CN113510438B - 一种支承辊修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种支承辊修复工艺。包括将辊套和探伤合格的辊芯进行机械加工和热处理后；将辊套镶套至辊芯外侧，形成支承辊；将支承辊安装至冷轧机，重复进行厚料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共n次，重复进行薄料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共m次，直至支承辊达到轧制要求；其中n与m均为正整数。针对支承辊修复后使用效果不佳的技术问题，本发明提供了一种支承辊修复工艺，它将镶套后的支承辊进行多次重复使用，修磨，通过使用过程中轧制力交变载荷的作用和支承辊自身的热变形，使得辊套内圆柱面和辊芯外圆柱面贴合度不断变高至完全贴合，使得镶套后的支承辊达到整体实心辊的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种支承辊修复工艺。
背景技术
支承辊在轧制生产中起着极其重要的作用，因此对支承辊的质量、性能以及寿命要求极高，但是支承辊为消耗部件，长时间使用磨损仍然严重，因此产生大量的废旧支承辊，若不进行处理再利用，则会造成资源的浪费，并且采用新的支承辊成本高，因此，需要对废旧的支承辊进行修复。
修复方案通常采用通过旧辊镶套的办法，当旧辊径减小到无法使用，或者表面热处理硬度较低的支承辊为了重复使用时，将辊套镶套于辊芯外侧，组合成镶套支承辊，实现旧辊的重复利用。
但这项技术在轧钢行业和要求较低的铝加工行业，如热轧辊上进行应用，在铝板带冷轧机上使用尚属首次。
在实际修复过程中，辊套与辊芯接触面积大小直接影响使用效果，而辊套内表面的加工精度和辊芯外圆柱面加工精度很难达到非常理想的程度，且镶套后辊面热处理变形会影响到装配效果，因此需要一种支撑辊及其修复工艺。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对冷轧机的支承辊修复时，辊套与辊芯镶套效果不理想导致修复后使用效果不佳的技术问题，本发明提供了一种支承辊修复工艺，它在原有辊套与辊芯镶套加工的工艺基础上，将镶套后的支承辊进行多次重复使用，修磨，通过使用过程中轧制力交变载荷的作用和支承辊自身的热变形，使得辊套内圆柱面和辊芯外圆柱面贴合度不断变高至完全贴合，使得镶套后的支承辊达到整体实心辊的使用效果。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种支承辊修复工艺，包括以下步骤：
将辊套和探伤合格的辊芯进行机械加工和热处理后；将辊套镶套至辊芯外侧，形成支承辊；将支承辊安装至冷轧机，重复进行厚料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共n次，重复进行薄料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共m次，直至支承辊达到轧制要求；其中n与m均为正整数。
可选地，所述辊芯与辊套均采用同一金属材质。
可选地，辊芯与辊套之间采用过盈配合。
可选地，所述辊芯端部设置有挡肩。
可选地，所述辊芯与辊套之间采用加热法装配。
可选地，所述辊芯上设置有圆角。
可选地，所述圆角在支承辊辊面修磨后均需重新修磨。
可选地，所述探伤方法为超声波探伤。
可选地，还包括对支承辊进行抛光处理。
可选地，所述辊芯与辊套的材质为CrMo。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本实施例在对辊套与辊芯进行探伤、机械加工和热处理后将二者镶套成为支承辊，通过对支承辊的多次重复使用和外表面修磨，利用使用过程中轧制力交变载荷的不断作用和热变形、使得辊套内圆柱面和辊芯外圆柱面贴合度更高或完全贴合，消除两件贴合面之间的空气隔层，使得支承辊具有整体实心辊的一致性使用要求，使得修复后的支承辊在轧制过程中受控，克服修复后的支承辊在使用过程中，辊套与辊芯的异性特性辊形难以得到有效控制的问题，统一辊套与辊芯的传递速度，提升修复后的支承辊整体的热传导效果，使得修复后的支承辊达到轧制工艺的要求。
附图说明
图1为本发明实施例提出的支承辊的结构示意图。
图2为本发明实施例提出的辊套与辊芯配合面的示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例1
结合附图1-2，本实施例提出了一种支承辊修复工艺，包括以下步骤：
将辊套101和探伤合格的辊芯100进行机械加工和热处理后；将辊套101镶套至辊芯100外侧，形成支承辊；将支承辊安装至冷轧机，重复进行厚料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共n次，重复进行薄料冷轧，再进行支承辊棍面修磨，共m次，直至支承辊达到轧制要求；其中n与m均为正整数。
