CN103230964B - 热连轧钢卷取机上夹送辊及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种热连轧钢卷取机上夹送辊及其制备方法，包括采用钢板卷制焊接而成的辊筒筒体和主轴，辊筒筒体表面采用热稳定性好的焊丝堆焊硬化层，堆焊时筒体两端焊接有工艺圈，在主轴两端焊接有与主轴过盈配合的轴内套，在轴内套外径上焊接两个过渡腹板，在过渡腹板的外缘焊接有轴外套，轴外套与辊筒筒体过盈配合并焊接固定，筒体内腔焊接环状加强腹板。本发明的筒体与主轴采用焊接固定，去除了法兰、螺栓等可松动的机械装配机件，主轴采用内、外双套及双过渡腹板全焊接结构，筒体内腔焊接环状加强腹板，堆焊时采用了热稳定性好的焊丝，所以本发明具有结构简单，装配容易，刚度强，耐冷热裂性、耐磨性、抗冲击韧性良好，使用寿命长的优点。

Description

热连轧钢卷取机上夹送辊及其制备方法
技术领域
本发明属冶金机械领域，具体涉及热连轧钢生产线上卷取设备中的上夹送辊及其制备方法。
背景技术
目前，在各种规格材质钢板热连轧生产线上，卷取机是板材成卷的终端设备。它的持久技术精度直接决定于钢卷的成材率，而上夹送辊在卷取设备中受到高温、高压、高速、剧烈磨损的组合作用下，上夹送辊的失效严重影响着卷取设备及生产线的工作周期，上夹送辊的结构及辊面耐磨性是提高夹送辊使用寿命及维持夹送辊长久精度的关键，是工艺制备中的重要课题。
现有的上夹送辊大多采用国外引进的技术，为空心结构，由辊筒、主轴等组成，辊筒表面堆焊硬质合金，辊筒两端做成一定锥度，一端把锥套用的螺栓固定在主轴的法兰上，法兰焊接在主轴上，其优点是主轴与辊筒拆卸方便，可以对辊筒进行修复使用，缺点是结构复杂制造装配难度大，初步使用即有松动的现象发生，生产过程中需经常紧固螺栓，影响生产，并且修复后的辊筒由于堆焊硬化层收缩效应将辊筒与辊身抱死，从而不能实现更换辊筒恢复精度的可能。
辊筒表面的硬化层一般采用Φ3.2mm-Φ5mm直径，HF224药芯焊丝堆焊而成，焊丝外皮为铁基，焊芯组份为：C(0.24-0.35)％，Cr(4.8-6.6)％，Mn(0.6-1.9)％，Si(0.5-1.5)％，W(1.0-2.0)％，Mo(0.9-1.03)％，V(0.7-1.5)％，S(0-0.03)％，P(0-0.03)％。其缺点是辊面硬化层的热稳定性、耐磨性、抗冲击韧性性能较差，辊面工作使用寿命相对短。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种结构简单、性能良好、使用寿命长的热连轧钢卷取机上夹送辊。
本发明的另一目的是提供热连轧钢卷取机上夹送辊的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种热连轧钢卷取机上夹送辊，包括辊筒筒体和主轴，辊筒筒体表面堆焊硬化层，其特征在于：在主轴两端焊接有与主轴过盈配合的轴内套，在轴内套外径上焊接两个过渡腹板，在过渡腹板的外缘焊接有轴外套，轴外套与辊筒筒体过盈配合并焊接固定。
上述的热连轧钢卷取机上夹送辊，其特征在于：所述的辊筒筒体内腔焊接2—3个环状腹板，以提高筒体的结构刚度。
上述的热连轧钢卷取机上夹送辊，其特征在于：所述的过渡腹板上设有通气孔。
制备上述的热连轧钢卷取机上夹送辊的方法，包括制作辊筒筒体和加工主轴，其特征在于：它还包含以下步骤：
1、制作轴身结构：在主轴两端焊接与主轴过盈配合的轴内套，在轴内套外径上焊接两个过渡腹板，在过渡腹板的外缘焊接轴外套；
2、制作上夹送辊结构：将制作好的轴身结构与辊筒筒体过盈配合并焊接固定；
3、堆焊硬化层：先将辊子在加热炉中转动加热到350℃，注意保证辊子两端的温度，然后埋弧堆焊，层温控制在250℃—300℃，电流为480—500A，电压为32V，焊接速度450—500mm/min(大约6分钟/转)，硬化层分过渡层和硬度层，过渡层用H10Mn2焊丝+107焊剂堆焊，硬度层用Mul224B焊丝+107焊剂堆焊，堆焊连续进行，如发生焊接缺陷应趁热修复，不得有包渣现象，堆焊留加工余量单侧3mm，保证堆焊面焊接平整；
4、热处理：堆焊后，辊子加热至560℃，保温4h缓冷至50℃，敞开冷却至常温。
上述的制备热连轧钢卷取机上夹送辊的方法，其特征在于：所述的辊筒筒体采用钢板卷制焊接而成，并且在其内腔焊接2—3个环状腹板。
上述的制备热连轧钢卷取机上夹送辊的方法，其特征在于：所述的堆焊硬化层堆焊前在辊筒筒体两端焊接有工艺圈，可使焊剂在辊面两端焊接时熔池得到良好的保护，并防止焊接咬边。
上述的制备热连轧钢卷取机上夹送辊的方法，其特征在于：所述的堆焊硬化层堆焊采用的Mul224B焊丝为：外皮为铁基，焊芯组份为：碳(0.24-0.35)％，低碳铬铁(4-6)％，高碳铬铁(3-6)％，钼铁(3-4)％，钨铁(6-11)％,钴(2-4)％，锆石英(5-10)％，铝铁(3-5)％,铁砂(3-5)％，S(0-0.03)％，P(0-0.03)％。该焊丝热稳定性好，能提高辊面的持久精度。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、由于本发明的筒体与主轴采用焊接固定，去除了法兰、螺栓等可松动的机械装配机件，所以本发明结构简单，装配容易，并且在使用过程中不会发生松动现象。
2、本发明的主轴采用内、外双套及双过渡腹板全焊接结构，以增大直径过渡并减轻辊体的重量；辊筒筒体内腔焊接环状加强腹板，以提高筒体结构刚度，从而使本发明的辊身强度增大,结构更加合理。
3、本发明的辊筒筒体由传统的锻造加工改成钢板卷制焊接结构，减少了锻造、退火等工艺流程，缩短制造周期，可节约原材料50％，生产成本可降低50％。
4、本发明采用热稳定性好的Mul224B焊丝堆焊硬化层，可提高辊面硬度20％以上，使得辊面耐冷热裂性、耐磨性、抗冲击韧性明显提高，从而提高辊面的持久精度，延长使用寿命。
附图说明
图1、本发明的结构示意图。
图2、本发明堆焊焊接工艺辅助方式示意图。
图中：1—主轴      2—轴内套  3—过渡腹板  4—轴外套
      5—环状腹板  6—筒体    7—硬化层    8—工艺圈
具体实施方式
下面结合附图和实施对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括辊筒筒体6和主轴1，辊筒筒体6表面堆焊硬化层7，在主轴1两端焊接有与主轴过盈配合的轴内套2，在轴内套2外径上焊接两个过渡腹板3，过渡腹板3上设有通气孔，在过渡腹板3的外缘焊接有轴外套4，轴外套4与辊筒筒体6过盈配合并焊接固定，辊筒筒体6内腔焊接2—3个环状腹板5，以提高筒体6的结构刚度。
本发明的制备方法，包括以下步骤：
1、制作辊筒筒体：采用钢板卷制焊接而成，并且在其内腔焊接2—3个环状腹板，然后对辊面粗车、超声探伤检验；
2、制作轴身结构：在主轴两端焊接与主轴过盈配合的轴内套，在轴内套外径上焊接两个过渡腹板，在过渡腹板的外缘焊接轴外套；
3、制作上夹送辊结构：将制作好的轴身结构与辊筒筒体过盈配合并焊接固定；
4、堆焊硬化层：先将辊子在加热炉中转动加热到350℃，注意保证辊子两端的温度，然后埋弧堆焊，层温控制在250℃—300℃，电流为480—500A，电压为32V，焊接速度450—500mm/min(大约6分钟/转)，硬化层分过渡层和硬度层，过渡层用H10Mn2焊丝+107焊剂堆焊，硬度层用Mul224B焊丝+107焊剂堆焊，堆焊连续进行，如发生焊接缺陷应趁热修复，不得有包渣现象，堆焊留加工余量单侧3mm，保证堆焊面焊接平整；
5、热处理：堆焊后，辊子加热至560℃，保温4h缓冷至50℃，敞开冷却至常温；
6、车削辊面，外圆磨削，着色渗透探伤检验、技术精度测量检验。
堆焊硬度层采用的Mul224B焊丝为：外皮为铁基，焊芯组份为：碳(0.24-0.35)％，低碳铬铁(4-6)％，高碳铬铁(3-6)％，钼铁(3-4)％，钨铁(6-11)％,钴(2-4)％，锆石英(5-10)％，铝铁(3-5)％,铁砂(3-5)％，S(0-0.03)％，P(0-0.03)％。该焊丝热稳定性好，能提高辊面的持久精度。
如图2所示，堆焊硬化层时堆焊前在辊筒筒体6两端焊接有工艺圈8，可使焊剂在辊面两端焊接时熔池得到良好的保护，并防止焊接咬边。

