Icdp軋輥工作層的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及冶金機械軋輥鑄造領域，具體為一種軋輥工作層ICDP軋輥的制造方 法。
【背景技術】
[0002] I⑶P軋輥的制造過程為，先用離心澆注的方法澆注得軋輥工作層，再用填芯漏斗 來澆注軋輥芯部。ICDP軋輥工作層生產中多使用煉鋼生鐵、加工鐵肩、回爐料（廢軋輥、溜 槽鐵等廢金屬送回熔爐重熔的爐料）等鋼鐵原料作為爐料。這些原料因各自不同來源存在 爐料遺傳性，這些遺傳性如不在熔煉過程中加以消除，就會對軋輥鑄造組織產生不利影響， 影響產品質量，嚴重時發生裂紋導致廢品產生。在傳統冶金鑄造尤其是I⑶P軋輥生產中， 由于絕大部分采用感應爐熔煉，受爐襯材料與設備特性限制，無法進行爐內精煉。只能通 過購買高品質的清潔爐料作為原料，或者將鐵液進行高溫熔煉、保溫靜置來達到消除料遺 傳性和提高金屬液潔凈程度的目的。購買較清潔爐料作為原料會造成原料采購成本大幅增 加，高溫熔煉、保溫靜置等措施對提高鐵液純凈程度效果并不理想。
【發明內容】
[0003] 本發明是提供一種ICDP軋輥工作層的制造方法，消除爐料遺傳性、降低原料夾雜 物含量，從而提高軋輥的產品質量。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：包括以下步驟：
[0005] ①預熔處理：將生鐵、鐵肩、回爐料按照I⑶P軋輥工作層成分比例進行配置，投入 到感應爐中進行熔化；爐料熔化后出至盛裝有脫硅劑的處理鋼包內，將處理鋼包送入噴吹 站進行脫硫、脫硅、脫磷、吹氬精煉處理，得到清潔爐料鐵液；
[0006] ②高溫熔煉：將清潔爐料鐵液倒回感應爐內進行高溫熔煉，高溫熔煉溫度 1550±5°C，保溫 30-60 分鐘；
[0007] ③鑄錠：將高溫熔煉后的鐵液出至鐵液包內，澆注入鑄錠模具，制成清潔爐料鑄 錠；鑄錠開模后清砂、打磨干凈；
[0008] ④澆注軋輥工作層：在感應爐中加入鑄錠進行熔煉，對鐵液進行成分微調整，使鐵 液中的元素含量達到ICDP軋輥工作層成分的要求，然后進行Si-Fe孕育處理；將孕育后的 鐵液澆注入高速旋轉的離心機中，冷卻后即制得ICDP軋輥工作層。
[0009] 本發明的進一步改進在于：步驟①中所述的爐料的熔化溫度為1450±5°c。
[0010] 本發明的進一步改進在于：所述步驟①中，脫硅劑的加入量為處理鐵液量的3%。
[0011] 本發明的進一步改進在于：所述步驟①中，脫硫、脫硅、脫磷、吹氬精煉處理的具體 過程為：將噴槍深入到鐵液內部，使用氮氣向鐵液中噴入鈍化鎂粒、除去鐵液中的硫、硅、 磷；當鈍化鎂粒噴完后，將噴槍內的氮氣調整為氬氣，通過噴入氬氣除去鐵液中的氧；氬氣 噴完后提起噴槍，將處理鋼包吊出噴吹站，吊至扒渣處將鐵液上的渣全部扒出。
[0012] 本發明的進一步改進在于：所述鈍化鎂粒的噴入量為IKg/噸鐵液，氮氣壓力為 0· 25MPa，氬氣壓力為0· 2MPa。
[0013] 本發明的進一步改進在于：所述步驟①得到的清潔爐料鐵液的組分含量中， S ^ 0. 01%, Si ^ 0. 5% ,P ^ 0. 03%, [0] ^ 50ppm〇
[0014] 本發明的進一步改進在于：步驟③的鑄錠為方塊狀。
[0015] 本發明的進一步改進在于：所述感應爐為中頻感應爐。
[0016] 由于采用了上述技術方案，本發明所取得的技術進步在于：
[0017] 本發明方法將具有爐料遺傳性的普通爐料通過處理轉變為沒有爐料遺傳性的高 純度清潔爐料、再進一步使用清潔爐料澆注得ICDP軋輥工作層，能有效避免軋輥產生裂 紋，延長了軋輥產品的使用壽命。
