CN106544495A - 冷轧连退线防结露炉辊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧连退线防结露炉辊及其制备方法,属于冶金轧钢机械领域。本发明的炉辊包括辊套,辊套的左右两端对称分布有左轴头和右轴头,辊套包括由外向内依次布置的外套、隔套和内套,外套与隔套之间,隔套与内套之间均采用间断焊接的方式,内套分别与左轴头、右轴头形成空冷结构。为保证炉辊运行稳定,延长使用寿命,本发明还公开了炉辊的制备方法,包括各零部件符合设计要求的制作及组装。本发明制备的炉辊包括双层冷却结构,即空冷结构和水冷结构,使炉辊内的冷却水被空冷结构隔离,炉辊内的辊面温度接近炉内温度,炉内气氛不易凝聚水珠而产生结露,有利于提高带钢表面质量,延长炉辊使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金轧钢机械领域,具体地属于一种冷轧连退线防结露炉辊及其制备方法。
背景技术
冷轧连退线是一条集清洗、连续退火、平整、检查及涂油等主要生产工序一体的连续化生产线,产品主要面对高表面质量的汽车板及家电板等。炉辊是热线带钢在加热炉内的传输设备,为避免钢带表面划伤,工作时,炉辊将带钢同步输送。为保持炉辊高温状态的稳定运行,预防过热变形损坏,炉辊内部一般有冷却水道。炉辊的特殊结构与炉内高温环境为炉辊表面结露提供了适宜条件。炉辊表面结露是炉辊在炉内高温气氛中,辊面产生细微水珠的一种常见现象,也是影响带钢退火质量的难题,产生原因是由于炉内高温气氛与炉辊表面温差的作用,导致炉辊表面结露。带钢在炉内运行时,辊面上的露珠与炉内钢带接触,高温下水珠与钢带发生化学反应形成氧化斑,从而产生缺陷导致废品。因此,研制一种防结露炉辊,对于提高带钢表面质量,延长炉辊使用寿命具有重要意义。
同时,由于炉辊属于高镍、铬耐热钢材料,并长期处于高温输送钢带的运行中,辊身易产生弯曲等其它缺陷。中国实用新型专利(授权公告号:CN201809407U,授权公告日:2011-4-27)公开了常化炉水冷辊,该实用新型的常化炉水冷辊,包括空心轴及辊套,所述辊套套置于空心轴中部的外圈,在空心轴的一端设置旋转接头,空心轴的另一端为轴头,所述空心轴内设置螺旋导向叶片。该实用新型在空心轴内设置螺旋导向叶片,迫使无序流水为有序均匀过程,冷却水充分与空心轴内表面接触,有效的改善水流经空心轴局部内截面的温差,彻底消除因径向温差造成轴向弯曲,延长了炉辊的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种冷轧连退线防结露炉辊及其制备方法,炉辊装置为双层冷却结构,冷却水从轴头一端进入,经螺旋水套,从轴头另一端流出,形成水冷结构,由于隔套与内套之间均采用间断焊接的方式,内套与隔套、隔套与外套形成空冷结构,炉辊内的冷却水被空冷结构隔离,使炉辊的辊面温度接近炉内温度,炉内气氛不易凝聚水珠而产生结露,一方面有效解决了炉辊结露的问题,另一方面减少辊身变形,防止两端轴承卡死,有利于延长炉辊的使用寿命。
为实现上述目的,本发明公开了一种冷轧连退线防结露炉辊,包括辊套,辊套的左右两端对称分布有左轴头和右轴头,辊套包括由外向内依次布置的外套、隔套和内套,外套与隔套之间,隔套与内套之间均采用间断焊接的方式,即内套与隔套,隔套与外套均形成空冷结构。
进一步地,所述内套的内部设置有水套,水套上由左向右设置有左配合套、水套入口端、水套出口端和右配合套,水套入口端的左端设置有第一导流孔,第一导流孔通过左配合套与左轴头上设置的入水孔(1.1)保持内部相通;水套出口端的右端设置有第二导流孔,第二导流孔通过右配合套与右轴头上设置的出水孔保持内部相通。
再进一步地,水套的左右两端分别设置有水套左轴头和水套右轴头,水套左轴头通过外套左轴头与左轴头相连接,水套右轴头通过外套右轴头与右轴头相连接。
更进一步地,水套还包括分布在水套入口端和水套出口端之间的螺旋叶片,所述螺旋叶片等距离螺旋缠绕且固定在水套内部设置的套体上。
