優(yōu)文版雙電渣軋輥表面復(fù)合技術(shù)可行性報(bào)告

1、淡水 2014- 優(yōu)文版】【 5A 文】最新雙電渣軋輥表面復(fù)合技術(shù)可行性報(bào)告一、選題的必要性1、項(xiàng)目所處技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)政策鋼鐵是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。 軋輥是軋鋼軋機(jī)的重要部件， 是金屬變形 的重要工具和大宗消耗件，年消耗量達(dá) 4050 萬噸。為了提高軋材的表面質(zhì)量 和軋機(jī)的效率， 降低成本，開發(fā)出許多新的軋制技術(shù)， 隨著軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步， 如何提高軋輥的性能和使用壽命， 是當(dāng)前軋鋼企業(yè)的一個(gè)重要課題， 因此近年來 歐美、日本和我國都積極開發(fā)新的復(fù)合軋輥制造方法， 以使軋輥的強(qiáng)韌性和耐磨 都得到顯著提高。2、項(xiàng)目所處技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 目前生產(chǎn)復(fù)合軋輥的制造廠藝主要有如下幾種：（1）、

2、離心鑄造法：離心鑄造法是將液態(tài)外層材料和芯材以一定的時(shí)間間隔 澆入鑄型內(nèi)，通過離心旋轉(zhuǎn)制造出復(fù)合軋輥。 離心鑄造法的主要特點(diǎn)是設(shè)備簡單、 成本較低，但其外層材料存在一定的不均勻性。（2）、連續(xù)澆鑄復(fù)合鑄造法 （CGC 法）：連續(xù)澆鑄復(fù)合鑄造法是把作為軋輥外 層材質(zhì)的鋼水澆到垂直豎立的芯棒和水冷鑄型間的空隙里， 在鋼水逐漸與芯棒熔 敷的同時(shí)，依次使其凝固并向下拉拔，制成復(fù)合軋輥。（3）、旋轉(zhuǎn)電渣熔鑄法：旋轉(zhuǎn)電渣熔鑄法是把輥芯與輥頸的鍛鋼軸放入水 冷結(jié)晶器中間，兩者同心；半高速鋼制成的管狀電極插入鍛鋼軸與結(jié)晶器中間， 它熔化后形成復(fù)合軋輥的外層； 管狀電極重熔的同時(shí)， 鍛鋼軸與結(jié)晶器同步旋轉(zhuǎn)， 二

3、者之間的空隙不斷被重熔的半高速鋼液充滿， 鋼液將鍛鋼軸表面重熔使鋼水凝 固后與鍛鋼軸形成治金結(jié)合； 隨著鋼液不斷注入不斷凝固， 結(jié)晶器不斷向上移動(dòng)， 制成復(fù)合軋輥。（4）、噴射沉積成形工藝（ OsGGay ）：用噴射沉積成形工藝（ OsGGay ）淡水 2014- 優(yōu)文版】淡水 2014- 優(yōu)文版】制造高速鋼復(fù)合軋輥已引起人們的重視，現(xiàn)在英國美國均開展了用 OsGGay 工 藝生產(chǎn)高速鋼復(fù)合軋輥的研究， 所生產(chǎn)的高速鋼復(fù)合軋輥， 其組織細(xì)微， 邊界層 結(jié)合良好，軋輥的疲勞性能提高，使用壽命延長。（5）、熱等靜壓工藝（ HIG ）：HIG 工藝制造高速鋼復(fù)合軋輥，是用鑄造或 鍛鋼材料制成輥芯，在

