CN1121913C - 轧辊辊脖修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轧辊辊脖修复工艺。首先对辊脖1有缺陷部位进行机加工，制成一个环形焊接槽3，其坡口与轧辊纵轴垂直面呈25～35°角，用绳式加热器对辊脖的环形焊接槽和热影响区进行加热，以90～100℃/h的速率预热到380～400℃，再在300～380℃温度下进行焊接，焊完后再加热到470～480℃，然后以50～60℃/h的速率缓冷到200℃后断电保温缓冷到室温，再进行机加工。所修复的辊脖完全符合质量要求，可为轧钢厂节省大量资金。
Description
本发明属于轧钢设备备件技术领域，特别是一种轧辊辊脖修复工艺。
冷轧工作辊是一种合金锻钢轧辊，具有很高的强度和硬度，是一种昂贵的轧钢设备备件。由于长时间处于高负荷状态，轴承很容易损坏，在换轴承箱时往往在辊脖处产生裂纹、掉皮等缺陷，甚至断辊，从而使轧辊报废，给企业带来很大的经济损失。曾经有过很多修复废旧轧辊的方法，包括工作辊辊身镶套、表面堆焊，如CN1133210，CN92109256.3，J62-758D和SU1371727等。
前苏联专利SU1447446公开了一种“轧机轧辊修复方法”，在掉皮区制成一个环形槽，坡口相对于纵轴的角度为20～30℃，从坡口到底面的过渡半径等于掉皮深度的0.09加上8.2，以消除环形槽底边的焊接裂纹。堆焊的温度制度为：将轧辊预热到400～450℃，然后用焊条进行堆焊，焊接电流为500A，电压为35V，焊接速度为36m/h，焊好后的轧辊加热到500±20℃，保温4小时后以30℃/h的冷却速度缓冷。
这种工艺适用于对轧身进行修补。
本发明的目的是提供一种适用于轧辊辊脖的修复工艺，包括制作一个环形焊接槽的方法和一种特殊的焊接过程加热方法和加热温度制度。根据不同的缺陷，采用不同的制作环形焊接槽的方法；在浅裂纹和掉皮的情形，可直接在有缺陷部位车削出环形焊接槽，在断辊的情形，用待修复轧辊辊脖和另一个同材质圆柱体(例如同材质废轧辊)制作成环形焊接槽。采用绳式加热器加热，预热温度约400℃，焊接工作温度为300～380℃，焊完后加热到约480℃，然后缓冷，在加热、焊接和缓冷过程中，在加热端辊身处进行浇水冷却防止辊身受热退火。
按照本发明的轧辊辊脖修复工艺，包括对缺陷部位的机加工、预热、焊接和焊后精加工。该工艺具有下列特征：
1)将辊脖有缺陷部分完全车削净，制成一个环形焊接槽，此环形焊接槽的坡口与纵轴垂直面呈25～35°角。
2)用绳式加热器分别绕缠环形焊接槽及其两侧辊脖的焊接热影响区，该绳式加热器的绳头和插入加热器中的热电偶的输出线分别连接到温度控制箱上，接通电源对环形焊接槽和焊接热影响区进行加热。
3)在辊身端头处设置喷水装置向辊面喷水冷却，在辊身端面上设挡水圈。
4)以90～100℃/h的速率将环形焊接槽和焊接热影响区均匀加热到380～400℃。
5)拆掉环形焊接槽处的绳式加热器，保留其它加热器继续保温加热，在环形焊接槽内进行焊接，并将焊接工作温度控制在300～380℃范围内。
6)焊完后重新将绳式加热器缠绕到焊接区上，加热到470～480℃，然后以50～60℃/h的速度缓冷到190～210℃，然后断电缓冷到环境温度。
本发明的环形焊接槽坡口角度较小，这种焊接槽更适合于辊脖的修复，一是辊脖焊接槽长度有限，便于焊接，二是可以节省焊接费用，三是可以提高焊接辊脖抗弯强度。
本发明所给出的焊接温度制度是针对辊脖的特点制定的。采用绳式加热器的好处，一是不用专设加热炉，二是使用灵活方便，三是可以实现边焊接边加热，可以按要求控制焊接温度，达到理想的焊接效果，同时也可以使预热温度相对较低而不影响焊接质量。
按照本发明，当辊脖缺陷为浅裂纹(裂纹深度小于辊脖半径)或掉皮时，所述的环形焊接槽为在有缺陷部位车削出的喇叭形环形槽，即两侧坡口方向相反。
反之，当辊脖缺陷为断辊时，所述的环形焊接槽是这样形成的：
1)将断面车平整后再镗出凹形连接端头，凹孔深度l1等于辊脖直径D的1/4～1/6，凹孔直径d1＝缺陷部位辊脖直径的1/3～2/5，
2)用同材质圆柱体加工出和上述凹形连接端头相匹配的凸形连接端头，凸起长度l2＝l1+50～200mm，
3)将上述两部分装配在一起，结合部形成环形焊接槽。
此环形焊接槽的坡口可以相互平行，也可以呈一定角度或呈喇叭形。
所述的同材质圆柱体可以用同材质废轧辊。
按照本发明，在绳式加热器缠绕层的外表面包有绝热保温层，以提高加热器加热效果，同时保护操作人员。
采用本发明的轧辊辊脖修复工艺所修复的轧辊辊脖性能完全符合要求，是一种低投入、高产出的技术，可以为轧钢厂，特别是冷轧带钢厂带来很大的经济效益。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为有裂纹或掉皮辊脖机加后形成环形焊接槽示意图。
图2为断辊机加工后组合成环形焊接槽示意图。
图3为缠绕绳式加热器示意图。
图4为焊接过程的加热温度制度曲线图。
如图1～图4所示，本发明的轧辊辊脖修复工艺，包括对缺陷部位的机加工、预热、焊接和焊后精加工。
