专利名称：一种耐高温和冲刷的离心辊及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种对高温熔体进行处理的离心机，具体的说，涉及离心机上的离心辊及其制造方法。
背景技术：
在岩棉、矿棉等保温材料的生产中，主要工艺为高温熔体通过四辊离心机高速离心成纤，因此离心机是主要的生产设备之一。离心辊作为离心机的主要部件，必须耐高温、耐冲刷。为了保证使用，各生产厂家均采用不锈钢焊丝(HICr18Ni9Ti)在离心辊上加工保护层，基于成本问题，离心辊辊坯母体普遍采用普通钢材加工而成。
这种采用不锈钢作为保护层的离心辊在使用时间方面保持着较好的水平，但是存在着许多的缺陷其一，由于不锈钢焊丝和不锈钢保护焊使用的氩气价格高，使得加工或修复这种离心辊所需的费用很高；其二，辊坯在生产中容易受热变形，重复利用率低；其三，辊表面受热后易膨胀、迸裂，光洁度不高，影响成品质量。
由于上述这些缺陷，使得生产成本很高，而且降低了成棉率和产品质量。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温和冲刷的离心辊，可以在耐高温冲刷的同时，降低生产成本，提高辊坯的重复利用率，并提高辊表面受热后的光洁度。本发明还要提供一种制造该离心辊的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐高温和冲刷的离心辊，包括采用普通钢材的辊坯母体，以及位于辊坯母体外周上的保护层，其特征在于，所述保护层的材料是锰钢。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种耐高温和冲刷的离心辊的制造方法，包括以下步骤采用普通钢材加工得到辊坯母体；采用锰钢焊丝，用二氧化碳自动焊机堆焊在辊子外圆周上，在焊接时，在辊子内孔加注冷却水；焊接完后，形成了离心辊的锰钢保护层；对离心辊进行机加工，得到所需的带保护层的离心辊。
由于本发明离心辊的保护层采用了和辊坯母体热传导性接近的锰钢，大大降低了离心辊加工和修复的成本，并降低了保护层和辊坯材质的结合的难度。另外，采用本发明的离心辊在使用时，在满足耐冲刷及耐高温的同时，辊坯的可重复利用次数增加，受热时能保持辊表面的光洁度，无膨胀、迸裂现象，进而提高了成棉率和产品质量。
图1是本发明实施例离心辊的主视图。
图2是图1中所示离心辊沿A-A线的剖面图。
具体实施例方式
在对现有的采用不锈保护层的离心辊上述缺陷的原因进行深入分析之后，发现不锈钢保护层与辊坯母体材质差异较大，不锈钢的热传导性不及辊坯，因而在高温环境下，辊坯受热容易变形，难以重复使用，同时由于两者热传导性的差异，使得冷却效果不理解。另外，由于不锈钢属于高合金钢，随着合金含量的增加，会使焊接时钢的淬火敏感性加大，因而使得接头部分硬度脆性及内应力加大，同时由于导热性减小膨胀系统增大，接头部分的内应力变得更大，使得辊坯容易变形，车加工困难。
基于以上分析，经反复对比和实验，本发明采用了以锰钢作为离心辊的保护层材料的方案。
在本实施例中采用506#焊丝(H08Mn2Si)来加工离心辊的保护层。
母体材质为A3钢、不锈钢保护层材质为HICr18Ni9Ti或H08Mn2Si时，三者的化学成分对比(％)如表1所示表1
从表中可以看出，506#焊丝与母体材料的化学成分差异较小，而不锈钢焊丝则相差较大。
如图1和图2所示，本发明实施例的离心辊包括辊坯母体11和保护层12，母体内有辊坯内孔13。其中，辊坯母体11采用A3钢加工而成，而保护层12则采用506#焊丝(H08Mn2Si)加工而成。
