铸造冷硬矫直辊的国产化研制.pdf

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1、第29卷第6期有色矿冶Vo1．29．№62013年12月N0N—FERRoUSMININGANDMETALLURGYDecember2O13文章编号：1007—967X(2013)06—0045—03铸造冷硬矫直辊的国产化研制王芹[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司技术管理办公室，辽宁沈阳110141]摘要：将国内原有的生产冷硬矫直辊厂家采取铸直车曲方法，与本方案将冷型设计成垂直分型面，轴向对开的铸造方式进行对比。对矫直工作原理，碳、硅、铬、磷化学元素进行了简单的分析，选择了成本较低的低铬合金冷硬铸铁材质，介

2、绍了对试样白口层的检验和判断方法。关键词：辊面硬度；硬层深度；曲线辊形中图分类号：TG21文献标识码：A的上下辊颈，加上高压力头的水口浇到件的底部切1前言线引入型腔的方式浇注。同时也了解到，国内以往2O世纪8O年代初，国内无缝钢管矫直机上使生产冷硬曲线辊当曲线高度在1O～J51Tim时，有的用的矫直辊，都是用锻钢经过机械加工成曲线型，然厂家也用直线圆筒形状冷型浇注，然后加工成曲线后进行热处理，再经过磨削成型来制造的。然而鞍型。而日本矫直辊的曲线高度为28．35mm，冷硬钢无缝钢管厂从日本进口的矫直机设备，确

3、是采用层最大深度有35mm，而28．35mm接近了这个数冷硬铸铁制作的矫直辊，这种矫直机其设计原理、技字，如果铸直车曲冷硬层将所剩无几，如图1。术性能都是当时世界上最先进的，但价格确是相当2墨Q．I10的昂贵。为降低生产成本，研制168mm无缝钢f～，一管矫直机的矫直辊，实现国产化制造成为当务之急。7／在鞍钢无缝钢管厂的协助下，我们对日本矫直e{iel甄培饕三垂【薹辊进行解剖分析。结如见表1、表2。：表1日本矫直辊的主要化学成分／—坦92370图1矫直辊图／单位：mlTl因此得出，铸直车曲方案是不可行的。所

4、以想到垂直分型，采用轴向对开冷型铸造的铸造工艺。确定日本矫直辊的材质为SP合金冷硬铸铁，把冷型垂直分成两半，浇注后也容易脱型，冷型材质基本与我国标准中高镍铬比镍铬钼系合金冷硬铸铁最初定为HT200，试验后发现灰铁冷型浇注几个矫对应。根据使用情况和经典理论分析，得出矫直辊直辊后，在垂直开边线处铁受热氧化、生长，产生不的辊面硬度和表面冷硬层的深度直接影响矫直辊的可逆变形。于是将冷型材质改为中硅球铁，从而延使用寿命；化学成分均匀程度、晶粒大小决定加工层长了冷型的使用寿命。磨损后的矫直辊表面光滑度。我们选定低铬冷硬

5、铸2．2冷型厚度铁材质，这样可以在试制中省掉高价格的镍和钼，降按铸造手册的经验值冷型为轴径的0．35～低成本，避免浪费，同时也使试制工作简单化。0．45倍，矫直辊是空心辊套，单面厚度为12imm，毛坯腰径为392mm，选取腰部冷型厚为137～2冷型的设计思路176mm。2．1冷型2．3收缩率传统的冷硬铸铁辊都采用圆筒形状冷型，砂型从设定浇注温度、激冷程度、铁冷型预热温度和*收稿日期：2013～04一Ol作者简介：王芹(1962一)，女，沈阳人，助理工程师，现从事科技资料管理和新产品研发管理。46有色矿冶第2

6、9卷铁水入型速度综合考虑，加_l：小范围试验得出辊身咬入方式使矫直过程中的受力点每时每刻都在变直径方向收缩率为1．35，轴向为1．22，所以取化，可以减缓轧制过程中的应力集中现象。对比高统一收缩率为1．35。镍铬钼系列材质的显微硬度1140～1200HV和铬2．4加工余量系普通冷硬铸铁(基体为片状珠光体+索氏体+为使铸辊加工后无铸造缺陷，并最小量的去除35～4o9／6共晶碳化物，碳化物主要是Fe。C型渗表层金属，还要给铁冷型的曲线加工提供便利。最碳体)显微硬度800～900HV，低铬冷硬铸铁材质后设计矫直辊

7、的加工余量上下为4．5mm，腰部为更适合生产需要。5．8mm，上下端面连接辊颈取l0mm。3．3材质的确定2．5辊颈设计经过综合分析矫直机的工作条件和轧制力学原为较好地连接内浇口并利于排气、补缩，造成自理，认为主要磨损类型是磨料磨损，其次是粘着磨上而下的压力头，在冷型的上、下部设计了辊颈。取损。以不同冷却速度冷却的相同成分的铸铁，可以下辊颈为260mm×140mm，上辊颈为310mm得到不同的组织。×250mm。矫直辊的形状是一个空心辊套，辊的外面要有足够的硬度HS70～75，以抵抗矫直力和钢管产生3工艺参

8、数选择的磨损。芯部是一个170mm的轴孑L，还要开一3．1浇注系统设计个键槽，硬度不能超过HBS240。喉颈处单边厚度原则为第一：铁水要快速充满铸型，以保证辊身只有105mm，连同外、内加工余量才有121mm，通上、下部位的白口深度相同；第二：要形成铁水旋转常冷硬铸铁在正常激冷条件下，白口和麻口的比例上升，这样有利于浮渣、除气，采用了类似牛角浇口是1：3。单边的白口在30mm，麻口在90mm是的封闭式浇注系统。内