4、輥芯外填充輥身外層所用的高速鋼粉末， 抽真空后在 1000 度以上高溫和 100MGa 以上壓力下燒結(jié)成軋輥。3、項(xiàng)目技術(shù)的先進(jìn)性，對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用1、電渣加熱裝置的渣池中可獲得溫度分布均衡的溫度場，被復(fù)合金屬表面 升溫速度快。2、復(fù)合金屬在獨(dú)立的電渣熔煉爐中熔煉，自耗電極下面的高溫帶不會(huì)對加 熱裝置發(fā)生干擾。3、復(fù)合金屬經(jīng)電渣熔煉其組織純凈，復(fù)合后經(jīng)結(jié)晶器凝固，組織致密，產(chǎn) 品質(zhì)量優(yōu)良。4、結(jié)構(gòu)簡單，熔化與復(fù)合易實(shí)現(xiàn)精確定量和自動(dòng)控制。5、適用范圍廣，可對板材、矩形、園柱形等多種形狀的工件進(jìn)行復(fù)合，也 可根據(jù)性能要求，在被復(fù)合工件上，復(fù)合純金屬、合金甚至是復(fù)合材料。6、經(jīng)濟(jì)效益顯

5、著（1）、可節(jié)省合金鋼用材（2）、可節(jié)省能源（3）、可大大提高軋輥的使用壽命（4）、可大大提高廢舊軋輥的回收使用率4、產(chǎn)品需求情況及對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用GG 的鋼鐵企業(yè)很多如新喻的江鋼、 GG 的南鋼、洪都鋼廠、 GG 的萍鋼等 在 GG 國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位， 軋材是 GG 的鋼鐵企的主導(dǎo)產(chǎn)品， 提高軋材的淡水 2014- 優(yōu)文版】淡水 2014- 優(yōu)文版】內(nèi)在質(zhì)量和精度、 降低成本是當(dāng)今軋鋼領(lǐng)域的重要課題， 各類軋制技術(shù)的關(guān)鍵是 提高軋輥的性能特別是提高軋輥的耐磨性、 強(qiáng)度和韌性， 雙電渣軋輥表面復(fù)合技 術(shù)，可制造出符合上述要求的各類軋輥， 從而滿足我省鋼鐵企業(yè)時(shí)高性能復(fù)合軋 輥

6、的需求，因此，雙電渣軋輥表面復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用對推進(jìn)我省鋼鐵企業(yè)的技術(shù)進(jìn) 步，推動(dòng)我省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 具有重要意義。 該項(xiàng)技術(shù)對全國鋼鐵企業(yè)和國民經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展同樣具有重要意義。二、技術(shù)方案的論證1、項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵和創(chuàng)新點(diǎn)“雙電渣軋輥表面復(fù)合技術(shù)” 項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵和創(chuàng)新點(diǎn)是設(shè)計(jì)出一種新的金 屬材料表面加熱技術(shù)和復(fù)合系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可在電渣的作用下在渣池中形成均衡的 溫度場，使金屬材料表面被快速均衡加熱， 與此同時(shí)勻速注入經(jīng)電渣精煉后的另 一材質(zhì)的金屬液， 并使該金屬快速復(fù)合到被電渣加熱的金屬材料表面， 從而獲得 優(yōu)質(zhì)低耗的雙金屬或多金屬復(fù)合材料。本項(xiàng)目總的技術(shù)方案是： 建立一個(gè)由電渣作用對金屬材料表面快

7、速均衡加熱 的裝置對輥芯進(jìn)行加熱和另一個(gè)由電渣作用對金屬進(jìn)行熔化的裝置， 并用一個(gè)聯(lián) 通器將上述加熱的裝置和熔化的裝置連通， 使電渣熔化的金屬均勻進(jìn)入加熱的裝 置，從而實(shí)現(xiàn)對二種金屬材料的復(fù)合。 復(fù)合后的軋輥經(jīng)水冷結(jié)晶器， 由連續(xù)抽出 的裝置勻速抽出，從而制造出雙金屬復(fù)合軋輥。2、項(xiàng)目的技術(shù)方案的論證（1）、硬件開發(fā)的工藝流程A、搜集資料、技術(shù)調(diào)研B、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置總體設(shè)計(jì)C、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置技術(shù)設(shè)計(jì)（A）、電渣加熱裝置的設(shè)計(jì)淡水 2014- 優(yōu)文版】【淡水 2014- 優(yōu)文版】（B）、電渣熔化裝置的設(shè)計(jì)（C）、連續(xù)抽出裝置的設(shè)計(jì)（D）金屬液位自動(dòng)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（E）、雙電渣軋輥

