劑和他、11、￥、8、313^1、(:洲、3丨必4合金變質劑一起埋入烘烤過的鐵水包中的凹坑里，其上覆蓋1%的乳輥鐵肩并壓實，先沖入總量2/3的熔化好的合格成分的鐵水，待球化反應結束后，補加剩余的1/3鐵水，并在出鐵槽中隨流倒入預熱的硅鐵粒(孕育總量中剩余的2/3的75SiFe)，充分攪拌后扒渣、加覆蓋劑準備澆注；
(5)澆注
將球化、孕育、變質處理好的乳輥外層金屬液倒入澆注包內，將澆注包內的金屬液按照所預定的澆注程序通過澆注漏斗、中注管、澆鑄流道澆入結晶器內與芯棒之間的空隙中，在澆注過程中，澆注溫度應控制在1350°C范圍，開始澆注需大流，60s后，開始減流慢澆，全部澆注過程不得大于5min，電磁感應加熱器不停止加熱，金屬液澆注完畢后，感應加熱器繼續(xù)進行加熱30分鐘，使所澆注的金屬液在一定的時間內保持液態(tài)，以增加液固時間，使界面形成冶金結合，啟動區(qū)域定向凝固升降裝置將電磁感應加熱器以一定的速度向上提升，逐步脫離電磁感應加熱的輥軸復合層由下向上逐層順序凝固，并根據質量要求在不同的區(qū)域內控制不同的上升速度，形成區(qū)域定向凝固，經15分鐘升到保溫圈處停止，繼續(xù)對保溫圈進行加熱30分鐘，以延遲保溫冒口凝固時間，對冒口進行補縮，使復合層金屬液中的氣體和夾雜物充分上浮，消除復合層金屬鑄造缺陷，達到預定時間后停止加熱，繼續(xù)通水冷卻60分鐘，將鑄造好的復合輥軸從結晶器內取出。
[0071](6)熱處理工藝
將高鉻鑄鐵復合乳輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中緩緩升溫12 h，在1070°C下按乳輥直徑每30mm保溫lh后淬火，然后在加熱爐中以25°C /h的加熱升溫速度加熱至520?560°C，保溫10h后風冷，進行第一次回火，然后再以35°C /h的升溫速度加熱至480°C，保溫15h后，爐冷至150 °C以下，空冷，進行第二次回火。
[0072]所述的乳輥芯棒材料為鍛造或者鑄造低合金鋼、中碳鋼或球墨鑄鐵。
[0073]所述的75SiFe孕育劑加入量為0.4%。
[0074]所述的對原材料為CrN、Si3N4。
[0075]所述芯棒表面防氧化涂料的成分為Na2B407，Si02，Na20，K20，A1203，CaO其中的一種或多種成分組成。
[0076]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受步驟實施例的限制，步驟實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明的構思可以按其他種種形式實施運用，還會有各種變化和改進，這些變化和改進同樣都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝及設備，其特征在于:乳輥制造采用以下工藝步驟: (1)芯軸制備和預熱 首先將制造好的所需尺寸的乳輥芯棒表面進行除油、除銹處理后，在其表面均勻涂覆一層防氧化涂料，放入加熱爐內進行預熱到500°c?700°C后，通過支承底座、底水箱和澆注底板的中心圓孔固定在結晶器的中心，啟動區(qū)域定向凝固升降裝置，將電磁感應加熱器下降到結晶器的底部，打開水冷結晶器和底水箱的進出水管，啟動電磁感應加熱電源，通過安裝在水冷結晶器外部的感應加熱器對芯棒進行表面加熱，待加熱到840°C?1100°C ； (2)成分設計 改進型高鉻鑄鐵復合乳輥工作層材料成分的質量百分比為: C: 2.5?3.2%，S1:0.60?1.0%，Μη:0.50?1.20%,N1:0.8?1.2%，Cr:13.0?20.0%，Mo:0.80?3.0%，W:0.5?1.0%，Cu:0.5?1.0%，Α1:0.1 ?0.2 %,P: < 0.05%，S: <0.03%,Mg:0.04?0.06%，Nb:0.1?0.3%，T1:0.1?0.30%，V:0.2?0.6%，B:0.05?0.2%，Ba:l.5?2.5%，Ca: 1?2%，Sb: 1?3%，N: 0.02?0.18%，Y: 0.1?0.3%，余量為Fe以及不可避免的微量元素； (3)金屬液熔煉 按高鉻鑄鐵復合乳輥預定材料成分稱取原料生鐵、回爐料、鉻鐵合金、廢鋼、鎢鐵、釩鐵合金、鉬鐵合金、鎳錠、鈮鐵合金、鈦鐵合金、紫銅，放置到中頻爐中熔煉，熔煉過程中進行多次造渣扒渣，保證鐵水純凈度；當鐵水溫度為1450?1500°C時，取樣進行化驗，并調整各元素含量直至符合成分要求； (4)孕育、變質處理 將鐵水包烘烤后，將預熱好的所需重量的釔基重稀土鎂與1/3需要加入的Ba、Ca和硅鐵孕育劑和Nb、T 1、V、B、Sb、Al、CrN、Si 3N4合金變質劑一起埋入烘烤過的鐵水包中的凹坑里，其上覆蓋0.5?1%的乳輥鐵肩并壓實，先沖入總量2/3的熔化好的合格成分的鐵水，待球化反應結束后，補加剩余的1/3鐵水，并在出鐵槽中隨流倒入預熱的硅鐵粒(孕育總量中剩余的2/3的75SiFe)，充分攪拌后扒渣、加覆蓋劑準備澆注； (5)澆注 將球化、孕育、變質處理好的乳輥外層金屬液倒入澆注包內，將澆注包內的金屬液按照所預定的澆注程序通過澆注漏斗、中注管、澆鑄流道澆入結晶器內與芯棒之間的空隙中，在澆注過程中，澆注溫度應控制在1350?1380°C范圍，開始澆注需大流，40?60s后，開始減流慢澆，全部澆注過程不得大于5min，電磁感應加熱器不停止加熱，金屬液澆注完畢后，感應加熱器繼續(xù)進行加熱10?50分鐘，使所澆注的金屬液在一定的時間內保持液態(tài)，以增加液固時間，使界面形成冶金結合，啟動區(qū)域定向凝固升降裝置將電磁感應加熱器以一定的速度向上提升，逐步脫離電磁感應加熱的輥軸復合層由下向上逐層順序凝固，并根據質量要求在不同的區(qū)域內控制不同的上升速度，形成區(qū)域定向凝固，經5?15分鐘升到保溫圈處停止，繼續(xù)對保溫圈進行加熱10?50分鐘，以延遲保溫冒口凝固時間，對冒口進行補縮，使復合層金屬液中的氣體和夾雜物充分上浮，消除復合層金屬鑄造缺陷，達到預定時間后停止加熱，繼續(xù)通水冷卻30分鐘?24小時，將鑄造好的復合輥軸從結晶器內取出； (6)熱處理工藝 將高鉻鑄鐵復合乳輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中緩緩升溫10?12 h，在1070°C下按乳輥直徑每30mm保溫lh后淬火，然后在加熱爐中以15?25°C /h的加熱升溫速度加熱至520?560°C，保溫6?10h后風冷，進行第一次回火，然后再以25?35°C /h的升溫速度加熱至450?480°C，保溫12?15h后，爐冷至150 °C以下，空冷，進行第二次回火。2.所述的乳輥芯棒材料為鍛造或者鑄造低合金鋼、中碳鋼或球墨鑄鐵； 所述的75SiFe孕育劑加入量為0.2?0.4%； 所述的對原材料為CrN和Si3N4。3.