專利名稱：軋輥鑄造工藝及所用澆鑄裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鑄造技術領域，尤其是ー種用于靜態(tài)生產軋鋼軋輥的鑄造エ藝及所用澆鑄裝置。
背景技術：
目前軋輥廠靜態(tài)生產軋鋼軋輥主要有兩種方法頂部澆注法和底部澆注法。頂部澆注法的優(yōu)點是簡單、鋼水利于順序凝固，但是，其最大問題是由于直接從冒ロ端沖入，沖刷カ大，容易把鑄型沖壞；鑄型內的鋼水在沖擊力作用下向內翻騰，鋼水表面的渣子、砂子很容易被帶入軋輥內部，造成軋輥夾渣、夾砂缺陷；同時這種方法，エ藝設計時軋輥留有的加工余量大，既増加了能源浪費，又加大了機加工工作量，因次，頂部澆注法一般只在軋輥長度較短、質量要求不太高的情況下使用。底部澆注法澆注吋，鋼水是通過澆ロ杯、直澆道、 橫澆道沿切線方向進入軋輥下輥頸、冷型、上輥頸、冒ロ，鋼水上升平穩(wěn)，軋輥質量好，無論大輥、小輥都可以生產，但是，這種方法需要增加澆注系統(tǒng)，尤其當一包鋼水澆注多支軋輥時既浪費材料，到后期由于溫度降低，澆鑄的軋輥質量受到影響；另外，這種エ藝，下輥頸、 冷型的內壁要掛ー層型砂，全靠工人用手工壓實，勞動強度大，生產效率低；軋輥開箱后，砂箱要冷卻到室溫才能使用，造型后在車間陰干一天，再進烘干爐加熱8小吋，才能澆注，一套エ裝至少4 5天后才能再用。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術中之不足，提供ー種軋輥鑄造エ藝及所用澆鑄裝置，以提高生產效率，降低勞動強度，節(jié)約能源，鑄造出具有較高內在質量和較好機械加工性能的軋輥鑄件。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是ー種軋輥鑄造エ藝，具有以下步驟a、制作澆注裝置，將帶有澆ロ杯的直澆ロ砂箱置于底盤上，直澆ロ砂箱的直澆道與底盤的橫澆道連通，圍繞直澆ロ砂箱四圍設置軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱放在底盤上，使底盤的橫澆道與下輥頸砂箱底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔連通，然后將冷型與下輥頸砂箱上平面連接，上輥頸砂箱底部連接在冷型上平面上，最后將冒ロ箱與上輥頸砂箱上平面連接；b、將適量保護渣包裝后，從冒ロ箱吊放入軋輥砂箱內，保護渣位于冷型內近下輥頸砂箱上端處；C、將合格的鋼水通過澆ロ杯澆入直澆ロ砂箱內，鋼水進入橫澆道后通過下輥頸砂箱底部小孔進入下輥頸砂箱內；d、鋼水與保護渣接觸使保護渣熔化，熔化的保護渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護渣流向側面，接觸到下輥頸砂箱和冷型內壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱和冷型的內壁表面與鋼水之間形成ー層保護渣層；
e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱時，從冒ロ箱補充一定量的保護渣，直至完成軋輥的澆注。具體說，所述保護渣的用量按軋輥內表面面積計算為1. 2 1. 4Kg/m2。所述保護渣的熔點為1250°C 1500°C。澆注時的澆注速度為600Kg/min 1200Kg/min，可根據軋輥材質不同選取。澆注時軋輥砂箱溫度為50°C 90°C，且同一軋輥每次澆注時軋輥砂箱溫度偏差在20°C以內。ー種上述鑄造エ藝所用澆鑄裝置，包括帶有澆ロ杯的直澆ロ砂箱和位于直澆ロ砂箱底部的底盤，直澆ロ砂箱的直澆道與底盤的橫澆道連通，所述底盤上圍繞直澆ロ砂箱設有軋輥砂箱，軋輥砂箱包括下輥頸砂箱、冷型、上輥頸砂箱及冒ロ箱，下輥頸砂箱設置在底盤上，冷型與下輥頸砂箱上平面連接，上輥頸砂箱底部卡接在冷型上平面上，冒ロ箱與上輥頸砂箱上平面連接，底盤的橫澆道與下輥頸砂箱底部位于軋輥中心線處的小孔連通。