复合轧辊辊芯预热时防氧化的保护涂料及制备和使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高速钢复合乳辊制备技术领域，特别涉及一种电磁连铸高速钢复合乳 辊辊芯预热时防氧化的保护涂料及制备和使用方法。
【背景技术】
[0002] 乳辊在乳钢生产中起着至关重要的作用，同时磨损、消耗量也很大。采用常规制造 方法得到的是单一成分乳辊，难以同时满足高韧性和高耐磨性的要求。为此，出现了一种高 速钢复合乳辊，与传统的乳辊相比，高速钢复合乳辊具有优良的耐磨性、红硬性、更高的硬 度和更长的使用寿命。它的应用可以大大提高产品质量和乳机作业率，在减少换辊次数和 减轻工人劳动强度方面也具有独到的优势。在众多制备方法中，电磁连续铸造法具有更加 良好的发展前景。这种制备方法描述如下：
[0003] 首先采用锻造或乳制的方法制备强度高、韧性好的辊芯，然后将熔融的高速钢钢 液浇注到辊芯和装有电磁补热和电磁搅拌器的水冷结晶器之间，使熔融的外层钢液与辊芯 融合，然后通过拉拔机构将乳辊向下拉，在通过结晶器时不断凝固，然后不断向下拉出，从 而形具有高速钢外层、锻造或乳制结构钢芯部的复合乳辊。但是在浇铸过程中，为了实现辊 芯与高速钢之间的冶金结合，需要在浇铸过程中采用感应线圈将辊芯连续预热到800°C以 上，此时如果辊芯表面保护不当，将不可避免的要产生氧化现象，这将严重影响复合层的结 合质量，为此需要发明一种性能优良的防氧化涂料。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料以 及其制备和使用方法，涉及金属预热表面防氧化保护技术，应用于电磁连铸高速钢复合乳 辊的辊芯，以满足电磁连铸高速钢复合乳辊生产的需要。
[0005] 本发明的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料，按质量比，主料:辅料=(90~ 95): (5~10)，混合而成;其中，主料的化学成分，按摩尔百分比为:P2〇5: 20~30%，V2〇5:15 ~35%，Zn0:20~40%，B2〇3:5~10%，Si〇2:10~15%，Na2〇:l~3%，Κ2〇:1 ~3%，Li2〇:2~ 5 %，Fe2〇3:2~10 %，其粒度为150~200目，辅料为β-锂霞石的焙烧产物，其粒度为100~150 目。
[0006] 所述复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的软化温度为500~600°C，完全熔融 温度为650~750°C，完全熔融态黏度为5~lOPa.s。
[0007] 本发明的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1，制备粉状主料：
[0009] (1)按摩尔百分比：卩205:20~30%，￥2〇5 :15~35%，211〇:20~40%，82〇3:5~10%， Si〇2:10~15%，Na2〇: 1 ~3%，K2〇: 1 ~3%，Li2〇:2~5%，Fe2〇3:2~10%，称取粉状原料，充 分混合成为混合配料；
[0010] (2)将混合配料置于铂金坩埚中，在1150~1300°C，熔炼1~2h;
[0011] (3)水淬，破碎筛分，制得颗粒度为150~200目的粉状主料；
[0012] 步骤 2:
[0013] (1)将β-锂霞石，在350~400°C焙烧20~30min，破碎筛分，取粒度为100~150目的 焙烧产物作为辅料；
[0014] (2)将主料和辅料，按质量百分比混合均匀，制得复合乳辊辊芯预热时防氧化的保 护涂料。
[0015] 其中：
[0016]所述步骤1(2)是在电炉中进行。
[0017] 所述步骤1(1)中：
[0018] P2〇5由分析纯五氧化二磷引入，V2〇5由分析纯偏钒酸铵引入，ZnO由分析纯氧化锌 引入，B2O3由分析纯硼酸引入，Si〇2由分析纯二氧化娃引入，Na2〇由分析纯碳酸钠引入，K2O由 分析纯碳酸钾引入，Fe 2〇3由分析纯三氧化二铁引入，Li20由分析纯碳酸锂引入。
[0019] 本发明的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的使用方法，包括以下步骤：
[0020] 步骤一：将复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料和有机油，按体积比（2.5~ 4.5): 1，混炼成糊状；
[0021 ]步骤二:将其均匀喷涂在辊芯表面，厚度为0.5~1.5mm，自然环境中风干1.5~2h;
[0022] 步骤三:将辊芯置于干燥炉中，在120~150°C，保温20~30min，其中，干燥炉的升 温速率<5°C/min;
[0023] 步骤四：取出后直接用于高速钢复合乳辊的电磁连续铸造。
[0024] 其中：
[0025] 所述步骤一中，有机油为:按体积比，油酸:水溶性低碳醇：聚乙烯烯吡咯烷酮:增 稠剂=3:3:2:2，得到的混合物；
[0026] 所述步骤四中，乳辊为电磁连铸高速钢复合乳辊。
[0027] 本发明制备的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料，可以有效防止辊芯表面在 预热过程中的氧化，从而实现辊芯和工作层金属之间的冶金结合，同时涂料熔融后在结晶 器中很容易上浮并被结晶器保护渣吸收，不会对金属液造成污染。
【附图说明】
[0028] 图1本发明实施例1制备的高速钢复合乳辊横截面的形貌。
【具体实施方式】
