CN102234714A - 一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊安装在所述炉辊底座上，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊一侧，所述炉辊结瘤自清除装置的最顶端与所述炉辊的转动表面之间在工作时为带有压力的线接触。本发明的技术方案能够防止瘤状物将在薄板状金属材料表面留下印痕，从而破坏薄板状金属材料的平滑表面，造成薄板状金属材料质量降级或产生废品；同时，本发明所提供的技术方案还具有结构简单、耐高温性能好、使用安全可靠、使用寿命长等特点。

Description

一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置

技术领域

本发明属于用于炼钢炼铁生产工艺中的生产设备制造技术领域，具体地说，涉及一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置。 

背景技术

目前，在冶金生产工艺中，辊底式连续热处理炉适用于钢板、钢管、型钢和线材的退火、正火、高温回火及淬火等热处理工艺。由于辊底式炉处理的钢材质量好，产量高、成本低，同时实现了机械化和自动化操作，比间断式生产的热处理炉具有明显的优越性，因此得到广泛地应用。热处理工艺应用于金属材料经过冷轧之后进行热处理改善金属材料性能的过程中，由于热处理加热是以连续的方式运行，要求在高温状态下保持金属材料表面不被损伤采用辊道支撑。 

现代金属薄带状材料，大多数是制造成热轧薄板(带)，经过表面清理，然后进行冷加工的方式达到需要的厚度和尺寸。为了获得需要的最终厚度和性能，冷加工之后需要进行热处理，热处理决定金属材料的性质。薄板状金属材料的热处理，普遍采用的工艺为连续退火方式，退火炉前采用清洗工艺来去除带钢表面的轧制油，铁粉等表面附属物。 

在热处理的前序工艺中，为了保证金属材料冷轧加工的顺利进行和表面质量，通常采用表面粗糙的冷轧钢辊，辊子的圆弧辊面在轧制过程中使金属材料产生前后流动，造成相对滑动，从而导致金属材料表面形成粉末。从冷轧到后续工序采用多种方法去除所形成的粉末以减少保留在薄板状金属材料表面的粉末数量。但是在进入热处理炉前，金属材料表面或多或少总存在一些金属粉末；虽然在退火炉前采用清洗工艺来去除铁粉等表面附属物，但完全、彻底清除表面附属物是困难的。如果炉辊上附着有金属粉末，这些金属粉末在后续工艺中将被还原为金属小颗粒，与炉辊粘合，进而使炉辊结瘤。具体原因是，某些型式的退火炉中前区往往是弱的氧化或因为工艺的需要在炉子的中间某段要求为弱的氧化气氛，使带钢表面及杂物有一定程度的氧化。而炉子的后一个或几个区气氛均要求保持还原状态防止金属材料在高温状态下被氧化，同时把轻微、少量的表面氧化物还原为金属。还原的表面是非常清洁的表面，还原的金属粉末也为纯净的金属细小颗粒，容易与其它材料粘合。高温、纯净的金属粉末或其它异物在支撑辊表面粘合，尤其是局部粘合后逐渐变大——形成瘤状物——造成经过的金属材料表面形成缺陷。 

由于粉末状金属或杂物在高温下粘附在辊的表面改变了辊的原表面形状，形成瘤，瘤使运行的金属材料形成表面缺陷。 

现有技术中，人们为了解决上述炉辊结瘤的技术问题，主要着眼点于使用辊道改性的表 面材料防止或延缓瘤的形成等方面做了研究： 

如中国专利，专利号为CN98235521.1，该专利采用组合不同材料依靠材料与铁粉的亲和性差的性能防止结瘤； 

如中国专利，专利号为CN 200510025632.4，该专利采用在辊的表面喷涂与金属材料不易粘合的材料，人为造成金属粉末或异物的自然脱落，保持辊子表面清洁、希望不结瘤； 

如中国专利，专利号为CN 200710107635.1，该专利采用新型合金材料，由于新合金材料不易粘结异物； 

如中国专利，专利号为CN 200620034970.4，该专利是向带钢表面喷吹气流，使钢带表面尽量少存在铁粉等异物； 

如中国专利，专利号为CN 200820077256.2，该专利是用类似锉刀的方法去除所结的瘤。 

上述现有技术，只是对炉辊自身材料或结构进行研究，采用新材料或结构来防止粘连，不能对炉辊在结瘤过程中进行动态的自动式的清除。在实际使用中，炉辊的表面喷涂与金属材料不易粘合的材料只能减缓瘤状物形成的速度，不能够完全杜绝瘤的形成。因此，现有技术中的炉辊存在如下技术缺陷： 

1、现有技术中的炉辊，容易在辊子表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了产品的合格率； 

2、现有技术中的炉辊，如果出现辊结瘤问题，必须首先使热处理炉降温、停机，其次确定瘤存在的位置，最后由人工清理或更换新的辊子，费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术中的炉辊，容易在辊子表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了金属薄板产品的合格率；如果炉辊结瘤，清理或更换炉辊费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患等技术问题，而提供了一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置。 

