CN103192224B - 冶金连铸机辊子的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶金连铸机辊子的修复方法，先进行拆卸解体清洗，对辊子本体进行修复，对轴承座及其它部件进行修复处理，辊子总装，成品检验，包装防护。采用本发明进行修复，各类辊子平均每吨给企业节省的费用25000元来计算；以炼钢企业生产线员工每年工资35000元计，辊子修复再回收利用技术所节约的制造成本，已经可以基本可以保障生产一线所有工人的全年工资；而机械加工厂方，增加这样的一条修复生产线，能够为当地居民提供30个就业岗位，为提高社会就业率、增加地方税收做出相应的贡献。

Description

冶金连铸机辊子的修复方法

技术领域

本发明属于冶金设备修复技术领域，涉及一种冶金连铸机辊子的修复方法。

背景技术

连铸辊作为连铸设备的核心部件，主要是用来输送生产产品，在生产过程中如果辊子出现事故，将有可能导致整个生产线的停产，其质量、强度和使用寿命直接影响到连铸设备的作业率。

据国内外多家研究机构对连铸辊子的失效形式进行分析，连铸辊损坏的主要原因有如下三种：

一是热疲劳损坏：热疲劳损坏是造成连铸辊子损坏的主要原因之一，其起因是工作状态中的辊子表面环向温度分布不均匀，有时辊子表面与内部温度温差超过300℃，因此，辊子表面及内部产生非轴对称、周期性变化、不均匀分布的热应力，连铸辊在机械应力和热应力的共同作用下产生疲劳损坏。

二是原材料的质量：原材料的好坏决定了连铸辊产品的整体质量，选用常温下具有很好的屈服强度的材料，可能会在高温下的屈服强度急剧下降，抗热疲劳裂纹性能不够，就会导致     连铸辊热疲劳损坏。

三是磨损：辊子基材磨损是最直观的原因，也是最直接的损坏原因，在高温潮湿的环境下，辊子表面易氧化腐蚀，在生产过程中，由于生产产品的负载冲击，使辊子外径减小减薄，导致辊子报废。

因为连铸辊子特殊的工况环境，对材料要求高，新制产品市场价格一直居高不下，一般市场价约在40000～60000元/吨。因为外表层的磨损而报废，对冶金企业来说成本非常高，所以目前国内辊子的使用绝大部分是多采用修复的办法。

目前，现有的修复方法主要有明焊修复、埋弧焊修复和热喷涂修复：在明焊修复过程中，焊点直接暴露在空气中，堆焊材料在高温情况下，容易被氧化，形成大量的焊渣、气孔，从而影响堆焊质量；热喷涂耐磨材料因为材料价格高昂，且不适用于较厚涂层的补涂；所以，目前最有效的修复办法是埋弧焊修复。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能保证辊子最终装配运行平稳、经久耐用，且经济、高效的冶金连铸机辊子的修复方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冶金连铸机辊子的修复方法，其工艺步骤是：

第一步：对下线后的辊子进行拆卸解体，采用金属清洗剂对轴承座、轴承、及配套旋转接头、卡簧和轴用密封配件的表面所有油渍进行全面清洗，然后检查辊子本体、轴承座、轴承、轴承盖、密封件及旋转接头部件的损坏情况，对可加工修复的部件进行修复，其它易损件则进行更换；

第二步：对辊子本体进行修复：

一是对辊子形位、尺寸公差进行检测检查：对经第一步清洗后的辊子，应对照新产品图纸严格检查各部件受损情况，确定修复方案，当辊子有弯曲变形时，堆焊后应留有足够的校直加工余量，当辊子轴承安装位置的同心度的偏差大于0.1mm，先堆焊磨损轴头；

