专利名称：白口合金铸铁轧辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管轧制设备的部件，特别涉及钢管轧制设备的轧辊。
背景技术：
目前，轧制各种规格钢管的轧辊，都是用合金钢锻造而成，对轧制大口径钢管所用的轧辊，尤其辊重达一吨以上的轧辊锻造制做非常困难，并且锻制的轧辊所使用的都是价格较高的合金钢材料，如滚铬15(GCr15)、12铬钼钒(12CrMoV)、9铬2钼硅(9Cr2MoSi)等，锻制轧辊缺点是只能一次性使用，不能修复，因而辊耗大、生产成本高，生产的钢管不利于在市场上竞争。
发明内容本发明所要解决的技术问题，是用铸造方法生产具有白口断面能够降低生产成本，且又耐用的白口合金铸铁轧辊。
采用的技术方案是本发明是通过铸造方法实现的。铸铁合金在不采取任何工艺措施情况下，合金中的碳以石墨形式析出，其断面通常是灰口，本发明是在铸铁合金中加入铬和碲阻碍碳以石墨形式折出，使碳以Ee3C形式存在，其断面为白口，白口铸铁具有硬度高、耐磨损的物理特性，因此通过优化合金成份和适合的工艺条件，实现了硬度较高、耐磨损，而又机械性能良好的白口合金铸铁轧辊。
白口合金铸铁轧辊，合金成份包括铁、碳、硅、锰、铬、碲、磷和硫，各成分含量C为3.2-3.5％、Si为0.28-0.42％、Mn为1.8-3.8％、Cr为4-6％、Te为0.006-0.008％，P≤0.028％、S≤0.04％，余量主要为Fe，上述的P与S为有害杂质限制含量。物理性质，包括轧辊断面全部白口、轧辊表面硬度48-52Rc。
白口合金铸铁轧辊生产工艺制砂，为提高造型砂的透气性，混制型砂时一是大比例加入新砂，加入新硅砂45-55％，二是降低粘土加入量，加入1-2％苏达粉活化粘土，以增强粘土的粘度。造型，混好的造型砂在砂箱中造型，浇口为底返式，两个明冒口设在顶部，制做好的砂型送入烘干炉烘干，烘干温度800-1100℃，烘干时间≥9小时，烘干好的砂型进行下芯、合箱。铁的熔化和浇注，熔化铁水采用炉胆倒置、两排大间距风眼的3吨/小时冲天炉，此种炉型能够获得较高的铁水温度。炉料包括生铁、本厂回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁、碲，生铁的化学成份C为3.2-3.4％、Si为0.28-0.4％、Mn为0、S≤0.02、P≤0.04，余量Fe，废钢为低碳钢，含Si为60-65％的硅铁、含Mn为59-60％的锰铁，含Cr为60-62％的铬铁、含Te为99.9％的碲。冲天炉熔化时，炉后加料配比本厂回炉料25-30％、废钢20-25％、硅铁1-3％、锰铁2-4％、铬铁5-8％、余量为生铁，为了提高出炉的铁水温度，在炉后加入炭精(炭精制品废料)，炭精加入量占焦炭重量的25-30％，铁水出炉温度控制在1420℃以上，铁水在出炉时进行孕育处理，硅铁加入量占铁水重量的0.08-0.12％，孕育后的铁水放入浇包内，将碲以插入法插入浇包铁水中，作铁水变质处理，提高机械性能，碲的加入量占铁水重量的0.006-0.008％，变质处理的铁水取样，做成30×150×150mm试片，打断试片观察断口是否为白口，断口为白口，铁水可以浇注，铁水浇注温度控制在1280-1300℃，浇注流量控制在480-520公斤/分钟，浇注后的白口合金铸铁轧辊在砂箱内保温时间36-40小时，打箱时间大于48小时，打箱后的白口合金铸铁轧辊毛坯进行外观检验，打硬度、取样化验，验证化学成分和物理性能。
本发明比常规锻制的合金钢轧辊具有以下优点白口合金铸铁轧辊可以多次修复使用，修复费用只是新轧辊价格的1/5，白口合金铸铁轧辊价格低，与GCr15轧辊比每吨低1万多元，与12CrMoV轧辊比每吨价格低2万多元，因而钢管制造费用低，降低了生产成本，可适用于生产φ108mm以上各种规格钢管所用的轧辊。
图1为白口合金铸铁轧辊铸型合箱图。
具体实施方式
