CN112609065A - 一种炭套辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种炭套辊，涉及带钢连续退火技术领域，解决了现有技术中带钢退火中炭套与辊芯定位难度大的技术问题。包括辊芯和炭套，炭套套设于辊芯，炭套其沿轴向的一端开设有定位键槽、另一端开设有滑键槽，滑键槽方向沿炭套的轴向方向设置，定位键槽设有定位键，滑键槽设有滑键，定位键和滑键均与辊芯连接，定位键与定位键槽配合用于实现对炭套的轴向定位以及周向定位。通过定位键和滑键的配合，采用轴向定位与周向定位分离的方法，有效解决炭套与辊芯变形不一致的问题，改善炭套破裂的不利情况，有利于连续退火炉稳定运行，降低机组故障率，提高机组生产效率，对带钢等产品质量具有非常重要的作用。

Description

一种炭套辊

技术领域

本发明涉及带钢连续退火技术领域，尤其涉及一种炭套辊。

背景技术

目前，石墨炭套是用于硅钢连退炉中钢带支撑和传输最好的炉底辊，由于炭套本身的硬度和强度相对较低，在带钢连续退火炉内使用过程中必须与耐热金属辊芯组装在一起，称为炭套辊。由于炭套与辊芯二者膨胀系数差异较大，高温变形不同，导致炭套定位难度大。

目前炭套辊的定位有插板销联接、圆盘销联接、矩形销联接等几种形式。插板销联接由于安装、拆卸不方便，出现运转中掉销子、断辊芯的故障，目前已不采用；圆盘销联接炭套与辊芯在轴向没有固定，辊芯轴向热伸长比炭套大得多，二者间轴向间隙增大，易产生冲击，造成带钢运行不稳定；矩形销联接拆卸时由于螺纹丝扣咬死，拆卸难度大，炭套破损严重，每次检修都需要重新加工螺纹，更换难度大，检修周期长。

因此，亟需解决现有技术中炭套定位的缺陷。

发明内容

本申请提供一种炭套辊，解决了现有技术中带钢退火中炭套与辊芯定位难度大的技术问题。

本申请提供一种炭套辊，包括辊芯和炭套，炭套套设于辊芯，炭套其沿轴向的一端开设有定位键槽、另一端开设有滑键槽，滑键槽方向沿炭套的轴向方向设置，定位键槽设有定位键，滑键槽设有滑键，定位键和滑键均与辊芯连接，定位键与定位键槽配合用于实现对炭套的轴向定位以及周向定位。

优选地，定位键包括T型定位键，定位键槽其沿炭套轴向方向的横截面呈T型设置，T型定位键的头部与炭套定位配合、T型定位键的身部与辊芯定位配合，以实现对炭套的轴向定位以及周向定位。

优选地，T型定位键通过螺栓与辊芯固定连接。

优选地，T型定位键的头部覆盖有第一压板，第一压板通过螺栓与T型定位键连接。

优选地，滑键包括T型滑键，T型滑键的身部与辊芯在宽度方向上定位配合连接，T型滑键的身部与辊芯沿轴向方向间隙配合连接，T型滑键的头部与炭套在轴向方向上间隙配合。

优选地，在T型滑键厚度方向上，辊芯与T型滑键的台阶间隙配合。

优选地，T型滑键的头部覆盖有第二压板，第二压板通过螺栓与T型滑键连接。

优选地，辊芯与炭套之间喷涂有抗渗碳陶瓷涂层。

优选地，抗渗碳陶瓷涂层包括下述成分按重量百分比组成：

C 0.5-2％；

Al2O3 10-60％；

SiO2 5-30％；

ZrO2 5-20％；

Y2O3 0.5-2％。

优选地，辊芯包括轴套以及两个轴头，轴头安装在轴套两端，通过过盈配合连接组装，炭套套设于轴套。

优选地，碳套棍设有两个定位键，两个定位键布置在沿炭套周向相隔180°的位置。

本申请有益效果如下：本发明通过定位键和滑键的配合，采用轴向定位与周向定位分离的方法，有效解决炭套与辊芯变形不一致的问题，改善炭套破裂的不利情况，提高炭套棍的使用寿命，有利于连续退火炉稳定运行，降低机组故障率，提高机组生产效率，对带钢等产品质量具有非常重要的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请提供的炭套辊的其沿轴向剖视的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B-B处的局部剖视图；

图4为本申请提供的沿径向方向的T型定位键的剖视图。

附图标记：100-辊芯，110-轴套，120-轴头，200-炭套，300-定位键槽，400-滑键槽，500-T型定位键，510-第一压板，600-T型滑键，610-第二压板，700-抗渗碳陶瓷涂层。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种炭套辊，解决了现有技术中带钢退火中炭套200与辊芯100定位难度大的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：一种炭套辊包括辊芯100和炭套200，炭套200套设于辊芯100，炭套200其沿轴向的一端开设有定位键槽300、另一端开设有滑键槽400，实现对炭套200的轴向定位以及周向定位。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

