CN104017983A - 一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道 - Google Patents

Abstract

一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道，属于加热炉设备技术领域，用于在加热炉内输送钢坯。其技术方案是：钢坯输送辊道没有水冷设施，辊身采用圆管状的厚壁结构，在辊身的圆周外壁上有多个环状凸起的辊环，多个辊环沿着辊身轴向在辊身上均匀分布。本发明的辊身和辊颈均采用高温合金浇注而成，炉辊没有水冷却结构，炉辊表面温度与炉膛温度相同，不会降低板坯的表面温度，从而更好的满足轧机的生产要求；辊身采用了凸起的辊环结构，钢坯只与辊环接触，能够减少氧化铁皮在炉辊上的粘接，有效保证产品质量。本发明可保证安全生产，提高设备的运行效率，同时减少设备维修工作量，降低劳动强度，改善工人劳动条件，具有很大的经济和社会效益。

Description

一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道

技术领域

本发明涉及在一种薄板坯连铸连轧生产线上加热炉使用的无水冷的板坯输送辊道，属于加热炉设备技术领域。

背景技术

在薄板坯连铸连轧生产线中，薄板坯从连铸机浇注成型、并剪切成一定的长度以后，进入辊底炉，在辊底式加热炉进行加热，送往轧机，最终由轧机轧制成材，板坯在加热炉内采用辊道传送，辊道托着钢坯在加热炉内运行，在钢坯的输送过程中，板坯的温度也从最初的800~900℃提高到轧钢工艺所要求的1150℃，因此，加热炉内的实际炉膛温度都在1170~1180℃，甚至能够达到1200℃以上。

目前，在加热炉内托运板坯的炉辊有无水冷辊道和水冷炉辊两种结构。

无水冷辊道的辊道采用高温合金铸造而成，这种辊道寿命一般为8个月，超期使用后会出现辊身鼓包、焊口开焊以及断裂等事故，对生产影响很大，因此，实际生产中使用范围受到限制。

水冷炉辊的炉辊的辊身通水冷却，在辊身上焊接4个宽度为60~100mm的耐热钢辊环，辊环托着板坯，在辊环之间的辊身上覆盖一层隔热的耐火材料，用以阻止高温钢坯与水冷辊身之间的热交换，并减少水冷辊身的吸热，提高加热炉的热效率。由于水冷炉辊能够承受很高的炉温，因此水冷炉辊结构在辊底炉上使用最为普遍，但是这种炉辊也有缺点，第一是由于辊身通水冷却，辊环和辊环之间的耐材表面温度最高为1000℃，低于钢坯的实际温度1150℃，因而板坯在加热炉内运行时，上下表面不可避免地产生温差，在轧机生产厚度为1.0mm或者1.0mm以下的超薄规格品种时，一旦板坯的温差超过10℃以上，轧制时很容易发生中间坯跑偏、甩尾等现象，严重时造成生产事故。而且覆盖在水冷炉辊辊身上的耐材一旦脱落，对板坯所造成的温差会更大；第二是水冷炉辊需要设置冷却水管道、增加泵组、阀门、软管等，在特殊场合，如采用横移式过渡板坯时，会增加设备的复杂程度及维护难度；第三是炉辊冷却水所带走的热量一般占到全部供热量的10%以上，采用水冷炉辊后会增加加热炉的煤气消耗成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道，这种辊道克服了现有无水冷辊道的缺点，运行寿命达到两年以上，能够满足薄板坯连铸连轧生产线上辊底炉的一般要求，特别适用于加热炉过渡段所采用的横移车结构，或者对钢坯的温差要求极高（≤10℃）的场所，同时由于采用无水冷结构，使用中辊身无需通水冷却，没有冷却水所带走的热损失，因此会减少加热炉的煤气消耗成本。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道，它的结构中包括辊身、辊颈、辊轴，两个辊颈的一端分别与辊身的两端相连接，两个辊颈的另一端分别与两个辊轴的一端相连接，两个辊轴分别通过轴承安装在加热炉基础上，其改进之处是，辊身采用圆管状的厚壁结构，在辊身的圆周外壁上有多个环状凸起的辊环，多个辊环沿着辊身轴向在辊身上均匀分布，辊环的宽度为80~100mm，辊环凸起的上表面高出辊身表面9-12mm，辊环与辊身的连接处采用倒角过渡。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊颈为不等径的圆筒体，辊颈与辊身连接一端的直径大于辊颈与辊轴连接一端的直径，辊颈的圆筒体外壁从大直径端向小直径端圆滑过渡，辊颈的圆筒体内腔中填充有陶瓷纤维棉，在辊颈内腔与辊身内腔连接处焊接有圆形挡板，挡板与辊身轴向垂直，挡板将陶瓷纤维棉封堵在辊颈内腔中。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊颈与辊身连接处的辊颈的外径与辊身的内径相匹配，辊颈插入至辊身内部，在辊身与辊颈连接处的外侧焊接连接。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊颈与辊身连接处的辊身和辊颈的圆周上分别有对应的锥形孔，锥形孔为3-4个，沿着辊身圆周均布，锥形孔与辊身和辊颈的圆周表面垂直，定位连接键分别通过辊身和辊颈的对应的锥形孔将辊身和辊颈定位连接。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊身两端的辊壁上分别有辊身排气孔，辊身与辊颈两端连接处内腔的挡板上分别有挡板排气孔。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊颈与加热炉炉体连接处有炉辊密封棉对辊颈进行包裹，并对加热炉炉体与辊颈之间的空隙进行堵塞。

