CN103317123B - 辊压辊的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辊压辊的制造方法，具体包括以下步骤：a.按照辊压辊成品尺寸以及辊压辊工作层材料以及芯部材料的伸尺设计金属冷型工装，b.将工装各部件分别放置在干燥窑中进行干燥；c.组装金属冷型工装；d.将组装好的金属冷型工装安放在离心机的底座上；e.同时在两台电炉的浇包中分别熔化工作层钢水和芯部铁水；f.启动离心机进行浇注；g.取出辊压辊毛坯，入保温槽保温即可。本发明采用离心、复合的铸造方法，在铸造工作层的同时直接铸造出带有咬入花纹的辊面，生产成本较低；并且铸造出工作层辊面光滑无裂纹，致密度高，进一步提高了辊压辊的耐磨性能。

Description

辊压辊的制造方法

技术领域

本发明涉及轧辊铸造领域，特别是一种辊压辊的制造方法。

背景技术

辊压辊广泛应用在采矿等行业中，因此其加工的精度要求较低。辊压辊主要由环形低碳钢芯部和高合金耐磨外层构成，芯部中心设置有中心通孔，高合金耐磨外层即为辊压辊的工作层，厚度通常为50mm左右。由于应用领域的特殊性，辊压辊高合金耐磨外层的辊面上需设置有匀布的咬入花纹。目前辊压辊加工时通常是先用低碳钢铁水浇注出芯部，然后再采用堆焊方式在芯部的辊面上堆焊出外层；在堆焊外层的同时需要堆焊出咬入花纹。此种生产方式存在较多缺陷，例如：堆焊成本高、焊层有细微裂纹等，这些缺陷必然导致辊压辊的外层耐磨性能较差，使得辊压辊在使用过程中容易出现掉块、剥落等现象；必须经过补焊修复才能继续使用，然而修复的过程也较为复杂，修复操作难度较大。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种生产成本较低、且易于操作的辊压辊制造方法，使制得的辊压辊外层不会出现裂纹，进一步提高辊压辊的耐磨性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下。

辊压辊的制造方法，所述辊压辊的外圆最大直径为D，工作层辊面沟纹深度为h，辊面沟纹宽度为w，高度为H，所述制造方法具体包括以下步骤：

a.按照辊压辊成品尺寸以及辊压辊工作层材料以及芯部材料的伸尺设计金属冷型工装，所述金属冷型工装包括带支腿的圆环形工装主体以及与圆环形工装主体顶部相配装的上端盖和与圆环形工装主体底部相配装的下端盖；所述工装主体的内壁上匀布有与辊压辊工作层辊面沟纹相配合的凸起，上端盖的中心设置有浇注口；所述金属冷型工装的内径为D+30mm，金属冷型工装内腔的高度为H+60mm，所述凸起的高度为h+2mm，相邻凸起的间隔为w+1mm；

b.将工装主体、上端盖以及下端盖分别放置在干燥窑中进行干燥，干燥温度为500～600℃，干燥时间8～10h；

c.在工装主体的内壁上挂涂耐火涂料层，所述耐火涂料层的厚度为1.0～5.0mm，然后将干燥后的工装主体、上端盖以及下端盖通过紧固销组装在一起，形成完整的金属冷型工装；

d.将组装好的金属冷型工装安放在离心机的底座上，并通过定位销将金属冷型工装的支腿与底座安装在一起；

e.同时在两台电炉的浇包中分别熔化工作层钢水和芯部铁水；并在炉前调整成分合格后，将炉温升至1600℃，然后在浇包内加入占钢水质量1.0％的铝饼脱氧，而后出炉；

f.启动离心机工作，离心机的转速400±10rpm；当浇包内的工作层钢水温度达到1400℃～1500℃时，向金属冷型工装中进行浇注，钢水的浇注速度5.0kg/s～10kg/s；浇注完成，待工作层出现固相线后，迅速填芯，即浇包内的芯部铁水温度达到1400℃-1500℃时，向金属冷型工装中浇注铁水，铁水的浇注速度5.0kg/s～10kg/s；

g.铁水浇注完毕30min后离心机停机，将辊压辊毛坯从金属冷型工装中取出，入保温槽保温即可。

本发明所述辊压辊的具体组分为：

所述辊压辊工作层的组成成分以及重量百分比为：C:1.0～2.5，Si:0.2～1.5，Mn:0.2～1.5，S:<0.05，P:<0.05，Ni:0.2～1.5，Cr:3.0～6.0，Mo:3.0～6.0，M1:0.2～3.0，M2:3.0～8.0，其余为Fe；

