專利名稱：板坯連鑄機用復合輥的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于連續(xù)鑄鋼的輔助裝置。主要適用于板坯連鑄機緊靠結晶器的導輥。
在板坯連鑄的拉坯過程中，導輥直接與剛出結晶器的熱鑄坯直接接觸，輥子表面與鑄坯直接進行熱傳導，還有輥子的一部分表面受到鑄坯的熱幅射。
傳統連鑄機導輥，從結構上分為整體式和分段式(分段式一般由兩段輥子組成)的園柱體，從冷卻方式上分為實心輥子和帶內孔的通水冷卻輥。
上述兩種輥子在工作過程中，隨著輥子的不斷旋轉，輥子外表面形成周期性變化的熱邊界條件，輥子外表面溫度很高，輥子中心則溫度較低，使輥子徑向的溫度梯度很大，從而在輥子內部產生很大的熱應力(特別是在發(fā)生“卡鋼”事故，熱鑄坯停留在輥子上的情況下)并且在隨其旋轉的動態(tài)熱應力作用下，易產生裂紋，因輥子的外層溫度高，熱膨脹變形大，而輥子中心溫度低，變形小，即外層的膨脹變形受到內層(中心)的牽住和約束，導致外層產生裂紋，使得輥子出現疲勞破坯，很容易產生“龜裂”，有的盡管龜裂的深度不大，但在裂紋尖端處，會使機械負荷產生很大的應力集中，從而加速裂紋的擴展，最終導致輥子的斷裂。
目前，通過選用高性能的材質作輥子，雖然部分地提高了輥子壽命，但并未從根本上解決輥子的動態(tài)熱負荷問題，同時，輥子的成本也相應提高了。而且隨著連鑄連軋技術的開展，高溫出坯與輥子熱負荷的矛盾將會更加突出。
本實用新型的目的在于提供一種能改善輥子外表與中心的熱應力狀況，顯著提高其壽命的板坯連鑄用復合輥。
針對上述目的，本實用新型所述的輥子由兩層(或多層)組成，即由外層和內層組成的復合輥子。外層采用耐熱性能好和熱膨脹系數小的材料，內層則采用強度和韌性良好匹配的、且熱膨脹系數稍大些的材料。同時，內外層采用預應力結構，即在輥子的加工過程中，使輥子的內層相對于外層加工出合適的過盈量(輥子的內層外徑稍大于外層的內徑)。在兩層輥子的裝配過程中，采取外層加熱以及(或)內層冷卻的方法，將兩層裝配在一起。通過控制輥子內、外層之間的過盈量大小以及內、外層徑向厚度的比例(控制內、外層界面的位置)，可以控制輥子中預應力的大小和分布情況。
在非工作情況下，輥子內層與外層溫度相同，其內外層受到裝配預應力的作用，使外層受拉應力，而內層受壓應力。在工作過程中，由于輥子遭受幅射熱和傳導熱，外層溫升高，內層溫升小，即外層的溫度大大高于內層。為此，外層的熱膨脹量大于內層，從而與輥子的預變形抵消，實際是控制預變量大于膨脹量，并且輥子外層軸向的熱變形也基本不受約束，因而輥子中熱應力大為降低，避免產生裂紋或龜裂，大大地提高了輥子的壽命。
與現有技術相比，本實用新型所述的輥子熱應力小，表面耐熱性能好，可避免產生裂紋，使輥子壽命大為提高。


附圖為本實用新型板坯連鑄機用復合輥的結構示意圖。圖中1為輥子外層，2為輥子內層。
權利要求一種圓柱體型的板坯連鑄機用復合輥，其特征是該復合輥由內層和外層組成。
專利摘要本實用新型提供一種板坯連鑄機用復合輥。該復合輥由兩層(或多層)組成。外層采用耐熱性能好和熱膨脹系數小的材料，內層采用強度和韌性良好匹配的、且熱膨脹系數稍大些的材料。同時，內、外層采用預應力結構，即在加工過程中，輥子內層的外徑稍大于外層內徑；采取外層加熱以及(或)內層冷卻的方法進行裝配。該復合輥熱應力小，表面耐熱性能好，使用壽命長。
文檔編號B22D11/06GK2163016SQ93210168
公開日1994年4月27日 申請日期1993年4月22日 優(yōu)先權日1993年4月22日
發(fā)明者陳棟梁, 姬秀琴 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院