專利名稱：軋輥鑄造工藝及所用澆鑄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是ー種用于靜態(tài)生產(chǎn)軋鋼軋輥的鑄造エ藝及所用澆鑄裝置。
背景技術(shù)：
目前軋輥廠靜態(tài)生產(chǎn)軋鋼軋輥主要有兩種方法頂部澆注法和底部澆注法。頂部澆注法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、鋼水利于順序凝固，但是，其最大問(wèn)題是由于直接從冒ロ端沖入，沖刷カ大，容易把鑄型沖壞；鑄型內(nèi)的鋼水在沖擊力作用下向內(nèi)翻騰，鋼水表面的渣子、砂子很容易被帶入軋輥內(nèi)部，造成軋輥夾渣、夾砂缺陷；同時(shí)這種方法，エ藝設(shè)計(jì)時(shí)軋輥留有的加工余量大，既増加了能源浪費(fèi)，又加大了機(jī)加工工作量，因次，頂部澆注法一般只在軋輥長(zhǎng)度較短、質(zhì)量要求不太高的情況下使用。底部澆注法澆注吋，鋼水是通過(guò)澆ロ杯、直澆道、 橫澆道沿切線方向進(jìn)入軋輥下輥頸、冷型、上輥頸、冒ロ，鋼水上升平穩(wěn)，軋輥質(zhì)量好，無(wú)論大輥、小輥都可以生產(chǎn)，但是，這種方法需要增加澆注系統(tǒng)，尤其當(dāng)一包鋼水澆注多支軋輥時(shí)既浪費(fèi)材料，到后期由于溫度降低，澆鑄的軋輥質(zhì)量受到影響；另外，這種エ藝，下輥頸、 冷型的內(nèi)壁要掛ー層型砂，全靠工人用手工壓實(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低；軋輥開(kāi)箱后，砂箱要冷卻到室溫才能使用，造型后在車間陰干一天，再進(jìn)烘干爐加熱8小吋，才能澆注，一套エ裝至少4 5天后才能再用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供ー種軋輥鑄造エ藝及所用澆鑄裝置，以提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源，鑄造出具有較高內(nèi)在質(zhì)量和較好機(jī)械加工性能的軋輥鑄件。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是ー種軋輥鑄造エ藝，具有以下步驟a、制作澆注裝置，將帶有澆ロ杯的直澆ロ砂箱置于底盤上，直澆ロ砂箱的直澆道與底盤的橫澆道連通，圍繞直澆ロ砂箱四圍設(shè)置軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱放在底盤上，使底盤的橫澆道與下輥頸砂箱底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔連通，然后將冷型與下輥頸砂箱上平面連接，上輥頸砂箱底部連接在冷型上平面上，最后將冒ロ箱與上輥頸砂箱上平面連接；b、將適量保護(hù)渣包裝后，從冒ロ箱吊放入軋輥砂箱內(nèi)，保護(hù)渣位于冷型內(nèi)近下輥頸砂箱上端處；C、將合格的鋼水通過(guò)澆ロ杯澆入直澆ロ砂箱內(nèi)，鋼水進(jìn)入橫澆道后通過(guò)下輥頸砂箱底部小孔進(jìn)入下輥頸砂箱內(nèi)；d、鋼水與保護(hù)渣接觸使保護(hù)渣熔化，熔化的保護(hù)渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護(hù)渣流向側(cè)面，接觸到下輥頸砂箱和冷型內(nèi)壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱和冷型的內(nèi)壁表面與鋼水之間形成ー層保護(hù)渣層；
