復(fù)合軋輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料及制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高速鋼復(fù)合乳輥制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電磁連鑄高速鋼復(fù)合乳 輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料及制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳輥在乳鋼生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)磨損、消耗量也很大。采用常規(guī)制造 方法得到的是單一成分乳輥，難以同時(shí)滿足高韌性和高耐磨性的要求。為此，出現(xiàn)了一種高 速鋼復(fù)合乳輥，與傳統(tǒng)的乳輥相比，高速鋼復(fù)合乳輥具有優(yōu)良的耐磨性、紅硬性、更高的硬 度和更長(zhǎng)的使用壽命。它的應(yīng)用可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和乳機(jī)作業(yè)率，在減少換輥次數(shù)和 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度方面也具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。在眾多制備方法中，電磁連續(xù)鑄造法具有更加 良好的發(fā)展前景。這種制備方法描述如下：
[0003] 首先采用鍛造或乳制的方法制備強(qiáng)度高、韌性好的輥芯，然后將熔融的高速鋼鋼 液澆注到輥芯和裝有電磁補(bǔ)熱和電磁攪拌器的水冷結(jié)晶器之間，使熔融的外層鋼液與輥芯 融合，然后通過(guò)拉拔機(jī)構(gòu)將乳輥向下拉，在通過(guò)結(jié)晶器時(shí)不斷凝固，然后不斷向下拉出，從 而形具有高速鋼外層、鍛造或乳制結(jié)構(gòu)鋼芯部的復(fù)合乳輥。但是在澆鑄過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)輥 芯與高速鋼之間的冶金結(jié)合，需要在澆鑄過(guò)程中采用感應(yīng)線圈將輥芯連續(xù)預(yù)熱到800°C以 上，此時(shí)如果輥芯表面保護(hù)不當(dāng)，將不可避免的要產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響復(fù)合層的結(jié) 合質(zhì)量，為此需要發(fā)明一種性能優(yōu)良的防氧化涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料以 及其制備和使用方法，涉及金屬預(yù)熱表面防氧化保護(hù)技術(shù)，應(yīng)用于電磁連鑄高速鋼復(fù)合乳 輥的輥芯，以滿足電磁連鑄高速鋼復(fù)合乳輥生產(chǎn)的需要。
[0005] 本發(fā)明的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料，按質(zhì)量比，主料:輔料=(90~ 95): (5~10)，混合而成;其中，主料的化學(xué)成分，按摩爾百分比為: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 %，F(xiàn)e2〇3:2~10 %，其粒度為150~200目，輔料為β-鋰霞石的焙燒產(chǎn)物，其粒度為100~150 目。
[0006] 所述復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的軟化溫度為500~600°C，完全熔融 溫度為650~750°C，完全熔融態(tài)黏度為5~lOPa.s。
[0007] 本發(fā)明的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1，制備粉狀主料：
[0009] (1)按摩爾百分比：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%，F(xiàn)e2〇3:2~10%，稱取粉狀原料，充 分混合成為混合配料；
[0010] (2)將混合配料置于鉑金坩堝中，在1150~1300°C，熔煉1~2h;
[0011] (3)水淬，破碎篩分，制得顆粒度為150~200目的粉狀主料；
[0012] 步驟 2:
[0013] (1)將β-鋰霞石，在350~400°C焙燒20~30min，破碎篩分，取粒度為100~150目的 焙燒產(chǎn)物作為輔料；
[0014] (2)將主料和輔料，按質(zhì)量百分比混合均勻，制得復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保 護(hù)涂料。
[0015] 其中：
[0016]所述步驟1(2)是在電爐中進(jìn)行。
[0017] 所述步驟1(1)中：
[0018] P2〇5由分析純五氧化二磷引入，V2〇5由分析純偏釩酸銨引入，ZnO由分析純氧化鋅 引入，B2O3由分析純硼酸引入，Si〇2由分析純二氧化娃引入，Na2〇由分析純碳酸鈉引入，K2O由 分析純碳酸鉀引入，F(xiàn)e 2〇3由分析純?nèi)趸F引入，Li20由分析純碳酸鋰引入。
[0019] 本發(fā)明的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的使用方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟一：將復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料和有機(jī)油，按體積比（2.5~ 4.5): 1，混煉成糊狀；
[0021 ]步驟二:將其均勻噴涂在輥芯表面，厚度為0.5~1.5mm，自然環(huán)境中風(fēng)干1.5~2h;
[0022] 步驟三:將輥芯置于干燥爐中，在120~150°C，保溫20~30min，其中，干燥爐的升 溫速率<5°C/min;
[0023] 步驟四：取出后直接用于高速鋼復(fù)合乳輥的電磁連續(xù)鑄造。
[0024] 其中：
[0025] 所述步驟一中，有機(jī)油為:按體積比，油酸:水溶性低碳醇：聚乙烯烯吡咯烷酮:增 稠劑=3:3:2:2，得到的混合物；
[0026] 所述步驟四中，乳輥為電磁連鑄高速鋼復(fù)合乳輥。
