一种高速钢轧辊的铸造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速钢轧辊的铸造方法，属于铸造领域。本发明通过在冒口上使用人工加压的方式，来加强对下辊颈的补缩效果。经过此方法处理后的高速钢轧辊，下辊颈轴承档缩松区域明显变短，由以前300mm长度缩短至90～100mm，且此处缺陷波高也降低至10％?15％之间。下辊颈的物理性能也显著提高，高温热处理后下辊颈的抗拉强度由以前的500?550Mpa提高至600?650Mpa。
【专利说明】
一种高速钢轧辊的铸造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高速钢乳辊的铸造方法，属于铸造领域。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的进步，高速钢乳辊在国内已经被广泛应用于板材、型钢、棒线材等 领域的乳钢生产，其具有的耐磨性高、强韧性好和抗热裂性能高等优点深受欢迎。
[0003] 在高速钢实际生产中，如果采取离心复合底注的铸造方式，优点在于能有效控制 结合层宽度在5-10mm以内，减少外层和芯部的融合，降低下辊颈的渗合金量。同时底注有利 于型腔内夹杂物上浮，结合层不易有夹渣缺陷。但是缺点同样明显，由于下辊颈部位过热度 高凝固较慢，容易在此处形成缩松缺陷。下辊颈探伤下来总是在距辊身端面200_500mm的轴 承档位置有缩松缺陷波反射，反射波高30%-40 %，深度为下辊颈直径的1/4到中心。此缩松 缺陷极大降低了下辊颈的强度和抗冲击韧性，增加了断辊风险。
【发明内容】
[0004] 由于底注的方法改变了传统乳辊顺序凝固的方式，使下辊颈局部过热，凝固较慢， 辊身和冒口位置凝固较快，所以造成由上往下的补缩通道受阻，最终造成下辊颈缩松。
[0005] 为解决此问题，本发明提供了一种高速钢乳辊的铸造方法，是在浇注完成后一定 时间，通过在冒口上使用人工加压的方式，来加强对下辊颈的补缩效果。
[0006] 所述一定时间t的计算公式如式(1)所示：
[0007] t = (Tl-TS)/9 式（1)，
[0008] 式（1)中T1表示铁水浇注温度（°C)，TS表示铁水理论固相线（°C)，Θ表示铁水在铸 型内的冷却速度（°C/min)。
[0009] 在本发明的一种实施方式中，所述冷却速度Θ为于铁水在铸型内的冷却速度平均 值。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述人工加压是在从加压开始的5分钟内使铸型内 铁水高度整个下降辊身高度的5%。
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述人工加压是以人工加压工具下端球状表面包裹 高温耐火石棉布，以每分钟20次的频率匀速向下击打铁水，每次压下量在5mm左右，连续击 打5分钟后，使铸型内铁水高度最终下降辊身高度的5 %。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述人工加压工具包括手柄、连接杆和加压球，所述 加压球通过连接杆与手柄连接;所述手柄包裹有防滑材料，所述连接杆为钢材，所述加压球 是包裹高温耐火石棉布的实心钢球。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，人工加压工具下端加压球的直径可根据冒口直径适 当增减。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，加压之前将铸型的浇注口用粘土封口压实。
[0015] 由于底注的方法改变了传统乳辊顺序凝固的方式，使下辊颈局部过热，凝固较慢， 辊身和冒口位置凝固较快，所以造成由上往下的补缩通道受阻，最终造成下辊颈缩松。本发 明通过在冒口上使用人工加压的方式，来加强对下辊颈的补缩效果。经过此方法处理后的 高速钢乳辊，下辊颈轴承档缩松区域明显变短，由以前300mm长度缩短至90~100mm，且此处 缺陷波高也降低至1〇%_15%之间。下辊颈的物理性能也显著提高，高温热处理后下辊颈的 抗拉强度由以前的500-550Mpa提高至600-650Mpa。
【附图说明】
[0016]图1浇注示意图。
[0017]图2加压工具主视图，1:手柄，2:连接杆，3、加压球。
[0018]图3加压工具仰视图。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] 采取离心复合底注的铸造方式浇注乳辊，离心浇注好外层后，采用底注式浇注铸 造芯部。芯部辊身规格0380x600 mm,采用的铁水成分件表1。浇注温度T1为1440°C，理论固 相温度TS为1200°C，冷却速度Θ为8°C/min，则t = 30min。
[0021] 表1芯部铁水化学成分(质量分数）
[0023]在芯部铁水浇注结束30min后，将铸型的浇注口用粘土封口压实，采用直径为 0200 mm的球状人工加压工具，在冒口以每分钟20次的频率匀速向下击打5分钟后，最终使 得铸型内铁水高度整个下降30mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明人工 加压后下辊颈轴承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至90mm，缺陷反射波高由40%下降到 12%，下辑颈抗拉强度由500Mpa提高至610Mpa。