二是切削疲劳层：将辊子表面的金属疲劳层彻底切削去除，完全消除辊子表面的裂纹、凹坑和/或气孔，以保证辊子的堆焊基材表面具有较好的质量；

三是探伤：对车削后的辊面进行探伤检测，检查疲劳层和/或裂纹是否已经完全清除，如有缺陷则进行人工修复，在堆焊前对辊子进行整体预热，整体预热的最高温度不超过250℃，温度测点距离焊点位置150mm处，当达到预热温度要求后再开始进行堆焊；

五是辊面堆焊：根据辊子材质，选用相对应的焊丝进行辊子表面堆焊，低合金钢辊子的修复用焊丝采用EL70牌号、丝径2.5～3.0mm的焊丝进行辊子表面堆焊，在整个焊接过程中，辊子应进行保温，保温温度控制在180～200℃，根据不同类型辊子直径、所需堆焊厚度、合理设定焊机电流、送丝速度及焊接线速度，当单边堆焊厚度为0.45mm时，埋弧焊机电流不超过450A，送丝速度与焊枪平稳速度呈线性递减；

六是焊后回火：每件辊子堆焊完成后，立即转到回火区，覆盖保温材料，使其自然冷却，以消除焊接产生的内应力；

七是对辊子进行粗车和精车：辊子堆焊后，先粗车进行检查，当有少量焊接缺陷时，就在缺陷位置进行氩弧焊处理，当存在重大焊接缺陷时，需将堆焊层全部车削去除，返工堆焊， 粗车并检验无质量问题后，再将辊子车削到设计要求；

八是对辊子半成品进行检验：首先是对辊子加工精度进行检测，辊子精车后，按辊子长度分段进行外形尺寸检测，确保成品辊子的加工精度，然后对辊子堆焊层硬度进行检测，在辊子表面取弧线长L＝100mm的辊心平行线数条，在平行线上每隔100mm取点进行硬度测试，保证硬度≥45HRC；

第三步是对轴承座及其它部件进行修复处理：对清洗后轴承座进行渗水试验：辊子轴承座在1.5MPa压力下进行水压试验，保压10分钟，当有漏水和/或渗水时，需查找漏点并进行修复，所有的断裂螺栓必须取出，修复螺栓孔，对轴承、密封件、轴承端盖及旋转接头部件，在拆卸清洗后进行检查，如发现质量问题，则进行更换；

第四步是辊子总装：要严格按照装配图进行辊子组装，在轴承安装时不允许加热，只能用橡胶锤，不允许用钢制硬器敲打轴承，在轴承座的装配过程中，注意各中间轴承座的安装方向，并调整各节辊子的安装间隙，确保各轴承座安装螺栓孔的间距，每次检修需全面检查，更换配套密封件；

第五步是成品检验：首先对辊子配套灵动性进行检验，将装配好的辊子安装到专用测试台上，用螺栓把轴承座固定好，转动辊子时，应转动灵活、无卡阻现象，然后对辊子同轴度进行检测，将辊子放到机动检测平台，转动辊子并用百分表检测辊子的同轴度，反复测试数次，取百分表上下两个极限值的计数，两个极限值绝对值的和相加为测点的测值，当辊子表面的同轴度误差最大不超过0.10mm时，辊子装配合格，否则，需进行返工处理；

第六步是包装防护：首先进行防护处理， 辊子测试合格后，轴承座应采用耐热漆进行防锈处理，然后进行包装，按技术标准进行包装，办理成品入库后具备发货条件。

在第一步中对各部件的密封位置要进行全面清洗，不得遗留残余细小渣滓颗粒。

在第二步进行疲劳层切削时，对直径在20mm以下的辊子，其切削厚度为５～８mm，大型辊子由于使用工况相对恶劣、使用时间较长，金属疲劳层会厚些，切削厚度在８mm以上。