[0018] 本發明通過爐料預熔處理，將爐料中的有害元素、夾雜物、氣體含量均降至較低水 平（S < 0.01%，Si < 0· 5%，P < 0.03%，[0] < 50ppm)，消除了爐料遺傳性；將預熔處理 后的爐料澆注成軋輥，可明顯改善鑄件機械性能，起到細化晶粒、改善組織的作用。使用預 熔處理后的清潔爐料生產的I⑶P軋輥工作層組織性能得到明顯改善，組織細化、枝晶長度 變短（< 500 ym)，碳化物含量較高（彡36% )，基體顯微硬度（彡536Hm)更大，耐磨性增 強。
[0019] 原來的ICDP軋輥工作層生產時，鑄錠在大容積中頻感應爐中進行熔煉，然后再對 軋輥產品進行逐個澆注，ICDP軋輥工作層單支產品所需鐵液量較小，所需時間較長。本發 明澆注過程中，將清潔爐料鐵液鑄造成方形的鑄錠，便于存放和使用。澆注軋輥工作層時， 選擇適合量的鑄錠、在小容積中頻感應爐中熔煉即可，可同時使用多個小容積中頻感應爐 進行熔煉，大大加快了熔煉速度，單支產品生產用時降低23%，有效縮短了原大容積中頻感 應爐中的成分調整和澆注軋輥工作層的時間，提高了生產效率，降低了生產成本。
[0020] 本發明具有良好的市場前景與推廣價值。本發明使用清潔爐料在澆注步驟時對鐵 液成分進行微調整，生產的I⑶P軋輥缺陷率較早期生產模式降低48%，同時組織性能得到 明顯改善，具有良好的市場前景。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明：
[0022] 實施例1
[0023] I⑶P軋輥工作層的制造方法，包括以下步驟：
[0024] ①預熔處理：將生鐵、鐵肩、回爐料按照I⑶P軋輥工作層成分比例，煉鋼生 鐵20%，鐵肩+回爐料65%進行配置，投入30t中頻感應爐進行熔化；爐料熔化至鐵液 1445°C后出爐至處理鋼包內，事先在鋼包內加入占預熔處理鐵液量3 %的脫硅劑（安陽 華泰冶金爐料有限公司），脫硅劑具有脫硅、脫磷雙重效果。鐵液出至鋼包內后，鐵液中 的硅、磷元素會初步與脫硅脫磷進行反應；將噴槍深入到鐵液中，使用0. 25MPa氮氣噴入 鈍化鎂粒，鈍化鎂粒噴入量為IKg/噸鐵液，鈍化鎂粒與鐵液中的硫元素反應形成澄，達 到脫硫效果；同時在氮氣的強烈攪拌作用下，脫硅劑充分與鐵液中的硅、磷元素進行反應 形成渣，達到脫硅、脫磷效果；當鈍化鎂粒噴完后，將噴槍內的氮氣調整為氬氣，噴入壓力 為0. 2MPa，時長為5分鐘，降低鐵液中的氧含量；當鐵液中硫、磷、氧降低至工藝成分要求 (S彡0· 01%，Si彡0· 5%，P彡0· 03%，[0]彡50ppm)后，將處理鋼包吊出噴吹站，吊至扒 渣處將鐵液上的渣全部扒出，得到清潔爐料鐵液；
[0025] ②高溫熔煉：將清潔爐料鐵液翻倒回30t中頻感應爐內，進行高溫熔煉，熔煉溫度 為1545°C，保溫30分鐘，進一步降低微量有害元素、消除爐料遺傳性；
[0026] ③鑄錠：將高溫熔煉后的鐵液出至鐵液包內，再澆注入鑄錠模具制成清潔爐料鑄 錠，制成方塊狀，便于存放；鑄錠開模后清砂、打磨干凈后備用；
[0027] ④澆注軋輥工作層：在3噸、5噸中頻感應爐中加入該種清潔爐料鑄錠進行熔煉， 加入15 %的合金對鐵液成分進行微調整，達到I⑶P軋輥工作層成分要求后經Si-Fe孕育 處理，將孕育后的鐵液澆注入向在高速旋轉的離心機上高速旋轉的輥芯澆注孕育后的鐵液 中，冷卻后形成即制得ICDP軋輥工作層。
[0028] 實施例2
[0029] I⑶P軋輥工作層的制造方法，包括以下步驟：
[0030] ①預熔處理：將生鐵、鐵肩、回爐料按照I⑶P