炭套辊在高温环境中比金属辊、陶瓷辊等具有更好的抗结瘤性能，因而在带钢退火炉中得到广泛使用。炭套200硬度低、自润滑性好、热膨胀系数小，高温力学性能优良。

发明人发现，墨炭套200硬度较低，强度相对也较低，所以必须与金属辊芯100配合使用。由于二者膨胀系数差异较大，高温变形不同，这导致炭套200定位难度大。

目前炭套辊的定位有插板销联接、圆盘销联接、矩形销联接等几种形式。插板销联接由于安装、拆卸不方便，出现运转中掉销子、断辊芯100的故障，目前已不采用；圆盘销联接炭套200与辊芯100在轴向没有固定，辊芯100轴向热伸长比炭套200大得多，二者间轴向间隙增大，易产生冲击，造成带钢运行不稳定；矩形销联接拆卸时由于螺纹丝扣咬死，拆卸难度大，炭套200破损严重，每次检修都需要重新加工螺纹，更换难度大，检修周期长。

尤其是在连续退火炉内，炭套200与辊芯100大多数采用的是卡环式锁紧装置，即炭套200两端各加工一对窄槽，两端窄槽的方向相互垂直，辊芯100其中一端上有两个椭圆销子，与炭套200的窄槽刚好配合，炭套200的另一端采用卡环固定，卡环与辊芯100用螺栓连接，然后再通过点焊固定卡环，这样只能使螺栓与卡环成为一个整体，卡环与辊芯100之间、辊芯100与炭套200之间仍然存在松动。采用这种方式固定的炭套辊运行不稳定，常常由于炭套200内径偏大，辊芯100外径偏小，导致炭套辊高速运转时在其径向方向还会产生一定幅度的摆动，即使按照规定尺寸加工的炭套200和辊芯100也会存在近5mm以上的轴向滑动，导致钢带向传动侧跑偏，给生产带来很多问题。

因此，发明人发明了一种炭套辊，请参照图1至图4，炭套辊包括辊芯100和炭套200，炭套200套设于辊芯100，炭套200其沿轴向的一端开设有定位键槽300、另一端开设有滑键槽400，滑键槽400方向沿炭套200的轴向方向设置，定位键槽300设有定位键，滑键槽400设有滑键，定位键和滑键均与辊芯100连接，定位键与定位键槽300配合用于实现对炭套200的轴向定位以及周向定位。

其中，目前常用的辊芯100，如图1，一般由轴套110以及两个轴头120组成，轴头120安装在轴套110两端，通过过盈配合连接组装，形成空心结构，已达到减轻辊芯100重量的目的。

炭套200套设于轴套110的外周壁处，通过炭套200一端的定位键槽300安装定位键，在轴套110上实现对炭套200的轴向定位和周向定位，防止炭套200轴向移动。其中，对定位键以及定位键槽300的工艺生产提出了高要求。

在炭套200其中远离定位键槽300的另一侧，开设有滑键槽400，滑键槽400中安装有滑键，滑键槽400方向沿炭套200的轴向方向设置，其中隐含有沿炭套200的轴向方向，滑键与炭套200间隙配合。滑键既具有传递扭矩的功能，又能够在芯轴受热伸长时沿轴向方向移动，防止芯轴受热伸展时卡阻。

从而，其通过定位键与滑键的配合，有利于解决炭套200与辊芯100高温变形不同而带来的炭套200定位难度大的技术问题，保护高温工作环境下炭套200其结构，炭套200不易破损，确保生产运行稳定，炭套200和辊芯100使用寿命长，可以提高生产效率和产品质量，降低生成成本。

尤其针对炭套辊处于退火炉高温工作状态下，工况环境恶劣，很难进行故障预判，一旦炭套200破损，带钢表面会出现划痕，直接影响带钢表面质量，严重时会造成设备意外停机故障，干扰机组正常生产，同时更换炭套辊时，由于炭套200与辊芯100卡阻，断裂后抢修时间长。采用本实施例的炭套辊，采用轴向定位与周向定位分离的方法，有效解决炭套200与辊芯100变形不一致问题，防止炭套200破裂，有利于连续退火炉稳定运行，降低机组故障率，提高机组生产效率，对带钢等产品质量具有非常重要的作用。

优选地，请参照图2，定位键包括T型定位键500，定位键槽300其沿炭套200轴向方向的横截面呈T型设置，T型定位键500的头部与炭套200定位配合、T型定位键500的身部与辊芯100定位配合，以实现对炭套200的轴向定位以及周向定位。防止炭套200轴向移动，保持炭套200工作时与机组速度同步。

如图1所示，其中定位键优选采用两个平键布置在沿周向相隔180°的位置。

优选地，如图1所示的两个定位键，其中单个定位键即可选择同时实现轴向定位和周向定位，也可选择一个定位键实现轴向定位、另一个定位键实现周向定位，的方式。

优选地，请参照图2，T型定位键500通过两个内六角螺栓与轴套110连接在一起，方便后期拆卸更换。

优选地，请参照图2，T型定位键500的头部覆盖有第一压板510，第一压板510通过螺栓与T型定位键500连接。第一压板510具有耐高温性质，用于防止内六角螺栓高温下烧蚀后下机难以取出。

