[发明专利]一种高速钢轧辊的铸造方法

说明书

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)