CN104404228B - 一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，该方法包括以下步骤：⑴离心双层复合套保温缓冷和退火处理：采用事先准备好的热砂或热处理窑对离心双层复合套进行保温缓冷、高温退火，即得粗加工后的离心双层复合套；⑵离心双层复合套正回火处理：将粗加工后的离心双层复合套采用轧辊正火使用的热处理装置进行回火处理，即得精加工完毕的离心双层复合套；⑶热装加热处理：将精加工完毕的离心双层复合套使用轧辊的镶嵌热装配装置进行装配，即得热装完毕的镶嵌式线棒轧辊；⑷消除过盈配合的应力热处理：将热装完毕的镶嵌式线棒轧辊消除应力后按常规方法精加工辊身至要求尺寸，即得镶嵌轧辊。本发明可消除材料应力、提高加工效率。

Description

一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法

技术领域

本发明涉及线棒轧辊生产技术领域，尤其涉及一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法。

背景技术

随着轧钢设备的不断进步，对轧辊制作要求日益提高，其中工作层的合金化呈上升趋势。轧辊生产厂家在保证轧钢使用的前提下，寻求利润空间。其中采用离心复合套镶嵌制作轧辊，即将制新与利旧较好地结合在一起，但是，制作过程由于双材料相变应力、加工应力、热处理应力、装配应力的原因，极易产生裂纹倾向，因此，亟需解决该技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消除材料应力、提高加工效率的线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，包括以下步骤：

⑴离心双层复合套保温缓冷和退火处理：

使用红外线测温枪检测离心辊模外表温度，当温度为500~700℃之间时，脱模开箱；采用事先准备好的温度为200~400℃的热砂或热处理窑，对离心双层复合套进行保温缓冷，待外表温度低于100℃以下后，方可外露，即得离心双层复合套的毛坯；

将所述离心双层复合套的毛坯放入符合热处理条件的炉窑内，先以10~25℃/h的升温速度升温至600±10℃，2~4h后再以30~40℃/h的升温速度升温至850~950℃，并在该温度下保温2~6h，最后所述离心双层复合套的毛坯随炉冷却到50℃以下出窑，即得粗加工后的离心双层复合套；

⑵离心双层复合套正回火处理：

将所述粗加工后的离心双层复合套放入满足高温条件的炉窑内，先以10~20℃/h的升温速度升温至650±10℃，1~2h后再以30~40℃/h的升温速度升温至960~1060℃，并在该温度下保温2~6h；然后按1~2min/件的出窑速度出窑，根据外表硬度范围，以风冷或空冷方式采用轧辊正火使用的热处理装置使离心双层复合套降温至300~500℃范围内，返窑回火，当窑温以10~20℃/h的升温速度升温至450~550℃，并在该温度下保温2~6h，最后所述离心双层复合套随炉冷却到100℃以下出窑，即得精加工完毕的离心双层复合套；

⑶热装加热处理：

将所述精加工完毕的离心双层复合套放置在炉窑内，以≤50℃/h的升温速度升温至200~300℃，并在该温度下保温2~4h，然后出窑，使用轧辊的镶嵌热装配装置进行装配，即得热装完毕的镶嵌式线棒轧辊；

⑷消除过盈配合的应力热处理：

将所述热装完毕的镶嵌式线棒轧辊放入符合热处理条件的炉窑内，随窑自然冷却，并在窑内放置1~2天；待温度低于50℃出窑，最后，按常规方法精加工辊身至要求尺寸，即得镶嵌轧辊。

所述步骤⑵中轧辊正火使用的热处理装置包括带电机的减速机、齿轮组合Ⅰ、齿轮组合Ⅱ、轮盘组合、平板；所述齿轮组合Ⅰ通过减速机连接轴与所述减速机相连；所述平板的顶部设有4个所述轮盘组合，其底部设有所述齿轮组合Ⅱ，该齿轮组合Ⅱ通过轴与所述齿轮组合Ⅰ相连；所述轮盘组合上设有离心双层复合套；所述齿轮组合Ⅰ包括相啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ；所述齿轮Ⅰ通过减速机连接轴与所述减速机相连；所述齿轮Ⅱ的中心设有所述轴，并通过该轴与齿轮组合Ⅱ相连；所述齿轮组合Ⅱ由大齿轮、均布在所述大齿轮外周的4个小齿轮组成；所述大齿轮与所述4个小齿轮相啮合，其中心通过所述轴与所述齿轮组合Ⅰ相连；所述轮盘组合由轮盘、轮轴组成；所述轮盘的中心设有所述轮轴，该轮轴上设有离心双层复合套。

