CN104801942B - 一种轧机水平辊的辊环的热拆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，依次包括如下步骤：步骤一、去除所述水平辊表面的锈迹和油泥；步骤二、将所述水平辊竖直放置，并使包含辊环在内的部分水平辊处于密封空间内；步骤三、对所述辊环的外辊面进行预热以使所述辊环的外辊面温度升至170℃～200℃同时使所述辊环的内辊面温度升至90℃～120℃；步骤四、对辊环的外辊面、辊环上部的上端面和辊环上部的内辊面进行加热，当辊环的膨胀量超过辊轴的膨胀量，辊环从辊轴上脱落下来。本发明的热拆方法可以极大的提高工作效率，在热拆方法中，充分利用辊环和辊轴的热胀作用，很好地保证辊轴与辊环之间温差达到所需要求，从而使辊环顺利在辊轴中脱离下来。
Description
技术领域
本发明属于轧机机械装备技术领域，具体而言，本发明涉及一种轧机水平辊的辊环的热拆方法；更具体地说，是关于H型钢轧机复合式水平轧辊的辊环加热拆除的方法。
背景技术
H型钢轧机的重要部件为轧辊，轧辊中水平轧辊是型钢成型的核心。新轧辊为辊环与辊轴通过热装而成，为过盈配合。热装时只加热辊环，辊轴不加热。当辊环内径足够大时将辊轴放入辊环，待辊环冷却以后就与辊轴组成了复合式水平轧辊。然而复合式水平轧辊在使用过程中是要磨损的，每次更换下来的复合式水平轧辊都需要对其进行车削修复辊面质量，这样就会使辊环的直径和宽度不断减小，当其小于最小使用值时，复合式水平轧辊是不能再投入使用。所以为了降低水平轧辊的消耗，必须在不破坏辊轴的情况下拆除旧辊环，以使辊轴重新利用。
常规情况下，复合式水平轧辊的配合形式比较独特，辊环有三个内径尺寸(即)分别与辊轴的三个外径尺寸(即)进行配合，它们之间的过盈量在0.40～0.60mm之间；冷却后通过过盈量实现辊环与辊轴的一体化，正是由于这种配合形式的特殊性，其辊环与辊轴的分离比较困难。
在目前的生产中，都采用火焰切割的方法拆除。由于辊环的特殊材质而且直径比较大，切割非常困难，费时费力效率低下，如果操作失误还会损坏辊轴。在切割的同时还会产生大量的有毒有害气体，切割下来的金属渣堆积，导致周围工作区域无法进行正常作业，影响工人身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，以至少解决现有技术存在的辊环与辊轴不易拆分的技术问题，以及进一步地解决现在技术存在的辊环与辊轴拆分效率低、污染环境的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，其技术方案如下：
一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，依次包括如下步骤：
步骤一、去除所述水平辊表面的锈迹和油泥；
步骤二、将所述水平辊竖直放置，并使包含辊环在内的部分水平辊处于密封空间内；
步骤三、对所述辊环的外辊面进行预热以使所述辊环的外辊面温度升至170℃～200℃同时使所述辊环的内辊面温度升至90℃～120℃；
步骤四、对所述辊环的外辊面、辊环上部的上端面和辊环上部的内辊面进行加热，在加热过程中对所述辊环的机械密封槽灌注冷却水；当所述辊环的内辊面的温度与所述辊环相配合的辊轴部位的外表面的温度差达到80℃～100℃时，所述辊环的膨胀量超过所述辊轴的膨胀量，所述辊环从所述辊轴上脱落下来。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤二中，所述密闭空间是由隔热环形筒和盖设于所述隔热环形筒上的隔热盖板组成，所述隔热盖板的中间位置设有供所述水平辊竖直通过的中心孔；所述水平辊竖直放置后由吊具吊起以处于悬空状态。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤三和步骤四中，所述水平辊持续处于旋转状态；优选地，所述旋转是通过所述吊具实现的。