一种涉及冶金和机械领域修复轧辊埋弧焊用的新型工业材料。 我国修复轧辊始于五十年代,首先在鞍钢大型厂轧辊再生车间修复,后逐步推广到全国,主要使用能耗高、污染严重的普通熔炼型焊剂HJ431、260、250个别使用陶质焊剂,配合焊丝为H08A和60K,有时用合金焊丝3Cr13、25CrMn2MoVA来取代普通焊丝,结果使再生的轧辊HRC(硬度)很底(只有15~20度),耐磨性能差,轧钢产量小,质量差,使用时寿命短换辊率增加,严重影响轧钢生产。鞍钢和全国的轧钢企业,每年轧辊用钢材约6.0万吨,其中90%因磨损严重和断辊而报废,浪废十分惊人。
当前,西方发达国家欧美和苏联采用合金管状焊丝或合金焊丝再配以陶质或熔炼型焊剂HJ260等。可使修复的轧辊HRC达35~45度,提高了轧辊的质量。但合金管状焊丝价格昂贵,每吨约1.5万元,使轧辊再生的成本很高,且合金焊丝或管状合金焊丝在冶炼,拨丝等方面十分困难,很难推广使用。
现在焊剂有三种类型,陶质焊剂,熔炼型焊剂及八十年代出现的先进的烧结型焊剂。陶质焊剂由于燃烧时烟气大,造成工业锰中毒,金属过渡不均匀,质量差已被淘汰;而熔炼型焊剂用电炉冶炼,耗电量非常大,污染严重,焊后金属层HRC仅20度,且轧辊不耐用,发达国家也渐渐不生产了。八十年代初欧美出现了先进的烧结型焊剂,但只是用MgO、Al2O3、Mn原料,则只适用于普通结构钢的埋弧焊,不能用于堆焊轧辊。
本发明的目的是克服上述缺点,提供一种使轧辊再生用的烧结型合金焊剂的配方及工艺,代替国内外的熔炼型和陶质焊剂。该焊剂配合普通焊丝,修复热轧钢辊,球墨铸铁辊以及结构钢的埋弧自动焊用,解决了我国修复废轧辊的“难题”。而焊接工艺性能好,质量高、成本低;无烟、无毒、无味、脱碴好,熔敷金属耐高温,耐磨损、机械性能好,节约大量的钢材,煤炭和能源。
本发明共分四个系列,主要用于修复热轧钢辊和球墨铸铁轧辊和高温、耐磨机件及结构钢的埋弧焊用的焊剂。
下面按系列详细叙述本发明的配方及工艺:
一、配方:
冶金和机械系统轧辊再生的烧结型合金焊剂的配方及工艺。可按修复不同材质的轧辊,用不同的焊丝而达到不同的洛氏硬度HRC-35、45、55,其配比如下:
1、修复热轧钢辊烧结型焊剂原料配比。
(1)、配合H08A普通焊丝,SJD-A(35)、(45)、(55),分三个配比系列(按%重量计),见表一。
(2)、配合60K普通焊丝,SJD-B(35)、(45)、(55),分三个配比系列(按%重量计),见表二。
2、球墨铸铁轧辊用埋弧焊剂原料配比,配合H08A普通焊丝SJD-C(45)配比,(均按%重量计),见表三:
3、低硬度轧辊和结构钢用埋弧焊剂原料配比。
配合60K、H08A、H10Mn、H08MnSi、H10MnSi、普通焊丝,SJD-F配比(均按%重量计),见表四:
以上表中的“其它”栏中为钒钛稀有元素。
二、焊剂生产工艺:
1、工艺流程及生产线设备见图1
准备原料,将一定比例原料配制好待用。
注:1.-原料; 2.-搅拌;
3.-造粒; 4.-烘干;
5.-分筛; 6.-碎粒;
7.-烧结; 8.-包装;
2、搅拌:
将不同系列原料配比,投入到准备好的搅拌机内均匀搅拌,后加入粘结剂,拌成湿状粉剂,倒入盘上待用。
3、造粒:
将湿状合金粉剂通过筛网8~10目的颗粒流入到造粒机倾斜式滚筒内,滚成圆粒状焊剂颗粒,从下方流出,粒度φ0.45~2.5m/m左右。
4、烘干:
将圆粒状焊剂颗粒装入烘干机圆筒里加热,烘干温度250~300℃,时间3~5分钟。
5、6、筛选、碎粒:
将烘干后的焊剂颗粒入筛选机的上层筛8~10目,然后落入第二层筛40~50目,大于φ2.5m/m颗粒入破碎机,小于50目的重新入搅拌机,合格焊剂8~50目(φ0.45~2.5m/m)入烧结机。
7、烧结:
合格圆粒状烧结焊剂在烧结机中进行烧结,温度600~900度,持温1~2小时烧结。
8、包装:
烧结焊剂凉至30~40℃,经包装机入塑料编织袋中。
三、焊接工艺及规范:
1、焊剂在受潮后使用前烘干温度:250~300℃,2小时。
2、轧辊预热温度≥250℃;
3、结构钢予热温度≥150℃;
4、轧辊堆焊金属层最小厚度≥7mm;
5、层间温度≥200℃;
6、电流电压:V28~36伏特;A450~600安培;
7、焊速:20~25m/m;辊速转/4-8分;
8、焊丝伸长、角度:伸长30~50m/m;
角度80~90度角。