專利名稱：一種復(fù)合軋輥的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋輥的制造方法領(lǐng)域。主要適用于制造復(fù)合軋輥。
各種軋機在工作時，幾乎所有軋輥都要經(jīng)受激冷激熱、沖擊和磨損等惡劣的工作條件，為此，對軋輥材質(zhì)的性能也有著特殊的要求要求軋輥芯部具有良好的韌性，耐沖擊；要求表面有高的硬度，耐磨損，抗激冷激熱性好。為了達到上述要求，國際上通常采用復(fù)合法制造軋輥，如堆焊法和離心復(fù)合法。
通常，堆焊法就是在成形的軋輥表面堆焊一層耐熱耐磨金屬，經(jīng)相應(yīng)的退火后即成。該方法效率低，生產(chǎn)周期長，另外，不是所有軋輥都能采用堆焊，如冷軋輥就不能進行堆焊。
現(xiàn)有的軋輥制造方法大部分采用離心復(fù)合法。離心復(fù)合法又有兩種方式<一>首先采用離心法制造一個軋輥外套，即內(nèi)空的筒體，然后將此外套與輥芯一并離心復(fù)合而成；<二>軋輥外套與輥芯同時離心復(fù)合而成，先離心澆鑄外套，未等凝固完即刻澆鑄輥芯。
第<一>種離心復(fù)合法增加了先制造外套的工序，并且在與輥芯復(fù)合時，外套必須先加熱到一定溫度，否則，不易與輥芯復(fù)合，另外，在澆鑄輥芯時，鋼水中的氧化的和耐火材料容易在外套的內(nèi)表面聚集，在隨后的離心作用下，冷卻較快，不易上浮，造成界面夾雜物多。另外，澆鑄溫度不易控制溫度過高，則過度層太寬，容易產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力，影響軋輥壽命；溫度過低，有可能復(fù)合不好。
第<二>種離心復(fù)合法在澆鑄外套后，必須加入低熔點氧化物保護渣，隨后澆鑄輥芯，這種氧化物只能在輥的端部浮出，但是離心力在輥芯直徑為50mm左右處為死區(qū)，沒有離心力，因此，上浮到端部的可能性很小，易造成輥芯部分區(qū)域大量夾雜。
此外，離心復(fù)合法所獲得的粗大柱狀晶粒為徑向取向，與裂紋的傳播方向一致，因而降低了疲勞壽命(《電渣熔鑄》，1983年，機械工業(yè)出版社，(蘇)巴頓著，唐朝瑛等譯)。
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合性能優(yōu)異的復(fù)合軋輥的制造方法。
針對上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案[1]、采用電渣熔鑄工藝制造復(fù)合軋輥；[2]、電渣熔鑄工藝在電渣熔鑄裝置上進行。該電渣熔鑄裝置為本申請人在先申請的發(fā)明專利——一種電渣熔鑄裝置(申請?zhí)?5117803.2，申請日95.12.1)；[3]、以預(yù)先制造好的輥芯為電渣熔鑄的內(nèi)結(jié)晶器；[4]、以需復(fù)合的軋輥外套層材料制成電渣熔鑄的自耗電極；[5]、電渣熔鑄裝置外結(jié)晶器的內(nèi)徑和連體雙U型坩堝金屬液出口的直徑等于需復(fù)合的復(fù)合軋輥的外徑；[6]、自耗電極熔化速率控制在100～1000Kg/h。、輥芯的下頭部需套上包覆環(huán)，以便保護其頭部，且包覆環(huán)的外徑等于復(fù)合軋輥的外徑。
現(xiàn)根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步說明。
附

圖1為本發(fā)明用于制造復(fù)合軋輥的電渣熔鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為輥芯，也為內(nèi)結(jié)晶器，2為渣液，3為自耗電極，4為連體U型坩堝，5為外結(jié)晶器，6為復(fù)合軋輥的外套層，7為金屬液，8為液位探頭，9為附加磁場，10為輥芯包覆環(huán)。
本發(fā)明采用電渣熔鑄方法制造復(fù)合軋輥的工序過程如下[1]、根據(jù)復(fù)合軋輥的工作條件和使用性能要求設(shè)計復(fù)合軋輥的輥芯1和外套層6的直徑，并選定輥芯1和外套層6的材料。、將選定的輥芯材料和外套層材料分別制成輥芯1和自耗電極3。、根據(jù)所需制造的復(fù)合軋輥的外徑，選擇內(nèi)徑相應(yīng)的外結(jié)晶器5和金屬液出口直徑相應(yīng)的連體雙U型坩堝4，并裝配在一起。、將輥芯1的下頭部套上包覆環(huán)10。、將自耗電極3和輥芯1裝好在電渣重熔裝置適當?shù)奈恢蒙稀嵩现糜谯釄?中。、啟動電源；實施自耗電極的熔化。