本发明还公开了一种冷轧连退线防结露炉辊的制备方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
1)制备轴头,加工左轴头和右轴头,留单边加工余量8mm,外套左轴头、外套右轴头、水套左轴头和水套右轴头按设计要求加工;
2)制备水套,包括如下步骤:
21)按图样制备螺旋叶片和套体,螺旋叶片的最大外圆面留5mm单边加工余量,套体除两端内孔及端面均留6mm单边加工余量外,其余加工满足尺寸要求;
22)将制好的螺旋叶片连续焊接在套体上,水套入口端和水套出口端按设计要求加工,得到毛坯水套;
23)将所述步骤22)制备的毛坯水套进行人工时效处理,得到成型的水套;
24)整体加工所述步骤23)制备的成型的水套,水套两端加工内孔满足设计要求,使第一导流孔和第二导流孔沿圆周均匀分布加工;
3)预装所述步骤1)制备的左轴头、右轴头和所述步骤2)制备的水套,预装完成后,整体加工水套和螺旋叶片,使外圆面达尺寸要求,然后将预装的产品进行拆除;
4)制备外套、隔套和内套,且外套的外圆面及内套的内孔均留单边加工余量8mm,按照图样,通过间断焊接的方式组合在一起形成辊套;
5)人工时效处理辊套;
6)制备毛坯炉辊,所述步骤1)制备的轴头,步骤2)制备的水套及步骤5)人工时效处理后的辊套进行连续组焊;
7)制备防结露炉辊,将所述步骤6)制备的毛坯炉辊进行精加工,使整体尺寸满足尺寸要求。
进一步地,所述步骤23)中的人工时效处理为将工件缓慢升温至650℃,保温2小时,自然冷却至120℃后出炉;所述步骤5)中的人工时效处理为工件缓慢升温至650℃,保温3.5小时,自然冷却至120℃后出炉。
再进一步地,所述步骤6)制备的毛坯炉辊,采用3Mpa水压试验,试验时间为1h,若水套不漏水,则制备的毛坯炉辊合格。
更进一步地,所述步骤7)制备的炉辊进行动平衡试验,使动平衡精度达到G6.3。
有益效果:
本发明的炉辊采用双层冷却结构,一方面是内套与隔套之间,隔套与外套之间形成空冷结构,另一方面是水套内形成水冷结构,水套内的冷却水平稳流动,确保了炉辊温度均衡,同时炉辊内的冷却水被空冷结构隔离,辊面温度接近炉内温度,炉内气氛不易凝聚水珠产生结露,一方面有效解决了炉辊结露的问题,另一方面减少辊身变形,防止两端轴承卡死,有利于延长炉辊的使用寿命。
附图说明
图1为本发明防结露炉辊的结构示意图;
图2为图1中炉辊轴头与水套安装的结构示意图;
图3为图1中炉辊轴头与辊套安装的结构示意图;
其中,图1至图3中的各标号如下:
1—左轴头:1.1—入水孔、1.2—外套左轴头;
2—水套:2.0—左配合套、2.1—水套入口端、2.2—螺旋叶片、2.3—水套出口端、2.4—套体、2.5—第一导流孔、2.6—第二导流孔、2.7—水套左轴头、2.8—水套右轴头;2.9—右配合套;
3—内套、4—隔套、5—外套;
6—右轴头:6.1—出水孔、6.2—外套右轴头。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容,但发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
如图1所示,本实施例公开了一种冷轧连退线防结露炉辊,包括辊套,辊套的左右两端对称分布有左轴头1和右轴头6,辊套包括由外向内依次布置的外套5、隔套4和内套3,外套5与隔套4之间,隔套4与内套3之间均采用间断焊接的方式,间断焊接不同于连续焊接,在保证固定连接的基础上,一方面可以防止密封空间的气体受热膨胀,对辊套产生影响,另一方面,也是本实施例的重点,可以保证内套3与隔套4之间,内套4与外套5之间形成空冷结构。
