[发明专利]用于连续铸铝机的滚筒的制造方法

说明书

本发明涉及连续铸造铝卷材机用的滚筒的制造方法，特别涉及直接由熔化铝铸造和滚轧铝卷材的连续铸造机用的滚筒的制造方法。

用以生产铝卷材的铸造和滚轧熔化铝的连续铸造机是公知的。连续铸造机一般包含有一对实际尺寸相同的能转动的滚子，并且，该滚子在使用时是面对面地相互对置的，依据制造的铝卷材的厚度，滚子之间的空间可以随意调节。

每个滚子是组合滚子，该组合滚子包含一个锻钢的滚子轴，该轴置于滚子的中央部位;一个锻钢的滚子壳，该壳具有沿滚子轴外表面安置的筒形外层，每个滚子含有在使用过程中供冷却水循环用的通道，为了从外部向滚子壳的内部供应并循环冷却水，上述通道被均匀地沿着滚子轴排列。通过供应管流动的熔化铝流到上述滚子之间的空间而被制成卷材，该滚子是相互面对面对置的并且以匀速转动，因此，熔化铝在凝固过程中，滚轧和形成厚度均匀的卷材。

在使用过程中，由于滚子壳反复与大约680至700℃的熔化铝和大约30℃的通过内部的冷却水的接触而承受周期性的热冲击（加热和冷却）。由于滚轧力，滚子壳也处于受力状态，因此滚子壳重复地受到拉伸和压缩应力。热冲击状况和机械应力的作用一起加热到壳上，增加了加到滚子表面上的交替热裂化或热裂缝，因此缩短了滚子的使用寿命。

为了延长滚子寿命而作的各种改进在于已被制成的滚子壳。

例如，正如美国专利4409027中公开的滚子壳材料，其中含有如下合金组分：Cr    1.9-2.3%，Mo    0.90-1.10%，另外有C，Si，M和Ni。

上述美国专利4409027中叙述的滚子壳已是相当成功的，它具有很好的抗热冲击性能，并有高的屈服强度，然而它具有一个十分严重的缺点是热传导性能十分差，因为导热系数低，在滚子外表面上形成的高温不能迅速传递给与滚子壳里边接触的冷却水，于是滚子的铸造速度较低，因而降低了铝卷材的生产率。

为此，本发明的目的是为缓解上述问题，并为此技术提供实质性的改进。本发明的目的就是提供一种用于连续铸铝机用的滚筒，该滚筒既具有杰出的热传导性能，同时又具有杰出的抗热冲击性能和高的屈服强度。

本发明涉及连续铸铝机用的滚筒的制方法，其特征是该方法包含锻钢的铸造滚筒含有的合金组分按重量计为：C    0.50-0.60%，Si    0.10-0.35%，Mn    0.40-0.80%，S不超过0.02%，P不超过0.02%，Cr    0.80-1.50%，Mo    0.40-0.80%，Ni    0.40-0.80%，以及V    0.10-0.30%，并且对滚筒进行热处理，诸如正火-淬火-回火。

通常，在连续铸铝工业中，例如从铝合金材料A1235制造成厚度为8.3毫米的产品，创立的生产率的基本状况是铸造速度大于每分钟40英寸，铸造机滚子的使用寿命平均大于2000小时，为了达到上述铸造速度40英寸/分，在室温下，300℃和600℃时，滚筒的导热系数分别高于34.9、34.0和28.6卡/米·小时·℃。

为此，合金的化学组成必须适合上述导热系数的要求，锻钢的滚筒具有的组分按重量计为：C    0.50-0.60%，Si    0.10-0.35%，Mn    0.40-0.80%，S不超过0.02%，P不超过0.02%，Cr    0.80-1.50%，Mo    0.40-0.80%，Ni    0.40-0.80%，V    0.10-0.30%，则具有特别杰出的导热系数，因此，滚筒的第一具要求达到了。

然而滚子的机械性能，诸如抗热冲击性能和屈服强度是不令人满意的，这就直接影响滚子使用寿命的耐久。

因此，由于保持了上述合金组分的构成，本发明人保证其具有杰出的导热性能，并拟定了随后作的热处理工序的方法。通常与熔化铝接触的滚子表面的热应力高于滚子材料的屈服强度时，由于重复受作用，热裂化产生了，最终裂化传至整个滚子表面。如下列方程所示，总的热应变（ε_l）被表示为可能复原的弹性应变（ε_U）加塑性应变（ε_P）之和。滚子上产生的裂纹没有复原。

ε_T=ε_E+ε_P= (σ_Y·S)/(E) +ε_P=α·△T

其中：ε_T：由热应力引起的总应变;

ε_E：弹性应变;

ε_P：塑性应变;

E：弹性系数