專利名稱：復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種冶金軋輥加工鑄造裝置。
技術(shù)背景近幾年來，熱軋技術(shù)取得了很大進步，在熱軋用軋輥的發(fā)展從材質(zhì)和制造工藝上大致經(jīng)歷了以下幾個過程軋輥材質(zhì)從單一的鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼逐漸發(fā)展到復(fù)合軋輥用高鎳鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵直至最新發(fā)展的鑄造高速鋼；制造工藝也從普通整體鑄造工藝發(fā)展到復(fù)合鑄造工藝，其中復(fù)合鑄造工藝又從靜態(tài)澆注法發(fā)展到離心鑄造法。高速鋼軋輥的外層是在普通高速鋼的基礎(chǔ)上增加C含量，同時大量添加V和W，生成較多的高硬度V碳化物，從而獲得高的耐磨性。
代表當(dāng)代軋制技術(shù)水平的熱連軋技術(shù)，采用了低溫、大壓下量、小輥徑軋制等降低能耗措施，為控制板形和提高板材質(zhì)量，采用了六輥、雙交叉、雙重彎輥、小輥徑軋制技術(shù)，使輥身接觸應(yīng)力增加1-2.5倍，輥徑推力增加3-7倍，彎曲應(yīng)力增加2-3倍，接觸頻率增加數(shù)倍。采用小輥徑軋制，再加上水平彎曲，小輥徑工作輥頸的彎曲強度必須大于250MPa，相當(dāng)于700MPa拉伸強度，這些軋制技術(shù)的變化對軋輥提出了更高的要求，而目前國內(nèi)現(xiàn)有的軋輥很難達(dá)到這些要求。使用原有傳統(tǒng)材質(zhì)的軋輥，除輥耗大之外，熱軋質(zhì)量不好，如加工板帶時，會直接影響冷軋板帶的質(zhì)量，結(jié)果造成輕工用薄板幾乎全部依賴進口；另外，我國軋鋼業(yè)所用軋輥的質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大差距，軋制中換輥頻繁，軋機作業(yè)率低，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟效益差。
目前，國際上生產(chǎn)高速鋼軋輥采用的復(fù)合工藝主要為離心法，離心復(fù)合高速鋼軋輥生產(chǎn)技術(shù)是先將熔化好的外層鋼液倒入高速旋轉(zhuǎn)的模筒內(nèi)先形成外層，而后再填入球墨鑄鐵的熔體形成輥頸。離心法雖然是很成熟的復(fù)合軋輥制造技術(shù)，但存在以下缺點(1)在離心力作用下發(fā)生碳化物偏析。高碳高釩高速鋼在結(jié)晶過程中產(chǎn)生MC先共晶碳化物，因其密度比鋼液小，在離心力作用下，易偏析在工作層的內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致軋制中摩擦系數(shù)變化，引起鋼材產(chǎn)品尺寸超差。(2)輥芯部分是特厚大斷面凝固，鑄造組織粗大，輥芯強度無法大幅度提高，在應(yīng)用到1.5mm以下薄板軋制時，容易發(fā)生斷輥事故。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種新型的復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置，以生產(chǎn)工作層高性能與輥芯高強度完美結(jié)合的軋輥，來滿足熱連軋技術(shù)的需求，降低軋制中換輥頻率，大幅度提高軋機的作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
