CN103272848B

CN103272848B - 一种高速轧机辊轴

Info

Publication number: CN103272848B
Application number: CN201310188013.1A
Authority: CN
Inventors: 王勇伟
Original assignee: ZHEJIANG PENGCHENG TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG PENGCHENG TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-05-20
Also published as: CN103272848A

Abstract

本发明公开了一种高速轧机辊轴，辊轴前后两端安装有油膜轴承，所述辊轴前端与油膜轴承的配合位置设计有锥度过渡结构，该辊轴的辊轴合金组分中包含有C、Cr、Mn、W、B及Cu，所述C、Cr、Mn、W、B及Cu的含量占辊轴合金总质量的百分比为C0.10-0.15%、Cr≤2.15%、Mn0.40-0.605%、W0.1-0.15%、B0.00035-0.00025%、Cu1.3-1.8%。本发明解决了辊轴在变形轧制过程中发生的变形，以及控制变形后对辊轴和轴承的影响，在高速线材轧制过程不会出现烧轴、轴承现象。另外，本发明在具备较低的经济成本同时具备高强韧性、耐磨性的性能。

Description

一种高速轧机辊轴

技术领域

本发明涉及高速轧机用辊轴。

背景技术

在高速线材轧制过程中由于有较大的径向压力，在轧制过程中轴始终在微变形状态，在辊轴上使用的是高速线材轧制上专用的油膜轴承，特别在低位轧制时辊轴受到较大的扭力，使辊轴变形较大而油膜轴承与辊轴之间是通过油膜支撑，在使用时辊轴变形较大时，易使辊轴和油膜轴承之间油膜不稳定从而造成油膜破裂，从而造成辊轴和偏心轴套卡死后辊箱烧损，严重影响正常生产。

另外，现有技术中高速线材轧机用辊轴合金强度及耐磨性有待提高，制约了提高棒材生产线生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高速轧机辊轴，解决辊轴在变形轧制过程中发生的变形，以及控制变形后对辊轴和轴承的影响，同时，提高辊轴的强度和耐磨性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高速轧机辊轴，辊轴前后两端安装有油膜轴承，其特征在于：所述辊轴前端与油膜轴承的配合位置设计有锥度过渡结构，该辊轴的辊轴合金组分中包含有C、Cr、Mn、W、B及Cu，所述C、Cr、Mn、W、B及Cu的含量占辊轴合金总质量的百分比为C0.10-0.15%、Cr≤2.15%、Mn0.40-0.605%、W0.1-0.15%、B0.00035-0.00025%、Cu1.3-1.8%。

优选的，所述锥度过渡结构的角度为四分。

优选的，所述辊轴前端与油膜轴承之间油膜的厚度为0.3mm。

优选的，所述辊轴前端外圆周侧在锥度过渡结构前方套接有辊环。

优选的，所述辊轴合金的组分中还包含有Si、S及P，所述Si、S及P的含量占辊轴合金总质量的百分比为Si≤0.2%、S≤0.035%、P≤0.035%。

优选的，所述辊轴合金的组分中还包含有Ni，所述Ni的含量占辊轴合金总质量的百分比为2.4-2.8%。

优选的，所述辊轴合金的组分中还包含有Mo，所述Mo的含量占辊轴合金总质量的百分比为2.4-2.8%。

本发明的辊轴在前端与油膜轴承配合的位置设计了4分的锥度，在使用过程受到轧制扭力变形时，辊轴和油膜轴承在相对一面相形成一条直线，油膜厚度在0.3mm，此时油膜可以承受最高的冲击压力达到300KN以上，解决了辊轴在变形轧制过程中发生的变形，以及控制变形后对辊轴和轴承的影响，在高速线材轧制过程不会出现烧轴、轴承现象。

另外，为了实现本发明较低的经济成本同时具备高强韧性、耐磨性的性能，本发明对合金材料的成分进行了合理的调整。首先，采用了相对较低的含C量，以提高其韧性。同时，为了有效的提高其强度及耐磨性，本发明中对能有效提高材料的强度及淬透性的强碳化物形成元素Cu的含量控制在一个相对较高的水准1.3%～1.8%。为了使本发明合金具备高强度及良好的淬透性，合金材料中加入了微量能显著提高淬透性的合金元素B，但对B含量的控制一定不能超过0.00035%，否则将大大降低其韧性。另外，通过对C、Cr、Mn、Cu、B元素的合理调整，再在材料中加入了W，其含量在0.1-0.15是大截面耐磨的优化方案的目前最佳选择，特别适用于高速线材轧机辊轴。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为辊箱结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1所示的辊箱结构具体说明高速轧机辊轴结构。