上述长寿命的加热炉钢坯输送辊道，所述辊身两端的辊轴由轴承安装在加热炉基础上，其中一端的辊轴固定，另一端的辊轴与电机和减速机的传动机构相连接，轴承安装位置预留炉辊受热所产生的绝对线膨胀量。

本发明的有益效果是：

本发明的辊身和辊颈均采用高温合金浇注而成，炉辊没有水冷却结构，炉辊表面温度与炉膛温度相同，板坯在辊道上运行时，不会降低板坯的表面温度，因此能够提高板坯温度的均匀性，从而更好的满足轧机的生产要求；辊身采用了凸起的辊环结构，钢坯只与辊环接触，能够减少氧化铁皮在炉辊上的粘接，缓解由于氧化铁皮在板坯下表面的压入所造成的质量缺陷，有效保证产品质量；在辊颈的内部充填了陶瓷纤维棉，降低了高温辊身对辊颈以及辊轴的传热，从而降低辊轴的温度，确保安装在辊轴位置的轴承的正常使用温度不超过80℃；在辊颈外用炉辊密封棉进行堵塞，同样能够减少加热炉内的高温对炉辊安装轴承的热辐射，确保炉辊在恶劣的环境中能够正常运行。

本发明的整体寿命高，从而使更换、修补炉辊的工作量及生产中断大大减少，炉辊维护及修复均简单易行，炉辊只需现场组装轴承，没有耐材维护，准备时间比水冷炉辊大大缩短，且无须烘干和预热，炉辊组装后可以立即投入使用。

本发明的合金炉辊的辊身导热性好，热容大大低于同规格的水冷炉辊，升温降温及时间短，热损耗低于水冷炉辊，同样规格的加热炉可节约煤气成本约10%，从而达到节约能源的效果，具有更广泛的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部放大图。

图中标记如下：加热炉基础1、传动机构2、轴承3、辊颈4、加热炉炉体5、辊身6、辊环7、板坯8、挡板9、挡板排气孔10、辊身排气孔11、定位连接键12、陶瓷纤维棉13、辊轴14、炉辊密封棉15。

具体实施方式

本发明由辊身6、辊颈4、辊轴14、传动机构2、轴承3、定位连接键12、陶瓷纤维棉13、挡板9组成，辊身6、辊颈4、定位连接键12、挡板9的材料均采用高温合金Cr28Ni48W5Co3，具有较高的高温红硬性、高温耐冲蚀性，良好的抗高温氧化性和抗热疲劳特性等。

两个辊颈4的一端分别与辊身6的两端相连接，两个辊颈4的另一端分别与两个辊轴14的一端相连接，两个辊轴14分别通过轴承3安装在加热炉基础1上。

图中显示，辊身6采用圆管状的厚壁结构，在辊身6的圆周外壁上有多个环状凸起的辊环7，多个辊环7沿着辊身6轴向在辊身6上均匀分布，辊环7的宽度为80~100mm，辊环7凸起的上表面高出辊身6表面9-12mm，辊环7与辊身6的连接处采用倒角过渡，减少应力集中，辊环外径大于同规格的水冷炉辊辊环的外径。

本发明的一个实施例的辊身6的最终厚度为22mm，辊环7表面的光洁度为6.3，辊环7比辊身6高出10mm。

图中显示，辊颈4为不等径的圆筒体，辊颈4与辊身6连接一端的直径大于辊颈4与辊轴14连接一端的直径，辊颈4的圆筒体外壁从大直径端向小直径端圆滑过渡。

本发明的一个实施例的辊颈4的圆滑过渡采用双弧形结构，弧形半径分别为150mm和300mm。

图中显示，辊颈4的圆筒体内腔中填充有陶瓷纤维棉13，用来降低高温辊身6对辊颈4以及辊轴14的传热，从而降低辊轴14的温度，确保安装在辊轴14位置的轴承3的正常使用温度不超过80℃。在辊颈4内腔与辊身6内腔连接处焊接有圆形挡板9，挡板9与辊身6轴向垂直，挡板9将陶瓷纤维棉13封堵在辊颈4内腔中。

