CN106077517A - 一种高速钢轧辊的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速钢轧辊的铸造方法,属于铸造领域。
背景技术
随着科学技术的进步,高速钢轧辊在国内已经被广泛应用于板材、型钢、棒线材等领域的轧钢生产,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。
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
由于底注的方法改变了传统轧辊顺序凝固的方式,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。
为解决此问题,本发明提供了一种高速钢轧辊的铸造方法,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。
所述一定时间t的计算公式如式(1)所示:
t=(T1-TS)/θ 式(1),
式(1)中T1表示铁水浇注温度(℃),TS表示铁水理论固相线(℃),θ表示铁水在铸型内的冷却速度(℃/min)。
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。
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%。
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%。
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。
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。
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。
由于底注的方法改变了传统轧辊顺序凝固的方式,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。
附图说明
图1浇注示意图。
图2加压工具主视图,1:手柄,2:连接杆,3、加压球。
图3加压工具仰视图。
具体实施方式
实施例1
采取离心复合底注的铸造方式浇注轧辊,离心浇注好外层后,采用底注式浇注铸造芯部。芯部辊身规格采用的铁水成分件表1。浇注温度T1为1440℃,理论固相温度TS为1200℃,冷却速度θ为8℃/min,则t=30min。
表1芯部铁水化学成分(质量分数)
C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Mg |
2.8-3.0 | 2.3-2.5 | 0.3-0.5 | ≤0.05 | ≤0.02 | ≤0.2 | ≤0.5 | ≤0.2 | ≥0.04 |
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轧辊,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%,下辊颈抗拉强度由500Mpa提高至610Mpa。
实施例2
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轧辊,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。
实施例3
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轧辊,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。
实施例4
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轧辊,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。
实施例5
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轧辊,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。
实施例6
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轧辊,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。
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。
Claims (6)
1.一种高速钢轧辊的铸造方法,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=(T1-TS)/θ 式(1),
式(1)中T1表示铁水浇注温度(℃),TS表示铁水理论固相线(℃),θ表示铁水在铸型内的冷却速度(℃/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所述的一种高速钢轧辊的铸造方法,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所述的一种高速钢轧辊的铸造方法,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所述的一种高速钢轧辊的铸造方法,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所述的一种高速钢轧辊的铸造方法,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所述的一种高速钢轧辊的铸造方法,其特征在于,加压之前将铸型的浇注口用粘土封口压实。
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