CN112935193B - 一种基于温度调控的轧辊铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1：根据轧辊要求，设计轧辊零件图；S2：根据补缩体积计算和设计冒口；S3：对凝固过程进行模拟和分析，计算轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间；S4：在浇铸完毕后，使感应加热装置套设在轧辊的辊颈及冒口外侧；S5：在凝固阶段，启动感应加热装置通过感应线圈对辊颈及冒口内部金属液继续进行加热，延长辊颈及冒口部位的凝固时间；S6：在辊身凝固后，依次切断辊颈及冒口外侧感应线圈的电源，使轧辊的辊颈和冒口顺序凝固。本发明通过采用感应加热方式，保证轧辊本体金属凝固时产生顺利凝固的效果，辊身厚大部位得到充分补缩，既节约金属液，又减轻后续加工工作量。

Description

一种基于温度调控的轧辊铸造方法
技术领域
本发明涉及轧辊及其铸造加工领域，具体涉及一种轧辊铸件轻量化少余量节能铸造的方法。
背景技术
轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，是易耗品，用量大；根据加工对象不同，形状差异较大。常规铸造轧辊在浇注完毕后，需要对冒口表面进行保温操作，以便保证冒口端的金属液顺序凝固，保证补缩，从而得到致密的轧辊内部组织。若冒口表面未进行保温操作，则整个冒口端部以及与之相连的冒口颈部会产生缩孔、缩松甚至气孔等瑕疵，造成轧辊整体报废。轧辊的辊颈尺寸一般比辊身小，常规采取的保温或发热冒口方式，效果有限，很难将工艺调整到顺序凝固；在铸造时，为了辊身的补缩，防止出现辊身内部缺陷，需要将辊颈人为地加大，否则辊身还未凝固，冒口颈及冒口先凝固，辊身将存在缩孔等严重缺陷。加大的辊颈及冒口需要在后处理过程中加工掉，不仅造成金属材料资源浪费，也造成了凝固时间变长，增加铸造工艺难度，还增加了加工工作量，额外增加成本。
发明内容
针对轧辊铸造凝固过程的特性，在不增加冒口颈尺寸的前提下提供了一种基于温度调控的轧辊铸造方法，通过采用感应加热方式，保证轧辊本体金属凝固时产生顺利凝固的效果，辊身厚大部位得到充分补缩，制造出没有内部缩孔、缩松缺陷的轧辊，既节约金属液，又减轻后续加工工作量。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：根据轧辊要求，设计轧辊零件图，辊颈部位不另外增设补缩补贴；
S2：根据补缩体积计算和设计冒口；
S3：将铸件及冒口转变成三维CAD模型，并对凝固过程进行模拟和分析，计算轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间；
S4：浇铸轧辊，在浇铸完毕后，启动平移升降机构，使感应加热装置套设在轧辊的辊颈及冒口外侧，从而在辊颈及冒口外侧分别套设有感应线圈；
S5：在凝固阶段，启动感应加热装置通过感应线圈对辊颈及冒口内部金属液继续进行加热，延长辊颈及冒口部位的凝固时间；
S6：根据步骤S3计算出的轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间，在辊身凝固后，依次切断辊颈及冒口外侧感应线圈的电源，使轧辊的辊颈和冒口顺序凝固，从而完成对轧辊的铸造。
进一步：所述的平移升降机构包括两块相对设置的竖板、顶板、丝杠、活灵、安装板和升降机构，两块相对设置的竖板分别为左竖板和右竖板，所述的顶板水平固定在左竖板和右竖板的上端，所述的顶板的底部相对设置有两块连接板，所述的丝杠水平转动连接在两块连接板之间并且其的一端与固定在一块连接板上的伺服电机相连，所述的安装板通过活灵连接在丝杠上，所述的升降机构的上端固定在安装板的底部，所述的升降机构的下端与感应加热装置相连。
又进一步：所述的顶板的底部还设置有滑轨，所述的滑轨位于丝杠的正上方并与其相互平行，所述的活灵的顶部设置有与其连成一体的滑块，所述的滑块滑动连接在滑轨上。