一種實現改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:該設備有一龍門式區(qū)域定向凝固升降設備，在龍門式區(qū)域定向凝固升降設備上安裝有升降臺，在升降臺的上面安裝有電磁感應加熱器，通過升降電機轉動升降螺桿或液壓設備帶動升降臺以所設定的速度上下移動，在龍門式區(qū)域定向凝固升降設備的側面安裝電磁感應電源控制柜，電磁感應電源控制柜的兩個輸出端通過水冷電纜與電磁感加熱器的兩端相連接，在龍門式區(qū)域定向凝固升降設備的下部有一底座支架、在底座支架上安裝有支承底座，在支承底座的上面安裝有水冷底水箱，底水箱的中心為圓形通孔，在底水箱的上面安裝有中心為圓形通孔的澆注底板，在澆注底板的上面安裝有組合式水冷結晶器，在水冷結晶器的上部安裝有保溫圈，輥軸芯棒通過支承底座、底水箱和澆注底板的中心圓孔固定在結晶器的中心，在澆注底板的一側聯接有澆鑄流道，澆鑄流道3安裝在底座支架上并與澆注坐磚相連接，澆注坐磚上面安裝有中注管，在中注管的頂部安裝有澆鑄漏斗，在澆注漏斗的上面有澆注包。4.根據權利要求2所述一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:水冷結晶器由在結晶器圓周上均勻分布的2或3整數倍的組合式結晶器弧形水冷箱體組件組成，在每個弧形水冷箱體組件的下部聯接有進水管，在每個弧形水冷箱體組件的上部聯接有出水管，通過聯接螺栓將弧形水冷箱體組件連接成圓桶形整體。5.根據權利要求2所述一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:電磁感應電源為工頻感應電源、中頻感應電源、高頻感應電源，頻率為500Hz?3000Hz。6.根據權利要求2所述一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:保溫圈由耐火材料或者纖維增強耐火材料制造。7.根據權利要求2所述一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:所述的組合式結晶器通過添加或減少不同尺寸的弧形水冷箱體組件既可以實現組合式結晶器內直徑尺寸的調整。8.根據權利要求2所述一種改進型鍛鋼輥高鉻鑄鐵復合乳輥工藝的設備，其特征是:在水冷底水箱的側面分別有進水管和出水管。9.根據權利要求1所述改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合乳輥工藝，其特征是:所述芯棒表面防氧化涂料的成分為Na2B407，Si02，Na20，K20，A1203，CaO其中的一種或多種成分組成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進型鍛鋼輥頸高鉻鑄鐵復合軋輥制造工藝及設備，材料質量百分比：C:3.0～3.6%，Si:0.60～1.20%，Mn:0.30～1.20%，Ni:3.0～5.0%，Cr:1.0～2.0%，Mo:0.40～1.2%，W:0.1～2%，Cu：0.5～1.0%，P：≤0.05%，S：≤0.O3%，Mg：0.04～0.06%，Nb：0.1～0.3%，Ti：0.1～0.30%，V：0.2～0.6%，B：0.05～0.2%，Ba：1.5～2.5%，Ca：1～2%，Sb：1～3%，N：0.02～0.18%，Y/RE：1.0～2.0%，余量為Fe以及不可避免的微量元素；采用釔基稀土球化和Ba、Ca、硅鐵復合孕育，加入Nb，Ti，V，B和Sb變質處理，提高了軋輥力學性能，采用鍛鋼輥頸提高了軋輥強度，感應加熱器對芯棒進行型內整體加熱熔鑄，水冷結晶器成型，可動態(tài)控制復合層界面，工藝簡單，效率高，電耗小，成本低，無成分偏析，軋輥使用壽命長。
【IPC分類】C22C37/08, C22C37/10, B22D19/16
【公開號】CN105436475
【申請?zhí)枴緾N201510771046
【發(fā)明人】丁家偉, 丁剛, 耿德英, 鹿微微, 鹿策, 施孟達, 孔軍
【申請人】丹陽恒慶復合材料科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月12日