实施例白口合金铸铁轧辊，制砂时加入新硅砂50％，加入1％苏达粉，把混制好的造型砂放入砂箱1内造型，将制作好的砂型3放入烘干炉内烘干，烘干温度900℃，烘干时间9小时，烘干好的砂型3进行下芯4并合箱，冒口5设在顶部，等待浇注。熔化铁水采用3吨/小时的冲天炉，炉料包括生铁、本厂回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁、碲，生铁化学成份C为3.2、Si为0.31、Mn为0、S为0.02、P为0.03、Fe余量，废钢为低碳钢A3、含Si60％硅铁、含Mn60％锰铁、含Cr62％铬铁、含Te99.9％的碲。炉后每批料的配料比是本厂回炉料25％，废钢22％，硅铁3％，锰铁3％，铬铁7％，余量为生铁，为提高铁水温度加入炭精制品废料，占焦炭重量的28％，铁水出炉温度在1420℃，铁水出炉时硅铁孕育量为铁水重量的0.1％，孕育后的铁水放入浇包内，将碲插入浇包铁水中，作铁水变质处理，碲的加入量点铁水重量的0.008％，炉前检查试片断口为白口，铁水浇注温度1290℃，浇注速度500公斤/分钟，浇注后的白口合金铸铁轧辊在砂箱内保温38小时，打箱时间48小时，白口合金铸铁轧辊的硬度51Rc，量终化学检验，化学成份C3.4％、Si0.40％、Mn3.6％、Cr6％、Te0.008％、P0.026％、S0.03％、主要余量为Fe。
权利要求
1.白口合金铸铁轧辊，其特征在于合金成份和含量，合金成份包括铁、碳、硅、锰、铬、碲、磷、硫，各成份含量C为3.2-3.5％、Si为0.28-0.42％、Mn为1.8-3.8％、Cr为4-6％、Te为0.006-0.008％，P≤0.028％、S≤0.04％，Fe为主要余量。
2.根据权利要求1所述的白口合金铸铁轧辊，其特征在于所述的碳、硅、锰、铬、碲、磷、硫各成份含量分别为C为3.4％、Si为0.40％、Mn为3.6％、Cr为6％、Te为0.008％、P为0.026％、S为0.03％。
3.白口合金铸铁轧辊的生产工艺，其特征是制砂时加入新硅砂45-55％，加入1-2％苏达粉活化粘土，以增强粘土粘度，提高造型砂的透气性，把混制好的造型砂放入砂箱(1)内造型，将制作好的砂型(3)放入烘干炉内烘干，烘干温度900-1100℃，烘干时间≥9小时，烘干好的砂型(3)进行下芯(4)并合箱，浇口为底返式，冒口(4)设在顶部，等待浇注，熔化铁水采用3吨/小时的冲天炉，炉料包括生铁、本厂回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁、碲，其生铁的化学成份C为3.2-3.4％、Si为0.28-0.4％、Mn为0、S≤0.02、P≤0.04，余量Fe，废钢为低碳钢A3，含Si为60-65％的硅铁、含Mn为59-60％的锰铁，含Cr为60-62％的铬铁、含Te为99.9％的碲，冲天炉熔化时，炉后加料配比本厂回炉料25-30％、废钢20-25％、硅铁1-3％、锰铁2-4％、铬铁5-8％、余量为生铁，为了提高出炉的铁水温度，在炉后加入炭精制品废料，占焦炭重量的25-30％，铁水出炉温度控制在1420℃以上，铁水在出炉时进行孕育处理，硅铁加入量占铁水重量的0.08-0.12％，孕育后的铁水放入浇包内，将碲插入法插入浇包铁水中，作铁水变质处理，碲的加入量占铁水重量的0.006-0.008％，变质处理的铁水取样，做成30×150×150mm试片，打断试片观察断口是否为白口，断口为白口，铁水可以浇注，铁水浇注温度控制在1280-1300℃，浇注流量控制在480-520公斤/分钟，浇注后的白口合金铸铁轧辊在砂箱内保温时间36-40小时，打箱时间大于48小时，打箱后的白口合金铸铁轧辊毛坯进行外观检验，打硬度、取样化验，验证化学成分和物理性能。
全文摘要
本发明涉及钢管轧制设备的轧辊，是用铸造方法生产出耐用的白口合金铸铁轧辊；其要点是合金成份和含量，合金成份包括铁、碳、硅、锰、铬、碲、磷、硫，各成份含量C为3.2－3.5％、Si为0.28－0.42％、Mn为1.8－3.8％、Cr为4－6％、Te为0.006－0.008％，P≤0.028％、S≤0.04％，Fe为主要余量。本发明代替常规锻制轧辊，与锻制轧辊比，可以多次修复使用，制做费用低，价格便宜，降低了钢管生产成本。
文档编号B21B27/00GK1465734SQ0210987
公开日2004年1月7日 申请日期2002年6月19日 优先权日2002年6月19日
发明者刘文江 申请人:李维成