在第二步中的温度上升速度为50～80℃/min。

本发明的积极效果是: 采用本发明进行修复，各类辊子平均每吨给企业节省的费用25000元来计算；以炼钢企业生产线员工每年工资35000元计，辊子修复再回收利用技术所节约的制造成本，已经可以基本可以保障生产一线所有工人的全年工资；而机械加工厂方，增加这样的一条修复生产线，能够为当地居民提供30个就业岗位，为提高社会就业率、增加地方税收做出相应的贡献。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种冶金连铸机辊子的修复方法，其工艺步骤是：

第一步：对下线后的辊子进行拆卸解体，采用金属清洗剂对轴承座、轴承、及配套旋转接头、卡簧和轴用密封配件的表面所有油渍进行全面清洗，然后检查辊子本体、轴承座、轴承、轴承盖、密封件及旋转接头部件的损坏情况，对可加工修复的部件进行修复，其它易损件则进行更换，需要对各部件的密封位置要进行全面清洗，不得遗留残余细小渣滓颗粒；

第二步：对辊子本体进行修复：

一是对辊子形位、尺寸公差进行检测检查：对经第一步清洗后的辊子，应对照新产品图纸严格检查各部件受损情况，确定修复方案，当辊子有弯曲变形时，堆焊后应留有足够的校直加工余量，当辊子轴承安装位置的同心度的偏差大于0.1mm，先堆焊磨损轴头；

二是切削疲劳层：将辊子表面的金属疲劳层彻底切削去除，完全消除辊子表面的裂纹、凹坑和/或气孔，以保证辊子的堆焊基材表面具有较好的质量，对直径在20mm以下的辊子，其切削厚度为５～８mm，大型辊子由于使用工况相对恶劣、使用时间较长，金属疲劳层会厚些，切削厚度在８mm以上；

三是探伤：对车削后的辊面进行探伤检测，检查疲劳层和/或裂纹是否已经完全清除，如有缺陷则进行人工修复，在堆焊前对辊子进行整体预热，温度上升速度为50～80℃/min，整体预热的最高温度不超过250℃，温度测点距离焊点位置150mm处，当达到预热温度要求后再开始进行堆焊；

五是辊面堆焊：根据辊子材质，选用相对应的焊丝进行辊子表面堆焊，低合金钢辊子的修复用焊丝采用EL70牌号、丝径2.5～3.0mm的焊丝进行辊子表面堆焊，在整个焊接过程中，辊子应进行保温，保温温度控制在180～200℃，根据不同类型辊子直径、所需堆焊厚度、合理设定焊机电流、送丝速度及焊接线速度，当单边堆焊厚度为0.45mm时，埋弧焊机电流不超过450A，送丝速度与焊枪平稳速度呈线性递减；

六是焊后回火：每件辊子堆焊完成后，立即转到回火区，覆盖保温材料，使其自然冷却，以消除焊接产生的内应力；

七是对辊子进行粗车和精车：辊子堆焊后，先粗车进行检查，当有少量焊接缺陷时，就在缺陷位置进行氩弧焊处理，当存在重大焊接缺陷时，需将堆焊层全部车削去除，返工堆焊， 粗车并检验无质量问题后，再将辊子车削到设计要求；

八是对辊子半成品进行检验：首先是对辊子加工精度进行检测，辊子精车后，按辊子长度分段进行外形尺寸检测，确保成品辊子的加工精度，然后对辊子堆焊层硬度进行检测，在辊子表面取弧线长L＝100mm的辊心平行线数条，在平行线上每隔100mm取点进行硬度测试，保证硬度≥45HRC；

第三步是对轴承座及其它部件进行修复处理：对清洗后轴承座进行渗水试验：辊子轴承座在1.5MPa压力下进行水压试验，保压10分钟，当有漏水和/或渗水时，需查找漏点并进行修复，所有的断裂螺栓必须取出，修复螺栓孔，对轴承、密封件、轴承端盖及旋转接头部件，在拆卸清洗后进行检查，如发现质量问题，则进行更换；