優(yōu)選地，所述的軋輥砂箱圍繞直澆ロ砂箱設置有四個。為保證鋼水最后凝固，生產出無缺陷的軋輥，所述的冒ロ箱內壁設有絕熱套。本發(fā)明的有益效果是采用以上鑄造エ藝及鑄造裝置進行軋輥的鑄造生產，具有如下優(yōu)點1、生產效率提高，同樣エ裝數量下，可以多生產10%的軋輥。2、工人勞動強度減小，由于冷型、下輥頸砂箱不掛砂，可減少工人2/3工作量。3、節(jié)能、環(huán)保，原來鑄型都要烘干，既浪費能源，又造成環(huán)境污染，本方法利用澆注軋輥后的余熱來保證エ裝溫度，不用再加熱了。4、軋輥內在質量提高，內部組織結構致密，具有較好的機械加工性能；軋輥工作層柱狀晶粒發(fā)達，提高了軋輥耐磨性。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明。圖1是本發(fā)明所述澆注裝置的剖視結構示意圖。圖2是本發(fā)明所述澆注裝置的俯視結構示意圖。圖3是本發(fā)明所述保護渣在澆注前放置位置示意圖。圖中1.直澆ロ砂箱 11.直澆道2.底盤21.橫澆道3.下輥頸砂箱31.小孔4.冷型5.上輥頸砂箱6.冒ロ箱7.絕熱套8.澆ロ杯
具體實施例方式現在結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進ー步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。ー種軋輥鑄造エ藝，具有以下步驟a、制作澆注裝置，如圖1、圖2所示，將帶有澆ロ杯8的直澆ロ砂箱1置于底盤2 上，直澆ロ砂箱1的直澆道11與底盤2的橫澆道21連通，圍繞直澆ロ砂箱1四圍設置四個軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱3放在底盤2上，使底盤2的橫澆道21與下輥頸砂箱3底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔31連通，然后將冷型4與下輥頸砂箱3上平面連接，上輥頸砂箱5底部連接在冷型4上平面上，最后將冒ロ箱6與上輥頸砂箱5上平面連接；b、將適量保護渣包裝后，從冒ロ箱6吊放入軋輥砂箱內，保護渣位于冷型4內近下輥頸砂箱3上端處，如圖3所示。c、將合格的鋼水通過澆ロ杯8澆入直澆ロ砂箱1內，鋼水進入橫澆道21后通過下輥頸砂箱3底部小孔31進入下輥頸砂箱內；d、鋼水與保護渣接觸使保護渣熔化，熔化的保護渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護渣流向側面，接觸到下輥頸砂箱3和冷型4內壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱3和冷型4的內壁表面與鋼水之間形成ー層保護渣層；e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱5時，從冒ロ箱6補充一定量的保護渣，直至完成軋輥的澆注。上述過程中所述保護渣的作用原理是當鋼水進入下輥頸砂箱3吋，把保護渣熔化，保護渣漂浮在鋼水上面，保護鋼水不與空氣接觸，防止鋼水氧化。鋼水液面上升吋，因為鋼水從沿軋輥中心線方向進入，中心處液面高于四周，保護渣流向四周，液態(tài)的保護渣接觸到下輥頸砂箱3及冷型4內壁面，受到激冷，迅速凝固，從而在鋼水和上述內壁之間形成固態(tài)的保護渣層，保護下輥頸砂箱3及冷型4不受鋼水沖刷，開箱后，保護渣層破碎，軋輥表面非常光滑。由于生產的軋輥有大有小，因而保護渣的熔點要有所不同，熔點太低保護渣遇到冷型內壁不會凝固，起不到保護作用，熔點太高，不能熔化，也起不到保護作用。