CN101200775A - 铸锭加热炉用高温自润滑料垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸锭加热炉用高温自润滑料垫，料垫本体的截面呈倒置的“凹”形，该倒置“凹”形的两只侧脚呈钩状向内弯折，形成半敞开式空腔；空腔的内上方设置有若干只滑板，其形状为圆柱，上端嵌入料垫本体并与其固定，滑板的下端表露在外；滑板内镶嵌有若干个台阶式耐磨圆柱体，其大头嵌入在滑板内部，小头向下凸出在外，小头的下凸出面超出滑板的下表面；安装时，炉内轨道为双道平行布置，耐磨圆柱体的下凸出面与炉内轨道的上表面相接触，料垫作为推进时铸锭的支点。其推进过程不仅定位准确，而且运行平稳、摩擦阻力小，既有利于铸锭的高温运行，也大大减轻了炉外设备的负载能力，使得加热炉的设备运行成本和能源消耗都得到降低。

Description

铸锭加热炉用高温自润滑料垫

技术领域

本发明涉及一种料垫，尤其涉及铸锭加热炉用高温自润滑料垫，属于金属加工技术领域。

背景技术

铝板带热轧生产所需的高温铝锭坯料是通过立推式铝锭加热炉获得的，在加热炉内，为减少铝锭表面划伤，通常需要把铸锭放在专用料垫上，料垫置于炉内轨道上，通过推动料垫实现铸锭在炉内的前进，料垫与炉内轨道间的运动属于滑动摩擦，铸锭越重，接触面积越大，滑动摩擦阻力越大，炉外推进机构负载也就越大。

对中小规格及装炉量不大的铝锭加热炉来说，适当增加炉外推锭机的能力，可以直接推动钢制料垫在炉内轨道上滑动，实现铝锭推进加热过程。目前国内中小吨位的铝锭加热炉都是这样实现的。

近年来，随着铝锭热轧机产能及铸锭规格的增大，铝锭加热炉容量也不断增加，对这种大型铝锭加热炉来说，仍采用传统直接推锭的方法势必要大幅增加推锭机的推力，设备装机负荷也将增加。

目前，降低炉内高温铸锭滑动摩擦力的主要措施是，在铸锭入炉前向轨道上喷洒固体或液体润滑剂。使用固体润滑剂，是在炉子运行时由人工将石墨粉撒在入口端轨道上，自动化程度低，无法实现过程的自动化且对铸锭表面有污染。而液体润滑剂是由加有石墨或其它元素的润滑油调和而成，此类润滑油价格昂贵，每公斤几百甚至上千元，多为国外进口产品，使用时采用专门的润滑泵自动加油，润滑泵启动后油被喷到轨道面上，当铸锭在被推进炉时润滑油被带进炉内，铸锭入炉后润滑油受热挥发后形成黑烟，并部分混入炉内气体循环中，无法保证炉内铸锭的表面质量。

因此，在现有技术条件下，已有的降低摩擦阻力的措施都有各种弊端，而且实际运行过程中效果不明显，铸锭运行的摩擦阻力仍然比较大，炉外设备的负载没有降低，能源消耗高。为此，对铸锭加热炉用高温自润滑技术的研究，是一项经济效益和社会效益比较大、且技术难度非常高的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸锭加热炉用高温自润滑料垫，旨在解决大吨位铝锭加热炉的炉内推锭阻力的问题，有效降低料垫与轨道间的摩擦力，节省润滑材料的使用。

本发明的技术解决方案是：铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：料垫本体的截面呈倒置的“凹”形，该倒置“凹”形的两只侧脚呈钩状向内弯折，形成一个半敞开式的空腔，料垫本体的上表面设置成“V”形槽状；在半敞开式空腔的内上方设置有若干只滑板，其形状为圆柱或圆台，滑板的上端嵌入料垫本体并与其固定，滑板的下端表露在外；滑板内镶嵌有若干个台阶式耐磨圆柱体，所述耐磨圆柱体采用自润滑金属材质制作而成，其大头嵌入在滑板内部，小头向下凸出在外，小头的下凸出面超出滑板的下表面；安装时，加热炉的炉内轨道为双道平行布置，炉内轨道容纳在所述半敞开式空腔的内部，耐磨圆柱体的下凸出面与炉内轨道的上表面相接触，高温铸锭置于两料垫本体上表面的“V”形槽内，高温铸锭的轴线与两炉内轨道的中心线相垂直。

本发明的目的还通过以下更详细的技术解决方案来进一步实现：

上述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其中，所述滑板与料垫本体之间采用销连接方式，滑板和料垫本体均设有沉头通孔，柱销自下而上穿过两个对应的通孔，上端插入不锈钢丝，使滑板与料垫本体固定连接。所述料垫本体的两边设有四只吊耳。