又进一步：所述的升降机构包括卷绳器、钢丝绳索、导向轮、第一伸缩杆体、第二伸缩杆体、第三伸缩杆体和连接端头，所述的第一伸缩杆体的上端固定在安装板的底部，所述的第一伸缩杆体的下端从第二伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第一伸缩杆体的下端还设置有第一导向块，所述的第一导向块上下滑动连接在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的上端安装有第一限位盖，所述的第一导向块通过第一限位盖限制在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的下端从第三伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第二伸缩杆体的下端也设置有第二导向块，所述的第二导向块上下滑动连接在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的上端也安装有第二限位盖，所述的第二导向块通过第二限位盖限制在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的下端通过连接端头连接在感应加热装置的顶部，所述的卷绳器固定在安装板的顶部，所述的钢丝绳索的一端连接在卷绳器上并通过其进行收放，所述的钢丝绳索的另一端穿过开设在安装板上的通孔，所述的第一伸缩杆体、第二伸缩杆体、第三伸缩杆体、第一导向块和第二导向块都呈空心状，所述的通孔位于第一伸缩杆体的正上方，所述的钢丝绳索的另一端依次穿过第一伸缩杆体、第一导向块、第二伸缩杆体、第二导向块和第三伸缩杆体并可拆卸地连接在连接端头内，所述的安装板上还设置有导向轮，所述的钢丝绳索通过导向轮竖直穿过通孔。
又进一步：所述的第一伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向设置有第一限位凸条，所述的第一限位凸条的长度与第一伸缩杆体的长度相同，所述的第一限位盖的内壁上还开设有与第一限位凸条相匹配的第一限位通槽，所述的第二伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向也设置有第二限位凸条，所述的第二限位凸条的长度与第二伸缩杆体的长度相同，所述的第二限位盖的内壁上也开设有与第二限位凸条相匹配的第二限位通槽。
又进一步：所述的感应加热装置包括支撑板、冒口部加热陶瓷筒体、辊颈部加热陶瓷筒体、第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈，所述的冒口部加热陶瓷筒体固定在支撑板的底部，所述的支撑板与平移升降机构中的连接端头相固定，所述的冒口部加热陶瓷筒体的外壁上开设有用于缠绕第一感应线圈的第一凹槽，所述的第一感应线圈螺旋型缠绕在第一凹槽内，所述的第一感应线圈外侧的第一凹槽内设置有第一绝缘层，所述的第一绝缘层外侧的冒口部加热陶瓷筒体上设置有第一耐热保温层，所述的辊颈部加热陶瓷筒体是由第一陶瓷筒体和第二陶瓷筒体所组成，所述的第一陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第二感应线圈的第二凹槽，所述的第二感应线圈螺旋型缠绕在第二凹槽内，所述的第二感应线圈外侧的第二凹槽内设置有第二绝缘层，所述的第二绝缘层外侧的第一陶瓷筒体上还设置有第二耐热保温层，所述的第二陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第三感应线圈的第三凹槽，所述的第三感应线圈螺旋型缠绕在第三凹槽内，所述的第三感应线圈外侧的第三凹槽内设置有第三绝缘层，所述的第三绝缘层外侧的第二陶瓷筒体上还设置有第三耐热保温层，所述的第一陶瓷筒体的外径的内径与冒口部加热陶瓷筒体的外径以及内径都相同，所述的第一陶瓷筒体活动连接在冒口部加热陶瓷筒体的正下方，所述的第二陶瓷筒体的内径大于第一陶瓷筒体的外径，所述的第二陶瓷筒体活动连接在第一陶瓷筒体的外侧；所述的第一陶瓷筒体上端的一侧设置有与其连成一体的固定板体，所述的固定板体上竖直固定有第一螺杆，所述的第一螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，所述的冒口部加热陶瓷筒体的底部竖直设置有第一导向杆体，所述的第一陶瓷筒体的顶部开设有与第一导向杆体相匹配的第一导向孔，所述的第一导向杆体的下端活动连接在第一导向孔内，所述的第二陶瓷筒体的顶部设置有第二螺杆，所述的第二螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，穿过支撑板的第一螺杆和第二螺杆上各连接有一个限位螺母，所述的第二陶瓷筒体的顶部还设置有第二导向杆体，所述的第二导向杆体的上端穿过固定板体并与其活动连接，所述的固定板体上开设有与第二导向杆体相匹配的第二导向孔。
