有抗腐、耐磨、抗氧化、不渗漏优越特性的石墨碳套辊。
实施例3
一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括：C87％；Al2％；Si2.1％；Ti0.4％；Mg3％；Ca2.4％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
上述石墨碳套辊的制造工艺，包括如下步骤：
先将以质量百分比计26％石墨抗氧化剂倒入盛有1.25％水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入16％石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将37.75％石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将19％石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放60分钟制得添加剂。
将上述石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.07Pa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在1.2MPa的压力下完成浸渍工艺。
将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在1000℃温度下，经120小时的焙烧，焙烧过程中发生化学反应，生成碳的复合材料，从而制得具有抗腐、耐磨、抗氧化、不渗漏优越特性的石墨碳套辊。
实施例4
一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括：C86.2％；Al3％；Si3％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
上述石墨碳套辊的制造工艺，包括如下步骤：
先将以质量百分比计30％石墨抗氧化剂倒入盛有2.5％水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入16％石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将32.5％石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将19％石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放65分钟制得添加剂。
将上述石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.65MPa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在1.6MPa的压力下完成浸渍工艺。
将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在1250℃温度下，经125小时的焙烧，焙烧过程中发生化学反应，生成碳的复合材料，从而制得具有抗腐、耐磨、抗氧化、不渗漏优越特性的石墨碳套辊。
实施例5
一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括：C84.4％；Al3％；Si3％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
上述石墨碳套辊的制造工艺，包括如下步骤：
先将以质量百分比计30％石墨抗氧化剂倒入盛有1.5％水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入17％石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将32.5％石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将19％石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放70分钟制得添加剂。
将上述石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.06MPa的真空度，将抗氧化剂、防渗漏剂、抗腐蚀剂、耐磨剂的混合液体吸入浸渍罐中，在2MPa的压力下完成浸渍工艺。
将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在1500℃温度下，经130小时的焙烧，焙烧过程中发生化学反应，生成碳的复合材料，从而制得具有抗腐、耐磨、抗氧化、不渗漏优越特性的石墨碳套辊。
该石墨新材料研制成功后，大幅度降低了我国大型钢厂的带钢无氧化连续退火生产过程的生产成本。每支石墨碳套辊由日本进口的25000元/支，变成国内生产的13000元/支，每支可节约12000元。就宝钢而言，每年需求量约2000支，每年约可为国家节约2400万元。如果在宝钢、武钢、首钢、鞍钢、太钢、唐钢、攀钢、新余钢铁等进行全面推广，那么每年可为国家和企业节约2亿多元，具有很好的社会效益和经济效益。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊，以质量百分比计，包括如下组份：C80％～90％；Al1％～3％；Si1.2％～3.0％；Ti0.4％～1.3％；Mg2.5％～3.5％；Ca1.8％～3％；Fe0.9％～1.8％；Na1.2％～2.1％；W1％～2.3％。
2.根据权利要求1所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C87.8％；Al1％；Si1.2％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe1.8％；Na1.2％；W2.3％。
3.根据权利要求1所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C88.2％；Al1％；Si1.2％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
4.根据权利要求1所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C87％；Al2％；Si2.1％；Ti0.4％；Mg3％；Ca2.4％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
5.根据权利要求1所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C86.2％；Al3％；Si3％；Ti0.4％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na1.2％；W1％。
6.根据权利要求1所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊，其特征在于，所述石墨碳套辊以质量百分比计包括如下组份：C84.4％；Al3％；Si3％；Ti1.3％；Mg2.5％；Ca1.8％；Fe0.9％；Na2.1％；W1％。
7.一种抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
配制添加剂，先将石墨抗氧化剂倒入盛有水的搅拌器中，边搅拌边慢慢加入石墨防渗漏剂，待搅拌均匀后，再将石墨耐磨剂慢慢添加进去，最后将石墨抗腐蚀剂缓慢加入，经充分搅拌混合均匀后，停止搅拌，静放50～70分钟制得添加剂；
浸渍，将石墨基体材料放入浸渍罐中，经过-0.06～-0.09MPa的真空度，将添加剂混合液体吸入浸渍罐中，在0.3MPa～2MPa的压力下浸渍；
焙烧，将浸渍好的石墨基体材料放入高温焙烧炉中，在500℃～1500℃温度下，经110～130小时的焙烧制得。
8.根据权利要求7所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊制造工艺，其特征在于，所述添加剂中的四种成分以质量百分比计配比如下：
其中，所述石墨抗氧化剂中，Si50％～54.5％；Al45.5％～50％；所述石墨防渗漏剂中，Ti25％～38.2％；Na61.8％～75％；所述石墨抗腐蚀剂中，Ca41.9％～46.2％；Mg53.8％～58.1％；所述石墨耐磨剂中，W52.6％～56.1％；Fe43.9％～47.4％。
9.根据权利要求7所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊制造工艺，其特征在于，所述浸渍罐在优选1.5MPa的压力下完成浸渍工艺。
10.根据权利要求7所述的抗腐耐磨连续退火线专用石墨碳套辊制造工艺，其特征在于，所述焙烧炉中焙烧温度优选1200℃，焙烧时间优选120小时。
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