铸钢支承辊辊颈缩孔缩松缺陷研究.pdf

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1、《大型铸锻件》No．3HEAVYCASTINGANDF0RGINGMav2012铸钢支承辊辊颈缩孔缩松缺陷研究王敬华刘玉华赵立新白云龙(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)摘要：分析铸钢支承辊上辊颈产生缩孔缩松缺陷的原因。通过使用保温冒口，加大欠浇高度，采用高温钢水补浇，有效消除铸钢支承辊的缩孔缩松缺陷。关键词：铸造支承辊；缩孑L缩松；改进措施中图分类号：TF771．2文献标识码：BTheResearchofShrinkageHoleandPorosityDefectsofCastSteelBackupRollJournalWangJing

2、hua，LiuYuhua，ZhaoLixin，BaiYunlongAbstract：Thispaperanalyzesthereasonforshrinkageholeandporositydefectsoccurredonjournalofcaststeelbackuproll，andthedefectsareeffectivelyeliminatedbyusinginsulatingriser，increasingowepouredheightandadop—tinghightemperaturemoltensteelforbackpouring．

3、Keywords：castingbackuproll；shrinkageholeandporosity；improvedmeasure缩孔缩松缺陷是铸钢件生产中的一大难题，它不但影响铸件质量，严重时还可以直接导致铸件报废。采用底注式浇注方法(图1)生产整体铸造Cr4铸钢支承辊时，由于补缩不足导致铸钢支承辊上辊颈部位出现缩孔缩松现象。粗加工后在冒口一侧辊颈部位暴露出来的缩孔缩松如图2所示，这些缩孔缩松缺陷导致该支承辊报废。因此，分析支承辊辊颈缩孔缩松的形成原因并采取改进措施，才能保证铸钢支承辊的产品质量。图1整铸支承辊示意图Figure1Theschem

4、aticdrawing1缩孔缩松产生的原因分析ofbackuprollbyintegralcasting1．1机理分析当钢液充满型腔时，由于铸型型壁的传热作用，铸型内钢液会形成从铸件中心部位到铸件表面逐渐降低的温度梯度。随着型壁传热过程的进行，铸型内的钢液会发生三次体积收缩变化：第一阶段称之为液态收缩，当钢液的温度由浇注温度降低到液相线温度时，在此过程中钢液保持液态图2支承辊上辊颈处的缩孔缩松状态不变，钢液受冷体积减少，铸型内部钢液液面Figure2Theshrinkageholeandporosityonjournalofbackuproll下降；第

5、二阶段称之为凝固收缩，在钢液温度由液相线温度降低到固相线温度的过程中，靠近铸型在铸件内部固态相变引起收缩后达到工艺要求尺型壁的钢液温度下降迅速，会不断结晶凝固，从而寸⋯。对于铸钢件来说，当钢液温度在液相线以使铸型内钢液整体体积减少，导致钢液液面下降；上时，钢液温度的下降产生的液态收缩会得到浇第三阶段称之为固态收缩，当钢液温度从固相线注系统的补充而不影响铸件质量。当铸钢件表面温度降低到常温时，钢液已由液态全部变为固态，温度下降到凝固温度时，因铸钢件凝固收缩与液态收缩之和大于其固态收缩，当得到的补缩钢液收稿日期：2011--03--02量不足，在铸钢件最后

6、凝固的部位就会有集中的作者简介：王敬华(1984一)，男，助理工程师，硕士，主要从事轧辊铸造工艺及数值模拟研究。或分散的孔洞出现，这些孔洞就是缩孔缩松缺陷。27No．3《大型铸锻件》Mav20l2HEAVYCAsTINGANDF0RGING1．2铸钢支承辊上辊颈缩孔缩松产生的原因补缩效率。导致铸钢件出现缩孔缩松缺陷的因素很多，(3)通过补浇高温钢水实现顺序凝固。根据铸钢件因合金成分不同而使其收缩和凝固特性不轧辊尺寸，在轧辊浇注后适当时机，补浇高温钢同，铸钢件自身和铸型的外形结构不同，铸钢件在水，提高冒口部位钢液温度，实现顺序凝固，使最冷却凝固过程中所得

7、到的钢液补缩情况不同，都后凝固区域上移到冒口部位，避免在上辊颈部位有可能导致铸钢件缩孔缩松缺陷的产生J。根产生缩孔缩松缺陷。据铸钢支承辊的外形和铸造特点，其产生缩孔缩3改进效果松的主要原因分析如下：(1)铸造工艺设计方面的原因。铸钢支承辊原工艺浇注的铸钢支承辊，打箱后热割冒口的工艺设计思想是通过改变模具厚度、覆砂层厚时，在辊颈端部发现缩孔(图3a)。采取上述工艺度等工艺措施，在下辊颈、辊身、上辊颈、冒口部位措施浇注的铸钢支承辊，在冒口高温补浇且浇注依次实现顺序凝固。但由于采用底注式浇注，冒后保温覆盖剂加入量充足的情况下，打箱后热割口部位钢液温度较低，并

8、且由于支承辊辊身直径冒口，目视检查轧辊辊颈端部，未发现缩孔缺陷较大，冒口体积较大，受凝固条件影