[發明專利]離心有型鑄造軋輥的制備方法及其輥身造型裝置

在審

• 申請號: 202211295357.8
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115625310A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李煥軍;李欣
• 申請（專利權）人: 福建申陽科技有限公司
• 主分類號: B22D13/10
• 分類號: B22D13/10;B22D15/00
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 譚博

本發明涉及離心有型鑄造軋輥輥身造型裝置，包括輥模內沿軸向平行設置的若干用于造型軋槽的孔型冷鐵；所述孔型冷鐵由至少8塊扇形冷鐵組合后脹緊設于輥模內壁的環狀結構以限制扇形冷鐵形變。本發明通過多塊扇形冷鐵組合的孔型冷鐵結構，采用脹緊形式設置與輥模內側，從而有效的解決了孔型冷鐵的變形問題，方便脫模，能夠有效的實現工業化生產有型軋輥。

技術領域

本發明涉及軋輥制造領域，尤其涉及一種離心有型鑄造軋輥的制備方法及其輥身造型裝置。

背景技術

自從有熱軋鋼開始至今,軋輥一直都是軋機上使金屬產生連續塑性變形的主要工作部件和工具，軋輥性能的好壞直接影響著軋鋼的生產效率和鋼材的表面質量，因此軋輥的各項物理機械性能的重要性是顯而易見的。多年以來軋輥生產行業積極引進相關行業的先進技術，在生產工藝和材料性能等方面都有了長足的進步和發展，極大地推動和促進了軋鋼行業的發展。比如在板帶鋼軋制方面推出了離心鑄造高速鋼軋輥、CPC高速鋼軋輥等性能優良的新材質、新工藝軋輥。在線棒材軋制行業推出了用于精軋機架的離心高速鋼軋輥和碳化鎢軋輥等耐磨性能優異的軋輥。這些用新材質、新工藝所生產出軋輥投放市場后體現出了良好的軋制性能，同時也促進了板帶鋼和線棒材軋鋼行業的發展。

而用于軋制型鋼的軋輥卻長期以來沒有長足的發展，現今軋制型鋼所用的軋輥大部分還是耐磨性和強韌性比較差的常法軋輥，近年來小部分型鋼軋制開始引進了離心軋輥，但材質也僅局限在中NiCrMo無限冷硬球墨鑄鐵軋輥、珠光體球墨鑄鐵軋輥和數量極少的貝氏體球墨鑄鐵軋輥等。雖然在單位軋制量上有所提高，但提高幅度不大。如果再繼續引入更高材質、更高硬度的軋輥，那么深孔加工難度就會大大增加，勢必會耗費巨大的開孔成本和損失加工效率。同時還面臨著開深孔以后因為硬度降落而造成的耐磨性下降的問題。

本發明所涉及的產品為大、中、小型型鋼熱軋生產所用的軋輥；棒材、線材軋機粗、中軋軋輥。這些軋輥有一個共同的特征，就是：都需要開較深的孔型(一般開孔深度為40～150mm，線、棒材粗中軋個別平輥軋制的除外)。這些軋輥的基本結構如圖1包括：傳動端輥頸1、傳動端扁頭2、操作側輥頸5、輥身部分的輥環4、輥身部分的軋槽3等幾個部分。

以往傳統的軋輥生產工藝是先鑄造輥身為平滑狀態的軋輥，待按訂貨圖紙(平輥圖紙)加工好以后以輥身為平滑的狀態交貨，然后軋鋼廠家再按孔型圖進行開槽，如圖1中的軋槽3加工，最后才上機軋制。這種方法已經沿用多年(自軋制型鋼和線、棒材起就使用這種方法)，在長期的軋鋼實踐中發現這種方法有諸多的弊端，最為突出的是這些軋輥往往開槽較深(越是大型型鋼開槽越深)，一般深度在40～150mm，甚至更深。這樣就會大大增加軋槽上下部位的硬度落差，從而會大大降低軋槽的耐磨性，顯而易見的就是會縮短軋輥的使用壽命。那么最終導致的問題就是頻繁的換槽、換輥，大大降低了軋機的作業率，提高了軋制成本。

由于軋輥的輥身是由冷模(我們習慣叫做輥模)內表面涂耐火材料鑄造而成的，在鑄造時最靠近冷模的鐵液的過冷度比較大，所以軋輥外層表面的組織晶粒非常細密，硬度也比較高，但隨著往軋輥內層方向的延伸，過冷度會越來越小，組織晶粒也會相對變得越來越粗大。這種情況是液態金屬在凝固過程中的必然結果，也就是說不論哪種材質軋輥的鑄造，由外到內的組織差異是不可避免的。組織上的差異也必然會產生硬度上變化。也就是說不同材質由外到內的硬度落差值會有所不同，但硬度落差是不可避免的。那么用普通的平輥鑄造的方法來生產型鋼軋輥，軋輥輥身由于開深槽后，軋槽內部組織會隨著軋槽的向下延伸不斷變得粗大，硬度也會逐漸降低，當軋槽開完后槽底的硬度會降到相對的最低值，這樣軋槽上表面和槽底就會形成大幅度的硬度差值，我們就把它叫做硬度落差。同樣一個軋槽上部硬度高耐磨性就好，而槽底的硬度低耐磨也就差，當軋鋼的時候耐磨性差的槽底會最先發生磨損而產生孔型變形，盡管軋槽上部的耐磨性比較好也沒有什么作用，畢竟同一軋槽內的下部變形了就要被迫換槽，這個軋槽的壽命也就結束了。由此可見由于型鋼軋輥的開深槽的特性決定，軋槽上下的硬度落差會嚴重影響軋輥的使用效果和使用壽命。