CN109252123A - 热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构 - Google Patents

热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，本密封结构包括前端面设有台阶孔的金属轴瓦本体、陶瓷圆筒、石墨垫圈和挡圈，陶瓷圆筒镶嵌于金属轴瓦本体内圈，石墨垫圈分别设于陶瓷圆筒的前端面和后端面，挡圈设于金属轴瓦本体前端面的台阶孔。本结构克服了传统陶瓷轴瓦的缺陷，避免使用过程和下线后由于锌液进入其中造成陶瓷轴瓦碎裂，有效提高了陶瓷轴瓦的使用寿命，确保了锌锅辊的正常可靠运行。

Description

热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构
技术领域
本发明涉及一种热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构。
背景技术
热镀锌机组锌锅辊是热镀锌产线的核心设备，锌锅辊的运行是否稳定直接影响到热镀锌线的稳定及其产品的质量。目前，热喷涂技术发展迅速，已经在钢铁行业设备的多个关键部件进行了成功应用。锌锅辊表面热喷涂涂层已完全可以满足生产需求，因此锌锅辊运转的摩擦副（轴套和轴瓦）的质量及寿命成为设备的关键点。
目前各热镀锌机组采用的轴瓦材料主要有钴基合金系列（制造方式：堆焊、浇铸、喷涂重熔等）和陶瓷。其中钴基合金系列轴瓦稳定性较好，但是随着轴瓦磨损，摩擦系数局部加大，无法进行高速、长周期生产。陶瓷轴瓦目前有两种形式：一种直接采用陶瓷安装，其缺点是下线后陶瓷与辊臂粘结，造成拆卸困难，容易造成陶瓷轴瓦损坏；另一种采用陶瓷与金属件组合，但是陶瓷与金属件之间的密封性不好，高温状态下锌液或锌渣易进入陶瓷与金属件之间，造成使用或下线冷却时陶瓷容易开裂损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，本结构克服了传统陶瓷轴瓦的缺陷，避免使用过程和下线后由于锌液进入其中造成陶瓷轴瓦碎裂，有效提高了陶瓷轴瓦的使用寿命，确保了锌锅辊的正常可靠运行。
为解决上述技术问题，本发明热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构包括金属轴瓦本体，所述金属轴瓦本体前端面设有台阶孔，本结构还包括陶瓷圆筒、石墨垫圈和挡圈，所述陶瓷圆筒镶嵌于所述金属轴瓦本体内圈，所述石墨垫圈分别设于所述陶瓷圆筒的前端面和后端面，所述挡圈设于所述金属轴瓦本体前端面的台阶孔。
进一步，本密封结构还包括柔性石墨环，所述柔性石墨环设于所述金属轴瓦本体内圈与陶瓷圆筒外圈之间。
进一步，所述石墨垫圈在自由状态时厚度为3mm，所述挡圈抵压所述陶瓷圆筒前端面和后端面的石墨垫圈至厚度为1.5mm时，所述挡圈焊接于所述金属轴瓦本体前端面的台阶孔。
进一步，所述石墨垫圈是SS316冲刺板石墨复合垫圈。
由于本发明热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构采用了上述技术方案，即本结构包括前端面设有台阶孔的金属轴瓦本体、陶瓷圆筒、石墨垫圈和挡圈，陶瓷圆筒镶嵌于金属轴瓦本体内圈，石墨垫圈分别设于陶瓷圆筒的前端面和后端面，挡圈设于金属轴瓦本体前端面的台阶孔。本结构克服了传统陶瓷轴瓦的缺陷，避免使用过程和下线后由于锌液进入其中造成陶瓷轴瓦碎裂，有效提高了陶瓷轴瓦的使用寿命，确保了锌锅辊的正常可靠运行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构示意图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本发明热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构包括金属轴瓦本体1，所述金属轴瓦本体1前端面设有台阶孔，本结构还包括陶瓷圆筒2、石墨垫圈3和挡圈4，所述陶瓷圆筒2镶嵌于所述金属轴瓦本体1内圈，所述石墨垫圈3分别设于所述陶瓷圆筒2的前端面和后端面，所述挡圈4设于所述金属轴瓦本体1前端面的台阶孔。
