CN103273044B - 利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺。本发明在轴承座孔做补贴，上端改盲孔为通孔，减小了热节增大了散热面积和散热通道，温度场计算结果显示温度分布自外向里、自下而上、由低到高，实现了顺序凝固，因而可完全消除缩孔。另外，本发明在三角区放置内冷铁架，内冷铁架起到较好的吸热降温、细化晶粒、消除水玻璃砂烧结减轻清砂工作量的效果。釆用本发明的铸造工艺制备的轧机轴承座表面光滑无冷隔、卷皮、裂纹、夹砂等缺陷，经探伤检测，铸件表面和内部未发现超标缺陷及裂纹。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，涉及一种轧机轴承座的铸造工艺，具体涉及利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺。
背景技术
轴承座用来支撑转动的轧辊，并保持轧辊在轧机中正确的位置，轧辊轴承座承受很高的、比普通轴承座大几倍的负荷。轧辊轴承座在铸造领域属于大型铸钢件，大型铸钢件通常断面尺寸大，凝固时间长，难以实现顺序凝固，生产过程中容易产生缩孔、缩松、应力变形、组织粗大及热裂等缺陷。为改善凝固过程，通常采用冒口与外冷铁配合设置，以期通过优化冒口和外冷铁形状、尺寸、数量、位置等工艺参数，实现良好补缩及顺序凝固。但是对有些形状复杂、断面厚大、壁厚不均匀的铸件，单纯通过设置大冒口虽然能消除缩孔、缩松缺陷，实现自下而上的顺序凝固，但是铸件工艺出品率较低，铸件凝固时间长，基体组织晶粒粗大、化学成分偏析严重。
图4所示为现有技术中一种轧机轴承座铸件，其毛重约11吨，有2个冒口，冒口共重8.5吨，需要准备的钢水量20吨，该轧机轴承座铸件在不采取任何工艺手段情况下凝固缺陷预测结果，计算结果表明正是在四个角区域存在程度严重的缩孔，鉴于这种情况，在铸件下部铺设了挂砂冷铁，由于铸件高度接近3：1，为实现顺序凝固，在四个缸壁下圈亦布置了外冷铁。图6是该轧机轴承座铸件的凝固缺陷预测模拟图，图7是其加了外冷铁后铸件凝固缺陷预测模拟图，由两次模拟图可看出，当设置外冷铁后，原来三角区内较大的缩孔明显变小，由计算结果看到温度分布自外向里、自下而上、由低到高，实现了顺序凝固，说明外冷铁设置较合理，但是由于三角区相对其它部位厚度较大，在此部位下面的外冷铁尺寸大小不足以较快降低该部位凝固温度，因而不能完全消除这些部位的缩孔。
在现有技术的另一铸造工艺中，釆取在轴承座孔做补贴，上端成盲孔（如图5所示，图5为冒口的剖视图），计算结果显示温度分布自外向里、自下而上、由低到高，实现了顺序凝固，说明补贴、冒口设置较合理，但是由于铸件本身厚度较大，补贴和冒口又增大了铸件的热节，不难看出铸件增加数小时的凝固时间，因此铸件本身及冒口根部凝固温度长，晶粒生长粗大致使铸件热处理后也难以消除，最终在超声波探伤过程中常发现没有底波现象，无法完成探伤任务而导致铸件报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷铁和冒口配置合理、可实现铸件在凝固过程中良好补缩的利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺。
为解决上述技术问题，本发明的利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺，包括如下步骤：
（1）、轧机轴承座的铸造工艺的编制，包括设计浇注系统和冒口的设计，所述冒口设计在轧机轴承座轴孔的上方，冒口为倒圆台形中空通孔；
（2）、按照工艺要求制作木模，并把木模定位在型板上；
（3）、制作铸型并放置冷铁，所述冷铁为内冷铁，其位于所述冒口对面的三角区内；
（4）、合箱，烘干砂型；
（5）、熔炼浇铸熔液；
（6）、铸件浇铸；
（7）、保温冷却并用常规方法进行热处理。
在上述方案的基础上，上述轧机轴承座铸件毛重为10～12吨，冒口的直径为1250mm，高为900mm，重量为6～8吨。
上述内冷铁为架状400mm×300mm×600mm、直径10mm的钢筋焊接而成，每只内冷铁的重量为80～100Kg。