本實用新型所述的復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置包括鋼包、鋼液澆鑄系統(tǒng)、坩堝、分離環(huán)、水冷結(jié)晶器、振動器、定位導(dǎo)向裝置、輥芯感應(yīng)加熱裝置、操作平臺、拉坯系統(tǒng)和引錠板，其特征在于水冷結(jié)晶器和坩堝處于操作平臺之上，兩個振動器處于操作平臺之下，水冷結(jié)晶器通過分離環(huán)與坩堝相連，鋼液澆鑄系統(tǒng)配置在坩堝上方的一側(cè)，輥芯感應(yīng)加熱裝置和定位導(dǎo)向裝置位于坩堝的上方，拉坯系統(tǒng)位于操作平臺之下，引錠板正對結(jié)晶器的下端。
在鋼包和坩堝體內(nèi)還裝有感應(yīng)加熱體。
分離環(huán)處于坩堝和水冷結(jié)晶器之間，分離環(huán)采用摩擦系數(shù)小、強度高的材料制成。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.輥芯為預(yù)制的高韌性的鍛造材質(zhì)，強度比離心軋輥用的球墨鑄鐵高；2.工作層在結(jié)晶器中順序結(jié)晶，晶粒度細(xì)小、均勻，而且共晶萊氏體組織細(xì)小、分散，提高了工作層的抗熱疲勞性能；3.工作層與輥芯之間為冶金結(jié)合的擴散層，可以通過調(diào)整工藝參數(shù)控制，結(jié)合狀態(tài)好；4.外層復(fù)合金屬可以是高速鋼、高鉻鑄鐵、不銹鋼、黃銅等多種材料；5.該生產(chǎn)裝置既可鑄造新軋輥，又可修復(fù)舊軋輥；6.由于輥芯可數(shù)倍于軋輥長度，故一次可連續(xù)鑄造多根復(fù)合軋輥，可規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率高，設(shè)備利用率大，成本低。


圖1為本實用新型所述軋輥的連續(xù)鑄造裝置示意圖1.鋼包 2.操作平臺3.振動器 4.水冷結(jié)晶器5.分離環(huán)6.坩堝 7.感應(yīng)加熱裝置8.定位導(dǎo)向裝置9.鋼液10.澆鑄系統(tǒng)11.拉坯系統(tǒng) 12.引錠板 13.加熱器14.加熱器 15.輥芯 16.引錠板起始位置
具體實施方式
從圖1中可以看出，本實用新型所述的復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置包括鋼包1、鋼液澆鑄系統(tǒng)10、坩堝6、分離環(huán)5、水冷結(jié)晶器4、定位導(dǎo)向裝置8、輥芯感應(yīng)加熱裝置7、操作平臺2、拉坯系統(tǒng)11和引錠板12，其特征在于鋼包1在鋼液澆鑄系統(tǒng)10的上方，鋼液澆鑄系統(tǒng)10配置在坩堝6上方的一側(cè)，水冷結(jié)晶器4和坩堝6處于操作平臺2之上，水冷結(jié)晶器4通過分離環(huán)5與坩堝6相連，輥芯感應(yīng)加熱裝置7和定位導(dǎo)向裝置8位于坩堝6的上方，拉坯系統(tǒng)11位于操作平臺2之下，引錠板12正對水冷結(jié)晶器4的下端。
該裝置還含有兩個振動器3，兩個振動器3處于操作平臺2之下，兩個振動器3采用正弦波方式進行振動，振動頻率為40-70次/秒，采用低頻、高振幅正弦波振動，利于形成渣殼，便于拉坯。
鋼包1和坩堝6的墻體內(nèi)分別裝有感應(yīng)加熱器13和14，這兩個加熱體可以對鋼液9進行加熱和保溫，使鋼液9保持在良好的澆鑄溫度狀態(tài)下，以利于輥芯涂料的上浮和確保拉坯速度；同時，適于本裝置長時間、間斷澆鑄和非連續(xù)拉坯的工藝要求。
分離環(huán)5安裝在坩堝6和水冷結(jié)晶器4之間，且分離環(huán)5采用摩擦系數(shù)小、強度高的材料制成，這樣可以減少阻力，利于鋼液9由坩堝6向水冷結(jié)晶器4過渡。
圖1中，16所示虛線為引錠板12的起始位置，箭頭方向為拉坯方向。
本實用新型所述的復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)澆鑄過程如下首先將預(yù)制好的輥芯15裝入定位導(dǎo)向裝置8和水冷結(jié)晶器4中，并通過定位導(dǎo)向裝置8進行定位，定位后，輥芯15的下端與拉坯機11的引錠板12相固定，定位時，引錠板12緊靠分離環(huán)5的下端，輥芯15的軸線與坩堝6和結(jié)晶器4的縱向軸線保持一致。
