[发明专利]一种离心复合轧辊的铸造方法

说明书

本发明提供一种离心复合轧辊的铸造方法，其铸造工艺步骤如下：步骤一、将外层金属液的温度加热到浇注温度T₁后，注入高速旋转的铸型内；步骤二、外层浇注完成后，待外层的内表面温度降至N₁后，开始浇注中间层；步骤三、中间层浇注完成后，待其内表面温度降至N₂后，将离心旋转模从离心机上拆下，并与芯部重力铸造的工装进行装配，以进行芯部浇注；步骤四、芯部浇注完毕后，在砂箱外部设置密封保温罩，冷却10小时后移除保温罩，待自然冷却后即可进行拆箱。该方法通过对浇注金属液温度和接触层温度的合理控制，以及对轧辊中间层采取上端大、下端小的非均匀壁厚设置，引导芯部的凝固顺序，从而使轧辊辊身处缩松以及缩孔产生减少了44.1％以上。

技术领域

本发明涉及轧辊制造领域，具体地涉及一种离心复合轧辊的铸造方法。

背景技术

轧辊是轧钢机的核心部件。多种金属离心复合铸造法是目前应用较为广泛的轧辊制造方法之一。由于轧辊断面较大，且辊身和辊颈冷却速度和顺序难以控制，常常导致轧辊芯部出现中心缩孔问题，降低了轧辊的力学性能和抗事故能力。此外，由于是多种金属复合浇注，不同金属间的结合面融合不良，会导致外层产生裂纹甚至剥落等问题，大大降低了轧辊寿命。因此，研发改进轧辊制造工艺，减少芯部中心缩孔，提高结合面融合质量，是提升轧辊品质的重要措施。

公开发明CN102615108B中公布了一种离心复合轧辊制造方法，其公布了轧辊材质的化学成分、制造步骤和离心机转速控制公式，可制造出综合质量较高的高速钢复合轧辊。但由于技术条件所限，对于轧辊芯部的冷却凝固顺序和不同金属结合面的融合不良问题未予足够考虑，从而导致轧辊容易产生中心缩孔问题以及结合面融合不良等。

发明内容

为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种离心复合轧辊的铸造方法，其能够使轧辊芯部实现从下到上的顺序凝固，并能够提升不同金属结合面的融合质量，从而解决轧辊中心缩孔问题和结合面融合不良问题，得到高质量轧辊。

本专利对轧辊的外层和中间层均采用离心铸造的方法进行铸造，对芯部采用重力铸造的方法进行铸造，在对中间层进行离心铸造时，对其进行上端大、下端小的不均匀壁厚设置，在此基础上，增加浇注时各层金属液的温度和浇注后内表面温度值的设定。对轧辊外层、中间层以及芯部的金属含量的种类和含量精确配比，并对其添加孕育剂进行孕育处理，以及添加稀土和金属元素。

具体地，本发明提供一种离心复合轧辊的铸造方法，其铸造工艺步骤如下：

步骤一、将外层金属液的温度加热到浇注温度T₁后，注入高速旋转的铸型内，并添加0.5～1.3kg/t的SiCaMn孕育剂和1.2～1.6kg/t的稀土，其中，T₁＝L₁+100℃，L₁为外层金属液相线；

步骤二、外层浇注完成后，待外层的内表面温度降至N₁后，开始浇注中间层，其中，N₁＝S₁-K₁×100℃，K₁＝H₂/H₁，H₁为外层初始壁厚，H₂为外层有效壁厚，S₁为外层金属固相线，外层初始壁厚为外层完成浇注后的初始壁厚，当中间层浇注完成后，外层有效壁厚为外层初始壁厚减去中间层和外层融合的部分壁厚；