CN104550747A - 一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，属于轧辊铸造方法技术领域，用于提高热轧板带支撑辊的整体铸造质量。其技术方案是：它的下辊颈采用变径设计；冷型采用敷砂工艺，保证其冷却效果；冒口采用电加热工艺，改变温度场分布，保证轧辊顺序凝固；相连接各个工装采用子母口定位设计，保证快速合箱，浇注时型腔温度达到100℃以上。本发明是一种低成本的制造方法，生产过程方便快捷、易操作、生产周期短，但其轧辊性能却可媲美锻造生产的产品，表现出优异的耐磨性和综合机械性能。本发明是对整体铸造热轧板带支撑辊制造方法的创新，解决了长期没有适合整体铸造热轧板带支撑辊合理的制造方法问题，显著提高了轧辊的质量和企业的经济效益。

Description

一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法

技术领域

本发明涉及一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，属于轧辊铸造方法技术领域。

背景技术

在轧钢生产过程中，轧辊是轧机中的关键部件，轧辊本身的质量将直接影响轧钢生产线的生产效率和轧材质量。目前对于热轧板带轧机，在提高板型控制精度、延长换辊周期等攻关课题上，都存在着提高轧辊耐磨性、增强辊型保持能力、以及通过支撑辊控制工作辊的挠曲线变形等急需解决的共性问题。

热轧板带支撑辊可以采用锻造和铸造两种工艺方法制造。整体锻造热轧板带支撑辊的优点是轧辊的所有部位的成份全部一致，整体锻造支撑辊可以广泛用于热轧板带轧机，辊身硬度控制多为55-70HSD，具有很好的耐磨性、抗热裂性，但是锻造支撑辊的成本远远大于整体铸造支撑辊的成本。整体铸造方法具有生产成本低、生产周期短的优点，因此具有很大的竞争优势，但是整体铸造支撑辊的产品质量目前还难以达到整体锻造支撑辊的水平。从轧辊生产的发展趋势来看，整体铸造支撑辊具有的低成本优势是整体锻造支撑辊难以匹敌的，而通过改进铸造工艺提高整体铸造支撑辊的质量还有很大的发展空间，有很大的潜力可以挖掘，因此改进目前的整体铸造热轧板带支撑辊的铸造工艺、提高轧辊的质量是亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，这种铸造方法可以提高整体铸造热轧板带支撑辊辊身耐磨性、抗热裂性及抗事故能力，使整体铸造热轧板带支撑辊表现出优异的耐磨性和综合机械性能，以取代锻造支撑辊。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，它采用以下工艺步骤：

a.浇注准备：采用整体铸造的制作方法，浇注工艺采用底注方式，在浇口箱的上部是竖浇道，竖浇道下方连接横浇道，横浇道与冒口箱的型腔下方的下辊颈相连通，浇口箱的上方为浇口盆，浇口盆高度大于冒口箱高度；

b.下辊颈采用变径铸造，型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷；

c.辊身造型工艺：辊身采用敷砂工艺，敷砂的厚度控制在11mm-13mm，定尺刮砂板控制辊身精度，上接活动插入节，型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷；

d.上辊径造型工艺：冒口采用造型砂制作，冒口砂型的厚度为70mm-100mm，型砂配比控制范围石英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷；

e．电加热工艺：冒口上端采用电极加热，保证冒口的良好补缩。

上述热轧板带支撑辊的整体铸造方法，所述下辊颈由下辊颈上段和下辊颈下段两段组成，下辊颈上段的下端与下辊颈下段的上端相连接，下辊颈上段和下辊颈下段分别有锥度，下辊颈上段的下端圆周截面小于下辊颈下段的上端的圆周截面。

上述热轧板带支撑辊的整体铸造方法，所述冒口电加热工艺的电压为40-60V，电流强度为1300-2100A，加热时间为13-15h。

上述热轧板带支撑辊的整体铸造方法，工装采用子母口结构。

本发明的有益效果是：

本发明可使浇注包内的金属液注入到浇口盆，金属液经过浇口箱的竖浇道和横浇道流入到型腔内，由于横浇道与型腔切线连接，同时型腔断面为圆形，故可使得金属液急速旋转上升，浮渣在向心力的作用下，向芯部聚集并且急速上升。本发明既可在改善金属液的流动状态，同时由于下辊颈和辊身采用敷砂控制，上冒口采用厚砂造型、电加热冒口，可以行之有效地改善温度场的分布，达到金属液的顺序凝固，避免产生缩松的质量缺陷。本发明结构简单、使用方便、效果良好，可以在热轧板带支撑辊整体铸造工艺中推广使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是工装的子母口结构示意图。

图中标记如下：浇口箱1、浇口盆2、竖浇道3、横浇道4、冒口箱5、冒口6、轧辊7、下辊颈上段8、下辊颈下段9、插入节10、敷砂11、冒口型砂12、电极13、工装14、子母口15。