如图1所示，高速轧机辊箱包括至少一根辊轴1及前方敞口的辊箱本体，所述辊箱本体前方敞口由辊箱面板8封盖，辊轴1前端支撑在辊箱面板8上，辊轴1后端支撑在辊箱本体底部，所述辊轴前后两端与辊箱面板8及辊箱本体之间安装有油膜轴承12，所述辊轴前端与油膜轴承12的配合位置设计有锥度过渡结构13。所述锥度过渡结构13的角度为四分。所述辊轴前端与油膜轴承之间油膜的厚度为0.3mm。

所述辊轴1在锥度过渡结构13前方沿辊轴周向设有前凸环14，所述前凸环14前方设有轴锥头16，所述前凸环14与轴锥头及锥度过渡结构之间设有环槽15，所述轴锥头外圆周侧套接辊环3，所述辊环3与轴锥头16之间设有锥套4。在辊环3和轴锥头16之间用高压压紧，在轧制过程中受静压锁紧，在高速线材轧制过程辊环3和辊轴1之间不产生相对运动。

所述辊轴前端头部设有保护盖2，所述保护盖2内壁为阶梯结构18，所述锥套前端外圆周侧设有一圈凸缘17，所述凸缘17与保护盖内壁的阶梯结构18口部配合，在轧制过程中起事故保险作用。

所述辊轴1在前凸环14、环槽15外圆周侧设有双唇密封6、外抛油环5及内抛油环7。在高速线材轧制过程中，外抛油环5及内抛油环7与双唇密封6相对转动，由双唇密封与外抛油环5及内抛油环7的陶瓷涂层面形成一个密封效果，使高线冷却水和油膜轴承溢油进行分隔。

所述辊轴1后端在油膜轴承12前方沿辊轴周向设有后凸环19，所述后凸环19与油膜轴承12之间设有偏心套9。所述辊轴后端在辊轴后方设有止推轴承10。止推轴承由止推轴承端盖11封盖。防止辊轴高速运转下上下窜动。

油膜轴承是利用液体润滑在一定空间里形成一个完整的压力油膜，分离两个工作表面，而不发生直接接触，达到液体摩擦的状态。在锥度过大时，在辊轴和油膜轴承头部空隙较大，在工作中轴承工作区域通入的压力有无法将轴抬起，或者说在工作中油膜较厚形成困难，使在轧制过程中无法承受较高扭力轧制，在锥度过小时往往达不到设计理念所需的要求。本发明的辊轴在前端与油膜轴承配合的位置优化设计了4分的锥度。

本发明辊轴合金包含有以下组分且各组分占辊轴合金总质量的百分比为C0.10-0.15%；Si≤0.2%；Mn0.40-0.60%；S≤0.035%；P≤0.035%；Cr≤1.8-2.1%；Ni2.4-2.8%；Mo0.3-0.4%；W0.1-0.15%；B0.00035-0.00025%；Cu1.3-1.8%。

具体实例1，C0.10；Si≤0.2；Mn0.40；S≤0.035；P≤0.035；Cr≤1.8；Ni2.4；Mo0.3；W0.1；B0.00025；Cu1.3。

具体实例2，C0.15；Si≤0.2；Mn0.60；S≤0.035；P≤0.035；Cr≤2.1；Ni2.8；Mo0.4；W0.15；B0.00035；Cu1.8。

具体实例3，C0.10；Si≤0.2；Mn0.40-0.60；S≤0.035；P≤0.035；Cr≤2.0；Ni2.6；Mo0.4；W0.1；B0.0002；Cu1.6。

Claims

1.一种高速轧机辊轴，辊轴前后两端安装有油膜轴承，其特征在于：所述辊轴前端与油膜轴承的配合位置设计有锥度过渡结构，该辊轴的辊轴合金组分中包含有C、Cr、Mn、W、B、Cu和Ni，所述C、Cr、Mn、W、B、Cu和Ni的含量占辊轴合金总质量的百分比为0.10％≤C<0.15％、Cr≤2.15％、Mn0.40-0.605％、0.1％<W≤0.15％、B0.00035-0.00025％、Cu1.3-1.8％、Ni2.4-2.8％。

2.根据权利要求1所述的高速轧机辊轴，其特征在于：所述锥度过渡结构的角度为四分。

3.根据权利要求2所述的高速轧机辊轴，其特征在于：所述辊轴前端与油膜轴承之间油膜的厚度为0.3mm。

4.根据权利要求1所述的高速轧机辊轴，其特征在于：所述辊轴前端外圆周侧在锥度过渡结构前方套接有辊环。

5.根据权利要求1所述的高速轧机辊轴，其特征在于：所述辊轴合金的组分中还包含有Si、S及P，所述Si、S及P的含量占辊轴合金总质量的百分比为Si≤0.2％、S≤0.035％、P≤0.035％。

6.根据权利要求1所述的高速轧机辊轴，其特征在于：所述辊轴合金的组分中还包含有Mo，所述Mo的含量占辊轴合金总质量的百分比为2.4-2.8％。