同时高速旋转铸造设备,产生的离心旋转力与稳恒磁场相结合对钢液产生电磁搅拌,电磁离心铸造既保留了普通离心铸造组织致密,疏松气孔少等优点,又使粗大的柱状晶组织转变为均匀的等轴晶组织,并使第二相的分布趋于均匀,成分偏析得到控制。采用该方法生产的高速钢复合轧辊的铸锭有理想的观组织和界面结合力,使用性能好。
2)连续浇注外层成形法(CPC)。为了克服离心铸造高速钢轧辊偏析缺陷,日本新日铁公司开发了制造高速钢轧辊的CPC法,它具有节能和轧辊性能好等特点。其基本原理是把作为轧辊外层材质的钢水浇铸到垂直竖立的芯棒和水冷铸型间的空隙里,在钢水逐渐与芯棒熔敷的同时,依次使其凝固,断续向下方拉拔,制成复合轧辊。为了使浇铸的外层材质与芯棒完全熔敷,通过电磁感应加热对钢水和芯棒供热。
铸钢系轧辊可分为两类:钢轧辊(含碳量0.4-1.4%)和半钢轧辊(含碳量1.4-2.4)钢轧辊含碳量低,故硬度较低,其组织一般由铁素体和珠光体组成,随着含碳量增加,铁素体量减少,珠光体量增加。为提高硬度,可加入Cr、Ni、Mo等合金元素,或者进行特殊热处理,由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性,适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机,也可用做支撑辊。如进行特殊热处理,得到HS90以上的高硬度,亦可用做冷轧工作辊。
半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间,其组织主要由珠光体构成,并含有一定的碳化物,因此,其强度比铸钢轧辊稍高,比铸铁轧辊低,其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的主要特点是内部硬度降落很小,因此,特别适用于制造深孔型轧辊,
CPC法生产的高速钢轧辊组织细小、均匀且夹杂物少,几乎没有缩孔和疏松等缺陷发生,综合性能明显优于普通离心铸造高速钢轧辊。它不仅克服了离心铸造轧辊的偏析缺陷,轧辊心部可采用高强度锻钢,辊芯具有较高的强度,这也是离心铸造方法所做不到的。目前国外CPC法已实现了工业化,日本新日铁公司设计的一套CPC装置,其能力如下:轧辊辊身直径:250~850mm;辊身长度:≤3000mm;外层厚度:≤100mm;轧辊长度:≤5700mm;轧辊重量:≤15000Kg。
我国科学家也发明了一种复合高速钢轧辊的连续铸造装置,由操作平台、钢液浇铸系统、坩埚、分离环、水冷结晶器、振动器、定位导向装置、感应加热装置、拉坯系统组成。其主要技术特征体现在水冷结晶器和坩埚处于操作平台之上,两个振动器处于操作平台之下,水冷结晶器通过分离环与坩埚相连,钢液浇铸系统配置在坩埚上方的一侧,辊芯感应加热装置和定位导向装置位于坩埚的上方,拉坯系统位于操作平台之下,引锭板正对结晶器的下端。目前已应用该技术生产了W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合高速钢轧辊,可以降低轧制中换辊频率,大幅度提高轧机的作业率,降低生产成本,提高经济效益。
1、 合金铸钢轧辊依其化学成分和热处理工艺,可使辊身外层基体组织为珠光体及贝氏体。珠光体可以是片状或球状,或是索氏体类型回火索氏体不仅具有高的强韧性,而且具有优良的抗热裂性,尤其是带位相的回火索氏体组织还兼有优良的耐磨损性能,故用于初轧机时,轧制效果良好。合金铸钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性,一定的耐磨性和抗热裂性,主要用于初轧机的开坯轧辊和型钢轧机粗轧辊。
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