[0029] 采用三角锥法测试实施例制备的保护涂料的软化温度和熔融温度;采用高温粘度 计来测试实施例制备的保护涂料的黏度。
[0030] 以下实施例中辊芯的材质为45#结构钢，工作层金属为高速钢，化学成分(Wt%) 为:(：：1.0~1.5%，0 :4.5~6.0%，￥:8.1~10.2%，]\1〇:4.1~6.2%，￥ :4.1~8.6%，余量为 Fe〇
[0031] 以下实施例的步骤1 (1)中：P2〇5由分析纯五氧化二磷引入，V2〇5由分析纯偏钒酸铵 引入，ZnO由分析纯氧化锌引入，B 2〇3由分析纯硼酸引入，Si02由分析纯二氧化硅引入，Na20 由分析纯碳酸钠引入，K 20由分析纯碳酸钾引入，Fe2〇3由分析纯三氧化二铁引入，Li20由分 析纯碳酸锂引入。使用时根据复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料各组分的含量，计算 出所需原料的质量。
[0032] 以下实施例的步骤一中的有机油为:按体积比，油酸:水溶性低碳醇:聚乙烯烯吡 咯烷酮:增稠剂=3:3:2:2，得到的混合物；
[0033] 实施例1
[0034] 复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料，按质量比，主料:辅料= 95:5,混合而成； 其中，主料的化学成分，按摩尔百分比为：P2〇5:24.5%，V2〇5:26.8%，Zn0:22.6%，B 2〇3: 6.0%，Si02:10.5%，Na20:1.5%，Κ20:1·0%，Li 20:3.0%，Fe2〇3:4.1%，其粒度为 150~200 目，辅料为β-锂霞石的焙烧产物，其粒度为100~150目。
[0035] 复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤1，制备粉状主料：
[0037] (1)按主料成分的摩尔百分比：Ρ2〇5:24·5%，V2〇5:26.8%，Ζη0:22·6%，Β 2〇3: 6.0%，Si〇2:10.5%，Na2〇:1.5%，K2〇:1.0%，Li2〇 :3.0%，Fe2〇3:4.1%;配料，混合均匀； [0038] (2)将混合配料置于铂金坩埚中，在电炉中于1150°C下，熔炼2h;
[0039] (3)水淬，破碎筛分，制得颗粒度为150~200目的粉状主料；
[0040] 步骤 2:
[00411 (1)将锂霞石焙烧在350°C下焙烧25min，破碎筛分，取粒度为100~150目焙烧产 物为辅料；
[0042] (2)将粉状主料和辅料，按质量百分比混合均匀，制得复合乳辊辊芯预热时防氧化 的保护涂料。
[0043] 本发明的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的使用方法，包括以下步骤：
[0044] 步骤一:将复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料和有机油，按体积比2.5:1，混 炼成糊状；
[0045] 步骤二:将其均匀喷涂在辊芯表面，厚度为0.5mm，自然环境中风干2h;
[0046] 步骤三:将辊芯置于干燥炉中，在120°C，保温30min，其中，干燥炉的升温速率为2 °C/min；
[0047] 步骤四：取出后直接用于高速钢复合乳辊的电磁连续铸造。
[0048] 本实施例制备的高速钢复合乳辊横截面的形貌见图1，如图可见，乳辊成分均匀、 无夹杂，无偏析，组织致密、晶粒细小，无疏松和缩孔，双金属结合界面良好，完全达到了冶 金结合。
[0049] 实施例2
[0050] 复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料，按质量比，主料:辅料= 95:5,混合而成； 其中，主料的化学成分，按摩尔百分比为：P2O5:26.5%，V2〇5:25.5%，ZnO: 24.5%，B2〇3: 6.5%，Si〇2:13.0%，Na2〇:1.2%，K2〇:l.l%，Li2〇:3.1%，Fe2〇3:5.1%，其粒度为150 ~200 目，辅料为β-锂霞石的焙烧产物，其粒度为100~150目。
[0051] 复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0052]步骤1，制备粉状主料：
[0053] (1)按主料成分的摩尔百分比：Ρ2〇5:26·5%，V2〇5:25.5%，Ζη0:24·5%，Β 2〇3: 6.5%，Si〇2:13.0%，Na2〇:1.2%，K2〇:l.l%，Li2〇 :3.1%，Fe2〇3:5.1%;配料，混合均匀；
[0054] (2)将混合配料置于铂金坩埚中，在电炉中于1300°C，熔炼lh;
[0055] (3)水淬，破碎筛分，制得颗粒度为150~200目的粉状主料；
[0056] 步骤 2:
[0057] (1)将β-锂霞石在400°C下焙烧20min，破碎筛分，取粒度为100~150目焙烧产物为 辅料；
[0058] (2)将粉状主料和辅料，按质量百分比混合均匀，制得复合乳辊辊芯预热时防氧化 的保护涂料。
[0059] 本发明的复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料的使用方法，包括以下步骤：
[0060] 步骤一:将复合乳辊辊芯预热时防氧化的保护涂料和有机油，按体积比4.5 :1，混 炼成糊状；
[0061] 步骤二:将其均匀喷涂在辊芯表面，厚度为1.5mm，自然环境中风干1.5h;
[0062] 步骤三:将辊芯置于干燥炉中，在120°C下，保温30