优选的，本密封结构还包括柔性石墨环5，所述柔性石墨环5设于所述金属轴瓦本体1内圈与陶瓷圆筒2外圈之间。柔性石墨环便于陶瓷轴瓦检修作业时金属轴瓦本体与陶瓷圆筒的拆装，避免拆装过程陶瓷圆筒的破损。
优选的，所述石墨垫圈3在自由状态时厚度为3mm，所述挡圈4抵压所述陶瓷圆筒2前端面和后端面的石墨垫圈3至厚度为1.5mm时，所述挡圈4焊接于所述金属轴瓦本体1前端面的台阶孔。
优选的，所述石墨垫圈3是SS316冲刺板石墨复合垫圈。
本结构首先从材料上选择陶瓷与金属组合，金属包裹住陶瓷，从而避免了轴瓦在安装及拆卸过程中可能造成对陶瓷的损伤。在结构设计中，考虑金属与陶瓷的热膨胀量差别，选用适用于高温锌液环境并且在高温状态下具有较好回弹率的石墨垫片加入陶瓷与金属之间。在安装时，加热金属轴瓦本体至合适温度，依次将石墨垫片、陶瓷筒体、石墨垫片、挡圈的顺序进行组装。通过挡圈施加一定力使石墨垫片压缩，以保证进入锌锅时金属轴瓦本体膨胀后石墨垫片仍起到密封作用。通过施加压力将石墨垫片压缩至指定厚度，保证在高温工作状态下有足够的回弹量，使陶瓷与金属间始终处于密封状态，防止锌液或锌渣进入，从而保护陶瓷避免在使用过程或下线冷却过程中开裂、损坏。
陶瓷与金属件的膨胀量计算：
设定陶瓷圆筒长度为90mm，工作温度与常温温差为430℃，分别计算锌锅内陶瓷与金属的膨胀量。
1、陶瓷圆筒
温差430℃时，线膨胀系数：8×10-6
膨胀量=430×8×10-6×90=0.31mm
2、金属轴瓦本体（00Cr17Ni14Mo2）
温差430℃时，线膨胀系数：18.5×10-6
膨胀量=430×18.5×10-6×90=0.716mm
以上计算可见，工作状态下，金属与陶瓷热膨胀量差值为0.406mm，根据上述计算的膨胀量，选型使用回弹率满足要求的石墨垫片加入陶瓷与金属之间；因工作环境为高温熔融锌液，要求材料具有耐高温、耐锌腐蚀，因此选用加有SS316冲刺板的石墨复合垫圈，根据该垫圈的压缩率及回弹率，选用合适的厚度。
压缩后回弹量=厚度×压缩率×回弹率=6mm×0.35×0.3=0.63mm，该压缩后回弹量有效弥补了金属与陶瓷热膨胀量差值，确保密封效果。
根据以上计算结果，陶瓷圆筒端面的石墨垫圈厚度选用总厚度6mm，两侧各3mm厚，加SS316冲刺板。
经上述验证，本结构完全克服了金属和陶瓷在锌锅内热膨胀差异导致锌液或锌渣泄漏的缺陷，满足高温密封的需要，有效提高了陶瓷轴瓦的使用寿命，确保了锌锅辊的正常可靠运行。

Claims (4)

1.一种热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，包括金属轴瓦本体，所述金属轴瓦本体前端面设有台阶孔，其特征在于：还包括陶瓷圆筒、石墨垫圈和挡圈，所述陶瓷圆筒镶嵌于所述金属轴瓦本体内圈，所述石墨垫圈分别设于所述陶瓷圆筒的前端面和后端面，所述挡圈设于所述金属轴瓦本体前端面的台阶孔。
2.根据权利要求1所述的热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，其特征在于：本密封结构还包括柔性石墨环，所述柔性石墨环设于所述金属轴瓦本体内圈与陶瓷圆筒外圈之间。
3.根据权利要求1或2所述的热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，其特征在于：所述石墨垫圈在自由状态时厚度为3mm，所述挡圈抵压所述陶瓷圆筒前端面和后端面的石墨垫圈至厚度为1.5mm时，所述挡圈焊接于所述金属轴瓦本体前端面的台阶孔。
4.根据权利要求3所述的热镀锌机组锌锅辊陶瓷轴瓦的密封结构，其特征在于：所述石墨垫圈是SS316冲刺板石墨复合垫圈。
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