更进一步地，上述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其中，每块滑板与料垫本体之间采用两根销连接固定。

更进一步地，上述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其中，所述滑板的数量为6块，前后共设两排，每排横向排布3块滑板；每块滑板内镶嵌有9个台阶式耐磨圆柱体。

再进一步地，上述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其中，所述滑板的基材为碳钢，其表面喷涂二氧化钼铁镍铬基复合材料；所述料垫本体的材质为RQTSi4Mo；所述轨道的材质为ZG35Cr24Ni7SiN。

这样，本发明通过设计专门的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，将炉内轨道容纳在料垫本体下方的半敞开式空腔之内，而炉内轨道为双道平行布置，高温铸锭置于两料垫本体上表面的“V”形槽内，炉内轨道与耐磨圆柱体相接触，使该料垫作为炉内高温铸锭推进的支点。推进过程中，料垫沿着炉内轨道运动，与轨道直接接触的是耐磨圆柱体，由于截面成倒置“凹”形的料垫本体罩在轨道上方，而耐磨圆柱体是由具有自润滑作用的金属材质制作而成，因此，不仅节约料垫材料成本，而且运行平稳、摩擦阻力小。这既有利于铸锭的高温运行，也大大减轻了炉外设备的负载能力，使得加热炉的设备运行成本和能源消耗都得到降低。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明自润滑料垫安装使用时的布局示意图；

图2：本发明自润滑料垫的结构示意图；

图3：图2沿A-A阶梯剖视图；

图4：图2沿B-B半剖视图；

图5：本发明滑板的结构示意图；

图6：图5沿C-C剖视图；

图7：图5沿D-D剖视图；

图8：本发明耐磨圆柱体的结构示意图；

图9：本发明柱销的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						1	铸锭	2	炉内轨道	3	料垫本体
4	滑板	5	第一柱销	6	第二柱销
						7	耐磨柱体	8	不锈钢丝

具体实施方式

本发明铸锭加热炉用高温自润滑料垫，可直接使用在炉内，是铸锭在加热炉内稳定运行的关键使用部件。自润滑料垫本体采用耐热铸铁材料制成，与炉内轨道直接摩擦的是镶嵌滑板内的耐磨圆柱体，在已有的炉内高温轨道润滑方式下，可以大大降低铸锭在高温炉内运行时的摩擦阻力，减轻炉外设备的负载能力，降低设备运行成本。

如图1所示，本发明自润滑料垫安装使用时的布局示意图，加热炉的炉内轨道有两条，为平行布置，自润滑料垫3的半敞开式空腔容纳炉内轨道2，高温铸锭1置于两料垫本体上表面中间部位的“V”形槽内，高温铸锭1的轴线与两炉内轨道2的中心线相垂直。每个铸锭用2块料垫，铸锭放好后，由推锭机将料垫向前推进一个料位，这样就可以再摆放下两块料垫，进行下次装锭操作，循环往复进行。在推锭机的作用下，料垫沿着炉内轨道前进，料垫本体3卡放在轨道2上，确保推进过程定位准确且运行平稳。

图2～9所示，铸锭加热炉用高温自润滑料垫，包括料垫本体3和滑板4，料垫本体3的截面呈倒“凹”形，倒“凹”形下方的两侧脚向内折呈钩状，形成容纳炉内轨道2的半敞开式空腔；在半敞开式空腔的内上方设置有滑板4，其形状为圆柱状，滑板4的上端嵌入料垫本体3并与其固定，滑板4的下端表露在外；滑板4内镶嵌有9个台阶式耐磨圆柱体7，其大头嵌入滑板4内部，小头向下凸出在外，小头的下凸出面超出滑板4的下表面。滑板4与料垫本体3之间采用销连接方式，每块滑板4与料垫本体3之间可以采用两根销连接固定，滑板4和料垫本体3均设有沉头通孔，第一柱销5和第二柱销6自下而上穿过两个对应的通孔，柱梢的上端插入不锈钢丝8，使滑板4与料垫本体3固定连接，耐磨圆柱体7与滑板4之间采用H7/r6过盈配合方式；耐磨圆柱体7的下凸出面与炉内轨道2的上表面相接触。料垫本体3的两边设有四只吊耳。

具体应用时，加热炉的炉内轨道2容纳在料垫3的半敞开式空腔的内部，耐磨圆柱体7的下表面与炉内轨道2的上表面相接触，高温铸锭1置于两料垫本体上表面中间部位的“V”形槽内，料垫作为炉内高温铸锭推进的支点。推进过程中，料垫沿着炉内轨道2运动，与轨道2直接接触的是耐磨圆柱体7的下凸出面，由于料垫本体3罩在轨道2上方，而耐磨圆柱体7是由具有自润滑作用的金属材质制作而成，轨道2材质为ZG35Cr24Ni7SiN，与所述耐磨圆柱体7形成的材料摩擦副，在高温下摩擦系数可以大大降低。因此，推进过程不仅定位准确，而且运行平稳、摩擦阻力小。这既有利于铸锭的高温运行，也大大减轻了炉外设备的负载能力，使得加热炉的设备运行成本和能源消耗都得到降低。