所述平板的尺寸与4个离心双层复合套的直径及间隔距离相匹配，其外侧呈45°夹角设有风机。

所述电机的功率与所述减速机的速比与离心双层复合套在正火过程中的旋转速度相匹配。

所述轮盘的直径与离心双层复合套的直径相匹配。

所述轮轴的高度与离心双层复合套的长度相匹配。

所述步骤⑶中的轧辊的镶嵌热装配装置由安装离心双层复合套的安装座体、套在所述离心双层复合套上的吊装卡具和拧入在所述离心双层复合套的辊颈螺孔内的吊杆组成；所述安装座体由焊接在一起的底座外套和底座构成；所述底座呈圆台形，其内部设空腔，其顶部设有所述底座外套；所述吊装卡具包括设有一对吊耳的圆套、4个螺杆；所述圆套上均布有4个吊装孔，该吊装孔内一一对应插有所述螺杆；所述吊杆由螺栓、吊环组成；所述螺栓顶部设有所述吊环。

所述底座外套的尺寸与所述离心双层复合套的尺寸相匹配。

所述螺栓的螺纹参数与吊装用的辊颈螺纹孔型号相匹配。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明将热开箱保温与退火热处理较好的结合在一起，利用离心双层复合套自身温度，节约至少500℃以下的加热时间，可直接快速升温，无需担心裂纹生成，还能彻底消除材料应力，提高加工效率。

2、本发明采用专项正火热处理装置，在电机带动下四个底盘匀速转动，可同时处理四个离心双层复合套，并采用风机有意集中冷却离心双层复合套的中部，减缓离心双层复合套两端的冷却速度，确保正火过程的均匀性。

3、本发明在热装过程，剔除传统局部加热方式，选用安全可靠的热处理窑整体加热，减缓高合金产生的热敏性，解决双金属伸缩不一的技术难关，杜绝热装过程裂纹的形成。

4、本发明在热装过程，采用整体加热，确保离心双层复合套受热均匀性，内孔的热胀恰好符合过盈装配量，解决过盈量过大涨裂离心双层复合套，过盈量轧制使用松套的关键难题，精确热装过盈量的控制。

4、本发明思路新颖，创造经济效益可观，现场作业验证实用可行。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明轧辊正火使用的热处理装置的安装主视图。

图2为本发明轧辊正火使用的热处理装置中齿轮组合Ⅰ的示意图。

图3为本发明轧辊正火使用的热处理装置中齿轮组合Ⅱ的示意图。

图4为本发明轧辊正火使用的热处理装置中轮盘组合的示意图。

图5为本发明轧辊的镶嵌热装配装置的安装主视图。

图6为本发明轧辊的镶嵌热装配装置中安装底座组件的示意图。

图7为本发明轧辊的镶嵌热装配装置中圆套的示意图。

图8为本发明轧辊的镶嵌热装配装置中吊杆组件的示意图。

图中：1—电机2—减速机3—齿轮组合Ⅰ31—齿轮Ⅰ32—齿轮Ⅱ33—轴4—齿轮组合Ⅱ41—大齿轮42—小齿轮5—轮盘组合51—轮盘52—轮轴6—平板7—风机8—安装座体81—底座外套82—底座9—吊装卡具91—圆套92—吊耳93—螺杆94—吊装孔10—吊杆101—螺栓102—吊环。

具体实施方式

一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，包括以下步骤：

⑴离心双层复合套保温缓冷和退火处理：

使用红外线测温枪检测离心辊模外表温度，当温度为500~700℃之间时，脱模开箱；采用事先准备好的温度为200~400℃的热砂或热处理窑，对离心双层复合套进行保温缓冷，待外表温度低于100℃以下后，方可外露，即得离心双层复合套的毛坯；

将离心双层复合套的毛坯放入符合热处理条件的炉窑内，先以10~25℃/h的升温速度升温至600±10℃，2~4h后再以30~40℃/h的升温速度升温至850~950℃，并在该温度下保温2~6h，最后离心双层复合套的毛坯随炉冷却到50℃以下出窑，即得粗加工后的离心双层复合套。

