本发明涉及轧辊制造领域，尤其涉及一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法。
背景技术：
轧辊辊颈的重要缺陷之一是“黑灰色斑点”,专业术语称为“碎块状石墨”,在轧辊铸造行业内通常称为“灰斑”,它的质地疏松,力学性能较差,危害极其严重。其一会造成的轧辊辊颈强度低,使轧辊抗事故性能大幅度降低,有可能造成恶性断辊事故；其二韧性差,延伸率≤0.5％,造成了轧辊的抗弯性能、抗事故性能低,加剧了辊颈脆断事故的发生；其三,塑性指标显著降低；其四宏观组织较差。“灰斑”在轧辊辊颈上的宏观表现为存在类似聚积的球团状石墨斑点,直径从2-25mm大小不等,间距不等，轧辊辊颈“灰斑”产生的主要原因是冷却缓慢、共晶凝固时间过长而引起的成分偏析和孕育衰退,所以如何防止轧辊成分偏析，芯部化学成分的含量的确定显得格为重要，科学合理的加工方法才是消除灰斑、保证轧辊质量的研究重点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒子钢和回炉料加到电频炉中加热融化，边熔化边往外除渣，当熔化完毕后保持温度在1250-1320℃后关闭电源，当熔渣清除干净后加入增碳剂，此时启动电源加热熔炼，边加废钢边加增碳剂和生铁直至炉满，然后加入部分硅铁取样分析；
(2)当铁液温度达到1350-1420℃时恒温保持在铁液表面加盖保温剂，当炉内增碳剂全部溶解并被铁液吸收后清除保温剂及熔渣，在铁液中加入亚微米碳化钛，上面覆盖保温剂，当炉温达到1450℃时清除液面熔渣，取样倒入热分析仪样杯中，调节原铁液的元素含量，使其达到c：3.2～3.6％、si：0.7～1.1％、mn：0.5～0.8％、cr：1.0～2.0％、ni：3～5％、mo：0.2～0.5％、ti：0.03～0.05％、p≤0.04％、s≤0.03％，余量为fe；
(3)当铁液温度达到1500-1530℃时终脱氧，再将球化剂放入铁水包堤坝的一侧，再盖上干净无锈的球铁屑，注意捣实，控制铁水出炉温度达1550℃，当包内铁液达到3/4时，停止倒铁液，让球化包内铁液进行球化反应，同时将炉内剩余的1/4的铁液继续升温，包内球化反应结束并清理浮渣，将孕育剂加入并将剩余的1/4铁液加入，控制炉内铁液的温度不超过1570℃，此时在铁水的液面适量加入细颗粒增碳剂；
(4)出炉前控制铁液的温度为1430-1530，然后进行浇筑，浇筑时间不要超过10min，浇注完毕后，把铁水包中剩余的铁水倒尽，扒净渣子，以备后续再用。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(1)中所述的粒子钢、回炉料、废钢和生铁的加入量配比为25-30：14-18：30-40：9-13。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(1)中的所述的增碳剂第一次加入量为20-30wt％，第二次加入量为40-50wt％。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(2)中所述的亚微米碳化钛的制备方法为：将碳纳米管在球磨机中以300r/min球磨2h，球磨后的碳纳米管和铁粉、钛粉按照c/ti摩尔比值为1.0比例进行配料，在球料比10：1下以50r/min的转速球磨48h，得到碳化钛含量为30vol％的复合粉末，然后液压成预制块在500℃下恒温保持10min后粉碎得到。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(3)中所述的球化剂为重稀土球化剂、轻稀土球化剂和镍镁球化剂按照质量比5：5：1混合而成，球化剂的加入量为1.1-1.6％。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，所述的重稀土球化剂为钇基稀土复合球化剂，其中添加0.006％的锑元素。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，所述的轻稀土球化剂为铈基稀土复合球化剂。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(3)中所述的孕育剂为低硅孕育剂，其中组成成分为硅30-35％，钙1.5-2.0％，钡1.0-1.5％，铝<0.6％。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(3)中所述的细颗粒增碳剂的粒径为0.5-1.0mm。