根據軋輥的材質、大小選擇合理熔點保護渣是關系到能否生產合格軋輥的關鍵，較理想的保護渣的熔點為 125015000C ο保護渣用量是確保鑄造出高質量軋輥的關鍵點之一，根據軋輥大小不同，確定合理的保護渣用量，少了起不到保護作用，多了幾浪費，還會造成夾渣等鑄造缺陷。一般用量按軋輥內表面面積計算為1. 2 1. 4Kg/m2較佳。澆注時軋輥砂箱的溫度控制也是ー關鍵點，只有確定澆注時軋輥砂箱合適的溫度，確保生產出合格軋輥。較理想的澆注時軋輥砂箱溫度控制在50°C 90°C之間，直徑較小的軋輥取上限，直徑較大的軋輥取下限，且同一軋輥每次澆注時的軋輥砂箱溫度偏差應在20°C以內。還有，要鑄造出高質量的軋輥，澆注速度控制也是關鍵點之一，澆注速度太快，保護渣不能形成均勻的保護渣層，起不到保護作用，澆注速度太慢，形成的保護渣層厚度小， 也起不到保護作用，一般說來澆注速度與軋輥材質也有關系，不同材質要求的澆注速度不同，通常以鋼的含碳量作為選擇依據，含有0. 5% C時，澆注速度為1200kg/min ；含有1. 0% C時，澆注速度為1000kg/min ；含有1. 5% C時，澆注速度為800kg/min ；含有2. 0% C時，澆注速度為600kg/min，從上看出，含碳量越高，澆注速度就越慢。如圖1、圖2所示的ー種上述鑄造エ藝所用澆鑄裝置，包括上端帶有澆ロ杯8的直澆ロ砂箱1和位于直澆ロ砂箱1底部的底盤2，所述底盤2上圍繞直澆ロ砂箱1設有四個軋輥砂箱，該軋輥砂箱包括下輥頸砂箱3、冷型4、上輥頸砂箱5及冒ロ箱6，其中，直澆ロ砂箱 1 內部有耐火磚管形成的直澆道11，底盤2 具有用耐火磚管鋪設的橫澆道21，下輥頸砂箱 3 精密鑄造成與軋輥要求接近的內孔形狀，以減小加工余量，冷型4 為形成軋輥輥身部分的模具，上輥頸砂箱5 內部由自硬砂組成的型腔，冒ロ箱6 內壁設有絕熱套7，保證軋輥順序凝固。所述的直澆道11與所述的橫澆道21連通。所述的下輥頸砂箱3設置在底盤2上，冷型4與下輥頸砂箱3上平面連接，上輥頸砂箱5底部卡接在冷型4上平面上，冒ロ箱6與上輥頸砂箱5上平面連接，底盤2的橫澆道 21與下輥頸砂箱3底部位于軋輥中心線處的小孔31連通，以保證鋼水沿所鑄造的軋輥中心線方向進入下輥頸砂箱3內。上述冷型4及下輥頸砂箱3壁厚確定壁厚太大或太小，不但影響軋輥質量，也會影響砂箱壽命，一般按以下公式確定冷型4及下輥頸砂箱3的壁厚，以保證生產出合格的軋棍。冷型橫截面面積/軋輥橫截面面積=1. 25 1. 50即(D2_d2)/d2 = 1. 25 1. 50D = (1. 5 1. 58)d這里D 冷型外徑d:冷型內徑，近似軋輥毛坯外徑。本發(fā)明工作過程如下合格鋼水通過澆ロ杯8澆入直澆ロ砂箱1內，然后進入橫澆道21，再通過下輥頸砂箱3底部小孔31進入下輥頸砂箱3內，砂箱里有一定數量的保護渣， 鋼水進入下輥頸砂箱3后，把保護渣熔化，熔化的玻璃質保護渣覆蓋在鋼水表面，保護鋼水不被氧化。同時，鋼水液面上升，液態(tài)保護渣流向側面，接觸到下輥頸砂箱3或冷型4內壁面，受到激冷，很快凝固，在上述內壁面與鋼水之間形成ー層玻璃質的保護渣層，該保護渣層既能延長砂箱(冷型)的使用壽命，也能使軋輥表面光潔，開箱后，玻璃質的保護渣層自然破碎，軋輥表面光潔，減小了機加工時刀具磨損，在鋼水上升到上輥頸砂箱5吋，因為內部有型砂，保證軋輥的上輥頸部分比輥身部分凝固緩慢，利于補縮，冒ロ箱6內壁設有絕熱套7，保證鋼水最后凝固，生產出無缺陷的軋輥。本發(fā)明所用的下輥頸砂箱3、冷型4內壁不掛砂，用保護渣形成的保護渣層保護砂箱，減輕了工人勞動強度，提高了生產效率，開箱后利用下輥頸砂箱3、冷型4的余熱可直接合箱澆鑄下一支軋輥，既節(jié)約能源，又保護環(huán)境。特別是在生產小軋輥時，可以用ー個直澆 ロ砂箱1澆鑄多支軋輥，減小鋼水消耗，提高收得率。