min,电磁感应加热器不停止加热,金属液浇注完毕后,感应加热器继续进行加热15分钟,使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态,以增加液固时间,使界面形成冶金结合,启动区域定向凝固升降装置将电磁感应加热器以一定的速度向上提升,逐步脱离电磁感应加热的辊轴复合层由下向上逐层顺序凝固,并根据质量要求在不同的区域内控制不同的上升速度,形成区域定向凝固,经8分钟升到保温圈处停止,继续对保温圈进行加热15分钟,以延迟保温冒口凝固时间,对冒口进行补缩,使复合层金属液中的气体和夹杂物充分上浮,消除复合层金属铸造缺陷,达到预定时间后停止加热,继续通水冷却40分钟,将铸造好的复合辊轴从结晶器内取出。
[0054](6)热处理工艺
缓缓升温10 h,在500°C下按乳辊直径每30mm保温lh进行保温,然后,随炉缓慢冷却,到150°C出炉。
[0055]所述的乳辊芯棒材料为锻造或者铸造低合金钢、中碳钢或球墨铸铁。
[0056]所述的75SiFe孕育剂加入量为0.2%。
[0057]所述的N源材料为Si3N4。
[0058]所述芯棒表面防氧化涂料的成分为Na2B407,Si02,Na20,K20,A1203,CaO其中的一种或多种成分组成。
[0059]实施例2:在图1、图2、图3、图4、图5、图6中,该设备有一龙门式区域定向凝固升降设备16,在龙门式区域定向凝固升降设备6上安装有升降台17,在升降台17的上面安装有电磁感应加热器8,通过升降电机14转动升降螺杆15或液压设备带动升降台17以所设定的速度上下移动,在龙门式区域定向凝固升降设备16的侧面安装电磁感应电源控制柜19,电磁感应电源控制柜19的两个输出端通过水冷电缆20与电磁感加热器8的两端相连接,在龙门式区域定向凝固升降设备16的下部有一底座支架、在底座支架13上安装有支承底座12,在支承底座12的上面安装有水冷底水箱11,底水箱11的中心为圆形通孔,在底水箱11的上面安装有中心为圆形通孔的浇注底板10,在浇注底板10的上面安装有组合式水冷结晶器7,在水冷结晶器7的上部安装有保温圈6,辊轴芯棒5通过支承底座12、底水箱11和浇注底板12的中心圆孔固定在结晶器7的中心,在浇注底板10的一侧联接有浇铸流道3,浇铸流道3安装在底座支架13上并与浇注坐砖4相连接,浇注坐砖4上面安装有中注管2,在中注管的顶部安装有浇铸漏斗1,在浇注漏斗1的上面有浇注包18。
[0060]在水冷底水箱11的侧面分别有进水管23和出水管24 ;水冷结晶器7由在结晶器圆周上均匀分布的3个组合式结晶器弧形水冷箱体组件7组成,在每个弧形水冷箱体组件7的下部联接有进水管21,在每个弧形水冷箱体组件7的上部联接有出水管22,通过联接螺栓9将弧形水冷箱体组件7连接成圆桶形整体;保温圈6由耐火材料或者纤维增强耐火材料制造;电磁感应电源为工频感应电源、中频感应电源、高频感应电源,频率为500Hz。
[0061]乳辊制造采用以下工艺步骤:
(1)芯轴制备和预热
首先将制造好的所需尺寸的乳辊芯棒表面进行除油、除锈处理后,在其表面均匀涂覆一层防氧化涂料,放入加热炉内进行预热到500 °C?700 °C后,通过支承底座、底水箱和浇注底板的中心圆孔固定在结晶器的中心,启动区域定向凝固升降装置,将电磁感应加热器下降到结晶器的底部,打开水冷结晶器和底水箱的进出水管,启动电磁感应加热电源,通过安装在水冷结晶器外部的感应加热器对芯棒进行表面加热,待加热到890°C ;
(2)成分设计
高镍铬钼合金铸铁复合乳辊工作层材料成分的质量百分比为:
C: 3.4%,S1:0.95%,Μη:0.80%,N1:4.0%,Cr:l.6%,Mo: 0.9%,ff:0.8%,Cu:0.8%,P:彡0.05%,S 0.03%,Mg:0.05%,Nb:0.2%,T1:0.20%, V:0.40%,B:0.10%,Ba:2.0%,Ca:1.5%,Sb:2%,Zr:0.1,N:0.10%,Y/ RE:1.8%,余量为Fe以及不可避免的微量元素; (3)金属液熔炼
按高镍铬钼合金铸铁复合乳辊预定材料成分称取原料生铁、回炉料、铬铁合金、废钢、钨铁、钒铁合金、钼铁合金、镍锭、铌铁合金、钛铁合金、紫铜,放置到中频炉中熔炼,熔炼过程中进行多次造渣扒渣,保证铁水纯净度;当铁水温度为1490°C时,取样进行化验,并调整各元素含量直至符合成分要求;
(4)球化和孕育、变质处理
将铁水包烘烤后,将预热好的所需重量的钇基重稀土镁复合球化剂与1/3需要加入的Ba、Ca和硅铁孕育剂和Nb、Ti、V、B、Sb、Si3N4合金变质剂一起埋入烘烤过的铁水包中的凹坑里,其上覆盖0. 8%的乳辊铁肩并压实,先冲入总量2/3的熔化好的合格成分的铁水,待球化反应结束后,补加剩余的1/3铁水,并在出铁槽中随流倒入预热的硅铁粒(孕育总量中剩余的2/3的75SiFe),充分搅拌后扒渣、加覆盖剂准备浇注;
(5)浇注