1)如图1、图2所示，将辊脖1有缺陷部分完全车削净，制成一个环形焊接槽3，此环形焊接槽3的坡口与轧辊纵轴垂直面的夹角α＝25～35°，
2)如图3所示，用绳式加热器4分别绕缠环形焊接槽3及其两侧辊脖的焊接热影响区5、6，该绳式加热器4的绳头和插入加热器中的热电偶7的输出线分别连接到温度控制箱上(图中未示出)，接通电源对环形焊接槽3和焊接热影响区5、6进行加热，
3)在辊身端头处设置喷水装置9向辊面喷水冷却，在辊身端面上设挡水圈10，防止冷却水进入加热器，
4)如图4所示，以90～100℃/h的速率将环形焊接槽3和焊接热影响区5、6均匀加热到380～400℃，
5)拆掉环形焊接槽3处的绳式加热器4，保留其它加热器继续保温加热，在环形焊接槽内进行焊接，并将焊接工作温度控制在300～380℃范围内，
6)焊完后重新将绳式加热器缠绕到焊接区上，加热到470～480℃，然后以50～60℃/h的速度缓冷到190～210℃，然后断电缓冷到环境温度。
根据辊脖不同的缺陷情况，制作不同的环形焊接槽。当辊脖缺陷为浅裂纹(裂纹深度小于辊脖半径)或掉皮时，所述的环形焊接槽3为在有缺陷部位车削出的喇叭形环形槽，即两侧坡口方向相反。
当辊脖缺陷为断辊时，所述的环形焊接槽3是这样形成的：
1)将断面车平整后再镗出凹形连接端头31，凹孔深度l1等于辊脖直径D的1/4～1/6，凹孔直径d1＝缺陷部位辊脖直径的1/3～2/5，
2)用同材质圆柱体加工出和上述凹形连接端头31相匹配的凸形连接端头32，凸起长度l2＝l1+50～200mm，
3)将上述两部分装配在一起，结合部形成环形焊接槽3。
这时的环形焊接槽的坡口可以相互平行，也可以呈一定角度或呈喇叭形。
所述的同材质圆柱体可以是同材质废轧辊。如图3所示，在绳式加热器缠绕层外表面还包有绝热保温层8。
所述的温度控制箱可采用DWK-6型温度控制箱。所述的绳式加热器可选用SCD绳式加热器。
最佳实施例。
最佳实施例中的坡口与纵轴垂直面的夹角α＝30°，预热速度为95℃/h，预热到395℃，焊接工作温度范围为300～380℃，焊后加热到480℃，然后以56℃/h的速度冷却到200℃。
Claims (7)
1、一种轧辊辊脖修复工艺，包括对缺陷部位的机加工、预热、焊接和后精加工，其特征在于：
1)将辊脖(1)有缺陷部分完全车削掉，制成一个环形焊接槽(3)，此环形焊接槽(3)的坡口与轧辊纵轴垂直面的夹角α＝25°～35°，
2)用绳式加热器(4)分别缠绕环形焊接槽(3)及其两侧辊脖的焊接影响区(5)、(6)，该绳式加热器(4)的绳头和插入加热器中的热电偶(7)的输出线分别连接到温度控制箱上，接通电源对环形焊接槽(3)和焊接影响区(5)、(6)进行加热，
3)在辊身端头处设置喷水装置(9)向辊面喷水冷却，在辊身端面上设挡水圈(10)，
4)以90℃/h～100℃/h的速率环形焊接槽(3)和焊接热影响区(5)、(6)均匀加热到380℃～400℃，
5)拆掉环形焊接槽(3)处的绳式加热器(4)，保留其它加热器继续保温加热，在环形焊接槽(3)内进行焊接，并将焊接工作温度控制在300℃～380℃范围内，
6)焊完后重新将绳式加热器缠绕到焊接区上，加热到470℃～480℃，然后以50℃/h～60℃/h的速度缓冷到190℃～210℃，然后断电缓冷到环境温度。
2、根据权利要求1所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于当辊脖缺陷为断辊时，所述的环形焊槽(3)是这样形成的：
1)将断面平整后再镗出凹形连接端头(31)建筑用孔深度l1等于辊直径D的1/4～1/6，凹孔直径＝缺陷部位辊脖直径d1的1/3～2/5，
2)用同材质圆柱体加工出和上述凹形连接端头(31)相匹配的凸形连接端头(32)，凸起长度L2＝L1+50～200mm
3)将上述两部分装配在一起，结合部形成环形焊接槽(3)
3，根据权利要求2所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于所述的焊接槽坡口相互平行。
4、根据权利要求2所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于所述的同材质圆柱体为同材质废轧辊。
5、根据权利要求1所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于所述的绳形加热器(4)缠绕层的外表机包有绝热保温层(8)。
6、根据权利要求1所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于所述的温度控制箱采用DWK-6温度控制箱。
7、根据权利要求1所述的轧辊辊脖修复工艺，其特征在于所述的焊接槽(3)坡口与纵轴垂直的夹角α＝30°，所述的预热速度为95℃/h，预热到395℃，焊接工作温度范围为300℃～380℃。焊后加热到480℃，然后以56℃/h的速度冷却到200℃。
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