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種軋輥鑄造エ藝，其特征是具有以下步驟a、制作澆注裝置，將帶有澆ロ杯⑶ 的直澆ロ砂箱⑴置于底盤⑵上，直澆ロ砂箱⑴的直澆道(11)與底盤⑵的橫澆道 (21)連通，圍繞直澆ロ砂箱(1)四圍設置軋輥砂箱，先將下輥頸砂箱C3)放在底盤(2)上， 使底盤O)的橫澆道01)與下輥頸砂箱(3)底部位于軋輥中心線處通入鋼水的小孔(31) 連通，然后將冷型(4)與下輥頸砂箱( 上平面連接，上輥頸砂箱( 底部連接在冷型(4) 上平面上，最后將冒ロ箱(6)與上輥頸砂箱( 上平面連接；b、將適量保護渣包裝后，從冒 ロ箱(6)吊放入軋輥砂箱內，保護渣位于冷型內近下輥頸砂箱C3)上端處；C、將合格的鋼水通過澆ロ杯(8)澆入直澆ロ砂箱(1)內，鋼水進入橫澆道(11)后通過下輥頸砂箱 (3)底部小孔(31)進入下輥頸砂箱(3)內；d、鋼水與保護渣接觸使保護渣熔化，熔化的保護渣覆蓋在鋼水表面，鋼水液面上升，液態(tài)的保護渣流向側面，接觸到下輥頸砂箱(3)和冷型⑷內壁表面，受到激冷后凝固，分別在下輥頸砂箱⑶和冷型⑷的內壁表面與鋼水之間形成ー層保護渣層；e、鋼水繼續(xù)上升，在接近上輥頸砂箱(5)時，從冒ロ箱(6)補充一定量的保護渣，直至完成軋輥的澆注。
2.根據權利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是所述保護渣的用量按軋輥內表面面積計算為 1.2-1. 4Kg/m2。
3.根據權利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是所述保護渣的熔點為1250°C 1500 0C ο
4.根據權利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是澆注時的澆注速度為600Kg/min 1200Kg/min。
5.根據權利要求1所述軋輥鑄造エ藝，其特征是澆注時軋輥砂箱溫度為50°C 900C，且同一軋輥每次澆注時軋輥砂箱溫度偏差在20°C以內。
6.ー種用于權利要求1所述鑄造エ藝的澆鑄裝置，包括帶有澆ロ杯(8)的直澆ロ砂箱 ⑴和位于直澆ロ砂箱⑴底部的底盤O)，直澆ロ砂箱⑴的直澆道(11)與底盤⑵的橫澆道01)連通，其特征是所述底盤( 上圍繞直澆ロ砂箱(1)設有軋輥砂箱，軋輥砂箱包括下輥頸砂箱(3)、冷型G)、上輥頸砂箱( 及冒ロ箱(6)，下輥頸砂箱C3)設置在底盤 (2)上，冷型(4)與下輥頸砂箱( 上平面連接，上輥頸砂箱( 底部卡接在冷型(4)上平面上，冒ロ箱(6)與上輥頸砂箱(5)上平面連接，底盤(2)的橫澆道01)與下輥頸砂箱⑶ 底部位于軋輥中心線處的小孔(31)連通。
7.根據權利要求6所述的澆鑄裝置，其特征是所述的軋輥砂箱圍繞直澆ロ砂箱(1) 設置有四個。
8.根據權利要求6所述的澆鑄裝置，其特征是所述的冒ロ箱(6)內壁設有絕熱套⑵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軋輥鑄造工藝及所用澆鑄裝置，首先制作澆注裝置；然后將適量保護渣包裝后，從冒口箱吊放入軋輥砂箱內；進行澆注，將合格的鋼水通過澆口杯澆入直澆口砂箱內，使鋼水與保護渣接觸使保護渣熔化，分別在下輥頸砂箱和冷型的內壁表面與鋼水之間形成一層保護渣層；在鋼水接近上輥頸砂箱時，從冒口箱補充一定量的保護渣，直至完成軋輥的澆注。本發(fā)明所用的下輥頸砂箱、冷型內壁不掛砂，用保護渣形成的保護渣層保護砂箱，減輕了工人勞動強度，提高了生產效率，開箱后利用下輥頸砂箱、冷型的余熱可直接合箱澆鑄下一支軋輥，節(jié)能環(huán)保，并可以用一個直澆口砂箱澆鑄多支小直徑軋輥，減小鋼水消耗，提高收得率。
文檔編號B22C9/28GK102554129SQ201110441759
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權日2011年12月26日
發(fā)明者孫鐸基, 時海峰, 許健 申請人:常州凱達重工科技有限公司