CN109576472A - 一种热处理炉炉辊快速更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热处理炉炉辊快速更换装置，包括分别设于炉内的内托架和炉外的外托架，内托架包括拱形桁架、分设于拱形桁架两端的鞍座、设于鞍座上的圆柱滚轮、设于拱形桁架中部的棘轮机构、绕于棘轮机构上的钢丝绳套；外托架包括底板、设于依次底板上的数个凹型滚轮、通过链轮机构与凹型滚轮依次相连的减速电机、用于凹型滚轮与炉壁上的炉辊安装孔中心对齐的激光对位装置。采用本发明的快速更换装置，能够实现热处理炉炉辊的安全、方便、高效更换。

Description

一种热处理炉炉辊快速更换装置

技术领域

本发明涉及废料运输设备，更具体地是指一种热处理炉炉辊快速更换装置。

背景技术

某钢铁企业的5M厚板热处理炉采用上下加热，氮气保护的无氧化辊底式热处理炉。在实际生产中由于诸多原因炉底辊常有结瘤现象产生，即在炉辊表面形成点块状凸起，致使热处理后钢板下表容易产生明显的压痕缺陷，严重影响钢板表面质量。轻则钢板需要大面积修磨，重则钢板不得不降级脱合同,造成严重经济损失。炉底辊出现结瘤引起钢板下表面压痕质量缺陷后，最根治的办法就是对有结瘤的炉辊(单根炉辊长约5m，重约1.5吨)进行更换。因热处理炉为封闭式结构，炉辊不能直接通过行车吊装到指定位置，所以只能通过炉壁上的炉辊安装孔并借助炉辊更换装置包括内托架和外托架，将新旧炉辊推入和抽出炉体以实现炉辊更换。

按热处理炉厂家原设计，炉辊更换时需要使用外托架和内托架协助进行。请参阅图1，外托架由三对辊轮组等间隔纵向布置焊接在支撑框架1上，每对辊轮组由两个圆柱辊轮2安装在支架上，并通过支架焊接在三角垫块3上，圆柱辊轮2呈对称“V”形布置，起到防止炉辊横向滑动的作用。请参阅图2，内托架包括上、下两部分，其上半部分和外托架具有相类似的机械结构，上半部分的“V”形辊轮组5通过螺栓连接安装在下半部分支撑框架4上，支撑框架4的四个脚上分别安装有丝杆调节底座6，通过旋转调节丝杆可以实现炉辊安装时高低位置调整的目的。整个内托架的主要结构件通过螺栓连接，可进行拆卸和安装，目的是为了便于内托架在炉内搬运。

热处理炉安装新炉辊时先将外托架(请参阅图1)放置于炉体一侧，新炉辊用行车吊运至外托架上，再经人力将炉辊从炉外推送至已事先放置在炉内的内托架(请参阅图2)上。新炉辊通过内托架承托、导向并由人力进一步推送至指定位置，再通过旋转底部丝杆进行上下位置调节并固定新炉辊。旧炉辊抽出和上面类似，只是反向作业。原更换装置的缺点在于：(1)原外托架在炉体一侧通过行车吊运放置时没有可靠的摆放参照系，靠人工目测、估算来对准热处理炉炉壁上的安装孔。这种方式既繁琐又不可靠，日常使用时常有因为外托架未对准安装孔中心而导致炉辊无法正常推入或抽出，须重新调整外托架位置。另外炉辊推入、抽出完全靠人力协同推拉，效率较低下且劳动强度大。(2)原内托架体积大、重量重，结构略为复杂，在热处理炉狭小的空间内搬运、组装、对准安装孔中心都十分繁琐。另外用于调整高度的底部丝杆在日常搬运、使用时易弯曲变形，直接影响使用，丝杆一旦弯曲变形则不易修复只能更换，维护成本相对较高。

专利号200920302543.3的一篇专利文件中公开了“热处理炉炉辊安装专用台架”，该台架包括支架及沿支架纵向间隔设置有至少两个支撑轮，各支撑轮具有同一切面作为支撑面，支撑轮为胶制圆柱形滚轮。同时内托架的上半部分和该台架有相同的结构，即把整个台架置于一个四个角都配有千斤顶的矩形框架底座上。该装置的缺点是：(1)新旧炉辊的推入和抽出完全靠人力，效率低，劳动强度大；(2)外托架定位靠台架两侧的定位杆，定位精度低且使用不便；(3)内托架是将整个台架放置在四个角各配有一个千斤顶的框架式底座上，底座框架和支撑台架体积大，在热处理炉相对狭小的密闭空间内搬运和位置调整很不方便，另外台架放在千金顶上容易滑脱倾倒，存在安全隐患；(4)炉辊高度调节时同侧的两个千斤顶须同步调整，否则台架易倾斜，放置在上面的炉辊易滚动滑脱。