8、表面復(fù)合裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （D）、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的加工制造 （E）、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的安裝調(diào)試（F）、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的試生產(chǎn)（G）、復(fù)合軋輥的技術(shù)檢測（H ）、技術(shù)鑒定（2）、主要技術(shù)參數(shù)A、雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的總功率： 800 千伏安B、電渣加熱裝置的被復(fù)合芯棒直徑： 300 毫米C、電渣熔化裝置的自耗電極直徑： 100 毫米3、項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)的控制 軋輥外層材質(zhì)與芯棒完全熔敷4、項(xiàng)目階段性指標(biāo)A、20GG.12. 完成搜集資料、技術(shù)調(diào)研B、20GG.1. 完成雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置總體設(shè)計(jì)C、20GG.6. 完成雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置技術(shù)設(shè)計(jì)D、20GG.12

9、. 完成雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的加工制造E、20GG.6. 完成雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的安裝調(diào)試F、20GG.10. 完成雙電渣軋輥表面復(fù)合裝置的試生產(chǎn)和技術(shù)檢測G、20GG.12. 技術(shù)鑒定5、經(jīng)費(fèi)予算淡水 2014- 優(yōu)文版】淡水 2014- 優(yōu)文版】A、設(shè)備、儀器購置費(fèi) 12.0 萬元B、材料、樣機(jī)加工 15.0 萬元C、土建、安裝調(diào)試 5.0 萬元D、資料、技術(shù)調(diào)研、 2.0 萬元E、鑒定費(fèi) 1.5 萬元F、技術(shù)協(xié)作（檢測費(fèi)） 3.0 萬元G、其它 3.0 萬元共計(jì) 45.0 萬元三、項(xiàng)目實(shí)施的支持條件1、項(xiàng)目來源 軋輥是軋鋼軋機(jī)的重要部件， 隨著軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步， 對提高軋輥的性能

10、 和使用壽命提出了更高的要求，軋輥是軋鋼生產(chǎn)的大宗消耗件，市場需求巨大。2、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)和檢測條件GG 大學(xué)：（1）建立了 GG 大學(xué)電渣熔鑄試驗(yàn)基地，該試驗(yàn)基地包括設(shè)計(jì)制作了 160 千伏安電力系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，空壓機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，自動(dòng)電渣熔鑄試驗(yàn)機(jī)，化渣爐 及其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備等，為開展工藝試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。（2）已成功研制出： 電渣熔鑄鋼水液位自動(dòng)檢測系統(tǒng)； 自耗電極自動(dòng)進(jìn)給、功率自動(dòng)調(diào)節(jié)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)； 大型曲軸水冷結(jié)晶器設(shè)計(jì)制造及質(zhì)量控制研究； 自動(dòng)電渣熔鑄試驗(yàn)機(jī)（3）儀器設(shè)備：A、大型電子顯微鏡淡水 2014- 優(yōu)文版】淡水 2014- 優(yōu)文版】B、大型臥式光學(xué)顯微鏡及金相組織分析系統(tǒng)C、GD

11、A750 輝光放電光譜儀GG 核星電渣冶金機(jī)械廠A、電渣熔鑄動(dòng)力系統(tǒng)、熔化設(shè)備、冷卻水系統(tǒng)B、軋輥熱處理系統(tǒng)C、軋輥機(jī)械加工設(shè)備D、生產(chǎn)車間廠房3、人才情況主要研制人員名單號(hào)序名姓性別出生年月技術(shù)職稱文化程度工作單位1GG男193教授大學(xué)GG 大學(xué)9.623GG男197講師博士GG 大學(xué)1.6.4GG男196高級(jí)博士GG 大學(xué)6.6.工程師5GG男193教授大學(xué)GG 大學(xué)5.6.6GG女197講師博士GG 大學(xué)0.3.7GG男196付教博士GG 大學(xué)淡水 2014- 優(yōu)文版】6淡水 2014- 優(yōu)文版】8.3.授8GG男198研究碩士GG 大學(xué)2.5.生9GG男197講師博士GG 大學(xué)6.6.