更进一步地，上述内冷铁为2只或4只，配置在轴承座的三角区内。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明在轴承座孔做补贴，上端改盲孔为通孔，减小了热节增大了散热面积和散热通道，温度场计算结果显示温度分布自外向里、自下而上、由低到高，实现了顺序凝固，因而可完全消除缩孔。
2、本发明在4个三角区放置内冷铁架，内冷铁在起到冷却作用的同时伴随着熔化过程，内冷铁架起到较好的吸热降温、细化晶粒、消除水玻璃砂烧结减轻清砂工作量的效果。
3、釆用本发明的铸造工艺制备的轧机轴承座表面光滑，无鼓涨、冷隔、卷皮、裂纹、夹砂等缺陷，经探伤检测，铸件表面和内部未发现超标缺陷及裂纹。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的铸型的立体结构示意图；
图2为本发明的铸型的冒口的剖视图；
图3为本发明的铸型的凝固过程温度场模拟图（MAGAM铸造软件模拟）；
图4为现有技术中轧机轴承座的铸型的立体结构示意图；
图5为图4的铸型的冒口的剖视图；
图6为图4的铸型的凝固过程温度场模拟图（MAGAM铸造软件模拟）。
图7为图4加了外冷铁后的铸型的凝固过程温度场模拟图（MAGAM铸造软件模拟）。
具体实施方式
下列实施例中未注明具体条件的铸造方法，通常按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
如图1和图2、图3所示，用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺，包括如下步骤：
（1）、轧机轴承座的铸造工艺的编制，包括设计浇注系统和冒口的设计，所述冒口2设计在轧机轴承座1轴孔的上方，冒口2为倒圆台形中空通孔；
（2）、按照工艺要求制作木模，并把木模定位在型板上；
（3）、制作铸型并放置冷铁，所述冷铁为内冷铁3，其位于所述冒口2对面的三角区内；
（4）、合箱，烘干砂型；（5）、熔炼浇铸熔液；（6）、铸件浇铸；（7）、保温冷却并用常规方法进行热处理。
铸件毛重11.5吨，冒口2重8.8吨，需要准备的钢水量约20吨，冒口2的直径为1250mm，高为900mm，重量为6.5吨；内冷铁3为架状400mm×300mm×600mm、直径10mm的钢筋焊接而成，共有2只，每只内冷铁3的重量为80Kg。产品经保温、开箱后外观未发现任何肉眼可见缺陷，表面光滑，无鼓涨、无冷隔、卷皮、裂纹、夹砂等缺陷，经探伤检测，铸件表面和内部未发现超标缺陷及裂纹，热处理后，力学性能和组织性能等各项指标均达到和超过了设计要求。
实施例2
内冷铁3为架状400mm×300mm×600mm、直径10mm的钢筋焊接而成，共有4只，每只内冷铁3的重量为80Kg，其余同于实施例1。
申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。
Claims (2)
1.利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、轧机轴承座的铸造工艺的编制，包括设计浇注系统和冒口的设计，所述冒口（2）设计在轧机轴承座（1）轴孔的上方，冒口（2）为倒圆台形中空通孔；所述轧机轴承座（1）铸件毛重为10～12吨，冒口（2）的直径为1250mm，高为900mm，重量为6～8吨；
（2）、按照工艺要求制作木模，并把木模定位在型板上；
（3）、制作铸型并放置冷铁，所述冷铁为内冷铁（3），其位于所述冒口（2）对面的三角区内；所述内冷铁（3）为架状400mm×300mm×600mm、直径10mm的钢筋焊接而成，每只内冷铁的重量为80～100Kg；
（4）、合箱，烘干砂型；
（5）、熔炼浇铸熔液；
（6）、铸件浇铸；
（7）、保温冷却并用常规方法进行热处理。
2.如权利要求1所述的利用冷却回炉技术防止鼓涨的复合型轧机轴承座的铸造工艺，其特征在于，所述内冷铁（3）为2只或4只。
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