又进一步：所述的穿过支撑板的第一螺杆以及第二螺杆一侧的支撑板的顶部各设置有一根竖杆，所述的竖杆上活动连接导向套并且其的表面设置有长度标识，所述的导向套的外侧还水平设置有接触板体，所述的接触板体的下表面与导向套的下表面相齐平，活动连接在两根竖杆上的两个导向套分别通过接触板体与第一螺杆和第二螺杆的上端相接触。
又进一步：所述的支撑板的外侧还固定有上保护壳体，所述的上保护壳体的上端可拆卸地固定在支撑板的外侧，所述的上保护壳体的下端伸入至下保护壳体的上端内，所述的下保护壳体的上端内壁与上保护壳体下端的外壁相接触，所述的上保护壳体上端的两侧各设置有一个固定座，所述的固定座的底部竖直设置有一根第三螺杆，所述的下保护壳体上端的两侧也各设置有一块连接片，两侧的连接片分别位于两个固定座的正下方，所述的第三螺杆的下端穿过连接片，所述的连接片上下两侧的第三螺杆上各连接有一个调节螺母，所述的连接片通过上下两侧的调节螺母夹紧固定在第三螺杆上，所述的下保护壳体的底面与第二陶瓷筒体的底面相齐平。
又进一步：所述的右竖板朝向左竖板的侧壁上水平固定有安装架，所述的安装架的底部固定有水箱，所述的安装架的顶部设置有方型框座，所述的方型框座内活动设置有方型底座，所述的方型底座的四周外壁与方型框座的四周内壁之间都设置有第一弹簧，所述的方型底座的顶部还设置有圆环形冷却筒体以及圆柱型冷却头，所述的圆柱型冷却头设置在圆环形冷却筒体的中心处并且其的上端伸出圆环形冷却筒体，所述的圆柱型冷却头的外径与第一陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆环形冷却筒体外径与第二陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆柱型冷却头为空心柱体并且其的下端呈敞开状，所述的圆柱型冷却头的内壁上设置有螺旋形冷却管道，所述的螺旋形冷却管道的两端分别从圆柱型冷却头的底部伸出并与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的侧壁内开设有空腔，所述的空腔也与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的外侧还套设有定位框体，所述的定位框体上下活动连接在圆环形冷却筒体的外侧并且其与方型底座之间还设置有第二弹簧，所述的定位框体的上端设置有与下保护壳体底部的导向罩相匹配的倒角斜面，所述的导向罩呈喇叭状并与下保护壳体连成一体，所述的下保护壳体的内壁上还设置有用于限制定位框体的定位块。
再进一步：所述的螺旋形冷却管道分别通过第一进水管和第一出水管与水箱相连通，所述的空腔通过设置在圆环形冷却筒体下端内壁上的第二进水管和第二出水管与水箱相连通，所述的第一进水管和第二进水管上各安装有一个水泵，所述的第一出水管和第二出水管上也分别各安装有一个冷凝器以及一个开关阀。
采用上述结构后，本发明具有以下优点：1.在感应电流的加热下，辊颈一直保持着液态，补缩通道畅通，保证辊身到辊颈及冒口的顺序凝固，轧辊内部没有缩孔缩松缺陷。2.辊颈不增加多余的补贴，金属利用率高。3.减少后续加工工作量，采用新的温度调控铸造方法，可节约金属材料、金属熔化能耗及后续加工能耗，具有良好的应用前景。
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为感应加热装置以及平移升降机构的整体式结构图。
图2为感应加热装置与平移升降机构的连接结构图。
图3为感应加热装置的结构示意图。
图4为图1的局部结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其具体包括以下步骤：
S1：根据轧辊要求，设计轧辊零件图，辊颈部位不另外增设补缩补贴；
S2：根据补缩体积计算和设计冒口；
S3：将铸件及冒口转变成三维CAD模型，并对凝固过程进行模拟和分析，计算轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间；
S4：浇铸轧辊，在浇铸完毕后，启动平移升降机构，使感应加热装置套设在轧辊的辊颈及冒口外侧，从而在辊颈及冒口外侧分别套设有感应线圈；
