[發明專利]輥身、輥體及其制造方法

在審

• 申請號: 202010962402.5
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112496286A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 帕特里克·科斯塔;馬茨·約翰遜;埃里克·米切爾
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: B22D11/128
• 分類號: B22D11/128;F16C13/00
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 梁晨

一種輥身(24)或輥體(25)，用于包括軸(26、27、25a)的連續鑄造設備的輥系(20)。所述輥身(24)或輥體(25)配置為被支撐在所述軸(26、27、25a)上，并且包括至少一個內部通道(36)。包括所述至少一個內部通道(36)的所述輥身(24)或輥體(25)是通過鑄造制成的。

技術領域

本發明涉及一種適用于連續鑄造設備(/連鑄設備)的輥系(/輥線)(roll line)的具有至少一個內部通道的輥身(/輥套/輥罩)(roll mantle)或輥體(roll body)(即，一體式的輥身和軸)以及用于制造這種輥身或輥體的方法。

背景技術

在連續鑄造過程中，熔融金屬從鋼包(ladle)通過中間包(tundish)流入具有水冷壁的模具中。一旦進入模具，熔融金屬便緊靠水冷模具壁固化而形成堅固的殼。這種包含液態金屬的殼(現在稱為鑄坯(strand))從模具的底部連續地撤出。鑄坯由密集地間隔的水冷輥系支撐，水冷輥系用于支撐鑄坯的壁抵抗鑄坯內的仍正在固化的液體的鐵靜態壓力(ferrostatic pressure)。為了提高固化速度，對鑄坯噴灑大量的水。最后，將鑄坯切成預定長度。然后，鑄坯可以繼續通過其他輥系以及將金屬壓扁、軋制或擠壓成其最終形狀的其他機構。

由于鑄造的金屬鑄坯在高于900℃的溫度下離開模具，特別是在鋼鑄坯的情況下，因此輥系的輥身或輥體通常設置有內部冷卻，以便于鑄坯經過它們的冷卻并且延長輥身或輥體的使用壽命。

除了高溫之外，由于在連續鑄造設備中使用的輥系在使用期間承受高載荷、大幅溫度變化、高濕度、高腐蝕、磨蝕和高污染，因此在連續鑄造設備中使用的輥系還會遭受極端磨損。與在連續鑄造設備中使用的其他組件相比，輥系的使用壽命相對較短。出于這個原因，必須頻繁地將輥系更換為新的輥系或大修(/徹底檢修)(overhauled)的輥系。如果輥系出現故障，則必須在盡可能短的時間內進行替代，以使連續鑄造設備(/連鑄設備)的停機時間(down time)最小化。輥系相對較大且較重，并且更換它們既困難又耗時。

通常，在輥身或輥體的不同部分中使用不同的材料。更耐腐蝕的材料(諸如，合金含量較高的鋼)用于與金屬鑄坯接觸的輥身或輥體的外表面，而機械強度較高的材料(諸如，具有較高碳含量的鋼)用于輥身或輥體的芯。作為一種選擇，或另外地，可以將保護涂層涂覆到輥身或輥體的外表面。例如，包覆焊接(weld cladding)可以用于涂覆高性能合金(諸如，鉻鎳基超級合金)的薄層，以改善輥身或輥體的耐磨性和耐腐蝕性。

第EP1646463號歐洲專利申請涉及一種用于連續鑄造安裝(/裝置)的內部冷卻的鑄坯導輥(/導坯輥)。鑄坯導輥包括中心旋轉軸和以旋轉固定的方式支撐在所述軸上的至少一個圓柱形輥筒。定位為距圓柱形輥筒的外表面有恒定距離的冷卻劑通道穿過輥筒。冷卻劑通道在圓柱形輥筒的外周處或附近均勻地分布在圓柱形輥筒的內部中，并且由通孔形成。來自配置在中心旋轉軸中的冷卻劑線路的冷卻劑被供應到位于圓柱形輥筒的一端處的冷卻劑通道，并且經由分支線路從該冷卻劑通道返回到位于圓柱形輥筒的另一端處的冷卻劑線路，該分支線路在該冷卻劑通道與該冷卻劑線路之間在徑向上延伸通過圓柱形輥筒。

這存在以下風險：支撐圓柱形輥筒(諸如，EP1646463中公開的鑄坯導輥)的旋轉軸在其冷卻劑通道所在的端部區域處將會變弱，因為在使用期間軸的靠近圓柱形輥筒端部的端部區域承受最高的機械應力。

另外，這種圓柱形輥筒通過以下方式制造：制造沒有任何冷卻劑通道的金屬圓柱體，然后通過機加工形成冷卻劑通道，例如通過在金屬圓柱體中鉆孔來形成冷卻劑通道。然而，從圓柱形輥筒的內部進行鉆孔可能非常復雜且耗時，尤其是當相對于圓柱形輥筒的內表面以一定角度鉆孔時或當對高強度鋼鉆孔時。此外，這種制造過程中的冷卻劑通道具有尖銳邊緣，該尖銳邊緣具有已經被鉆孔工具機械損壞的內表面。冷卻劑通道的內表面上的缺口和凸起會導致碎屑聚集在冷卻劑通道中，這會不利地影響冷卻劑通過冷卻劑通道的流動。此外，通過機加工可能無法實現內部通道的某些幾何形狀、配置和曲率半徑，這限制了制造商的設計選擇。

發明內容