CN110039152A - 一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及辊道技术领域，且公开了一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，包括辊体，所述辊体的上表面输送板坯，所述辊体的两端均固定连接有自由侧轴颈，两个所述自由侧轴颈相背的一侧均固定连接有第一轴承座，两个所述第一轴承座相背的一侧均固定连接有第二轴承座，两个所述第一轴承座的下表面均固定连接有辊子支座。该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，一是对辊面堆焊复合层，通过堆焊抗火焰切割材料，防止氧枪割伤辊面；二是将平辊改进为台阶辊，降低辊面被氧枪直接切割的概率，改进后，辊面具备抗火焰切割性能，可多次修复使用；辊面堆焊后，硬度达HRC40以上，耐磨性提高，辊面磨损量大幅降低，提高一次过钢量。
Description
技术领域
本发明涉及辊道技术领域，具体为一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道。
背景技术
板坯经矫直机出坯后，须经定尺、切割、去毛刺清理，才能为轧机提供坯料。在定尺切割过程中，由于铸坯有一定厚度（常见铸坯厚度为210mm、230mm等）、宽度（1500mm），切割氧枪做复合运动：一是切割机沿铸流移动，二是氧枪小车沿铸流垂直方向横向进给。
1、火焰切割机氧枪切割辊道必然性
以板坯断面厚度200mm*宽度1500mm，铸坯拉速为1.2-1.3m/min,割枪正常切割速度为100-500mm/min为例，计算切割时间：
T=板坯宽度/割枪割速=1.5/0.5=3min
铸坯沿铸流移动距离
L=铸坯拉速*切割时间=1.3*3=4.9m
在板坯定尺切割区，辊道中心距为A=（750-2000）mm，因此，完成一次定尺切割跨辊数为
N1=L/A=4.9/0.75=6.53，取N1=6
N2=L/A=4.9/2=2.45 取N2=2
因此，火焰切割机完成一次定尺切割跨辊数在2-6之间，在定尺切割过程中可能会造成2-6支辊道辊面割伤。由于工艺需要，需提前开枪、延迟停枪，氧枪实际切割时间大于计算切割时间，因此，火焰切割机完成一次定尺切割跨辊数略多于计算值。
目前，板坯连铸机切割区辊道采用焊接结构，辊体采用S25CrMo、DG35等材料，板坯经矫直辊出坯后，经定尺切割区完成定尺切割。火焰割枪在定尺切割板坯时，火焰对辊面造成割损，形成割坑，严重时，能将辊体割穿。由于板坯连铸机连续作业，辊体逐渐形成蜂窝状割坑或条状割孔。产生两个后果：一是辊体被氧枪反复切割，最终报废；二是由于辊体被氧枪割穿，辊子漏水，冷却效果急剧下降，辊子产生弯曲变形，将导致此支辊道转动时弯曲部分将对铸坯起“托举”作用，而铸坯重量大（铸坯重达20余吨），导致辊道减速机过载，易烧毁电机。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，一是对辊面堆焊复合层，通过堆焊抗火焰切割材料，防止氧枪割伤辊面；二是将平辊改进为台阶辊，降低辊面被氧枪直接切割的概率，改进后，辊面具备抗火焰切割性能，可多次修复使用；辊面堆焊后，硬度达HRC40以上，耐磨性提高，辊面磨损量大幅降低，提高一次过钢量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，包括辊体，所述辊体的上表面输送板坯，所述辊体的两端均固定连接有自由侧轴颈，两个所述自由侧轴颈相背的一侧均固定连接有第一轴承座，两个所述第一轴承座相背的一侧均固定连接有第二轴承座，两个所述第一轴承座的下表面均固定连接有辊子支座，左侧所述辊子支座的上表面固定连接有水管支座，所述水管支座的左侧固定连接有冷却水管，右侧所述第二轴承座的右方设置有辊道减速机，所述辊道减速机的输出端通过键传动连接有驱动侧轴颈，所述驱动侧轴颈与所述第二轴承座转动连接，右侧所述辊子支座的右侧壁固定连接有辊道减速机支架，所述辊道减速机支架的上表面与所述辊道减速机的上表面悬挂装置固定连接。