S5：在凝固阶段，启动感应加热装置通过感应线圈对辊颈及冒口内部金属液继续进行加热，延长辊颈及冒口部位的凝固时间；
S6：根据步骤S3计算出的轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间，在辊身凝固后，依次切断辊颈及冒口外侧感应线圈的电源，使轧辊的辊颈和冒口顺序凝固，从而完成对轧辊的铸造。
如图1所示的平移升降机构包括两块相对设置的竖板、顶板4、丝杠3、活灵5、安装板17和升降机构，两块相对设置的竖板分别为左竖板1和右竖板9，所述的顶板水平固定在左竖板和右竖板的上端，所述的顶板的底部相对设置有两块连接板2，所述的丝杠水平转动连接在两块连接板之间并且其的一端与固定在一块连接板上的伺服电机8相连，所述的安装板通过活灵连接在丝杠上，所述的升降机构的上端固定在安装板的底部，所述的升降机构的下端与感应加热装置相连。在浇铸完毕后，启动伺服电机带着丝杠进行旋转，从而通过丝杠活灵的配合把感应加热装置运输到浇铸后轧辊的正上方，然后启动升降机构使感应加热装置套设在轧辊辊颈和冒口的外侧。
如图1所示的顶板的底部还设置有滑轨7，所述的滑轨位于丝杠的正上方并与其相互平行，所述的活灵的顶部设置有与其连成一体的滑块6，所述的滑块滑动连接在滑轨上。
如图1和图2所示的升降机构包括卷绳器47、钢丝绳索、导向轮、第一伸缩杆体18-1、第二伸缩杆体18-2、第三伸缩杆体18-3和连接端头19，所述的第一伸缩杆体的上端固定在安装板的底部，所述的第一伸缩杆体的下端从第二伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第一伸缩杆体的下端还设置有第一导向块，所述的第一导向块上下滑动连接在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的上端安装有第一限位盖，所述的第一导向块通过第一限位盖限制在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的下端从第三伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第二伸缩杆体的下端也设置有第二导向块，所述的第二导向块上下滑动连接在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的上端也安装有第二限位盖21，所述的第二导向块通过第二限位盖限制在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的下端通过连接端头连接在感应加热装置的顶部，所述的卷绳器固定在安装板的顶部，所述的钢丝绳索的一端连接在卷绳器上并通过其进行收放，所述的钢丝绳索的另一端穿过开设在安装板上的通孔，所述的第一伸缩杆体18-1、第二伸缩杆体18-2、第三伸缩杆体18-3、第一导向块和第二导向块都呈空心状，所述的通孔位于第一伸缩杆体的正上方，所述的钢丝绳索的另一端依次穿过第一伸缩杆体、第一导向块、第二伸缩杆体、第二导向块和第三伸缩杆体并可拆卸地连接在连接端头内，所述的安装板上还设置有导向轮，所述的钢丝绳索通过导向轮竖直穿过通孔。在需要升降时，启动卷绳器利用其收放钢丝伸缩带动连接端头进行升降，通过第一伸缩杆体、第二伸缩杆体和第三伸缩杆体的设计防止感应加热装置在平移以及升降的过程中发生晃动，起到了增加实用性能的作用。
如图2所示的第一伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向设置有第一限位凸条20，所述的第一限位凸条的长度与第一伸缩杆体的长度相同，所述的第一限位盖的内壁上还开设有与第一限位凸条相匹配的第一限位通槽，所述的第二伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向也设置有第二限位凸条，所述的第二限位凸条的长度与第二伸缩杆体的长度相同，所述的第二限位盖的内壁上也开设有与第二限位凸条相匹配的第二限位通槽，本发明通过采用上述结构，感应加热装置在运送以及升降的过程中都不会发生旋转，起到了0角度转动的作用，防止发生不必要的碰撞，便于其安装到位以及运输。