所述辊压辊芯部的组成成分以及重量百分比为：C:0.5～2.0，Si:1.0～2.5，Mn:0.2～1.5，S:<0.05，P:<0.05，Ni:<1.0，Cr:<1.0，Mo:<1.0，其余为Fe。

本发明所述金属冷型工装的改进在于：所述金属冷型工装的上端盖下层以及下端盖上层分别设置有耐火材料层。

本发明所述金属冷型工装的进一步改进在于：所述下端盖的中心与上端盖浇注口相应的位置设置有分流砖。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步如下。

本发明采用离心、复合的铸造方法，在铸造工作层的同时直接铸造出带有咬入花纹的辊面，生产成本较低，并且铸造出工作层辊面光滑无裂纹，致密度高，进一步提高了辊压辊的耐磨性能。

采用金属冷型工装加工辊压辊工作层时，工作层的钢水在离心力和金属冷型工装的共同作用下凝固，保证了辊压辊工作层辊面具有金属冷型工装冷却产生的细小的激冷层晶粒，大大提高了辊压辊的耐磨性；其次金属冷型工装内钢水中的杂质会在离心力的作用下，向钢水的内层移动，并最终在工作层的内层凝固，保证了生产的辊压辊铸造缺陷少，产品的致密度高。

金属冷型工装主体内壁上挂涂的耐火涂料层，不仅能够有效防止辊压辊毛坯与工装主体内壁的粘连，使得辊压辊毛坯铸造完成后能够顺利从工装中取出；而且还能够起到减缓辊压辊工作层浇筑过程中散热的过程，防止工作层与工装接触面迅速降温而出现开裂现象的发生。

金属冷型工装的上端盖下层以及下端盖上层设置的耐火材料层，能够有效防止辊压辊浇注过程中钢水和铁水遇工装内壁迅速降温而导致裂纹的出现，还能够有效保护上端盖和下端盖，使得金属冷型工装得以重复使用。

金属冷型工装下端盖的中心设置的分流砖，用于对充入工装内的钢水或铁水起到导向和缓冲作用，防止高热的钢水或铁水严重冲击下端盖，提高下端盖的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述金属冷型工装的剖视图。

其中：1.紧固销，2.上端盖，3.凸起，4.工装主体，5.下端盖，6.底座，7.

支腿，8.浇注口，9.耐火材料层，10.分流砖。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一种辊压辊的制造方法，采用金属冷型工装结合离心机进行浇注而成，本实施例中所要制备的辊压辊的产品规格为，辊压辊的外圆最大直径D为Φ1808mm，辊压辊的高度H为1220mm，中心孔直径为Φ1295mm；工作层辊面沟纹深度h为5mm，辊面沟纹宽度w为25mm，辊面相邻沟纹间隔为20mm，工作层的硬度为HSD85，工作层厚度为50mm。

上述辊压辊的制造方法具体包括以下步骤：

a.按照辊压辊成品尺寸以及辊压辊工作层材料以及芯部材料的伸尺设计金属冷型工装。

金属冷型工装的结构如图1所示，包括圆环形工装主体4、下端盖5和上端盖2，下端盖5与工装主体4的底部相配装，上端盖2与圆环形工装主体4顶部相配装，均采用灰铸铁材质制作。圆环形工装主体4的内壁上匀布有与辊压辊工作层辊面沟纹相配合的凸起3，上端盖的中心设置有浇注口8。圆环形工装主体4、下端盖5和上端盖2通过紧固销1组装后形成的内腔，用于充入工作层钢水和芯部铁水。紧固销采用45号钢材制作。

金属冷型工装的上端盖下层以及下端盖上层分别设置的耐火材料层9，用于防止浇注的钢水和铁水腐蚀上端盖和下端盖。下端盖的中心与上端盖浇注口相应的位置还设置有分流砖10，用于缓冲浇注时充入下端盖的钢水和铁水，以延长金属冷型工装的使用寿命。

