[實用新型]一種100噸級以上復合材質(zhì)超大型鑄鋼支承輥的鑄造裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720011138.7
• 申請日: 2007-03-16
• 公開（公告）號: CN201008961Y
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設計）人: 康秀紅;夏立軍;李殿中;柯偉;李依依
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B22D25/02
• 分類號: B22D25/02;B22D35/00;B22D19/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 張志偉

技術領域

本實用新型涉及100噸級以上(凈重100噸以上的支承輥為超大型支承輥)超大型復合鑄鋼支承輥鑄造過程，具體地說是一種100噸級以上復合材質(zhì)超大型鑄鋼支承輥的鑄造裝置。它適用于凈重在100噸以上復合材質(zhì)各種型號、規(guī)格的鑄鋼支承輥整體鑄造過程。

背景技術

鑄鋼支承輥是軋鋼生產(chǎn)線上的關鍵件，也是易損件。隨著鋼產(chǎn)量的不斷加大，支承輥的消耗也在不斷加大。在鋼板軋制過程中，支承輥在軋機上承受著巨大的彎矩和扭矩，受交變載荷作用，容易產(chǎn)生疲勞破壞。而夾雜物等內(nèi)部缺陷是引起疲勞破壞的內(nèi)在原因，所以支承輥必須有良好的內(nèi)在質(zhì)量。

大型鑄鋼支承輥的生產(chǎn)廠家主要有美國的WHEMCO公司、德國的GP公司、韓國的INI?STEEL公司、英國的DAVY公司。但是能夠生產(chǎn)170噸級以上鑄鋼軋輥的只有德國的GP公司，其它公司還不具備生產(chǎn)這樣大級別支承輥的能力。由于超大型鑄鋼支承輥生產(chǎn)廠家少，生產(chǎn)能力有限，而用量不斷擴大，所以造成市場處于嚴重的供不應求狀態(tài)。

超大型鑄鋼支承輥的開發(fā)難點主要在于鋼水量大，鋼水準備困難，對設備要求嚴格；軋輥軸向尺寸長，凝固過程線收縮大，收縮受阻容易產(chǎn)生拉應力裂紋，所以鑄造成形困難；鋼水澆注時間長，容易發(fā)生二次氧化，產(chǎn)生氧化夾雜，內(nèi)在質(zhì)量難于控制；軋輥屬于細長形軸類鑄件，補縮距離長，補縮通道很難保持暢通，容易出現(xiàn)縮孔、疏松缺陷。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種100噸級以上復合材質(zhì)超大型鑄鋼支承輥的鑄造裝置，可以有效地解決大型鑄鋼支承輥的裂紋、縮孔和疏松問題，使超大型鑄鋼支承輥國產(chǎn)化成為了可能。

本實用新型的技術方案是：

本實用新型主要是指在100噸級以上超大型鑄鋼支承輥制備過程中，在先進的澆注系統(tǒng)設計、鐵模覆砂工藝、切線型內(nèi)澆口旋轉充型方法、順序凝固技術、滑動輥頸技術、電加熱冒口技術、計算機模擬技術等技術基礎之上，這些內(nèi)容已經(jīng)包含在中國專利申請(專利號ZL200410021595.5，申請日：2004年8月2日，名稱：鑄鋼支承輥整體鑄造方法；申請?zhí)?00610048038.1，申請日2006年10月18日，名稱：大型鑄鋼支承輥制備工藝)中。本實用新型主要采用了下注沖洗與上注相結合的澆注工藝，并設計了相應模具和設備；采用了不同材質(zhì)鋼水進行澆注，進行鋼水保溫以及澆道保溫技術；采用了多次組箱、多次電加熱技術及復合冒口等技術。

1、下注沖洗與上注相結合澆注技術

(1)下注沖洗技術：采用先進的澆注系統(tǒng)設計原則，設計出無氣隙平穩(wěn)充型澆注系統(tǒng)。該澆注系統(tǒng)由錐形直澆道、橫澆道和切線形內(nèi)澆口組成，根據(jù)澆注的鋼水重量和澆注速度，設置1-4個澆注系統(tǒng)沿圓周分布，多個澆注系統(tǒng)同時澆注。第一種金屬液全部采用下注方法澆注，金屬液澆到輥身以上時，停止第一種金屬液的澆注。當?shù)谝环N金屬液在型腔中形成一定厚度的殼層之后，開始澆入第二種金屬液，并用第二種金屬液置換第一種金屬液的未凝固部分。

(2)上注技術：金屬液從鑄件型腔頂端(冒口端)直接澆入，上輥頸箱和冒口部分均采用上注方法澆注。

(3)澆注效果：先進行下注沖洗，可以完成復合材質(zhì)澆注，獲得表面與心部不同材質(zhì)的軋輥。后進行上注，并進行電加熱保溫，可以減小產(chǎn)生裂紋、縮孔、疏松傾向。

(4)澆注方法：下注過程采用平穩(wěn)充型澆注系統(tǒng)。在澆注過程中，金屬液在直澆道中流動時，處于充滿狀態(tài)。當金屬液達到輥身以上，溢流槽以下時，暫停澆注。30～180分鐘后，第一種金屬液已經(jīng)形成一定厚度的凝固層，開始澆注第二種金屬液，同樣以下注形式進行。隨著第二種金屬液的澆入，第一種金屬液未凝固部分逐漸被頂出溢流槽，流進盛鋼桶。當?shù)谝环N金屬液未凝固部分全部溢出之后，完成沖洗澆注，暫停澆注，封閉溢流槽，并開始向金屬液面加入電渣，進行電加熱保溫。加熱30分鐘后，開始上注。溢流槽以上的上輥頸和冒口部分采用上注技術澆注，從型腔頂部直接進行澆注。當鋼水包對準型腔后，開始澆注。進行上注時，為了減小鋼水在空氣中的暴露時間和鋼水對型腔的沖擊力，鋼水包要盡量降低。

2、設置溢流槽和盛鋼桶

(1)溢流槽：在模具設計過程中，在上輥頸箱上設置一個溢流裝置，溢流槽距上輥頸箱底面200-300mm。其形狀如同熔化爐的出鋼槽，外層為梯形鋼板槽，內(nèi)部砌筑保溫磚。

(2)盛鋼桶：盛鋼桶類似于鋼水包，容積根據(jù)澆注過程排除的金屬液量設定。一般為50～200噸。外層為鋼板結構，內(nèi)層用保溫磚砌筑。