本实施例在对辊套101与辊芯100进行探伤、机械加工和热处理后将二者镶套成为支承辊，通过对支承辊的多次重复使用和外表面修磨，利用使用过程中轧制力交变载荷的不断作用和热变形、使得辊套101内圆柱面和辊芯100外圆柱面贴合度更高或完全贴合，消除两件贴合面之间的空气隔层，使得支承辊具有整体实心辊的一致性使用要求，使得修复后的支承辊在轧制过程中受控，克服修复后的支承辊在使用过程中，辊套101与辊芯100的异性特性辊形难以得到有效控制的问题，统一辊套101与辊芯100的传递速度，提升修复后的支承辊整体的热传导效果，使得修复后的支承辊达到轧制工艺的要求。
辊芯100为废旧支撑辊，首先需要进行辊芯100的探伤工作，对于选取的辊芯100，通过超声波探伤、着色探伤等探伤方式确定废旧支撑辊是否存有缺陷，能否达到使用标准，在可选的一种实施例中，辊芯100可选用锻钢，其探伤标准可参照《YB3209-1982》。
其次，进行辊套101与辊芯100的机械加工，如粗加工、半精加工以及精加工，使得辊套101与辊芯100的各项尺寸及公差符合要求，在可选的一种实施例中，将辊芯100的直径加工至φ730mm，辊套101内孔表面与辊芯100外圆柱面加工至圆柱度误差不大于0.03mm。
随后需要对辊套101与辊芯100进行热处理，在可选的一种实施例中，辊套101的辊面热处理硬度为HS75～70，后续修磨时，辊套101的辊面硬度应不小于HS65，辊套101的淬硬深度不小于20mm。
将经过探伤、机械加工以及热处理后的辊套101镶套至辊芯100外侧，辊套101与辊芯100结合为支承辊，随后即可开始磨合使用。
对于可选的一种实施例：分别取m和n均为2，即分别进行两次厚料冷轧和两次薄料冷轧。
支承辊第一次磨合使用：将支承辊安装至冷轧机，上机720小时，只进行厚料，即厚铝带冷轧，结束后进行支承辊辊面修磨。
初装镶套的辊套101与辊芯100的配合面在微观下与图2中示出的配合面情况一样，面与面之间的贴合度不高，在面与面之间的存在接触与非接触的状态，会导致支承辊传热不均匀的问题，支承辊受热不均匀就会严重影响铝带轧制，反映在铝带上的现象就是板型难以控制，因此需要在一定长的时间内通过交变载荷的变形时效，使得配合面的贴合度不断变高，因此这个时间段只能加工一些质量要求不高的厚铝带，符合大型设备大型备件的修复使用规则和生产规则。
由于第一次磨合使用后，配合面贴合面积扩大，同时支承辊外圆柱面也在变化，在微观上会形成凸凹不平的表面，主要是辊套101的外表面会形成磨损和变形，并形成疲劳层，因此要进行支承辊辊面修磨，消除疲劳层，并使得外表面的精度符合轧制要求。
支承辊第二次磨合使用：将支承辊安装至冷轧机，上机720小时，只进行厚料，即厚铝带冷轧，结束后进行支承辊辊面修磨。
修磨后进行二次磨合使用，这次使用如果在厚铝带板形上已达到轧制要求，按要求继续完成720小时的使用时间，使得时效处理效果更加理想。
支承辊第三次磨合使用：将支承辊安装至冷轧机，上机1440小时，进行薄料，即薄铝带冷轧，结束后进行支承辊辊面修磨。
由于第二次磨合使用已达到使用工艺要求，根据轧制工艺继续完成薄铝带的轧制使用磨合要求，因为薄料与厚料在轧制工艺上对辊子的使用有着不同的要求，厚料轧制轧制力较大，辊子变形量较大，轧制速度低，辊形变化对板型的变化不大，而薄料轧制轧制力小，轧制速度高，辊形变化对板型变化较大，也就是说支承辊的热传递要快而均匀，即可理解为支承辊内在组织的均匀性要高，因此继续安排较长时间的第三次使用，不断地提升使得时效处理效果更加理想。
支承辊第三次磨合使用：将支承辊安装至冷轧机，上机2160小时，进行薄料，即薄铝带冷轧，结束后进行支承辊辊面修磨。
在第三次使用的基础上，为了更进一步的达到理想使用效果，按照正常标准支承辊的使用时间进行三个月使用时间的安排，这时支承辊已进行了长达2160小时的试运行，完成了在交变载荷下的时效处理，辊套101与辊芯100通过共渗原理基本完全达到了一体化，从而完全达到轧制要求。
作为本实施例可选的实施方式，所述辊芯100与辊套101均采用同一金属材质。辊芯100与辊套101均采用同一金属材质，如同时使用钢、铸铁或硬质合金等金属材质中的一种，由于采用同一金属材质，辊芯100与辊套101的使用性能和加工性能能够保持一致。对于加工性能，例如在进行热处理加工时保持形变量的一致，在切削加工时也能保持同一，由此使得加工更具有便利性，且加工效率得到有效控制，有利于提升支承辊的修复效果。对于使用性能，在利用支承辊进行轧制过程中，辊芯100与辊套101也必然会受热膨胀，当采用同一金属材质时，该受热导致的形变能够保持一致，不会发生因辊芯100与辊套101形变量不同而导致相互脱离，或辊芯100与辊套101之间应力变大而导致破裂等情况；此外，若采用不同金属材质，会导致热传导效果差，热传递速度不一样，使得支承辊的使用效果不佳。
作为本实施例可选的实施方式，辊芯100与辊套101之间采用过盈配合。辊芯100与辊套101采用过盈配合，过盈配合能够使得辊芯100与辊套101在不增加其他连接件的情况下实现稳定的结合固定，在本实施例中，装配过盈量可控制在0.6～0.7mm，以免在工作过程中受温度影响而发生相互错动。