第四步是辊子总装：要严格按照装配图进行辊子组装，在轴承安装时不允许加热，只能用橡胶锤，不允许用钢制硬器敲打轴承，在轴承座的装配过程中，注意各中间轴承座的安装方向，并调整各节辊子的安装间隙，确保各轴承座安装螺栓孔的间距，每次检修需全面检查，更换配套密封件；

第五步是成品检验：首先对辊子配套灵动性进行检验，将装配好的辊子安装到专用测试台上，用螺栓把轴承座固定好，转动辊子时，应转动灵活、无卡阻现象，然后对辊子同轴度进行检测，将辊子放到机动检测平台，转动辊子并用百分表检测辊子的同轴度，反复测试数次，取百分表上下两个极限值的计数，两个极限值绝对值的和相加为测点的测值，当辊子表面的同轴度误差最大不超过0.10mm时，辊子装配合格，否则，需进行返工处理；

第六步是包装防护：首先进行防护处理， 辊子测试合格后，轴承座应采用耐热漆进行防锈处理，然后进行包装，按技术标准进行包装，办理成品入库后具备发货条件。

采用本发明进行修复，各类辊子平均每吨给企业节省的费用25000元来计算；以炼钢企业生产线员工每年工资35000元计，辊子修复再回收利用技术所节约的制造成本，已经可以基本可以保障生产一线所有工人的全年工资；而机械加工厂方，增加这样的一条修复生产线，能够为当地居民提供30个就业岗位，为提高社会就业率、增加地方税收做出相应的贡献。

实例

修复的辊子型号规格全面覆盖了钢厂的整个连铸生产线，具体有：Φ160自由辊弯曲段、Φ160自由辊的弯曲段、Φ190自由辊的弧形段、Φ225自由辊的弧形段、Φ230自由辊的弧形段、Φ240自由辊的矫直水平段、Φ260自由辊的矫直水平段、Φ300自由辊的矫直水平段、Φ300自由辊的矫直水平段、弧形段驱动辊的弧形段，以及Φ220坯厚辊、Φ250驱动辊、Φ300驱动辊、Φ400驱动辊，它们的经济效益分析如下：由于冶金连铸产品的生产价格高昂，而单一产品的维修费用仅占新产品生产费用的1/4～1/6，根据生产装配图进行核算，如年度维修的辊子类总重量超过500吨，年产值约500万元，以各类辊子平均每吨给企业节省的费用25000元来计算，可为炼钢企业生产节省资金为：500X25000＝12500000元。

辊子修复的社会效益分析是：在制造行业不景气在国际大环境下，降成本已经成为企业谋求生存之道，以炼钢企业生产线员工每年工资35000元计，辊子修复再回收利用技术所节约的制造成本，已经可以基本可以保障生产一线所有工人的全年工资。

而机械加工厂方，增加这样的一条修复生产线，能够为当地居民提供30个就业岗位，为提高社会就业率、增加地方税收做出相应的贡献。

Claims (4)

1.一种冶金连铸机辊子的修复方法，其特征在于工艺步骤是：

第一步：对下线后的辊子进行拆卸解体，采用金属清洗剂对轴承座、轴承、及配套旋转接头、卡簧和轴用密封配件的表面所有油渍进行全面清洗，然后检查辊子本体、轴承座、轴承、轴承盖、密封件及旋转接头部件的损坏情况，对可加工修复的部件进行修复，其它易损件则进行更换；

第二步：对辊子本体进行修复：

一是对辊子形位、尺寸公差进行检测检查：对经第一步清洗后的辊子，应对照新产品图纸严格检查各部件受损情况，确定修复方案，当辊子有弯曲变形时，堆焊后应留有足够的校直加工余量，当辊子轴承安装位置的同心度的偏差大于0.1mm，先堆焊磨损轴头；

