一種復(fù)合軋輥用防氧化保護(hù)熔劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及乳輥制造領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合乳輥廣泛地應(yīng)用在各類乳機(jī)上，如熱乳板帶乳機(jī)的精乳工作輥、板帶乳機(jī)的 支承輥、型線鋼管乳機(jī)的中、精乳工作輥等等。復(fù)合乳輥輥身由外層(也就是工作層)和芯部 (包括輥頸部分)組成，兩部分一般采用不同材質(zhì)制作。
[0003] 復(fù)合乳輥可以采用離心澆注法進(jìn)行制造，制造時(shí)先向離心機(jī)內(nèi)澆注復(fù)合乳輥工作 層鋼水，然后澆注填芯鐵水。現(xiàn)在乳輥制造廠家為了保證復(fù)合乳輥工作層與芯部之間直接 形成良好的冶金結(jié)合層，通常在澆注完工作層鋼水后，需要撒入防氧化保護(hù)熔劑，一般為市 售的〇型玻璃渣，玻璃渣高溫熔化后在鋼水內(nèi)表面鋪展成一定厚度的玻璃膜，隔絕空氣防氧 化。但是，如今的復(fù)合乳輥工作層材質(zhì)中一般會(huì)摻入大量的過渡金屬元素，例如Cr、V、Mn、W、 Nb等，在離心澆注的過程中這些過渡金屬元素極易發(fā)生氧化，生成氧化物。而上述的玻璃渣 只能夠隔絕空氣防氧化，而不能吸收上述的過渡金屬元素在離心澆注過程中所生成氧化 物。這樣使得所生成的氧化物會(huì)夾在復(fù)合乳輥工作層與芯部之間，不能形成良好的冶金結(jié) 合層，乳鋼時(shí)復(fù)合乳輥工作層容易剝落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑及其制備方法，用于解決現(xiàn) 有的玻璃渣作為防氧化保護(hù)熔劑時(shí)復(fù)合乳輥工作層與芯部之間不能形成良好的冶金結(jié)合 層，乳鋼時(shí)復(fù)合乳輥工作層容易剝落的問題。技術(shù)方案如下：
[0005] 首先，本發(fā)明提供了一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑，基于所述防氧化保護(hù)熔劑， 其所包含的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)算，包括：
[0006] 20-36 % 的 Si〇2，0-5 % 的 AI2O3，10-25 % 的 CaO，0-5 % 的 MgO，15-35 % 的 Na2〇，及 10-25%的82〇3。
[0007] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，CaO與Si〇2重量比為0.5 < CaO/Si〇2 < 0.75。 [0008]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，防氧化保護(hù)恪劑包括:CaO與Si〇2的百分含量和 為45% <CaO+Si〇2<55%。
[0009] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，防氧化保護(hù)熔劑包括:15-22%的B2〇3。
[0010] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述防氧化保護(hù)熔劑的粒徑為6目-40目。
[0011] 本發(fā)明還提供了上述的防氧化保護(hù)熔劑制備方法，包括：
[0012] 根據(jù)所述防氧化保護(hù)熔劑包含的化學(xué)成分的重量百分比，計(jì)算制備該防氧化保護(hù) 熔劑所需要的各原料的重量；
[0013] 稱取各原料，研磨、混合后得到配合料；
[0014] 將所述配合料加熱至熔化，制得玻璃液；
[0015] 將所述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后破碎篩分，即得到所述復(fù)合乳輥用 防氧化保護(hù)熔劑。
[0016] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，
[0017] 稱取各原料，分另lj研磨至粒徑小于40目后混合，得到配合料。
[0018]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，
[0019] 將所述配合料以10-15°c/分鐘的加熱速率加熱至1280-1350°c，并保溫0.5-3小 時(shí)，使其澄清均化，制得玻璃液。
[0020] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后 研磨至粒徑小于6目-40目，即得到所述復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0021] 通過研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑，提高了CaO的含 量，一方面可以增大防氧化保護(hù)熔劑的堿度，有利于過渡金屬元素在離心澆注過程中所生 成的氧化物的吸收；另一方面可以降低保護(hù)熔劑高溫粘度，有利于熔劑迅速鋪展，覆蓋鋼 液，起到隔絕空氣的作用。同時(shí)，提高了B 2〇3的含量，一方面增加高CaO含量防氧化保護(hù)熔劑 的玻璃化能力；另一方面可以增強(qiáng)溶解過渡金屬氧化物的能力。