本发明的构思是，为解决现有技术中炉辊结瘤的技术问题，本发明的目的是通过在高温状态热处理的支撑和传送用辊子的相应位置设置刮刀，刮刀与辊子的转动表面接触，通过辊子与刀尖的接触摩擦，使薄板状金属材料表面的金属粉末或杂物不能在辊子表面停留或被清理掉；因此粘附物不易形成和长大，以形成瘤，防止或减轻由于辊子表面不平整使薄板状金属材料表面质量下降。 

本发明所提供的技术方案是，一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组 合装置，包括炉辊、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊安装在所述炉辊底座上，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊一侧，所述炉辊结瘤自清除装置的最顶端与所述炉辊的转动表面之间在工作时为带有压力的线接触。 

所述炉辊结瘤自清除装置为一刮刀组合装置，所述刮刀组合装置包括刮刀、刮刀支撑体、刮刀转动轴，所述刮刀与所述刮刀支撑体通过焊接连接。 

所述刮刀随刮刀转动轴转动，所述刮刀的顶端设有刃口，所述刃口由刀刃构成。 

所述刀刃与所述炉辊的转动外表面贴合接触，所述刀刃的方向迎着所述炉辊转动的方向。 

所述刮刀组合装置的两端各设有一个滚动轴承，其中一个滚动轴承设置在所述炉辊的驱动侧，另一个滚动轴承设置在所述炉辊的操作侧。 

所述刮刀组合装置安装固定在所述炉辊底座上，或者所述刮刀组合装置安装固定在退火炉的炉体上。 

所述刮刀转动轴连接刮刀转动轴驱动装置，所述刮刀转动轴驱动装置带动所述刮刀转动轴旋转，在所述刮刀旋转方向上设有“贴合”和“打开”两个极限位置。 

所述刮刀转动轴驱动装置为一外接手动转轮。 

所述刮刀转动轴驱动装置为一气动装置或液动装置或电动装置，所述两个极限位置上分别设有接近开关。 

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决现有技术中的炉辊，容易在辊子表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了金属薄板产品的合格率；如果炉辊结瘤，清理或更换炉辊费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患等技术问题，本发明采用为辊子配对刮刀的组合结构，依靠刮刀在适当压力条件下的切削作用，由于切削作用防止或清理在辊子表面形成的粘结物——瘤状物；本发明所提供的技术方案能够防止瘤状物将在薄板状金属材料表面留下印痕，从而破坏薄板状金属材料的平滑表面，造成薄板状金属材料质量降级或产生废品；同时，本发明所提供的技术方案还具有结构简单、耐高温性能好、使用安全可靠、使用寿命长等特点。 

附图说明

结合附图，对本发明做进一步的说明。 

图1为本发明炉辊组合装置的结构示意图； 

图2为本发明工作状态结构示意图； 

其中，1为刮刀；2为刮刀支撑体；3为刮刀转动轴；4为炉辊；5为炉辊中心轴；6为钢带；7为退火炉。 

具体实施方式

当前在辊底式热处理炉生产过程中普遍反应因炉底辊结瘤(本发明中所提到的炉底辊均为炉辊4)，导致钢板下表面出现辊印，造成钢板大面积缺陷，甚至因此而致废，严重影响产品表面质量。因此，炉辊4的结瘤问题已经严重影响正常生产，也一直困扰着工业炉公司及钢铁生产企业。本发明是针对薄板状金属材料在高温状态热处理的支撑和传送用炉辊4的表面结瘤，发明一种在线清理、防止或减弱这类支撑和传送用炉辊4的表面结瘤炉辊组合装置及其清除结瘤的方法。 

本发明采用在炉辊4转动表面配对刮刀1，刮刀1的刀刃与炉辊4的表面有接触与非接触两种状态，接触时为工作状态，刃口与炉辊4的表面贴合，在工作时炉辊4相对于刃口转动，刃口则相对于炉辊4做切削运动，辅以一定的压力使之更好地贴合，去除薄板状金属材料表面的金属粉末或杂物不能在炉辊4表面停留或被清理掉。 

如图1-2所示，本发明所提供的技术方案为一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊4、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊4安装在所述炉辊底座上，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊4一侧，所述炉辊结瘤自清除装置的最顶端与所述炉辊4的转动表面之间在工作时为带有压力的线接触。所述炉辊结瘤自清除装置为一刮刀1组合装置，所述刮刀1组合装置包括刮刀1、刮刀支撑体2、刮刀转动轴3，所述刮刀1与所述刮刀支撑体2通过焊接连接。所述刮刀1随刮刀转动轴3转动，所述刮刀1的顶端设有刃口，所述刃口由刀刃构成。所述刀刃与所述炉辊4的滚动外表面贴合接触，所述刀刃的方向迎着所述炉辊4转动的方向。所述炉辊4包括有炉辊中心轴5，所述炉辊4在炉辊驱动装置的带动下，围绕炉辊中心轴5转动。 