如图2所示,在内套3的内部设置有水套2,水套2上由左向右设置有左配合套2.0、水套入口端2.1、水套出口端2.3和右配合套2.9,左配合套2.0和右配合套2.9的内部均设有孔,水套入口端2.1的左端设置有第一导流孔2.5,第一导流孔2.5通过左配合套2.0与左轴头1上设置的入水孔1.1保持内部相通;水套出口端2.3的右端设置有第二导流孔2.6,第二导流孔2.6通过右配合套2.9与右轴头6上设置的出水孔6.1保持内部相通;在水套入口端2.1和水套出口端2.3中间布置有螺旋叶片2.2,本实施例的螺旋叶片2.2优选为等距离螺旋缠绕且固定(优选为连续焊接的方式)在水套2内部设置的套体2.4上;且结合图1可知,水套2的左右两端与左轴头1、右轴头7的连接方式为,在水套2的左右两端分别设置有水套左轴头2.7和水套右轴头2.8,水套左轴头2.7通过外套左轴头1.2与左轴头1相连接,水套右轴头2.8通过外套右轴头6.2与右轴头6相连接。因此就构成了整个炉辊。
由此可知,本实施的炉辊采用双层冷却结构,一方面是内套3与隔套4之间,隔套4与外套5之间形成空冷结构,另一方面是水冷结构,本实施例的冷却水从左轴头1上的入水孔1.1中进入,经过左配合套2.0、第一导流孔2.5、水套入口端2.1被导入到水套2中,在螺旋叶片2.2中充分冷却后,再经过右配合套2.9、第二导流孔2.6、水套出口端2.3导出水套2,然后从出水孔6.1中导出右轴头,完成一次水冷过程,整个水冷过程平稳进行,保证了炉辊的辊身温度均衡,同时,炉辊内的冷却水被空冷结构隔离,使炉辊的辊面温度接近炉内温度,炉内气氛不易凝聚水珠而产生结露。
由于炉辊结构复杂,工况恶劣,为保证炉辊运行稳定,延长使用寿命,本实施例还公开了炉辊的制备方法,期望制造出符合精度要求的产品,且制备步骤如下:
1)制备轴头,加工左轴头1和右轴头6,留单边加工余量8mm,其余部位按设计要求加工,具体为外套左轴头1.2和外套右轴头6.2的加工尺寸为φ200m6,水套左轴头2.7和水套右轴头2.8的加工尺寸为φ120h6;
2)制备水套,包括如下步骤:
21)按图样制备螺旋叶片2.2和套体2.4,螺旋叶片2.2的最大外圆面留5mm单边加工余量,套体2.4除两端内孔及端面均留6mm单边加工余量外,其余加工达尺寸要求;
22)将制好的螺旋叶片2.2连续焊接在套体2.4上,水套入口端2.1和水套出口端2.3按设计要求加工,得到毛坯水套;
23)将所述步骤22)制备的毛坯水套进行人工时效处理,具体过程为工件缓慢升温至650℃,保温2小时,自然冷却至120℃后出炉,即得到成型的水套;
24)整体加工所述步骤23)制备的成型的水套,水套两端加工内孔满足设计要求,即水套两端加工内孔的加工尺寸为φ120H7,保证端面达要求,使第一导流孔2.5和第二导流孔2.6沿圆周均匀分布加工,且第一导流孔2.5和第二导流孔2.6的直径设计为20mm;
3)预装所述步骤1)制备的左轴头1、右轴头6和所述步骤2)制备的水套2,预装完成后,整体加工水套2和螺旋叶片2.2,使外圆面达尺寸要求,然后将预装的产品进行拆除;
4)制备外套5、隔套4和内套3,且外套5的外圆面及内套3的内孔均留单边加工余量8mm,按照图样,通过间断焊接的方式组合在一起形成辊套;
5)人工时效处理辊套,具体过程为将工件缓慢升温至650℃,保温3.5小时,自然冷却至120℃后出炉;将处理后的辊套两端内孔加工达φ200H7,其它部位加工达尺寸要求。
6)制备毛坯炉辊,所述步骤1)制备的轴头,步骤2)制备的水套及步骤5)人工时效处理组合后的外套5、隔套4和内套3进行组装,且将内套3与左轴头1、右轴头6进行间断焊接;为了检验效果,采用3Mpa水压试验,检验水套是否漏水,试验时间为1h,若在这个时间段中,水压不发生下降,则证明毛坯炉辊既不漏水也不漏去,满足生产的要求。
7)制备防结露炉辊,将所述步骤6)制备的毛坯炉辊进行精加工,使整体尺寸满足尺寸要求,同时对防结露炉辊在专用试验机上进行动平衡试验,检验产品的精度,使动平衡精度达到G6.3。
以上实施例仅为最佳举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外,本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种冷轧连退线防结露炉辊,包括辊套,辊套的左右两端对称分布有左轴头(1)和右轴头(6),辊套包括由外向内依次布置的外套(5)、隔套(4)和内套(3),其特征在于:外套(5)与隔套(4)之间,隔套(4)与内套(3)之间均采用间断焊接的方式,即内套(3)与隔套(4),隔套(4)与外套(5)均形成空冷结构。