如图3所示的感应加热装置包括支撑板30、冒口部加热陶瓷筒体31、辊颈部加热陶瓷筒体、第一感应线圈34、第二感应线圈35和第三感应线圈36，所述的冒口部加热陶瓷筒体固定在支撑板的底部，所述的支撑板与平移升降机构中的连接端头19相固定，所述的冒口部加热陶瓷筒体的外壁上开设有用于缠绕第一感应线圈的第一凹槽，所述的第一感应线圈螺旋型缠绕在第一凹槽内，所述的第一感应线圈外侧的第一凹槽内设置有第一绝缘层37，所述的第一绝缘层外侧的冒口部加热陶瓷筒体上设置有第一耐热保温层40，所述的辊颈部加热陶瓷筒体是由第一陶瓷筒体32和第二陶瓷筒体33所组成，所述的第一陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第二感应线圈的第二凹槽，所述的第二感应线圈螺旋型缠绕在第二凹槽内，所述的第二感应线圈外侧的第二凹槽内设置有第二绝缘层38，所述的第二绝缘层外侧的第一陶瓷筒体上还设置有第二耐热保温层41，所述的第二陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第三感应线圈的第三凹槽，所述的第三感应线圈螺旋型缠绕在第三凹槽内，所述的第三感应线圈外侧的第三凹槽内设置有第三绝缘层39，所述的第三绝缘层外侧的第二陶瓷筒体上还设置有第三耐热保温层42，所述的第一陶瓷筒体的外径的内径与冒口部加热陶瓷筒体的外径以及内径都相同，所述的第一陶瓷筒体活动连接在冒口部加热陶瓷筒体的正下方，所述的第二陶瓷筒体的内径大于第一陶瓷筒体的外径，所述的第二陶瓷筒体活动连接在第一陶瓷筒体的外侧；所述的第一陶瓷筒体上端的一侧设置有与其连成一体的固定板体43，所述的固定板体上竖直固定有第一螺杆51，所述的第一螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，所述的冒口部加热陶瓷筒体的底部竖直设置有第一导向杆体44，所述的第一陶瓷筒体的顶部开设有与第一导向杆体相匹配的第一导向孔，所述的第一导向杆体的下端活动连接在第一导向孔内，所述的第二陶瓷筒体的顶部设置有第二螺杆46，所述的第二螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，穿过支撑板的第一螺杆和第二螺杆上各连接有一个限位螺母，所述的第二陶瓷筒体的顶部还设置有第二导向杆体45，所述的第二导向杆体的上端穿过固定板体并与其活动连接，所述的固定板体上开设有与第二导向杆体相匹配的第二导向孔。上述的第一耐热保温层、第二耐热保温层和第三耐热保温层都是由陶瓷纤维毯所制成，上述的第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层都是由绝缘胶布所制成，所述的第一感应线圈、第二感应线圈以及第三感应线圈各连接有一个交流变频电源。本发明通过感应加热的方式防止辊颈及冒口部位提前凝固，并且可以根据辊颈部位的长度选取第二感应线圈或者其与第三感应线圈一同进行加热，并且本发明还可以对第二感应线圈和第三感应线圈的位置进行调节，防止发生提前凝固，减少了不必要的损失。
如图3所示的穿过支撑板的第一螺杆以及第二螺杆一侧的支撑板的顶部各设置有一根竖杆22，所述的竖杆上活动连接导向套并且其的表面设置有长度标识，所述的导向套的外侧还水平设置有接触板体48，所述的接触板体的下表面与导向套的下表面相齐平，活动连接在两根竖杆上的两个导向套分别通过接触板体与第一螺杆和第二螺杆的上端相接触。本发明通过采用上述设计可以对第二感应线圈和第三感应线圈的位置进行精确调节，起到了增加实用性能的作用。
如图3所示的支撑板的外侧还固定有上保护壳体25，所述的上保护壳体的上端可拆卸地固定在支撑板的外侧，所述的上保护壳体的下端伸入至下保护壳体26的上端内，所述的下保护壳体的上端内壁与上保护壳体下端的外壁相接触，所述的上保护壳体上端的两侧各设置有一个固定座49，所述的固定座的底部竖直设置有一根第三螺杆28，所述的下保护壳体上端的两侧也各设置有一块连接片50，两侧的连接片分别位于两个固定座的正下方，所述的第三螺杆的下端穿过连接片，所述的连接片上下两侧的第三螺杆上各连接有一个调节螺母，所述的连接片通过上下两侧的调节螺母夹紧固定在第三螺杆上，所述的下保护壳体的底面与第二陶瓷筒体的底面相齐平。本发明通过上保护壳体和下保护壳体对感应加热装置进行保护，并且可以第二感应线圈和第三感应线圈的位置调节上保护壳体伸入下保护壳体内的深度，增加了实用性能。