⑵离心双层复合套正回火处理：

将粗加工后的离心双层复合套放入满足高温条件的炉窑内，先以10~20℃/h的升温速度升温至650±10℃，1~2h后再以30~40℃/h的升温速度升温至960~1060℃，并在该温度下保温2~6h；然后按1~2min/件的出窑速度出窑，根据外表硬度范围，以风冷或空冷方式采用轧辊正火使用的热处理装置使离心双层复合套降温至300~500℃范围内，返窑回火，当窑温以10~20℃/h的升温速度升温至450~550℃，并在该温度下保温2~6h，最后离心双层复合套随炉冷却到100℃以下出窑，即得精加工完毕的离心双层复合套。

其中：

轧辊正火使用的热处理装置包括带电机1的减速机2、齿轮组合Ⅰ3、齿轮组合Ⅱ4、轮盘组合5、平板6（参见图1~4）。齿轮组合Ⅰ3通过减速机连接轴与所述减速机2相连；平板6的顶部设有4个轮盘组合5，其底部设有齿轮组合Ⅱ4，该齿轮组合Ⅱ4通过轴33与齿轮组合Ⅰ3相连；轮盘组合5上设有离心双层复合套；齿轮组合Ⅰ3包括相啮合的齿轮Ⅰ31和齿轮Ⅱ32；齿轮Ⅰ31通过减速机连接轴与减速机2相连；齿轮Ⅱ32的中心设有轴33，并通过该轴33与齿轮组合Ⅱ4相连；齿轮组合Ⅱ4由大齿轮41、均布在大齿轮41外周的4个小齿轮42组成；大齿轮41与4个小齿轮42相啮合，其中心通过轴33与齿轮组合Ⅰ3相连；轮盘组合5由轮盘51、轮轴52组成；轮盘51的中心设有轮轴52，该轮轴52上设有离心双层复合套。

平板6的尺寸与4个离心双层复合套的直径及间隔距离相匹配，其外侧呈45°夹角设有风机7。

电机1的功率与减速机2的速比与离心双层复合套在正火过程中的旋转速度相匹配。

轮盘51的直径与离心双层复合套的直径相匹配。

轮轴52的高度与离心双层复合套的长度相匹配。

⑶热装加热处理：

将精加工完毕的离心双层复合套放置在炉窑内，以≤50℃/h的升温速度升温至200~300℃，并在该温度下保温2~4h，然后出窑，使用轧辊的镶嵌热装配装置进行装配，即得热装完毕的镶嵌式线棒轧辊。

其中：

轧辊的镶嵌热装配装置由安装离心双层复合套的安装座体8、套在离心双层复合套上的吊装卡具9和拧入在离心双层复合套的辊颈螺孔内的吊杆10组成（参见图5~8）。安装座体8由焊接在一起的底座外套81和底座82构成；底座82呈圆台形，其内部设空腔，其顶部设有底座外套81；吊装卡具9包括设有一对吊耳92的圆套91、4个螺杆93；圆套91上均布有4个吊装孔94，该吊装孔94内一一对应插有螺杆93；吊杆10由螺栓101、吊环102组成；螺栓101顶部设有吊环102。

底座外套81的尺寸与离心双层复合套的尺寸相匹配。

螺栓101的螺纹参数与吊装用的辊颈螺纹孔型号相匹配。

⑷消除过盈配合的应力热处理：

将热装完毕的镶嵌式线棒轧辊放入符合热处理条件的炉窑内，随窑自然冷却，并在窑内放置1~2天；待温度低于50℃出窑，最后，按常规方法精加工辊身至要求尺寸，即得镶嵌轧辊。

Claims (8)

1.一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，包括以下步骤：

⑴离心双层复合套保温缓冷和退火处理：

使用红外线测温枪检测离心辊模外表温度，当温度为500~700℃之间时，脱模开箱；采用事先准备好的温度为200~400℃的热砂或热处理窑，对离心双层复合套进行保温缓冷，待外表温度低于100℃以下后，方可外露，即得离心双层复合套的毛坯；

将所述离心双层复合套的毛坯放入符合热处理条件的炉窑内，先以10~25℃/h的升温速度升温至600±10℃，2~4h后再以30~40℃/h的升温速度升温至850~950℃，并在该温度下保温2~6h，最后所述离心双层复合套的毛坯随炉冷却到50℃以下出窑，即得粗加工后的离心双层复合套；