然后啟動感應(yīng)加熱裝置7對輥芯15加熱，當(dāng)輥芯15表面溫度達(dá)到要求后，將預(yù)先熔煉好的鋼液9通過鋼包1和澆鑄系統(tǒng)10注入坩堝6中，繼而進入水冷結(jié)晶器4中，同時啟動感應(yīng)加熱器13和14對鋼液9進行加熱和保溫，使鋼液9始終保持在良好的澆鑄狀態(tài)下，以利于輥芯15表面涂料的上浮和確保拉坯速度。
當(dāng)鋼液9在水冷結(jié)晶器4中開始形成凝固殼，啟動振動器3對結(jié)晶器4進行振動，同時，啟動拉坯機11進行拉坯，采用步進式進行拉坯，步距5-25mm，拉坯與停拉時間比為1/3-1/6。通過結(jié)晶器4中鋼液9的不斷結(jié)晶，拉坯機11不斷向下拉坯。
該生產(chǎn)裝置既可鑄造新軋輥，又可修復(fù)舊軋輥，采用該裝置生產(chǎn)的軋輥，組織細(xì)小、均勻、夾雜物少，幾乎沒有縮孔、疏松和元素偏析等缺陷發(fā)生，其輥芯軸可以為高韌性的鍛造或鑄鋼材質(zhì)，外層復(fù)合金屬材質(zhì)選擇范圍寬，可以是高速鋼、高鉻鑄鐵、不銹鋼、黃銅等多種材料；而且結(jié)合層強度高，生產(chǎn)成本低，成本比電渣重熔法低1/2，比埋弧堆焊法低2/3。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置包括鋼包(1)、鋼液澆鑄系統(tǒng)(10)、坩堝(6)、分離環(huán)(5)、水冷結(jié)晶器(4)、定位導(dǎo)向裝置(8)、輥芯感應(yīng)加熱裝置(7)、操作平臺(2)、拉坯系統(tǒng)(11)和引錠板(12)，其特征在于鋼包(1)在鋼液澆鑄系統(tǒng)(10)的上方，鋼液澆鑄系統(tǒng)(10)配置在坩堝(6)上方的一側(cè)，水冷結(jié)晶器(4)和坩堝(6)處于操作平臺(2)之上，水冷結(jié)晶器(4)通過分離環(huán)(5)與坩堝(6)相連，輥芯感應(yīng)加熱裝置(7)和定位導(dǎo)向裝置(8)位于坩堝(6)的上方，拉坯系統(tǒng)(11)位于操作平臺(2)之下，引錠板(12)正對水冷結(jié)晶器(4)的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置，其特征在于該裝置還含有兩個振動器(3)，兩個振動器(3)處于操作平臺(2)之下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的鋼包(1)和坩堝(6)的墻體內(nèi)分別裝有感應(yīng)加熱器(13)和(14)。
專利摘要本實用新型公開了一種冶金軋輥加工鑄造裝置。由操作平臺、鋼液澆鑄系統(tǒng)、坩堝、分離環(huán)、水冷結(jié)晶器、振動器、定位導(dǎo)向裝置、感應(yīng)加熱裝置、拉坯系統(tǒng)組成，其特征在于水冷結(jié)晶器和坩堝處于操作平臺之上，兩個振動器處于操作平臺之下，水冷結(jié)晶器通過分離環(huán)與坩堝相連，鋼液澆鑄系統(tǒng)配置在坩堝上方的一側(cè)，輥芯感應(yīng)加熱裝置和定位導(dǎo)向裝置位于坩堝的上方，拉坯系統(tǒng)位于操作平臺之下，引錠板正對結(jié)晶器的下端。該裝置以生產(chǎn)工作層高性能與輥芯高強度完美結(jié)合的軋輥，來滿足熱連軋技術(shù)的需求，降低軋制中換輥頻率，大幅度提高軋機的作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
文檔編號B22D11/14GK2925693SQ20062006918
公開日2007年7月25日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者王溪, 王厚祥, 陳生林 申請人:江蘇正祥石化設(shè)備有限公司