图中显示，辊颈4和辊身6采用定位连接键12定位连接和焊接连接结构。

在辊颈4与辊身6连接处的辊身6的圆周上分别有3-4个锥形孔，锥形孔与辊身6圆周表面垂直，3-4个锥形孔沿着辊身6圆周均布，在辊颈4与辊身6连接处的辊颈4的对应位置上分别有同样数量的锥形孔，辊身6和辊颈4的锥形孔一一对应匹配，定位连接键12分别通过辊身6和辊颈4的对应的锥形孔将辊身6和辊颈4定位连接。

辊颈4与辊身6连接处的辊颈4的外径与辊身6的内径相匹配，辊颈4插入至辊身6内部，在辊身6与辊颈4连接处的外侧焊接连接。

图中显示，辊颈4的另一端与辊轴14连接，连接方式为热装配，并焊接成型，辊轴14材质为S304，采用锻压成型。

图中显示，辊身6两端的辊壁上分别有辊身排气孔11，辊身6与辊颈4两端连接处内腔的挡板9上分别有挡板排气孔10，用于排出辊身6内的热气。

图中显示，辊颈4与加热炉炉体5连接处有炉辊密封棉15对辊颈4进行包裹，并对加热炉炉体5与辊颈之4间的空隙进行堵塞，能够减少加热炉内的高温对加热炉炉体5的轴承3的热辐射。

图中显示，辊身6两端的辊轴14由轴承3安装在加热炉基础1上，其中一端的辊轴14固定，另一端的辊轴14与电机和减速机的传动机构相连接，轴承3安装位置预留炉辊受热所产生的绝对线膨胀量。

本发明可保证安全生产，提高设备的运行效率，同时减少设备维修工作量，降低劳动强度，改善工人劳动条件，具有很大的经济和社会效益。

Claims (7)

1.一种长寿命的加热炉钢坯输送辊道，它的结构中包括辊身（6）、辊颈（4）、辊轴（14），两个辊颈（4）的一端分别与辊身（6）的两端相连接，两个辊颈（4）的另一端分别与两个辊轴（14）的一端相连接，两个辊轴（14）分别通过轴承（3）安装在加热炉基础（1）上，其特征在于：辊身（6）采用圆管状的厚壁结构，在辊身（6）的圆周外壁上有多个环状凸起的辊环（7），多个辊环（7）沿着辊身（6）轴向在辊身（6）上均匀分布，辊环（7）的宽度为80~100mm，辊环（7）凸起的上表面高出辊身（6）表面9-12mm，辊环（7）与辊身（6）的连接处采用倒角过渡。

2.根据权利要求1所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊颈（4）为不等径的圆筒体，辊颈（4）与辊身（6）连接一端的直径大于辊颈（4）与辊轴（14）连接一端的直径，辊颈（4）的圆筒体外壁从大直径端向小直径端圆滑过渡，辊颈（4）的圆筒体内腔中填充有陶瓷纤维棉（13），在辊颈（4）内腔与辊身（6）内腔连接处焊接有圆形挡板（9），挡板（9）与辊身（6）轴向垂直，挡板（9）将陶瓷纤维棉（13）封堵在辊颈（4）内腔中。

3.根据权利要求2所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊颈（4）与辊身（6）连接处的辊颈（4）的外径与辊身（6）的内径相匹配，辊颈（4）插入至辊身（6）内部，在辊身（6）与辊颈（4）连接处的外侧焊接连接。

4.根据权利要求3所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊颈（4）与辊身（6）连接处的辊身（6）和辊颈（4）的圆周上分别有对应的锥形孔，锥形孔为3-4个，沿着辊身（6）和辊颈（4）的圆周均布，锥形孔与辊身（6）和辊颈（4）的圆周表面垂直，定位连接键（12）分别通过辊身（6）和辊颈（4）的对应的锥形孔将辊身（6）和辊颈（4）定位连接。

5.根据权利要求4所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊身（6）两端的辊壁上分别有辊身排气孔（11），辊身（6）与辊颈（4）两端连接处内腔的挡板（9）上分别有挡板排气孔（10）。

6.根据权利要求5所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊颈（4）与加热炉炉体（5）连接处有炉辊密封棉（15）对辊颈（4）进行包裹，并对加热炉炉体（5）与辊颈（4）之间的空隙进行堵塞。

7.根据权利要求6所述的长寿命的加热炉钢坯输送辊道，其特征在于：所述辊身（6）两端的辊轴（14）由轴承（3）安装在加热炉基础（1）上，其中一端的辊轴（14）固定，另一端的辊轴（14）与电机和减速机的传动机构（2）相连接，轴承（3）安装位置预留炉辊受热所产生的绝对线膨胀量。