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤三中，所述辊环的预热方式为，使用多个烤具对所述辊环的外辊面进行预热。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤三中，所述烤具为四个，四个所述烤具沿所述辊环的外辊面呈间隔90°布置。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤三中，所述烤具的喷出温度为900℃～1300℃；所述烤具与所述辊环的外辊面的距离为5～10cm；所述预热的时间为20～30分钟。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤四中，所述辊环的加热方式为，使用烤具对所述辊环的外辊面、所述辊环上部的上端面和所述辊环上部的内辊面进行加热。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤四中，所述烤具为四个，其中两个烤具呈对角设置对所述辊环的外辊面进行加热，第三个对所述辊环上部的上端面进行加热，第四个对所述辊环上部的内辊面进行加热。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤四中，所述加热的时间为0.5～1.5小时。
在上述轧机水平辊的辊环的热拆方法中，进一步优选为：在步骤三和步骤四中，所述水平辊的旋转方式为顺时针旋转，旋转的频率为15～25转/分钟。
分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
一、本发明提供的辊环热拆方法可以极大的提高工作效率，在辊环热拆方法中，充分利用辊环和辊轴的热胀作用，很好地保证辊轴与辊环之间温差达到所需要求，从而使辊环顺利在辊轴中脱离下来。
二、本发明的辊环热拆方法在一个相对密闭的空间内进行(即隔热环形筒、隔热盖板组成的一个相对密闭的空间)，这样在工作过程中对外界环境污染较小，改善了工作区域的环境，另外，大大缩短了热拆时间，提高了工作效率。
三、本发明的辊环热拆方法可以使辊环和辊轴完好的脱开，并且可以重复使用，本发明充分利用辊环和辊轴的热胀作用，在不对辊环进行破坏的前提下就能实现辊环和辊轴的脱开。
附图说明
图1为现有技术的复合式水平辊的辊环的结构示意图。
图2为现有技术的复合式水平辊的辊轴的结构示意图。
图3为现有技术的复合式水平辊的辊环与辊轴组装的结构示意图。
图4为本发明优选实施例热拆方法的辊环预热阶段示意图。
图5为本发明优选实施例热拆方法的辊环加热阶段示意图。
图6为本发明优选实施例热拆方法的辊环与辊轴分离时的结构示意图。
图中，1-辊轴；101-上配合部；102-中配合部；103-下配合部；104-上连接部；105-下连接部；
2-机械密封槽；3-第一烤具；4-第二烤具；5-第三烤具；6-第四烤具；7-辊环；71-辊环上部；72-辊环中部；73-辊环下部；8-隔热环形筒；9-支架；10-隔热盖板；11-冷却水；12-吊具。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1、图6所示，辊环7分为辊环上部71、辊环中部72和辊环下部73，辊环上部71的内径尺寸辊环中部72的内径尺寸辊环下部73的内径尺寸如图2、图6所示，辊轴1分为上连接部104、上配合部101(其外径尺寸)、中配合部102(其外径尺寸)、下配合部103(其外径尺寸)和下连接部105，如图3所示，辊轴1的上配合部101与辊环上部71为过盈配合，辊轴1的中配合部102与辊环中部72为过盈配合，辊轴1的下配合部103与辊环下部73为过盈配合。现有技术的复合式水平辊的辊环7和辊轴1之间采用过盈配合，即轧机所使用的各种规格的复合式水平辊的辊环7的内径和辊轴1的直径尺寸基本相同。
如图4、图5所示，本发明提供一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，依次包括如下步骤：