如图1和图4所示的右竖板朝向左竖板的侧壁上水平固定有安装架10，所述的安装架的底部固定有水箱16，所述的安装架的顶部设置有方型框座11，所述的方型框座内活动设置有方型底座12，所述的方型底座的四周外壁与方型框座的四周内壁之间都设置有第一弹簧，所述的方型底座的顶部还设置有圆环形冷却筒体15以及圆柱型冷却头14，所述的圆柱型冷却头设置在圆环形冷却筒体的中心处并且其的上端伸出圆环形冷却筒体，所述的圆柱型冷却头的外径与第一陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆环形冷却筒体外径与第二陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆柱型冷却头为空心柱体并且其的下端呈敞开状，所述的圆柱型冷却头的内壁上设置有螺旋形冷却管道，所述的螺旋形冷却管道的两端分别从圆柱型冷却头的底部伸出并与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的侧壁内开设有空腔，所述的空腔也与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的外侧还套设有定位框体13，所述的定位框体上下活动连接在圆环形冷却筒体的外侧并且其与方型底座之间还设置有第二弹簧52，所述的定位框体的上端设置有与下保护壳体底部的导向罩27相匹配的倒角斜面，所述的导向罩呈喇叭状并与下保护壳体连成一体，所述的下保护壳体的内壁上还设置有用于限制定位框体的定位块29。在辊颈部和冒口部冷却完毕后，启动平移升降机构，使感应加热装置运输到圆柱型冷却头和圆环形冷却筒体的正上方，然后使其下降，通过自身重力冒口部加热陶瓷筒体和第一陶瓷筒体会活动连接在圆柱型冷却头的外侧，通过螺旋形冷却管内的冷水利用换热的方式对冒口部加热陶瓷筒体和第一陶瓷筒体进行冷却，第二陶瓷筒体在自身重力的作用下会活动连接在圆环形冷却筒体的外侧，空腔内的冷水利用换热的方式对第二陶瓷筒体进行冷却。在伺服电机出现误差无法把感应加热装置运输到位时，感应加热装置在自身重力的作用下导向罩会向下挤压定位框体，定位框体的上端在导向罩下压的过程中会带动方型底座挤压第一弹簧进行位置调节，直至定位框体的上端伸入至下保护壳体内与定位块相接触时，方型底座的位置才会调节结束。
如图4所示的螺旋形冷却管道分别通过第一进水管和第一出水管与水箱相连通，所述的空腔通过设置在圆环形冷却筒体下端内壁上的第二进水管和第二出水管与水箱相连通，所述的第一进水管和第二进水管上各安装有一个水泵，所述的第一出水管和第二出水管上也分别各安装有一个冷凝器以及一个开关阀。在圆柱型冷却头伸入至冒口部加热陶瓷筒体内后以及圆环形冷却筒体伸入第二陶瓷筒体后再进行注水，本发明通过冷凝器的设计保证了冷却效率。
采用以上技术方案，本发明具有以下优点：1.在感应电流的加热下，辊颈一直保持着液态，补缩通道畅通，保证辊身到辊颈及冒口的顺序凝固，轧辊内部没有缩孔缩松缺陷。2.辊颈不增加多余的补贴，金属利用率高。3.减少后续加工工作量，采用新的温度调控铸造方法，可节约金属材料、金属熔化能耗及后续加工能耗，具有良好的应用前景。

Claims (6)

1.一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：根据轧辊要求，设计轧辊零件图，辊颈部位不另外增设补缩补贴；
S2：根据补缩体积计算和设计冒口；
S3：将铸件及冒口转变成三维CAD模型，并对凝固过程进行模拟和分析，计算轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间；
S4：浇铸轧辊，在浇铸完毕后，启动平移升降机构，使感应加热装置套设在轧辊的辊颈及冒口外侧，从而在辊颈及冒口外侧分别套设有感应线圈；
S5：在凝固阶段，启动感应加热装置通过感应线圈对辊颈及冒口内部金属液继续进行加热，延长辊颈及冒口部位的凝固时间；
S6：根据步骤S3计算出的轧辊本体、辊颈及冒口部位的凝固时间，在辊身凝固后，依次切断辊颈及冒口外侧感应线圈的电源，使轧辊的辊颈和冒口顺序凝固，从而完成对轧辊的铸造；
