一種復合軋輥用防氧化保護熔劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及乳輥制造領域，特別涉及一種復合乳輥用防氧化保護熔劑及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 復合乳輥廣泛地應用在各類乳機上，如熱乳板帶乳機的精乳工作輥、板帶乳機的 支承輥、型線鋼管乳機的中、精乳工作輥等等。復合乳輥輥身由外層(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制作。
[0003] 復合乳輥可以采用離心澆注法進行制造，制造時先向離心機內澆注復合乳輥工作 層鋼水，然后澆注填芯鐵水。現在乳輥制造廠家為了保證復合乳輥工作層與芯部之間直接 形成良好的冶金結合層，通常在澆注完工作層鋼水后，需要撒入防氧化保護熔劑，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，如今的復合乳輥工作層材質中一般會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夾在復合乳輥工作層與芯部之間，不能形成良好的冶金結 合層，乳鋼時復合乳輥工作層容易剝落。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例公開了一種復合乳輥用防氧化保護熔劑及其制備方法，用于解決現 有的玻璃渣作為防氧化保護熔劑時復合乳輥工作層與芯部之間不能形成良好的冶金結合 層，乳鋼時復合乳輥工作層容易剝落的問題。技術方案如下：
[0005] 首先，本發明提供了一種復合乳輥用防氧化保護熔劑，基于所述防氧化保護熔劑， 其所包含的化學成分按重量百分比計算，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] 在本發明的一種優選實施方式中，CaO與Si〇2重量比為0.5 < CaO/Si〇2 < 0.75。 [0008]在本發明的一種優選實施方式中，防氧化保護恪劑包括:CaO與Si〇2的百分含量和 為45% <CaO+Si〇2<55%。
[0009] 在本發明的一種優選實施方式中，防氧化保護熔劑包括:15-22%的B2〇3。
[0010] 在本發明的一種優選實施方式中，所述防氧化保護熔劑的粒徑為6目-40目。
[0011] 本發明還提供了上述的防氧化保護熔劑制備方法，包括：
[0012] 根據所述防氧化保護熔劑包含的化學成分的重量百分比，計算制備該防氧化保護 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] 將所述玻璃液進行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后破碎篩分，即得到所述復合乳輥用 防氧化保護熔劑。
[0016] 在本發明的一種優選實施方式中，
[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]在本發明的一種優選實施方式中，
[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，使其澄清均化，制得玻璃液。
[0020] 在本發明的一種優選實施方式中，將所述玻璃液進行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后 研磨至粒徑小于6目-40目，即得到所述復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0021] 通過研究發現，本發明提供的一種復合乳輥用防氧化保護熔劑，提高了CaO的含 量，一方面可以增大防氧化保護熔劑的堿度，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，提高了B 2〇3的含量，一方面增加高CaO含量防氧化保護熔劑 的玻璃化能力；另一方面可以增強溶解過渡金屬氧化物的能力。因此，在復合乳輥離心澆注 過程中，采用本發明的復合乳輥用防氧化保護熔劑，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。保證復合乳輥工作層與芯部之間能形成良 好的冶金結合層，乳鋼時復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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術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 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為實施例1及對比例的熔化溫度和流動溫度測試的結果效果圖。
【具體實施方式】
[0024] 本發明提供的復合乳輥用防氧化保護熔劑，基于所述防氧化保護熔劑的總重量， 其所包含的化學成分按重量百分比計算，包括：
[0025] 20-36% 的Si02,優選為25-32% 的Si02,0-5% 的Al2〇3，l〇-25% 的CaO,優選為 15-22 % 的CaO，0-5 % 的 MgO，15-35 % 的 Na20，及 10-25 % 的 B2〇3 優選為 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%。本發明所提供的復合乳輥 用防氧化保護熔劑，其外觀呈玻璃狀。
[0026] CaO與Si02總含量大于55%，防氧化保護熔劑熔化溫度偏高;CaO與Si02總含量小于 45%，防氧化保護熔劑熔化溫度偏低。由于CaO高溫具有強烈的助熔作用，而低溫增大熔化 溫度，所以在配方設計中，若Ca0/Si0 2>0.75，保護熔劑熔點高，低溫熔化速度慢，高溫粘度 小，在工作層內表面容易流淌，不能很好的覆蓋工作層。Ca0/Si0 2<0.5,保護熔劑堿度小， 不能吸收夾雜物;高溫粘度偏大，不能很好的覆蓋工作層。優選地，上述的防氧化保護熔劑 的粒徑為6目-40目，其外觀呈玻璃渣狀。
[0027]在本發明的一種【具體實施方式】中，基于所述防氧化保護熔劑的總重量，其所包含 的化學成分按重量百分比計算，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] 上述的復合乳輥用防氧化保護熔劑可以通過以下方法來制備：
[0029] 根據所述防氧化保護熔劑包含的化學成分的重量百分比，計算制備該防氧化保護 熔劑所需要的各原料的重量；
[0030] 稱取各原料，研磨，優選研磨至粒徑小于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-3小時，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，應當理解為粒徑能夠通過40目篩網。
[0032] 將所述玻璃液進行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后研磨，優選研磨至粒徑6目-40目， 即得到所述復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0033] 需要說明的是，上述對防氧化保護熔劑制備方法的描述，如有未盡到之處，可以參 考玻璃制備領域的常規方法，在制備防氧化保護熔劑過程中所需要的設備，也可以采用玻 璃制備領域的常規設備，本發明在此不進行贅述。