因此，在復(fù)合乳輥離心澆注 過程中，采用本發(fā)明的復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑，不僅能夠隔絕空氣防氧化，還能吸收過 渡金屬元素在離心澆注過程中所生成的氧化物。保證復(fù)合乳輥工作層與芯部之間能形成良 好的冶金結(jié)合層，乳鋼時(shí)復(fù)合乳輥工作層不容易剝落。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為實(shí)施例1及對比例的熔化溫度和流動(dòng)溫度測試的結(jié)果效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明提供的復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑，基于所述防氧化保護(hù)熔劑的總重量， 其所包含的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)算，包括：
[0025] 20-36% 的Si02,優(yōu)選為25-32% 的Si02,0-5% 的Al2〇3，l〇-25% 的CaO,優(yōu)選為 15-22 % 的CaO，0-5 % 的 MgO，15-35 % 的 Na20，及 10-25 % 的 B2〇3 優(yōu)選為 15-22 % 的 B2〇3。其中，0 · 5 <Ca0/Si02(重量比）<0.75,45% <Ca0+Si02(百分含量）<55%。本發(fā)明所提供的復(fù)合乳輥 用防氧化保護(hù)熔劑，其外觀呈玻璃狀。
[0026] CaO與Si02總含量大于55%，防氧化保護(hù)熔劑熔化溫度偏高;CaO與Si02總含量小于 45%，防氧化保護(hù)熔劑熔化溫度偏低。由于CaO高溫具有強(qiáng)烈的助熔作用，而低溫增大熔化 溫度，所以在配方設(shè)計(jì)中，若Ca0/Si0 2>0.75，保護(hù)熔劑熔點(diǎn)高，低溫熔化速度慢，高溫粘度 小，在工作層內(nèi)表面容易流淌，不能很好的覆蓋工作層。Ca0/Si0 2<0.5,保護(hù)熔劑堿度小， 不能吸收夾雜物;高溫粘度偏大，不能很好的覆蓋工作層。優(yōu)選地，上述的防氧化保護(hù)熔劑 的粒徑為6目-40目，其外觀呈玻璃渣狀。
[0027]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，基于所述防氧化保護(hù)熔劑的總重量，其所包含 的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)算，包括:27-36 %的Si02，2.5-5 %的Al2〇3，17-21 %的CaO，3.5-5% 的MgO，20-26% 的Na20，及 11-18% 的B2O3，其中，0 · 5 < Ca0/Si02(重量比 Η 0 · 75，45 % < Ca0+Si02(百分含量）< 55%。
[0028] 上述的復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑可以通過以下方法來制備：
[0029] 根據(jù)所述防氧化保護(hù)熔劑包含的化學(xué)成分的重量百分比，計(jì)算制備該防氧化保護(hù) 熔劑所需要的各原料的重量；
[0030] 稱取各原料，研磨，優(yōu)選研磨至粒徑小于40目，混合后得到配合料；
[0031] 將所述配合料加熱至熔化，制得玻璃液;優(yōu)選地，將所述配合料以10-15Γ/分鐘的 加熱速率加熱至1280-1350°C，并保溫0.5小時(shí)-3小時(shí)，使其澄清均化，制得玻璃液。需要說 明的是，所說的粒徑小于40目，應(yīng)當(dāng)理解為粒徑能夠通過40目篩網(wǎng)。
[0032] 將所述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后研磨，優(yōu)選研磨至粒徑6目-40目， 即得到所述復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0033] 需要說明的是，上述對防氧化保護(hù)熔劑制備方法的描述，如有未盡到之處，可以參 考玻璃制備領(lǐng)域的常規(guī)方法，在制備防氧化保護(hù)熔劑過程中所需要的設(shè)備，也可以采用玻 璃制備領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備，本發(fā)明在此不進(jìn)行贅述。
[0034] 進(jìn)一步需要說明的是，復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑中所包含的化學(xué)成分可以通過 玻璃制備領(lǐng)域常用的原料來引入，本發(fā)明在此對各化學(xué)成分所對應(yīng)的原料不進(jìn)行限定，例 如，可以包括但不限于石英砂、五水硼砂或十水硼砂或無水硼砂、石灰石、純堿、長石等可以 引入上述氧化物組成的各種礦物原料。
[0035]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本 發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036] 需要說明的是，在下述各實(shí)施例中，沒有特殊說明，所提及的百分?jǐn)?shù)均為重量百分 數(shù)。
[0037] 表1實(shí)施例1-6中各復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑的化學(xué)成分含量