专利号201220051613.4的一篇专利文件中公开了“一种辊底炉辊道的更换装置”，该装置使用时需与辊底炉炉体固定连接，更换装置包括一第一组件和一第二组件，第一组件设于辊底炉炉体的一侧，第二组件设于炉体另一侧；第一组件包括托架、推杆、三个导轮组和一顶杆；第二组件包括导轨和滑块装置。该装置存在三个主要缺点：(1)新炉辊推入后不能进行高度调整，而炉辊高度调整是新炉辊安装时所必须的，使用上存在很大的限制；(2)炉辊的推入和拉出靠炉体一侧的推杆，连接炉辊端的推杆下面是悬空的，承受炉辊重量后易下垂变形，直接影响使用；(3)该装置在炉辊更换时需在炉体的两侧同时作业，而炉体的一侧为传动侧，边部安装有传动马达且通常都没有作业平台，空间上存在很大的限制，影响该装置的正常使用。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种热处理炉炉辊快速更换装置，能够避免因坡度问题而导致废料爬坡难引起的堆钢故障。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种热处理炉炉辊快速更换装置，包括分别设于炉内的内托架和炉外的外托架，内托架包括拱形桁架、分设于拱形桁架两端的鞍座、设于鞍座上的圆柱滚轮、设于拱形桁架中部的棘轮机构、绕于棘轮机构上的钢丝绳套；外托架包括底板、设于依次底板上的数个凹型滚轮、通过链轮机构与凹型滚轮依次相连的减速电机、用于凹型滚轮与炉壁上的炉辊安装孔中心对齐的激光对位装置。

所述的鞍座下端呈倒V形安装座，圆柱滚轮对称设于倒V形安装座的两侧。

所述的圆柱滚轮共有四对，每两对设于一倒V形安装座上。

所述的激光对位装置包括设于外托架上的激光发射器以及设于炉壁相应位置上的对位靶。

所述的激光发射器共有三个，分别设于凹型滚轮的中线以及两侧，对位靶也共有三个，分别设于炉辊安装孔对应的底部和两侧位置。

所述的凹型滚轮的表面为硬质橡胶。

在本发明的上述技术方案中，本发明的热处理炉炉辊快速更换装置，具有以下优点：

(1)外托架的凹型滚轮水平布置并由小型减速电机协助传动，新旧炉辊进出炉体更为便捷、省力；(2)外托架的滚轮为内凹型，便于炉辊定位且不易滚动滑脱，安全、可靠；(3)外托架采用三个激光发射器发出的光束协助对准安装孔中心，对位高效、精准。(4)内托架采用独立轻便结构，相比整体框架式托架具有体积小、重量轻、便于移动的特点；(5)内托架自带棘轮升降装置，方便炉辊高度调节；(6)内托架直接横跨放置在所需更换炉辊左右两侧的炉辊上，无需人工进行安装孔中心对位，使用方便、高效。同时内托架可随更换炉辊的位置移动而移动，因此只需两个托架就可以完成更换作业，尤为适合在密闭空间内作业。

附图说明

图1是现有技术的外托架的结构示意图；

图2是现有技术的内托架的结构示意图；

图3是本发明的外托架的结构示意图；

图4是本发明的内托架的结构示意图；

图5是本发明的炉辊更换状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

本发明的热处理炉炉辊快速更换装置如图3～4所示，其主要包括分别设于炉内的内托架10和炉外的外托架20，内托架10包括拱形桁架11、分设于拱形桁架11两端的鞍座13、设于鞍座13上的圆柱滚轮12、设于拱形桁架11中部的棘轮机构14、绕于棘轮机构14上的钢丝绳套15；外托架20包括底板21、设于依次底板21上的数个凹型滚轮22、通过链轮机构23与凹型滚轮22依次相连的减速电机24、用于凹型滚轮22与炉壁上的炉辊安装孔8中心对齐的激光对位装置。

具体结构如下：凹型滚轮22的轴承座和小型减速电机24通过螺栓固定在底板21上，凹型滚轮22的两端通过轴承承托安装在轴承座上实现圆周自由旋转，凹型滚轮22纵向等间隔布置七个，用于支撑所更换的炉辊，为增加摩擦力同时不损伤更换的热处理炉辊的辊面，凹型滚轮22的辊面采用硬质橡胶件；凹型滚轮22一端以及小型减速电机24动力输出轴的端部安装有链轮，减速电机24动力轴端配置的链轮比凹型滚轮22的链轮要小，以实现较小的传动比；链轮与链轮之间通过传动链条实现动力传递，使得靠近炉体侧的六个凹形滚轮同步转动，靠摩擦力带动上面的炉辊；可翻转支架通过其立柱上的空心套套在外托架20尾部第七个凹型滚轮22的旋转轴两端；三个激光发射器25分别安装在底板21头部和可翻转支架26的两根立柱上，通过和炉壁上的炉辊安装孔8附近的三个相应的对位靶27配合使用，构成实现外托架20和热处理炉炉壁上的炉辊安装孔8中心对齐的激光对位装置。在激光对位后，可将可翻转支架26翻下，不影响更换作业。