[0024] 实施例2
[0025] 在实施例1的基础上，在芯部铁水浇注结束20min后，采用直径为0200 mm的球状 人工加压工具，在冒口以每分钟20次的频率匀速向下击打5分钟后，最终使得铸型内铁水高 度整个下降30mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明人工加压后下辊颈轴 承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至236mm。
[0026] 实施例3
[0027] 在实施例1的基础上，在芯部铁水浇注结束30min后，采用直径为0200 mm的球状 人工加压工具，在冒口以每分钟40次的频率匀速向下击打5分钟后，最终使得铸型内铁水高 度整个下降30mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明人工加压后下辊颈轴 承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至92mm。
[0028] 实施例4
[0029] 在实施例1的基础上，在芯部铁水浇注结束30min后，采用直径为0200 mm的球状 人工加压工具，在冒口以每分钟35次的频率匀速向下击打5分钟后，最终使得铸型内铁水高 度整个下降30mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明人工加压后下辊颈轴 承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至89mm。
[0030] 实施例5
[0031]在实施例1的基础上，在芯部铁水浇注结束30min后，铁水处于半凝固状态，采用直 径为0200 mm的球状人工加压工具，在冒口以每分钟15次的频率匀速向下击打5分钟后，最 终使得铸型内铁水高度整个下降25mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明 人工加压后下辊颈轴承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至201mm。
[0032] 实施例6
[0033] 在实施例1的基础上，在芯部铁水浇注结束30min后，采用直径为0200 mm的球状 人工加压工具，在冒口以每分钟15次的频率匀速向下击打8分钟后，最终使得铸型内铁水高 度整个下降30mm左右。相比未经人工加压处理的乳辊，探伤结果表明人工加压后下辊颈轴 承档缩松缺陷段长度由300mm缩短至172mm。
[0034] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技 术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范 围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1. 一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，是在浇注完成后一定时间，通过在冒口上 使用人工加压的方式，来加强对下辊颈的补缩效果;所述一定时间t的计算公式如式（1)所 示： t=(Tl-TS)/0 式（1)， 式（1)中T1表示铁水浇注温度（°C)，TS表示铁水理论固相线（°c)，Θ表示铁水在铸型内 的冷却速度（°C/min);所述人工加压是在从加压开始的5分钟内使铸型内铁水高度最终下 降辊身高度的5 %。2. 根据权利要求1所述的一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，所述人工加压是以 人工加压工具下端球状表面包裹高温耐火石棉布，以每分钟20次的频率匀速向下击打铁 水，每次压下量在5mm左右，连续击打5分钟，使铸型内铁水高度最终下降辊身高度的5%。3. 根据权利要求1所述的一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，所述冷却速度Θ为 于铁水在铸型内的冷却速度平均值。4. 根据权利要求1或2所述的一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，所述人工加压 工具包括手柄、连接杆和加压球，所述加压球通过连接杆与手柄连接;所述手柄包裹有防滑 材料，所述连接杆为钢材，所述加压球是包裹高温耐火石棉布的实心钢球。5. 根据权利要求4所述的一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，人工加压工具下端 加压球的直径根据冒口直径适当增减。6. 根据权利要求1所述的一种高速钢乳辊的铸造方法，其特征在于，加压之前将铸型的 浇注口用粘土封口压实。
【文档编号】B22C9/28GK106077517SQ201610604284
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610604284.4, CN 106077517 A, CN 106077517A, CN 201610604284, CN-A-106077517, CN106077517 A, CN106077517A, CN201610604284, CN201610604284.4
【发明人】戴鹏宇, 周守行, 陆怡
【申请人】三鑫重工机械有限公司