本发明的有益效果是：
本发明根据废钢夹杂物含量低、成分稳定的特性利用废钢、粒子钢加增碳剂合成铸铁轧辊具有成本低的优点，增碳剂的加入和适当的提高炉温消除了炉料的遗传性，使铁液的纯净度得到提高，为了消除轧辊在生产过程中灰斑的产生，本发明利用重稀土球化剂、轻稀土球化剂和镍镁球化剂混合球化铁液，使铁水具有良好的净化效果、抗衰退性能，并且能够细化铸铁中的石墨颗粒，减少碎块状石墨的形成，并且控制铁水中含硫量，使硫的含量保持在一定范围，过高极大影响铸件的性能，过低球化剂中的镁元素无法与硫化合，过多的残余镁会造成缩孔、气孔等缺陷，过少的残余镁量易形成灰斑，最后在孕育、球化完成后加入细颗粒增碳剂促进石墨化，有利于石墨的生成，使生产的铸铁轧辊具备良好的性能，本发明的加工方法工艺简单，通过物料的先后加入步骤和球化剂的复合处理使生产出的铸铁轧辊满足不同的使用要求，应用前景广泛，值得推广。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，包括以下具体步骤：
(1)将粒子钢和回炉料加到电频炉中加热融化，边熔化边往外除渣，当熔化完毕后保持温度在1250-1320℃后关闭电源，当熔渣清除干净后加入20wt％增碳剂，此时启动电源加热熔炼，边加废钢边加50wt％增碳剂和生铁直至炉满，其中粒子钢、回炉料、废钢和生铁的质量比为28：17：35：10，然后加入部分硅铁取样分析；
(2)当铁液温度达到1350-1420℃时恒温保持在铁液表面加盖保温剂，当炉内增碳剂全部溶解并被铁液吸收后清除保温剂及熔渣，在铁液中加入亚微米碳化钛，上面覆盖保温剂，当炉温达到1450℃时清除液面熔渣，取样倒入热分析仪样杯中，调节原铁液的元素含量，使其达到c：3.2～3.6％、si：0.7～1.1％、mn：0.5～0.8％、cr：1.0～2.0％、ni：3～5％、mo：0.2～0.5％、ti：0.03～0.05％、p≤0.04％、s≤0.03％，余量为fe；
(3)当铁液温度达到1500-1530℃时终脱氧，再将钇基稀土复合球化剂、铈基稀土复合球化剂和镍镁球化剂按照质量比5：5：1混合制成的复合球化剂放入铁水包堤坝的一侧，其中钇基稀土复合球化剂中添加0.006％的锑元素，复合球化剂再盖上干净无锈的球铁屑，注意捣实，控制铁水出炉温度达1550℃，当包内铁液达到3/4时，停止倒铁液，让球化包内铁液进行球化反应，同时将炉内剩余的1/4的铁液继续升温，包内球化反应结束并清理浮渣，将孕育剂加入并将剩余的1/4铁液加入，控制炉内铁液的温度不超过1570℃，此时在铁水的液面适量加入0.5-1.0mm细颗粒增碳剂；
(4)出炉前控制铁液的温度为1430-1530，然后进行浇筑，浇筑时间不要超过10min，浇注完毕后，把铁水包中剩余的铁水倒尽，扒净渣子，以备后续再用。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(2)中所述的亚微米碳化钛的制备方法为：将碳纳米管在球磨机中以300r/min球磨2h，球磨后的碳纳米管和铁粉、钛粉按照c/ti摩尔比值为1.0比例进行配料，在球料比10：1下以50r/min的转速球磨48h，得到碳化钛含量为30vol％的复合粉末，然后液压成预制块在500℃下恒温保持10min后粉碎得到。
一种消除铸铁轧辊芯部灰斑的加工方法，步骤(3)中所述的孕育剂为低硅孕育剂，其中组成成分为硅30-35％，钙1.5-2.0％，钡1.0-1.5％，铝<0.6％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。