二是切削疲劳层：将辊子表面的金属疲劳层彻底切削去除，完全消除辊子表面的裂纹、凹坑和/或气孔，以保证辊子的堆焊基材表面具有较好的质量；

三是探伤：对车削后的辊面进行探伤检测，检查疲劳层和/或裂纹是否已经完全清除，如有缺陷则进行人工修复，在堆焊前对辊子进行整体预热，整体预热的最高温度不超过250℃，温度测点距离焊点位置150mm处，当达到预热温度要求后再开始进行堆焊；

五是辊面堆焊：根据辊子材质，选用相对应的焊丝进行辊子表面堆焊，低合金钢辊子的修复用焊丝采用EL70牌号、丝径2.5～3.0mm的焊丝进行辊子表面堆焊，在整个焊接过程中，辊子应进行保温，保温温度控制在180～200℃，根据不同类型辊子直径、所需堆焊厚度，合理设定焊机电流、送丝速度及焊接线速度，当单边堆焊厚度为0.45mm时，埋弧焊机电流不超过450A，送丝速度与焊枪平稳速度呈线性递减；

六是焊后回火：每件辊子堆焊完成后，立即转到回火区，覆盖保温材料，使其自然冷却，以消除焊接产生的内应力；

七是对辊子进行粗车和精车：辊子堆焊后，先粗车进行检查，当有少量焊接缺陷时，就在缺陷位置进行氩弧焊处理，当存在重大焊接缺陷时，需将堆焊层全部车削去除，返工堆焊， 粗车并检验无质量问题后，再将辊子车削到设计要求；

八是对辊子半成品进行检验：首先是对辊子加工精度进行检测，辊子精车后，按辊子长度分段进行外形尺寸检测，确保成品辊子的加工精度，然后对辊子堆焊层硬度进行检测，在辊子表面取弧线长L＝100mm的辊心平行线数条，在平行线上每隔100mm取点进行硬度测试，保证硬度≥45HRC；

第三步是对轴承座及其它部件进行修复处理：对清洗后轴承座进行渗水试验，辊子轴承座在1.5MPa压力下进行水压试验，保压10分钟，当有漏水和/或渗水时，需查找漏点并进行修复，所有的断裂螺栓必须取出，修复螺栓孔，对轴承、密封件、轴承端盖及旋转接头部件，在拆卸清洗后进行检查，如发现质量问题，则进行更换；

第四步是辊子总装：要严格按照装配图进行辊子组装，在轴承安装时不允许加热，只能用橡胶锤，不允许用钢制硬器敲打轴承，在轴承座的装配过程中，注意各中间轴承座的安装方向，并调整各节辊子的安装间隙，确保各轴承座安装螺栓孔的间距，每次检修需全面检查，更换配套密封件；

第五步是成品检验：首先对辊子配套灵动性进行检验，将装配好的辊子安装到专用测试台上，用螺栓把轴承座固定好，转动辊子时，应转动灵活、无卡阻现象，然后对辊子同轴度进行检测，将辊子放到机动检测平台，转动辊子并用百分表检测辊子的同轴度，反复测试数次，取百分表上下两个极限值的计数，两个极限值绝对值的和为测点的测值，当辊子表面的同轴度误差最大不超过0.10mm时，辊子装配合格，否则，需进行返工处理；

第六步是包装防护：首先进行防护处理， 辊子测试合格后，轴承座应采用耐热漆进行防锈处理，然后进行包装，按技术标准进行包装，办理成品入库后具备发货条件。

2.如权利要求1所述冶金连铸机辊子的修复方法，其特征是：在第一步中对各部件的密封位置要进行全面清洗，不得遗留残余细小渣滓颗粒。

3.如权利要求1所述冶金连铸机辊子的修复方法，其特征是：在第二步进行疲劳层切削时，对直径在20mm以下的辊子，其切削厚度为５～８mm，大型辊子由于使用工况相对恶劣、使用时间较长，金属疲劳层会厚些，切削厚度在８mm以上。

4.如权利要求1所述冶金连铸机辊子的修复方法，其特征是：在第二步中的温度上升速度为50～80℃/min。