Claims (3)

1.一种热连轧钢卷取机上夹送辊的制备方法，包括制作辊筒筒体和加工主轴，其特征在于：它还包含以下步骤：
（1）制作轴身结构：在主轴两端焊接与主轴过盈配合的轴内套，在轴内套外径上焊接两个过渡腹板，在过渡腹板的外缘焊接轴外套；
（2）制作上夹送辊结构：将制作好的轴身结构与辊筒筒体过盈配合并焊接固定；
（3）堆焊硬化层：先将辊子在加热炉中转动加热到350℃，注意保证辊子两端的温度，然后埋弧堆焊，层温控制在250℃—300℃，电流为480—500A，电压为32V，焊接速度450—500mm/min，硬化层分过渡层和硬度层，过渡层用H10Mn2焊丝+107焊剂堆焊，硬度层用Mul224B焊丝+107焊剂堆焊，堆焊连续进行，如发生焊接缺陷应趁热修复，不得有包渣现象，堆焊留加工余量单侧3mm，保证堆焊面焊接平整，其中Mul224B焊丝为：外皮为铁基，焊芯组份为：碳（0.24-0.35）％，低碳铬铁（4-6）％，高碳铬铁（3-6）％，钼铁（3-4）％，钨铁（6-11）％,钴（2-4）％，锆石英（5-10）％，铝铁（3-5）％,铁砂（3-5）％，S（0-0.03）％，P（0-0.03）％；
（4）热处理：堆焊后，辊子加热至560℃，保温4h缓冷至50℃，敞开冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的热连轧钢卷取机上夹送辊的制备方法，其特征在于：所述的辊筒筒体采用钢板卷制焊接而成，并且在其内腔焊接2—3个环状腹板。
3.根据权利要求1所述的热连轧钢卷取机上夹送辊的制备方法，其特征在于：所述的堆焊硬化层堆焊前在辊筒筒体两端焊接有工艺圈。
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