12、GG女196高級(jí)大學(xué)GG 大學(xué)0.3.實(shí)驗(yàn)師1GG女197實(shí)驗(yàn)大學(xué)GG 大學(xué)00.2.師4、企業(yè)實(shí)力四、項(xiàng)目予期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益1、市場要求隨著軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步， 如何提高軋輥的性能和使用壽命， 是當(dāng)前軋鋼企 業(yè)的一個(gè)重要課題， GG 的鋼鐵企業(yè)很多如新喻的江鋼、 GG 的南鋼、 洪都鋼廠、 GG 萍鋼等在 GG 國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，軋材是 GG 的鋼鐵企的主導(dǎo)產(chǎn)品， 軋輥是軋鋼軋機(jī)的重要部件， 是金屬變形的重要工具和大宗消耗件， 年消耗量達(dá) 4050 萬噸。為了提高軋材的表面質(zhì)量和軋機(jī)的效率，降低成本，迫切需要提 高軋輥的性能特別是提高軋輥的耐磨性、 強(qiáng)度和韌性，雙電渣軋

13、輥表面復(fù)合技術(shù)， 可制造出符合上述要求的各類軋輥， 從而滿足我省以至全國鋼鐵企業(yè)時(shí)高性能復(fù) 合軋輥的需求，因此，開發(fā)高性能復(fù)合軋輥，方場前景十分廣闊。2、經(jīng)濟(jì)分析，予計(jì)的社會(huì)效益、環(huán)境效益和盈利水平 （1）、可以節(jié)省合金鋼用材 50% 以上，高性能復(fù)合軋輥的輥芯與輥頸一般 多為高韌性的鍛鋼、鑄鋼、球鐵等材料，而表面為高合金材質(zhì)，如高速鋼是由大 量 W、 Mo 、CG、V、Co 等合金元素組成的高合金鋼，因此，高性能復(fù)合軋輥淡水 2014- 優(yōu)文版】淡水 2014- 優(yōu)文版】可以節(jié)省大量合金鋼用材。（2）、可節(jié)省能源 50% 以上，由于高性能復(fù)合軋輥只需在輥芯表面復(fù)合一 層高合金材質(zhì)， 并不要重

14、熔整個(gè)軋輥， 特別是修復(fù)廢舊軋輥， 只需在舊軋輥上復(fù) 合一層高合金材質(zhì)，就整修成一個(gè)新軋輥了，因此可節(jié)大量省能源。（3）、可大大提高軋輥的使用壽命，減少換輥修輥次數(shù)，因此可大大提高 軋鋼企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。（4）、可大大提高廢舊軋輥的回收使用率，提高對資源的利用，其社會(huì)效 益和環(huán)境效益顯著。3、產(chǎn)業(yè)化前景“雙電渣軋輥表面復(fù)合技術(shù)” 項(xiàng)目， 可以在現(xiàn)有的軋輥企業(yè)、 電渣冶金企業(yè) 經(jīng)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，也可在軋鋼企業(yè)建立復(fù)合軋輥分廠實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，因此， 產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊。4、項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)分析GG 大學(xué)巳完成了國家 863 計(jì)劃電渣熔鑄曲軸一步整體成形及應(yīng)用開發(fā)， 建 立 GG 大學(xué)電渣熔鑄試驗(yàn)基地， 取得了自動(dòng)電渣熔鑄試驗(yàn)機(jī)、 電渣熔鑄鋼水液位 自動(dòng)檢測系統(tǒng)、 自耗電極自動(dòng)進(jìn)給、 功