[0040]表1中術(shù)語"其它"可以理解為由原料所引入的其它雜質(zhì)類成分，這類成分的具體 化學(xué)組成本發(fā)明無需進(jìn)行限定，一般情況下，也不會(huì)影響本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042]根據(jù)表1中實(shí)施例1中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0043] 經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表2所示。
[0044] 表2實(shí)施例1中所需各原料配比

[0046]稱取表2中所示的各原料，分別研磨并過40目篩，然后混合得到配合料;將所述配 合料以12°C/分鐘加熱速率加熱至1350°C，并保溫1小時(shí)，使其澄清均化，制得玻璃液。將所 述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后研磨至粒徑40目，即得到所述復(fù)合乳輥用防氧化 保護(hù)熔劑。
[0047] 實(shí)施例2
[0048]根據(jù)表1中實(shí)施例2中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0049] 經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表3所示。
[0050] 表3實(shí)施例2中所需各原料配比

[0052] 實(shí)施例3
[0053]根據(jù)表1中實(shí)施例3中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。 [0054]經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表4所示。
[0055]表4實(shí)施例3中所需各原料配比

[0057] 實(shí)施例4
[0058]根據(jù)表1中實(shí)施例4中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0059] 經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表5所示。
[0060] 表5實(shí)施例4中所需各原料配比

[0062] 實(shí)施例5
[0063] 根據(jù)表1中實(shí)施例5中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0064] 經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表6所示。
[0065]表6實(shí)施例5中所需各原料配比

[0068] 實(shí)施例6
[0069] 根據(jù)表1中實(shí)施例6中的化學(xué)成分含量，制備100kg復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
[0070] 經(jīng)計(jì)算，各原料的配比如下表7所示。
[0071] 表7實(shí)施例6中所需各原料配比

[0073]測試與結(jié)果
[0074] 1、熔化溫度和流動(dòng)溫度測定
[0075] 對實(shí)施例1-6制備的防氧化保護(hù)熔劑及市售的0型玻璃渣防氧化保護(hù)熔劑進(jìn)行測 定;結(jié)果如表8所不;其中，
[0076] 測試方法:將保護(hù)熔劑研磨成細(xì)粉，在制樣器中制成直徑和高度分別為3mm的圓柱 形試樣。置于管式爐中加熱，隨著溫度升高，當(dāng)圓柱高度下降到原來高度的1/2時(shí)，定義為半 球點(diǎn)溫度或熔化溫度;當(dāng)圓柱高度下降到原來高度的1 /5時(shí)，定義為流動(dòng)溫度。
[0077] 熔化溫度高，保護(hù)熔劑不能迅速熔化，容易引起夾渣。流動(dòng)溫度偏高，保護(hù)熔劑不 能在鋼液表面鋪展，覆蓋性能差。以市售的〇型玻璃渣（化學(xué)成分含量:46 %的Si02，4 %的 Al2〇3，4 %的CaO，33 %的Na20，及9 %的B2〇3，其它，余量。）為對比例，實(shí)施例中本發(fā)明的防氧 化保護(hù)熔劑熔化溫度與0型玻璃渣接近，流動(dòng)溫度明顯低于0型玻璃渣。特別適合中大型高 速鋼乳輥的離心鑄造。中大型高速鋼乳輥離心澆注過程中，保護(hù)熔劑需要流動(dòng)覆蓋的面積 大，0型玻璃流動(dòng)溫度高，流動(dòng)性能差，不容易完全覆蓋。本發(fā)明的防氧化保護(hù)熔劑流動(dòng)溫度 低，流動(dòng)性好，可以覆蓋鋼液，形成玻璃膜，起到隔絕空氣的作用。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1及對 比例的測試結(jié)果效果圖；其中1為本發(fā)明實(shí)施例1，2為對比例；如圖1所示，在900°C，本發(fā)明 產(chǎn)品攤平面積較對比例攤平面積大，說明本發(fā)明產(chǎn)品的流動(dòng)性好。
[0078]另外，本發(fā)明提供的保護(hù)熔劑，與現(xiàn)有的0型玻璃渣相比，增加了CaO及B2〇3的含量， 提高CaO的含量可以增大防氧化保護(hù)熔劑的堿度，有利于過渡金屬元素在離心澆注過程中 所生成的氧化物的吸收，同時(shí)提高B2〇3的含量，可以增加高CaO含量時(shí)防氧化保護(hù)熔劑的玻 璃化能力。
[0079] 表8熔化溫度和流動(dòng)溫度測定結(jié)果
[0080]