e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱時(shí)，從冒ロ箱補(bǔ)充一定量的保護(hù)渣，直至完成軋輥的澆注。具體說(shuō)，所述保護(hù)渣的用量按軋輥內(nèi)表面面積計(jì)算為1. 2 1. 4Kg/m2。所述保護(hù)渣的熔點(diǎn)為1250°C 1500°C。澆注時(shí)的澆注速度為600Kg/min 1200Kg/min，可根據(jù)軋輥材質(zhì)不同選取。澆注時(shí)軋輥砂箱溫度為50°C 90°C，且同一軋輥每次澆注時(shí)軋輥砂箱溫度偏差在20°C以內(nèi)。ー種上述鑄造エ藝所用澆鑄裝置，包括帶有澆ロ杯的直澆ロ砂箱和位于直澆ロ砂箱底部的底盤，直澆ロ砂箱的直澆道與底盤的橫澆道連通，所述底盤上圍繞直澆ロ砂箱設(shè)有軋輥砂箱，軋輥砂箱包括下輥頸砂箱、冷型、上輥頸砂箱及冒ロ箱，下輥頸砂箱設(shè)置在底盤上，冷型與下輥頸砂箱上平面連接，上輥頸砂箱底部卡接在冷型上平面上，冒ロ箱與上輥頸砂箱上平面連接，底盤的橫澆道與下輥頸砂箱底部位于軋輥中心線處的小孔連通。優(yōu)選地，所述的軋輥砂箱圍繞直澆ロ砂箱設(shè)置有四個(gè)。為保證鋼水最后凝固，生產(chǎn)出無(wú)缺陷的軋輥，所述的冒ロ箱內(nèi)壁設(shè)有絕熱套。本發(fā)明的有益效果是采用以上鑄造エ藝及鑄造裝置進(jìn)行軋輥的鑄造生產(chǎn)，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、生產(chǎn)效率提高，同樣エ裝數(shù)量下，可以多生產(chǎn)10%的軋輥。2、工人勞動(dòng)強(qiáng)度減小，由于冷型、下輥頸砂箱不掛砂，可減少工人2/3工作量。3、節(jié)能、環(huán)保，原來(lái)鑄型都要烘干，既浪費(fèi)能源，又造成環(huán)境污染，本方法利用澆注軋輥后的余熱來(lái)保證エ裝溫度，不用再加熱了。4、軋輥內(nèi)在質(zhì)量提高，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)致密，具有較好的機(jī)械加工性能；軋輥工作層柱狀晶粒發(fā)達(dá)，提高了軋輥耐磨性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明所述澆注裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所述澆注裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明所述保護(hù)渣在澆注前放置位置示意圖。圖中1.直澆ロ砂箱 11.直澆道2.底盤21.橫澆道3.下輥頸砂箱31.小孔4.冷型5.上輥頸砂箱6.冒ロ箱7.絕熱套8.澆ロ杯
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。ー種軋輥鑄造エ藝，具有以下步驟a、制作澆注裝置，如圖1、圖2所示，將帶有澆ロ杯8的直澆ロ砂箱1置于底盤2 上，直澆ロ砂箱1的直澆道11與底盤2的橫澆道21連通，圍繞直澆ロ砂箱1四圍設(shè)置四個(gè)軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱3放在底盤2上，使底盤2的橫澆道21與下輥頸砂箱3底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔31連通，然后將冷型4與下輥頸砂箱3上平面連接，上輥頸砂箱5底部連接在冷型4上平面上，最后將冒ロ箱6與上輥頸砂箱5上平面連接；b、將適量保護(hù)渣包裝后，從冒ロ箱6吊放入軋輥砂箱內(nèi)，保護(hù)渣位于冷型4內(nèi)近下輥頸砂箱3上端處，如圖3所示。