所述的平移升降机构包括两块相对设置的竖板、顶板(4)、丝杠(3)、活灵(5)、安装板(17)和升降机构，两块相对设置的竖板分别为左竖板(1)和右竖板(9)，所述的顶板水平固定在左竖板和右竖板的上端，所述的顶板的底部相对设置有两块连接板(2)，所述的丝杠水平转动连接在两块连接板之间并且其的一端与固定在一块连接板上的伺服电机相连，所述的安装板通过活灵连接在丝杠上，所述的升降机构的上端固定在安装板的底部，所述的升降机构的下端与感应加热装置相连；
所述的顶板的底部还设置有滑轨(7)，所述的滑轨位于丝杠的正上方并与其相互平行，所述的活灵的顶部设置有与其连成一体的滑块(6)，所述的滑块滑动连接在滑轨上；
所述的升降机构包括卷绳器(47)、钢丝绳索、导向轮、第一伸缩杆体(18-1)、第二伸缩杆体(18-2)、第三伸缩杆体(18-3)和连接端头(19)，所述的第一伸缩杆体的上端固定在安装板的底部，所述的第一伸缩杆体的下端从第二伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第一伸缩杆体的下端还设置有第一导向块，所述的第一导向块上下滑动连接在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的上端安装有第一限位盖，所述的第一导向块通过第一限位盖限制在第二伸缩杆体内，所述的第二伸缩杆体的下端从第三伸缩杆体的上端伸入至其内部，所述的第二伸缩杆体的下端也设置有第二导向块，所述的第二导向块上下滑动连接在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的上端也安装有第二限位盖(21)，所述的第二导向块通过第二限位盖限制在第三伸缩杆体内，所述的第三伸缩杆体的下端通过连接端头连接在感应加热装置的顶部，所述的卷绳器固定在安装板的顶部，所述的钢丝绳索的一端连接在卷绳器上并通过其进行收放，所述的钢丝绳索的另一端穿过开设在安装板上的通孔，所述的第一伸缩杆体(18-1)、第二伸缩杆体(18-2)、第三伸缩杆体(18-3)、第一导向块和第二导向块都呈空心状，所述的通孔位于第一伸缩杆体的正上方，所述的钢丝绳索的另一端依次穿过第一伸缩杆体、第一导向块、第二伸缩杆体、第二导向块和第三伸缩杆体并可拆卸地连接在连接端头内，所述的安装板上还设置有导向轮，所述的钢丝绳索通过导向轮竖直穿过通孔；
所述的第一伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向设置有第一限位凸条(20)，所述的第一限位凸条的长度与第一伸缩杆体的长度相同，所述的第一限位盖的内壁上还开设有与第一限位凸条相匹配的第一限位通槽，所述的第二伸缩杆体的外壁上沿着其的长度方向也设置有第二限位凸条，所述的第二限位凸条的长度与第二伸缩杆体的长度相同，所述的第二限位盖的内壁上也开设有与第二限位凸条相匹配的第二限位通槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：所述的感应加热装置包括支撑板(30)、冒口部加热陶瓷筒体(31)、辊颈部加热陶瓷筒体、第一感应线圈(34)、第二感应线圈(35)和第三感应线圈(36)，所述的冒口部加热陶瓷筒体固定在支撑板的底部，所述的支撑板与平移升降机构中的连接端头(19)相固定，所述的冒口部加热陶瓷筒体的外壁上开设有用于缠绕第一感应线圈的第一凹槽，所述的第一感应线圈螺旋型缠绕在第一凹槽内，所述的第一感应线圈外侧的第一凹槽内设置有第一绝缘层(37)，所述的第一绝缘层外侧的冒口部加热陶瓷筒体上设置有第一耐热保温层(40)，所述的辊颈部加热陶瓷筒体是由第一陶瓷筒体(32)和第二陶瓷筒体(33)所组成，所述的第一陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第二感应线圈的第二凹槽，所述的第二感应线圈螺旋型缠绕在第二凹槽内，所述的第二感应线圈外侧的第二凹槽内设置有第二绝缘层(38)，所述的第二绝缘层外侧的第一陶瓷筒体上还设置有第二耐热保温层(41)，所述的第二陶瓷筒体的外侧开设有用于缠绕第三感应线圈的第三凹槽，所述的第三感应线圈螺旋型缠绕在第三凹槽内，所述的第三感应线圈外侧的第三凹槽内设置有第三绝缘层(39)，所述的第三绝缘层外侧的第二陶瓷筒体上还设置有第三耐热保温层(42)，所述的第一陶瓷筒体的外径的内径与冒口部加热陶瓷筒体的外径以及内径都相同，所述的第一陶瓷筒体活动连接在冒口部加热陶瓷筒体的正下方，所述的第二陶瓷筒体的内径大于第一陶瓷筒体的外径，所述的第二陶瓷筒体活