为了得到这种离心辊，本发明制造方法为了克服现有的辊坯外圆堆焊方法中，表面出现砂眼，母体受热变形等问题，采用了二氧化碳自动保护焊和冷却水工艺，来防止在焊接中出现砂眼和母体因受热而变形。本发明实施例的制造方法包括以下步骤采用普通钢材加工得到辊坯母体；采用506#焊丝，用二氧化碳自动焊机堆焊在辊子外圆周上，在焊接时，在辊子内孔加注冷却水，焊层厚度较佳保持在7.5～10mm之间；焊接完成后，形成了离心辊的锰钢保护层；对离心辊进行机加工，达到所需尺寸。
采用上述方法加工的离心辊，由于锰钢焊丝的价格比不锈钢的低得多(相差5倍以上)，与不锈钢保护焊所使用的氩气价格相比，二氧化碳自动保护焊的成本也低很多。因而本发明离心辊加工和修复的成本比现有离心辊大大降低。在保护层和辊坯材质的结合方面，与现有的不锈钢焊丝比较，锰钢焊丝是低合金钢，具有良好的可焊性，焊接效果比不锈钢焊丝理想，车加工也无难度。
在使用性能上，经多次实验，506#焊丝离心辊由于保护层和辊坯母体的传导性接近，辊坯母体受热不宜变形，因而可重复利用次数增加。实验表明，在相同的使用环境下，不锈钢离心辊可重复利用次数为2～3次，而506#焊丝离心辊可达5～6次。
实验还表明，本发明的离心辊在受热时能保持辊表面的光洁度，无膨胀、迸裂现象，进而提高了成棉率和产品质量。其间接效益十分可观。
另外，本发明离心辊的耐冲刷能力及耐高温能力也能满足要求，在实验中其平均使用时间可与后者持平甚至略高于后者。
综上所述，本发明打破了现有技术的陈规，利用新材料、新工艺对岩棉、矿棉等保温材料生产的主要设备离心机的关键部件一离心辊进行了改进，大大降低了生产成本，同时避免了不锈钢辊的高温迸裂、膨胀现象，为提高产量，除低消耗，保证产品质量提供了有力保证。
本发明并不局限于岩棉、矿棉的生产领域，在其它需要采用耐高温和冲刷的离心辊的生产领域，同样可采用本发明来降低成本和带有其它有益效果。
权利要求
1.一种耐高温和冲刷的离心辊，包括采用普通钢材的辊坯母体，以及位于辊坯母体外周上的保护层，其特征在于，所述保护层的材料是锰钢。
2.如权利要求1所述的离心辊，其特征在于，所述锰钢为H08Mn2Si。
3.一种耐高温和冲刷的离心辊的制造方法，包括以下步骤采用普通钢材加工得到辊坯母体；采用锰钢焊丝，用二氧化碳自动焊机堆焊在辊子外圆周上，在焊接时，在辊子内孔加注冷却水；焊接完后，形成了离心辊的锰钢保护层；对离心辊进行机加工，得到所需的带保护层的离心辊。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在焊接时，焊层厚度保持在7.5～10mm之间。
5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述锰钢焊丝为506#焊丝。
全文摘要
本发明公开一种耐高温和冲刷的离心辊，包括采用普通钢材的辊坯母体，以及位于辊坯母体外周上的保护层，其特征在于，所述保护层的材料是锰钢。本发明还公开了一种制造上述离心辊方法，在采用普通钢材加工得到辊坯母体后，用锰钢焊丝，用二氧化碳自动焊机堆焊在辊子外圆周上，在焊接时，在辊子内孔加注冷却水，形成离心辊的锰钢保护层；然后对离心辊进行机加工，得到所需的带保护层的离心辊。由于本发明离心辊的保护层采用了和辊坯母体热传导性接近的锰钢，大大降低了离心辊加工和修复的成本，降低了保护层和辊坯材质的结合的难度。同时辊坯的可重复利用次数增加，且在受热时表面无膨胀、迸裂现象，提高了成棉率和产品质量。
文档编号B23K5/00GK1628911SQ20031011849
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者马壮, 杜春田, 杨刚, 闫喜宝, 高宝文, 王全柱 申请人:北新建材(集团)有限公司, 北新集团建材股份有限公司