當熔化的金屬達到坩堝4內(nèi)U型墻的高度時，金屬液漫過內(nèi)U型墻流入外結(jié)晶器5中，并逐漸凝固，同時抽拉輥芯下頭部和包覆環(huán)10，使之隨著外套層6的不斷凝固，輥芯不斷地向下移動，直至輥芯上頭部與外結(jié)晶5的上口相平，即完成復(fù)合軋輥的制造過程。
自耗電極熔化速率控制在100～1000Kg/h。本發(fā)明可根據(jù)復(fù)合軋輥的大小和外套層的厚度，其自耗電極可為1根或兩根以上。
與現(xiàn)有相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點[1]、由于在渣面上方輥芯1周圍設(shè)有附加磁場，使輥芯感應(yīng)產(chǎn)生熱量，對輥芯有加熱作用，這樣就減小了金屬液7與輥芯1的溫度梯度，易于復(fù)合，且能提高復(fù)合質(zhì)量；另一方面，減小了內(nèi)應(yīng)力及應(yīng)力集中，有利于提高軋輥壽命。、利用電渣轉(zhuǎn)鑄工藝，使自耗電極的大小、形狀不受限制；由于熱源由芯部均勻地移向環(huán)形空間，這樣，一是使金屬液體在外結(jié)晶器內(nèi)連續(xù)平穩(wěn)地結(jié)晶，二是使液態(tài)渣能充分上浮，大大提高軋輥的質(zhì)量。、自耗電極熔化速率可以控制在較寬的范圍，這樣可以根據(jù)輥芯材料和外套層材料兩者熔點的差異來選擇最佳的熔鑄溫度，可獲得較窄的過度層和良好的復(fù)合性能。
實施例。
在本發(fā)明所述的電渣熔鑄裝置上熔鑄了四根復(fù)合軋輥。四根復(fù)合軋輥的輥芯和外套層的直徑以及選定的材料如表1所示。熔鑄時的自耗電極根數(shù)。熔化速率及熔鑄溫度如表2所示。
熔鑄之后，對復(fù)合軋輥進行表面檢驗和縱剖面檢驗，檢驗結(jié)果如表3所示。
表1實施例復(fù)合軋輥的輥芯和外套層的直徑及所用材料
表2實施例所用自耗電極極數(shù)、熔化速率和熔鑄溫度
表3實施例復(fù)合軋輥表面和縱剖面檢驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合軋輥的制造方法，其特征在于[1]、采用電渣熔鑄工藝；[2]、電渣熔鑄在電渣熔鑄裝置上進行；[3]、以預(yù)先制造好的輥芯為電渣熔鑄的內(nèi)結(jié)晶器(1)；[4]、以需復(fù)合的軋輥外套層材料制成電渣熔鑄的自耗電極(3)；[5]、電渣熔鑄裝置外結(jié)晶器(5)的內(nèi)徑和連體雙U型坩堝(4)金屬液出口的直徑等于需復(fù)合的復(fù)合軋輥的外徑；[6]、自耗電極(3)的熔化速率控制在100～1000Kg/h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輥芯(1)的下頭部需套上包覆環(huán)(10)，且包覆環(huán)(10)的外徑等于復(fù)合軋輥的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于自耗電極可為1根或兩根以上。
全文摘要
本發(fā)明屬于軋輥的制造方法，其特征是在一種電渣熔鑄裝置上，采用電渣熔鑄方法制造復(fù)合軋輥。以預(yù)先制造好的輥芯為電渣熔鑄的內(nèi)結(jié)晶器，以需復(fù)合的軋輥外套層材料為電渣熔鑄的自耗電極。該裝置外結(jié)晶器的內(nèi)徑和連體雙U形坩堝金屬液出口的直徑等于需復(fù)合的復(fù)合軋輥的外徑；自耗電極的熔化速率控制在100～1000kg/h。自耗電極可為1根或兩根以上。該方法可使復(fù)合軋輥獲得較窄的過度層和良好的復(fù)合性能。
文檔編號B21B27/00GK1129617SQ9511783
公開日1996年8月28日 申請日期1995年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月12日
發(fā)明者楊國明, 宋毓珮, 傅殿霞, 潘一薇, 張旭瑤, 王延慶, 楊柏 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院