⑵离心双层复合套正回火处理：

将所述粗加工后的离心双层复合套放入满足高温条件的炉窑内，先以10~20℃/h的升温速度升温至650±10℃，1~2h后再以30~40℃/h的升温速度升温至960~1060℃，并在该温度下保温2~6h；然后按1~2min/件的出窑速度出窑，根据外表硬度范围，以风冷或空冷方式采用轧辊正火使用的热处理装置使离心双层复合套降温至300~500℃范围内，返窑回火，当窑温以10~20℃/h的升温速度升温至450~550℃，并在该温度下保温2~6h，最后所述离心双层复合套随炉冷却到100℃以下出窑，即得精加工完毕的离心双层复合套；

所述轧辊正火使用的热处理装置包括带电机（1）的减速机（2）、齿轮组合Ⅰ（3）、齿轮组合Ⅱ（4）、轮盘组合（5）、平板（6）；所述齿轮组合Ⅰ（3）通过减速机连接轴与所述减速机（2）相连；所述平板（6）的顶部设有4个所述轮盘组合（5），其底部设有所述齿轮组合Ⅱ（4），该齿轮组合Ⅱ（4）通过轴（33）与所述齿轮组合Ⅰ（3）相连；所述轮盘组合（5）上设有离心双层复合套；所述齿轮组合Ⅰ（3）包括相啮合的齿轮Ⅰ（31）和齿轮Ⅱ（32）；所述齿轮Ⅰ（31）通过减速机连接轴与所述减速机（2）相连；所述齿轮Ⅱ（32）的中心设有所述轴（33），并通过该轴（33）与齿轮组合Ⅱ（4）相连；所述齿轮组合Ⅱ（4）由大齿轮（41）、均布在所述大齿轮（41）外周的4个小齿轮（42）组成；所述大齿轮（41）与所述4个小齿轮（42）相啮合，其中心通过所述轴（33）与所述齿轮组合Ⅰ（3）相连；所述轮盘组合（5）由轮盘（51）、轮轴（52）组成；所述轮盘（51）的中心设有所述轮轴（52），该轮轴（52）上设有离心双层复合套；

⑶热装加热处理：

将所述精加工完毕的离心双层复合套放置在炉窑内，以≤50℃/h的升温速度升温至200~300℃，并在该温度下保温2~4h，然后出窑，使用轧辊的镶嵌热装配装置进行装配，即得热装完毕的镶嵌式线棒轧辊；

⑷消除过盈配合的应力热处理：

将所述热装完毕的镶嵌式线棒轧辊放入符合热处理条件的炉窑内，随窑自然冷却，并在窑内放置1~2天；待温度低于50℃出窑，最后，按常规方法精加工辊身至要求尺寸，即得镶嵌轧辊。

2.如权利要求1所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述平板（6）的尺寸与4个离心双层复合套的直径及间隔距离相匹配，其外侧呈45°夹角设有风机（7）。

3.如权利要求1所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述电机（1）的功率与所述减速机（2）的速比与离心双层复合套在正火过程中的旋转速度相匹配。

4.如权利要求1所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述轮盘（51）的直径与离心双层复合套的直径相匹配。

5.如权利要求1所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述轮轴（52）的高度与离心双层复合套的长度相匹配。

6.如权利要求1所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述步骤⑶中的轧辊的镶嵌热装配装置由安装离心双层复合套的安装座体（8）、套在所述离心双层复合套上的吊装卡具（9）和拧入在所述离心双层复合套的辊颈螺孔内的吊杆（10）组成；所述安装座体（8）由焊接在一起的底座外套（81）和底座（82）构成；所述底座（82）呈圆台形，其内部设空腔，其顶部设有所述底座外套（81）；所述吊装卡具（9）包括设有一对吊耳（92）的圆套（91）、4个螺杆（93）；所述圆套（91）上均布有4个吊装孔（94），该吊装孔（94）内一一对应插有所述螺杆（93）；所述吊杆（10）由螺栓（101）、吊环（102）组成；所述螺栓（101）顶部设有所述吊环（102）。

7.如权利要求6所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述底座外套（81）的尺寸与所述离心双层复合套的尺寸相匹配。

8.如权利要求6所述的一种线棒轧辊用离心复合套镶嵌制作的热处理方法，其特征在于：所述螺栓（101）的螺纹参数与吊装用的辊颈螺纹孔型号相匹配。