[0034] 進一步需要說明的是，復合乳輥用防氧化保護熔劑中所包含的化學成分可以通過 玻璃制備領域常用的原料來引入，本發明在此對各化學成分所對應的原料不進行限定，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]下面將結合具體實施例對本發明的技術方案進行描述，所描述的實施例僅僅是本 發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在 沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036] 需要說明的是，在下述各實施例中，沒有特殊說明，所提及的百分數均為重量百分 數。
[0037] 表1實施例1-6中各復合乳輥用防氧化保護熔劑的化學成分含量
[0040]表1中術語"其它"可以理解為由原料所引入的其它雜質類成分，這類成分的具體 化學組成本發明無需進行限定，一般情況下，也不會影響本發明技術方案的實現。
[0041 ] 實施例1
[0042]根據表1中實施例1中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0043] 經計算，各原料的配比如下表2所示。
[0044] 表2實施例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，使其澄清均化，制得玻璃液。將所 述玻璃液進行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后研磨至粒徑40目，即得到所述復合乳輥用防氧化 保護熔劑。
[0047] 實施例2
[0048]根據表1中實施例2中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0049] 經計算，各原料的配比如下表3所示。
[0050] 表3實施例2中所需各原料配比
[0052] 實施例3
[0053]根據表1中實施例3中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。 [0054]經計算，各原料的配比如下表4所示。
[0055]表4實施例3中所需各原料配比
[0057] 實施例4
[0058]根據表1中實施例4中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0059] 經計算，各原料的配比如下表5所示。
[0060] 表5實施例4中所需各原料配比
[0062] 實施例5
[0063] 根據表1中實施例5中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0064] 經計算，各原料的配比如下表6所示。
[0065]表6實施例5中所需各原料配比
[0068] 實施例6
[0069] 根據表1中實施例6中的化學成分含量，制備100kg復合乳輥用防氧化保護熔劑。
[0070] 經計算，各原料的配比如下表7所示。
[0071] 表7實施例6中所需各原料配比
[0073]測試與結果
[0074] 1、熔化溫度和流動溫度測定
[0075] 對實施例1-6制備的防氧化保護熔劑及市售的0型玻璃渣防氧化保護熔劑進行測 定;結果如表8所不;其中，
[0076] 測試方法:將保護熔劑研磨成細粉，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，當圓柱高度下降到原來高度的1/2時，定義為半 球點溫度或熔化溫度;當圓柱高度下降到原來高度的1 /5時，定義為流動溫度。
[0077] 熔化溫度高，保護熔劑不能迅速熔化，容易引起夾渣。流動溫度偏高，保護熔劑不 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，實施例中本發明的防氧 化保護熔劑熔化溫度與0型玻璃渣接近，流動溫度明顯低于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，保護熔劑需要流動覆蓋的面積 大，0型玻璃流動溫度高，流動性能差，不容易完全覆蓋。本發明的防氧化保護熔劑流動溫度 低，流動性好，可以覆蓋鋼液，形成玻璃膜，起到隔絕空氣的作用。圖1為本發明實施例1及對 比例的測試結果效果圖；其中1為本發明實施例1，2為對比例；如圖1所示，在900°C，本發明 產品攤平面積較對比例攤平面積大，說明本發明產品的流動性好。
[0078]另外，本發明提供的保護熔劑，與現有的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，同時提高B2〇3的含量，可以增加高CaO含量時防氧化保護熔劑的玻 璃化能力。
[0079] 表8熔化溫度和流動溫度測定結果
[0080]
[0081 ] 2、使用本發明的熔劑制造的復合乳輥，按照《GB/T 1503-2008鑄鋼乳輥》，《GB/T 1504-2008鑄鐵乳輥》等要求對復合乳輥結合層進行超聲波探傷，結合層部位未見有單個或 密集當量缺陷，符合國家標準規定。
[0082]以上對本發明所提供的一種復合乳輥用防氧化保護熔劑及其制備方法進行了詳 細介紹。本文中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用于幫助理解本發明的方法及其中心思想。應當指出，對于本領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和 修飾也落入本發明權利要求的保護。
【主權項】
1. 一種復合乳輥用防氧化保護熔劑，其特征在于，基于所述防氧化保護熔劑，其所包含 的化學成分按重量百分比計算，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. 如權利要求1所述的防氧化保護熔劑，其特征在于，CaO與Si02重量比為0.5<Ca0/ Si〇2<0.75。3. 如權利要求1所述的防氧化保護熔劑，其特征在于，CaO與Si02的百分含量和為45 % < CaO+Si〇2<55%。4. 如權利要求1-3中任意一項所述的防氧化保護熔劑，其特征在于，包括：15-22%的 B2〇3〇5. 如權利要求1所述的防氧化保護熔劑，其特征在于，所述防氧化保護熔劑的粒徑為6 目-40目。6. 如權利要求1-5所述的防氧化保護熔劑制備方法，其特征在于，包括： 根據所述防氧化保護熔劑包含的化學成分的重量百分比，計算制備該防氧化保護熔劑 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； 將所述玻璃液進行水淬，得到玻璃熔塊，烘干后破碎篩分，即得到所述復合乳輥用防氧 化保護熔劑。7. 如權利要求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，使 其澄清均化，制得玻璃液。9. 如權利要求6所述的方法，其特征在于， 將所述玻璃液進行水淬，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 合乳輥用防氧化保護熔劑。
【專利摘要】本發明實施例公開了一種復合軋輥用防氧化保護熔劑，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。通過研究發現，本發明提供的一種復合軋輥用防氧化保護熔劑，提高CaO的含量可以增大防氧化保護熔劑的堿度，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，同時提高B2O3的含量，增加高CaO含量時防氧化保護熔劑的玻璃化能力。因此，在復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。保證復合軋輥工作層與芯部之間能形成良好的冶金結合層，軋鋼時復合軋輥工作層不容易剝落。
【IPC分類】B22D27/00, B22D19/16, B22D13/00
【公開號】CN105710347
【申請號】CN201610291381
【發明人】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