CN102019402B - 一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，包括在冷型中立辊、调整垂直度、用斜铁固定工序以及填充打制工序、烘烤工序、合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序，所述填充打制工序是先在斜铁的上面辊颈部位的周围用水玻璃自硬砂进行填充并打制，填充打制到接近辊颈断面的高度后再在辊颈外圆周围紧密排布1～4层预制的耐火砖，并使耐火砖端面外径应大于溢流箱的内径，耐火砖的上平面低于辊颈断面；所述烘烤工序是先让水玻璃自硬砂自行硬化，硬化时间2小时以上，然后用煤火烘烤预热辊颈断面24小时；上述工序完成后进行合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序的处理。使用本发明的方法，可以避免铸接产品气孔的缺陷，保证铸接质量，并大大缩短轧辊的修复时间。

Description

一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法

技术领域

本发明涉及一种修复大型轧辊的方法，属于铸造领域。

背景技术

轧辊辊颈材质为球墨铸铁，在轧辊的制造过程中受铸造条件的影响，轧辊的辊颈部位很容易出现穿透不良、内部疏松等缺陷，而轧辊的辊颈又是受力最大的部位，不允许出现这些缺陷。如果在铸造过程中仅轧辊辊颈部位出现缺陷，就将轧辊做报废处理，重新生产新的轧辊，浪费太大。出现这样的问题时，目前普遍采用的挽救方法是将轧辊辊颈的缺陷部位加工切除掉，然后对辊颈用冷型铸造焊接的工艺方法，重新铸接一段新的辊颈，对此类轧辊进行修复。

目前的轧辊辊颈冷型铸造焊接过程包括立辊、打制、养生、预热干燥、合箱、冲洗、浇注、保温等步骤。采用这种方法，需要先将轧辊竖立放入到冷型中，调整轧辊的垂直度使轧辊中轴线与水平面呈90°；然后用斜铁等物将轧辊固定在冷型内，使其稳定；再用预先混制好的耐火水泥在轧辊上端需冷接的辊颈部位的圆周方向进行打制、填充；辊颈打制完毕后再对其周围的耐火水泥进行自然养生和烘烤干燥，养生时间48小时，之后煤火烘烤预热48小时；预热完毕后合箱(包括溢流箱、冒口箱、浇口杯的组合)浇注；然后先浇注一部分铁液，冲洗辊颈端使铸接处熔化后，再将溢流孔堵住；此时再浇注所需铸接铁液，冷却后即可开箱。

采用目前的这种冷接方法修复轧辊，存在如下许多问题：1)由于耐火水泥打制完毕后，含水量大，且受工装条件的限制，只能烘烤耐火水泥表面，透入深度不够，干燥效果难以保证，铸接后耐火水泥中的水分解产生气体，产品开箱后造成冷接辊颈周围产生大量的气孔；2)由于耐火水泥干燥不良，遇高温铁水后极易发生溃散，而铁水浇注后本身凝固速度快，溃散的耐火水泥颗粒，不能顺利逃逸上浮到辊颈冒口端，造成夹渣；3)耐火水泥需要的养生时间长达到48小时，预热时间长达48小时，整个轧辊修复时间较长；4)目前使用的溢流箱、冒口箱的配合面均为平面结构，定位精度差，操作复杂，每配合一个箱圈均需要测量水平与垂直度，容易错箱；5)冲洗时需要使用大量的铁水。并且随着铸接边界条件的变化，如铸接铁水量、铸接辊颈截面尺寸、温度、湿度等的变化，采用原有的冷接工艺方式不能满足当前的大批量生产的模式，也不能满足产品质量要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，以能够高质量的修复补救废品轧辊，并大幅度缩短修复的时间。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，包括在冷型中立辊、调整垂直度、用斜铁固定的工序以及填充打制工序、烘烤工序、合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序，所述填充打制工序是先在斜铁的上面辊颈部位的周围用水玻璃自硬砂进行填充并打制，填充打制到接近辊颈断面的高度后再在辊颈外圆周围紧密排布预制的耐火砖，并使耐火砖的上平面低于辊颈断面；所述烘烤工序是先让水玻璃自硬砂自行硬化，硬化时间2小时以上，然后用煤火烘烤预热辊颈断面24小时；上述工序完成后进行合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序的处理。

本发明的进一步具体要求在于：所述合箱工序中是将带止口箱圈的溢流箱、冒口箱依次扣合在冷型上面，使止口箱圈互相配合。

本发明的进一步具体要求在于：所述耐火砖端面外径应大于溢流箱的内径，使溢流箱压在耐火砖的上面。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