c、將合格的鋼水通過(guò)澆ロ杯8澆入直澆ロ砂箱1內(nèi)，鋼水進(jìn)入橫澆道21后通過(guò)下輥頸砂箱3底部小孔31進(jìn)入下輥頸砂箱內(nèi)；d、鋼水與保護(hù)渣接觸使保護(hù)渣熔化，熔化的保護(hù)渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護(hù)渣流向側(cè)面，接觸到下輥頸砂箱3和冷型4內(nèi)壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱3和冷型4的內(nèi)壁表面與鋼水之間形成ー層保護(hù)渣層；e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱5時(shí)，從冒ロ箱6補(bǔ)充一定量的保護(hù)渣，直至完成軋輥的澆注。上述過(guò)程中所述保護(hù)渣的作用原理是當(dāng)鋼水進(jìn)入下輥頸砂箱3吋，把保護(hù)渣熔化，保護(hù)渣漂浮在鋼水上面，保護(hù)鋼水不與空氣接觸，防止鋼水氧化。鋼水液面上升吋，因?yàn)殇撍畯难剀堓佒行木€方向進(jìn)入，中心處液面高于四周，保護(hù)渣流向四周，液態(tài)的保護(hù)渣接觸到下輥頸砂箱3及冷型4內(nèi)壁面，受到激冷，迅速凝固，從而在鋼水和上述內(nèi)壁之間形成固態(tài)的保護(hù)渣層，保護(hù)下輥頸砂箱3及冷型4不受鋼水沖刷，開(kāi)箱后，保護(hù)渣層破碎，軋輥表面非常光滑。由于生產(chǎn)的軋輥有大有小，因而保護(hù)渣的熔點(diǎn)要有所不同，熔點(diǎn)太低保護(hù)渣遇到冷型內(nèi)壁不會(huì)凝固，起不到保護(hù)作用，熔點(diǎn)太高，不能熔化，也起不到保護(hù)作用。根據(jù)軋輥的材質(zhì)、大小選擇合理熔點(diǎn)保護(hù)渣是關(guān)系到能否生產(chǎn)合格軋輥的關(guān)鍵，較理想的保護(hù)渣的熔點(diǎn)為 125015000C ο保護(hù)渣用量是確保鑄造出高質(zhì)量軋輥的關(guān)鍵點(diǎn)之一，根據(jù)軋輥大小不同，確定合理的保護(hù)渣用量，少了起不到保護(hù)作用，多了幾浪費(fèi)，還會(huì)造成夾渣等鑄造缺陷。一般用量按軋輥內(nèi)表面面積計(jì)算為1. 2 1. 4Kg/m2較佳。澆注時(shí)軋輥砂箱的溫度控制也是ー關(guān)鍵點(diǎn)，只有確定澆注時(shí)軋輥砂箱合適的溫度，確保生產(chǎn)出合格軋輥。較理想的澆注時(shí)軋輥砂箱溫度控制在50°C 90°C之間，直徑較小的軋輥取上限，直徑較大的軋輥取下限，且同一軋輥每次澆注時(shí)的軋輥砂箱溫度偏差應(yīng)在20°C以內(nèi)。還有，要鑄造出高質(zhì)量的軋輥，澆注速度控制也是關(guān)鍵點(diǎn)之一，澆注速度太快，保護(hù)渣不能形成均勻的保護(hù)渣層，起不到保護(hù)作用，澆注速度太慢，形成的保護(hù)渣層厚度小， 也起不到保護(hù)作用，一般說(shuō)來(lái)澆注速度與軋輥材質(zhì)也有關(guān)系，不同材質(zhì)要求的澆注速度不同，通常以鋼的含碳量作為選擇依據(jù)，含有0. 5% C時(shí)，澆注速度為1200kg/min ；含有1. 0% C時(shí)，澆注速度為1000kg/min ；含有1. 5% C時(shí)，澆注速度為800kg/min ；含有2. 0% C時(shí)，澆注速度為600kg/min，從上看出，含碳量越高，澆注速度就越慢。如圖1、圖2所示的ー種上述鑄造エ藝所用澆鑄裝置，包括上端帶有澆ロ杯8的直澆ロ砂箱1和位于直澆ロ砂箱1底部的底盤2，所述底盤2上圍繞直澆ロ砂箱1設(shè)有四個(gè)軋輥砂箱，該軋輥砂箱包括下輥頸砂箱3、冷型4、上輥頸砂箱5及冒ロ箱6，其中，直澆ロ砂箱 1 內(nèi)部有耐火磚管形成的直澆道11，底盤2 具有用耐火磚管鋪設(shè)的橫澆道21，下輥頸砂箱 3 精密鑄造成與軋輥要求接近的內(nèi)孔形狀，以減小加工余量，冷型4 為形成軋輥輥身部分的模具，上輥頸砂箱5 內(nèi)部由自硬砂組成的型腔，冒ロ箱6 內(nèi)壁設(shè)有絕熱套7，保證軋輥?lái)樞蚰獭Ｋ龅闹睗驳?1與所述的橫澆道21連通。