2.根据权利要求1所述的冷轧连退线防结露炉辊,其特征在于:所述内套(3)的内部设置有水套(2),水套(2)上由左向右设置有左配合套(2.0)、水套入口端(2.1)、水套出口端(2.3)和右配合套(2.9),水套入口端(2.1)的左端设置有第一导流孔(2.5),第一导流孔(2.5)通过左配合套(2.0)与左轴头(1)上设置的入水孔(1.1)保持内部相通;水套出口端(2.3)的右端设置有第二导流孔(2.6),第二导流孔(2.6)通过右配合套(2.9)与右轴头(6)上设置的出水孔(6.1)保持内部相通。
3.根据权利要求2所述的冷轧连退线防结露炉辊,其特征在于:水套(2)的左右两端还分别设置有水套左轴头(2.7)和水套右轴头(2.8),水套左轴头(2.7)通过外套左轴头(1.2)与左轴头(1)相连接,水套右轴头(2.8)通过外套右轴头(6.2)与右轴头(6)相连接。
4.根据权利要求2所述的冷轧连退线防结露炉辊,其特征在于:水套(2)还包括分布在水套入口端(2.1)和水套出口端(2.3)之间的螺旋叶片(2.2),所述螺旋叶片(2.2)等距离螺旋缠绕且固定在水套(2)内部设置的套体(2.4)上。
5.一种冷轧连退线防结露炉辊的制备方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
1)制备轴头,加工左轴头(1)和右轴头(6),留单边加工余量8mm,外套左轴头(1.2)、外套右轴头(6.2)、水套左轴头(2.7)和水套右轴头(2.8)按设计要求加工;
2)制备水套,包括如下步骤:
21)按图样制备螺旋叶片(2.2)和套体(2.4),螺旋叶片(2.2)的最大外圆面留5mm单边加工余量,套体(2.4)除两端内孔及端面均留6mm单边加工余量外,其余加工满足尺寸要求;
22)将制好的螺旋叶片(2.2)连续焊接在套体(2.4)上,水套入口端(2.1)和水套出口端(2.3)按设计要求加工,得到毛坯水套;
23)将所述步骤22)制备的毛坯水套进行人工时效处理,得到成型的水套;
24)整体加工所述步骤23)制备的成型的水套,水套两端加工内孔满足设计要求,使第一导流孔(2.5)和第二导流孔(2.6)沿圆周均匀分布加工;
3)预装所述步骤1)制备的左轴头(1)、右轴头(6)和所述步骤2)制备的水套(2),预装完成后,整体加工水套(2)和螺旋叶片(2.2),使外圆面达尺寸要求,清除棱角,然后将预装的产品进行拆除;
4)制备外套(5)、隔套(4)和内套(3),且外套(5)的外圆面及内套(3)的内孔均留单边加工余量8mm,按照图样,通过间断焊接的方式组合在一起形成辊套;
5)人工时效处理辊套;
6)制备毛坯炉辊,所述步骤1)制备的轴头,步骤2)制备的水套及步骤5)人工时效处理后的辊套进行连续组焊;
7)制备防结露炉辊,将所述步骤6)制备的毛坯炉辊进行精加工,使整体尺寸满足尺寸要求。
6.根据权利要求5所述的冷轧连退线防结露炉辊的制备方法,其特征在于:所述步骤23)中的人工时效处理为将工件缓慢升温至650℃,保温2小时,自然冷却至120℃后出炉;所述步骤5)中的人工时效处理为工件缓慢升温至650℃,保温3.5小时,自然冷却至120℃后出炉。
7.根据权利要求5或6所述的冷轧连退线防结露炉辊的制备方法,其特征在于:所述步骤6)制备的毛坯炉辊,采用3Mpa水压试验,试验时间为1h,若水套不漏水,则制备的毛坯炉辊合格。
8.根据权利要求5或6所述的冷轧连退线防结露炉辊的制备方法,其特征在于:所述步骤7)制备的炉辊进行动平衡试验,使动平衡精度达到G6.3。
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CN106544495B (zh) | 2018-07-03 |
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