步骤一、清理：
去除水平辊表面的锈迹和油泥；
步骤二、吊装定位：
将所述水平辊竖直放置，并使包含辊环7在内的部分水平辊处于密封空间内；
在本发明中，用于密封包含辊环部位的部分水平辊的密闭空间可以是任何将该部分水平辊包裹起来的装置，该装置只要能够尽可能的减少在预热和加热过程中的热量损失以及减少对外界环境的污染即可。更优选地，密封空间是由隔热环形筒8和盖设于隔热环形筒上的隔热盖板10组成，隔热盖板10的中间位置设有供水平辊竖直通过的中心孔；隔热盖板10可以是一体的，也可以由两半隔热盖板组装而成。
具体地，使用吊具12吊起辊轴1的上连接部101的端部(即辊轴1的扁头一端)，将水平辊竖直悬空放在隔热环形筒8内，在隔热环形筒8的上端部加盖隔热盖板10，辊轴1的上连接部101的上半部分伸出隔热盖板10外，辊轴1的上连接部101的辊轴面与隔热盖板10之间为间隙配合，在隔热环形筒8上设有多个通孔，通孔的位置与辊环7的位置相对应，多个烤具一一对应放置在隔热环形筒8的多个通孔处；
为了保证后续的预热和加热过程中轧辊可以保持旋转状态，所述水平辊竖直放置后由吊具吊起，从而使其处于悬空状态。
步骤三、对辊环7的外辊面进行预热：对辊环7的外辊面进行预热以使其温度升至170℃～200℃同时在对辊环7的外辊面进行预热后保证辊环7的内辊面部位温度升至90℃～120℃；
具体地，在预热过程中，通过吊具使水平辊持续处于旋转状态，采用多个烤具对辊环7的外辊面进行预热，使辊环7的外辊面的温度升至170℃～200℃并保证辊环7的内辊面部位温度升至90℃～120℃；在预热过程中使水平辊处于旋转状态可以使辊环7的外辊面的受热更加均匀；
在步骤三中，预热是为了防止辊环7和辊轴1同时升温，对辊环7的外辊面先预热有利于辊环7膨胀，这样就会使辊环7和辊轴之间产生膨胀差；同时，本发明之所以将辊环7的外辊面预热到170℃～200℃(比如175℃、180℃、185℃、190℃、195℃)同时使辊环7的内辊面部位温度升至90℃～120℃(比如95℃、105℃、110℃、115℃)，这样可以防止辊环7的温度带动辊轴1升温；优选辊环7的外辊面的预热温度升至185℃和辊环7的内辊面的预热温度升至105℃，既能满足预热的作用同时又不会将辊环的温度传递给辊轴1，该温度经过多次实验，其可以使预热的效果达到最大化；
步骤四、对辊环7进行加热：
当辊环7的外辊面的温度达到170℃～200℃同时辊环7的内辊面部位温度升至90℃～120℃时，部分烤具继续对辊环7的外辊面进行加热，剩余烤具分别对辊环7的辊环上部71的上端面和辊环上部71的内辊面处进行加热，同时对辊环7的机械密封槽2灌注冷却水11；此时水平辊持续处于旋转状态；当辊环7的内辊面的温度与辊环7相配合的辊轴1部位的的外表面的温度之间的温度差达到80℃～100℃时，辊环7的膨胀量超过辊轴1的膨胀量，辊环7从辊轴1上脱落下来。机械密封槽2设置在辊轴1上，在外部轴承的内圈的端面也设有一个机械密封槽，在辊轴1与外部轴承过盈热装时，通过一个辊轴环与辊轴1的机械密封槽2和外部轴承的内圈的端面的机械密封槽配合实现辊轴1与外部轴承一同旋转。本发明在机械密封槽2处灌注冷却水11，这样只能降低辊轴1的温度(即仅对辊轴1进行冷却)，如图5所示，机械密封槽2与辊环7之间有一定间隔距离，这样可以防止对辊轴1进行冷却时带动对辊环7的内表面进行冷却，也就是说，在机械密封槽2中注入冷却水仅冷却辊轴1，不会冷却辊环7的内表面；可以得知，本发明最大程度地利用辊轴1的结构特性来实现辊环7从辊轴1上脱落下来。
本发明的隔热环形筒8与水平辊同轴，这样在水平辊的旋转过程中不会与隔热环形筒8产生摩擦。
为了使辊环7脱落时不会对圆环形槽隔热环形筒8造成擦伤、刮痕等损坏，本发明还包括支架9，支架9为环形结构，设置于隔热环形筒8底部，支架9与隔热环形筒8同轴，支架9的内径大于辊轴1的下连接部15的直径，支架9的外径小于辊环7的外径。辊环7脱落后会被支架9托住。