本发明采用在炉辊4转动表面配对刮刀1的组合结构，当刮刀1的刀刃迎着炉辊4转动的方向贴合在所述炉辊4的转动表面上，且工作时一直为带有压力的线接触的状态，保证了炉辊4上的结瘤被及时清除。 

所述刮刀1组合装置的两端各设有一个滚动轴承，其中一个滚动轴承设置在所述炉辊4的驱动侧，另一个滚动轴承设置在所述炉辊4的操作侧。所述刮刀1组合装置安装固定在所述炉辊底座上，或者所述刮刀1组合装置安装固定在所述炉辊4所在的炉体上。所述刮刀转动轴3连接刮刀转动轴驱动装置，所述刮刀转动轴驱动装置带动所述刮刀转动轴3旋转，在所述刮刀1旋转方向上设有“贴合”和“打开”两个极限位置。所述刮刀转动轴驱动装置为一外接手动转轮。所述刮刀转动轴驱动装置为一气动装置或液动装置或电动装置，所述两个极限位置上分别设有接近开关。 

采用刮刀1的防结瘤的方法实施方式如图1所示，刮刀1的刀体部分，其上有一端为与炉辊4贴合良好的刃口，另一侧与刮刀支撑体2联接，联接方式为焊接整体，刮刀1为一围绕中心刮刀转动轴3的旋转机构，与炉辊4配对布置，其围绕中心可以有一个小角度旋转。炉辊4的炉辊4表面，炉辊4的转动中心，炉辊4的转动方向如图1所示，即炉辊4的转动方向迎向刮刀1的刃口方向，一旦炉辊4上有异物出现，立即被刮削去除，使炉辊4保持清洁的辊面。 

如上所述，刮刀1与炉辊4可以贴合也可以离开，以便于炉辊4的更换与适应炉子起停时温升的变化使刮刀1与炉辊4产生过大的热应力。如图2所示，炉辊4在退火炉7内的工作状态示意图，钢带6在炉辊4上运行，所示的状态为炉辊4与刮刀1贴合的状态，刮刀1围绕图1所示的刮刀转动轴3摆动，摆动角度的大小以炉辊4更换时的抽辊过程中炉辊4与刮刀1之间有足够的空间为适宜的角度，其驱动方式可以用在图1所示的刮刀转动轴3的炉外轴端安装手轮的方式，安装后可在炉外对两个极限位置加以标识，以便于操作工操作。也可以采用液压或气动的方式驱动，两个极限位置可以分别加上一个接近开关，以便于实现电控，这样可以减轻操作工的劳动。以上方案以液压或气动控制方案为优，液压或气动控制方案为传统的技术方案形式。 

刮刀1的两端装有滚动轴承，轴承座分别安装在炉子的驱动侧与操作侧，安装位置可以与炉辊4同一个底座；或者采用单独底座，底座与炉壳焊接在一体同加工。 

刮刀1的材料用耐热金属制造，耐热温度为800～1000℃。刮刀1的数量一般从带钢板温加热到550℃之后的炉辊4直到炉子的出口，采用一配一的方式，或者也可以从板温加热到400℃以上之后的炉辊4开始到炉子出口的炉辊4采取一配一的方式，具体视生产线的工艺配置而定。 

本发明以上实施例仅用以说明本发明的最佳技术方案，并非是对本发明作出的限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (9)

1.一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊(4)、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊(4)安装在所述炉辊底座上，其特征在于，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊(4)一侧，所述炉辊结瘤自清除装置的最顶端与所述炉辊(4)的转动表面之间为线接触。

2.根据权利要求1所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述炉辊结瘤自清除装置为一刮刀(1)组合装置，所述刮刀(1)组合装置包括刮刀(1)、刮刀支撑体(2)、刮刀转动轴(3)，所述刮刀(1)与所述刮刀支撑体(2)通过焊接连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀(1)随刮刀转动轴(3)转动，所述刮刀(1)的顶端设有刃口，所述刃口由刀刃构成。

4.根据权利要求3所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刀刃与所述炉辊(4)的转动外表面贴合接触，所述刀刃的方向迎着所述炉辊(4)转动的方向。

5.根据权利要求4所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀(1)组合装置的两端各设有一个滚动轴承，其中一个滚动轴承设置在所述炉辊(4)的驱动侧，另一个滚动轴承设置在所述炉辊(4)的操作侧。

6.根据权利要求5所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀(1)组合装置安装固定在所述炉辊底座上，或者所述刮刀(1)组合装置安装固定在退火炉(7)的炉体上。

7.根据权利要求6所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀转动轴(3)连接刮刀转动轴驱动装置，所述刮刀转动轴驱动装置带动所述刮刀转动轴(3)旋转，在所述刮刀(1)旋转方向上设有“贴合”和“打开”两个极限位置。

8.根据权利要求7所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀转动轴驱动装置为一外接手动转轮。

9.根据权利要求7所述的一种应用于薄板状金属材料热处理工艺中退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述刮刀转动轴驱动装置为一气动装置或液动装置或电动装置，所述两个极限位置上分别设有接近开关。

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