CN114918372A - 一种大型轧辊上颈铸接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型轧辊上颈铸接工艺，包括如下步骤：S1：造型：采用轴颈型箱对轧辊上颈进行造型；S2：熔炼：将熔炼原材料投入中频炉中进行熔炼，并对出炉铁水进行随流孕育处理得到冲芯铁水与填芯铁水；S3：浇注：采用冲芯铁水与填芯铁水进行浇注，随后进行型腔孕育，浇注完成投入保温剂保温；S4：冷却：在常温中进行冷却，当温度＜100℃进行开箱处理，并在轧辊冷却至室温后进行热处理。整体工艺流程简单，在进行原材料的熔炼时，对出炉铁水进行随流孕育处理，提高本产品的抗拉强度与硬度，保证轧辊上颈的强度与硬度，保证工艺需求，提高经济效应。
Description
技术领域
本发明涉及铸件制造技术领域，尤其涉及一种大型轧辊上颈铸接工艺。
背景技术
轧辊主要由辊身、辊颈和轴头3部分组成。辊身是实际参与轧制金属的轧辊中间部分。它具有光滑的圆柱形或带轧槽的表面。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。传动端轴头通过连接轴与齿轮座相连，将电动机的转动力矩传递给轧辊。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，并且对轴颈的强度要求较高。在现有工艺中，对轧辊的性能要求仅满足一般生产要求即可，对于要求制造高强度的轧辊上颈的技术还有待提升，因此，一种能够提高轧辊上颈强度的工艺是目前发展的方向。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种大型轧辊上颈铸接工艺，提高轧辊上颈的强度，保证工艺需求，提高经济效应。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：造型：采用轴颈型箱对轧辊上颈进行造型；
S2：熔炼：将熔炼原材料投入中频炉中进行熔炼，设定熔炼温度为1440-1540℃，并对出炉铁水进行随流孕育处理得到冲芯铁水与填芯铁水；
S3：浇注：所述冲芯铁水与填芯铁水分包出水，采用冲芯铁水进行冲芯，所述冲芯铁水设定浇注温度为1460-1480℃，冲芯后采用填芯铁水进行填芯，所述填芯铁水设定浇注温度为1290-1310℃，随后进行型腔孕育，浇注完成投入保温剂保温；
S4：冷却：在常温中进行冷却，当温度＜100℃进行开箱处理，并在轧辊冷却至室温后进行热处理。
作为较优的方案，所述轴颈型箱包括底箱与冒口型箱，所述轧辊上颈采用耐火水泥进行造型。
作为较优的方案，采用耐火水泥进行造型时，至少提前72小时制备耐火水泥，在进行浇注前预热16-24小时。
作为较优的方案，所述熔炼原材料按重量百分比由以下组分组成：C：3.45-3.5％、Si：1.3-1.5％、Mn：0.4-0.5％、P≤0.1％、S≤0.03％、Cr：0.2-0.3％、Ni：0.4-0.5％、Mo：0.1-0.2％，余量为Fe。
作为较优的方案，所述随流孕育包括一步孕育与二步孕育，所述一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.3％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.2％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％。
作为较优的方案，所述一步孕育与二步孕育所采用的孕育剂中的合金粒度均为1-3mm。
作为较优的方案，所述步骤S3中，所述冲芯铁水重量为3.5t，所述填芯铁水重量为2.5t；所述冲芯铁水冲芯时间为6-7.5分钟，所述冲芯铁水填芯时间大于10分钟；且所述冲芯与填芯时间间隔≤3分钟。
作为较优的方案，所述型腔孕育采用的孕育剂为75硅铁，重量百分比为0.2％。
作为较优的方案，所述保温剂投放的重量为3Kg，保温时间至少为72小时。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种大型轧辊上颈铸接工艺，通过造型、熔炼、浇注与冷却四个步骤，实现对轧辊上颈的铸接；采用轴颈型箱对轧辊上颈进行造型，随后将配比后的原材料投入中频炉中进行熔炼，得到冲芯铁水与填芯铁水；再进行轧辊上颈的浇注，浇筑后等待冷却进行开箱，随后进行热处理，得到铸接好的成品。整体工艺流程简单，在进行原材料的熔炼时，对出炉铁水进行随流孕育处理，提高本产品的抗拉强度与硬度，保证轧辊上颈的强度与硬度，保证工艺需求，提高经济效应。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种大型轧辊上颈铸接工艺，包括如下步骤：
S1：造型：采用轴颈型箱对轧辊上颈进行造型；所述轴颈型箱包括底箱与冒口型箱，采用内孔直径为850mm冒口造型，冒口上高900mm；所述轧辊上颈采用耐火水泥进行造型，采用耐火水泥进行造型时，至少提前72小时制备耐火水泥，在进行浇注前预热16-24小时。值得说明的是，在对轧辊进行吊装时，不能损伤辊面，轧辊放入型腔后内找正后填粘土砂，距离铸接端面250mm时，用耐火水泥进行造型，铸接部高出水泥面40-50mm。
S2：熔炼：将熔炼原材料投入中频炉中进行熔炼，熔炼原材料按重量百分比由以下组分组成：C：3.45-3.5％、Si：1.3-1.5％、Mn：0.4-0.5％、P≤0.1％、S≤0.03％、Cr：0.2-0.3％、Ni：0.4-0.5％、Mo：0.1-0.2％，余量为Fe。设定熔炼温度为1440-1540℃，并对出炉铁水进行随流孕育处理得到冲芯铁水与填芯铁水；所述随流孕育包括一步孕育与二步孕育，所述一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.3％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.2％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％。所述一步孕育与二步孕育所采用的孕育剂中的合金粒度均为1-3mm。
S3：浇注：所述冲芯铁水与填芯铁水分包出水，所述冲芯铁水重量为3.5t，所述填芯铁水重量为2.5t；采用冲芯铁水进行冲芯，所述冲芯铁水冲芯时间为6-7.5分钟，所述冲芯铁水设定浇注温度为1460-1480℃，冲芯后将出铁口堵住，采用填芯铁水进行填芯，所述冲芯铁水填芯时间大于10分钟；且所述冲芯与填芯时间间隔≤3分钟，所述填芯铁水设定浇注温度为1290-1310℃，随后进行型腔孕育，所述型腔孕育采用的孕育剂为75硅铁，重量百分比为0.2％。浇注完成投入保温剂保温，所述保温剂投放的重量为3Kg，保温时间至少为72小时。
S4：冷却：在常温中进行冷却，当温度＜100℃进行开箱处理，并在轧辊冷却至室温后进行热处理。