为了便于预热，在步骤三中，烤具的喷出温度(加热温度)为900℃～1300℃(比如910℃、920℃、950℃、1000℃、1100℃、1200℃、1250℃、1290℃)。为了能够使烤具的热量利用率达到最大化，本发明的烤具与辊环7的外辊面的距离为5～10cm(比如6cm、8cm、9cm)；预热时间为20～30分钟(比如21min、23min、25min、28min、29min)。
为了能够确保加热温度使辊环7顺利脱离，在步骤四中，烤具的喷出温度(加热温度)为900℃～1300℃(比如910℃、920℃、950℃、1000℃、1100℃、1200℃、1250℃、1290℃)，加热时间为0.5～1.5小时(比如0.6h、0.8h、1h、1.2h、1.4h)。
为了能够充分利用水平辊的旋转甩力将辊环7从辊轴1中脱离出来，在步骤三和步骤四中，水平辊的旋转方式为顺时针旋转，旋转的频率为15～25转/分钟(比如17转/分钟、19转/分钟、21转/分钟、24转/分钟)。
为了能够使预热均匀，在步骤三中，烤具为四个，即第一烤具3、第二烤具4、第三烤具5和第四烤具6，四个烤具沿辊环7的外辊面呈间隔90°布置。
为了能够使加热效率达到最大化，在步骤四中，第二烤具4和第三烤具5呈对角设置在辊环7的外辊面处，第一烤具3设置在辊环7的辊环上部71的内辊面处，第四烤具6设置在辊环6的上端面处。优选为第一烤具3和第四烤具6位于辊轴1的两侧，在这种情况下可以保证第一烤具3和第四烤具6呈对角加热，使第一烤具3和第四烤具6的加热效果达到最大化。
采用本方法对轧机复合式水平轧辊进行热拆，由于轧机所使用各种规格复合式水平辊的辊环7的内径和辊轴1的直径尺寸基本相同，在不同的使用场合仅存在辊环7的外径和辊环7的高度h(如图3所示)不同，本发明可以选取任意无法使用的复合式水平轧辊作为拆除对象；优选辊环7的外径为1020～1100mm，辊环7的高度为100～400mm。下面举例对本发明的热拆方法进行说明。
复合式水平辊热拆前首先去除表面残存的锈迹和油泥；
然后使用吊具12吊起辊轴1带有扁头一端，然后将其竖直放在耐火材料制成的隔热环形筒8内，在隔热环形筒8下部设有支架9，先将水平辊竖直放置在支架9底面上，之后再将隔热盖板10(在隔热盖板10上开有中心孔)放在隔热环形筒8的上端部，再通过吊具12将水平辊吊起，此时辊轴1的下连接部105置于支架9内并不与支架9接触，辊环7的下端面位于支架9上方并不与支架9接触；辊轴1的上连接部104与隔热盖板10的中心孔为间隙配合，使辊轴1能够自由旋转；
在隔热环形筒8上加工有四个通孔，四个通孔位于隔热环形筒8的同一水平面上，四个通孔呈间隔90°布置，四个通孔与辊环7的外辊面正对；将第一烤具3、第二烤具4、第三烤具5和第四烤具6分别放置在四个通孔位置，使用第一烤具3、第二烤具4、第三烤具5和第四烤具6对辊环7的外辊面预热，此时四个烤具的控制温度在900℃～1300℃之间，四个烤具与辊环7的外辊面的距离为5～10cm，预热时间为20～30分钟，辊环7的外辊面的温度升至170℃～200℃和辊环7的内辊面温度升至90℃～120℃时预热结束；在预热过程中不断顺时针旋转水平辊保持在15～25转/分钟。
在隔热盖板10上开有两个圆孔，两个圆孔的圆心位于隔热盖板10的中心孔的两侧且与隔热盖板10的中心孔位于同一直径线上，预热结束后，将第一烤具3和第四烤具6移开分别放置在隔热盖板10的两个圆孔位置，第一烤具3和第四烤具6对准辊环7的上端面和辊环7的内辊面处，第二烤具4和第三烤具5以对角设置对准辊环7的外辊面(在预热步骤中，四个烤具的排布分别为第一烤具3、第二烤具4、第六烤具6和第三烤具5的间隔排布方式，在加热步骤中，第二烤具4和第三烤具5不动，仅将第一烤具3和第四烤具6移开分别对准辊环7的上端面和辊环7的内辊面处)；四个烤具对辊环7的外辊面、辊环7的上端面和辊环的内辊面处进行加热(具体为：第二烤具4和第三烤具5对辊环7的外辊面进行加热，第一烤具3对辊环7的上端面进行加热，第四烤具6对辊环7的内辊面进行加热)，在加热过程中对辊环7的机械密封槽2处灌注冷却水11；加热步骤的加热时间为1.5～2小时，在预热过程中不断顺时针旋转水平辊保持在15～25转/分钟。
