[发明专利]整体铸钢支承辊上颈铸型

说明书

技术领域

本发明是对铸钢支承辊整体浇铸铸模的改进，特别涉及一种整体浇铸铸钢支承辊铸造时，能有效减少铸件在凝固收缩时受阻和防止铸件机械悬挂，以及减少漏钢风险的上颈铸型。

背景技术

铸造工件在冷却凝固时，必然会产生收缩，如果自然收缩得不到保障，则会造成铸件因收缩受阻产生裂纹或断裂伤害，特别是大型铸件，因工件巨大带来收缩力大，情况更为严重。整体铸钢支承辊铸造，辊身、辊颈为同时浇铸一次成型(例如中国专利CN1597180浇铸方式)，铸型由分体金属模具垂直方向组合而成。由于支承辊巨大钢水浇量多，浇铸钢液高温更容易造成对砂型烧结硬化，造成浇铸后砂型不易溃散，砂型与铸件粘结，阻碍了铸件冷却凝固自由收缩，更容易导致铸件凝固收缩受阻产生机械性悬挂，例如浇铸完毕后上颈砂型凝固壳，产生拉应力，铸件表面发生铸造热裂纹及拉撕裂纹的几率增大，轧辊上拉应力增高，断辊几率也增大。

中国专利CN101049628提出采用滑动辊颈铸型方法(图1)，在组合辊颈铸型(1、10)与辊身铸型4间增设可撤出的滑块2，及连接辊颈铸型与辊身铸型的插入舌环，在浇铸完毕后通过拔出滑块，使上辊颈铸型与舌环同时下落，满足收缩要求。此法通过抽出滑块留出收缩空间，理论上能够满足收缩要求，然而由于上辊颈型砂在浇铸高温烘烤下烧结成块实际强度较高，本身不易溃散；其次，由于上颈铸型通过连带金属模舌环插入辊身铸型，其滑块段存在插入金属模，而金属模本身不易变形，虽然撤出滑块，因金属模抵压于上辊身端面，阻碍了上辊颈的收缩，并且由于金属舌环使得上颈铸型成一整体，舌环顶在辊身上端部为金属舌环受力，增加了在重力作用下破坏烧结砂型的难度，因此实际很难确保100%都能自由收缩，同样会产生收缩受阻；再就是，浇铸时金属模舌环下端型砂A容易脱落，一旦脱落舌环将与钢液直接接触，使铸件产生冷隔或裂纹。上述因素仍没有能完全消除上颈铸坯收缩受阻，以及使铸件产生冷隔或裂纹的铸造缺陷。此外，组合式辊颈金属模装配麻烦，对尺寸精度要求高，组合件数多，接缝多也增加了漏钢的几率。上述不足仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能有效减少铸件凝固收缩受阻，确保收缩，以及减少漏钢风险，避免产生冷隔或裂纹缺陷，而且铸型制作简单的整体铸钢支承辊上颈铸型。

本发明目的实现，主要改进是将上颈分体式金属模改为整体结构，再在整体铸型上部增加一压块，从而加重了铸型下落重力，克服了上述现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，本发明整体铸钢支承辊上颈铸型，包括相邻的辊身金属模和辊颈金属模，以及辊颈金属模和辊身金属模间可移出滑块，其特征在于辊颈金属模为整体结构，内侧砂型下伸至辊身铸型上部，辊颈模上方有重力压块。

在详细说明前，先通过对发明能够达到的基本功能及效果作一介绍，以使本领域技术人员对本专利技术方案及达到基本效果有一个明确了解。

本发明通过上述改进，上颈金属模采用整体结构，既可以减少铸型圈间接缝，降低漏钢几率和风险，同时还克服了组合模装配麻烦，尺寸精度要求高缺点；又滑块部位由于没有金属模，这样上颈铸型下落受阻仅是内侧强度相对低的砂型，并且重力直接作用于砂型上加速了砂型溃散，再加上上颈铸型上部增加的重力压块，增加了辊颈铸型重量(下压力)，更是加速了砂型溃散，同时使上颈铸坯处于一种压应力状态，降低了拉应力水平，这样在浇铸后拔出滑动块，在上辊颈铸型与压块二个重力共同作用下可以确保烧结砂型溃散，消除了铸件收缩受阻及机械悬挂，满足铸件收缩要求，从而消除了由于砂型不易溃散造成收缩受阻，减少了铸件产生撕裂的风险。其次，上颈砂型下部为完全砂型无金属模圈，减少了冷隔或裂纹产生。再就是，辊颈整体金属模装配简单，对尺寸精度要求低，组合件数少，简化了对上颈铸型要求。

本发明在辊颈模上方增加重力压块，其功能是确保经浇铸高温烘烤形成烧结砂型的溃散，不使收缩受阻，其重量设置只需满足此功能即可，增加重量实际无必要，本发明试验确定，重力压块重量，根据整体铸钢支承辊大小，较好为支承辊浇铸重量的30-50wt％。

本发明整体铸钢支承辊上颈铸型，由于采用上述结构，使上颈铸坯处于一种压应力状态，克服了现有浇铸后受阻的不足，可以确保浇铸砂型烧结仍能有效溃散，从而保证了浇铸后冷却中铸坯轴向收缩，减少铸件在凝固收缩时的阻力，削除了铸件产生热裂纹及拉裂纹风险；同时上颈整体铸型，不仅对制作及装配精度要求降低，使得制作、装配简单，而且接缝少，减少了漏钢风险。本发明上辊颈铸型，彻底解决了支承辊整体浇铸存在的二大缺陷。