优选的，所述冷却水管的一端贯穿并延伸至所述辊体的内部。
优选的，所述辊道减速机的输出端连接所述驱动侧轴颈的外表面，并延伸至所述辊体的内部。
优选的，所述辊体的辊面设为七段式台阶结构。
优选的，所述辊体的辊面工作层包括马氏体不锈钢。
优选的，所述辊体的上表面设置有双层堆焊层。
优选的，所述辊体的生产方法包括以下步骤：
S1、用S25CrMo、DG35材质经粗加工，制备毛坯；
S2、粗加工至堆焊所需尺寸；
S3、按照焊接工艺，堆焊打底层/工作层，进行堆焊加工
S4、按照组装图，组焊轴头，进行焊接加工；
S5、整体加工，保证图纸尺寸。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，具备以下有益效果：
（1）该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，对辊面堆焊复合层，通过堆焊抗火焰切割材料，防止氧枪割伤辊面。
（2）该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，将平辊改进为台阶辊，降低辊面被氧枪直接切割的概率。
（3）该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，辊面具备抗火焰切割性能，可多次修复使用；辊面堆焊后，硬度达HRC40以上，耐磨性提高，辊面磨损量大幅降低，提高一次过钢量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的辊道的俯视结构图。
图中：1冷却水管、2水管支座、3辊子支座、4轴承座、5自由侧轴颈、6辊体、7板坯、8轴承座、9驱动侧轴颈、10辊道减速机支架、11辊道减速机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，包括辊体6，辊体6的上表面输送板坯7，板坯7通过辊体6被辊子运输，辊体6的两端均固定连接有自由侧轴颈5，两个自由侧轴颈5相背的一侧均固定连接有第一轴承座4，两个第一轴承座4相背的一侧均固定连接有第二轴承座8，两个第一轴承座4的下表面均固定连接有辊子支座3，左侧辊子支座3的上表面固定连接有水管支座2，水管支座2的左侧固定连接有冷却水管1，右侧第二轴承座8的右方设置有辊道减速机11，辊体6由辊道减速机11单独驱动，辊道减速机11的输出端通过键传动连接有驱动侧轴颈9，驱动侧轴颈与第二轴承座8转动连接，右侧辊子支座3的右侧壁固定连接有辊道减速机支架10，辊道减速机支架10的上表面与辊道减速机11的选区装置固定连接。
进一步的，冷却水管1的一端贯穿并延伸至辊体6的内部，水管1安装于自由侧轴头内，起到通水冷却辊体6内辊子的效果。
进一步的，辊道减速机11的输出端连接驱动侧轴颈9的外表面，并延伸至辊体6的内部，起到单独驱动辊体6的效果。
进一步的，辊体6的辊面设为七段式台阶结构，结合附图2，原设计为平辊，辊身外形尺寸为φ260×1700，中间有一φ100通水孔，用以通水冷却辊子。本发明改进设计辊面为台阶结构（见附图1），能减少辊面被氧枪切割概率约41.2%。将φ260×1700（辊子外径×辊身长度）驱动辊进行辊面结构改进：辊面共分7段，φ260×250（辊子外径×台阶长度）计4段，φ256×200计1段，φ256×250计2段。当割枪在辊子φ254×256段切割时，板坯与辊面形成2mm左右间隙，焰流瞬间扩散，火焰能率急剧降低，对辊面的热输入显著降低。
进一步的，辊体6的辊面工作层包括马氏体不锈钢，该材料具有良好的抗火焰切割能力，此外，还具有较好的抗回火能力，有较好的硬度、耐磨性。本发明采用414N（1Cr13Ni4MoN）焊丝作为面层材料，414N（1Cr13Ni4MoN）的优点主要有：
①Cr13系马氏体不锈钢抗高温氧化、耐腐蚀性优良；
②焊丝中含碳量极低，仅为0.05%，焊接性和耐热疲劳性好；
③焊丝中含氮，以氮作为固溶强化元素，强化机理是形成均匀弥散的氮化物，从而避免铬的贫化现象而引起的晶问开裂，在保持堆焊层优良的抗氧化性、耐腐蚀性的同时，进一步提高热强性、耐磨性和耐热疲劳性能；