[0081 ] 2、使用本發(fā)明的熔劑制造的復(fù)合乳輥，按照《GB/T 1503-2008鑄鋼乳輥》，《GB/T 1504-2008鑄鐵乳輥》等要求對復(fù)合乳輥結(jié)合層進(jìn)行超聲波探傷，結(jié)合層部位未見有單個(gè)或 密集當(dāng)量缺陷，符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
[0082]以上對本發(fā)明所提供的一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑及其制備方法進(jìn)行了詳 細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的 說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其中心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和 修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑，其特征在于，基于所述防氧化保護(hù)熔劑，其所包含 的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)算，包括： 20-36 % 的 Si〇2，0-5 % 的 Ah〇3，10-25 % 的 CaO，0-5 % 的 MgO，15-35 % 的 Na20，及 10-25 % 的B2O3。2. 如權(quán)利要求1所述的防氧化保護(hù)熔劑，其特征在于，CaO與Si02重量比為0.5<Ca0/ Si〇2<0.75。3. 如權(quán)利要求1所述的防氧化保護(hù)熔劑，其特征在于，CaO與Si02的百分含量和為45 % < CaO+Si〇2<55%。4. 如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的防氧化保護(hù)熔劑，其特征在于，包括：15-22%的 B2〇3〇5. 如權(quán)利要求1所述的防氧化保護(hù)熔劑，其特征在于，所述防氧化保護(hù)熔劑的粒徑為6 目-40目。6. 如權(quán)利要求1-5所述的防氧化保護(hù)熔劑制備方法，其特征在于，包括： 根據(jù)所述防氧化保護(hù)熔劑包含的化學(xué)成分的重量百分比，計(jì)算制備該防氧化保護(hù)熔劑 所需要的各原料的重量； 稱取各原料，研磨、混合后得到配合料； 將所述配合料加熱至熔化，制得玻璃液； 將所述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后破碎篩分，即得到所述復(fù)合乳輥用防氧 化保護(hù)熔劑。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 稱取各原料，分別研磨至粒徑小于40目后混合，得到配合料。8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 將所述配合料以10-15°C/分鐘的加熱速率加熱至1280-1350°C，并保溫0.5-3小時(shí)，使 其澄清均化，制得玻璃液。9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 將所述玻璃液進(jìn)行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后破碎至粒徑為6目-40目，即得到所述復(fù) 合乳輥用防氧化保護(hù)熔劑。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種復(fù)合軋輥用防氧化保護(hù)熔劑，包括：20?36％的SiO2，0?5％的Al2O3，10?25％的CaO，0?5％的MgO,15?35％的Na2O，及10?25％的B2O3。通過研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的一種復(fù)合軋輥用防氧化保護(hù)熔劑，提高CaO的含量可以增大防氧化保護(hù)熔劑的堿度，有利于過渡金屬元素在離心澆注過程中所生成的氧化物的吸收，同時(shí)提高B2O3的含量，增加高CaO含量時(shí)防氧化保護(hù)熔劑的玻璃化能力。因此，在復(fù)合軋輥離心澆注過程中，能夠隔絕空氣防氧化，還能吸收過渡金屬元素在離心澆注過程中所生成的氧化物。保證復(fù)合軋輥工作層與芯部之間能形成良好的冶金結(jié)合層，軋鋼時(shí)復(fù)合軋輥工作層不容易剝落。
【IPC分類】B22D27/00, B22D19/16, B22D13/00
【公開號(hào)】CN105710347
【申請?zhí)枴緾N201610291381
【發(fā)明人】于曉杰, 王娜娜, 吳超, 楊冬晴, 楊曉晶
【申請人】北京晶晶星科技有限公司