圆环形工装主体4的底部设置有支腿7，本实施例中支腿7为外径大于工装主体4外径的圆环形支腿，圆环形支腿的边沿匀布有若干个通过定位销与离心机连接的通孔。

本实施例中金属冷型工装的内径为1838mm，金属冷型工装内腔的高度为1280mm，所述凸起的高度为7mm，相邻凸起的间隔为26mm；凸起的数量为126个，匀布在工装主体的内壁上。

b.将工装主体4、上端盖2以及下端盖5分别放置在干燥窑中进行干燥，干燥温度为600℃，干燥时间10h。

c.将干燥后的工装主体4内壁上挂涂厚度为5.0mm的耐火涂料层，然后采用紧固销将工装主体4、上端盖2以及下端盖5组装在一起，形成完整的金属冷型工装。

d.将组装好的金属冷型工装安放在离心机的底座6上，并通过定位销将金属冷型工装的支腿与底座安装在一起。

e.同时在两台电炉的浇包中分别熔化工作层钢水和芯部铁水。

辊压辊工作层的组成成分按如下重量百分比配制：C:2.5，Si:1.5，Mn:1.5，S:0.03，P:0.04，Ni:1.5，Cr:6.0，Mo:6.0，M1:3.0，M2:8.0，其余为Fe。

辊压辊芯部的组成成分按如下重量百分比配制：C:2.0，Si:2.5，Mn:1.5，S:0.03，P:0.04，Ni:0.5，Cr:0.5，Mo:0.5，其余为Fe。

并在炉前调整成分合格后，将炉温升至1600℃，然后在浇包内加入占钢水质量1.0％的铝饼脱氧，而后出炉。

f.启动离心机工作，当浇包内的工作层钢水温度达到1500℃时，向金属冷型工装中进行浇注，钢水的浇注速度5.0kg/s；浇注完成后，待工作层出现固相线后，迅速填芯，即浇包内的芯部铁水温度达到1500℃时，向金属冷型工装中浇注铁水，铁水的浇注速度10kg/s；

g.铁水浇注完毕30min后离心机停机，将辊压辊毛坯从金属冷型工装中取出，入保温槽保温即可。

其他实施例

当辊压辊工作层以及芯部各组分的含量稍加变化，并结合浇注温度发生变化时，可制备出不同硬度的辊压辊，具体参数如下表所示。

Claims (3)

1.辊压辊的制造方法，所述辊压辊的外圆最大直径为D，工作层辊面沟纹深度为h，辊面沟纹宽度为w，高度为H，其特征在于所述制造方法具体包括以下步骤：

a.按照辊压辊成品尺寸以及辊压辊工作层材料以及芯部材料的伸尺设计金属冷型工装，所述金属冷型工装包括带支腿(7)的圆环形工装主体(4)、以及与圆环形工装主体(4)顶部相配装的上端盖(2)和与圆环形工装主体(4)底部相配装的下端盖(5)；所述工装主体(4)的内壁上匀布有与辊压辊工作层辊面沟纹相配合的凸起(3)，上端盖的中心设置有浇注口(8)；所述金属冷型工装的内径为D+30mm，金属冷型工装内腔的高度为H+60mm，所述凸起的高度为h+2mm，相邻凸起的间隔为w+1mm；

b.将工装主体(4)、上端盖(2)以及下端盖(5)分别放置在干燥窑中进行干燥，干燥温度为500～600℃，干燥时间8～10h；

c.在工装主体的内壁上挂涂耐火涂料层，所述耐火涂料层的厚度为1.0～5.0mm，然后将干燥后的工装主体(4)、上端盖(2)以及下端盖(5)通过紧固销(1)组装在一起，形成完整的金属冷型工装；

d.将组装好的金属冷型工装安放在离心机的底座(6)上，并通过定位销将金属冷型工装的支腿与底座安装在一起；

e.同时在两台电炉的浇包中分别熔化工作层钢水和芯部铁水；并在炉前调整成分合格后，将炉温升至1600℃，然后在浇包内加入占钢水质量1.0％的铝饼脱氧，而后出炉；

f.启动离心机工作，离心机的转速400±10rpm；当浇包内的工作层钢水温度达到1400℃～1500℃时，向金属冷型工装中进行浇注，钢水的浇注速度5.0kg/s～10kg/s；浇注完成后，待工作层出现固相线后，迅速填芯，即浇包内的芯部铁水温度达到1400℃-1500℃时，向金属冷型工装中浇注铁水，铁水的浇注速度5.0kg/s～10kg/s；

g.铁水浇注完毕30min后离心机停机，将辊压辊毛坯从金属冷型工装中取出，入保温槽保温即可。

2.根据权利要求1所述的辊压辊的制造方法，其特征在于：所述金属冷型工装的上端盖下层以及下端盖上层分别设置有耐火材料层(9)。

3.根据权利要求2所述的辊压辊的制造方法，其特征在于：所述下端盖的中心与上端盖浇注口相应的位置设置有分流砖(10)。