根据理论公式f∝(A，P)，在一对相互接触的摩擦材料已经确定的条件下，降低与轨道2之间的摩擦面积和比压是降低摩擦阻力的可行性技术手段。常见的情况是，每个铸锭使用2块料垫，2块料垫分别安装在两条平行的轨道上，每块料垫内部设置6块滑板，前后共设两排，每排横向排布3块滑板。每块滑板内镶嵌有9个台阶式耐磨圆柱体。

设计加工时需要考虑的是，应当寻找炉温680℃下与耐热铸钢轨道摩擦系数小且耐压强度高的材质，并且根据承载能力、比压数值和摩擦面积确定料垫和滑板的结构尺寸。通常，料垫本体的材质采用RQTSi4Mo；滑板的基材为碳钢，其表面喷涂二氧化钼铁镍铬基复合材料；轨道的材质为ZG35Cr24Ni7SiN；耐磨圆柱体采用自润滑金属材质制作而成。

综上所述，料垫本体3的截面成倒置“凹”形结构，卡放在炉内轨道2上，使料垫沿轨道运行，减少炉内推进跑偏现象，保证料垫和铸锭运行平稳。料垫本体3的上表面设计成“V”形槽状，铸锭放置在“V”形槽内，有一定重心自调整功能，可有效防止铸锭倾斜、倒锭现象的发生。料垫面与轨道间不直接接触，每块料垫装有6块滑板，每块滑板内镶嵌有9个台阶式耐磨圆柱体7，耐磨圆柱体7的小头与轨道2接触，大大减少了轨道的接触面积，根据理论公式f∝(A，P)，接触面积A越小，滑动摩擦力越小，则炉外推锭机的负载越小，从而降低设备的运行成本。耐磨圆柱体7采用具有自润滑的特殊合金制成，与钢轨材料间摩擦系数极小，同时还有一定的自润滑能力，同时也有较好的耐摩性能。料垫本体3两边设有四只吊耳，是专为配套使用的空中料垫返回小车及出料机配套设计，可实现料垫在炉子生产过程炉前料垫自动摆放、对中；炉尾自动出炉、料垫空中自动返回等全过程自动操作。

本发明在大吨位立推式加热炉上有很强的推广使用价值，试用结果表明：该自润滑料垫能够大大降低炉内热态下的摩擦阻力，减轻炉外推料机的负载，节约设备运行成本、降低能源消耗的效果十分明显。同时实现铝锭加热炉料垫自动返回、自动摆放功能，实现铝锭加热炉全自动装炉操作，从而降低劳动强度，提高作业效率。料垫的使用寿命长，累计使用寿命达10万次以上。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：料垫本体的截面呈倒置的“凹”形，该倒置“凹”形的两只侧脚呈钩状向内弯折，形成一个半敞开式的空腔，在半敞开式空腔的内上方设置有若干只滑板，其形状为圆柱或圆台，滑板的上端嵌入料垫本体并与其固定，滑板的下端表露在外；滑板内镶嵌有若干个台阶式耐磨圆柱体，所述耐磨圆柱体采用自润滑金属材质制作而成，其大头嵌入在滑板内部，小头向下凸出在外，小头的下凸出面超出滑板的下表面；安装使用时，加热炉的炉内轨道为双道平行布置，炉内轨道容纳在所述半敞开式空腔的内部，耐磨圆柱体的下凸出面与炉内轨道的上表面相接触，高温铸锭置于两料垫本体的上表面，高温铸锭的轴线与两炉内轨道的中心线相垂直。

2.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：料垫本体上表面的中间部位设置成“V”形槽状，相应地，高温铸锭置于两“V”形槽内。

3.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述滑板与料垫本体之间采用销连接方式，滑板和料垫本体均设有沉头通孔，柱销自下而上穿过两个对应的通孔，上端插入不锈钢丝，使滑板与料垫本体固定连接。

4.根据权利要求3所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：每块滑板与料垫本体之间采用两根销连接固定。

5.根据权利要求1或3或4所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述滑板的数量为6块，前后共设两排，每排横向排布3块滑板。

6.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：

每块滑板内镶嵌有9个台阶式耐磨圆柱体。

7.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述轨道的材质为ZG35Cr24Ni7SiN。

8.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述滑板的基材为碳钢，其表面喷涂二氧化钼铁镍铬基复合材料。

9.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述料垫本体的材质为RQTSi4Mo。

10.根据权利要求1所述的铸锭加热炉用高温自润滑料垫，其特征在于：所述料垫本体的两边设有四只吊耳。

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