所述的下輥頸砂箱3設(shè)置在底盤2上，冷型4與下輥頸砂箱3上平面連接，上輥頸砂箱5底部卡接在冷型4上平面上，冒ロ箱6與上輥頸砂箱5上平面連接，底盤2的橫澆道 21與下輥頸砂箱3底部位于軋輥中心線處的小孔31連通，以保證鋼水沿所鑄造的軋輥中心線方向進(jìn)入下輥頸砂箱3內(nèi)。上述冷型4及下輥頸砂箱3壁厚確定壁厚太大或太小，不但影響軋輥質(zhì)量，也會(huì)影響砂箱壽命，一般按以下公式確定冷型4及下輥頸砂箱3的壁厚，以保證生產(chǎn)出合格的軋棍。冷型橫截面面積/軋輥橫截面面積=1. 25 1. 50即(D2_d2)/d2 = 1. 25 1. 50D = (1. 5 1. 58)d這里D 冷型外徑d:冷型內(nèi)徑，近似軋輥毛坯外徑。本發(fā)明工作過(guò)程如下合格鋼水通過(guò)澆ロ杯8澆入直澆ロ砂箱1內(nèi)，然后進(jìn)入橫澆道21，再通過(guò)下輥頸砂箱3底部小孔31進(jìn)入下輥頸砂箱3內(nèi)，砂箱里有一定數(shù)量的保護(hù)渣， 鋼水進(jìn)入下輥頸砂箱3后，把保護(hù)渣熔化，熔化的玻璃質(zhì)保護(hù)渣覆蓋在鋼水表面，保護(hù)鋼水不被氧化。同時(shí)，鋼水液面上升，液態(tài)保護(hù)渣流向側(cè)面，接觸到下輥頸砂箱3或冷型4內(nèi)壁面，受到激冷，很快凝固，在上述內(nèi)壁面與鋼水之間形成ー層玻璃質(zhì)的保護(hù)渣層，該保護(hù)渣層既能延長(zhǎng)砂箱(冷型)的使用壽命，也能使軋輥表面光潔，開(kāi)箱后，玻璃質(zhì)的保護(hù)渣層自然破碎，軋輥表面光潔，減小了機(jī)加工時(shí)刀具磨損，在鋼水上升到上輥頸砂箱5吋，因?yàn)閮?nèi)部有型砂，保證軋輥的上輥頸部分比輥身部分凝固緩慢，利于補(bǔ)縮，冒ロ箱6內(nèi)壁設(shè)有絕熱套7，保證鋼水最后凝固，生產(chǎn)出無(wú)缺陷的軋輥。本發(fā)明所用的下輥頸砂箱3、冷型4內(nèi)壁不掛砂，用保護(hù)渣形成的保護(hù)渣層保護(hù)砂箱，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，開(kāi)箱后利用下輥頸砂箱3、冷型4的余熱可直接合箱澆鑄下一支軋輥，既節(jié)約能源，又保護(hù)環(huán)境。特別是在生產(chǎn)小軋輥時(shí)，可以用ー個(gè)直澆 ロ砂箱1澆鑄多支軋輥，減小鋼水消耗，提高收得率。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軋輥鑄造エ藝，其特征是具有以下步驟a、制作澆注裝置，將帶有澆ロ杯⑶ 的直澆ロ砂箱⑴置于底盤⑵上，直澆ロ砂箱⑴的直澆道(11)與底盤⑵的橫澆道 (21)連通，圍繞直澆ロ砂箱(1)四圍設(shè)置軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱C3)放在底盤(2)上， 使底盤O)的橫澆道01)與下輥頸砂箱(3)底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔(31) 連通，然后將冷型(4)與下輥頸砂箱( 上平面連接，上輥頸砂箱( 底部連接在冷型(4) 上平面上，最后將冒ロ箱(6)與上輥頸砂箱( 上平面連接；b、將適量保護(hù)渣包裝后，從冒 ロ箱(6)吊放入軋輥砂箱內(nèi)，保護(hù)渣位于冷型內(nèi)近下輥頸砂箱C3)上端處；C、將合格的鋼水通過(guò)澆ロ杯(8)澆入直澆ロ砂箱(1)內(nèi)，鋼水進(jìn)入橫澆道(11)后通過(guò)下輥頸砂箱 (3)底部小孔(31)進(jìn)入下輥頸砂箱(3)內(nèi)；d、鋼水與保護(hù)渣接觸使保護(hù)渣熔化，熔化的保護(hù)渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護(hù)渣流向側(cè)面，接觸到下輥頸砂箱(3)和冷型⑷內(nèi)壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱⑶和冷型⑷的內(nèi)壁表面與鋼水之間形成ー層保護(hù)渣層；e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱(5)時(shí)，從冒ロ箱(6)補(bǔ)充一定量的保護(hù)渣，直至完成軋輥的澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是所述保護(hù)渣的用量按軋輥內(nèi)表面面積計(jì)算為 1.2-1. 4Kg/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是所述保護(hù)渣的熔點(diǎn)為1250°C 1500 0C ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是澆注時(shí)的澆注速度為600Kg/min 1200Kg/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是澆注時(shí)軋輥砂箱溫度為50°C 900C，且同一軋輥每次澆注時(shí)軋輥砂箱溫度偏差在20°C以內(nèi)。
6.ー種用于權(quán)利要求1所述鑄造エ藝的澆鑄裝置，包括帶有澆ロ杯(8)的直澆ロ砂箱 ⑴和位于直澆ロ砂箱⑴底部的底盤O)，直澆ロ砂箱⑴的直澆道(11)與底盤⑵的橫澆道01)連通，其特征是所述底盤( 上圍繞直澆ロ砂箱(1)設(shè)有軋輥砂箱，軋輥砂箱包括下輥頸砂箱(3)、冷型G)、上輥頸砂箱( 及冒ロ箱(6)，下輥頸砂箱C3)設(shè)置在底盤 (2)上，冷型(4)與下輥頸砂箱( 上平面連接，上輥頸砂箱( 底部卡接在冷型(4)上平面上，冒ロ箱(6)與上輥頸砂箱(5)上平面連接，底盤(2)的橫澆道01)與下輥頸砂箱⑶ 底部位于軋輥中心線處的小孔(31)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的澆鑄裝置，其特征是所述的軋輥砂箱圍繞直澆ロ砂箱(1) 設(shè)置有四個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的澆鑄裝置，其特征是所述的冒ロ箱(6)內(nèi)壁設(shè)有絕熱套⑵。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軋輥鑄造工藝及所用澆鑄裝置，首先制作澆注裝置；然后將適量保護(hù)渣包裝后，從冒口箱吊放入軋輥砂箱內(nèi)；進(jìn)行澆注，將合格的鋼水通過(guò)澆口杯澆入直澆口砂箱內(nèi)，使鋼水與保護(hù)渣接觸使保護(hù)渣熔化，分別在下輥頸砂箱和冷型的內(nèi)壁表面與鋼水之間形成一層保護(hù)渣層；在鋼水接近上輥頸砂箱時(shí)，從冒口箱補(bǔ)充一定量的保護(hù)渣，直至完成軋輥的澆注。本發(fā)明所用的下輥頸砂箱、冷型內(nèi)壁不掛砂，用保護(hù)渣形成的保護(hù)渣層保護(hù)砂箱，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，開(kāi)箱后利用下輥頸砂箱、冷型的余熱可直接合箱澆鑄下一支軋輥，節(jié)能環(huán)保，并可以用一個(gè)直澆口砂箱澆鑄多支小直徑軋輥，減小鋼水消耗，提高收得率。
文檔編號(hào)B22C9/28GK102554129SQ201110441759
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者孫鐸基, 時(shí)海峰, 許健 申請(qǐng)人:常州凱達(dá)重工科技有限公司