用测温仪测量辊环7的内辊面与辊轴1的外辊面的温差在80℃～100℃时，辊环7的膨胀量超过辊轴1的膨胀量，辊环7从辊轴1上脱落(如图6所示)。
分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
一、本发明提供的辊环热拆方法可以极大的提高工作效率，在辊环热拆方法中，充分利用辊环和辊轴的热胀作用，使辊环顺利在辊轴中脱离下来。
二、本发明的辊环热拆方法在一个相对密闭的空间内进行(即隔热环形筒、隔热盖板组成的一个相对密闭的空间)，这样在工作过程中对外界环境污染较小，改善了工作区域的环境。
三、本发明的辊环热拆方法可以使辊环和辊轴完好的脱开，并且可以重复使用，本发明充分利用辊环和辊轴的热胀作用，在不对辊环进行破坏的前提下就能实现辊环和辊轴的脱开。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (8)
1.一种轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
步骤一、去除所述水平辊表面的锈迹和油泥；
步骤二、将所述水平辊竖直放置，并使包含辊环在内的部分水平辊处于密封空间内；
步骤三、对所述辊环的外辊面进行预热以使所述辊环的外辊面温度升至170℃～200℃同时使所述辊环的内辊面温度升至90℃～120℃；
步骤四、对所述辊环的外辊面、辊环上部的上端面和辊环上部的内辊面进行加热，在所述加热过程中对所述辊环的机械密封槽灌注冷却水；当所述辊环的内辊面的温度与所述辊环相配合的辊轴部位的外表面的温度差达到80℃～100℃时，所述辊环的膨胀量超过所述辊轴的膨胀量，所述辊环从所述辊轴上脱落下来；
在步骤三和步骤四中，所述水平辊持续处于旋转状态；
在步骤三中，所述辊环的预热方式为，使用多个烤具对所述辊环的外辊面进行预热；
在步骤四中，所述辊环的加热方式为，使用烤具对所述辊环的外辊面、所述辊环上部的上端面和所述辊环上部的内辊面进行加热。
2.根据权利要求1所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
在步骤二中，所述密闭空间是由隔热环形筒和盖设于所述隔热环形筒上的隔热盖板组成，所述隔热盖板的中间位置设有供所述水平辊竖直通过的中心孔；
所述水平辊竖直放置后由吊具吊起以处于悬空状态。
3.根据权利要求2所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
所述旋转是通过所述吊具实现的。
4.根据权利要求1所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
所述烤具为四个，四个所述烤具沿所述辊环的外辊面呈间隔90°布置。
5.根据权利要求4所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
所述烤具的喷出温度为900℃～1300℃；
所述烤具与所述辊环的外辊面的距离为5～10cm；所述预热的时间为20～30分钟。
6.根据权利要求1所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
所述烤具为四个，其中两个烤具呈对角设置对所述辊环的外辊面进行加热，第三个对所述辊环上部的上端面进行加热，第四个对所述辊环上部的内辊面进行加热。
7.根据权利要求6所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
所述加热的时间为0.5～1.5小时。
8.根据权利要求1所述的轧机水平辊的辊环的热拆方法，其特征在于：
在步骤三和步骤四中，所述水平辊的旋转方式为顺时针旋转，旋转的频率为15～25转/分钟。
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