动连接在第一陶瓷筒体的外侧；所述的第一陶瓷筒体上端的一侧设置有与其连成一体的固定板体(43)，所述的固定板体上竖直固定有第一螺杆(51)，所述的第一螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，所述的冒口部加热陶瓷筒体的底部竖直设置有第一导向杆体(44)，所述的第一陶瓷筒体的顶部开设有与第一导向杆体相匹配的第一导向孔，所述的第一导向杆体的下端活动连接在第一导向孔内，所述的第二陶瓷筒体的顶部设置有第二螺杆(46)，所述的第二螺杆的上端穿过支撑板并与其活动连接，穿过支撑板的第一螺杆和第二螺杆上各连接有一个限位螺母，所述的第二陶瓷筒体的顶部还设置有第二导向杆体(45)，所述的第二导向杆体的上端穿过固定板体并与其活动连接，所述的固定板体上开设有与第二导向杆体相匹配的第二导向孔。
3.根据权利要求2所述的一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：所述的穿过支撑板的第一螺杆以及第二螺杆一侧的支撑板的顶部各设置有一根竖杆(22)，所述的竖杆上活动连接导向套并且其的表面设置有长度标识，所述的导向套的外侧还水平设置有接触板体(48)，所述的接触板体的下表面与导向套的下表面相齐平，活动连接在两根竖杆上的两个导向套分别通过接触板体与第一螺杆和第二螺杆的上端相接触。
4.根据权利要求2所述的一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：所述的支撑板的外侧还固定有上保护壳体(25)，所述的上保护壳体的上端可拆卸地固定在支撑板的外侧，所述的上保护壳体的下端伸入至下保护壳体(26)的上端内，所述的下保护壳体的上端内壁与上保护壳体下端的外壁相接触，所述的上保护壳体上端的两侧各设置有一个固定座(49)，所述的固定座的底部竖直设置有一根第三螺杆(28)，所述的下保护壳体上端的两侧也各设置有一块连接片(50)，两侧的连接片分别位于两个固定座的正下方，所述的第三螺杆的下端穿过连接片，所述的连接片上下两侧的第三螺杆上各连接有一个调节螺母，所述的连接片通过上下两侧的调节螺母夹紧固定在第三螺杆上，所述的下保护壳体的底面与第二陶瓷筒体的底面相齐平。
5.根据权利要求1所述的一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：所述的右竖板朝向左竖板的侧壁上水平固定有安装架(10)，所述的安装架的底部固定有水箱(16)，所述的安装架的顶部设置有方型框座(11)，所述的方型框座内活动设置有方型底座(12)，所述的方型底座的四周外壁与方型框座的四周内壁之间都设置有第一弹簧，所述的方型底座的顶部还设置有圆环形冷却筒体(15)以及圆柱型冷却头(14)，所述的圆柱型冷却头设置在圆环形冷却筒体的中心处并且其的上端伸出圆环形冷却筒体，所述的圆柱型冷却头的外径与第一陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆环形冷却筒体外径与第二陶瓷筒体的内径相匹配，所述的圆柱型冷却头为空心柱体并且其的下端呈敞开状，所述的圆柱型冷却头的内壁上设置有螺旋形冷却管道，所述的螺旋形冷却管道的两端分别从圆柱型冷却头的底部伸出并与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的侧壁内开设有空腔，所述的空腔也与水箱相连通，所述的圆环形冷却筒体的外侧还套设有定位框体(13)，所述的定位框体上下活动连接在圆环形冷却筒体的外侧并且其与方型底座之间还设置有第二弹簧(52)，所述的定位框体的上端设置有与下保护壳体底部的导向罩(27)相匹配的倒角斜面，所述的导向罩呈喇叭状并与下保护壳体连成一体，所述的下保护壳体的内壁上还设置有用于限制定位框体的定位块(29)。
6.据权利要求5所述的一种基于温度调控的轧辊铸造方法，其特征在于：所述的螺旋形冷却管道分别通过第一进水管和第一出水管与水箱相连通，所述的空腔通过设置在圆环形冷却筒体下端内壁上的第二进水管和第二出水管与水箱相连通，所述的第一进水管和第二进水管上各安装有一个水泵，所述的第一出水管和第二出水管上也分别各安装有一个冷凝器以及一个开关阀。
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