优选地，请参照图1和图3，滑键包括T型滑键600，T型滑键600的身部与辊芯100在宽度方向上定位配合连接，以保障T型滑键600传递扭矩的功能；T型滑键600的身部与辊芯100沿轴向方向间隙配合连接，其间隙大小由键长确定，可选择大于等于2mm；在T型滑键600厚度方向上，辊芯100与T型滑键600的台阶间隙配合，以保障芯轴受热伸长时T型滑键600仍可沿轴向移动，可选择大于等于1mm，其参考轴套110的厚度具体是滑键槽400位置处的轴套110形成凹型的深度决定；T型滑键600的头部与炭套200在轴向方向上间隙配合，防止芯轴受热伸展时卡阻，可选择大于等于10mm，其参考芯轴、炭套200的轴向长度决定。

优选地，请参照图3，T型滑键600的头部覆盖有第二压板610，第二压板610通过螺栓与T型滑键600连接。第二压板610与第一压板510的用途相似，第二压板610用于防止T型滑键600与轴套110连接的螺栓烧蚀后下机难以取出的不利状况，第二压板610同样具有耐高温、防明火的性质，稳定性强。

请参照图3，同样的，第二压板610与炭套200间隙配合，防止芯轴受热伸展时卡阻。

优选地，为解决防止辊芯100在高温条件下渗碳和结瘤，导致辊芯100高温强度降低，发生弯曲变形，下机更换炭套200时拆卸困难等问题，在辊芯100与炭套200之间喷涂有抗渗碳陶瓷涂层700，可有效防止结瘤产生，更换炭套200顺利，缩短换辊时间。

优选地，本实施例提供一种新的抗渗碳陶瓷涂层700的主要成分组合，质量百分比为：C 0.5-2％，Al2O3 10-60％，SiO2 5-30％，ZrO2 5-20％，Y2O3 0.5-2％。

陶瓷粉末颗粒的直径优选为0.5-60微米，等离子喷涂、超音速火焰喷涂、激光熔覆等喷涂方法，本实施例中抗渗碳陶瓷涂层700的厚度优选为30-200微米。

综上所述，采用本实施例的炭套辊，有效解决炭套200与辊芯100变形不一致问题，防止炭套200破裂；同时，在辊芯100与炭套200配合处，辊芯100表面喷涂有陶瓷层，可有效防止结瘤产生，更换炭套200顺利，缩短换辊时间；本发明的长寿命高温炭套辊对于提高连续退火炉稳定运行，降低机组故障率，提升机组生产效率以及带钢产品质量具有非常重要作用。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种炭套辊，包括辊芯和炭套，所述炭套套设于所述辊芯，其特征在于，所述炭套其沿轴向的一端开设有定位键槽、另一端开设有滑键槽，所述滑键槽方向沿所述炭套的轴向方向设置，所述定位键槽设有定位键，所述滑键槽设有滑键，所述定位键和所述滑键均与所述辊芯连接，所述定位键与所述定位键槽配合用于实现对所述炭套的轴向定位以及周向定位。

2.如权利要求1所述的炭套辊，其特征在于，所述定位键包括T型定位键，所述定位键槽其沿所述炭套轴向方向的横截面呈T型设置，所述T型定位键的头部与所述炭套定位配合、所述T型定位键的身部与所述辊芯定位配合，以实现对所述炭套的轴向定位以及周向定位。

3.如权利要求2所述的炭套辊，其特征在于，所述T型定位键通过螺栓与所述辊芯固定连接。

4.如权利要求3所述的炭套辊，其特征在于，所述T型定位键的头部覆盖有第一压板，所述第一压板通过螺栓与所述T型定位键连接。

5.如权利要求1所述的炭套辊，其特征在于，所述滑键包括T型滑键，所述T型滑键的身部与所述辊芯在宽度方向上定位配合连接，所述T型滑键的身部与所述辊芯沿轴向方向间隙配合连接，所述T型滑键的头部与所述炭套在轴向方向上间隙配合；在所述T型滑键厚度方向上，所述辊芯与所述T型滑键的台阶间隙配合。

6.如权利要求5所述的炭套辊，其特征在于，所述T型滑键的头部覆盖有第二压板，所述第二压板通过螺栓与所述T型滑键连接。

7.如权利要求1-6中任一项所述的炭套辊，其特征在于，所述辊芯与所述炭套之间喷涂有抗渗碳陶瓷涂层。

8.如权利要求7所述的炭套辊，其特征在于，所述抗渗碳陶瓷涂层包括下述成分按重量百分比组成：

C 0.5-2％；

Al2O3 10-60％；

SiO2 5-30％；

ZrO2 5-20％；

Y2O3 0.5-2％。

9.如权利要求1-6中任一项所述的炭套辊，其特征在于，所述辊芯包括轴套以及两个轴头，所述轴头安装在所述轴套两端，通过过盈配合连接组装，所述炭套套设于所述轴套。

10.如权利要求1所述的炭套辊，其特征在于，所述碳套棍设有两个所述定位键，两个所述定位键布置在沿炭套周向相隔180°的位置。

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