④Ni能确保堆焊层金属的延展性，尤其是在高温下的韧性(板坯切割时温度700-400℃)；
⑤堆焊层力学性能优良，冲击功Akv≈16.2J，抗拉强度σb≈1240Mpa，延伸率δ≈10.3%，断面收缩率ψ≈33%，显著优于辊子基体（一般为S25CrMo、Q345、35）材料性能；
⑥堆焊层组织为马氏体加少量的沿柱晶方向生长的铁素体，同时，在马氏体基体上分布有均匀细小的合金氮化物及金属间化合物，这比单一的马氏体组织具有更高的耐磨性和抗冷热疲劳性。
进一步的，辊体6的上表面设置有双层堆焊层，与铸坯接触辊面堆焊层总厚度6mm，采用2层结构：采用430（0Cr17）作为打底层，厚度2-3mm，能提高414N堆焊层与辊子基体的结合强度，同时能降低414N的稀释率；辊面工作层采用414N，设计厚度为3-4mm。
进一步的，辊体6的生产方法包括以下步骤：
S1、用S25CrMo、DG35材质经粗加工，制备毛坯；
S2、粗加工至堆焊所需尺寸；
S3、按照焊接工艺，堆焊打底层/工作层，进行堆焊加工
S4、按照组装图，组焊轴头，进行焊接加工；
S5、整体加工，保证图纸尺寸
综上所述，该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，对辊面堆焊复合层，通过堆焊抗火焰切割材料，防止氧枪割伤辊面。
该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，将平辊改进为台阶辊，降低辊面被氧枪直接切割的概率。
该抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，辊面具备抗火焰切割性能，可多次修复使用；辊面堆焊后，硬度达HRC40以上，耐磨性提高，辊面磨损量大幅降低，提高一次过钢量。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，包括辊体（6），其特征在于：所述辊体（6）的上表面输送板坯（7），所述辊体（6）的两端均固定连接有自由侧轴颈（5），两个所述自由侧轴颈（5）相背的一侧均固定连接有第一轴承座（4），两个所述第一轴承座（4）相背的一侧均固定连接有第二轴承座（8），两个所述第一轴承座（4）的下表面均固定连接有辊子支座（3），左侧所述辊子支座（3）的上表面固定连接有水管支座（2），所述水管支座（2）的左侧固定连接有冷却水管（1），右侧所述第二轴承座（8）的右方设置有辊道减速机（11），所述辊道减速机（11）的输出端通过键传动连接有驱动侧轴颈（9），所述驱动侧轴颈与所述第二轴承座（8）转动连接，右侧所述辊子支座（3）的右侧壁固定连接有辊道减速机支架（10），所述辊道减速机支架（10）的上表面与所述辊道减速机（11）的悬挂装置固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述冷却水管（1）的一端贯穿并延伸至所述辊体（6）的内部。
3.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述辊道减速机（11）的输出端连接所述驱动侧轴颈（9）的外表面，并延伸至所述辊体（6）的内部。
4.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述辊体（6）的辊面设为七段式台阶结构。
5.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述辊体（6）的辊面工作层包括马氏体不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述辊体（6）的上表面设置有双层堆焊层。
7.根据权利要求1所述的一种抗火焰切割的板坯连铸机切割区辊道，其特征在于：所述辊体（6）的生产方法包括以下步骤：
S1、用S25CrMo、DG35材质经粗加工，制备毛坯；
S2、粗加工至堆焊所需尺寸；
S3、按照焊接工艺，堆焊打底层/工作层，进行堆焊加工
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