[0027] 本發(fā)明制備的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料，可以有效防止輥芯表面在 預(yù)熱過(guò)程中的氧化，從而實(shí)現(xiàn)輥芯和工作層金屬之間的冶金結(jié)合，同時(shí)涂料熔融后在結(jié)晶 器中很容易上浮并被結(jié)晶器保護(hù)渣吸收，不會(huì)對(duì)金屬液造成污染。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1本發(fā)明實(shí)施例1制備的高速鋼復(fù)合乳輥橫截面的形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 采用三角錐法測(cè)試實(shí)施例制備的保護(hù)涂料的軟化溫度和熔融溫度;采用高溫粘度 計(jì)來(lái)測(cè)試實(shí)施例制備的保護(hù)涂料的黏度。
[0030] 以下實(shí)施例中輥芯的材質(zhì)為45#結(jié)構(gòu)鋼，工作層金屬為高速鋼，化學(xué)成分(Wt%) 為:(：：1.0~1.5%，0 :4.5~6.0%，￥:8.1~10.2%，]\1〇:4.1~6.2%，￥ :4.1~8.6%，余量為 Fe〇
[0031] 以下實(shí)施例的步驟1 (1)中：P2〇5由分析純五氧化二磷引入，V2〇5由分析純偏釩酸銨 引入，ZnO由分析純氧化鋅引入，B 2〇3由分析純硼酸引入，Si02由分析純二氧化硅引入，Na20 由分析純碳酸鈉引入，K 20由分析純碳酸鉀引入，F(xiàn)e2〇3由分析純?nèi)趸F引入，Li20由分 析純碳酸鋰引入。使用時(shí)根據(jù)復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料各組分的含量，計(jì)算 出所需原料的質(zhì)量。
[0032] 以下實(shí)施例的步驟一中的有機(jī)油為:按體積比，油酸:水溶性低碳醇:聚乙烯烯吡 咯烷酮:增稠劑=3:3:2:2，得到的混合物；
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料，按質(zhì)量比，主料:輔料= 95:5,混合而成； 其中，主料的化學(xué)成分，按摩爾百分比為：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%，F(xiàn)e2〇3:4.1%，其粒度為 150~200 目，輔料為β-鋰霞石的焙燒產(chǎn)物，其粒度為100~150目。
[0035] 復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0036] 步驟1，制備粉狀主料：
[0037] (1)按主料成分的摩爾百分比：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%，F(xiàn)e2〇3:4.1%;配料，混合均勻； [0038] (2)將混合配料置于鉑金坩堝中，在電爐中于1150°C下，熔煉2h;
[0039] (3)水淬，破碎篩分，制得顆粒度為150~200目的粉狀主料；
[0040] 步驟 2:
[00411 (1)將鋰霞石焙燒在350°C下焙燒25min，破碎篩分，取粒度為100~150目焙燒產(chǎn) 物為輔料；
[0042] (2)將粉狀主料和輔料，按質(zhì)量百分比混合均勻，制得復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化 的保護(hù)涂料。
[0043] 本發(fā)明的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的使用方法，包括以下步驟：
[0044] 步驟一:將復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料和有機(jī)油，按體積比2.5:1，混 煉成糊狀；
[0045] 步驟二:將其均勻噴涂在輥芯表面，厚度為0.5mm，自然環(huán)境中風(fēng)干2h;
[0046] 步驟三:將輥芯置于干燥爐中，在120°C，保溫30min，其中，干燥爐的升溫速率為2 °C/min；
[0047] 步驟四：取出后直接用于高速鋼復(fù)合乳輥的電磁連續(xù)鑄造。
[0048] 本實(shí)施例制備的高速鋼復(fù)合乳輥橫截面的形貌見圖1，如圖可見，乳輥成分均勻、 無(wú)夾雜，無(wú)偏析，組織致密、晶粒細(xì)小，無(wú)疏松和縮孔，雙金屬結(jié)合界面良好，完全達(dá)到了冶 金結(jié)合。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料，按質(zhì)量比，主料:輔料= 95:5,混合而成； 其中，主料的化學(xué)成分，按摩爾百分比為：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%，F(xiàn)e2〇3:5.1%，其粒度為150 ~200 目，輔料為β-鋰霞石的焙燒產(chǎn)物，其粒度為100~150目。
[0051] 復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0052]步驟1，制備粉狀主料：
[0053] (1)按主料成分的摩爾百分比：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%，F(xiàn)e2〇3:5.1%;配料，混合均勻；
[0054] (2)將混合配料置于鉑金坩堝中，在電爐中于1300°C，熔煉lh;
[0055] (3)水淬，破碎篩分，制得顆粒度為150~200目的粉狀主料；
[0056] 步驟 2:
[0057] (1)將β-鋰霞石在400°C下焙燒20min，破碎篩分，取粒度為100~150目焙燒產(chǎn)物為 輔料；
[0058] (2)將粉狀主料和輔料，按質(zhì)量百分比混合均勻，制得復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化 的保護(hù)涂料。
[0059] 本發(fā)明的復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料的使用方法，包括以下步驟：
[0060] 步驟一:將復(fù)合乳輥輥芯預(yù)熱時(shí)防氧化的保護(hù)涂料和有機(jī)油，按體積比4.5 :1，混 煉成糊狀；
[0061] 步驟二:將其均勻噴涂在輥芯表面，厚度為1.5mm，自然環(huán)境中風(fēng)干1.5h;
[0062] 步驟三:將輥芯置于干燥爐中，在120°C下，保溫30