使用本发明的方法，提高了冷型铸造焊接修复轧辊的保障能力，改进后的铸接工艺，由于采用了水玻璃自硬砂进行造型，其含水分较少，干燥效果好，因此可以避免铸接产品气孔的缺陷，保证了产品铸接质量。采用水玻璃砂造型简化了操作过程，用时短、劳动强度低，便于操作；采用预制耐火砖，增加了耐火度、强度和刚度，提高了抵抗高温铁液对模型冲刷的能力，减少了夹渣。采用原工艺时耐火层的养生时间总计不低于96小时，采用本发明的工艺养生加预热时间仅需26小时，可以大大缩短轧辊修复的时间。

另外，由于采用了带止口箱圈的砂箱，止口为机械加工，尺寸精度高，只要保证最下面的箱圈水平和垂直度，即可连续迅速合箱，保证了铸接产品的尺寸精度，加快了合箱速度，避免了每个箱圈之间的反复测量，减少劳动强度，合一套铸接箱的时间由原先的40分钟降至25分钟。原工艺中使用耐火水泥时遇高温铁水易发生溃散，需在冲洗工序增加冲入的铁水量，以便利于耐火水泥颗粒上浮，本发明的方法使用耐火砖作为顶面，增加了砂型的刚度，耐火砖能够承受铁水的冲刷，铁水冲下时不会有砂粒脱落，冲洗时所需铁水量减少，冲洗铁水量由3t减至2t，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明组装合箱后结构示意图。

其中，1、冒口箱，2、溢流箱，3、耐火砖，4、水玻璃自硬砂，5、冷型，6、斜铁，7、岩棉，8、轧辊，9、溢流口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明：

一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，包括在冷型中立辊、调整垂直度、用斜铁固定工序以及填充打制工序、烘烤工序、合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序。各工序的操作要求如下：

1)在冷型中立辊及调整垂直度工序

将需要冷型铸接的轧辊8的辊颈部分切除后竖立放入到冷型5中，然后调整轧辊8的垂直度使轧辊的中轴线与水平面呈90°。

2)固定工序

先在冷型5的内部轧辊8工作面的上部填充岩棉7将工作面包裹起来，然后在岩棉的上方再用斜铁6将轧辊固定在冷型内，使其稳定。

3)填充打制工序

先在斜铁6的上面辊颈部位的周围用水玻璃自硬砂4进行填充并打制，填充打制到接近切掉的辊颈断面的高度后再在辊颈外圆周围紧密排布1-4层预制的耐火砖3，并使耐火砖3的上平面低于辊颈断面；耐火砖3的形状是预先制好的和辊颈接近的形状，以便使砖面和辊颈良好接触。耐火砖3端面的外径应大于溢流箱2的内径，使溢流箱2压在耐火砖3的上面，使冲下的铁水不能冲到自硬砂。

4)烘烤工序

先让水玻璃自硬砂自行硬化，硬化时间2小时以上，待水玻璃硬化后，用煤火直接烘烤预热准备铸接的辊头部位，烘烤时间为24小时。

5)合箱工序

经过自然养生和烘烤干燥预热后，将溢流箱2放置在冷型5的上面，再将冒口箱1放置在溢流箱2上，冒口箱1的顶部放置浇口杯。冷型5、溢流箱2、冒口箱1均使用带止口箱圈，合箱时将相邻的砂箱的止口对正，及可保证各砂箱的水平和垂直度。

6)冲洗熔化工序和浇注工序

合好砂箱后，先向模型中浇注铁液，随着铁水的浇入，高温铁水在充满溢流箱后，会从溢流口9流出，大约需要浇入两吨铁水，这时候轧辊的辊颈断面已经熔化，此时将溢流口堵住。继续向模型中注入铸接的铁液，此部分铁液和轧辊的辊颈融合在一起，形成新的待加工的辊颈。等冷却后即可开箱，然后加工出新的合格辊颈。

Claims (3)

1.一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，包括在冷型中立辊、调整垂直度、用斜铁固定工序以及填充打制工序、烘烤工序、合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序，其特征在于：所述填充打制工序是先在斜铁(6)的上面辊颈部位的周围用水玻璃自硬砂(4)进行填充并打制，填充打制到接近辊颈断面的高度后再在辊颈外圆周围紧密排布预制的耐火砖(3)，并使耐火砖(3)的上平面低于辊颈断面；所述烘烤工序是先让水玻璃自硬砂自行硬化，硬化时间2小时以上，然后用煤火烘烤预热辊颈断面24小时；上述工序完成后进行合箱工序、冲洗熔化工序、浇注工序的处理。

2.根据权利要求1所述的一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，其特征在于所述合箱工序中是将带止口箱圈的溢流箱(2)、冒口箱(1)依次扣合在冷型(5)上面，使止口箱圈互相配合。

3.根据权利要求2所述的一种轧辊辊颈的冷型铸造焊接方法，其特征在于所述耐火砖(3)端面外径大于溢流箱(2)的内径，使溢流箱(2)压在耐火砖(3)的上面。

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