圆柱滚轮12的两端通过轴承承托安装在轴承座上实现圆周转动；圆柱滚轮12在鞍座13上呈倒V形对称布置，每个鞍座13上布置两对圆柱滚轮12；拱形桁架11的两端分别对称焊接鞍座13，两鞍座13下端呈倒V形安装座供圆柱滚轮12安装；整个内托架10能沿着炉辊辊面作轴向自由滑动，倒V形对称分布的圆柱滚轮12可有效防止内托架10径向滑脱；棘轮机构14的底座焊接在拱形桁架11最顶端的底部位置；棘轮机构14的旋转滚筒上栓有钢丝绳套15，通过人工旋转棘轮及钢丝绳套15牵引来实现所吊运的热处理炉辊的高度调整。

请结合图5，炉辊更换需配合使用本装置，原理如下：

外托架20：通过行车吊运外托架20至热处理炉体的非传动侧并准确对位。本方案在放置外托架20时可通过激光发射器25射出的激光束对准位于炉壁上的对位靶27来实现准确、快速对位，以此确保外托架20凹型滚轮22的中心横截面与炉壁上炉辊安装孔8的中心基本对齐。由于安装孔直径为450mm，大于炉辊7直径380mm，故激光对位允许有一定偏差，即三个激光束只要在射到对位靶27标记区域即可满足更换条件。较之于原先无任何参照物的单一的人工目视估算对位，通过激光束对位可以显著提升外托架20对位的速度和可靠性。外托架20上下高度不可调整也无需调整，即外托架20在设计制作的时候已确保其放置到炉辊7更换侧水平地面后高度适合炉辊7更换，即凹型滚轮22内凹面略高于炉壁上安装孔的底面。内托架10：在待换炉辊7的正上方横跨水平放置一前一后两个内托架10，通过左右两根炉辊7的承托、导向，内托架10在炉辊7上可沿轴向自由滑动。

拆卸炉辊流程：(1)将一内托架10放置在远离外托架20侧的炉辊端部，将另一内托架10放置在靠近外托架20侧炉辊长度的1/3左右位置；(2)两个内托架10上的钢丝绳套15住下面待更换的炉辊，并通过人工旋转棘轮实现钢丝绳预紧；(3)松开炉辊两端端盖，此时炉辊完全靠两个内托架10受力牵引；(4)推送内托架10或待更换炉辊，将炉辊靠外托架20的一端送出炉体并进入外托架20的凹型滚轮22区域；(5)通过棘轮松开并解除前一内托架10的钢丝绳；(6)启动减速电机24，将炉辊缓慢拉出，必要时需人力在炉内适当向炉外协助推送炉辊；(7)待后一内托架10快接近炉壁时停电机并解除该内托架10的钢丝绳；(8)再次启动电机或人力推送炉辊，使炉辊完全移出炉体，通过行车将旧炉辊吊走。

安装炉辊流程：(1)行车吊运新炉辊至外托架20上；(2)启动外托架20电机，将新炉辊缓慢送入炉体，待炉辊的一端部进入炉体后停电机；(3)用一内托架10的钢丝绳套15住炉辊本体并用棘轮收紧钢丝绳；(4)再次启动电机将炉辊送入炉体，待炉辊在炉体外的一端快接近脱离外托架20的第一个凹型滚轮22时停减速电机24；(5)用另一内托架10的钢丝绳套15住炉辊本体并用棘轮收紧钢丝绳；(6)人力推送炉辊至指定位置并通过棘轮调整炉辊高度；(7)安装端盖，将炉辊两端固定在炉壁上；(8)解除内托架10的两钢丝绳。

综上所述，采用本发明的快速更换装置，能够实现热处理炉炉辊的安全、方便、高效更换。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：包括分别设于炉内的内托架和炉外的外托架，内托架包括拱形桁架、分设于拱形桁架两端的鞍座、设于鞍座上的圆柱滚轮、设于拱形桁架中部的棘轮机构、绕于棘轮机构上的钢丝绳套；外托架包括底板、设于依次底板上的数个凹型滚轮、通过链轮机构与凹型滚轮依次相连的减速电机、用于凹型滚轮与炉壁上的炉辊安装孔中心对齐的激光对位装置。

2.如权利要求1所述的热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：所述的鞍座下端呈倒V形安装座，圆柱滚轮对称设于倒V形安装座的两侧。

3.如权利要求2所述的热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：所述的圆柱滚轮共有四对，每两对设于一倒V形安装座上。

4.如权利要求3所述的热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：所述的激光对位装置包括设于外托架上的激光发射器以及设于炉壁相应位置上的对位靶。

5.如权利要求1所述的热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：所述的激光发射器共有三个，分别设于凹型滚轮的中线以及两侧，对位靶也共有三个，分别设于炉辊安装孔对应的底部和两侧位置。

6.如权利要求1所述的热处理炉炉辊快速更换装置，其特征在于：所述的凹型滚轮的表面为硬质橡胶。