ni-cr-mo合金球墨鑄鐵軋機(jī)170mm棒材的鑄造工藝

ni-cr-mo合金球墨鑄鐵軋機(jī)170mm棒材的鑄造工藝

新造鋼1號(hào)生產(chǎn)線750噸。主要用于生產(chǎn)?280mm以下的合金棒材。目前,?320mm軋材訂貨量不斷增大,效益十分可觀,市場(chǎng)前景也非常廣闊。但由于規(guī)格提高,軋輥孔型加深,原設(shè)計(jì)軋輥已難以滿(mǎn)足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。750軋機(jī)所使用的中Ni-Cr-Mo合金球墨鑄鐵軋輥只能生產(chǎn)?280mm規(guī)格以下棒材,超過(guò)極限尺寸時(shí),軋輥容易從輥身孔型截面處產(chǎn)生斷裂而導(dǎo)致停機(jī)換輥,軋制量也只能達(dá)到1000t/付。經(jīng)過(guò)工藝可行性研究,針對(duì)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題,提出了在現(xiàn)有的設(shè)備和生產(chǎn)條件下,在軋輥中心部分熔鑄一根40Cr芯軸,使之與軋輥熔合為一體的鑄造生產(chǎn)工藝方案。在理論上,既能解決軋輥中心部分因鑄造疏松造成軋輥強(qiáng)度低的問(wèn)題,又能提高軋輥的強(qiáng)度與韌性;同時(shí)通過(guò)合金成分的調(diào)整,強(qiáng)化合金化的作用,提高軋輥的耐磨性,從而提高軋輥的使用壽命。1芯軸彎曲生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)1.1試棒的制備根據(jù)軋輥軋制大規(guī)格棒材所需強(qiáng)度要求(≥600MPa),經(jīng)計(jì)算,決定選用?180mm40Cr軋制棒材,先在每支棒材上截取一個(gè)抗拉試樣毛坯,與芯軸一起進(jìn)行加工到所需尺寸,然后再作調(diào)質(zhì)處理,處理后芯軸抗拉強(qiáng)度達(dá)到700MPa以上,鑄入軋輥后,可使軋輥的抗拉強(qiáng)度滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。1.2固定芯座和裝復(fù)根據(jù)?760mm軋輥設(shè)計(jì)的工裝高度(3220mm)要求,芯軸的總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為3530mm,其中芯軸與芯座部分配合高度140mm,使用芯座的目的,是為了固定芯軸和確保芯軸處于軋輥的中心。在配箱時(shí),先將鐵模落位于底箱上面,再用M30絲桿吊鉤將芯軸裝配到芯座上,固定后,配冒口蓋箱?？紤]到芯軸材料在高溫熔鑄過(guò)程中線膨脹(50～60mm)伸長(zhǎng)的因素,在固定芯軸碼鉗與冒口平面之間預(yù)留余量60mm,碼鉗兩端用卡鉤連接固定于冒口蓋箱的吊把之上,這樣上下固定后,可保證芯軸在鐵液旋轉(zhuǎn)上升過(guò)程中不至于造成偏移,從而確保芯軸處于軋輥的中心,見(jiàn)圖1。2調(diào)整鐵粉的組成2.1cr與ni的配合作用Ni是石墨化元素之一,其效力相當(dāng)于硅的1/2～1/3,在促使球墨鑄鐵的組織致密上,Ni的作用甚大,Ni能提高白口層的硬度、韌度、耐熱與耐磨性能,Ni在軋輥制造中發(fā)揮著特別重要的作用。Cr是碳化物形成元素,它能增加球墨鑄鐵的白口深度及硬度,對(duì)于麻口層的深度作用更大,因此對(duì)Cr含量控制較嚴(yán)格,椐資料介紹,Cr與Ni按一定比例配合作用(1∶4～1∶6),以得到珠光體加滲碳體組織,從而提高軋輥的硬度和耐磨性。Mo能細(xì)化組織,提高過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性,顯著提高軋輥的高溫強(qiáng)度、耐熱性和抗蠕變生長(zhǎng)能力。2.2調(diào)整和研磨金屬成分的方案合金元素的調(diào)整見(jiàn)表1。3溫度對(duì)芯軸長(zhǎng)度的影響,確定復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方案工裝設(shè)計(jì)及制作完成后,在澆注第1支軋輥時(shí),由于芯軸受熱膨脹量大(預(yù)計(jì)60mm左右),導(dǎo)致芯軸將鐵模頂起跑鐵液;在澆注第2支軋輥之前,臨時(shí)增加3件合箱卡,將鐵模和底箱卡住,以防止抬箱,使第2支軋輥?lái)樌麧沧?但由于芯軸受高溫鐵液作用,線膨脹量無(wú)法釋放,而導(dǎo)致芯軸彎曲?？傮w情況第1次試制未取得成功。針對(duì)失敗的原因,制訂出了對(duì)策措施,并根據(jù)芯軸受熱線膨脹伸長(zhǎng)的因素,預(yù)留伸長(zhǎng)余量(即蓋箱上平面與碼鉗之間的余量)60mm。為此,改變軋輥芯軸的長(zhǎng)度,使其增加至3410mm(原設(shè)計(jì)3350mm),同時(shí)重新設(shè)計(jì)碼鉗以及固定用卡鉤。工裝重新設(shè)計(jì)制作完成后,分兩次各制作一支?760mm軋輥,并成功澆注。附鑄楔形試樣各一件,表2是軋輥附鑄楔形試樣的理化檢驗(yàn)結(jié)果。4例如，輥的生產(chǎn)和應(yīng)用在軋輥心部熔鑄芯軸的工藝國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道,開(kāi)發(fā)研制的新型軋輥為新冶鋼公司大批量生產(chǎn)?320mm大規(guī)格軋材提供了技術(shù)保證。4.1研制新澆道棒材該工藝生產(chǎn)的鑄造軋輥在一軋鋼廠投入生產(chǎn)使用后,已軋制41個(gè)均熱坑計(jì)2460t,且軋輥狀況依然良好,仍在繼續(xù)使用。保守估計(jì)其使用壽命在5000t以上,效果非常好。此項(xiàng)研制不僅為?320mm大規(guī)格軋材生產(chǎn)提供技術(shù)保證,同時(shí)也為新冶鋼今后開(kāi)發(fā)生產(chǎn)更大規(guī)格棒材(?320～?350mm)奠定了基礎(chǔ)。另外,該成果還可在650連軋機(jī)組中推廣應(yīng)用,以滿(mǎn)足650軋機(jī)生產(chǎn)較大規(guī)格高合金鋼軋材的需要。4.2u3000可實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益新生產(chǎn)的芯軸軋輥和原軋輥的生產(chǎn)成本基本相同,價(jià)格為14萬(wàn)元/付,原軋輥軋制?290～?320mm鋼材1000t/付,試制軋輥軋制?290～?320mm鋼材20000t以上/付,其使用壽命為原軋輥的20倍。廢軋輥回收每付3.9t×2×2000元/t=1.56(萬(wàn)元),經(jīng)計(jì)算,新增直接利潤(rùn)(14-1.56)×19=236.36(萬(wàn)元);另外,減少換輥18次,提高軋機(jī)作業(yè)率,預(yù)計(jì)可帶來(lái)間接利潤(rùn)1×18=18(萬(wàn)元);因此,每付軋輥可帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)效益226.36萬(wàn)元。如推廣應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)效益可觀。5u3000可提高u3000的硬度和韌性(1)在中Ni-Cr-Mo合金球墨鑄鐵軋輥心部熔鑄高強(qiáng)度芯軸的工藝方案是可行的。它既能