将球化、孕育、变质处理好的乳辊外层金属液倒入浇注包内,将浇注包内的金属液按照所预定的浇注程序通过浇注漏斗、中注管、浇铸流道浇入结晶器内与芯棒之间的空隙中,在浇注过程中,浇注温度应控制在1340°C范围,开始浇注需大流,50s后,开始减流慢浇,全部浇注过程不得大于5min,电磁感应加热器不停止加热,金属液浇注完毕后,感应加热器继续进行加热18分钟,使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态,以增加液固时间,使界面形成冶金结合,启动区域定向凝固升降装置将电磁感应加热器以一定的速度向上提升,逐步脱离电磁感应加热的辊轴复合层由下向上逐层顺序凝固,并根据质量要求在不同的区域内控制不同的上升速度,形成区域定向凝固,经10分钟升到保温圈处停止,继续对保温圈进行加热10分钟,以延迟保温冒口凝固时间,对冒口进行补缩,使复合层金属液中的气体和夹杂物充分上浮,消除复合层金属铸造缺陷,达到预定时间后停止加热,继续通水冷却60分钟,将铸造好的复合辊轴从结晶器内取出。
[0062](6)热处理工艺
缓缓升温11 h,在480°C下按乳辊直径每30mm保温lh进行保温,然后,随炉缓慢冷却,到150°C出炉。
[0063]所述的乳辊芯棒材料为锻造或者铸造低合金钢、中碳钢或球墨铸铁。
[0064]所述的75SiFe孕育剂加入量为0. 3%。
[0065]所述的N源材料为Si3N4。
[0066]实施例3 :在图1、图2、图3、图4、图5中,该设备有一龙门式区域定向凝固升降设备16,在龙门式区域定向凝固升降设备6上安装有升降台17,在升降台17的上面安装有电磁感应加热器8,通过升降电机14转动升降螺杆15或液压设备带动升降台17以所设定的速度上下移动,在龙门式区域定向凝固升降设备16的侧面安装电磁感应电源控制柜19,电磁感应电源控制柜19的两个输出端通过水冷电缆20与电磁感加热器8的两端相连接,在龙门式区域定向凝固升降设备16的下部有一底座支架、在底座支架13上安装有支承底座12,在支承底座12的上面安装有水冷底水箱11,底水箱11的中心为圆形通孔,在底水箱11的上面安装有中心为圆形通孔的浇注底板10,在浇注底板10的上面安装有组合式水冷结晶器7,在水冷结晶器7的上部安装有保温圈6,辊轴芯棒5通过支承底座12、底水箱11和浇注底板12的中心圆孔固定在结晶器7的中心,在浇注底板10的一侧联接有浇铸流道3,浇铸流道3安装在底座支架13上并与浇注坐砖4相连接,浇注坐砖4上面安装有中注管2,在中注管的顶部安装有浇铸漏斗1,在浇注漏斗1的上面有浇注包18。
[0067]在水冷底水箱11的侧面分别有进水管23和出水管24 ;水冷结晶器7由在结晶器圆周上均匀分布的6个组合式结晶器弧形水冷箱体组件7组成,在每个弧形水冷箱体组件7的下部联接有进水管21,在每个弧形水冷箱体组件7的上部联接有出水管22,通过联接螺栓9将弧形水冷箱体组件7连接成圆桶形整体;保温圈6由耐火材料或者纤维增强耐火材料制造;电磁感应电源为工频感应电源、中频感应电源、高频感应电源,频率为2000Hz。
[0068]乳辊制造采用以下工艺步骤:
(1)芯轴制备和预热
首先将制造好的所需尺寸的乳辊芯棒表面进行除油、除锈处理后,在其表面均匀涂覆一层防氧化涂料,放入加热炉内进行预热到650°C后,通过支承底座、底水箱和浇注底板的中心圆孔固定在结晶器的中心,启动区域定向凝固升降装置,将电磁感应加热器下降到结晶器的底部,打开水冷结晶器和底水箱的进出水管,启动电磁感应加热电源,通过安装在水冷结晶器外部的感应加热器对芯棒进行表面加热,待加热到900°C ;
(2)成分设计
高镍铬钼合金铸铁复合乳辊工作层材料成分的质量百分比为:
C: 3.6%,Si: 1.20%,Μη: 1. 10%, Ni: 5. 0%, Cr: 2.0%,Mo: 1. 0%, ff: 1. 5%, Cu :0. 9%, P :(0. 05%,S 0. 03%,Mg :0. 06%,Nb :0. 3%,Ti :0. 30%,V :0. 6%,B :0. 2%, Ba :2. 5%,Ca :2%,Sb :3%,Zr :0. 1,N :0. 18%,Y/ RE :2. 0%,余量为Fe以及不可避免的微量元素;
(3)金属液熔炼
按高镍铬钼合金铸铁复合乳辊预定材料成分称取原料生铁、回炉料、铬铁合金、废钢、钨铁、钒铁合金、钼铁合金、镍锭、铌铁合金、钛铁合金、紫铜,放置到中频炉中熔炼,熔炼过程中进行多次造渣扒渣,保证铁水纯净度;当铁水温度为1500°C时,取样进行化验,并调整各元素含量直至符合成分要求;
(4)球化和孕育、变质处理
将铁水包烘烤后,将预热好的所需重量的钇基重稀土镁复合球化剂与1/3需要加入的Ba、Ca和硅铁孕育剂和Nb、Ti、V、B、Sb、Si3N4合金变质剂一起埋入烘烤过的铁水包中的凹坑里,其上覆盖1%的乳辊铁肩并压实,先冲入总量2/3的熔化好的合格成分的铁水,待球化反应结束