具体实施方式

本发明是一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，它采用以下工艺步骤：

浇注准备：本发明采用整体铸造的制作方法，浇注方式采用底注方式铸造。在浇口箱1的上部是竖浇道3，竖浇道3下方连接横浇道4，横浇道4与冒口箱5的型腔下方的下辊颈相连通，浇口箱1的上方为浇口盆2，浇口盆2高度大于冒口箱5高度。

下辊颈采用变径铸造：针对热轧板带支撑辊的轧辊形状，下辊颈采用变径方式，一方面降低钢水消耗，一方面热节上移，改善温度场分布。其结构是：下辊颈由下辊颈上段8和下辊颈下段9两段组成，下辊颈上段8的下端与下辊颈下段9的上端相连接，下辊颈上段8和下辊颈下段9分别有锥度，下辊颈上段8的下端圆周截面小于下辊颈下段9的上端的圆周截面。下辊颈铸造的型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷。本发明的一个实施例的型砂配比控制范围锆英砂97%，膨润土3%，水为锆英砂和膨润土总重的5%。

辊身造型工艺：辊身采用敷砂工艺，上接活动插入节，敷砂11厚度控制在11mm-13mm，保证辊身的冷却速度，以提高热节上移距离。辊身采用极薄的敷砂工艺，保证有良好的极冷效果，达到预期的极冷层厚度、铸态金相组织。辊身造型的型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷。本发明的一个实施例的型砂配比控制范围锆英砂97%，膨润土3%，水为锆英砂和膨润土总重的5%。

上辊径造型工艺：冒口6采用造型砂制作，冒口砂型12的厚度为70mm-100mm。上辊径造型型砂配比控制范围石英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%，确保其耐火土，防止辊身毛坯粘砂缺陷。本发明的一个实施例的型砂配比控制范围锆英砂97%，膨润土3%，水为锆英砂和膨润土总重的5%。

电加热工艺：冒口6上端采用电极13加热。冒口6采用电加热补偿方式，可有效改善缩松的缺陷、降低钢水消耗、热节上移、改善温度场分布，凝固过程实现自下而上的顺序凝固。冒口6电加热工艺的电压为40-60V，电流强度为1300-2100A，加热时间为13-15小时。

    本发明的工装14采用子母口结构，以子母口15定位，以达到快速合箱，保证其有效快速将相关工装模具相连接，确保浇注时型腔温度100℃以上，防止吸潮现象，避免出现气孔问题。

本发明的一个实施例铸造的轧辊为精轧支撑辊，规格为∮1450*1810。

下辊颈采用变径铸造，底箱样子尺寸：∮550mm/∮600mmX800mm、底箱加节样子尺寸：∮903mm/∮1090mmX1050mm。

辊身敷砂11的厚度为在12mm。

冒口6采用造型砂制作，冒口砂型12的厚度为80mm。

采用∮1600mm/∮1602mm子母口定位，浇注时型腔温度102℃。

电极13的加热工艺为：

Claims (4)

1.一种热轧板带支撑辊的整体铸造方法，其特征在于：它采用以下工艺步骤：

a.浇注准备：采用整体铸造的制作方法，浇注方式采用底注方式铸造，在浇口箱（1）的上部是竖浇道（3），竖浇道（3）下方连接横浇道（4），横浇道（4）与冒口箱（5）的型腔下方的下辊颈相连通，浇口箱（1）的上方为浇口盆（2），浇口盆（2）高度大于冒口箱（5）高度；

b.下辊颈采用变径铸造，型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%；

c.辊身造型工艺：辊身采用敷砂工艺，敷砂（11）的厚度控制在11mm-13mm，定尺刮砂板控制辊身精度，上接活动插入节（10），型砂配比控制范围锆英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%；

d.上辊径造型工艺：冒口（6）采用造型砂制作，冒口砂型（12）的厚度为70mm-100mm，型砂配比控制范围石英砂93-98%，膨润土7-2%，水为锆英砂和膨润土总重的3-6%；

e．电加热工艺：冒口（6）上端采用电极（13）加热，保证冒口（6）的良好补缩。

2.根据权利要求1所述的热轧板带支撑辊的整体铸造方法，其特征在于：所述下辊颈由下辊颈上段（8）和下辊颈下段（9）两段组成，下辊颈上段（8）的下端与下辊颈下段（8）的上端相连接，下辊颈上段（8）和下辊颈下段（9）分别有锥度，下辊颈上段（8）的下端圆周截面小于下辊颈下段（9）的上端的圆周截面。

3.根据权利要求1或2所述的热轧板带支撑辊的整体铸造方法，其特征在于：所述冒口（6）电加热工艺的电压为40-60V，电流强度为1300-2100A，加热时间为13-15h。

4.根据权利要求3所述的热轧板带支撑辊的整体铸造方法，其特征在于：工装（14）采用子母口（15）结构。