作为本实施例可选的实施方式，所述辊芯100端部设置有挡肩。通过在辊芯101端部设置挡肩，例如本实施可在辊芯100端部设置宽度为10mm外径φ70的挡肩，挡肩的设置能够在装配时防止辊芯100和辊套101之间发生轴向错位，以及避免使用过程中辊芯100和辊套101之间的微量窜动，使得支承辊的工作更加稳定。
作为本实施例可选的实施方式，所述辊芯100与辊套101之间采用加热法装配。由于辊芯100与辊套101之间的配合方式为过盈配合，对于过盈配合的轴套类零件，为方便装配，需要将辊套101加热，使其受热膨胀，内孔变大，由此可以方便地装到辊芯100上，减少了装配或拆卸的难度，等安装完毕后温度再冷却至工作温度，使辊芯100与辊套101在冷却收缩的过程中紧紧地配合在一起，热装配可得到较高的连接强度，有利于提升支承辊自身强度，进而提升支承辊的使用性能。
实施例2
本实施例提出了一种支承辊修复工艺，所述辊芯100上设置有圆角102。当辊芯100选用锻造件时，锻造会将锻造产生的应力留存在辊芯100内，由于在锻造时，锻件的温度逐渐冷却时，金相变化达到平衡，但锻造引起的应力一直残存在构件内，此时处于一种平衡状态，或许不会出现裂纹，但辊芯100经过机械加工，破坏了辊芯100内的应力平衡，在薄弱的地方，有可能就会产生裂纹，这些裂纹主要的成因是源于锻造应力，也有一部分原因是机械加工温度变化所导致的；因此，为了杜绝机械加工后辊芯100上产生裂纹，需要在应力集中的地方做成圆弧过渡，以此来分散应力，让内应力在机械加工后能够再次平衡。不连续的面处的应力比较集中，在本实施例中，主要为辊芯100的轴肩处，因此需在结构突变处做成圆弧过渡，也是将应力沿圆弧的法向疏散应力，不至于产生裂纹导致辊芯100报废。
作为本实施例可选的实施方式，所述圆角102在支承辊辊面修磨后均需重新修磨。由于机械加工后会导致内应力的不平衡，因此在每次支承辊辊面修磨后均需对圆角102进行重新修磨。
作为本实施例可选的实施方式，所述探伤方法为超声波探伤。超声波探伤具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害等优点，能对缺陷进行定位和定量，适用于废旧支撑辊，即辊芯100的探伤。
作为本实施例可选的实施方式，还包括对支承辊进行抛光处理。利用机械、化学或电化学的作用，使支承辊表面，即辊套101外表面表面和辊芯表面的粗糙度降低，以获得光亮、平整表面，消除机械加工的痕迹。
作为本实施例可选的实施方式，所述辊芯100与辊套101的材质为9Cr2Mo。9Cr2Mo材料为典型的Cr2系冷轧辊用钢，表层可以淬火至高硬度，能够承受极高压力，9Cr2Mo材料高碳含量保证轧辊有高硬度，加铬、钼可增加钢的淬透性和耐磨性，因此9Cr2Mo适用于作为本实施例中铝带冷轧机支承辊的材料。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种支承辊修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：将辊套和探伤合格的辊芯进行机械加工和热处理后；将辊套镶套至辊芯外侧，形成支承辊；将支承辊安装至冷轧机，重复进行厚料冷轧，再进行支承辊辊面修磨，共n次，重复进行薄料冷轧，再进行支承辊辊面修磨，共m次，直至支承辊达到轧制要求；其中n与m均为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯与辊套均采用同一金属材质。
3.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，辊芯与辊套之间采用过盈配合。
4.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯端部设置有挡肩。
5.根据权利要求3所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯与辊套之间采用加热法装配。
6.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯上设置有圆角。
7.根据权利要求6所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述圆角在支承辊辊面修磨后均需重新修磨。
8.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯的探伤方法为超声波探伤。
9.根据权利要求1所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，还包括对支承辊进行抛光处理。
10.根据权利要求2所述的一种支承辊修复工艺，其特征在于，所述辊芯与辊套的材质为CrMo。
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