采用以上工艺得出冲芯铁水与填芯铁水的组分为：C：3.45-3.5％、Si：1.3-1.5％、Mn：0.4-0.5％、P≤0.1％、S≤0.03％、Cr：0.2-0.3％、Ni：0.4-0.5％、Mo：0.1-0.2％、Mg：0.04-0.08％，通过控制随流孕育孕育剂的组分以及工艺流程，提高轧辊上颈的抗拉强度与硬度，使之满足工艺需求，提高产品性能。
对照组1
采用本发明实施例1中的铸接工艺与对照例1进行对比，对照例1与实施例1设置不同的是，在步骤S2中，一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.5％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％，其余实验条件中工艺流程与实施例1条件一致。
对照组2
采用本发明实施例1中的铸接工艺与对照例2进行对比，对照例2与实施例1设置不同的是，在步骤S2中，一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.1％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.4％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％，其余实验条件中工艺流程与实施例1条件一致。
对照组3
采用本发明实施例1中的铸接工艺与对照例3进行对比，对照例3与实施例1设置不同的是，在步骤S2中，一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.2％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.3％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％，其余实验条件中工艺流程与实施例1条件一致。
对照组4
采用本发明实施例1中的铸接工艺与对照例4进行对比，对照例4与实施例1设置不同的是，在步骤S2中，一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.4％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.1％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％，其余实验条件中工艺流程与实施例1条件一致。
对照组5
采用本发明实施例1中的铸接工艺与对照例5进行对比，对照例5与实施例1设置不同的是，在步骤S2中，一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.5％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％，其余实验条件中工艺流程与实施例1条件一致。
实验结果如下表所示：
| 序号 | 75硅铁(一步孕育) | 75硅铁(二步孕育) | 抗拉强度 | 硬度 |
| 实验组 | 0.3 | 0.2 | 510 | 40 |
| 对照组1 | 0 | 0.5 | 190 | 29 |
| 对照组2 | 0.1 | 0.4 | 262 | 32 |
| 对照组3 | 0.2 | 0.3 | 355 | 36 |
| 对照组4 | 0.4 | 0.1 | 322 | 34 |
| 对照组5 | 0.5 | 0 | 375 | 33 |
由上表可知，在随流孕育中孕育剂中75硅铁的含量采用本发明中的方案，得到的产品的抗拉强度最高，硬度也最高，因此，本发明的技术方案可保证轧辊上颈的铸接满足工艺需求，进一步提高经济效应。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：造型：采用轴颈型箱对轧辊上颈进行造型；
S2：熔炼：将熔炼原材料投入中频炉中进行熔炼，设定熔炼温度为1440-1540℃，并对出炉铁水进行随流孕育处理得到冲芯铁水与填芯铁水；
S3：浇注：所述冲芯铁水与填芯铁水分包出水，采用冲芯铁水进行冲芯，所述冲芯铁水设定浇注温度为1460-1480℃，冲芯后采用填芯铁水进行填芯，所述填芯铁水设定浇注温度为1290-1310℃，随后进行型腔孕育，浇注完成投入保温剂保温；
S4：冷却：在常温中进行冷却，当温度＜100℃进行开箱处理，并在轧辊冷却至室温后进行热处理。
2.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述轴颈型箱包括底箱与冒口型箱，所述轧辊上颈采用耐火水泥进行造型。
3.根据权利要求2所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：采用耐火水泥进行造型时，至少提前72小时制备耐火水泥，在进行浇注前预热16-24小时。
4.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述熔炼原材料按重量百分比由以下组分组成：C：3.45-3.5％、Si：1.3-1.5％、Mn：0.4-0.5％、P≤0.1％、S≤0.03％、Cr：0.2-0.3％、Ni：0.4-0.5％、Mo：0.1-0.2％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述随流孕育包括一步孕育与二步孕育，所述一步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.3％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％；所述二步孕育采用的孕育剂按重量百分比由以下组分组成：75硅铁：0.2％、75硅锆：0.3％、NiMg：0.2％、XTMg3-8：1.2％。
6.根据权利要求5所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述一步孕育与二步孕育所采用的孕育剂中的合金粒度均为1-3mm。
7.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述冲芯铁水重量为3.5t，所述填芯铁水重量为2.5t；所述冲芯铁水冲芯时间为6-7.5分钟，所述冲芯铁水填芯时间大于10分钟；且所述冲芯与填芯时间间隔≤3分钟。
8.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述型腔孕育采用的孕育剂为75硅铁，重量百分比为0.2％。
9.根据权利要求1所述的一种大型轧辊上颈铸接工艺，其特征在于：所述保温剂投放的重量为3Kg，保温时间至少为72小时。
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